奶牛尿液收集装置的制作方法

本发明涉及畜禽养殖领域，特别是涉及一种奶牛尿液收集装置。

背景技术：

对畜禽产生的尿液分别收集，以获取畜禽尿液的产生量和特性参数，不但广泛应用于评定饲料营养价值、研究动物能量代谢等试验，而且能够测算各类畜禽的产排污系数，为测算畜牧业生产对环境质量影响的贡献提供科学依据。

目前，我国奶牛生产中尿液产生量定量化收集缺乏有效的手段，在收集过程中，需要通过尿管进行导尿并收集于外置的收集桶，该尿管容易在牛只走动、躺卧、起身过程中折叠、缠绕，导致尿液溢出无法通过尿管流入收集桶。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种奶牛尿液收集装置，用以解决奶牛生产中尿液产生量定量化收集缺乏有效的手段，在收集过程中，需要通过尿管进行导尿并收集于外置的收集桶，该尿管容易在牛只走动、躺卧、起身过程中折叠、缠绕，导致尿液溢出无法通过尿管流入收集桶的问题。

本发明实施例提供一种奶牛尿液收集装置，包括尿罩和集尿袋；

所述尿罩包括进尿口和出尿口，所述进尿口贴附于奶牛的排尿口，所述出尿口与所述集尿袋相连通；

所述集尿袋绑缚于所述奶牛的腰腹处，所述集尿袋下方设置有可开关的导尿出口。

其中，所述导尿出口处还设有流量计，尿液经所述流量计排出。

其中，所述导尿出口与所述流量计之间还设有十字阀，用于打开或关闭所述导尿出口。

其中，所述装置还包括用于绑缚所述尿罩和所述集尿袋的固定单元，所述固定单元包括腰带、上背带和下背带；

所述腰带铺盖与所述奶牛的上背乳房前侧腰骨突出处，所述腰带的两端与所述集尿袋连接；

所述上背带一端连接所述腰带的中部，另一端连接所述尿罩；

所述下背带一端连接所述尿罩，另一端连接所述集尿袋。

其中，所述腰带与所述上背带、所述腰带与所述集尿袋之间通过安装有魔术贴或多排金属挂钩的松紧带连接；

所述上背带与所述尿罩的连接端设有第一分叉结构，所述第一分叉结构的分叉末端与所述尿罩的上部连接；

所述下背带与所述尿罩的连接端设有第二分叉结构，所述第二分叉结构的分叉末端与所述尿罩的下部连接。

其中，所述集尿袋包括左侧袋和右侧袋；

所述左侧袋贴附于所述奶牛的左侧下腹与左腿之间的腰腹处，所述左侧袋的前部与所述腰带的左侧端连接；

所述右侧袋贴附于所述奶牛的右侧下腹与右腿之间的腰腹处，所述右侧袋的前部与所述腰带的右侧端连接。

其中，所述左侧袋的底部和所述右侧袋的底部相连通，所述导尿出口设于所述左侧袋和所述右侧袋的连通部。

其中，所述导尿出口位于所述奶牛的乳房前侧。

其中，所述尿罩内设有半梨形的尿室，所述进尿口设于所述尿室的大口端，所述出尿口设于所述尿室的小口端，所述进尿口为椭圆形。

其中，所述尿罩上部设置有多个透气孔。

本发明提供的奶牛尿液收集装置，根据奶牛的体型特征，在奶牛的腰腹处绑缚集尿袋，用于临时收集奶牛的尿液。通过集尿袋取代尿管，不但能够有效防止尿管在奶牛走动、躺卧、起身过程中容易出现折叠、缠绕的问题，不影响奶牛的正常活动，而且集尿袋具有一定的储存空间，方便采样，无需与收集桶保持连接，从而可以取消奶牛受绳索限制的栓系饲养，进一步减少了对奶牛活动的约束。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例提供的奶牛尿液收集装置结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的奶牛尿液收集装置仰视图；

图3为本发明另一实施例提供的奶牛尿液收集装置俯视图；

图4为本发明另一实施例提供的奶牛尿液收集装置立体图；

图5为本发明另一实施例提供的尿罩结构示意图；

图6为本发明另一实施例提供的集尿袋导尿出口结构示意图；

图中：1、腰带；2、上背带；3、下背带；4、集尿袋；5、多排金属挂钩；6、尿罩；7、进尿口；8、导尿出口；9、十字阀；10、流量计。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

如图1-图6所示，本发明实施例提供了一种奶牛尿液收集装置，包括尿罩6和集尿袋4；尿罩6包括进尿口7和出尿口，进尿口7贴附于奶牛的排尿口，出尿口与集尿袋4相连通；集尿袋4绑缚于所述奶牛的腰腹处，集尿袋4下方设置有可开关的导尿出口8。

