動物反芻監測裝置的制作方法

本實用新型涉及動物行為監測領域，具體而言，涉及一種動物反芻監測裝置。

背景技術：

反芻是指反芻動物進食經過一段時間以后，將半消化的食物返回嘴里再次咀嚼。反芻動物的反芻與其身體健康息息相關，若反芻動物的反芻活動出現異常，我們就可以斷定該動物的健康出現了問題。然而，現有的監測動物反芻的裝置的結構都比較復雜。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種動物反芻監測裝置，所述裝置結構簡單，且能夠判斷反芻動物是否處于反芻狀態。

本實用新型實施例提供了一種動物反芻監測裝置，所述裝置用于套設在所述動物的嘴根部，其包括：處理器以及可拉伸電阻鏈，所述可拉伸電阻鏈首尾相連構成封閉環，所述處理器與所述可拉伸電阻鏈電連接；所述可拉伸電阻鏈包括多個依次連接的可拉伸單元，每個所述可拉伸單元包括：第一磁鐵、第二磁鐵、擋環、電阻以及導電套筒；所述電阻設置在所述導電套筒上，所述導電套筒兩端開設開口，所述導電套筒的一端通過所述開口套設在所述第一磁鐵上，另一端通過所述開口套設在所述第二磁鐵上，所述第一磁鐵以及所述第二磁鐵的兩端分別套設擋環，所述擋環的尺寸大于所述開口的尺寸，所述第一磁鐵遠離所述第二磁鐵的擋環設置在所述導電套筒外，所述第二磁鐵遠離所述第一磁鐵的擋環設置在所述導電套筒外。該裝置結構簡單，且能夠判斷反芻動物是否處于反芻狀態。

在本實用新型較佳的實施例中，所述導電套筒的橫截面呈圓環狀，所述電阻呈圓環狀，所述電阻沿與所述導電套筒徑向垂直的方向鑲嵌在所述導電套筒內。

在本實用新型較佳的實施例中，所述動物反芻監測裝置還包括姿態傳感器，所述姿態傳感器與所述處理器電連接，所述姿態傳感器用于采集表征所述動物頭部姿態的姿態數據。

在本實用新型較佳的實施例中，所述動物反芻監測裝置還包括氣囊，所述氣囊由彈性材料制成，所述氣囊的一端與所述可拉伸電阻鏈的一端連接，所述氣囊的另一端與所述可拉伸電阻鏈的另一端連接，所述氣囊與所述可拉伸電阻鏈構成封閉環，所述氣囊上設有泄氣孔，所述泄氣孔用于在所述氣囊的一端和另一端受到拉力時釋放所述氣囊內的氣體。

在本實用新型較佳的實施例中，所述氣囊上設有連接部件，所述氣囊的一端通過所述連接部件與所述可拉伸電阻鏈的一端連接，所述氣囊的另一端通過連接部件與所述可拉伸電阻鏈的另一端連接。

在本實用新型較佳的實施例中，所述動物反芻監測裝置還包括與所述處理器電連接的無線通信發送模塊，所述無線通信發送模塊用于，把表征所述動物處于反芻狀態的結果發送給數據接收終端，以便通過數據接收終端查看所述動物反芻監測裝置所采集的數據。

在本實用新型較佳的實施例中，所述無線通信發送模塊為藍牙通信模塊。

在本實用新型較佳的實施例中，所述無線通信發送模塊為WiFi通信模塊。

在本實用新型較佳的實施例中，所述姿態傳感器為六軸傳感器。

在本實用新型較佳的實施例中，所述第一磁鐵以及所述第二磁鐵的長度為5mm。

本實用新型實施例的有益效果是：本實用新型實施例提供的動物反芻監測裝置，所述裝置包括可拉伸電阻鏈以及與所述可拉伸電阻鏈電連接的處理器，該裝置的可拉伸電阻鏈隨著所述動物的嘴根部的張合而拉伸產生表征所述動物嘴根部張合程度的電阻變化量數據，當所述處理器接收到所述電阻變化量數據時，基于所述電阻變化量數據計算得到所述可拉伸電阻鏈中的電阻的接入個數，將所述電阻接入個數值與預設個數值進行比對，每當所述電阻接入個數值大于或等于所述預設個數值時，獲取當前的時間值，基于至少兩個連續的所述時間值，計算得到咀嚼周期，將所述咀嚼周期與預設參考周期進行對比，若所述咀嚼周期大于所述預設參考周期判斷所述動物處于反芻狀態。該裝置結構簡單，且能夠判斷反芻動物是否處于反芻狀態。

