动物反刍监测装置的制作方法

本实用新型涉及动物行为监测领域，具体而言，涉及一种动物反刍监测装置。

背景技术：

反刍是指反刍动物进食经过一段时间以后，将半消化的食物返回嘴里再次咀嚼。反刍动物的反刍与其身体健康息息相关，若反刍动物的反刍活动出现异常，我们就可以断定该动物的健康出现了问题。然而，现有的监测动物反刍的装置的结构都比较复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种动物反刍监测装置，所述装置结构简单，且能够判断反刍动物是否处于反刍状态。

本实用新型实施例提供了一种动物反刍监测装置，所述装置用于套设在所述动物的嘴根部，其包括：处理器以及可拉伸电阻链，所述可拉伸电阻链首尾相连构成封闭环，所述处理器与所述可拉伸电阻链电连接；所述可拉伸电阻链包括多个依次连接的可拉伸单元，每个所述可拉伸单元包括：第一磁铁、第二磁铁、挡环、电阻以及导电套筒；所述电阻设置在所述导电套筒上，所述导电套筒两端开设开口，所述导电套筒的一端通过所述开口套设在所述第一磁铁上，另一端通过所述开口套设在所述第二磁铁上，所述第一磁铁以及所述第二磁铁的两端分别套设挡环，所述挡环的尺寸大于所述开口的尺寸，所述第一磁铁远离所述第二磁铁的挡环设置在所述导电套筒外，所述第二磁铁远离所述第一磁铁的挡环设置在所述导电套筒外。该装置结构简单，且能够判断反刍动物是否处于反刍状态。

在本实用新型较佳的实施例中，所述导电套筒的横截面呈圆环状，所述电阻呈圆环状，所述电阻沿与所述导电套筒径向垂直的方向镶嵌在所述导电套筒内。

在本实用新型较佳的实施例中，所述动物反刍监测装置还包括姿态传感器，所述姿态传感器与所述处理器电连接，所述姿态传感器用于采集表征所述动物头部姿态的姿态数据。

在本实用新型较佳的实施例中，所述动物反刍监测装置还包括气囊，所述气囊由弹性材料制成，所述气囊的一端与所述可拉伸电阻链的一端连接，所述气囊的另一端与所述可拉伸电阻链的另一端连接，所述气囊与所述可拉伸电阻链构成封闭环，所述气囊上设有泄气孔，所述泄气孔用于在所述气囊的一端和另一端受到拉力时释放所述气囊内的气体。

在本实用新型较佳的实施例中，所述气囊上设有连接部件，所述气囊的一端通过所述连接部件与所述可拉伸电阻链的一端连接，所述气囊的另一端通过连接部件与所述可拉伸电阻链的另一端连接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述动物反刍监测装置还包括与所述处理器电连接的无线通信发送模块，所述无线通信发送模块用于，把表征所述动物处于反刍状态的结果发送给数据接收终端，以便通过数据接收终端查看所述动物反刍监测装置所采集的数据。

在本实用新型较佳的实施例中，所述无线通信发送模块为蓝牙通信模块。

在本实用新型较佳的实施例中，所述无线通信发送模块为WiFi通信模块。

在本实用新型较佳的实施例中，所述姿态传感器为六轴传感器。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一磁铁以及所述第二磁铁的长度为5mm。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型实施例提供的动物反刍监测装置，所述装置包括可拉伸电阻链以及与所述可拉伸电阻链电连接的处理器，该装置的可拉伸电阻链随着所述动物的嘴根部的张合而拉伸产生表征所述动物嘴根部张合程度的电阻变化量数据，当所述处理器接收到所述电阻变化量数据时，基于所述电阻变化量数据计算得到所述可拉伸电阻链中的电阻的接入个数，将所述电阻接入个数值与预设个数值进行比对，每当所述电阻接入个数值大于或等于所述预设个数值时，获取当前的时间值，基于至少两个连续的所述时间值，计算得到咀嚼周期，将所述咀嚼周期与预设参考周期进行对比，若所述咀嚼周期大于所述预设参考周期判断所述动物处于反刍状态。该装置结构简单，且能够判断反刍动物是否处于反刍状态。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的动物反刍监测装置的动物佩戴示意图；

图2为本实用新型实施例提供的动物反刍监测装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的可拉伸单元的剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的导电套筒的爆炸图；

图5为本实用新型实施例提供的可拉伸单元的拉伸示意图；

图6为本实用新型实施例提供的处理器的电路结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的姿态传感器在动物反刍监测装置的位置关系图；

图8为本实用新型实施例提供的无线通信模块在动物反刍监测装置的位置关系图；

图9为本实用新型实施例提供的气囊在动物反刍监测装置的位置关系图；

图10为本实用新型实施例提供的气囊的结构示意图。

图中：

动物反刍监测装置100；

可拉伸电阻链110；可拉伸单元111；第一磁铁112；第二磁铁113；挡环114；电阻115；导电套筒116；

处理器120；姿态传感器130；无线通信发送模块140；

气囊150；连接部件151；泄气孔152。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实施例提供一种动物反刍监测装置100，该动物反刍监测装置100用于套设在所述动物的嘴根部，其包括可拉伸电阻链110以及处理器120，可拉伸电阻链110与处理器120电连接。

