羊体尺自动化测量装置的制作方法

本发明涉及羊体尺自动化测量装置。

背景技术：

羊肉较猪肉和牛肉的脂肪和胆固醇含量少，备受人们的喜爱，特别在北方，一年四季都有涮羊肉，消费量很大，养羊业也得到了很大的发展，随着科学研究的深入和精细化养殖的加强，人们认识到羊的优良品种对正常发育状况以及各部位之间的相对发育关系，可作为横梁羊生长发育的主要指标，依据体尺的形态评价和指导羊的选育，体尺测量主要包括体高、胸围、腹围和体重，现有测量方法主要通过人工手动用米尺测量，测量效率低，特别是胸围和腹围测量，需要将米尺环绕羊一周进行测量，费时费力。因此设计一款效率高和可自动化测量的羊体尺自动化测量装置具有广阔的市场前景。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明提供了效率高和可自动化测量的羊体尺自动化测量装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

羊体尺自动化测量装置，它包括左右并排设置的两个架体，每个所述架体均包括并排设置的多根横杆和所述横杆两端的立柱；所述架体上设置有胸腹围测量装置、固定装置和扶持机构，所述胸复围测量装置包括左右气缸ⅰ、左右气缸ⅱ、上下气缸ⅰ、上下气缸ⅱ、牵引杆和u形杆，所述左右气缸ⅰ通过滑动座ⅰ可滑动在左侧所述横杆上，左右气缸ⅱ通过滑动座ⅱ可滑动在右侧所述横杆上，所述滑动座ⅰ和滑动座ⅱ的前端与所述立柱之间分别连接一个推送气缸，所述上下气缸ⅰ固定在所述左右气缸ⅰ的活塞杆末端，所述牵引杆水平固定在所述上下气缸ⅰ的活塞杆末端；所述u形杆固定在所述左右气缸ⅱ的活塞杆末端，所述上下气缸ⅱ固定在所述u形杆的上侧左端；所述上下气缸ⅱ的活塞杆末端设置一个对正杆，所述对正杆的侧壁上固定一个支撑架，所述支撑架上设置有卷筒和计米器，所述卷筒上缠绕有测量线且一侧设置有复位弹簧，所述测量线的一端缠绕在所述卷筒上，另一端缠绕所述计米器至少一圈并穿过所述对正杆后与所述u形杆下侧左端吸附的圆球连接；所述牵引杆的右端牵引所述圆球先向左移动然后向上移动最后向右移动并贴紧所述对正杆的左端；所述对正杆上设置有传感器ⅰ，所述传感器ⅰ用于检测所述牵引杆的位置；

所述固定装置包括支撑杆、滑动座ⅲ、升降气缸和前后驱动机构，所述支撑杆前后并排设置有两个，每个所述支撑杆的两端分别通过滑块可竖直滑动在所述滑动座ⅲ内侧设置的滑槽上，每个所述滑动座ⅲ的外侧固定一个所述升降气缸，所述滑块的上端连接一根牵引绳，所述牵引绳绕过所述滑动座ⅲ上、下两端分别设置的导向轮后固定在所述滑块的下端，所述升降气缸的活塞杆与所述牵引绳固定连接；所述前后驱动机构可推动所述滑动座ⅲ前、后移动；每个所述支撑杆上分别设置一个定位托板，所述定位托板呈弧形；每个所述定位托板的外侧设置一个条形板，所述条形板与所述托板之间设置有压力传感器；

所述扶持机构包括每个所述架体前后两端分别设置的滑动座ⅳ，每个所述滑动座ⅳ的内侧可转动设置一根竖直杆，所述竖直杆侧壁上并排设置多根档杆；每个所述竖直杆的顶端连接一个驱动电机；后侧两个所述滑动座ⅳ分别连接一个水平的扶持气缸；

