一种动物行为测试装置

技术领域

本发明属于畜牧业设备技术领域，涉及一种测试装置，具体的说是涉及一种在绵羊中开展行为测试的装置。

背景技术

在过去的这半个世纪里，随着全球人口的快速增长及人们对肉、蛋，奶制品的需求日益提高，动物蛋白类产品的需求量日益激增。为了应对这一需求，全球范围内开始了在泌乳奶牛、肉牛、蛋鸡、肉鸡、生猪肉羊生产中大力推广集约化养殖。集约化养殖在提高动物生产效益的同时，也给畜牧生产带来了一些新的问题。例如，较高的饲养密度，受污染的饲养环境，一些自动化生产的机械以及过于频繁的和饲养员的接触给动物带来了更多的应激因子。而这些应激因子会给动物的繁殖性能及免疫性能带来一些负面影响(Burdick et al.，2011)。因此，除了传统的营养学调控手段，一些新的调控理论，例如动物性情(在面对应激环境时一种持续的行为和生理反馈上的差异)管理，动物肠道微生物菌群分析也被引入到动物生产中来。

性情研究大多集中在人上开展，故也称人格研究，在人格研究中，将性情定义成一种持续的行为上的差异(Nettle and Penke，2010)。其主要包含五个基本评价指标，即率真性，外向性，神经质性，责任性及随和性指标(Korpela et al.，2011)。一般在人的性情研究中可以通过问卷及访谈等方式从以上五个评价指标上展开评估并预测人的性情特点。在过去的十几年里，由于动物性情对动物生产产生积极作用，以及动物福利生产的概念逐渐普及，越来越多的研究人员参与到动物性情的研究中来。尽管在动物中无法通过问卷及访谈等方式来预测动物性情，和人一样，当动物被暴露在一个新奇的应激环境中，动物个体同样会经历感知外部环境、评估环境变化和有针对的做出一些生理和行为上的反馈这三个阶段(Corr and Matthews，2009)。即动物个体首先会感知评估所处环境中的变化是否超出了其控制范围，如果所处环境评估为安全，那么就会有一些积极的心理情绪。反之，如果所处环境评估为不安全，那么就会产生一些负面的情绪；随后，会产生一些包含试探性靠近，站立或远离等行为活动以应对所处环境，并且还持续一些后续的诸如社交和采食行为等(Bell，2007)。

近年来，众多学者研究发现，动物的性情和生产性能(生长性能、繁殖性能、饲料利用率及肉品质)有着非常强的相关性。例如，在泌乳奶牛上的研究发现，与兴奋型泌乳奶牛相比，安静型性情的奶牛对挤奶过程中挤奶工人的反应更小，因此平均一次挤奶的时间也更短，其乳产量也更高(Sutherland and Dowling, 2014)。此外，Haskell等人还发现，与紧张型性情奶牛相比，安静型性情奶牛的平均利用年限也较长(Haskell et al.，2014)。而在肉牛生产中也发现，紧张型性情肉牛的平均日增重及饲料转化效率显著低于安静型性情的肉牛(Sewalem et al.，2011)。随后的研究还发现，紧张型性情的肉牛比安静型性情的肉牛更容易生产黑干肉(DFD肉)(Cafe et al.，2011)。而在育肥猪生产上的研究则发现，育肥猪性情与其打斗行为密切相关，并且对屠宰后猪肉pH值、亮度及肉色等肉质指标有着较大的影响(Terlouw et al.，2005)。马利奴绵羊中的研究发现安静型性情母羊的发情率、排卵率、胚胎存活率，以及出生羔羊的生长性能均显著高于紧张型性情母羊(Hart et al.，2006，Bickell et al.， 2011)。他们随后的工作还发现，安静型性情绵羊与兴奋型性情绵羊相比对牧场管理员有着更强的反应，因此，不利于牧场的管理和动物福利生产的开展(Gavojdian et al.，2015)。

因此在家畜生产中，开展性情研究对家畜的福利生产，家畜健康，及家畜的生产性能都具有重要意义。目前，在绵羊性情研究中，国际上使用的比较多的性情评价方法为“Arenatest”及“Corridortest”，这两种方法都是通过测试绵羊对于行为测试实验员的一些行为上的反馈，来评价其性情。这类的测试方法受动物所处环境，测试动物数量及测试实验员和动物的熟悉程度，等诸多因素的影响。并且这类行为测试占用的场地较大，布置测试条件费时费力，因此迫切需要一套易于开展、重复性强、避免人为因素干扰的测试装置。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的不足，提出一种动物行为测试装置，通过设置隔离箱体结构，将待试绵羊处于隔离箱体结构内，给其造成一个隔离的应激，受试动物的行为反馈通过隔离箱外侧运动感应器进行信号采集，并转化成数值，通过数值高低反应性情评估结果。