请参看图2，可拉伸电阻链110呈链条状，且首尾相连构成封闭环套设在所述动物的嘴根部。其中，可拉伸电阻链110包括多个依次连接的可拉伸单元111。

请参看图3，每个可拉伸单元111包括：第一磁铁112、第二磁铁113、挡环114、电阻115以及导电套筒116。电阻115设置在导电套筒116上，导电套筒116两端开设开口，所述导电套筒116的一端通过开口套设在第一磁铁112上，另一端通过开口套设在第二磁铁113上。

第一磁铁112以及第二磁铁113的两端分别套设挡环114。挡环114可以由非磁性材料制成，且挡环114的尺寸大于所述开口的尺寸。第一磁铁112上远离第二磁铁113的挡环114设置在导电套筒116外，第二磁铁113上远离第一磁铁112的挡环114也设置在导电套筒116外，从而防止第一磁铁112以及第二磁铁113在外力拉动过程中脱离导电套筒116。

导电套筒116由导电材料制成，从而实现导电功能。一般而言，常见的导电材料有金属、半导体等。于本实施例中，优选导电套筒116由金属材料制成。请参看图4，作为一种实施方式，导电套筒116可以呈圆柱体状，其横截面呈圆环状，电阻115也呈圆环状，电阻115沿与导电套筒116径向垂直的方向镶嵌在导电套筒116内。

设第一磁铁112和第二磁铁113的长度都为L₀，作为一种实施方式，L₀可以是5mm，电阻115的电阻值为R₁。在理想状态下，第一磁铁112和第二磁铁113的电阻值为0欧姆，但实际情况下，第一磁铁112和第二磁铁113存在电阻值R₀，取R₁远大于R₀。

可拉伸单元111在未受到外界拉力时，第一磁铁112与第二磁铁113可以通过相互之间的吸引力吸附在一起而紧密接触。此时由于R₁远大于R₀，R₁被短路，可拉伸单元111的电阻接入值为2R₀。

请参看图5，当可拉伸单元111受到如图中箭头所示的外界拉力时，第一磁铁112与第二磁铁113之间被拉伸开，此时，电阻115被导通，可拉伸单元111的电阻接入值为R₁(由于R₁远大于R₀，因此R₀的阻值忽略不计)。

当把由若干个可拉伸单元111形成的可拉伸电阻链110套入动物的嘴巴根部时，动物咀嚼过程中会对可拉伸电阻链110产生拉伸，拉伸过程使得第一磁铁112与第二磁铁113之间脱节，因为挡环114有限位的功能，第一磁铁112与第二磁铁113之间不会脱离导电套筒116。

因此，只需要知道可拉伸电阻链110的电阻值为N个R₁，即可知道可拉伸电阻链110的长度变化为N*L₀，即可以用可拉伸电阻链110中电阻115的接入个数表征动物嘴根部张合程度。N越大，表示动物的嘴部张开程度越大。

相应地，可拉伸电阻链110中的电阻值不同，接入处理器120中的电压值也不同。当处理器120接收到所述电阻变化量数据时，可以基于所述电阻变化量数据计算得到可拉伸电阻链110中的电阻115的接入个数。处理器120可以包括单片机和放大器，请参看图6，Vi为单片机控制的DAC的模拟输出端，V_O为单片机控制的ADC的模拟输入端。为保障测量过程中的准确性，Vcc为限制电压量，图中，R表示一个电阻115，RL为实际测量过程中可拉伸电阻链110的总接入电阻。初始过程中令Vi＝Vcc/(N+1)，其中N为可拉伸电阻链110中电阻115的总个数，测量获得Vo；如果Vo<＝VCC；n＝VCC/Vo；n取整数部分；下次测量前令Vi＝n*VCC/(N+1)；如果Vo>VCC；n＝Vo/VCC；n＝n(整数部分)+1；下次测量前令Vi＝VCC/n*(N+1)；电阻个数为Nr＝(Vo/Vi)-1。由此即可得到可拉伸电阻链110中的电阻接入个数值。

动物反刍监测装置实时监测可拉伸电阻链110中的电阻接入个数值，单片机将所述电阻接入个数值与预先存储在存储器中的预设个数值进行比对。每当所述电阻接入个数值大于或等于所述预设个数值时，获取当前的时间值。至少两次比对产生多个时间值后，单片机基于两个连续产生的时间值，计算得到咀嚼周期，将所述咀嚼周期与预设参考周期进行对比，若所述咀嚼周期大于所述预设参考周期判断所述动物处于反刍状态。其中，预设个数值可以通过统计学规律得到，用于表征所述动物的嘴部的张开程度达到最大程度时，可拉伸电阻链110中的电阻接入个数值。当电阻接入个数值超过预设个数值时，记录此时的时刻t0，同理，记录下一个电阻接入个数值超过预设个数值时的时刻t1,则所述动物的咀嚼周期T＝t1-t0，t0和t1即为两个连续产生的时间值。

