KR101349115B1 - 가축의 물섭취량 조사장치, 이를 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템 및 조사방법 - Google Patents

가축의 물섭취량 조사장치, 이를 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템 및 조사방법 Download PDF

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Abstract

가축의 물섭취량 조사장치와 이를 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템 및 조사방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치는, 급수를 급여하는 급수조와; 상기 급수조를 지지하는 프레임과; 상기 프레임과 상기 급수조 사이에 개재되어 상기 급수조에 담겨있는 급수량을 실시간으로 측정하여 전송하는 급수량 측정부와; 상기 급수조에 급수를 공급하는 급수 공급장치와; 상기 급수조 내의 오염을 제거하는 세척 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 급수조의 바닥면에는 배수구가 형성될 수 있다.

Description

가축의 물섭취량 조사장치, 이를 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템 및 조사방법{DEVICE FOR INSPECTING THE AMOUNT OF WATER CONSUMED AND INSPECTION SYSTEM AND METHOD INCLUDING THE SAME}
본 발명은 가축의 물섭취량 조사장치와 이를 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템 및 조사방법에 관한 것이다.
물은 생체를 구성하고 있는 주요 구성물질로서 동물의 생명유지에 필수적인 여러가지 생리 대사과정을 조절한다. 물은 세포를 구성하는 주성분으로서 세포의 정상적인 형태의 유지 및 동물의 체형을 유지시킨다. 동물의 몸체를 구성하고 있는 물의 양은 종과 성장단계에 따라 다양하게 나타난다. 신생송아지 (체중 40 kg)의 경우는 공체중량 (장내 내용물을 제외한)의 약 82%정도를 물이 차지하는 반면, 체중 650 kg의 성우의 경우는 그 양이 53%수준으로 감소한다. 이러한 연령에 따른 체내 수분 함량의 변화는, 가축이 성장함에 따라 지방함량이 증가하고, 체 지방 조직은 근육조직에 비해 수분함량이 휠씬 낮은데 기인한다.
또한, 물은 비열이 높아 (15 ℃에서 1 cal/g.℃), 체내 대사 과정 중에서 발생되는 과잉의 열을 제거하며, 증발열 (1 atm, 100 ℃에서 538.8 cal/g)이 높기 때문에, 호흡과 피부를 통해 수분 증발과정을 통한 체온 조절에 중요한 역할을 담당한다.
또한, 물은 소화와 대사과정에서 생성된 물질들의 용매 및 운반 매개체로서 작용하며, 생체 내에서 각종 영양물질을 조직내 세포로 운반하고, 세포내 노폐물을 제거하는 운반체 역할을 한다. 물은 조직 및 기관의 연결부위에 대한 윤활작용과 외부 충격으로부터 중추 신경계를 막아 주는 완충작용을 한다.
또한, 가축은 고온기의 체열감소와 혹한기의 체열증가를 위해 여름철에는 시원한 냉수를, 겨울철에는 따뜻한 온수를 선호하며 이로써 가축의 생명활동과 생산성 향상에도 도움이 된다.
그런데, 이와 같이 동물의 생체구성과 생명활동에 가장 필수적인 영양물질인 물의 개체별 섭취량의 조사는 그 개체의 건강상태와 생산성을 확인하고 관리하는 데 가장 중요한 요소의 하나가 되지만, 대부분의 농장에서는 가축들의 1) 깨끗한 물을 먹기 위한 이물 제거 행동(물이 깨끗해 질 때까지 물의 퍼내는 행동)과 2) 동시적 경쟁적 섭취 행동 등으로 인해 가축 개체별 물섭취량 조사가 어려운 실정이다.
가축 개체별 일정시간 동안의 정확한 물섭취량 조사는 가축의 생산활동량(산유량, 체중증가 등)과 생명활동(활동, 배설, 사료섭취 등)에 대한 물의 과부족을 관찰하여 가축의 생육상태를 진단하는데 중요한 정보가 된다.
이러한 가축의 물섭취량을 정확하게 조사하기 위해서는 조사자가 하루 또는 시험기간 내내 개개 가축이 사료를 먹는 장소에서 물 급여량을 측정하여 기록하고 먹은 량을 기록해야 하는데, 이러한 과정이 너무도 어렵고 노동력이 많이 들어 가축을 사육하는 개인농가에서는 엄두를 내지 못한다. 이러한 가축의 물 섭취량 조사는 가축의 영양생리 관련연구나 동물복지와 행동학을 연구하는 대학 또는 연구기관에서 시험적인 목적으로 국한하여 수행하고 있다.
그러나 전세계적으로 물의 대량소비 가축인 젖소와 한우 등의 대형 가축을 위한 정확한 개체별 물 섭취연구장비는 없는 실정이다.
본 발명의 실시예들은, 가축의 물 탐식과 퍼냄 행동을 방지하고, 여러 마리의 시험가축이 자유롭게 무제한으로 출입하더라도 정밀하게 개체를 구분하여 물 탐식에 의한 오차값이나 퍼냄 행동에 의한 오차값을 최소화할 수 있는 가축의 물섭취량 조사장치와 이를 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템 및 조사방법을 제공하는 것이다.
