CN200965477Y - 畜类动物采食量检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种畜类动物采食量的测量检测仪，特别涉及利用传感器、单片机、数据传输、弹性支架组合及其结构，主要设计内容是：将传感器和检测系统安装在弹性支架组合上，使用时传感器与动物的颞窝部或面颊部适当接触。将咀嚼和吞咽运动转换为脉冲电信号，由单片机对信号进行处理，根据畜类动物的吞咽次数，计算出畜类动物的采食量。利用相关软件，可以跟踪动物的采食和/或反刍情况。本检测仪制造成本低，安装方便，使用范围广，解决了畜类动物采食量的在线、实时检测问题，操作简单，可实现采食量快速、方便的测量。

Description

畜类动物采食量检测仪

(一)技术领域

本实用新型属于畜牧养殖与农业工程技术领域，涉及一种畜类动物采食量的测量仪器，特别涉及利用传感器、单片机及其数据处理系统与弹性支架组合等。

(二)背景技术

采食量是畜类动物生产力即泌乳和生长的主要限制因素，是畜类动物健康和生产所需的营养物质的量化基础；是调整畜类动物所需能量或其他营养物质的供给以及畜类动物肌体的总代谢速率的主要变量；是决定饲养管理的最适标准。准确地测定畜类动物的采食量越来越具有重要的地位，只有均衡持续地提高畜类动物的进食量，才可以实现理想的畜类动物生产力。对畜类动物采食量计算和测定不准确，就很难制定畜类动物的营养方案。

对采食量的测定可分为舍饲畜类动物和放牧畜类动物采食量的测定。放牧畜类动物的采食量一般高于舍饲畜类动物的采食量。相对放牧畜类动物来说，舍饲畜类动物采食量的测定比较容易实现。但是，对于在舍饲条件下自由采食的畜类动物来说，采食量的测定也是非常困难的。

目前，关于畜类动物采食量的测定方法归纳起来可分为3类，即直接测定法、间接测定法和利用大部分基础数据估算法即经验法。

直接测定方法是利用称量仪器或设备测定动物采食前后的体重或测量饲草的质量，尽管该法精确迅速，但规模饲养来说仪器设备费用较高，并不能反映反刍动物的反刍情况，而且，直接测定法对放牧条件下的动物来说更是难以实现。间接测定法是基于畜类动物来测定的，包括跟踪记录采食行为差异、畜类动物生产性能差异和粪便收集技术。这种方法最大的缺点就是会影响到畜类动物的采食行为。经验法是基于以往的基础数据来计算和估测畜类动物的采食量。由于畜类动物的采食量受很多方面的影响，如饲草、畜类动物自身和饲养条件等，因此，间接测定法的精确度会受到很大的限制。

因此有必要研究开发一种使用方便、价格低廉、能够快速测量畜类动物采食量的仪器和方法。

(三)发明内容

本实用新型的目的是得到一种新的、自动测量畜类动物采食量的测定仪器。该测定仪器通过传感器检测畜类动物的采食行为，如咀嚼，包括采食咀嚼和/或反刍咀嚼、吞咽以及采食次数等信息，实现采食量的自动检测。与现有采食量测定技术方法相比，本实用新型操作简单、仪器设备费用低、特点是测量迅速、方便，配合开发的软件系统可实现采食情况和/或反刍情况的检测、统计分析、查询等。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下的技术方案：将传感器通过弹性支架组合安装到畜类动物的颞窝部或脸颊部，当畜类动物采食咀嚼或反刍咀嚼时，传感器将畜类动物的咀嚼运动转换为脉冲信号，单片机记录该脉冲信号并对其进行适当处理。畜类动物在吞咽(无论采食吞咽还是反刍吞咽)时，咀嚼运动暂时停止，这样通过传感器可以方便地检测出畜类动物的吞咽次数。由于反刍动物在采食时的咀嚼频率与次数和反刍时的咀嚼频率与次数不同，因此通过软件处理可以方便地区分畜类动物的采食时间与反刍时间。由于同一只畜类动物在采食时形成食团的大小基本相同，因此通过测量畜类动物的吞咽次数，即可得到畜类动物吞下食团的个数，然后根据食团的质量就可以计算出畜类动物的采食量。另外，畜类动物采食时吞咽食团的个数既可以通过检测采食时的吞咽次数获得，也可以通过检测反刍时的吞咽次数获得。该检测仪由接近开关式或光电式传感器、单片机系统和弹性支架组合等组成，采食量数据既可通过有线技术传输，也可采用无线技术传输。其有以下组件：感应片、弹性元件、传感器、连接信号线、弹性支架、检测仪主体、锁紧滑套a、锁紧螺钉、可调弹性支架、可调支架、锁紧滑套b、锁紧螺钉、传感器锁紧螺母、键盘控制系统、显示系统、单片机CPU、数据存储系统、时钟系统、数据通讯接口、通讯控制系统、信号调理系统、绝缘外壳、光电耦合系统、LCD显示器、面板、电源按钮、通讯按钮、测试按钮以及时钟按钮、复位按钮等。