本實用新型的其他特征和優點將在隨后的說明書闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型實施例了解。本實用新型的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的動物反芻監測裝置的動物佩戴示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的動物反芻監測裝置的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的可拉伸單元的剖視圖；

圖4為本實用新型實施例提供的導電套筒的爆炸圖；

圖5為本實用新型實施例提供的可拉伸單元的拉伸示意圖；

圖6為本實用新型實施例提供的處理器的電路結構示意圖；

圖7為本實用新型實施例提供的姿態傳感器在動物反芻監測裝置的位置關系圖；

圖8為本實用新型實施例提供的無線通信模塊在動物反芻監測裝置的位置關系圖；

圖9為本實用新型實施例提供的氣囊在動物反芻監測裝置的位置關系圖；

圖10為本實用新型實施例提供的氣囊的結構示意圖。

圖中：

動物反芻監測裝置100；

可拉伸電阻鏈110；可拉伸單元111；第一磁鐵112；第二磁鐵113；擋環114；電阻115；導電套筒116；

處理器120；姿態傳感器130；無線通信發送模塊140；

氣囊150；連接部件151；泄氣孔152。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

請參照圖1，本實施例提供一種動物反芻監測裝置100，該動物反芻監測裝置100用于套設在所述動物的嘴根部，其包括可拉伸電阻鏈110以及處理器120，可拉伸電阻鏈110與處理器120電連接。

請參看圖2，可拉伸電阻鏈110呈鏈條狀，且首尾相連構成封閉環套設在所述動物的嘴根部。其中，可拉伸電阻鏈110包括多個依次連接的可拉伸單元111。

請參看圖3，每個可拉伸單元111包括：第一磁鐵112、第二磁鐵113、擋環114、電阻115以及導電套筒116。電阻115設置在導電套筒116上，導電套筒116兩端開設開口，所述導電套筒116的一端通過開口套設在第一磁鐵112上，另一端通過開口套設在第二磁鐵113上。

第一磁鐵112以及第二磁鐵113的兩端分別套設擋環114。擋環114可以由非磁性材料制成，且擋環114的尺寸大于所述開口的尺寸。第一磁鐵112上遠離第二磁鐵113的擋環114設置在導電套筒116外，第二磁鐵113上遠離第一磁鐵112的擋環114也設置在導電套筒116外，從而防止第一磁鐵112以及第二磁鐵113在外力拉動過程中脫離導電套筒116。

導電套筒116由導電材料制成，從而實現導電功能。一般而言，常見的導電材料有金屬、半導體等。于本實施例中，優選導電套筒116由金屬材料制成。請參看圖4，作為一種實施方式，導電套筒116可以呈圓柱體狀，其橫截面呈圓環狀，電阻115也呈圓環狀，電阻115沿與導電套筒116徑向垂直的方向鑲嵌在導電套筒116內。

設第一磁鐵112和第二磁鐵113的長度都為L₀，作為一種實施方式，L₀可以是5mm，電阻115的電阻值為R₁。在理想狀態下，第一磁鐵112和第二磁鐵113的電阻值為0歐姆，但實際情況下，第一磁鐵112和第二磁鐵113存在電阻值R₀，取R₁遠大于R₀。

可拉伸單元111在未受到外界拉力時，第一磁鐵112與第二磁鐵113可以通過相互之間的吸引力吸附在一起而緊密接觸。此時由于R₁遠大于R₀，R₁被短路，可拉伸單元111的電阻接入值為2R₀。