또한, 가축의 물섭취량 뿐만 아니라 물섭취와 관련한 행동 전체를 모니터링 하고 기록하여 가축행동학 연구에 활용할 수 있는 가축의 물섭취량 조사장치와 이를 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템 및 조사방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 급수를 급여하는 급수조와; 상기 급수조를 지지하는 프레임과; 상기 프레임과 상기 급수조 사이에 개재되어 상기 급수조에 담겨있는 급수량을 실시간으로 측정하여 전송하는 급수량 측정부와; 상기 급수조에 급수를 공급하는 급수 공급장치와; 상기 급수조 내의 오염을 제거하는 세척 장치를 포함하며, 상기 급수조의 바닥면에는 배수구가 형성되는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사장치가 제공된다.
상기 급수조는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 감소될 수 있다.
상기 급수조의 바닥면은 상기 배수구 측으로 하향 경사질 수 있다.
상기 급수조의 상측에는 급수 공급 상한선을 결정하는 상한선 센서가 설치될 수 있으며, 상기 급수조의 하측에는 급수 배출 하한선을 결정하는 하한선 센서가 설치될 수 있다.
상기 급수조에는 상기 급수조 내 급수의 허실을 방지하는 물 퍼냄 방지봉이 설치될 수 있다.
상기 급수량 측정부는 전자저울을 포함할 수 있다.
상기 세척 장치는 상기 급수조 내측에 설치되어 세척수를 분사하는 세척수 공급라인을 포함할 수 있으며, 상기 세척수 공급라인에는 세척수를 분사하는 세척수 분사구가 형성될 수 있다.
상기 급수 공급장치는, 상기 세척수 공급라인에 연결되는 급수 공급라인과; 상기 급수 공급라인 상에 설치되어 급수의 흐름을 제어하는 급수 밸브와; 상기 급수 공급라인 상에 설치되는 급수 펌프를 포함할 수 있다.
상기 급수 공급장치는 상기 급수 공급라인 상에 설치되어 온냉수를 제공하는 온냉수 공급장치를 더 포함할 수 있다.
상기 온냉수 공급장치는, 상기 급수 공급라인을 따라 공급되는 급수를 가열하는 히터와; 상기 히터에 의해 제공된 온수를 보관하는 온수탱크를 포함할 수 있다.
상기 물섭취량 조사장치는, 상기 배수구에 설치되며, 상기 급수조 내의 급수와 세척수와 이물질 중 어느 하나 이상을 외부로 배출하는 배수장치를 더 포함할 수 있다.
상기 배수장치는, 상기 배수구 하부에 형성되는 이물질 집진통과; 상기 이물질 집진통에서 하측으로 연장되는 배수라인과; 상기 배수라인 상에 설치되는 배수 밸브를 포함할 수 있다.
상기 물섭취량 조사장치는, 물섭취 허용 시, 가축의 동시입장을 방지하는 가이드부재를 더 포함할 수 있다.
상기 가이드부재는 가축의 입장을 인식하는 개체인식 센서를 포함할 수 있다.
상기 가이드부재는 가축의 입장유무에 따라 개폐되는 물섭취 허용 게이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따른 가축의 물섭취량 조사장치와; 가축 개체별로 고유번호를 가지며, 상기 고유번호를 신호화하여 전송하는 트랜스폰더와; 상기 트랜스폰더에서 전송된 신호를 수신하여 인식된 고유번호를 전송하는 개체인식장치와; 상기 개체인식장치의 고유번호정보와 상기 물섭취량 조사장치의 급수량 측정부의 급수량정보를 이용하여 가축 개체별 물 급여내역관리와 급수조의 상태에 관한 정보를 생성하고 관리하는 제어부를 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템이 제공된다.
상기 물섭취량 조사시스템은, 상기 고유번호정보와 상기 급수량정보를 수신하는 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.
상기 인터페이스부와 상기 개체인식장치 간의 신호전송방식은 RS422방식을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 가축이 급수조에 접근하여 물을 섭취하는 것을 기다리는 단계와; 가축이 상기 급수조에 접근하여 물을 섭취하기 시작하면, 트랜스폰더에 저장된 고유번호를 식별하고 상기 고유번호 및 상기 급수조의 초기 급수량을 제어부에 전송하는 단계와; 실시간으로 변화되는 급수량을 전송하는 단계와; 가축의 물섭취 종료여부를 파악하고, 종료된 경우 잔여 급수량을 상기 제어부에 전송하는 단계와; 상기 초기 급수량과 상기 잔여 급수량 간의 변화량과 상기 고유번호를 연동하여 가축 개체별 정보를 생성하는 단계를 포함하는 가축의 물섭취량 조사방법이 제공된다.
상기 물섭취량 조사방법은, 가축의 물섭취가 종료되지 않은 경우 상기 실시간으로 변화되는 급수량을 전송하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 가축의 물 탐식과 퍼냄 행동을 방지하고, 여러 마리의 시험가축이 자유롭게 무제한으로 출입하더라도 정밀하게 개체를 구분하여 물 탐식에 의한 오차값이나 퍼냄 행동에 의한 오차값을 최소화할 수 있다.
또한, 가축의 물섭취량 뿐만 아니라 물섭취와 관련한 가축의 행동 전체를 모니터링 하고 기록하여 가축행동학 연구에 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치와 이를 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치를 측면에서 바라본 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치의 일부를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치의 온냉수 공급장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사방법을 나타낸 순서도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 가축의 물섭취량 조사장치와 이를 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템 및 조사방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치와 이를 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사시스템(1000)은, 가축의 물섭취량 조사장치(100)와, 트랜스폰더(200)와, 개체인식장치(300)와, 제어부(500)를 포함한다.