该自动化测量装置还包括控制器，所述控制器用于驱动所述胸腹围测量装置、固定装置和扶持机构动作。

进一步的，所述u形杆下侧左端和所述牵引杆的右端分别设置有半圆形的凹槽，所述u形杆的凹槽内侧壁上设置有磁铁，所述圆球为铁磁性材料，所述牵引杆的右端设置有电磁铁。

进一步的，所述前后驱动机构包括滚珠丝杠、滑台和滚珠丝杠驱动电机，所述滚珠丝杠的两端可转动设置在所述立柱上，所述滑台通过螺母可滑动在所述滚珠丝杠上，所述滑台固定在所述滑动座ⅲ的外侧；位于所述滚珠丝杠的下方设置一根滑杆，所述滑杆穿过所述滑台上设置的通孔。

进一步的，所述前后驱动机构包括前后驱动气缸，所述滑动座ⅲ固定在所述前后驱动气缸的活塞杆末端。

进一步的，所述竖直杆为伸缩杆，包括上端的杆体和下端套置在所述杆体上的筒体，所述档杆均固定在所述筒体上，所述筒体上设置有调节螺栓，对应的在所述杆体上设置有调节孔。

进一步的，所述u形杆一体成型。

进一步的，所述u形杆包括上端的固定部和下端铰接连接的水平部，且铰接连接处设置有自然状态下使所述水平部保持水平状态的扭簧，所述水平部的右端连接一个滚轮，对应的在所述滑动座ⅱ的底端内侧设置为弧形面。

进一步的，所述u形杆的下端向右侧延伸，所述弧形面上设置有可供所述u形杆移动的开口槽。

进一步的，所述上下气缸ⅰ的侧壁上设置有距离传感器，所述距离传感器用于测量牵引杆与上下气缸ⅰ缸体距离。

进一步的，位于两个所述架体之间的地面上设置有电子秤。

本发明的有益效果是：

通过设置胸腹围测量装置可以测量羊的胸围和腹围，通过牵引杆可迅速牵引测量线缠绕羊的腹部或者胸部一周，并通过计米器计算周长，机械化测量代替人工手动测量，具有效率高的特点。通过设置固定装置可以将羊固定在两个架体之间，方便测量，通过设置升降气缸可实现支撑杆竖直移动。通过在支撑杆上设置定位托板可以确保最终羊位于两个架体的中间位置。通过设置条形板和压力传感器可以确保当定位托板触碰到羊的肢体后动作停止。通过设置扶持机构可以与两个架体围成一个围栏对羊进行隔离，通过设置扶持气缸可以推动架体后端的两个滑动座ⅳ向前移动，最终通过档杆对样的肢体进行扶持。通过将u形杆包括上端的固定部和下端铰接连接的水平部，这样可以实现当u形杆向右侧移动时，水平部的滚轮沿着弧形面滚动，最终使水平部的左端发生偏转，可以加宽羊的入口宽度。通过将u形杆的下端向右侧延伸和在弧形面上设置开口槽可以使水平部偏转到竖直状态。通过设置距离传感器，可以间接计算出样的体高。通过设置电子秤可以测量羊的体重。

