一种基于声学分析的母猪呼吸疾病的监测装置

技术领域

本发明生猪健康养殖领域，具体涉及一种基于声学分析的母猪呼吸疾病的监测装置。

背景技术

猪肉是我国居民的主要肉质食品，猪的健康直接关系到人类的健康。随着国内养猪业的迅速发展，猪的集约化水平越来越高，猪的呼吸系统疾病在猪群中是较为常见的一种疾病，其严重时会引起大量的猪只死亡。

母猪的健康尤为重要，其直接关系到仔猪的成活率与养殖场的经济效益，因此母猪呼吸系统疾病的监测在养殖过程中备受关注。猪的呼吸系统疾病是一种常见病、多发病，其病症主要有咳嗽、呼吸困难等。养殖场主要依靠人工观察判断，主观性强且易疏忽，容易导致大范围的疾病发生。

针对上述问题，现有专利CN106847262A一种猪呼吸道疾病自动识别报警方法，已提出了对猪的呼吸进行检测，该方法所采用的装置包括声音信号采集装置、声音信号管理模块、FPGA处理模块和GPRS报警模块共四个模块。声音信号采集装置用于采集猪的声音信号，并转换成数字信号储存于声音信号管理模块，随后将声音数据发送到FPGA处理模块进行处理。在FPGA模块中完成对猪咳嗽声音的识别任务并判断猪是否感染呼吸道疾病和何种疾病，并通过GPRS报警模块向远程监控终端发送猪感染呼吸道疾病的报警信息。可以得出的是，该现有技术主要是针对获取呼吸声音后如何检测判断进行改进，但对于如何采集设备以及采集设备的设置和结构均未进行改进，而采集设备的设置和结构才是后续分析、识别、判断的主要决定因素。

现有技术CN111110211A母猪呼吸频率及心率检测装置和方法，给出了一种用于检测呼吸的设备，其是通过图像识别判断母猪呼吸的频率和心率，识别判断的准确率取决于获取的图像的准确度，而图像受到母猪行走、姿态等的影响较大，当需要对大型猪场的多点进行检测时需要设置较多的检测装置。

基于目前对母猪呼吸疾病的检测，存在不能适用于大型猪场，以及判断不准确的问题，为了能够提高对母猪呼吸疾病检测的准确度需要对目前的监测装置进行改进，以满足现在猪场规模化的养殖。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种基于声学分析的母猪呼吸疾病的监测装置，能够解决现有技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于声学分析的母猪呼吸疾病的监测装置，所述监测装置包括行走装置和声音采集装置，所述行走装置设置在支撑装置上，所述行走装置可在支撑装置上行走，所述行走装置的下方连接声音采集装置。

一种基于声学分析的母猪呼吸疾病的监测装置，所述监测装置包括行走装置和声音采集装置，所述行走装置设置在支撑装置软绳8上，所述行走装置可在软绳8上行走，所述行走装置的下方连接声音采集装置；

所述行走装置通过拉绳4连接声音采集装置，所述声音采集装置具有上支撑框5.1和下支撑框5.2，所述上支撑框5.1、下支撑框5.2均呈环形，所述上支撑框5.1的直径大于下支撑框5.2的直径，所述上支撑框5.1与所述拉绳4连接，所述上支撑框5.1的下侧四周均匀设置多个相机6，所述上支撑框5.1通过连接杆7与下支撑框5.2连接，所述下支撑框5.2的下侧四周均匀设置有多个声音采集器9。

进一步地，所述行走装置具有支撑部件1，所述支撑部件1的两端通过推动油缸2连接有行走弹头3。

进一步地，所述支撑部件1具有空腔10，所述空腔10的下部设置有轨道铺设装置11，在所述轨道铺设装置11上设置有移动车12，所述移动车12通过拉绳4与所述上支撑框5.1连接。

进一步地，所述行走弹头3具有壳体，所述行走弹头3的内部为中空结构，所述壳体由内向外依次设置为直段13、锥形段14和圆形头15，在所述圆形头15的顶端开设有通孔16，在所述直段13的底端面处设置有滑块17，所述滑块17为圆柱形，所述滑块17与三个钢球18抵触，三个所述钢球18与圆形头15之间设置有弹簧19，所述弹簧19将三个所述钢球18向所述滑块17抵压，所述滑块17与所述直段13上均设置有供软绳8穿过的通道，所述软绳8穿过行走弹头3和支撑部件1，所述直段13的底面外侧面上固定有推动电机20，所述推动电机20的输出轴上固定有螺纹杆21，所述螺纹杆21穿过壳体与滑块17上的螺纹孔配合连接，所述软绳8的直径为钢球18直径的1/3-1/2，所述推动电机20推动所述滑块17，所述滑块17将所述钢球18向所述锥形段14中推压，从而三个所述钢球18挤压所述软绳8，实现了所述行走弹头3在所述软绳8上的固定。

