专利名称：用于对动物的行走方向进行干预及控制的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制技术，特别是涉及对动物的行走(包括飞翔、游动)方向进行干预及控制的装置。
背景技术：
动物在自由行走、飞翔或游动时的前行方向是由动物根据当时周围的环境状况自主选择的，在没有人为现场干预的情况下，人们对于动物的行走、飞翔或游动线路是无法准确预知和控制的。也就是说，人不在现场的情况下，是没有办法控制动物使其按照人们要求的线路前进的。长期以来，不少人都在探求如何远程控制动物的行为，但进展不大。曾经有人在鸽子的大脑中植入电子芯片，试图通过电极连通鸽子的大脑来控制其行为，但这种技术由于会对动物的身体造成直接伤害，而且还存在很多现有技术无法解决的问题，所以此类技术在可以预见的将来都无法达到其控制动物行为的目的。
发明内容
为了解决人不在现场的情况下难以对动物的行走(包括飞翔、游动)方向进行干预及控制的问题，本发明的目的在于提供一种对动物(如牛、马、驴、骆驼、狗、猫、鹰、鸽子、海鸥、天鹅、海豚、鲸、鲨鱼等)的行走、飞翔或游动方向进行干预及控制的装置，以实现对动物的行走(包括飞翔、游动)方向进行有效干预及控制，使动物能够更好地为人类服务。本发明对动物的行走(包括飞翔、游动)方向进行干预及控制的装置主要包括绑具、主控器和干预机构；绑具由支架或/及绳索构成并与主控器连接，用于把整个装置绑定 (固定)到动物身上；主控器包括电源(电池)、电子控制器(电子线路模块)和动力装置(如电动机、电磁铁、液压马达等)，电源为电子控制器和动力装置提供电力，动力装置与干预机构连接(也可以认为是主控器与干预机构连接)，电子控制器用于接收远程控制指令或者根据预先输入的程序，通过动力装置控制干预机构的动作；干预机构在动力装置的驱动下，可以左右或上下摆动，通过拍打、拉扯、推移或电击动物的头部来对动物的行走(包括飞翔、游动)方向进行干预及控制，或者是通过干预机构前端绑定的诱饵或光源来引导动物按照人们要求的方向前行。本发明装置在使用时，先绑定(固定)到动物的身上，使装置中可以摆动的干预机构位于动物头部的合适位置。在动物自主行走、飞翔或游动时，如果需要干预及控制其行进方向，则控制干预机构产生相应的摆动来拍打、拉扯、推移或电击动物的头部，或者是通过干预机构前端绑定的诱饵或光源来引导动物按照人们要求的方向前行。例如，想让动物向左行走，就控制干预机构向左边摆动，这时动物的头部就会受到干预机构朝向左边的拍打、 拉扯、推移或引诱，头部就会不由自主地转向左边，其行进方向也将朝向左边改变，使动物转向右边行走的方法也是同样的道理，这样就实现了对动物行走方向进行干预及控制的目的。本发明的积极效果是，既可以对动物的行走方向进行干预及控制，又不会对动物的身体造成直接伤害。由于人不在现场的情况下，也能够实现对动物的行走、飞翔或游动方向进行干预及控制，这样就能够更好地利用动物来为人类服务。例如，在让骆驼背着货物穿越无人区时，人们就可以在主控器中预先输入线路数据，并结合安装在主控器中的GPS模块来定位，这样就可以让骆驼按照人们设定的线路自行行走，自己把货物运送到目的地而不需要有人跟随；可以远程控制狗背着观测仪器进入发生核泄露事故的现场，而人不需要进入现场就能实时观看到现场情况；指挥鸽子带上信物飞到目标上空再空投下来，就可以很方便地向任意地点传信及投递物品；给猎鹰绑上摄像设备，按照人们设计好的线路飞行，拍摄(并实时传回)地面图像(如发生地震时地面建筑物的受损图像、寻找出事坠落的飞机残骸、寻找逃犯的踪迹、拍摄敌方营地等)，其飞行成本、使用的方便性、灵活性、隐蔽性等方面都胜过现有的无人机；可以让海豚绑着测试仪器按照设计的线路在海洋中游动，来进行海洋气候的观测。此外，本发明装置在军事上也有很大用途，例如，让马匹背着观测设备(如摄像头)在冰天雪地的边境线上巡逻，人只要坐在室内就可以通过无线传输回来的图像看清沿途的情况并实时控制马匹的行走路线；又如，可以让狗背着观测设备静悄悄地走进恐怖分子和毒贩藏身的丛林，人在后方控制狗的行走路线进行侦察等。总之，有了本发明可以干预及控制动物行走方向的装置，就可以让动物在运输货物、边境巡逻、侦察、气候研究、科学探测、抢险救灾、排爆、军事等领域更好地为人类服务。