附图说明

附图1为本发明的立体结构示意图；

附图2为本发明胸腹围测量装置的立体结构示意图；

附图3为本发明支撑架的立体结构示意图；

附图4为本发明胸腹围测量装置测量前状态示意图；

附图5为本发明胸腹围测量装置测量后状态示意图；

附图6为本发明u形杆底端与弧形面的局部立体结构示意图；

附图7为本发明的附图1中局部a放大结构示意图；

附图8为本发明的附图2中局部b放大结构示意图；

附图9为本发明的附图5中局部c放大结构示意图；

附图10为本发明固定装置的立体结构示意图；

附图11为本发明定位托板与条形板连接的局部剖视结构示意图；

附图12为本发明的附图11中局部d放大结构示意图；

附图13为本发明扶持机构的立体结构示意图；

附图14为本发明的附图13中局部e放大结构示意图；

图中，架体1、横杆11、立柱12、胸腹围测量装置2、左右气缸ⅰ21、滑动座ⅰ211、左右气缸ⅱ22、滑动座ⅱ221、弧形面221a、条形槽221b、上下气缸ⅰ23、距离传感器231、上下气缸ⅱ24、对正杆241、传感器ⅰ241a、支撑架242、卷筒242a、计米器242b、检测轮242c、牵引杆25、凹槽251、电磁铁252、u形杆26、固定部261、水平部262、滚轮262a、测量线27、圆球271、推送气缸28、固定装置3、支撑杆31、滑块311、牵引绳312、定位托板313、条形板313a、压力传感器313b、滑动座ⅲ32、滑槽321、导向轮322、升降气缸33、前后驱动机构34、滚珠丝杠341、滑台342、滚珠丝杠驱动电机343、滑杆344、扶持机构4、滑动座ⅳ41、竖直杆42、杆体421、调节孔421a、筒体422、调节螺栓422a、档杆43、驱动电机44、扶持气缸45、控制器5、控制按钮51、显示屏52、电子秤6。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。

如附图1至附图14所示的羊体尺自动化测量装置，它包括左右并排设置的两个架体1，每个架体1均包括并排设置的多根横杆11和横杆11两端的立柱12，使用时将立柱12固定，附图中显示每个架体1包括两根横杆11，当然也可以选择多根。横杆11的前后两端均通过套管固定在立柱12上，套管和立柱12之间可以采用传统的焊接方式进行固定，也可在套管上螺纹连接一个螺栓，对应的在立柱12上设置多个固定孔，使用时通过螺栓使套管与立柱12固定连接。

架体1上设置有胸腹围测量装置2、固定装置3和扶持机构4，胸复围测量装置2不仅可以测量羊的胸围(由肩胛骨后缘绕胸一周的长度)，还可以测量羊的腹围(绕腹部一周的长度)。胸腹围测量装置2包括左右气缸ⅰ21、左右气缸ⅱ22、上下气缸ⅰ23、上下气缸ⅱ24、牵引杆25和u形杆26，左右气缸ⅰ21通过滑动座ⅰ211可滑动在左侧横杆11上，左右气缸ⅱ22通过滑动座ⅱ221可滑动在右侧横杆11上，滑动座ⅰ211和滑动座ⅱ221的前端与立柱12之间分别连接一个推送气缸28，两个推送气缸28可同步运动，推送滑动座ⅰ211和滑动座ⅱ221前后移动，实现羊胸围和腹围的交替测量。

上下气缸ⅰ23固定在左右气缸ⅰ21的活塞杆末端，牵引杆25水平固定在上下气缸ⅰ23的活塞杆末端，u形杆26固定在左右气缸ⅱ22的活塞杆末端，上下气缸ⅱ24固定在u形杆26的上端左侧，上下气缸ⅱ24的活塞杆末端设置一个对正杆241，对正杆241用于贴紧羊的背部。对正杆241的侧壁上固定一个支撑架242，支撑架242上设置有卷筒242a和计米器242b，卷筒242a上缠绕有测量线27一侧设置有复位弹簧，复位弹簧的一端与卷筒轴固定，另一端与支撑架242固定，复位弹簧采用发条弹簧，可使卷筒242a回复到初始位置。测量线27的一端缠绕在卷筒242a上，另一端缠绕计米器242b的检测轮一圈(也可以两圈)，这样在拉测量线27时，计米器242b上的检测轮242c会发生转动，以此计算滑过检测轮242c的长度。测量线27穿过对正杆241后与u形杆26下侧左端吸附的圆球271连接，u形杆26下侧左端和牵引杆25的右端分别设置有半圆形的凹槽251，u形杆26下侧左端的凹槽251内侧壁上设置有磁铁，圆球271为铁磁性材料，初始状态圆球271被位于u形杆26下端左侧的凹槽251内的磁铁吸引。