本发明的技术方案：一种动物行为测试装置，其特征在于：所述测试装置由隔离箱体和振动装置组成；所述隔离箱体的前后侧设有门板，所述门板上设有滑轮组件，所述隔离箱体的前后侧壁上设有固定耳，所述滑轮组件与固定耳中穿设有挂绳，所述隔离箱体的左侧壁上设有插槽，所述隔离箱体的底部两侧设有充气轮胎，所述充气轮胎底部设有轮档；所述振动装置固定设置在所述隔离箱体的内部，所述振动装置由外部框架、控制箱体、电池和振动输出机构组成；所述振动输出机构固定设置外部框架的底部，所述电池和控制箱体设置在所述外部框架的顶部，所述控制箱体的外部设有频率设置按钮、启动按钮和重置按钮，所述控制箱体内部设有电路模块，所述电路模块由电源、熔断器、高电频开关、中电频开关、低电频开关、重置开关、可编程控制器、继电器、螺线管、二极管连接组成。

所述隔离箱体底部由一个镂空的铁质格挡组成，其通过螺杆螺丝固定在隔离箱体底部两侧的横梁上，为整个隔离箱体提供支撑，充气轮胎连接设置在横梁上。

所述电池是额定电压为12v、额定电流为 26A的密封电池。

所述左侧面的插槽中插设有声音振动感应器，声音振动感应器为由麦克风、加速度传感器、数字信号采集软件组成的智能手机。

所述振动输出机构为电动激振器，电动激振器的数量为4个，均布固定在外部框架的底部。

所述外部框架与隔离箱体的内底面通过螺栓连接固定。

本发明的有益效果为：本发明提出的一种动物行为测试装置，结构上由由隔离箱体和振动装置组成，装置结构新颖，通过设置隔离箱体结构，将待试绵羊处于隔离箱体结构内，给其造成一个隔离的应激，受试动物的行为反馈通过隔离箱外侧运动感应器进行信号采集，并转化成数值，通过数值高低反应性情评估结果，由于运动感应器的精度较高，为了不受测试场所的环境及测试动物的体重等因素影响，通过设置振动装置使其在1-2分钟内分别产生高、中、低三档不同的震动强度，并分别在开展性情评估测试前，测试中，测试结束后，利用这三种不同强度的震动校正感应器，使其产生一套标准化的结果，本发明可有利于在不同时间内，不同动物中开展性情评估结果的比较。

附图说明

图1 为本发明整体结构示意图。

图2 为本发明中振动装置结构示意图。

图3 为本发明中电路模块结构示意图。

图中：隔离箱体1、滑轮组件1-1、固定耳1-2、门板1-3、插槽1-4、充气轮胎1-5、左侧壁1-6、轮档1-7、振动装置2、外部框架2-1、频率设置按钮2-2、启动按钮2-3、重置按钮2-4、电池2-5、振动输出机构2-6、控制箱体3、电源3-1、熔断器3-2、高电频开关3-3、中电频开关3-4、低电频开关3-5、重置开关3-6、可编程控制器3-7、继电器3-8、螺线管3-9、二极管3-10。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-2所示，一种动物行为测试装置，由隔离箱体1和振动装置2组成；隔离箱体1的前后侧设有门板1-3，门板1-3上设有滑轮组件1-1，隔离箱体1的前后侧壁上设有固定耳1-2，滑轮组件1-1与固定耳1-2中穿设有挂绳，隔离箱体1的左侧壁1-6上设有插槽1-4，隔离箱体1的底部两侧设有充气轮胎1-5，充气轮胎1-5底部设有轮档1-7；振动装置2固定设置在隔离箱体1的内部，振动装置2由外部框架2-1、控制箱体3、电池2-5和振动输出机构2-6组成；振动输出机构2-6固定设置外部框架2-1的底部，电池2-5和控制箱体3设置在外部框架2-1的顶部，控制箱体3的外部设有频率设置按钮2-2、启动按钮2-3和重置按钮2-4，控制箱体3内部设有电路模块。

如图3所示，一种动物行为测试装置，电路模块由电源3-1、熔断器3-2、高电频开关3-3、中电频开关3-4、低电频开关3-5、重置开关3-6、可编程控制器3-7、继电器3-8、螺线管3-9、二极管3-10连接组成。