請參看圖5，當可拉伸單元111受到如圖中箭頭所示的外界拉力時，第一磁鐵112與第二磁鐵113之間被拉伸開，此時，電阻115被導通，可拉伸單元111的電阻接入值為R₁(由于R₁遠大于R₀，因此R₀的阻值忽略不計)。

當把由若干個可拉伸單元111形成的可拉伸電阻鏈110套入動物的嘴巴根部時，動物咀嚼過程中會對可拉伸電阻鏈110產生拉伸，拉伸過程使得第一磁鐵112與第二磁鐵113之間脫節，因為擋環114有限位的功能，第一磁鐵112與第二磁鐵113之間不會脫離導電套筒116。

因此，只需要知道可拉伸電阻鏈110的電阻值為N個R₁，即可知道可拉伸電阻鏈110的長度變化為N*L₀，即可以用可拉伸電阻鏈110中電阻115的接入個數表征動物嘴根部張合程度。N越大，表示動物的嘴部張開程度越大。

相應地，可拉伸電阻鏈110中的電阻值不同，接入處理器120中的電壓值也不同。當處理器120接收到所述電阻變化量數據時，可以基于所述電阻變化量數據計算得到可拉伸電阻鏈110中的電阻115的接入個數。處理器120可以包括單片機和放大器，請參看圖6，Vi為單片機控制的DAC的模擬輸出端，V_O為單片機控制的ADC的模擬輸入端。為保障測量過程中的準確性，Vcc為限制電壓量，圖中，R表示一個電阻115，RL為實際測量過程中可拉伸電阻鏈110的總接入電阻。初始過程中令Vi＝Vcc/(N+1)，其中N為可拉伸電阻鏈110中電阻115的總個數，測量獲得Vo；如果Vo<＝VCC；n＝VCC/Vo；n取整數部分；下次測量前令Vi＝n*VCC/(N+1)；如果Vo>VCC；n＝Vo/VCC；n＝n(整數部分)+1；下次測量前令Vi＝VCC/n*(N+1)；電阻個數為Nr＝(Vo/Vi)-1。由此即可得到可拉伸電阻鏈110中的電阻接入個數值。

動物反芻監測裝置實時監測可拉伸電阻鏈110中的電阻接入個數值，單片機將所述電阻接入個數值與預先存儲在存儲器中的預設個數值進行比對。每當所述電阻接入個數值大于或等于所述預設個數值時，獲取當前的時間值。至少兩次比對產生多個時間值后，單片機基于兩個連續產生的時間值，計算得到咀嚼周期，將所述咀嚼周期與預設參考周期進行對比，若所述咀嚼周期大于所述預設參考周期判斷所述動物處于反芻狀態。其中，預設個數值可以通過統計學規律得到，用于表征所述動物的嘴部的張開程度達到最大程度時，可拉伸電阻鏈110中的電阻接入個數值。當電阻接入個數值超過預設個數值時，記錄此時的時刻t0，同理，記錄下一個電阻接入個數值超過預設個數值時的時刻t1,則所述動物的咀嚼周期T＝t1-t0，t0和t1即為兩個連續產生的時間值。

牛只等動物在咀嚼過程中，進食的時候咀嚼速度快，反芻時咀嚼速度慢，因此在單片機內預先設定一個參考周期為T0，T0也可以通過統計學規律得到。當T大于T0時，即判斷所述動物處于反芻狀態。

為了使得動物反芻監測裝置100的監測精度更加準確，避免誤判的情況發生，作為一種實施方式，請參看圖7，動物反芻監測裝置100還包括姿態傳感器130，姿態傳感器130與處理器120電連接，其中，姿態傳感器130可以是六軸傳感器。動物反芻監測裝置100套設在動物嘴根部時，可以使得姿態傳感器130設置在所述動物的牛額骨上，用于采集表征動物頭部姿態的姿態數據。動物反芻監測裝置100可以結合咀嚼周期與姿態數據來判斷動物的反芻情況。

