CN116223088A - 一种禽舍粪便长距离采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及禽类养殖采样技术领域，具体提供了一种禽舍粪便长距离采样装置，所述装置包括：无人机机体，所述无人机机体包含有控制其飞行的无线控制器；设于所述无人机机体上的支撑脚；设于所述无人机机体上的采样单元，用于采集粪便样品，其中，所述采样单元包括：设于所述无人机机体内的采样动力部；设于所述无人机机体上的采样部，所述采样部包括一圆筒状的采样管以及转动连接于所述采样管内的采样轴，所述采样轴上固定连接有螺旋叶片，所述采样动力部带动所述采样轴转动；本发明能够使工作人员非常方便的在禽舍内取样，提高的取样的便捷性，同时工作人员不用进入养殖区域。

Description

一种禽舍粪便长距离采样装置

技术领域

本发明涉及禽类养殖采样技术领域，尤其涉及一种禽舍粪便长距离采样装置。

背景技术

禽舍是一类用于养殖禽类动物的建筑，其结构如同厂房，是一种具有较大空间的房屋结构。

在禽类养殖的过程中，为了掌握动物的健康状态，需要对动物的粪便进行取样，由于目前的禽舍养殖，通常是在禽舍内划分养殖区域，将动物散养在养殖区域内，然后通过自动投喂设备投喂动物，禽舍内仅划分部分通道，在取样粪便时，对于近距离的取样，工作人员可以在通道边取样，但是，对于养殖区域内部区域的取样，需要进入养殖区域，由于养殖区域内的养殖密度较大，养殖的动物会造成取样人员的前进阻碍，取样人员前进的时候需要驱赶动物，造成取样人员的不便，因此，需要一种禽舍粪便长距离采样装置，以便于工作人员可以下通道处进行长距离取样，从而采集养殖区域内部的粪便样品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种禽舍粪便长距离采样装置，以解决目前的禽舍不便于对粪便采样的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种禽舍粪便长距离采样装置，所述装置包括：

无人机机体，所述无人机机体包含有控制其飞行的无线控制器；

设于所述无人机机体上的支撑脚；

设于所述无人机机体上的采样单元，用于采集粪便样品，其中，所述采样单元包括：

设于所述无人机机体内的采样动力部；

设于所述无人机机体上的采样部，所述采样部包括一圆筒状的采样管以及转动连接于所述采样管内的采样轴，所述采样轴上固定连接有螺旋叶片，所述采样动力部带动所述采样轴转动。

进一步的，所述无人机机体的螺旋桨上设置有螺旋桨保护罩。

进一步的，所述支撑脚为自动伸缩式支撑脚。

进一步的，所述采样管为一端设置有开口的筒状结构，所述采样管的开口设置在所述采样管远离无人机机体的一端；

所述螺旋叶片远离所述采样管开口的一端与所述采样管的底部设置有预设空间以存储样品。

进一步的，所述采样部与所述无人机机体可拆卸连接，所述采样装置还包括：

固定连接于所述无人机机体上的夹持单元，用于夹持采样部。

进一步的，所述夹持单元包括：

设于所述采样部两侧的两组夹持臂，所述夹持臂铰接在所述无人机机体上；

设于所述夹持臂上的夹板，所述夹板靠近采样部的一面为圆弧面以贴合在采样部上；

设于所述无人机机体内的夹持动力部，用于带动所述夹持臂转动以夹紧采样部。

进一步的，所述夹持臂通过夹持轴铰接在所述无人机机体上，所述夹持动力部包括：

设于所述夹持轴端部的蜗轮；

转动连接到所述无人机机体内的夹持动力轴，所述夹持动力轴的两端设置有旋向相反的蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；