本发明实施例提供的奶牛尿液收集装置，根据奶牛的体型特征，在奶牛的腰腹处绑缚集尿袋4，用于临时收集奶牛的尿液。通过集尿袋4取代尿管，不但能够有效防止尿管在奶牛走动、躺卧、起身过程中容易出现折叠、缠绕的问题，不影响奶牛的正常活动，而且集尿袋4具有一定的储存空间，无需与收集桶保持连接，从而可以取消奶牛受绳索限制的栓系饲养，进一步减少了对奶牛活动的约束。

一个具体实施例中，在导尿出口8处还设有流量计10，尿液经流量计10排出。打开导尿出口8使尿液从流量计10流出，不但能够将集尿袋4内的储存空间腾出，而且通过流量计10能够自动计量奶牛排出的尿量，满足奶牛尿液收集测量的需求。

现有的奶牛尿液收集基本上是通过导尿管将尿液导入集尿桶进行接尿，然后将集尿桶中的尿液进行称重或者量体积进行称量，不仅费时费力，而且存在尿管缠绕、尿桶打翻的问题，如果在导尿出口8处加装流量计10，即可实现尿液体积的自动计量，由于奶牛尿液的密度基本在1.023-1.026之间，所以也可以通过体积较为准确的换算为质量。

正常成乳牛日排尿量约为30l，排尿次数约为8-10次，单次排尿量为2-4l，尿液干净无杂物，ph在7.7-8.7之间，呈弱碱性。故所选流量计10应该满足间歇性短促流体的精准测量，且具有一定的耐碱腐蚀性。涡轮流量计一般由涡轮、轴承、放大器和显示仪表组成。流体流经涡轮流量计时，流量计中的叶轮借助于液体的动能而旋转。此时，叶轮叶片使装置中的磁路磁阻发生周期性变化，因而在检出线圈两端就感应出与流量成正比的电脉冲信号，经检出器中的放大器放大后送至显示仪表。根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。具有机构紧凑、可靠性高、下限流速低、测量范围宽、成本低、能耗低等明显优点，适用范围非常广泛。综合考虑各类型传感器性能、尿液特性以及经济性后，本实施例中流量计10可以选定口径4-6mm，流量范围为0.1-0.6m³/h的耐腐蚀涡轮流量计10。

一个具体实施例中，导尿出口8与流量计10之间还设有十字阀9，用于打开或关闭导尿出口8。当需要排出尿液时，通过十字阀9打开导尿出口8，并通过流量计10自动计量排尿量；当需要收集尿液以取样分析时，通过十字阀9关闭导尿出口8，使尿液存储于集尿袋4中。

为了将尿罩6和集尿袋4绑缚固定于奶牛的身体，一个具体实施例中，装置还包括固定单元，固定单元包括腰带1、上背带2和下背带3。现有的装置常使用绳索和橡皮筋作为绑缚用具，固定与拆卸过程繁琐且耗时，对于操作者要求较高；橡皮筋有多条，若其中一条出现过紧或者过松的情况都可能会导致接尿装置的易位。此外，橡皮筋在绑定后张力较大，紧勒牛只身体导致产生不适。本实施例提供的固定单元，利用奶牛腰角和乳房处均有生理体型方面的突起，结合牛只毛发的较大摩擦力为装置固定提供反力，操作简单，不但能够有效降低操作人员的经验要求和劳动强度，还减少了奶牛的应激和不适。具体来说，腰带1铺盖与奶牛的上背乳房前侧腰骨突出处，腰带1的两端与集尿袋4连接；腰带1能够通过与被毛的摩擦以及腰骨、乳房的阻挡为上背带2、下背带3和集尿袋4提供拉反力并保持自身不动。上背带2一端连接腰带1的中部，另一端连接尿罩6。下背带3一端连接尿罩6，另一端连接集尿袋4。

进一步地，传统的绳索打结的连接方式过于繁琐而且难以保证牢固程度，并导致现有收集装置安装复杂，本实施例中腰带1与上背带2、腰带1与集尿袋4之间通过安装有魔术贴或多排金属挂钩5的松紧带实现连接，不但降低了连接、安装难度，而且可使用魔术贴或者多排金属挂钩5配合松紧带来实现装置在不同体型奶牛应用时的舒适贴合。

另外，上背带2与尿罩6的连接端设有第一分叉结构，第一分叉结构的分叉末端与尿罩6的上部连接；下背带3与尿罩6的连接端设有第二分叉结构，第二分叉结构的分叉末端与尿罩6的下部连接。通过上背带2和下背带3对尿罩6的从上下两端的反向拉扯连接形成限位，使尿罩6紧贴奶牛的排尿口，防止尿罩6上下易位，以克服现有的收集装置容易脱落、漏尿严重的问题。