이와 같은 본 실시예에 따르면, 가축의 물 탐식과 퍼냄 행동을 방지하고, 여러 마리의 시험가축이 자유롭게 무제한으로 출입하더라도 정밀하게 개체를 구분하여 물 탐식에 의한 오차값이나 퍼냄 행동에 의한 오차값을 최소화할 수 있다.
또한, 가축의 물섭취량 뿐만 아니라 물섭취와 관련한 가축의 행동 전체를 모니터링 하고 기록하여 가축행동학 연구에 활용할 수 있다.
이와 같은 가축의 물섭취량 조사시스템(1000) 및 그 조사방법을 활용함으로써, 가축의 정밀한 영양관리기준 설정과 물섭취 행동자료를 필요로 하는 사육농가, 대학연구소, 국가 및 지방 연구기관의 연구기반 장비로 국내외로 보급되어 가축영양학발달에 큰 기여를 할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여, 본 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사시스템(1000)의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치(100)를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치(100)를 측면에서 바라본 측면도이며, 도 4는 본 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치(100)의 급수조(110)와 프레임(120)과 급수량 측정부(130) 등을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 5는 본 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치(100)의 온냉수 공급장치(146)를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
먼저 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치(100)는, 급수를 급여하는 급수조(110)와; 상기 급수조(110)를 지지하는 프레임(120)과; 상기 프레임(120)과 상기 급수조(110) 사이에 개재되어 상기 급수조(110)에 담겨있는 급수량을 실시간으로 측정하여 전송하는 급수량 측정부(130)와; 상기 급수조(110)에 급수를 공급하는 급수 공급장치(140)와; 상기 급수조(110) 내의 오염을 제거하는 세척 장치를 포함할 수 있다.
급수조(110)는 가축이 마실 급수, 즉 물을 담는 용기로서, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 급수조(110)의 상부에서 하부로 갈수록 그 단면적이 감소되는 형상을 가진다.
또한, 급수조(110)의 바닥면에는 배수구(111)가 형성되며, 급수조(110)의 바닥면은 배수구(111) 측으로 하향 경사지게 형성된다. 즉, 급수조(110)의 바닥면은 경사면(112)을 이룬다.
이와 같이 급수조(110)의 형상을 하부 측으로 갈수록 그 단면적이 감소하는 구조로 설계함으로써, 급수조(110)의 상부 측에서 흘려 내린 물(또는 세척수)이 급수조(110)의 내측벽에 붙어있는 이물질을 배수구(110)로 보다 쉽게 흘려 보낼 수 있다.
또한, 급수조(110)의 바닥면을 경사지게 형성함으로써, 이렇게 흘려 내려온 이물질 등이 배수구(111)로 보다 신속하게 배출될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 급수조(110)는 급수 공급 상한선(114)에 설치되는 상한선 센서(미도시)와 급수 배출 하한선(115)에 설치되는 하한선 센서(미도시)를 포함할 수 있으며, 이러한 상한선 센서(미도시)와 하한선 센서(미도시)에 의해 급수조(110) 내 물의 공급과 배수가 결정될 수 있다.
즉, 상한선 센서(미도시)은 급수조(110)에 공급될 물의 공급수위(즉, 급수 공급 상한선(114))을 결정하는 장치로서, 물 공급수위가 조절되도록 물의 공급을 담당하는 급수 공급장치(140)를 작동시킬 수 있다. 하한선 센서(미도시)은 급수조(110)의 물 배출시점(즉, 급수 배출 하한선(115))을 결정하는 장치로서, 물의 배수를 담당하는 후술할 배수장치(160)를 작동시킬 수 있다.
또한, 급수조(110)의 배수구(111)에는 하한선 센서(미도시)에서 얻어진 정보에 따라 배수구(111)를 개폐하는 배수구 개폐장치(미도시)가 설치될 수 있다. 배수구 개폐장치가 배수구(111)를 막는 덮개(미도시)를 개방함에 따라 급수조(110) 내의 물이 배수구(111)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
본 실시예의 경우, 배수구 개폐장치는 덮개를 예를 들어 유압방식 또는 기어방식 등 다양한 공지된 방식으로 개폐시킬 수 있으며, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
급수조(110)는 내구성이 강하고 반영구적인 스테인리스강 재질(즉, SUS (steel use stainless, or stainless steel) 재질)로 이루어질 수 있다. 본 실시예의 경우, 급수조(110)의 용량은 40리터 내지 100리터일 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 급수조(110)에는 급수조(110) 내 급수의 허실(즉, 손실)을 방지하는 물 퍼냄 방지봉(116)이 설치될 수 있다.
물 퍼냄 방지봉(116)는 가축의 먹이행동에 의해 많은 량의 물이 급수조(110)의 외부로 손실되는 것을 방지하는 장치이다.
참고로, 가축은 손이나 도구를 사용하기 못함에 따라 혀와 입만으로 먹이나 물을 섭취하게 되며, 오염된 물을 기피하는 습성으로 인해 물을 섭취시 혀와 턱으로 물을 아래에서 위로 퍼내는 행동, 즉 물을 먹이통 주변으로 흩뿌리는 습성이 있다.
