具有监测功能的牧场饮水设备及系统的制作方法

本发明涉及畜牧环境工程技术领域，尤其是涉及一种具有监测功能的牧场饮水设备及系统。

背景技术：

饲喂和饮水是奶牛养殖场，尤其是大中型规模化牧场的核心环节，是决定奶牛健康、牛奶数量质量及牧场经济效益的关键点。

目前，牧场通常设置有用于奶牛饮水的饮水槽，奶牛进食之后可以摄取足够的水，从而促进食物消化和营养吸收，改善和提升奶牛的消化功能与内循环系统，帮助奶牛保持良好的肠胃功能和摄取足够的营养，为产奶量的提升发挥积极的作用。饮水槽下方设置有称重装置，用于检测和计量奶牛的饮水量，从而令工作人员实时掌握奶牛的饮水数据信息。

但是，现有技术中的饮水槽的功能较少，无法在奶牛饮水的过程中采集到更多信息。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有监测功能的牧场饮水设备及系统，以改善现有技术中存在的饮水槽的功能较少，无法在奶牛饮水的过程中采集到更多信息的技术问题。

本发明提供的具有监测功能的牧场饮水设备，包括第一凹槽、第二凹槽、集气管、气体检测器、抽风机以及自动加水装置；第二凹槽设置在第一凹槽的内部，且第二凹槽与第一凹槽固定连接；第二凹槽用于盛放饮用水；第一凹槽的一侧设置有豁口，豁口延伸至第二凹槽对应的位置；自动加水装置用于向第二凹槽内加水；集气管的一端与气体检测器连通，另一端与豁口的边沿处固定连接，抽风机设置在集气管靠近气体检测器的一端；气体检测器用于检测奶牛呼出的气体浓度。

进一步的，具有监测功能的牧场饮水设备还包括挡板和控制装置；挡板设置在豁口处；挡板与第一凹槽活动连接；挡板上设置有信号接收器，信号接收器用于接收奶牛电子耳标的信号，然后向控制装置发送信号，从而令控制装置控制挡板遮挡或者露出豁口。

进一步的，控制装置包括伸缩油缸和控制器；伸缩油缸分别与挡板和第一凹槽固定连接；伸缩油缸与控制器连接；控制器用于接收信号接收器传输的信号，并控制伸缩油缸伸长或者缩短，从而带动挡板沿豁口的延伸方向移动。

进一步的，抽风机与伸缩油缸连接，当伸缩油缸带动挡板移动以将豁口敞开时，抽风机启动。

进一步的，自动加水装置包括水管、浮球阀、抽水泵以及水箱；水管的第一端与第二凹槽连通，第二端与水箱连通，浮球阀设置在水管的第一端，抽水泵设置在水管的第二端。

进一步的，自动加水装置包括连接管、盖板、弹簧、排水泵、水位传感器、控制机构以及储水箱；第二凹槽的底壁设置有进水口，连接管的第一端与第二凹槽通过进水口连通，第二端与储水箱连通；排水泵设置在连接管的第二端；盖板覆盖在进水口处，弹簧设置在连接管的内部，弹簧的一端与连接管固定连接，另一端与盖板固定连接；水位传感器与第二凹槽的内底壁固定连接，用于检测第二凹槽内的水位信息；水位传感器和排水泵均与控制机构电连接；当第二凹槽内的水位低于预设数值时，控制机构控制启动排水泵以排出饮用水，饮用水将盖板顶起以露出进水口；当第二凹槽内的水位高于预设数值时，控制机构控制关闭排水泵，弹簧收缩带动盖板覆盖住进水口。

进一步的，盖板的外沿设置有密封圈。

进一步的，第二凹槽的下方设置有计重器；计重器与控制装置连接；计重器用于测量奶牛的饮水量数据，并将该数据传递给控制装置。

进一步的，具有监测功能的牧场饮水设备还包括水质监测仪；水质监测仪与控制装置连接；水质监测仪设置在第二凹槽的底部，水质监测仪用于检测第二凹槽内饮用水的质量数据，并将该数据传递给控制装置；当该数据低于预设数值时，控制装置控制挡板遮挡豁口。