为减少牛只应激，保证固定强度，腰带1、上背带2和下背带3可以选择对奶牛皮肤刺激小、柔软、弹性好的松紧带。松紧带的弹性材料可以选用聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丙二醇酯(pet/ptt)双组分复合纤维，在满足断裂强度和负荷伸长率、透气性的基础上还具有毛细血管现象，能够快速吸收并干燥皮肤上的水分，使得皮肤保持清爽舒适。

一个具体实施例中，集尿袋4包括左侧袋和右侧袋。左侧袋贴附于奶牛的左侧下腹与左腿之间的腰腹处，左侧袋的前部与腰带1的左侧端连接；右侧袋贴附于奶牛的右侧下腹与右腿之间的腰腹处，右侧袋的前部与腰带1的右侧端连接。将集尿袋4设置为左侧袋和右侧袋，不但充分利用了奶牛的形体特征，减少奶牛不适，利于保持两侧平衡，而且分别与尿罩6相连接，具有一定的辅助固定作用，形成对尿罩6的左右限位，防止尿罩6左右易位，以进一步克服现有的收集装置容易脱落、漏尿严重的问题。

关于集尿袋4材料的选择，可以有如下考虑：①具有良好的防水性能以存储尿液；②具有一定的柔软度以贴合牛体；③具有一定的弹性以适应不同体型牛只且能够辅助固定；④具有较好的透明度以便于观察集尿袋4内情况；⑤具有一定的耐磨性；⑥具有一定的耐腐蚀性。综上，基于对目前市场上常见相关材料的调研，可以选用peva(聚乙烯—醋酸乙烯酯)塑料，peva是由pe和eva两种材料共混合成的，有良好柔软性和少许的弹性，其中pe的比例含量越高，附着性就越难处理，一般用作生产膜。这两种化学物质比例可调，从而符合不同的应用需要，乙烯基醋酸盐的含量越高，其透明度，柔软度及坚韧度会相对提高，是目前户外运动水袋的主要制造材料。

进一步地，左侧袋的底部和右侧袋的底部可以是相连通的，导尿出口8设于左侧袋和右侧袋的连通部。导尿出口8位于奶牛的乳房前侧，便于进行开关和导尿排尿操作。集尿袋4可以设置为存储12l尿液的容积，满足奶牛4-6次排尿量，实现10h左右的尿液收集。这样，当导尿出口8开启时，可通过流量计10实现母牛排尿量的自动计量，导尿出口8关闭时，可实现10h左右的尿量存储以便于样品采集，无需人员进行长期值守，有效降低试验人员的劳动强度。

一个具体实施例中，尿罩6内设有半梨形的尿室，进尿口7设于尿室的大口端，出尿口设于尿室的小口端。尿罩6的框架可以为硬质塑料结构，并设置软质硅胶作为进尿口7。尿罩6框架具有一定的刚度，可以防止挤压导致变形而漏尿；软质硅胶可与皮肤直接接触，不易致敏，且与皮肤不粘连，柔软而富有弹性。因此，可以选用较为硬质的医用塑胶作为定型框架，与皮肤接触的进尿口7部分采用较为柔软的医用硅胶，以保证与母牛阴户完全贴合。进尿口7为椭圆形，覆盖整个阴阜，奶牛排尿时尿液冲击到内拱后回流到尿罩6底部，防止尿液飞溅，具有一定的缓冲作用。尿液从尿道口排出后经椭圆形开口进入尿室完成最初的收集，再从尿室下部的出尿口排向集尿袋4。根据对10头成乳牛体尺测量结果，即成乳牛阴门长度一般为8-12cm，由于尿液从阴门下部排出，故尿罩6椭圆形进尿口7可以选为12*8cm即可满足绝大多数情况下的正常使用。当集尿袋4设置为左侧袋和右侧袋时，尿罩6的出尿口可以对应设置两个开口。可以环绕尿罩6四周设置4粒固定扣，用于与第一分叉结构的两个分叉末端和第二分叉结构的两个分叉末端连接，便于拆卸、清洗和更换。

一个具体实施例中，尿罩6上部设置有多个透气孔。研究表明，尿罩6的不透气使用可能导致奶牛阴部出现糜烂性损伤，所以尿罩6上部设计有透气孔，不但可以在保证尿液不从透气孔流出的基础上，平衡尿罩6内外压强以使尿液不会滞留在尿罩6中，还可以防止尿罩6内细菌滋生。