固定连接于所述无人机机体内的夹持电机，用于带动所述夹持动力轴转动。

进一步的，所述装置还包括：

机库，所述机库上设置有归中组件以调节无人机机体在机库上的位置；

设于所述机库内的样品库，所述样品库为环形槽，所述样品库内设置有若干采样底座，所述采样底座为一端设置有开口的筒状，所述夹持单元能够将采样部插入采样底座内；

设于机库内的底座移动轮，用于控制所述采样底座在所述样品库内移动，所述底座移动轮连接有移动电机。

进一步的，所述底座移动轮为边缘设置有若干圆弧缺口的盘状结构，所述底座移动轮上的圆弧缺口与所述采样底座贴合。

进一步的，所述夹持臂包括：

伸缩臂；

固定臂，所述伸缩臂的一端滑动连接在所述固定臂内；

弹簧，所述弹簧设于所述固定臂内，且所述弹簧的端部分别抵接在所述伸缩臂和固定臂内，所述固定臂为一端设置有开口的筒状。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明实施例公开的禽舍粪便长距离采样装置通过无人机携带所述采样单元采样，无人机在落地时可以起到驱赶动物的作用，同时无人机落地后，所述采样单元刮取样品，由于采样轴上设置有螺旋叶片，所述采样单元不仅可以取样，还可以临时存储样品，在取样完成后，所述无人机机体飞回起点，使得工作人员可以非常方便的在禽舍内取样，提高的取样的便捷性，同时工作人员不用进入养殖区域。

附图说明

图1为本发明实施例公开的禽舍粪便长距离采样装置的结构示意图。

图2为本发明实施例公开的禽舍粪便长距离采样装置的主视图。

图3为图2中A-A全剖图。

图4为图3中I处的局部放大图。

图5为本发明实施例公开的禽舍粪便长距离采样装置中夹持单元的结构示意。

图6为本发明实施例公开的禽舍粪便长距离采样装置中机库的结构示意。

图7为本发明实施例公开的禽舍粪便长距离采样装置中样品库的结构示意。

附图标记：

100、无人机机体；110、螺旋桨保护罩；120、导向套；

200、支撑脚；210、脚垫；

300、采样单元；310、采样部；311、采样管；312、采样轴；313、连接头；320、采样动力部；321、连接套；330、采样底座；

400、夹持单元；410、夹持臂；411、伸缩臂；412、固定臂；413、弹簧；420、夹板；430、夹持轴；440、夹持动力部；441、蜗轮；442、夹持动力轴；443、蜗杆；445、夹持电机；

500、机库；510、归中组件；520、机库上盖板；

600、样品库；

700、底座移动轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-图3所示，本发明的一个实施例提供的一种禽舍粪便长距离采样装置，所述装置包括：

无人机机体100，所述无人机机体100包含有控制其飞行的无线控制器；

设于所述无人机机体100上的支撑脚200；

设于所述无人机机体100上的采样单元300，用于采集粪便样品，其中，所述采样单元300包括：

设于所述无人机机体100内的采样动力部320；

设于所述无人机机体100上的采样部310，所述采样部310包括一圆筒状的采样管311以及转动连接于所述采样管311内的采样轴312，所述采样轴312上固定连接有螺旋叶片，所述采样动力部320带动所述采样轴312转动；

具体的，在本实施例中，采集禽舍粪便时，通过无线控制器控制所述无人机机体100在禽舍内飞行，使得无人机机体100飞行至采集地点的正上方，通过无线控制器控制所述无人机机体100下降，在无人机机体100下降时，所述无人机机体100上旋翼转动的声音以及旋翼转动时产生的气流可以起到驱逐的作用，使得禽舍养殖的动物散开，所述无人机机体100落到采集地点，此时，通过所述支撑脚200起到支撑无人机机体100的作用，通过无线控制器启动所述采样单元300采集粪便样品，所述采样动力部320通电转动，所述采样动力部320带动所述采样轴312转动，所述采样轴312通过螺旋叶片铲起粪便并将其输送至采样管311内的上端，在采样完成后，所述无人机机体100起飞并飞回至起点；