이렇게 주변으로 흩뿌려져서 버려지는 물의 량을 허실량이라 하는데, 이러한 허실량은 총 급여량의 적게는 10%, 많게는 50% 이상의 허실률을 가진다.
이러한 허실량은 정밀한 개체별 물섭취량 조사를 곤란하게 하며, 이러한 허실에 따른 오차발생은 정밀한 영양관리에 의한 가축의 생명활동 및 생산 유지를 목표로 하는 가축의 물섭취량 조사시스템(1000)에 가장 큰 장애요인 중 하나이다.
물 퍼냄 방지봉(116)은 이러한 가축의 먹이행동을 억제함으로써 물의 허실량을 최소화하기 위한 것으로서, 급수조(110)의 중앙을 가로지르도록 설치될 수 있다. 이와 같이 급수조(110)의 중앙을 가로지르게 물 퍼냄 방지봉(116)을 설치함으로써, 물 섭취시 가축의 콧등이 물 퍼냄 방지봉(116)에 부딪혀 물 퍼냄 행동을 자제하게 한다.
물 퍼냄 방지봉(116)은 가축의 먹이행동에 의해 발생하는 충격에도 부러지지 않는 내구성이 강한 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 폴리에틸렌이 사용될 수 있다. 이러한 물 퍼냄 방지봉(116)은 급수조(110)의 양측면에 핀 등의 고정수단으로 고정될 수 있다.
프레임(120)은 상술한 급수조(110)를 지지하기 위한 부재로서, 급수조(110)의 아래에 위치하여 급수조(110)를 지지할 수 있다. 프레임(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 3개의 발을 가진 지지대로 이루어질 수도 있으며 이외에도 예를 들어 외형이 박스 형상을 가진 지지대로 이룰 수 있다. 이러한 프레임(120)의 형상이나 구조는 도시된 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형될 수 있다.
급수량 측정부(130)는 앞서 간략하게 기술된 바와 같이 프레임(120)과 급수조(110) 사이에 개재되어 급수조(110)에 담겨있는 급수량을 실시간으로 측정하여 전송하는 장치이다.
본 실시예의 경우, 급수량 측정부(130)로는 전자저울이 사용될 수 있다. 본 실시예와 같이 전자저울을 이용하여 급수량의 변화를 실시간으로 측정할 수도 있으며, 이외에도 다양한 다른 방식이 사용될 수 있다. 예를 들어, 급수조(110)의 내부 최적(부피)을 알고 있으므로 급수조(110) 내의 수위 변화를 센서로 실시간 측정하여 계산함으로써 급수조(110) 내의 급수량 변화를 실시간을로 측정하여 전송할 수도 있다.
이러한 급수량 측정부(130)는 급수조(110)에 담겨있는 급수(즉, 물)의 양을 실시간으로 측정하여 후술할 인터페이스부(400. 도 1 참조)로 전송하게 된다. 본 실시예의 경우, 보통 0 내지 100킬로그램의 측정이 가능하도록 이에 맞는 로드셀을 사용할 수 있으며, 예를 들어 1초에 4번 정도 자료 검출 및 송신을 할 수 있다.
이러한 급수량 측정부(130)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 프레임(120)의 단부와 급수조(110)가 만나는 부분에 위치될 수 있으나, 이러한 급수량 측정부(130)의 설치 위치나 형태는 이에 한정되지 않음은 물론이다.
급수 공급장치(140)는 급수조(110)에 급수를 공급하는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 급수 공급라인(142)과 급수 밸브(144)와 급수 펌프(미도시)를 포함할 수 있다.
급수 공급라인(142)은 예를 들어 수도관 등과 같은 물 공급원으로부터 급수조(110)로 급수를 공급할 수 있는 파이프라인이며, 급수 밸브(144)는 이러한 급수 공급라인(142) 상에 설치되어 급수의 흐름을 제어하는 밸브이며, 급수 펌프(미도시)는 급수 공급라인(142) 상에 설치되어 급수를 급수조(110)를 이동시키는 동력을 제공한다.
여기서, 급수 밸브(144)는 물 공급원으로부터 제공된 물을 필요에 따라 자동으로 각 급수조(110)에 공급할 수 있는 장치로서, 예를 들어 솔레노이드 밸브(solenoid valve)가 사용될 수 있다. 솔레노이드 밸브는 솔레노이드에 전류가 흘러 자기장이 형성되면 근처의 철제 물체를 끌어당기는 성질을 이용하여 급수 공급라인(142)의 개폐를 전기적 신호로 제어할 수 있다.
급수 공급장치(140)에서 공급된 급수는 급수조(110) 상단부 내측에 설치된 파이프라인(즉, 급수 분사라인(150), 도 4 참조)에 분배되며, 이렇게 분배된 급수는 급수 분사라인(150)의 길이방향을 따라 급수 분사라인(150)에 다수개 형성된 분사구(미도시)를 통해 급수조(110)로 분사될 수 있다.
이렇게 급수조(110)로 공급된 급수는 앞서 설명한 급수 공급 상한선(114)까지 공급될 수 있으며, 물이 급수 공급 상한선(114)에 도달하면 상한선 센서(미도시)가 급수 공급장치(140)의 물 공급을 중단시키는 명령을 내린다.
가축이 접근하여 급수조(110) 내의 물을 섭취하게 되면, 급수조(110) 내의 물량이 감소하게 되며 이렇한 급수량의 변화는 앞서 설명된 급수량 측정부(130)를 통해 외부로 실시간으로 전송된다.