牛只等动物在咀嚼过程中，进食的时候咀嚼速度快，反刍时咀嚼速度慢，因此在单片机内预先设定一个参考周期为T0，T0也可以通过统计学规律得到。当T大于T0时，即判断所述动物处于反刍状态。

为了使得动物反刍监测装置100的监测精度更加准确，避免误判的情况发生，作为一种实施方式，请参看图7，动物反刍监测装置100还包括姿态传感器130，姿态传感器130与处理器120电连接，其中，姿态传感器130可以是六轴传感器。动物反刍监测装置100套设在动物嘴根部时，可以使得姿态传感器130设置在所述动物的牛额骨上，用于采集表征动物头部姿态的姿态数据。动物反刍监测装置100可以结合咀嚼周期与姿态数据来判断动物的反刍情况。

处理器120接收所述姿态数据，把所述姿态数据与预设参考值进行比对，若所述咀嚼周期大于所述预设参考周期，且所述姿态数据表征所述动物头部处于第一姿态时，判断所述动物处于反刍状态。其中，预设参考值可以是一个范围，如以水平斜向下40度到55度为例，表示动物的头部处于水平状态，当倾斜角度为所56度到90度时，表示动物处于第一姿态，即动物的头部处于朝向地面的姿态。

为了使得动物反刍监测装置100能够实时地把动物的反刍情况反馈给工作人员，请参看图8，作为一种实施方式，动物反刍监测装置100还包括与处理器120电连接的无线通信发送模块140。无线通信发送模块140用于把表征动物处于反刍状态的结果发送给可以与无线通信发送模块140进行数据通信的数据接收终端，以便工作人员可以通过数据接收终端查看动物反刍监测装置100所采集的数据。

进一步的，所述无线通信发送模块140可以为蓝牙通信模块，也可以为WiFi通信模块。

由于动物在不断的生长，因此动物的嘴根部的尺寸也会随着自身的生长而增大。由于生长的速度是一个很缓慢的过程，短时间不会对反刍监测装置100的监测过程产生影响，但是就长远过程而言，嘴根部尺寸的增大会对可拉伸电阻链110产生拉伸力，对反刍监测装置100的监测过程产生影响。因此，请参看图9，作为一种实施方式，动物反刍监测装置100还包括由弹性材料制成的气囊150。气囊150的一端与可拉伸电阻链110的一端连接，气囊150的另一端与可拉伸电阻链110的另一端连接，即气囊150与可拉伸电阻链110共同构成封闭环。

请参看图10，气囊150上设有连接部件151，连接部件151可以是设置在气囊150上的环状圈，用于与可拉伸电阻链110连接构成封闭环。气囊150上还设置有泄气孔152，当在气囊150中充入气体后，泄气孔152在气囊150受到图中箭头方向所示的拉力时，加快释放气囊150内的气体，使得气囊150的体积变小，进而使得气囊150在受到拉力的两端之间的距离增大，从而实现了适应动物生长的目的。

动物反刍监测装置100的工作原理是：动物反刍监测装置100包括可拉伸电阻链110以及与可拉伸电阻链110电连接的处理器120，可拉伸电阻链110随着所述动物的嘴根部的张合而拉伸产生表征所述动物嘴根部张合程度的电阻变化量数据，当所述处理器120接收到所述电阻变化量数据时，基于所述电阻变化量数据计算得到所述可拉伸电阻链110中的电阻的接入个数，将所述电阻接入个数值与预设个数值进行比对，每当所述电阻接入个数值大于或等于所述预设个数值时，获取当前的时间值，基于至少两个连续的所述时间值，计算得到咀嚼周期，将所述咀嚼周期与预设参考周期进行对比，若所述咀嚼周期大于所述预设参考周期判断所述动物处于反刍状态。该装置结构简单，且能够判断反刍动物是否处于反刍状态。

综上所述，本实用新型实施例提供的动物反刍监测装置100，所述装置包括可拉伸电阻链110以及与所述可拉伸电阻链电连接的处理器120，可拉伸电阻链110随着所述动物的嘴根部的张合而拉伸产生表征所述动物嘴根部张合程度的电阻变化量数据，当处理器120接收到所述电阻变化量数据时，基于所述电阻变化量数据计算得到所述可拉伸电阻链110中的电阻的接入个数，将所述电阻接入个数值与预设个数值进行比对，每当所述电阻接入个数值大于或等于所述预设个数值时，获取当前的时间值，基于至少两个连续的所述时间值，计算得到咀嚼周期，将所述咀嚼周期与预设参考周期进行对比，若所述咀嚼周期大于所述预设参考周期判断所述动物处于反刍状态。该装置结构简单，且能够判断反刍动物是否处于反刍状态。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。