一种家畜外阴清洁装置及清洁方法

本发明涉及大规模自动化家畜养殖技术，特别是涉及到一种家畜外阴清洁装置及清洁方法。

背景技术：

1、大规模家畜养殖过程中，为了繁衍家畜需要对家畜进行人工受精操作。家畜人工受精繁殖前，需要对家畜外阴进行消毒，否则容易造成感染，导致受精失败或者流产。在家畜同期繁殖期批次化生产中，由于家畜数量众多，往往需要两名操作人员或者以上进行配合，例如，一名操作人员对用清洁用具沾水，对外阴初步清洁后，再用高锰酸钾消毒液擦拭消毒，消毒1分钟至15分钟后，另一名操作人员再用擦拭布沾水清洗，最后用一干擦拭布擦干，反复数次进行。

2、此过程繁琐，需要两名操作人员或以上配合操作，工作流程繁琐、体力消耗大；且同时由于清洁用具和清洁用水等物料反复使用，清洁用具和清洁用水本身就成了污染源，极易造成交叉感染，导致受精失败、流产甚至造成家畜折损。

技术实现思路

1、为解决现有技术中需要两名操作人员或以上配合操作，工作流程繁琐、体力消耗大；且同时由于清洁用具和清洁用水等物料反复使用，清洁用具和清洁用水本身就成了污染源，极易造成交叉感染，导致受精失败、流产甚至造成家畜折损等技术问题，提供了一种家畜外阴清洁装置及清洁方法，能够节省人力，提高操作效率，实现深度清洁、且能避免交叉感染的可能性。

2、为了实现这一目标，本发明采取了如下的技术方案。

3、一种家畜外阴清洁装置，包括手持装置，清洁用水供给装置，清洁用气供给装置；手持装置包括枪头、枪体、操作扳机和切换机构，枪体分别连接清洁用水供给装置和清洁用气供给装置，根据操作扳机的操作，切换机构控制清洁用水供给装置或清洁用气供给装置为枪体输送高压气体或高压清洁用水。

4、本发明的优势在于采用了清洁用气和清洁用水的一体化输送装置，通过向家畜外阴部吹出气流进行干燥和去除异物；通过向家畜外阴部喷洒清洁用水进行清洁和消毒；操作人员用手持式装置即可简便操作，大大节约了人力，避免了繁重的劳动，也节约了操作流程。同时还能避免清洁用具和清洁用水的反复使用，由此杜绝了交叉感染，具有良好的使用效果。

5、另外，本发明的家畜外阴清洁装置中，枪头包括第一枪头和第二枪头，枪体中包括进水通道和进气通道，进水通道与第一枪头连通，进气通道与第二枪头连通；清洁用水供给装置包括高压水泵、清洁用水存储罐和进水管，清洁用水供给装置向进水通道及第一枪头输送高压清洁用水；清洁用气供给装置包括高压气泵，清洁用气供给装置向进气通道及第二枪头输送气体；切换机构用于切换进水通道或进气通道的开闭，以及切换清洁用水供给装置和清洁用气供给装置的启动或关闭。

6、本发明的另一优势在于手持式装置中可以采用双通路设置和双枪头设置，能够避免清洁用水或清洁用气的混淆，通过与控制装置的结合使用，能够独立控制每一通路的操作，逻辑简单可靠。

7、另外，本发明的家畜外阴清洁装置中，枪头包括中空管体，中空管体后连接中空的枪体部分，中空的枪体部分包括进气通道和进水通道，切换机构包括翻转式闸门；进水通道和进气通道的前端由翻转式闸门封闭或开启，被开启的进水通道或进气通道为枪头中空管体输送清洁用水或清洁用气，中空枪体对应于翻转式闸门的区段内轮廓为圆筒形，进水通道和进气通道的前端截面轮廓各为半圆形，彼此由中隔板分隔开；其中，

8、翻转式闸门包括转轴，转轴位于中隔板的前端，转轴两端从枪体外壁伸出，连接至翻转电机，由翻转电机带动翻转式闸门的转轴旋转；

9、翻转式闸门还包括彼此垂直的进水通道闸门和进气通道闸门，进水通道闸门和进气通道闸门的根部均固定在转轴上，进水通道闸门和进气通道闸门为半圆板形，半圆外缘与中空枪体的圆筒内壁匹配，用于分别封闭进水通道和进气通道；当进水通道闸门封闭进水通道时，进气通道闸门开启进气通道；当进气通道闸门封闭进气通道时，进水通道闸门开启进水通道。

10、本发明的另一技术效果在于采用了双通路、单枪头设计，这种情况下通过操作扳机和切换机构的联合作用，分时段连通双通道与枪头；这种设计下，两路通路之间并不会发生干涉，避免了喷洒清洁用水时高压气流同时大量喷出，造成了操作困难的问题。