本实用新型的有益效果是：可以快速、方便地安装到动物的头部，并使传感器与动物的颞窝或面颊部位接触，可以方便地检测畜类动物的采食量和/或反刍情况，实现了检测自动化，并且检测精确度较高。配合相关软件，可以追溯畜类动物的一生采食量和/或反刍情况，这对畜类动物的日常营养管理、健康管理和提高科学管理水平具有非常重要的意义，并具有成本低、应用广泛，易于推广的特点。

(四)附图说明

图1是本实用新型的传感器组合；

图2是本实用新型的弹性支架组合、检测仪主体和传感器组合构造图；

图3是采食量检测仪主体部分的硬件原理简图；

图4是采食量检测仪的面板简图。

图中1.感应片，2.弹性元件，3.传感器，4.连接信号线，5.弹性支架，6.检测仪主体，7.锁紧滑套a，8.锁紧螺钉，9.可调弹性支架，10.可调支架，11.锁紧滑套b，12.锁紧螺钉，13.传感器锁紧螺母，14.键盘控制系统，15.显示系统，16.单片机CPU，17.数据存储系统，18.时钟系统，19.数据通讯接口，20.通讯控制系统，21.信号调理系统，22.电源，23.绝缘外壳，24.光电耦合系统，25.LCD显示器，26.面板，27.电源按钮，28.测试按钮，29.通讯按钮，30.时钟按钮，31.复位按钮。

(五)具体实施方式

下面结合附图介绍本实用新型的实施例。

在图1中，弹性元件(2)固定到传感器(3)的感应端，在弹性元件(2)的内侧固定一感应片(1)，根据传感器(3)的灵敏度和检测距离调整好感应片(1)到传感器(3)感应端的距离，使其灵敏、可靠。

在图2中，在弹性支架(5)与调整锁紧滑套a(7)之间安装检测仪主体(6)，可调弹性支架(9)通过锁紧滑套a(7)和锁紧螺钉(8)连接到弹性支架(5)的一端，可调支架(10)通过锁紧滑套b(11)和锁紧螺钉(12)连接到可调弹性支架(9)的下端，传感器(3)安装在可调支架(10)的一端，由连接信号线(4)与检测仪主体(6)连接。弹性支架(5)、可调弹性支架(9)的材料为不锈钢。测量时，根据采食动物头部的大小，松开锁紧螺钉(8)，调整锁紧滑套a(7)在弹性支架(5)上的位置，同时调整可调弹性支架(9)的位置，将弹性支架组合卡在动物的头顶部，使弹性支架组合的弹力大小适中。松开锁紧螺钉(12)，调整锁紧滑套b(11)在可调弹性支架(9)上的位置和可调支架(10)的位置，使传感器(3)端部的弹性元件(2)对准动物的颞窝部或脸颊部。松开传感器锁紧螺母(13)，调整传感器(3)的位置使传感器端部的弹性元件(2)与动物头部相应部位接触并调整好感应片(1)至传感器(3)感应端的距离。