图1、图3、图5、图7、图9、图16分别是本发明多个实施例的立体结构示意图。图2、图4、图6、图8、图10至图15、图17分别是本发明多个实施例具体应用的立体示意图。图18是本发明一个实施例中干预机构与主控器中动力装置连接的局部立体示意图。图19是本发明一个实施例中干预机构与主控器中动力装置连接的立体示意图。图20是本发明一个实施例中尾部拍打机构的立体结构示意图。图21是本发明一个实施例中主控器的构成方框图。
具体实施例方式
参照图1、图3、图5、图7、图9、图16，本发明用于对动物的行走方向进行干预及控制的装置包括绑具[3]、主控器[2]和干预机构[1] [ΙΑ] [1B]；绑具[3]由支架或/及绳索构成并与主控器[2]连接，用于把整个装置绑定到动物身上；主控器[2]与干预机构[1] [ΙΑ] [1B] 连接；干预机构[1] [ΙΑ] [1B]在主控器[2]的控制下可以左右或/及上下摆动，通过拍打、 拉扯或推移动物的头部来对动物的行走方向进行干预及控制，或者是通过干预机构前端绑定的诱饵或光源来引导动物按照人们要求的方向前行。参照图1、图2，本发明装置中的绑具[3]用于把整个装置绑定到动物W]身上， 干预机构[1]为一条杆子，杆子的前端接有拉绳[4A]，后端与转轴[5]相接，杆子在主控器 [2]的控制下可以绕着后端的转轴[5]左右摆动，在摆动时通过拉绳[4A]和绑定在动物 [6]头部的套子WB](或者是穿过动物头部皮层的绳索，类似于穿过牛鼻子的绳索)来拉扯动物W]的头部，从而对动物W]的行走方向进行干预及控制。例如，动物[6]在正常行走时，如果想让其改变方向向左行走，就控制干预机构[1]向左边摆动来往左拉扯动物[6]的头部；想让动物W]向右行走，就控制干预机构[1]向右边拉扯动物W]的头部。人对干预机构[1]的控制可以通过遥控方式(例如通过动物携带的摄像头来实时观察现场情况，以决定是否需要控制动物改变其行走方向)，也可以在主控器[2]中的相关电子模块中预先输入线路数据，并利用GPS定位进行自动控制(其控制过程及方式与现有无人机的自动控制相似)。另外，也可以把套子WB]换作动物喜爱的诱饵并适当加长干预机构[1]中杆子的长度，或者直接在干预机构[1]中杆子的前端绑上诱饵，使诱饵位于动物W]的前方(动物可以看得到、闻得到，但吃不到)，通过干预机构的摆动调整诱饵的方位来引诱(引导)动物朝着需要的方向前行；还可以把诱饵换成光源(如LED发光管)，通过亮光来引导动物前行， 这样也能达到对动物的行走或游动方向进行干预及控制的目的，例如，把整套装置绑定在鲨鱼身上并在干预机构[1]的前端绑上一块鲜肉作为诱饵，就能让鲨鱼按照前方诱饵的指引方向游动。参照图3、图4，本发明装置中的干预机构[1]为Y型(或叉型)结构，在主控器[2] 的控制下可以左右摆动，在摆动时前面的部分可以对动物W]的头部产生推移或拍打作用，从而对动物W]的行走方向进行干预及控制。例如，想让动物W]向左行走，就控制干预机构[1]向左边摆动产生向左的推力来推移动物[6]的头部；想让动物W]向右行走，就控制干预机构[1]向右边推移动物W]的头部。另外，这种Y型干预机构的前面部分也可以镶嵌上电极，在其摆动接触到动物[6]头部的皮肤后，使用安全电流轻微电击一下动物 W]，这样也能够对动物W]的行走方向进行干预及控制。参照图5、图6、图15，本发明装置中的干预机构是两条分开的杆子(或鞭子)[1A] [1B]。在实际使用时，这两条杆子分别位于动物[6]头部的左右两侧，两侧的杆子[ΙΑ] [1B] 在主控器[2]的控制下可以各自左右摆动(图5虚线部分所示为杆子IA摆动时位于最里和最外的位置)，摆动时可以对动物[6]的头部产生推移或拍打作用(在一次拍打过程中，可以让杆子先往外摆动再往里拍打动物的头部，这样可增加拍打的力度)，从而对动物W]的行走或飞翔方向进行干预及控制。