一种野生动物毛发自动采集装置的采集方法与流程

本发明涉及采集技术，尤其涉及一种野生动物毛发自动采集装置的采集方法。

背景技术：

野生动物毛发中含有重要遗传信息，是重要的遗传信息的载体，因此一直是生物学家们主要研究的对象。

原始的采集方法是采用带倒刺的铁丝网围成小块区域，在其中布设诱饵来引诱野生动物，从而在野生动物经过时刮取、扯断其毛发。

目前，研究人员常采用的方法是在固定地点提前布置好采集装置，例如在水域附近布置带刺铁丝网套圈，当动物经过时从其身上采集毛发；或者在树干上布置机械臂装置，当动物撕咬树干时控制机械臂采集其毛发；等等。

然而，这些采集野生动物毛发的现有技术通常需要诱饵，需要定时更换诱饵，费时费力；而且，诱饵往往只能针对单一种类的动物，适用范围窄。此外，工作人员不能保证回收回来的采集装置仅仅采回一种毛发，若期间发生多次采集(多个动物路过)，则有可能采到多个动物的毛发，难以区分；而且，多次采集也会使得在先采集的样本收到损害，影响研究结果。此外，采用铁丝倒刺或机械臂等方式，容易使野生动物受到伤害。

技术实现要素：

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供了一种野生动物毛发自动采集装置的采集方法，以至少解决现有采集野生动物毛发的技术由于需要定时更换诱饵而存在的费时费力以及适用范围窄的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种野生动物毛发自动采集装置的采集方法，野生动物毛发自动采集装置包括触发机构和控制机构，其中，触发机构包括舵机、舵机臂轮、舵机臂、固定块、固定块支撑、固定杆、弹簧、采集头、无刷电机、钢丝绳、钢丝绳卷筒及底座，而控制机构包括红外传感器和单片机；舵机固定设置于底座上，并通过舵机臂轮连接舵机臂；固定块与固定块支撑的一端转动连接，固定块支撑的另一端固定在底座上；固定块的两端分别位于固定块与固定块支撑的连接点的两侧；固定块的一端位于舵机臂下方，固定块的另一端设有凸出部，凸出部位于固定杆上方；固定杆的一端设有凹槽，凹槽与固定块的凸出部相适配，固定杆的另一端与采集头活动连接；弹簧套在采集头上，并在采集头与固定杆活动连接的状态下而被压缩；采集头与钢丝绳的一端相连接，钢丝绳设于钢丝绳卷筒中，钢丝绳的另一端与无刷电机相连接；红外传感器的传感信号输出端连接单片机的传感信号输入端，单片机的第一信号输出端连接舵机的信号输入端，单片机的第二信号输出端连接无刷电机的信号输入端；采集方法包括：通过红外传感器以预定时间间隔来检测是否有对象进入预定采集区域，并当检测到对象时使红外传感器向单片机输出高电平信号，而当未检测到对象时使红外传感器向单片机输出低电平信号；当单片机从红外传感器接收到高电平信号时，使单片机向舵机输出第一信号；在舵机接收到第一信号后，通过第一信号驱动舵机臂轮转动，以带动舵机臂运动而将固定块的一端压下，使得固定块另一端上的凸出部抬离固定杆上的凹槽，使得固定杆被释放以释放固定块，通过弹簧在复位期间的弹力将采集头推射出去；在单片机输出第一信号之后经过预定时间段后，令单片机向无刷电机输出第二信号；在无刷电机接收到第二信号后，通过第二信号驱动无刷电机转动并带动钢丝绳卷筒的卷轴转动，使钢丝绳收回至钢丝绳卷筒内，以收回采集头。

进一步地，预定时间段为5秒。

进一步地，无刷电机的转速为2m/s。

本发明的野生动物毛发自动采集装置的采集方法，不需设置诱饵，因此不需定期更换诱饵，省时省力，而且能够适用于各种野生动物，适用范围较宽。

另外，本发明的野生动物毛发自动采集装置的采集方法通过红外传感器能够自动检测到野生动物靠近，进而控制采集采集装置发射采集头，能够自动采集动物毛发并在预定时间段后自动收回，完成采集。