进一步地，所述轨道铺设装置11具有设置在所述空腔10的前端侧面上的一对前驱动轮22和设置在所述空腔10的后端侧面上的一对后驱动轮23，所述前驱动轮22与所述后驱动轮23之间通过链条24连接，在一对所述前驱动轮22之间和一对所述后驱动轮23之间分别设置有前驱动电机25和后驱动电机26，所述前驱动电机25和所述后驱动电机26均为双轴输出电机，所述移动车12具有支撑在所述链条24上的行走轮27，所述移动车12的下方还设置有用于稳定的辅助轮28。

进一步地，当在某一位置监测母猪的呼吸状态需要提前铺设下一监测区域的轨道时，右端的行走弹头3夹紧软绳8，将行走装置固定在软绳8上，左端推动油缸2启动，推动左端的行走弹头3在软绳8上向左移动；在行走到预定位置时，左端的行走弹头3夹紧软绳8，右端的行走弹头3的推动电机20反向转动驱动滑块17缩回，三个钢球18在弹簧19的作用下解除对软绳8的挤压，实现释放；左侧的推动电机20收缩，同时控制前驱动电机25和后驱动电机26向左侧铺设链条24，且保持声音采集装置在原定位置，在达到预定位置即可停止。

本发明具有以下技术效果：

本发明的监测装置是设置在软绳上，由于大型的猪场所需要监测的范围都是比较大的，如果采用硬杆固定在猪场的上方会因为长度较长存在弯曲变形，不利于行走装置的移动；如果采用支撑杆支撑会影响母猪的日常活动，也不方便行走装置的移动；所以本发明直接采用软绳，同时设置行走弹头能够方便的在软绳上行走。

本发明的轨道铺设装置可以一边移动一边铺设用于移动车行走的链条，在铺设轨道的同时不会影响移动车在轨道(链条)上的位置，本发明能够方便的进行下一步需要测量区域的轨道的铺设，且不会影响当前测量位置的声音的采集。

附图说明

图1本发明呼吸监测装置主视图；

图2本发明呼吸监测装置的移动部件的内部结构示意图；

图3本发明呼吸监测装置的行走弹头内部结构示意图；

图4本发明呼吸监测装置的支撑部件的内部结构示意图；

图5本发明呼吸监测装置的行走轨道俯视图；

图中支撑部件1、推动油缸2、行走弹头3、拉绳4、上支撑框5.1、下支撑框5.2、相机6、连接杆7、软绳8、声音采集器9、空腔10、轨道铺设装置11、移动车12、直段13、锥形段14、圆形头15、通孔16、滑块17、钢球18、弹簧19、推动电机20、螺纹杆21、前驱动轮22、后驱动轮23、链条24、前驱动电机25(双轴)、后驱动电机26、行走轮27、辅助轮28。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

如图1所示，本发明公开了一种基于声学分析的母猪呼吸疾病的监测装置，该监测装置包括行走装置和声音采集装置。

本发明所要解决的主要技术问题就是使呼吸监测装置能够适用于大型的猪场，通过对现有的猪场的实地查看，一般都是将几头、十几头或更多的放置在一个独立的圈内进行饲养，独立的猪圈有很多个，相互连接组成一个大型猪场，独立猪圈之间的连接有的是栅栏，有的是矮墙，但如果要能够使监测装置适用于整个猪场，需要整体考虑整个猪场。

由于大型的猪场所需要监测的范围都是比较大的，如果采用硬杆固定在猪场的上方会因为长度较长存在弯曲变形，不利于行走装置的移动；如果采用支撑杆支撑会影响母猪的日常活动，也不方便行走装置的移动；所以本发明直接采用软绳，同时设置行走装置能够方便的在软绳上行走。

需要突出提及的是，采用软绳极大的减少了行走轨道铺设的难度和繁琐性。

如图1所示，本发明的行走装置设置在软绳8上，行走装置可在软绳8上行走，行走装置的下方连接声音采集装置。

在本发明中，声音采集装置能够对一定区域内的呼吸声音进行采集，同时通过相机拍摄当前监测的区域内的母猪的活动情况，通过声音的分析，并结合图像、视频进一步判断母猪的状况。基于上述需求，本发明的声音采集装置如图1、2所示，行走装置通过拉绳4连接声音采集装置，声音采集装置具有上支撑框5.1和下支撑框5.2，上支撑框5.1、下支撑框5.2均呈环形，上支撑框5.1的直径大于下支撑框5.2的直径，上支撑框5.1与拉绳4连接，上支撑框5.1的下侧四周均匀设置多个相机6，上支撑框5.1通过连接杆7与下支撑框5.2连接，下支撑框5.2的下侧四周均匀设置有多个声音采集器9。

在本发明中，为了使行走装置能够在软绳8上移动/行走，如图1所示，行走装置具有支撑部件1，支撑部件1的两端通过推动油缸2连接有行走弹头3，通过两端的推动油缸2和行走弹头3的配合，实现支撑部件1在软绳8上移动，从而带动设置在行走装置下方的声音采集装置移动。