例如，想让动物W]向左行走或向左飞翔，就控制杆子[1B] 向左推移或拍打动物W]的头部；想让动物W]向右行走或向右飞翔，就控制杆子[1A]向右推移或拍打动物[6]的头部。另外，在这两条杆子上也可以嵌入电极，在其摆动接触到动物[6]头部的皮肤后，轻微电击一下动物W]，这样也能够对动物[6]的行走方向进行干预及控制。参照图7、图8，本发明装置中的干预机构为两条杆子[1A][1B]，这两条杆子[1A] [1B]的前面部分分别接有两块板(也可以是网)[1A1][1B1]。在实际使用时，这两块板[1A1] [1B1]分别位于动物[6]头部的左右两侧，两条杆子[ΙΑ] [1B]在主控器[2]的控制下可以各自左右摆动，摆动时前面的板[1A1][1B1]会对动物W]的头部产生拍打作用，从而对动物W]的行走方向进行干预及控制。例如，动物走到了一个十字路口，这时想让动物W]向右行走，就控制左边的杆子[1A]向右摆动，左边的板[1A1]就会拍打到动物[6]的左脸；想让动物W]向左行走，就控制右边的杆子[1B]向左摆动，通过右边的板[1A1]拍打动物W] 的右脸促使其改变方向向左行走。参照图9、图10、图11，本发明装置中的干预机构为两条杆子[1A][1B]，这两条杆子[ΙΑ] [1B]的前面部分分别接有两块7字型挡板[1A2] [1B2]。在实际使用时，这两块挡板 [1A2] [1B2]分别位于动物[6]头部的左右两侧，两条杆子[ΙΑ] [1B]在主控器[2]的控制下可以各自左右摆动，摆动时挡板[1A2][1B2]会对动物W]的头部产生拍打作用，从而对动物W]的行走方向进行干预及控制。在动物[6]正常行走时，两侧的挡板[1A2] [1B2]处于分开状，动物[6]可以正常看到前面的路(如图10所示)；如果要让行走中的动物[6]停止行走，就让主控器[2]控制动物[6]头部两侧的挡板[1A2] [1B2]相合拢(如图11所示)，这时动物W]的眼睛就会被挡板[1A2] [1B2]挡住视线而无法正常看到前方，这样动物W]自然就会停下脚步。参照图12，本发明装置中的干预机构也可以做在主控器[2]中，整个装置通过绑具[3]绑定到动物W]的头部来对动物W]的行走方向进行干预及控制。这当中的干预机构除了上述的几种结构外，也可以是放置在动物[6]耳朵处的喇叭或塞进动物耳朵中的耳机，当指挥人员的声音口令通过喇叭传给受过训练的动物(例如警犬、导盲犬)时，该动物就会按照人的声音口令行事，从而实现对动物的行为进行干预及控制(例如，经过训练的警犬听到指挥人员的口令“向左”时就会向左走，听到“前进”、“趴下”等口令时也会执行相应的动作)。另外，还可以把两套电极分别帖在动物头部两侧的皮肤上来当作干预机构，在给一侧的电极通电(利用安全电压来电击)时，动物会感觉到被电了一下，头部就会本能地偏向另一侧，这样也能达到对动物的行走、飞翔或游动方向进行干预及控制的目的。例如，在鲨鱼的头部两侧和下巴皮肤上分别贴上电极或把电极安置在离皮肤不远的位置，鲨鱼在正常游动时，如果给一侧的电极通一下电，鲨鱼就会向另一侧改变游动方向；在给贴在鲨鱼下巴皮肤上的电极通电轻微电击一下鲨鱼后，鲨鱼就会向上方游动或露出水面；如果再在鲨鱼的尾部安置一电极，该电极通电后鲨鱼就会加速向前方游动，这样就可以对鲨鱼的游动方向及线路进行干预及控制了(因为只是轻微地电击鲨鱼，因此并不会对鲨鱼造成伤害)。参照图13、图14，本发明装置使用时绑定到动物[6]身上后，还可以增加其它的工作部件，例如装上摄像头[7]和货物箱[9]，以用于远程观看动物前方及周围的景象，以及运输货物。此外，还可以在装置后部附加安装上尾部拍打机构。在主控器[2]的控制下，尾部拍打机构中的尾拍[8]可以拍打动物W]的屁股，这样在需要动物[6]行走或加速行走时，就可以通过尾拍[8]多次拍打动物W]的屁股来实现。