牵引杆25的右端设置有电磁铁252，牵引杆25的右端牵引圆球271先向左移动然后向上移动最后向右移动并贴紧对正杆241的左端，附图5中带箭头的线代表有牵引杆25的运动轨迹。牵引杆25的左、右移动通过左右气缸ⅰ21的活塞杆伸展、收缩实现。牵引杆25的上、下移动通过上下气缸ⅰ23的伸展、收缩实现。同理，u形杆26的左、右移动通过左右气缸ⅱ22活塞杆的伸展、收缩实现。对正杆241的竖直移动通过上下气缸ⅱ24活塞杆的伸展、收缩实现。测量线27在牵引杆25的牵引下最终围绕羊的腹部或者胸部一周，从而计算出羊的胸围和腹围。羊的胸围(或腹围)等于u形杆上下两端点之间的距离加滑过计米器242b的检测轮242c测量线的长度，使用时可将u形杆上下两端点之间的距离设置为计米器242b的初始值。计米器242b的读数通过控制器5的显示屏52显示。

u形杆26一体成型，即u形杆26的底端时固定连接的。作为u形杆26第二优选实施方式：u形杆26包括上端的固定部261和下端铰接连接的水平部262，且铰接连接处设置有自然状态下使水平部262保持水平状态的扭簧，水平部262的右端连接一个滚轮262a，对应的在滑动座ⅱ221的底端内侧设置为弧形面221a，当左右气缸ⅱ22向右移动时，水平部262上的滚轮262a会沿着弧形面221a滑动，最终水平部262的左端发生倾斜，这样可以增大u形杆26和牵引杆25之间的预留宽度，方便羊的进出。优选的，u形杆26的下端向右侧延伸，弧形面221a上设置有可供u形杆26移动的条形槽221b，如附图6所示，水平部262在条形槽221b内倾斜成竖直状态。

初始状态牵引杆25和u形杆的底端保持同一高度，因此位于最低端的牵引杆25向右移动时会接触到u形杆26底端的圆球271。使用时，可在牵引杆25的凹槽251内设置压力传感器，当牵引杆25触碰到圆球并产生一定压力时，压力传感器将信号发送到下文提到的控制器5，通过控制器5控制左右气缸ⅰ21的活塞杆停止伸展。对正杆241上设置有传感器ⅰ241a，传感器ⅰ241a用于检测牵引杆25的位置，即当牵引杆25向上移动到和对正杆241相同的高度时，传感器ⅰ241a将信号发送到控制器5，通过控制器5使上下气缸ⅰ23停止动作。具体可在牵引杆25上安装红外线发射器，在对正杆241上安装红外线接收器，当红外线接收器接收到信号时，控制器5控制上下气缸ⅰ23停止收缩。

固定装置3包括支撑杆31、滑动座ⅲ32、升降气缸33和前后驱动机构34，支撑杆31前后并排设置有两个，每个支撑杆31的两端分别通过滑块311可竖直滑动在滑动座ⅲ32内侧设置的滑槽321上，每个滑动座ⅲ321的外侧固定一个升降气缸33，滑块311的上端连接一根牵引绳312，牵引绳312绕过滑动座ⅲ32上、下两端分别设置的导向轮322后固定在滑块311的下端，即牵引绳312和滑块311围成一周。升降气缸33的活塞杆与牵引绳312固定连接，当升降气缸33的活塞杆伸展时，滑块311在牵引绳312的作用下沿着滑槽321竖直向上移动。前后驱动机构34可推动滑动座ⅲ32前、后移动。前后驱动机构34包括滚珠丝杠341、滑台342和滚珠丝杠驱动电机343，每个架体2上设置前后对称设置两个滚珠丝杠341。滚珠丝杠341的一端可转动设置在立柱12上，另一端可转动在两个立柱12之间设置的固定座上。滑台342通过螺母可滑动在滚珠丝杠341上，滑台342固定在滑动座ⅲ32的外侧。位于滚珠丝杠341的下方设置一根滑杆344，滑杆344穿过滑台342上设置的通孔。通过滚珠丝杠驱动电机343驱动滑台342连同滑动座ⅲ321一同移动。当然，作为前后驱动机构34的第二优选实施方式，前后驱动机构34还可以采用前后驱动气缸(附图中未显示)，滑动座ⅲ32固定在前后驱动气缸活塞杆末端。