进一步的，本发明还提供了一种具有监测功能的牧场饮水系统，具有监测功能的牧场饮水系统包括多个具有监测功能的牧场饮水设备。

本发明提供的具有监测功能的牧场饮水设备，在使用过程中，奶牛将头部从豁口处伸进第一凹槽的内部，饮用第二凹槽内部的饮用水。在饮水的同时，抽风机将奶牛呼出的温室气体抽入豁口处的集气管，气体沿集气管进入气体检测器，完成气体的原位采集和传输。第一凹槽和豁口的设置能够限制奶牛饮水的位置，并保证第一凹槽同一时间只能供一头奶牛饮水，避免多头奶牛同时饮水产生过激反应。当第二凹槽内部的水量不足时，自动加水装置自动向第二凹槽的内部加水，以保证水量供应充足。

由上可知，该具有监测功能的牧场饮水设备能够实现提供饮水平台、自动加水和监测气体的功能，与传统的饮水槽相比，功能较多，并且能够采集奶牛的更多信息，方便工作人员实时掌握奶牛发生饮水行为过程中的动态信息，进而制订更好的饲养方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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具有监测功能的牧场饮水设备的主视图；

图2为本发明实施例提供的具有监测功能的牧场饮水设备的部分结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的具有监测功能的牧场饮水设备的俯视图；

图4为图1的自动加水装置的透视图。

图标：1-第一凹槽；2-第二凹槽；3-集气管；4-气体检测器；5-抽风机；6-自动加水装置；7-豁口；8-挡板；9-控制装置；10-信号接收器；11-进水口；601-水管；602-浮球阀；603-抽水泵；604-水箱；605-连接管；606-盖板；607-弹簧；608-排水泵；609-储水箱；901-伸缩油缸。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的具有监测功能的牧场饮水设备的主视图；图2为本发明实施例提供的具有监测功能的牧场饮水设备的部分结构示意图；如图1和图2所示，本实施例提供的具有监测功能的牧场饮水设备，包括第一凹槽1、第二凹槽2、集气管3、气体检测器4、抽风机5以及自动加水装置6；第二凹槽2设置在第一凹槽1的内部，且第二凹槽2与第一凹槽1固定连接；第二凹槽2用于盛放饮用水；第一凹槽1的一侧设置有豁口7，豁口7延伸至第二凹槽2对应的位置；自动加水装置6用于向第二凹槽2内加水；集气管3的一端与气体检测器4连通，另一端与豁口7的边沿处固定连接，抽风机5设置在集气管3靠近气体检测器4的一端；气体检测器4用于检测奶牛呼出的气体浓度。

本实施例提供的具有监测功能的牧场饮水设备，在使用过程中，奶牛将头部从豁口7处伸进第一凹槽1的内部，饮用第二凹槽2内部的饮用水。在饮水的同时，抽风机5将奶牛呼出的温室气体抽入豁口7处的集气管3，气体沿集气管3进入气体检测器4，完成气体的原位采集和传输。第一凹槽1和豁口7的设置能够限制奶牛饮水的位置，并保证第一凹槽1同一时间只能供一头奶牛饮水，避免多头奶牛同时饮水产生过激反应。当第二凹槽2内部的水量不足时，自动加水装置6自动向第二凹槽2的内部加水，以保证水量供应充足。

由上可知，该具有监测功能的牧场饮水设备能够实现提供饮水平台、自动加水和监测气体的功能，与传统的饮水槽相比，功能较多，并且能够采集奶牛的更多信息，方便工作人员实时掌握奶牛发生饮水行为过程中的动态信息，进而制订更好的饲养方案。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，具有监测功能的牧场饮水设备还包括挡板8和控制装置9；挡板8设置在豁口7处；挡板8与第一凹槽1活动连接；挡板8上设置有信号接收器10，信号接收器10用于接收奶牛电子耳标的信号，然后向控制装置9发送信号，从而令控制装置9控制挡板8遮挡或者露出豁口7。

其中，自动加水装置6可以包括水位检测仪、通水管、储水罐以及自动控制阀。水位检测仪与第二凹槽2的内底壁固定连接，用于检测第二凹槽2内的水位信息。水位检测仪与自动控制阀连接，通水管的一端与储水罐连通，另一端与第二凹槽2的内部连通，自动控制阀设置在通水管上。在使用过程中，当第二凹槽2内的水位低于预设数值时，自动控制阀打开，饮用水从储水罐中沿通水管通入第二凹槽2的内部，从而增加水量；当第二凹槽2内的水位高于预设数值时，自动控制阀关闭，将储水罐与第二凹槽2隔断。