参照图16、图17，本发明装置中干预机构[1]的前面部分为一个环[10]，在主控器 [2]的控制下可以作向上、下、左、右方向的摆动。实际使用时，该环[10]套在动物W]的头部，想让动物W]向左飞翔，就控制干预机构[1]向左摆动通过环[10]来往左推移动物 [6]的头部；想让动物W]向右飞翔，就控制干预机构[1]向右摆动来往右推移动物W]的头部；想让动物W]向上飞翔，就控制干预机构[1]向上摆动来往上推移动物W]的头部； 想让动物W]向下飞翔，就控制干预机构[1]向下摆动来往下推移动物W]的头部。人对于干预机构[1]的摆动控制可以通过遥控方式进行实时控制，也可以在主控器[2]中预先输入线路数据，并利用GPS定位来进行自动控制(其控制过程及方式可参照现有无人机的自动控制过程及方式)。参照图18，在本发明装置中，可以利用电动机(最好是带变速器的电动机)[13]来作为驱动干预机构[1]摆动的动力装置。在电动机[13]的转轴[12]转动时，电动机[13] 产生的力矩就会传给干预机构[1]，干预机构[1]便会绕着转轴[11]摆动(可以利用弹簧的弹力来使干预机构复位)。参照图19，在本发明装置中，还可以将干预机构[1]直接与电动机[13]的力矩输出转轴[12]连接，利用电动机[13]来作为驱动干预机构[1]摆动的动力装置。所使用的电动机[13]最好是带变速器的步进电机，以便于能够更好地控制干预机构[1]摆动的角度和力度。在本发明装置中，除了可以利用电动机[13]来驱动干预机构[1]外，还可以利用其它的动力装置来驱动，例如电磁铁、液压杆、气动装置等。参照图20，本发明装置中，还可以在后部加装尾部拍打机构，该尾部拍打机构包括固定在主控器(或主控箱体)上的定杆[14]，以及尾拍(动杆)[8]、连杆[16]、转盘[15]，尾拍[8]通过转轴[17]与定杆[14]连接，连杆[16]的两端分别通过转轴与转盘[15]和尾拍[8]连接。在电动机驱动转盘[15]转动后，连杆[16]就会拉动尾拍[8]绕着转轴[17] 摆动，这样尾拍[8]就会不断拍打动物的屁股，以促使动物前行或加速行走的步伐。尾拍 [8]既可以是一根杆子，也可以是一条鞭子或一个拍子。另外，还可以把电极帖在动物的屁股上，在电极通电(安全电压)时，动物会感觉到被电了一下，这样也能够促使动物前行或加速行走的步伐。参照图21，本发明装置中的主控器包括电源[18]、电子控制器[19]和动力装置 [20]，此外还可以有GPS定位装置、陀螺仪、指南针等其它设备，它们被放置在箱体内或固定在板上，电源[18]为电子控制器[19]和动力装置[20]提供电力，动力装置[20]与干预机构直接或间接连接(也可以认为是主控器与干预机构连接)，电子控制器[19]用于接收远程控制指令或根据预先输入的程序，通过动力装置[20]控制干预机构执行要求的动作(如左右摆动、上下摆动等)。本发明装置中的主控器[2]可以参照现有无人机、航模中使用的相关模块结构及控制方式。例如，可以采用现有无人机中控制尾舵摆动的机构及方式来控制干预机构[1] [ΙΑ] [1B]的摆动，或者是采用现有航模中控制方向舵摆动的机构及方式。因此，对于本领域技术人员来说，实现起来并没有技术上的困难。
权利要求
1.一种对动物的行走方向进行干预及控制的装置，其特征是包括绑具[3]、主控器 [2]和干预机构[1] [ΙΑ] [1B]；绑具[3]由支架或/及绳索构成并与主控器[2]连接，用于把整个装置绑定到动物[6]身上；主控器[2]与干预机构[1] [ΙΑ] [1B]连接；干预机构[1] [ΙΑ] [1B]在主控器[2]的控制下可以左右或/及上下摆动，通过拍打、拉扯或推移动物W] 的头部来对动物W]的行走方向进行干预及控制，或者是通过干预机构前端绑定的诱饵或光源来引导动物按照人们要求的方向前行。
2.根据权利要求1所述的对动物的行走方向进行干预及控制的装置，其特征是主控器[2]包括电源[18]、电子控制器[19]和动力装置[20]，电源[18]为电子控制器[19]和动力装置[20]提供电力，动力装置[20]与干预机构[1]直接或间接连接，电子控制器[19] 通过动力装置[20]控制干预机构[1]执行要求的动作。