将预定时间段例如设置为5秒，由此可以在实现自动采集的同时，还能够避免由于多次采集而导致的毛发损坏、毛发种类难以区分等问题。

将无刷电机的转速设置为2m/s左右，一方面能够避免转速太快而甩落弹塞上的毛发，另一方面可以避免转速太慢而使野生动物攻击弹塞，使弹塞受到损伤。

通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。

附图说明

本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：

图1为本发明的野生动物毛发自动采集装置的采集方法的一个示例的流程图；

图2为实现图1所示的采集方法的野生动物毛发自动采集装置的一个示例的结构图。

本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本发明实施例的理解。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明的实施例提供了一种野生动物毛发自动采集装置的采集方法，野生动物毛发自动采集装置包括触发机构和控制机构，其中，触发机构包括舵机、舵机臂轮、舵机臂、固定块、固定块支撑、固定杆、弹簧、采集头、无刷电机、钢丝绳、钢丝绳卷筒及底座，而控制机构包括红外传感器和单片机；舵机固定设置于底座上，并通过舵机臂轮连接舵机臂；固定块与固定块支撑的一端转动连接，固定块支撑的另一端固定在底座上；固定块的两端分别位于固定块与固定块支撑的连接点的两侧；固定块的一端位于舵机臂下方，固定块的另一端设有凸出部，凸出部位于固定杆上方；固定杆的一端设有凹槽，凹槽与固定块的凸出部相适配，固定杆的另一端与采集头活动连接；弹簧套在采集头上，并在采集头与固定杆活动连接的状态下而被压缩；采集头与钢丝绳的一端相连接，钢丝绳设于钢丝绳卷筒中，钢丝绳的另一端与无刷电机相连接；红外传感器的传感信号输出端连接单片机的传感信号输入端，单片机的第一信号输出端连接舵机的信号输入端，单片机的第二信号输出端连接无刷电机的信号输入端；采集方法包括：通过红外传感器以预定时间间隔来检测是否有对象进入预定采集区域，并当检测到对象时使红外传感器向单片机输出高电平信号，而当未检测到对象时使红外传感器向单片机输出低电平信号；当单片机从红外传感器接收到高电平信号时，使单片机向舵机输出第一信号；在舵机接收到第一信号后，通过第一信号驱动舵机臂轮转动，以带动舵机臂运动而将固定块的一端压下，使得固定块另一端上的凸出部抬离固定杆上的凹槽，使得固定杆被释放以释放固定块，通过弹簧在复位期间的弹力将采集头推射出去；在单片机输出第一信号之后经过预定时间段后，令单片机向无刷电机输出第二信号；在无刷电机接收到第二信号后，通过第二信号驱动无刷电机转动并带动钢丝绳卷筒的卷轴转动，使钢丝绳收回至钢丝绳卷筒内，以收回采集头。

下面结合图1和图2来描述本发明的一种野生动物毛发自动采集装置的采集方法的一个示例的处理流程100。

其中，该采集方法利用野生动物毛发自动采集装置来实现，图2给出了野生动物毛发自动采集装置的一个示例性结构。但需要说明的是，虽然图2示出了野生动物毛发自动采集装置的一个示例，但野生动物毛发自动采集装置的结构并不限于图2所示的结构，在其他实施例中，也可以选择性地包括其他部件，或者可以选择性地去除图2所示的部分可选部件。

如图2所示，野生动物毛发自动采集装置包括触发机构和控制机构。

其中，触发机构包括舵机1-1、舵机臂轮1-2、舵机臂1-3、固定块1-4、固定块支撑1-5、固定杆1-6、弹簧1-7、采集头1-8、无刷电机1-9、钢丝绳1-10、钢丝绳卷筒1-11及底座1-12。