급수조(110) 내의 물량이 급수 배출 하한선(115)에 도달하면, 하한선 센서(미도시)가 이를 감지하여 배수장치(160)를 작동시킨다. 배수장치(160)의 작동으로 급수조(110)의 남은 물이 배수됨과 동시에, 후술할 세척 장치도 같이 작동할 수 있으며, 세척 장치를 통해 공급된 급수(또는 세척수)에 의해 급수조(110)가 자동으로 세척될 수 있다.
이를 통해, 사람의 별도의 관리 없이도 급수조(110)의 위생적 관리가 용이해지며, 다음 차례에 급수조(110)를 이용할 가축에게 보다 깨끗한 물을 공급할 수 있다.
상술한 바와 같이, 급수 공급장치(140)는 세척 장치와 연동하여 작동할 수 있다.
세척 장치는 급수조(110) 내의 오염을 제거하는 장치로서, 급수조(110) 내측, 보다 상세하게는 급수조(110)의 상단부 내측에 설치되어 급수(또는 세척수)를 분사하는 급수 분사라인(150)에 의해 그 기능이 구현될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 급수 분사라인(150)에는 급수 또는 세척수를 분사할 수 있는 다수개의 분사구(미도시)가 구비되는데, 이러한 다수개의 분사구를 통해 급수나 세척수를 분사함으로써 급수조(110) 내에 급수를 공급할 수도 있으며 가축이 사용하고 난 다음에는 세척수를 공급하여 급수조(110)를 깨끗하게 세척할 수도 있다.
이러한 분사구(미도시)에는 노즐(미도시)이 설치되어 급수 공급장치(140)로부터 공급되는 급수 또는 세척수를 급수조(110) 내에 고압으로 분사할 수 있다.
정리하면, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예에서는, 급수 공급장치(140)의 급수 공급라인(142)이 급수 분사라인(150)에 연결될 수 있고, 급수 분사라인(150)은 이러한 급수 공급라인(142)으로부터 물(즉, 급수 또는 세척수)를 공급받아 급수조(110) 내에 분사할 수 있다.
비록 도시되지는 않았으나, 이외에도 세척 장치의 급수 분사라인(150)은 별도의 물 공급라인(미도시)으로부터 세척수를 공급받는 방식으로 구현될 수 있음은 물론이다.
이와 같이, 세척 장치와 앞서 설명한 급수조(110)의 내부 형상을 통해, 급수조(110)의 상부 측에서 흘려 내린 물(즉, 세척수)이 급수조(110)의 내측벽에 붙어있는 이물질이나 오염된 물을 배수구(110)로 보다 쉽게 흘려 보낼 수 있다. 이와 같은 방법을 통해, 급수조(110) 내의 물이 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 급수조(110)를 이용하는 가축의 위생을 보다 용이하게 관리할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 급수 공급장치(140)는 온냉수 공급장치(146)를 더 포함할 수 있다.
온냉수 공급장치(146)는 급수 공급라인(142) 상에 설치되는 장치로서, 급수 공급라인(142)을 따라 공급되는 급수를 가열하여 보관하거나 가열 없이 소정의 시간도안 보관함으로써 급수조(110)에 온수나 냉수를 제공할 수 있다. 이를 위해, 온냉수 공급장치(146)는 급수 공급라인(142)을 따라 공급되는 급수를 가열하는 히터(미도시)와 상기 히터에 의해 가열된 온수를 급수조(110)에 제공하기 전에 일정시간 보관하는 온수탱크(148)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치(100)는 이러한 온냉수 공급장치(146)를 구비함으로써 외부온도가 급강하하는 겨울철에도 섭씨 40도 이상의 온수를 공급할 수 있으며, 더운 여름철에는 냉수를 공급하여 가축의 체온조절과 생육을 도울 수 있다. 또한, 겨울철에도 급수 공급라인(142)과 급수조(110)에 뜨거운 온수를 공급할 수 있으므로, 겨울철 동파나 동결을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 배수장치(160)를 더 포함할 수 있다.
배수장치(160)는, 급수조(110)의 배수구(111)에 설치되며, 급수조(110) 내의 급수와 세척수와 이물질 등을 수집하여 외부로 배출하는 장치이다.
배수장치(160)는, 배수구(111) 하부에 형성되는 이물질 집진통(162)과, 이물질 집진통(162)에서 하측으로 연장되는 배수라인(164)과, 배수라인(164) 상에 설치되는 배수 밸브(미도시)를 포함할 수 있다.
이물질 집진통(162)는 배수구(111)를 통해 유입된 이물질 등을 걸러서 잠시동안 보관하는 부재이며, 배수라인(164)은 이물질을 거르고 남은 오수를 외부로 이송하는 파이프 라인이며, 배수 밸브(미도시)는 이러한 오수의 흐름을 제어하는 장치이다.
배수 밸브(미도시)로는 앞서 설명된 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사장치(100)는 가이드부재(170)를 더 포함할 수 있다.
가이드부재(170)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 가축의 동시입장을 방지하는 장치로서, 급수조(110)에 대향하여 설치되며, 그 외형이 전체적으로 박스 형상의 프레임으로 이루어질 수 있다. 또한, 가이드부재(170)는 가축이 입장하여 수용될 수 있도록 가운데가 비어있는 구조를 가질 수 있다.