对本发明的一个具体实施例，可以按照以下步骤进行操作使用：

s1、利用颈枷或绳索将试验奶牛进行限位。

s2、在母牛腰骨和乳房连线前侧将腰带1绕过腹部，根据牛只体型和腰围调整腰带1的松紧度，选择合适的钩圈位置，在牛只背部将金属挂钩挂好，完成腰带1固定。

s3、牵引连接有上背带2和下背带3的尿罩6穿过母牛后腿间至母牛尾部，将下背带3卡入母牛后腿与乳房间的夹缝，然后调整下背带3的松紧度使尿罩6完好罩住阴户部位，再将牛尾穿过上背带2预留的孔后选择腰带1上合适位置的钩圈将金属挂钩挂好，完成上背带2、下背带3的安装。

s4、将两侧的集尿袋4连接到尿罩6的出尿口，完成安装。

s5、仅需计量尿量时，打开导尿出口8，尿液收集后从导尿出口8排出。需要采样尿液时，关闭导尿出口8，尿液留存在集尿袋4中。

s6、完成试验后，清空集尿袋4中的尿液，拆除腰带1及上背带2、下背带3，将尿罩6卸下，清洗尿罩6及集尿袋4，待下次使用。

在进行奶牛粪尿收集时，为避免粪尿混淆，试验牛只必须进行限位单独饲养。现有模式为利用绳索进行限位，导致牛只活动范围过小，产生较大应激。通过使用本发明实施例提供的奶牛尿液收集装置，能够解决牛只栓系限位饲养给牛只带来的较大应激以及人工水料饲喂带来的高劳动强度问题，实现可长期进行的奶牛粪尿全量收集目的。具体来说，采用本发明实施例提供的奶牛尿液收集装置时，可以使用柔性铁索将整舍分割为若干小单元，每个小单元内包括卧床、颈枷、采食口等，在保证单独饲养的前提下给试验牛只较大的活动范围，并且可以在卧床进行休息，在采食区域进行采食，在排便区域进行排便，尽可能降低限位带来的应激。

此外，由于目前大多数牛舍采用单舍单水槽设计，限位饲养后必须人工定期提水来喂水，为防止牛只踢翻水桶，喂水期间需要人工进行照看，而成乳牛日饮水量可达40kg。这样一方面会给试验人员带来较高的劳动强度，另一方面无法满足牛只随时饮水的需求。采用本发明实施例提供的奶牛尿液收集装置后，在每个小单元中安装独立的自动饮水装置即可较好解决该问题。

如果在漏缝地板环境下进行采集和试验，现有的漏缝地板由于尺寸设计将导致粪便与尿液同时流入粪沟，进而导致粪便无法利用铁铲进行收集，使用本发明实施例提供的奶牛尿液收集装置时，可以在现有漏缝地板上铺设双层的pp无纺布过滤网布，即可实现尿液流入粪沟，粪便留在过滤布上，方便试验人员进行收集。

由以上实施例可以看出，本发明提供的奶牛尿液收集装置，根据奶牛的体型特征，在奶牛的腰腹处绑缚集尿袋4，用于临时收集奶牛的尿液。通过集尿袋4取代尿管，不但能够有效防止尿管在奶牛走动、躺卧、起身过程中容易出现折叠、缠绕的问题，不影响奶牛的正常活动，而且集尿袋4具有一定的储存空间，无需与收集桶保持连接，从而可以取消奶牛受绳索限制的栓系饲养，减少了对奶牛活动范围的约束。进一步地，与现有技术相比，本发明以上实施例提供的奶牛尿液收集装置具有以下优点：

1.该装置在拆装时仅需完成两次金属挂钩的脱挂，对于操作者经验要求低，拆装方便迅速。

2.该装置固定模块状如牛只“内裤”，多条松紧带和多排金属挂钩5(或魔术贴)的设计可以实现该装置适用于不同体型牛只。

3.借助腰骨和乳房的体型限位作用，以及上背带2、下背带3对尿罩6的上下限位作用、左右两侧集尿袋4对尿罩6的左右限位作用使装置安装后不轻易在牛只走动、起卧等行为中移位或脱落。

4.尿罩6的硬质塑料框架可以防止挤压变形，软质的进尿口7可以保证与阴阜的紧密贴合，在不使用强力粘接剂的情况下有效实现粪尿分离。

5.尿管和集尿袋4均集成在装置内部，根本上解决了因为尿管折叠、缠绕而导致尿液溢出的问题。

6.导尿出口8开启时，可通过流量计10实现母牛排尿量的自动计量，开口关闭时，可实现10h左右的尿量存储以便于样品采集，无需人员进行长期值守，有效降低试验人员的劳动强度。

7.牛只在试验期间实现自由采食、饮水、休息，最大程度上减少其在试验阶段的应激，

8.即使无人照看也能实现有效的粪尿收集和全量计量，极大程度地减少了试验人员的劳动强度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。