本发明实施例公开的禽舍粪便长距离采样装置通过无人机携带所述采样单元300采样，无人机在落地时可以起到驱赶动物的作用，同时无人机落地后，所述采样单元300刮取样品，由于采样轴312上设置有螺旋叶片，所述采样单元300不仅可以取样，还可以临时存储样品，在取样完成后，所述无人机机体100飞回起点，使得工作人员可以非常方便的在禽舍内取样，提高的取样的便捷性，同时工作人员不用进入养殖区域；

具体的，所述无人机机体100以及无线控制器为现有技术，所述无人机机体100与目前市售无人机的结构相同，本发明可以通过对市售无人机进行改造得到；

所述无人机机体100为多旋翼无人机，所述无人机机体100的螺旋桨上设置有螺旋桨保护罩110，所述螺旋桨保护罩110用于保护螺旋桨通过用于保护养殖的动物，由于螺旋桨在工作时处于高速旋转的状态，在无人机机体100落地后，螺旋桨会伤到未被驱逐的动物，因此，需要在螺旋桨的周围设置有螺旋桨保护罩110，所述螺旋桨保护罩110为呈网状结构；

需要说明的是，当所述无人机机体100的旋翼可以折叠时，所述螺旋桨保护罩110可拆卸的连接到所述无人机机体100上，此时，所述螺旋桨保护罩110包括一球面、网状保护罩，以及一安装座，所述安装座为圆环状，所述安装座的内壁上设置安装杆，所述安装设置有若干组，其所述安装杆呈发散状设置在所述安装座内，所述安装杆的轴线过安装座的圆心，所述安装杆与所述安装座为一体结构，所述安装座的圆心处设置有固定在安装杆上的安装套，所述安装套套设在旋翼的电机上，所述保护罩通过过盈连接套设在安装座上，使得螺旋桨保护罩110可以拆卸。

作为本实施例中一种优选的实施方式，所述支撑脚200为自动伸缩式支撑脚，在一些示例中，所述支撑脚200为电子伸缩杆，所述支撑脚200通过螺钉固定连接在所述无人机机体100的旋翼上，在采样时，所述支撑脚200的长度逐渐减少，使得无人机机体100的离地距离逐渐减少，从而使得采样单元300可以深入粪便内采样，从而采集足够多的样品，进而减少同一位置的采样次数；

需要说明的是，所述支撑脚200远离所述无人机机体100的一端设置有脚垫210，所述脚垫210为锥体状，所述脚垫210为橡胶材质，且所述脚垫210套设在所述支撑脚200远离所述无人机机体100的一端，用于增加所述支撑脚200与地面的接触面积，从而防止支撑脚200陷入地面；

在本实施例中，所述支撑脚200在采样结束后伸长，能够将采样单元300从粪便中拔出，从而减少起飞时的阻力；

需要说明的是，所述支撑脚200的伸缩由无人机机体100内的控制芯片自动控制，其伸缩速度与采样单元300的旋转阻力相关，且两者的相关性由计算和试验得出，在所述采样单元300的旋转阻力大时，所述支撑脚200的缩短速度慢，在所述采样单元300的旋转阻力小时，所述支撑脚200的缩短速度快，从而使得采样单元300在工作时能够始终刮取样品。

如图3和图4所示，所述采样管311为一端设置有开口的筒状结构，所述采样轴312通过轴套转动连接到所述采样管311远离开口的一端，所述采样管311的开口设置在所述采样管311远离无人机机体100的一端；

优选的，所述螺旋叶片远离所述采样管311开口的一端与所述采样管311的底部设置有预设空间以存储样品，可以预见的，采样的样品为固态，在所述采样轴312停止转动时，所述采样管311内的样品在固体间的摩擦力的作用下，不会从螺旋叶片上滚落；

需要说明的是，在本实施例中，所述采样单元300的采样工作还可以通过预设的程序自动进行，在所述无人机机体100落地后预设时间，所述采样动力部320自动启动，从而使得采样单元300自动采样；