进一步的，较佳地，第一凹槽1与第二凹槽2可拆卸地固定连接，例如：螺栓连接或者卡接。

进一步的，第一凹槽1上的内壁上可设置有卡条，第二凹槽2与卡条的上表面抵接，从而卡设在第一凹槽1中。

进一步的，当信号接收器10接收不到奶牛电子耳标的信号时，控制装置9控制挡板8遮挡豁口7，从而方便设备的后续使用。

本实施例中，具有监测功能的牧场饮水设备还包括挡板8和控制装置9。在使用过程中，当没有奶牛靠近挡板8时，挡板8处于遮挡住豁口7的状态；当奶牛靠近挡板8时，信号接收器10接收奶牛电子耳标的信号，并将信号发送至控制装置9，控制装置9识别该奶牛并判断其饮水次数。当饮水次数超过预定数值时，控制装置9控制挡板8静止，遮挡住豁口7，防止该奶牛饮水过多；当饮水次数小于预定数值时，控制装置9控制挡板8移动，从而露出豁口7，令奶牛将头部伸入第一凹槽1的内部。上述设置能够实时监控并控制奶牛的饮水次数，防止奶牛饮水过多导致不适，影响健康。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步的，控制装置9包括伸缩油缸901和控制器；伸缩油缸901分别与挡板8和第一凹槽1固定连接；伸缩油缸901与控制器连接；控制器用于接收信号接收器10传输的信号，并控制伸缩油缸901带动挡板8遮挡或者露出豁口7。

其中，控制装置9可以包括齿轮、齿条、驱动电机、电机控制器。齿条和挡板8固定连接，齿轮与驱动电机的动力输出轴固定连接，且齿轮与齿条啮合，电机控制器与驱动电机电连接。在使用过程中，电机控制器用于接收信号接收器10传输的信号。当该奶牛需要饮水时，电机控制器启动驱动电机，驱动电机的动力输出轴带动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，令挡板8移动以露出豁口7；当该奶牛饮水完毕时，电机控制器启动驱动电机，驱动电机的动力输出轴带动齿轮反向转动，齿轮与齿条啮合，令挡板8移动以遮挡住豁口7；当该奶牛无需饮水时，电机控制器关闭驱动电机，令驱动电机静止，从而挡住豁口7。

进一步的，伸缩油缸901的一端与豁口7下方的第一凹槽1的侧壁固定连接，另一端与挡板8的下沿处固定连接。在使用过程中，伸缩油缸901缩短以控制挡板8向下移动，从而露出豁口7；伸缩油缸901伸长以控制挡板8向上移动，从而遮挡住豁口7。

本实施例中，控制装置9包括伸缩油缸901和控制器。在使用过程中，控制器接收到信号接收器10传输的信号后，判断是否需要令该奶牛饮水。当需要饮水时，控制器控制伸缩油缸901带动挡板8移动，从而露出豁口7；当无需饮水时，控制器控制伸缩油缸901静止，从而令挡板8静止，遮挡住豁口7。

在上述实施例的基础上，进一步的，抽风机5与伸缩油缸901连接，当伸缩油缸901带动挡板8移动以将豁口7敞开时，抽风机5启动。

其中，抽风机5的驱动器上设置有电机控制器，伸缩油缸901上设置有位置传感器，位置传感器和驱动器分别与电机控制器电连接。在使用过程中，位置传感器将伸缩油缸901的伸缩的位置数据传输给电机控制器，当该数据低于预设值时，即表明伸缩油缸901缩短，电机控制器控制驱动器启动以开启抽风机5；当该数据高于预设值时，即表明伸缩油缸901伸长，电机控制器控制驱动器停止以关闭抽风机5。

本实施例中，当伸缩油缸901带动挡板8移动将豁口7敞开时，表明有奶牛饮水，这时抽风机5启动，开始收集气体。当伸缩油缸901静止或者带动挡板8移动以将豁口7遮挡时，抽风机5停止工作。这种设置能够更加省电环保，并且保证收集到的气体为该奶牛饮水时呼出的温室气体，令收集到的气体更加准确。

图3为本发明另一实施例提供的具有监测功能的牧场饮水设备的俯视图；如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步的，自动加水装置6包括水管601、浮球阀602、抽水泵603以及水箱604；水管601的第一端与第二凹槽2连通，第二端与水箱604连通，浮球阀602设置在水管601的第一端，抽水泵603设置在水管601的第二端。