在图3中，传感器(3)通过连接信号线(4)与光电耦合系统(24)连接，与信号调理系统(21)连接后接入单片机CPU(16)的相应端口。键盘控制系统(14)、显示系统(15)、数据存储系统(17)、时钟系统(18)和通讯控制系统(20)分别接入单片机CPU(16)的相应端口。光电耦合系统(24)由光电耦合器TIL113组成，信号调理系统由比较器LM339和74HC14组成，键盘控制系统由小键盘以及贴片式译码器74LS164组成，显示系统由LCD显示器组成，数据存储系统由锁存器74LS373和数据存储器62256组成，时钟系统由单片机CPU内部的定时器以及外部时钟芯片M41T81组成，通讯控制系统由MAX232和/或485标准接口和/或无线传输组成，上述各系统中所用的原器件均为常用市售产品，并且各系统中所采用的芯片可用性能相似的其它芯片代替。

图4所示为检测仪面板的简图，电源按钮(27)是控制电源的打开与关闭；测试按钮(28)，通讯按钮(29)，时钟按钮(30)，复位按钮(31)都通过键盘系统与单片机CPU(16)连接。

本实用新型设有数据处理与存储、人机界面、时钟、数据通讯和数据采集等功能。人机界面是键盘输入和LCD显示，通过键盘用户可以方便地控制系统的运行；用户还可通过显示界面观察系统的运行状况；数据存储可采用遗失性RAM或非遗失性的RAM；时钟功能利用单片机内部定时/计数和/或外围的时钟芯片来对时间进行测定；数据通讯采用MAX232和/或485标准接口和/或无线传输构成单片机与PC机的通讯；传感器采用的是接近开关式传感器；信号调理电路包括比较电路、反向电路。采用的技术方案：检测仪的主体部分在绝缘外壳中，传感器和安装装置在绝缘外壳外面。当用户按下“测试”按钮后，传感器检测到畜类动物采食的信号后经过整形电路整形后发送到单片机，单片机此时记录时钟的时刻，并将畜类动物的采食数据存储到数据存储器中。为了方便的处理采集的数据，它设有微机接口，将采集的数据发送到PC机中进行处理和保存，在PC机中，我们特地编写了进行数据处理的程序，用户可以直观的了解畜类动物的采食行为。

本实用新型具有较好的推广应用前景，会有助于促进我国畜牧业实现科学化和现代化。

Claims (3)

1.一种畜类动物采食量检测仪，主要由传感器、弹性支架组合和检测仪主体部分组成，其特征是：检测仪主体部分在绝缘外壳中，绝缘外壳与弹性支架组合固定在一起，传感器安装在弹性支架组合的一端并通过连接信号线与检测仪主体部分连接，在绝缘外壳上设有LCD显示器、电源按钮、通讯按钮、复位按钮、测试按钮以及时钟按钮、通讯接口，检测仪主体部分以单片机为核心，由存储系统、键盘、显示系统、时钟系统、数据通讯系统、信号采集系统以及信号调理系统组成，其组成部件：感应片、弹性元件、传感器、连接信号线、弹性支架、检测仪主体、锁紧滑套a、锁紧螺钉、可调弹性支架、可调支架、锁紧滑套b、锁紧螺钉、传感器锁紧螺母、键盘控制系统、信号调理系统、显示系统、单片机CPU、数据存储系统、时钟系统、数据通讯接口、通讯控制系统、绝缘外壳、光电耦合系统、LCD显示器、面板、电源按钮、通讯按钮、复位按钮、测试按钮以及时钟按钮，检测仪使用5V～12V的直流电源作为系统电源，并且绝缘外壳和传感器具有防水功能。

2.根据权利要求1所述的畜类动物采食量检测仪，其特征是：弹性支架组合由不锈钢弹性材料制成，并根据畜类动物头部大小，用可调弹性支架和锁紧滑套调节弹性支架组合控制其开度和长度，安装时，弹性支架组合可以方便、快速地卡在畜类动物的头部，采食量检测仪主体部分的绝缘外壳固定在弹性支架组合的中央部位，两个锁紧镙钉安装在传感器和检测仪之间的弹性支架上。

3.根据权利要求1所述畜类动物采食量检测仪，其特征是：采用接近开关式传感器或光电式传感器，在传感器的感应端装有一弹性元件，在弹性元件上固定一感应片，传感器安装在弹性支架组合的一端。

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