이러한 가이드부재(170)는 동시에 여러 마리의 가축이 입장할 수 없도록 일측만 개방된 구조를 가지며, 가이드부재(170)의 상단부 높이가 급수조(110)의 상단부 높이보다 높게 형성될 수 있다.
이러한 가이드부재(170)의 크기나 형상은 사용되는 가축의 크기나 사용 조건에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 이 경우, 급수조(110)의 크기나 형상도 이에 상응하여 변형될 수 있음은 물론이다.
또한, 가이드부재(170)는 가축의 입장을 인식하여 그 정보를 외부로 전송할 수 있는 개체인식 센서(172)를 포함할 수 있다. 개체인식 센서(172)는 가이드부재(170)의 양측면부에 하나씩 마주보게 설치될 수 있다.
이와 같이 개체인식 센서(172)를 가이드부재(170)의 양측면부에 설치함으로써, 가축 입장시 그 가축의 입장여부와 퇴장여부를 실시간으로 외부에 전송할 수 있다. 또한, 가축 개체별 각각의 개체 인식의 정확성을 높일 수 있으며, 개체별 물섭취 시작시간 및 종료시간을 보다 정확하게 계산할 수 있다.
본 실시예의 경우, 개체인식 센서(172)로는 예를 들어 광센서가 사용될 수 있으며, 이외에도 가축의 입장과 퇴장 여부를 측정할 수 있는 장치라면 다양한 장치가 적용될 수 있다.
이러한 가이드부재(170)에는 가축의 입장유무에 따라 자동으로 개폐되는 물섭취 허용 게이트(174, 도 2 및 도 3 참조)가 설치될 수 있다.
물섭취 허용 게이트(174)는 가이드부재(170)의 타측면에 설치될 수 있으며, 가이드부재(170)의 타측면에 대해 상하방향으로 슬라이딩하는 장치일 수 있다. 이러한 물섭취 허용 게이트(174)를 상하로 이동시키기 위해, 예를 들어 유압실린더를 이용한 유압방식 또는 모터가 달린 톱니기어를 이용한 기어방식이 사용될 수 있으며, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
물섭취 허용 게이트(174)는 개체인식 센서(172)의 정보에 따라 작동될 수 있다. 이 경우, 가축이 입장함에 따라 물섭취 허용 게이트(174)가 아래로 이동하여 열리게 되며(물섭취 허용과 동시에 물섭취 시작시간이 카운트됨), 가축이 퇴장함에 따라 물섭취 허용 게이트(174)가 위로 이동하여 닫히게 된다(물섭취 종료와 동시에 물섭취 종료시간이 카운트됨).
이와 같이 개체인식 센서(172)와 물섭취 허용 게이트(174)를 가이드부재(170)에 설치함으로써, 물섭취 시작시간과 종료시간 간의 오차뿐만 아니라 물섭취 시작시 급수조(110)의 중량과 물섭취 종료시 급수조(110)의 중량 간의 오차를 크게 줄일 수 있으며, 개체별로 보다 정확한 데이터를 입수할 수 있다.
이상에서는 본 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사시스템(1000)의 일 구성인 가축의 물섭취량 조사장치(100)에 대해 설명하였으며, 이하에서는 트랜스폰더(200)와 개체인식장치(300)와 인터페이스부(400)와 제어부(500)에 대해 설명하기로 한다.
트랜스폰더(200)는 가축 개체별로 고유번호를 부여하여 목에 걸어주는 전자회로 송신기로서 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이 가축 개체별로 목거리 형태로 장착될 수 있다. 이러한 트랜스폰더(200)는 무전원 방식의 RF송신장치가 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 250㎑의 주파수가 사용될 수 있다.
트랜스폰더(200)는 개체인식장치(300, 도 1 참조)에서 발생시키는 무선전력을 전송 받음으로써 트랜스폰더(200) 내부의 회로를 동작시킬 수 있다. 이 경우, 트랜스폰더(200)는 미리 설정된 고유번호를 가이드부재(170) 또는 급수조(110)에 설치된 개체인식장치(300)로 전송하게 된다.
개체인식장치(300)는 가축 개체별 고유번호를 인식하여 각 개체별 정확한 입장시간과 퇴장시간(즉, 물섭취 시작시간과 물섭취 종료시간)을 기록하기 위한 장치로서, 가이드부재(170) 또는 급수조(110)에 설치될 수 있으며, 이외에도 다양한 곳에 설치될 수 있다.
이러한 개체인식장치(300)는 앞서 상술된 바와 같이 가축의 목에 걸려 있는 트랜스폰더(200)에서 전송하는 신호를 감지하여 각각의 가축의 고유번호를 인식하게 되며, 이를 위해 무선 수신장치로 구성된다. 또한, 개체인식장치(300)는 트랜스폰더(200)가 동작할 수 있도록 트랜스폰더(200)에 무선전력을 공급할 수 있다.
이러한 개체인식장치(300)로는 RF 리더가 사용될 수 있으며, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사시스템(1000)는 인터페이스부(400, 도 1 참조)를 더 포함할 수 있다.