控制机构包括红外传感器2-1和单片机2-2。其中，红外传感器2-1的型号例如为HC-SR501，而单片机2-2的型号例如为STC12C5A60S2。

如图2所示，舵机1-1固定设置于底座1-12上，并通过舵机臂轮1-2连接舵机臂1-3。固定块1-4与固定块支撑1-5的一端转动连接，固定块支撑1-5的另一端固定在底座1-12上。固定块1-4的两端分别位于固定块1-4与固定块支撑1-5的连接点的两侧，以使固定块1-4能够绕该连接点转动。固定块1-4的一端位于舵机臂1-3下方，固定块1-4的另一端设有凸出部，凸出部位于固定杆1-6上方。固定杆1-6的一端设有凹槽，凹槽与固定块1-4的凸出部相适配，也就是说，固定块1-4的凸出部能够恰好卡在固定杆1-6的凹槽中，从而使二者固定。

固定杆1-6的另一端与采集头1-8活动连接。弹簧1-7套在采集头1-8上，并在采集头1-8与固定杆1-6活动连接的状态下而被压缩。采集头1-8与钢丝绳1-10的一端相连接，钢丝绳1-10设于钢丝绳卷筒1-11中，钢丝绳1-10的另一端与无刷电机1-9相连接。其中，无刷电机1-9与钢丝绳卷筒1-11的卷轴固定连接，以带动其卷轴转动，而无刷电机1-9例如可与底座1-12固定连接。

红外传感器2-1的传感信号输出端连接单片机2-2的传感信号输入端，单片机2-2的第一信号输出端连接舵机1-1的信号输入端，单片机2-2的第二信号输出端连接无刷电机1-9的信号输入端。

如图1所示，处理流程100开始之后，执行步骤S110。

在步骤S110中，通过红外传感器2-1以预定时间间隔来检测是否有对象进入预定采集区域，并当检测到对象时使红外传感器2-1向单片机2-2输出高电平信号，而当未检测到对象时使红外传感器2-1向单片机2-2输出低电平信号。然后，执行步骤S120。

在步骤S120中，当单片机2-2从红外传感器2-1接收到高电平信号时，使单片机2-2向舵机1-1输出第一信号。然后，执行步骤S130。其中，在步骤S120中，若单片机2-2从红外传感器2-1接收到的是低电平信号，则不执行任何操作，也就是说，继续接收和判断红外传感器2-1发送的信号。

在步骤S130中，在舵机1-1接收到第一信号后，通过第一信号驱动舵机臂轮1-2转动，以带动舵机臂1-3运动而将固定块1-4的一端压下，使得固定块1-4另一端上的凸出部抬离固定杆1-6上的凹槽，使得固定杆1-6被释放，从而释放压缩的弹簧1-7，通过弹簧1-7在复位期间的弹力而将采集头1-8推射出去。然后，执行步骤S140。

其中，在舵机1-1接收到第一信号之前，固定块1-4的一端未被舵机臂1-3压下，此时，固定块1-4另一端上的凸出部卡在固定杆1-6上的凹槽中以钩住固定杆1-6，被钩住的固定杆1-6拉住采集头1-8，使采集头1-8固定处于“未发射”状态，采集头1-8的的凸起边缘对弹簧1-7产生压缩作用。

在步骤S140中，在单片机2-2输出第一信号之后经过预定时间段后，令单片机2-2向无刷电机2-9输出第二信号。然后，执行步骤S150。其中，预定时间段例如为5秒。将预定时间段例如设置为5秒，由此可以在实现自动采集的同时，还能够避免由于多次采集而导致的毛发损坏、毛发种类难以区分等问题。

在步骤S150中，在无刷电机1-9接收到第二信号后，通过第二信号驱动无刷电机1-9转动并带动钢丝绳卷筒1-11的卷轴转动，使钢丝绳1-10收回至钢丝绳卷筒1-11内，以收回采集头1-8。然后，处理流程100结束。

其中，无刷电机2-9的转速例如为2m/s。将无刷电机的转速设置为2m/s左右，一方面能够避免转速太快而甩落弹塞上的毛发，另一方面可以避免转速太慢而使野生动物攻击弹塞，使弹塞受到损伤。

本发明的野生动物毛发自动采集装置的采集方法，不需设置诱饵，因此不需定期更换诱饵，省时省力，而且能够适用于各种野生动物，适用范围较宽。

另外，本发明的野生动物毛发自动采集装置的采集方法通过红外传感器能够自动检测到野生动物靠近，进而控制采集采集装置发射采集头，能够自动采集动物毛发并在预定时间段后自动收回，完成采集。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。