使用时，升降气缸33提升两个支撑杆31的高度，通过支撑杆31将羊托起，为了确保被托起后的羊位于两个架体1的中间位置，在每个支撑杆31上分别设置一个定位托板313，定位托板313呈弧形，定位托板313的最低点位于两个架体1的中间位置，这样在将羊托起时，羊会被限制在中间位置。因此在测量羊的胸围和腹围时，通过左右气缸ⅱ22推动u形杆26向左移动到两个架体1的中间位置即可，也可以将左右气缸ⅱ22活塞杆伸展的当前位置设置为最大行程。

在每个定位托板313的外侧设置一个条形板313a，条形板313a与定位托板313的弯曲弧度相同。条形板313a与定位托板313之间设置有压力传感器313b，具体实施方式为，在定位托板313上设置多个开口槽313c，每个开口槽313c内可滑动一个圆杆313d，圆杆313d的另一端与条形板313a固定连接，压力传感器313b固定在开口槽313c的内壁上。当羊的支腿触碰到条形板313a后，条形板313a会推动圆杆313d向开口槽313c内滑动，最终圆杆313d会触碰到压力传感器313b。优选的在压力传感器313b上套置一个复位弹簧313e，复位弹簧313e的两端分别顶在开口槽313c内壁和圆杆313d的端部。两个支撑杆31初始状态位于u形杆26的两侧，两者先靠近后远离，在远离时，两个支撑杆31分别会触碰到羊的前腿和后腿，此时压力传感器313b会将信号发送到控制器5，控制器5控制前后驱动机构34停止动作，之后升降气缸33活塞杆伸展，羊被完全托起。

为了避免羊被托起后发生晃动设置扶持机构4，扶持机构4包括每个架体1前后两端分别设置的滑动座ⅳ41，每个滑动座ⅳ41的内侧可转动设置一根竖直杆42，竖直杆42侧壁上并排设置多根档杆43，每个竖直杆42的顶端连接一个驱动竖直杆旋转的驱动机构，驱动机构优选采用驱动电机44，当然，驱动机构哈可以是水平气缸，可以在竖直杆42穿出滑动座ⅳ41后的上端设置一个水平杆，水平杆的一端与竖直杆42固定连接，另一端铰接连接在水平气缸的活塞杆前端，通过水平气缸推动竖直杆42转动。通过驱动电机44可以驱动竖直杆42转动。优选的，将竖直杆42设置为伸缩杆，包括上端的杆体421和下端套置在杆体421上的筒体422，档杆43均固定在筒体422上，筒体422上设置有调节螺栓422a，对应的在杆体421上设置有调节孔421a，使用时可根据同一批羊的高度适当调节筒体422的位置，并将调节螺栓422a顶紧在调节孔421a内。

当档杆43转动到与横杆11垂直时，此时可连同架体1形成围栏，将进入架体1之间的羊围住。当档杆43与横杆11平行时，羊可以进出围栏。两个滑动座ⅳ41分别连接一个水平的扶持气缸45，通过扶持气缸45可推动滑动座ⅳ41沿着横杆11前后滑动。滑动的档杆43可驱赶羊向前移动，直至羊的前腿靠近前端的档杆43，当羊被托起时，所有档杆43还可对羊进行扶持，避免羊身体发生晃动。