作为本实施例中一种优选的实施方式，所述采样部310与所述无人机机体100可拆卸连接，所述采样装置还包括：

固定连接于所述无人机机体100上的夹持单元400，用于夹持采样部310；

在本实施例中，所述采样部310与所述无人机机体100可拆卸连接，在采样完成后，可以将采样部310拆卸后安装一新的采样部310，此时，控制所述夹持单元400从所述采样部310上脱离，将采样部310拆卸后，安装新的采样部310，然后控制夹持单元400夹紧采样部310；

在本实施例中，所述夹持单元400可以通过设于所述无人机机体100上的控制按钮控制，还可以通过无线控制器控制，其控制方式是通过控制按钮或无线控制器向无人机机体100内的处理芯片发送控制信号以控制夹持单元400；

作为本实施例中一种优选的实施方式，如图4和图5所示，所述夹持单元400包括：

设于所述采样部310两侧的两组夹持臂410，所述夹持臂410铰接在所述无人机机体100上；

设于所述夹持臂410上的夹板420，所述夹板420靠近采样部310的一面为圆弧面以贴合在采样部310上；

设于所述无人机机体100内的夹持动力部440，用于带动所述夹持臂410转动以夹紧采样部310；

在本实施例中，当需要松开采样部310时，通过所述夹持动力部440电动所述夹持臂410向远离采样部310的方向转动，使得夹板420从所述采样部310上脱离，当需要夹紧所述采样部310时，通过夹持动力部440带动所述夹持臂410向采样部310的方向转动，从而夹紧采样部310；

在本实施例中，所述夹板420铰接在所述夹持臂410远离所述无人机机体100的一端，所述夹板420和所述夹持臂410通过销和支耳的方式连接，所述夹板420与所述夹持臂410通过销与支耳之间的摩擦力阻尼连接；所述夹持臂410通过夹持轴430铰接在所述无人机机体100上，所述无人机机体100上设置有连接支耳，所述夹持轴430转动连接到连接支耳上，所述夹持臂410与所述夹持轴430通过键轴连接固定连接，所述夹持动力部440带动所述夹持轴430转动以带动所述夹持臂410转动；

优选的，在本实施例中，如图5所示，所述夹持动力部440包括：

设于所述夹持轴430端部的蜗轮441；

转动连接到所述无人机机体100内的夹持动力轴442，所述夹持动力轴442的两端设置有旋向相反的蜗杆443，所述蜗杆443与所述蜗轮441啮合；

固定连接于所述无人机机体100内的夹持电机444，用于带动所述夹持动力轴442转动；

所述夹持动力轴442通过轴座转动连接到所述无人机机体100内，所述轴座通过螺钉固定连接到所述无人机机体100内，所述夹持电机444通过螺钉固定连接到所述无人机机体100内，当夹持电机444通过皮带结构带动所述夹持动力轴442转动，当所述夹持电机444转动时，所述夹持电机444带动所述夹持动力轴442转动，所述夹持动力轴442带动两个蜗杆443转动，由于两个蜗杆443的旋向相反，所述夹持动力轴442通过蜗杆443带动所述蜗轮441以旋向相反的方式转动，从而能够带动两个蜗轮441夹紧/松开采样部310；

优选的，所述采样动力部320的输出轴上设置有连接套321，所述采样轴312上设置有连接头313，所述连接头313插入所述连接套321内时，所述采样动力部320能够带动所述连接头313转动，在一些示例中，所述连接头313为六棱柱结构，所述连接套321为六角形套筒，所述连接套321通过螺钉固定连接到所述采样动力部320上；

优选的，所述无人机机体100上还设置有导向套120，所述导向套120设置在所述连接套321的外侧，且所述导向套120与所述连接套321同轴设置，安装所述采样部310时，将所述采样部310插入导向套120内，此时，所述连接头313插入连接套321内，所述夹持单元400夹紧所述采样部310时，还能够提供沿采样部310的轴线且指向采样动力部320的力，从而将采样部310紧固在无人机机体100上。