3.根据权利要求1所述的对动物的行走方向进行干预及控制的装置，其特征是干预机构[1]为一条杆子，杆子的前端接有拉绳[4A]，杆子在主控器[2]的控制下可以绕着后端的转轴[5]左右摆动，在摆动时通过拉绳[4A]来拉扯动物W]的头部，或者是通过绑定在杆子前端的诱饵或光源来引导动物前行，从而对动物W]的行走或游动方向进行干预及控制。
4.根据权利要求1所述的对动物的行走方向进行干预及控制的装置，其特征是干预机构[1]为Y型结构，在摆动时前面的部分会对动物W]的头部产生推移、拍打或电击作用，从而对动物W]的行走方向进行干预及控制。
5.根据权利要求1所述的对动物的行走方向进行干预及控制的装置，其特征是干预机构是两条杆子[ΙΑ] [1B]，在使用中两条杆子[ΙΑ] [1B]摆动时会对动物[6]的头部产生推移、拍打或电击作用，从而对动物W]的行走或飞翔方向进行干预及控制。
6.根据权利要求1所述的对动物的行走方向进行干预及控制的装置，其特征是干预机构为两条杆子[ΙΑ] [1B]，两条杆子[ΙΑ] [1B]的前面部分分别接有两块板[1A1] [1B1]或 7字型挡板[1A2][1B2]，在使用过程中两条杆子[1A][1B]摆动时前面的板[1A1] [1B1]或挡板[1A2] [1B2]会对动物[6]的头部产生拍打作用，从而对动物[6]的行走方向进行干预及控制；当两边的挡板[1A2] [1B2]相合拢后，动物[6]的眼睛会被挡板[1A2] [1B2]挡住视线而无法正常看到前方，可促使动物停下脚步。
7.根据权利要求1所述的对动物的行走方向进行干预及控制的装置，其特征是干预机构是放置在动物[6]耳朵处的喇叭或塞进动物耳朵中的耳机，人通过声音口令来干预受过训练的动物，从而对动物W]的行走方向进行干预及控制。
8.根据权利要求1所述的对动物的行走方向进行干预及控制的装置，其特征是干预机构[1]的前面部分为一个环[10]，在使用时，该环[10]套在动物[6]的头部，通过向要求的方向摆动来推移动物W]的头部，实现对动物W]的行走或飞行方向进行干预及控制。
9.根据权利要求1所述的对动物的行走方向进行干预及控制的装置，其特征是该装置的后部还安装有尾部拍打机构，该尾部拍打机构包括固定在主控器上的定杆[14]，以及尾拍[8]、连杆[16]、转盘[15]，尾拍[8]通过转轴[17]与定杆[14]连接，连杆[16]的两端分别通过转轴与转盘[15]和尾拍[8]连接，在使用时，转盘[15]转动后，连杆[16]就会拉动尾拍[8]绕着转轴[17]摆动，这样尾拍[8]就会拍打到动物的屁股，可以促使动物前进或加速前行。
10.根据权利要求1所述的对动物的行走方向进行干预及控制的装置，其特征是干预机构[1][1A][1B]上镶嵌有电极，或者是把贴在动物头部两侧皮肤上的电极作为干预机构，在使用时可以根据需要分别电击动物头部两侧的皮肤，从而对动物的行走或游动方向进行干预及控制。
全文摘要
本发明涉及对动物的行走方向进行干预及控制的装置，主要包括绑具[3]、主控器[2]和干预机构[1A][1B]。绑具[3]与主控器[2]连接，用于把整个装置绑定到动物[6]身上；主控器[2]可实时接收远程控制指令或根据预先输入的程序，控制干预机构左右或上下摆动，通过拍打、拉扯或推移动物的头部来对动物的行走、飞翔或游动方向进行干预及控制。本发明装置可以让动物在没有人现场干预的情况下，按照人们要求的线路前行，而且又不会对动物的身体造成直接伤害，能够让动物在运输货物、边境巡逻、侦察、气候研究、科学探测、抢险救灾、排爆、军事等领域更好地为人类服务。
文档编号A01K15/04GK102499110SQ201110368439
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月19日 优先权日2011年11月19日
发明者周良勇 申请人:周良勇