为了测量的羊的体高，在上下气缸ⅰ23的侧壁上设置有距离传感器231，距离传感器231用于测量牵引杆25与上下气缸ⅰ23缸体距离，将距离传感器231与地面的距离设为l1,牵引杆25与距离传感器231的距离设为l2，则羊的体高为l1-l2-牵引杆25厚度。算法设定在控制器5内，当距离传感器231检测到距离时，控制器5自动显示羊的体高。羊的体高需要提前测量，通过控制器5控制左右气缸ⅰ21、上下气缸ⅰ23和推送气缸28来使牵引杆25最终贴紧羊背。当然，还可以在牵引杆25的底面设置有压力传感器，当贴紧羊背时压力传感器检测到信号，控制器控制上下气缸ⅰ23停止下降并返回。

位于两个架体1之间的地面上设置有电子秤6，电子秤6与控制器5连接，如附图1，当羊位于电子秤6上时，控制器5的显示屏52显示羊的重量。

该自动化测量装置还包括控制器5，控制器5可以设置在架体1上，还可以设置在架体1的一侧地面上。控制器5上设置有多个控制按钮51，控制按钮包括左右气缸ⅰ21伸展、收缩按钮，左右气缸ⅱ22伸展、收缩按钮，上下气缸ⅰ23伸展、收缩按钮，上下气缸ⅱ24伸展、收缩按钮，推送气缸28伸展、收缩按钮，电磁铁252的接通、断开按钮，升降气缸33的伸展、收缩按钮，滚珠丝杠驱动电机343的启动、停止按钮，驱动电机44的正转、反转按钮，扶持气缸45的伸展、收缩按钮。

本发明的使用方法：

第一步，按下位于架体1后端的两个驱动电机44正转按钮(竖直杆42转动90°，档杆43与横杆11平行)将羊驱赶到两个架体1之间，之后按下驱动电机44反转按钮使档杆43与横杆11垂直。此时控制器5的显示屏上显示羊的体重，做好记录。

第二步，按下扶持气缸45的伸展按钮，将羊驱赶到最前端，之后通过控制按钮51操作上下气缸ⅰ23、上下气缸ⅰ23和推送气缸28气缸，使牵引杆25最中位于羊的背部，测量羊的体高。

第三步，通过控制按钮操作固定装置，将羊固定，具体操作步骤，按下升降气缸33伸展按钮，提升支撑杆31的高度，在距离羊腹部5至10厘米处停止，之后按下滚珠丝杠驱动电机343的启动按钮，使两个支撑杆31远离，最终条形板313a触碰到羊腿停止，之后按下升降气缸33的伸展按钮将羊托起。

第四步，通过控制按钮操作胸腹围测量装置2，先后测量羊的胸围和腹围，具体操作步骤：按下推送气缸28的伸展(收缩)按钮使牵引杆25和u形杆26位于羊的腹部位置，之后按下左右气缸ⅰ21伸展按钮、左右气缸ⅱ22伸展按钮和电磁铁252的接通按钮，使对正杆241位于两个架体1的中间位置，同时牵引杆25将圆球271吸住，之后先后按下左右气缸ⅰ21收缩按钮、上下气缸ⅰ23的收缩按钮和左右气缸ⅰ21伸展按钮，使圆球271最终贴紧对正杆241，记录羊的复位，之后先后按下左右气缸ⅰ21收缩按钮、上下气缸ⅰ23伸展按钮和左右气缸ⅰ21伸展按钮，使圆球271重新回到u形杆26的下侧左端并按下电磁铁252的断开按钮，以同样的方法测量羊的胸围。上述测量时的所有按钮可以用一个总的胸腹围测量按钮代替，即当通过推送气缸28将牵引杆25和u形杆26推送到相应的胸部或者腹部位置时，按下胸腹围测量按钮测量。

第五步，通过控制按钮51使固定装置3和胸腹围测量装置2回复到初始位置(此时也可通过一个总的控制按钮51进行控制)。

第六步，按下架体1前端两个驱动电机44的反转按钮(竖直杆42转动90°，档杆43与横杆11平行)将羊驱赶出两个架体1之间。

需要说明的是，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。