11、本发明中，采用了联动的进水通道闸门和进气通道闸门结构，进水通道闸门和进气通道闸门彼此垂直设置，当进水通道闸门封闭进水通道时，进气通道闸门开启进气通道；当进气通道闸门封闭进气通道时，进水通道闸门开启进水通道，逻辑可靠，控制容易。

12、另外，本发明的家畜外阴清洁装置中，进水通道闸门和进气通道闸门还具有闸门闭锁装置，闸门闭锁装置分别位于进水通道闸门或进气通道闸门关闭进水通道或进气通道时，进水通道闸门或进气通道闸门的外侧；闸门闭锁装置包括沿着半圆周形相邻分布的多个球状体，中空枪体的内壁上与闸门闭锁装置对应的位置具有圆环形槽，圆环形槽内部具有多个弹性体，每个弹性体的一端连接圆环形槽底部，另一端抵接至一个球状体；当弹性体伸展时，对应球状体中的部分外表面从圆环形槽中露出，当弹性体压缩时，对应球状体的整体嵌入圆环形槽中。

13、为了更有效的封闭进水通道闸门或进气通道闸门，本发明中还分别采用了闸门闭锁装置，闸门闭锁装置采用球状体、弹性体和沟槽设计，由于球状体能够滚动，因此在进水通道闸门或进气通道闸门闭合过程中，能够减少进水通道闸门或进气通道闸门的磨损，提高家畜外阴清洁装置的使用寿命。球状体中的部分外表面从圆环形槽中露出时，可设计圆环形槽的开口宽度不足以达到球状体的全部直径，这样能够避免球状体从圆环形槽中脱出。

14、另外，本发明的家畜外阴清洁装置中，切换机构还包括第二阀门，第二阀门位于进气通道前端，第二阀门包括第二转轴，第二阀门为半圆形，半圆外缘与中空枪体的圆筒内壁匹配；第二转轴位于中隔板一侧，相邻于翻转式闸门转轴处于后侧方；第二转轴的两端从枪体外壁伸出，连接至翻转电机，由翻转电机带动第二闸门的转轴旋转；第二转轴和翻转式闸门转轴均通过齿轮与翻转电机转轴的齿轮啮合，且第二转轴和翻转式闸门转轴的齿轮并排设置，通过离合机构选择翻转电机转轴的齿轮与第二转轴的齿轮或翻转式闸门转轴的齿轮啮合，翻转电机为双向旋转的步进电机；

15、操作扳机位于第一位置时，翻转电机转轴的齿轮与第二转轴的齿轮相啮合，第二阀门闭合进气通道、翻转式闸门的进水通道阀门闭合进水通道；

16、操作扳机由第一位置移动至第二位置时，翻转电机驱动第二阀门旋转，开启进气通道，进水通道仍由进水通道阀门保持闭合，当进气通道开启后，翻转电机转轴的齿轮切换至与翻转式闸门转轴的齿轮啮合；

17、操作扳机由第二位置移动至第三位置时，翻转电机转向切换，驱动翻转式阀门旋转，翻转式阀门同步推动第二阀门旋转，开启进水通道，进气通道由进气通道阀门和第二阀门闭合，当进水通道开启后；翻转电机转轴的齿轮切换至与第二阀门转轴的齿轮啮合；

18、操作扳机由第三位置回到第二位置时，翻转电机转向切换，驱动第二阀门旋转，使得第二阀门打开进气通道，第二阀门同步推动翻转式闸门开启进气通道、闭合进水通道；

19、操作扳机由第二位置回到第一位置时，翻转电机转向切换，驱动第二阀门闭合进气通道。

20、本发明的重要有益效果在于采用了双闸门结构，其中之一是前述的翻转式闸门，而同时在其相邻位置设置了第二闸门，第二闸门为平板结构。翻转式闸门和第二闸门紧邻设计，这样在一些操作过程中，一个闸门的翻转能推动另一闸门的翻转，（如上述操作扳机由第二位置移动至第三位置时翻转式阀门能同步推动第二阀门旋转；以及操作扳机由第三位置回到第二位置时第二阀门能同步推动翻转式闸门旋转）因此形成联动的效果，节约了双通道切换的操作时序，提高了效率。

21、本发明的有益效果之一在于采用了双向旋转的步进电机作为翻转电机，翻转电机根据离合结构选择与第二转轴的齿轮或翻转式闸门转轴的齿轮啮合，因此降低了装置的成本，也减轻了手持装置的重量，便于操作人员的操作。操作人员只需将操作扳机由第一位置→第二位置→第三位置→第二位置→第一位置来回扳动即可，无需复杂的切换流程，因此能够节约人力资源，提高劳动效率。