處理器120接收所述姿態數據，把所述姿態數據與預設參考值進行比對，若所述咀嚼周期大于所述預設參考周期，且所述姿態數據表征所述動物頭部處于第一姿態時，判斷所述動物處于反芻狀態。其中，預設參考值可以是一個范圍，如以水平斜向下40度到55度為例，表示動物的頭部處于水平狀態，當傾斜角度為所56度到90度時，表示動物處于第一姿態，即動物的頭部處于朝向地面的姿態。

為了使得動物反芻監測裝置100能夠實時地把動物的反芻情況反饋給工作人員，請參看圖8，作為一種實施方式，動物反芻監測裝置100還包括與處理器120電連接的無線通信發送模塊140。無線通信發送模塊140用于把表征動物處于反芻狀態的結果發送給可以與無線通信發送模塊140進行數據通信的數據接收終端，以便工作人員可以通過數據接收終端查看動物反芻監測裝置100所采集的數據。

進一步的，所述無線通信發送模塊140可以為藍牙通信模塊，也可以為WiFi通信模塊。

由于動物在不斷的生長，因此動物的嘴根部的尺寸也會隨著自身的生長而增大。由于生長的速度是一個很緩慢的過程，短時間不會對反芻監測裝置100的監測過程產生影響，但是就長遠過程而言，嘴根部尺寸的增大會對可拉伸電阻鏈110產生拉伸力，對反芻監測裝置100的監測過程產生影響。因此，請參看圖9，作為一種實施方式，動物反芻監測裝置100還包括由彈性材料制成的氣囊150。氣囊150的一端與可拉伸電阻鏈110的一端連接，氣囊150的另一端與可拉伸電阻鏈110的另一端連接，即氣囊150與可拉伸電阻鏈110共同構成封閉環。

請參看圖10，氣囊150上設有連接部件151，連接部件151可以是設置在氣囊150上的環狀圈，用于與可拉伸電阻鏈110連接構成封閉環。氣囊150上還設置有泄氣孔152，當在氣囊150中充入氣體后，泄氣孔152在氣囊150受到圖中箭頭方向所示的拉力時，加快釋放氣囊150內的氣體，使得氣囊150的體積變小，進而使得氣囊150在受到拉力的兩端之間的距離增大，從而實現了適應動物生長的目的。

動物反芻監測裝置100的工作原理是：動物反芻監測裝置100包括可拉伸電阻鏈110以及與可拉伸電阻鏈110電連接的處理器120，可拉伸電阻鏈110隨著所述動物的嘴根部的張合而拉伸產生表征所述動物嘴根部張合程度的電阻變化量數據，當所述處理器120接收到所述電阻變化量數據時，基于所述電阻變化量數據計算得到所述可拉伸電阻鏈110中的電阻的接入個數，將所述電阻接入個數值與預設個數值進行比對，每當所述電阻接入個數值大于或等于所述預設個數值時，獲取當前的時間值，基于至少兩個連續的所述時間值，計算得到咀嚼周期，將所述咀嚼周期與預設參考周期進行對比，若所述咀嚼周期大于所述預設參考周期判斷所述動物處于反芻狀態。該裝置結構簡單，且能夠判斷反芻動物是否處于反芻狀態。

綜上所述，本實用新型實施例提供的動物反芻監測裝置100，所述裝置包括可拉伸電阻鏈110以及與所述可拉伸電阻鏈電連接的處理器120，可拉伸電阻鏈110隨著所述動物的嘴根部的張合而拉伸產生表征所述動物嘴根部張合程度的電阻變化量數據，當處理器120接收到所述電阻變化量數據時，基于所述電阻變化量數據計算得到所述可拉伸電阻鏈110中的電阻的接入個數，將所述電阻接入個數值與預設個數值進行比對，每當所述電阻接入個數值大于或等于所述預設個數值時，獲取當前的時間值，基于至少兩個連續的所述時間值，計算得到咀嚼周期，將所述咀嚼周期與預設參考周期進行對比，若所述咀嚼周期大于所述預設參考周期判斷所述動物處于反芻狀態。該裝置結構簡單，且能夠判斷反芻動物是否處于反芻狀態。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。