实施例2

在本发明的一个实施例中，如图4、图6和图7所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述夹持单元400可伸缩，所述装置还包括：

机库500，所述机库500上设置有归中组件510以调节无人机机体100在机库500上的位置；

设于所述机库500内的样品库600，所述样品库600为环形槽，所述样品库600内设置有若干采样底座330，所述采样底座330为一端设置有开口的筒状，所述夹持单元400能够将采样部310插入采样底座330内；

设于机库500内的底座移动轮700，用于控制所述采样底座330在所述样品库600内移动，所述底座移动轮700连接有移动电机；

如图6所示，所述样品库600为方形环，且所述样品库600的转角处呈圆角设置，所述采样底座330由所述机库上盖板520压在所述样品库600内，所述机库上盖板520压在所述采样底座330的边缘，且所述机库上盖板520上设置有与所述样品库600形状相同的通孔，所述底座移动轮700为边缘设置有若干圆弧缺口的盘状结构，所述移动电机的输出轴固定到所述底座移动轮700的圆心处，所述底座移动轮700上的圆弧缺口与所述采样底座330贴合，在所述样品库600内的相邻的采样底座330互相贴合，在所述底座移动轮700转动时，所述底座移动轮700推动所述采样底座330在所述样品库600内移动，由于采样底座330被所述样品库600限制，使得采样底座330互相推动，从而使得所有的采样底座330在所述样品库600内沿样品库600的边缘移动，当所述底座移动轮700转动一周后，所述采样底座330移动预设位置；

所述采样底座330上连接有新的采样部310；

当无人机机体100停靠在所述机库500上时，所述夹持单元400夹持采样部310，所述夹持臂410转动，当夹持臂410夹持住采样部310后，夹持动力部440继续带动所述夹持臂410转动预设角度，此时，所述夹持臂410的长度缩短，由于夹持臂410设置有两个，此时采样部310在夹持臂410的带动下沿直线移动，从而将采样部310安装近导向套120内，此时，采样动力部320缓慢转动，直至连接头313插入采样轴312内；当拆卸采样部310时，夹持电机444反向转动，夹持臂410先将所述采样部310拔出后再将所述采样部310插入采样底座330内，然后，所述底座移动轮700转动，所述底座移动轮700控制所述采样底座330移动预设距离，此时新的采样底座330以及采样部310移动至所述无人机机体100的下方，所述夹持动力部440安装新的采样部310，从而自动更换采样部310；

如图4所示，所述夹持臂410包括伸缩臂411、固定臂412和弹簧413，所述伸缩臂411的一端滑动连接在所述固定臂412内，所述弹簧413设于所述固定臂412内，且所述弹簧413的端部分别抵接在所述伸缩臂411和固定臂412内，所述固定臂412为一端设置有开口的筒状，在所述夹持臂410的长度缩短时，所述弹簧413被压缩；

需要说明的是，所述伸缩臂411在所述固定臂412内的端部设置有外挡环，所述固定臂412的口部设置有内挡环，用于防止所述伸缩臂411从所述固定臂412内脱离；

在本实施例中，所述机库500为现有技术中的无人机机库，所述归中组件510为现有技术中的归中结构，所述机库500内的结构以及电子元件和归中组件510的结构均为现有技术，本发明的机库500可以通过改装现有技术中的无人机机库而来。

实施例3

本发明还公开了一种禽舍粪便采样方法，所述方法包括以下步骤：

步骤SA、基于禽舍的虚拟地图选择采样位置；

步骤SB、所述无人机机体100基于采样位置的虚拟坐标移动至采样位置，启动所述采样单元300刮取样品后飞回起点；

具体的，在本实施例中，首先建立禽舍的虚拟地图，虚拟地图预存在无线控制器以及无人机机体100内，在采样时，通过无线控制器的显示装置以及触控装置输入采样地点，无线控制器将采样地点的坐标发送至无人机机体100内的处理装置内，所述无人机机体100在接收坐标后启动并飞行至坐标位置，在坐标位置降落后启动所述采样动力部320，所述采样单元300在所述采样动力部320启动后采样；