本实施例中，在使用过程中，当第二凹槽2内的水量下降到预设高度时，浮球阀602开启，抽水泵603将水箱604中的饮用水通过水管601抽入至第二凹槽2中；当第二凹槽2内的水量上升到预设高度时，浮球阀602关闭，停止加水。上述自动加水装置6的结构简单，成本较低，且性能较好。

图4为图1的自动加水装置的透视图；如图1和图4所示，在上述实施例的基础上，进一步的，自动加水装置6包括连接管605、盖板606、弹簧607、排水泵608、水位传感器、控制机构以及储水箱609；第二凹槽2的底壁设置有进水口11，连接管605的第一端与第二凹槽2通过进水口11连通，第二端与储水箱609连通；排水泵608设置在连接管605的第二端；盖板606覆盖在进水口11处，弹簧607设置在连接管605的内部，弹簧607的一端与连接管605固定连接，另一端与盖板606固定连接；水位传感器与第二凹槽2的内底壁固定连接，用于检测第二凹槽2内的水位信息；水位传感器和排水泵608均与控制机构电连接；当第二凹槽2内的水位低于预设数值时，控制机构控制启动排水泵608以排出饮用水，饮用水将盖板606顶起以露出进水口11；当第二凹槽2内的水位高于预设数值时，控制机构控制关闭排水泵608，弹簧607收缩带动盖板606覆盖住进水口11。

本实施例中，在使用过程中，水位传感器将第二凹槽2内的水位信息传递给控制机构，当水位低于预设数值时，控制机构控制排水泵608开启，将储水箱609中的饮用水通入连接管605中，由于水流存在压力，水压推动盖板606令进水口11敞开，并且令弹簧607拉伸，饮用水从进水口11处进入第二凹槽2中；当水位高于预设数值时，控制机构控制关闭排水泵608，水压消失，弹簧607收缩带动盖板606下降并覆盖在进水口11处，将第二凹槽2与储水箱609隔开。上述的自动加水装置6占用第二凹槽2的范围较小，防止装置阻碍奶牛饮水，且性能较好。

在上述实施例的基础上，进一步的，盖板606的外沿设置有密封圈。

本实施例中，盖板606的外沿设置有密封圈，这样能够提高第二凹槽2的密封性，防止漏水，提高设备性能。

在上述实施例的基础上，进一步的，第二凹槽2的下方设置有计重器；计重器与控制装置9连接；计重器用于测量奶牛的饮水量数据，并将该数据传递给控制装置9。

其中，计重器将奶牛的饮水量数据传递给控制装置9，控制装置9统计该奶牛单位时间内的饮水量，当饮水量超过预设值时，设备不许该奶牛再次饮水，从而控制奶牛的饮水量。

本实施例中，在使用过程中，计重器能够测量奶牛的饮水量数据，从而使工作人员实时掌握奶牛饮水行为的动态信息。

在上述实施例的基础上，进一步的，具有监测功能的牧场饮水设备还包括水质监测仪；水质监测仪与控制装置9连接；水质监测仪设置在第二凹槽2的底部，水质监测仪用于检测第二凹槽2内饮用水的质量数据，并将该数据传递给控制装置9；当该数据低于预设数值时，控制装置9控制挡板8遮挡豁口7。

其中，具有监测功能的牧场饮水设备可设置有报警器。报警器与水质监测仪电连接。当水质监测仪监测的水质低于预设数值时，报警器报警，提醒工作人员清理第二凹槽2。

本实施例中，在使用过程中，水质监测仪用于检测第二凹槽2内饮用水的质量数据，并将数据传递给控制装置9，当水质数据低于预设数值时，控制装置9控制挡板8遮挡豁口7，禁止奶牛饮水，从而保证奶牛的健康。

在上述实施例的基础上，进一步的，本发明实施例还提供了一种具有监测功能的牧场饮水系统，具有监测功能的牧场饮水系统包括多个具有监测功能的牧场饮水设备。

其中，多个具有监测功能的牧场饮水设备间隔设置，每个具有监测功能的牧场饮水设备的控制装置9均与控制设备连接。控制设备收集并储存多个具有监测功能的牧场饮水设备的信号和数据，便于工作人员实时观察多个设备和多个奶牛的情况。

本实施例中，多个具有监测功能的牧场饮水设备的设置能够适应更多奶牛的日常饮水活动，每个具有监测功能的牧场饮水设备产生的效果与上述具有监测功能的牧场饮水设备的效果相同，不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。