在本发明中，为了使行走装置只是对声音采集装置需要监测的大范围进行调整，而在大范围确定后，为了减少推动油缸2和行走弹头3的动作(主要考虑的是能够使声音采集装置在确定的范围内多次快速的检测)，仅使声音采集装置在确定的范围内移动。如图2所示，本发明的支撑部件1内具有空腔10，空腔10的下部设置有轨道铺设装置11，在轨道铺设装置11上设置有移动车12，移动车12通过拉绳4与上支撑框5.1连接，本发明的轨道铺设装置与移动车进行配合使的当行走装置在移动时能够使声音采集装置保持在原来的位置，在对一个区域进行检测的时候，能够提前进行下一个监测区域的准备。进一步地，为了能够升降声音采集装置，以满足多种情况的采集需求，在移动车12上可设置小型卷扬机，实现对声音采集装置的升降操作。

在本发明中，为了使监测装置能够在软绳上行走，在一个实施例中，行走弹头3具有壳体，行走弹头3的内部为中空结构，壳体由内向外依次设置为直段13、锥形段14和圆形头15，在圆形头15的顶端开设有通孔16，在直段13的底端面处设置有滑块17，滑块17为圆柱形，滑块17与三个钢球18抵触，三个钢球18与圆形头15之间设置有弹簧19，弹簧19将三个钢球18向滑块17抵压，滑块17与直段13上均设置有供软绳8穿过的通道，软绳8穿过行走弹头3和支撑部件1，直段13的底面外侧面上固定有推动电机20，推动电机20的输出轴上固定有螺纹杆21，螺纹杆21穿过壳体与滑块17上的螺纹孔配合连接，软绳8的直径为钢球18直径的1/3-1/2，推动电机20推动滑块17，滑块17将钢球18向锥形段14中推压，从而三个钢球18挤压软绳8，实现了行走弹头3在软绳8上的固定。

在本发明中，轨道铺设装置可以一边移动一边铺设用于移动车行走的链条，在铺设轨道的同时不会影响移动车在轨道(链条)上的位置，本发明能够方便的进行下一步需要测量区域的轨道的铺设，且不会影响当前测量位置的声音的采集。作为其中一个实施例，如图4、5所示，本发明的轨道铺设装置11具有设置在空腔10的前端侧面上的一对前驱动轮22和设置在空腔10的后端侧面上的一对后驱动轮23，前驱动轮22与后驱动轮23之间通过链条24连接，在一对前驱动轮22之间和一对后驱动轮23之间分别设置有前驱动电机25和后驱动电机26，前驱动电机25和后驱动电机26均为双轴输出电机，移动车12具有支撑在链条24上的行走轮27，移动车12上设置有用于驱动行走轮27的驱动装置，移动车12的下方还设置有用于稳定的辅助轮28。

当在某一位置监测母猪的呼吸状态需要提前铺设下一监测区域的轨道时，右端的行走弹头3夹紧软绳8，将行走装置固定在软绳8上，左端推动油缸2启动，推动左端的行走弹头3在软绳8上向左移动；在行走到预定位置时，左端的行走弹头3夹紧软绳8，右端的行走弹头3的推动电机20反向转动驱动滑块17缩回，三个钢球18在弹簧19的作用下解除对软绳8的挤压，实现释放；左侧的推动电机20收缩，同时控制前驱动电机25和后驱动电机26向左侧铺设链条24，且保持声音采集装置在原定位置，在达到预定位置即可停止。

在本发明中，支撑部件1的空腔10内还设置有控制装置，通过该控制装置将采集到的声音和图像发送到猪场内的分析仪器上，或者通过云端将采集到的数据发送到研究远程分析仪器上。该控制装置可以用于接收控制信号，或者接收预设的控制指令，对推动油缸2、相机6、声音采集器9、移动车12、推动电机20、前驱动电机25(双轴)、后驱动电机26、驱动装置、小型卷扬机等进行控制。

最后需要声明的是，本发明其他未记载的内容均采用现有技术中已存在的方案，本领域技术人员对相关技术方案应当已经知晓。

本发明具有以下技术效果：

本发明的监测装置是设置在软绳上，由于大型的猪场所需要监测的范围都是比较大的，如果采用硬杆固定在猪场的上方会因为长度较长存在弯曲变形，不利于行走装置的移动；如果采用支撑杆支撑会影响母猪的日常活动，也不方便行走装置的移动；所以本发明直接采用软绳，同时设置行走弹头能够方便的在软绳上行走。

本发明的轨道铺设装置可以一边移动一边铺设用于移动车行走的链条，在铺设轨道的同时不会影响移动车在轨道(链条)上的位置，本发明能够方便的进行下一步需要测量区域的轨道的铺设，且不会影响当前测量位置的声音的采集。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。