当所述采样装置为实施例2的装置后，采样完成后，所述无人机机体100飞回机库500，所述机库500通过归中组件510对所述无人机机体100归中，然后所述夹持单元400启动，并将所述采样部310拆卸后插入采样底座330内，然后底座移动轮700启动，所述采样底座330在样品库600内移动，所述夹持单元400更换新的采样部310。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种禽舍粪便长距离采样装置，其特征在于，所述装置包括：

无人机机体，所述无人机机体包含有控制其飞行的无线控制器；

设于所述无人机机体上的支撑脚；

设于所述无人机机体上的采样单元，用于采集粪便样品，其中，所述采样单元包括：

设于所述无人机机体内的采样动力部；

设于所述无人机机体上的采样部，所述采样部包括一圆筒状的采样管以及转动连接于所述采样管内的采样轴，所述采样轴上固定连接有螺旋叶片，所述采样动力部带动所述采样轴转动。

2.根据权利要求1所述的禽舍粪便长距离采样装置，其特征在于，所述无人机机体的螺旋桨上设置有螺旋桨保护罩。

3.根据权利要求1所述的禽舍粪便长距离采样装置，其特征在于，所述支撑脚为自动伸缩式支撑脚。

4.根据权利要求1所述的禽舍粪便长距离采样装置，其特征在于，所述采样管为一端设置有开口的筒状结构，所述采样管的开口设置在所述采样管远离无人机机体的一端；

所述螺旋叶片远离所述采样管开口的一端与所述采样管的底部设置有预设空间以存储样品。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的禽舍粪便长距离采样装置，其特征在于，所述采样部与所述无人机机体可拆卸连接，所述采样装置还包括：

固定连接于所述无人机机体上的夹持单元，用于夹持采样部。

6.根据权利要求5所述的禽舍粪便长距离采样装置，其特征在于，所述夹持单元包括：

设于所述采样部两侧的两组夹持臂，所述夹持臂铰接在所述无人机机体上；

设于所述夹持臂上的夹板，所述夹板靠近采样部的一面为圆弧面以贴合在采样部上；

设于所述无人机机体内的夹持动力部，用于带动所述夹持臂转动以夹紧采样部。

7.根据权利要求6所述的禽舍粪便长距离采样装置，其特征在于，所述夹持臂通过夹持轴铰接在所述无人机机体上，所述夹持动力部包括：

设于所述夹持轴端部的蜗轮；

转动连接到所述无人机机体内的夹持动力轴，所述夹持动力轴的两端设置有旋向相反的蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；

固定连接于所述无人机机体内的夹持电机，用于带动所述夹持动力轴转动。

8.根据权利要求6或7所述的禽舍粪便长距离采样装置，其特征在于，所述装置还包括：

机库，所述机库上设置有归中组件以调节无人机机体在机库上的位置；

设于所述机库内的样品库，所述样品库为环形槽，所述样品库内设置有若干采样底座，所述采样底座为一端设置有开口的筒状，所述夹持单元能够将采样部插入采样底座内；

设于机库内的底座移动轮，用于控制所述采样底座在所述样品库内移动，所述底座移动轮连接有移动电机。

9.根据权利要求8所述的禽舍粪便长距离采样装置，其特征在于，所述底座移动轮为边缘设置有若干圆弧缺口的盘状结构，所述底座移动轮上的圆弧缺口与所述采样底座贴合。

10.根据权利要求8所述的禽舍粪便长距离采样装置，其特征在于，所述夹持臂包括：伸缩臂；固定臂，所述伸缩臂的一端滑动连接在所述固定臂内；弹簧，所述弹簧设于所述固定臂内，且所述弹簧的端部分别抵接在所述伸缩臂和固定臂内，所述固定臂为一端设置有开口的筒状。

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