如图1-3所示，一种动物行为测试装置，隔离箱体1底部由一个镂空的铁质格挡组成，其通过螺杆螺丝固定在隔离箱体1底部两侧的横梁上，为整个隔离箱体1提供支撑，充气轮胎1-5连接设置在横梁上；电池2-5是额定电压为12V、额定电流为 26A的密封电池；左侧面1-6的插槽1-4中插设有声音振动感应器，声音振动感应器为由麦克风、加速度传感器、数字信号采集软件组成的智能手机；振动输出机构2-6为电动激振器，电动激振器的数量为4个，均布固定在外部框架2-1的底部；外部框架2-1与隔离箱体1的内底面通过螺栓连接固定。

如图1-3所示，一种动物行为测试装置的工作原理如下：隔离箱体1在性情测试当中起到的作用就是为受试绵羊提供一个完全与外界隔绝的环境，从而有利于测试绵羊在这样的一个隔离环境下性情表现如何。隔离箱体1的门板1-3在性情测试中可以自由上下打开关闭，便于受试绵羊进出。门板1-3的打开依赖滑轮组件1-1以及固定耳1-2的并行使用，将绳子一端拉到合适位置，门打开的高度足够绵羊进出时，就可以固定在固定耳1-2上，能保证门板1-3保持开启状态。装置左侧壁1-6上还装配了声音振动感应器的插槽1-4，在测试前会把声音振动感应器安装在插槽1-4里，在箱子振动的情况下，声音振动感应器不会掉出，能够持续采集记录数据。隔离箱体1还包括充气轮胎1-5，一方面方便移动隔离箱体，另一方面在开始行为测试时，通过两个轮档1-7将其轮胎固定住就可以充当减震器使用。

声音振动感应器由自带麦克风、加速度传感器、采集信号进行数字反馈的手机软件组成的智能手机，其固定在插槽1-4中。软件就声音方面采集信号的指标是分贝，就振动方面采集信号的指标是振动加速度。在单位时间对动物开展行为测试时，声音振动感应器软件会根据手机收集到的信号先得出该时间段内的分贝和振动加速度值。设置1分钟和2分钟两个采集时间，测试开始点击采集，过了采集时间，采集就会停止，软件自动显示数值。分贝值显示的是测试时间内的分贝最大、最小以及平均值；而振动加速度值取的也是采集时间内最大、最小以及平均值。振动加速度平均值是由取x，y，z三个方向绝对值最大的加速度取平均得到。测试结束后，得到分贝和振动加速度值，将分贝值和振动加速度值进行一定算法的整合，最后显示出一个综合性的值，可以记为性情指数。该算法是经过对大量样本的科学分析后得到的，能够较好地分配分贝和振动加速度对整个性情指数的影响比例，具有一定的科学性。将手机固定在隔离测试箱箱壁上，即可记录测试期间，动物在隔离箱中运动所产生的声音和振动信号，手机软件记录显示的数值可用于动物性情评估，由于手机作为振动感应器的精度较高，极容易受环境因素的影响，因此在对不同批次，不同地点、不同动物中开展行为测试所收集的数据需要经过校正后，才可以用来横向比较，在本发明中，利用振动装置来进行校正。振动装置外部框架2-1主要起的是固定作用。电池2-5作用则在于供能。在对绵羊进行性情测试之前，要先打开振动装置，点击启动键2-3，然后按动频率设置按钮2-2，先按动高频按钮，此时振动装置的振动输出机构2-6就会进行高频率振动，声音振动传感器插槽1-4里的手机就可以采集到振动装置的性情指数。以此类推，同样也可收集到振动装置在按动中、低频设置按钮后振动装置的性情指数。每次进行绵羊的性情测试都要进行校正，每次都会得到一组高中低频振动装置的性情指数，通过分析多次测试里校正的振动装置的性情指数，就可以产生一套标准化的绵羊性情指数，因而可以较为准确地进行横向比较。在测试过程中如果出现异常情况，可以按动重置按钮2-4，可以随时停止振动装置。

振动装置的电路构件3的电路原理如下：接通电源3-1，电路中保险3-2在电流超出规定值后会自动熔断断开电路，起到保护的作用。有四个开关，分别是高电频3-3、中电频3-4、低电频3-5以及重置开关3-6。当按下相应频率电压的开关，电路通过可编程控制器3-7把电流传送给相对应的输出(Q1Q2Q3Q4)，继电器3-8根据输入量对电路进行控制，符合输入量继电器3-8衔铁就会被吸合，电流就可以通过，不符合则无法通过。二极管3-10在电路中起到稳压作用，可以让螺线管3-9上端电位保持稳定，从这个设备而言，可以保证振动输出结构的振动频率保持稳定。螺线管3-9的线圈在通电之后，会产生向下的磁场，这种向下的磁场使得螺线管3-9的金属柱被牵引向下运动，这样振动装置的振动输出机构2-6就会向下振动，这样便实现了振动装置的振动校正效果。