인터페이스부(400)는 개체인식장치(300)에서 인식한 트랜스폰더(200)의 고유번호와 급수량 측정부(130)의 급수량정보를 후술할 제어부(500)에 보고하고 필요한 자료를 요청하는 장치이다. 이러한 인터페이스부(400)는 개체인식장치(300)와의 무선통신을 가능하게 하도록 무선 송수신 장치로 구성될 수 있다. 또한, 인터페이스부(400)와 개체인식장치(300) 간의 통신방식은 당업자에게 있어 다양하게 구현될 수 있으나 본 실시예에서는 RS422방식의 통신처리를 이용할 수 있다.
상기 RS422방식을 이용함으로써, 기본 32개의 시스템을 사용할 수 있으며 반경 1.2㎞까지의 거리 안에서 일반적인 통신이 가능하다. 이 경우, 이동 통신 반경을 더 넓게 확장하는 것도 가능하다.
제어부(500, 도 1 참조)는 인터페이스부(400)에서 보고된 각 급수조(110)의 가축 입장여부(가축별 고유번호정보를 통해 알 수 있음)와 급수량정보를 이용하여 가축 개체별 물 급여내역관리와 급수조의 상태에 관한 정보를 생성하고 관리할 수 있다.
제어부(500)는 메인컴퓨터(600)를 사용하여 물 급여내역관리 및 급수조(110) 상태를 기록 보고할 수 있으며, 이렇게 추적된 자료가 정전이나 기타의 사유로 없어지지 않도록 내부 전원에 의한 보호회로로 구성될 수 있다. 또한, 제어부(500)는 사용자의 요구시 인접한 컴퓨터로 자료를 전송할 수도 있다.
메인컴퓨터(600)는 물섭취량 자동조사장치(100)와 관리자를 연결하는 매체이다. 관리자는 메인컴퓨터(600)에 미리 설치된 관리프로그램을 이용하여 각 기기의 세부제어 및 섭취량 조사업무를 할 수 있다. 사용자가 메인컴퓨터(600)에 원하는 명령을 입력하면, 메인컴퓨터(600)는 제어부(500)에게 원하는 자료를 전송하라는 명령을 하고 제어부(500)에서 보내온 자료를 가공 처리하여 사용자에게 디스플레이할 수 있다.
이하에서는, 상기 구성을 갖는 본 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사시스템(1000)을 이용하여 가축 개체별 물섭취량을 조사하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 물섭취량 조사방법을 나타낸 순서도이다.
단계 S601 및 S602는 가축의 접근을 대기하고 가축의 접근여부를 검사하는 과정이다.
가축 개체별 개체인식을 위한 트랜스폰더(200)에는 개체별 고유번호가 저장되어 있다. 트랜스폰더(200)는 각 가축의 목에 목걸이의 형태로 부착되며, 가축이 물을 섭취하기 위하여 급수조(110)에 접근하면 급수조(110)에 설치된 개체인식장치(300)가 트랜스폰더(200)의 접근을 인식한다.
소정의 거리 내에 트랜스폰더(200), 즉 가축이 접근하면, 개체인식장치(300)는 트랜스폰더(200)에 무선전력을 공급하고, 트랜스폰더(200)는 이를 이용하여 내부에 기설정된 고유번호를 신호화하여 개체인식장치(300)에 전송한다.
이때, 물섭취량 조사장치(100)의 물섭취 허용 게이트(174)는 상하로 이동이 가능하여 개체 입장이 없을 경우 가축 개체의 물섭취를 방해하고, 개체 입장이 인식된 경우 개체의 물섭취를 허용하게 된다.
단계 S603내지 S604는 가축에게 부여된 고유번호와 초기 급수조(110)의 중량 및 실시간으로 변화는 급수조(110)의 중량을 전송하는 과정이다.
단계 S602에서 가축의 접근이 감지되면 개체인식장치(300)에서 인식된 고유번호와 가축이 물을 섭취하기 전의 급수조(110)의 중량을 급수량 측정부(130)로 감지하여 전송한다. 가축이 급수조(110)에 접근하면 신속하게 개체입장을 감지하고 입장시 급수조(110)의 무게를 계측하여 저장한다. 가축이 물을 섭취하는 동안에도 변화되는 급수조(110)의 중량을 실시간으로 전송한다. 이러한 급수조(110) 중량의 전송은 인터페이스부(400)를 통하여 이루어질 수 있다.
단계 S605 및 S606은 물섭취 종료여부를 파악하고 종료된 경우 잔여 급수량을 제어부(500)로 전송하는 과정이다.
트랜스폰더(200)에서 전송되는 신호가 끊기고 가축의 퇴장을 확인함으로써, 가축이 급수조(110)에서 빠져나간 것으로 인식되면, 즉시 퇴장시의 급수조(110) 무게값을 저장하여 전송한다. 이후, 입장시 무게에서 퇴장시 무게를 뺀 값을 그 가축이 당회 입장시 섭취한 급수량으로 계산하고, 상기 퇴장시의 시각과 입장시의 시각의 차이를 머무른 시간(섭취시간)으로 저장하고 전송한다.
단계 S607은 상기 전송된 정보를 이용하여 가축 개체별 소정의 정보를 생성하는 과정이다.
메인컴퓨터(600)의 모니터에는 각각의 개체별 정보, 물섭취량 정보, 각 급수조(110)의 상태, 개체별 입장회수, 입장시간 및 섭취량 정보를 포함하는 개체별 물섭취활동 등의 정보를 실시간으로 관찰할 수 있도록 하는 응용프로그램이 실행된다. 상기 응용프로그램은 개체별, 급수조(110)별 가축의 섭취행동과 개체별 3일간의 입장회수, 입장시간, 평균섭취량 등이 계산되고 자료의 저장과 출력이 가능하여 개체의 영양관리지침과 섭취행동학의 기초 정보를 제공하게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1000: 가축의 물섭취량 조사시스템
100: 가축의 물섭취량 조사장치
110: 급수조 111: 배수구
112: 경사면 114: 급수 공급 상한선
115: 급수 배출 하한선 116: 물 퍼냄 방지봉
120: 프레임 130: 급수량 측정부
140: 급수 공급장치 142: 급수 공급라인
144: 급수 밸브 146: 온냉수 공급장치
150: 급수 분사라인 160: 배수장치
162: 이물질 집진통 164: 배수라인
170: 가이드부재 172: 개체인식 센서
174: 물섭취 허용 게이트 200: 트랜스폰더
300: 개체인식장치 400: 인터페이스부
500: 제어부 600: 메인컴퓨터

Claims (20)

  1. 급수를 급여하는 급수조와;
    상기 급수조를 지지하는 프레임과;
    상기 프레임과 상기 급수조 사이에 개재되어 상기 급수조에 담겨있는 급수량을 실시간으로 측정하여 전송하는 급수량 측정부와;
    상기 급수조에 급수를 공급하는 급수 공급장치와;
    상기 급수조 내의 오염을 제거하는 세척 장치를 포함하며,
    상기 급수조의 바닥면에는 배수구가 형성되며,
    상기 급수조의 상측에는 급수 공급 상한선을 결정하는 상한선 센서가 설치되며,
    상기 급수조의 하측에는 급수 배출 하한선을 결정하는 하한선 센서가 설치되며,
    상기 급수량 측정부는 전자저울을 포함하는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 급수조는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 감소하는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 급수조의 바닥면은 상기 배수구 측으로 하향 경사지는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 급수조에는 상기 급수조 내 급수의 허실을 방지하는 물 퍼냄 방지봉이 설치되는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 세척 장치는 상기 급수조 내측에 설치되어 세척수를 분사하는 세척수 공급라인을 포함하며,
    상기 세척수 공급라인에는 세척수를 분사하는 세척수 분사구가 형성되는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 급수 공급장치는,
    상기 세척수 공급라인에 연결되는 급수 공급라인과;
    상기 급수 공급라인 상에 설치되어 급수의 흐름을 제어하는 급수 밸브와;
    상기 급수 공급라인 상에 설치되는 급수 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 급수 공급장치는 상기 급수 공급라인 상에 설치되어 온냉수를 제공하는 온냉수 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 온냉수 공급장치는,
    상기 급수 공급라인을 따라 공급되는 급수를 가열하는 히터와;
    상기 히터에 의해 제공된 온수를 보관하는 온수탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배수구에 설치되며, 상기 급수조 내의 급수와 세척수와 이물질 중 어느 하나 이상을 외부로 배출하는 배수장치를 더 포함하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배수장치는,
    상기 배수구 하부에 형성되는 이물질 집진통과;
    상기 이물질 집진통에서 하측으로 연장되는 배수라인과;
    상기 배수라인 상에 설치되는 배수 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  13. 제1항에 있어서,
    물섭취 허용 시, 가축의 동시입장을 방지하는 가이드부재를 더 포함하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가이드부재는 가축의 입장을 인식하는 개체인식 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 가이드부재는 가축의 입장유무에 따라 개폐되는 물섭취 허용 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사장치.
  16. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 가축의 물섭취량 조사장치와;
    가축 개체별로 고유번호를 가지며, 상기 고유번호를 신호화하여 전송하는 트랜스폰더와;
    상기 트랜스폰더에서 전송된 신호를 수신하여 인식된 고유번호를 전송하는 개체인식장치와;
    상기 개체인식장치의 고유번호정보와 상기 물섭취량 조사장치의 급수량 측정부의 급수량정보를 이용하여 가축 개체별 물 급여내역관리와 급수조의 상태에 관한 정보를 생성하고 관리하는 제어부를 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 고유번호정보와 상기 급수량정보를 수신하는 인터페이스부를 더 포함하는 가축의 물섭취량 조사시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 인터페이스부와 상기 개체인식장치 간의 신호전송방식은 RS422방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 가축의 물섭취량 조사시스템.
  19. 가축이 급수조에 접근하여 물을 섭취하는 것을 기다리는 단계와;
    가축이 상기 급수조에 접근하여 물을 섭취하기 시작하면, 트랜스폰더에 저장된 고유번호를 식별하고 상기 고유번호 및 상기 급수조의 초기 급수량을 제어부에 전송하는 단계와;
    실시간으로 변화되는 급수량을 전송하는 단계와;
    가축의 물섭취 종료여부를 파악하고, 종료된 경우 잔여 급수량을 상기 제어부에 전송하는 단계와;
    상기 초기 급수량과 상기 잔여 급수량 간의 변화량과 상기 고유번호를 연동하여 가축 개체별 정보를 생성하는 단계를 포함하는 가축의 물섭취량 조사방법.
  20. 제19항에 있어서,
    가축의 물섭취가 종료되지 않은 경우 상기 실시간으로 변화되는 급수량을 전송하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는 가축의 물섭취량 조사방법.
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