22、本发明的有益效果之一在于将操作扳机由第一位置→第二位置→第三位置→第二位置→第一位置来回扳动过程中，由于第二位置对应于利用高压气泵喷出气流，而第三位置对应于利用高压水泵喷洒高压清洁用水，而为了从第一位置达到第三位置，必然会先经过第二位置，为了从第三位置回到第一位置，这样相当于操作流程中，在喷洒清洁用水之前或之后都强制性利用高压气泵对枪头或喷嘴进行吹气，这样一是喷洒高压清洁用水后能将枪头或枪体内的残留清洁用水吹出，避免高压清洁用水驻留在枪头或枪体内，造成污染会设备损坏，而是在向家畜外阴部喷洒高压清洁用水之前，能够强制将枪头或枪体内的液体或粉尘、杂物吹走，避免造成家畜的外部感染。

23、另外，本发明的家畜外阴清洁装置中，清洁用气供给装置包括高压气泵，高压气泵连接至枪体下方，与进气通道连通，高压气泵下方具有进气滤网；高压气泵开关由操作扳机驱动，当操作扳机位于第二位置时，高压气泵启动，为进气通道输送气体；清洁用水供给装置包括连接至进水通道的高压水泵、清洁用水存储罐和进水管，进水管通过枪体后部的进水口连接至进水通道，当操作扳机位于第三位置时，高压水泵启动，为进水通道输送高压清洁用水。

24、由于气泵无需外部补充气源，因此高压气泵可以直接设置在家畜外阴清洁装置一体，而清洁用水供给装置需要利用清洁用水存储罐，所以并不设置在家畜外阴清洁装置一体，而是通过进水管相连，为了便于搬运，可以设置推车放置清洁用水存储罐和高压水泵等，为清洁大批量家畜外阴操作提供充足的清洁用水。

25、另外，本发明的家畜外阴清洁装置中，翻转式阀门的进水通道闸门和进气通道闸门的圆弧形外缘的厚度方向具有渐缩形结构，进水通道闸门朝向进水通道的方向具有较小的外圆周，进水通道闸门远离进水通道的方向具有较大的外圆周；进气通道闸门朝向进气通道的方向具有较小的外圆周，进气通道闸门远离进气通道的方向具有较大的外圆周；且中空枪体与进水通道闸门或进气通道闸门匹配的圆筒内壁上，具有与进水通道闸门和进气通道闸门的渐缩形结构相匹配的环形斜面台阶。

26、本发明的有益效果之一在于，翻转式阀门的进水通道闸门和进气通道闸门的圆弧形外缘的厚度方向具有渐缩形结构，而中空枪体与进水通道闸门或进气通道闸门匹配的圆筒内壁上，具有与进水通道闸门和进气通道闸门的渐缩形结构相匹配的环形斜面台阶；这种彼此配合的环形斜面结果能够明显提高密封性；而且当进水通道闸门和进气通道闸门分别对进水通道和进气通道进行关闭时，进水通道闸门和进气通道闸门的渐缩形结构——即环形斜面的外周缘对于闸门闭锁装置的弹性体和球状体是逐步压缩的，压缩程度随着闭合程度而加深，这样可以避免进水通道闸门和进气通道闸门对于闸门闭锁装置的球状体形成冲击，减少了球状体或进水通道闸门和进气通道闸门的磨损；另外，当进水通道闸门和进气通道闸门分别对进水通道和进气通道进行完全关闭后，其最大的外圆周也越过了球状体，球状体由弹性体向圆环形槽外顶出，由于此时球状体抵靠最大圆周，这样具有最强的锁紧效果。当需要开启进水通道闸门和进气通道闸门时，可以采用电磁力将球状体吸入圆环形槽，也能避免球状体与进水通道闸门和进气通道闸门的冲击。

27、另外，本发明的家畜外阴清洁装置中，中空管体前端具有膨大的中空腔，中空腔前端为枪头开口，中空腔中具有多孔筛，用于将进水通道输入的高压水流形成水雾喷出。

28、通过这种中空腔的作用，能够去除清洁用水中的杂质，并形成水雾喷出，避免对于家畜的强力喷洒清洁用水造成应激反应。

29、另外，本发明的家畜外阴清洁装置中还包括控制单元，控制单元连接至清洁用水供给装置、清洁用气供给装置、操作扳机和切换机构，用于根据操作扳机接收的指令，选择清洁用水供给装置或清洁用气供给装置工作，以及控制清洁用水供给装置或清洁用气供给装置输送高压清洁用水或高压气体的流量与时间。

30、通过设置控制单元，本发明的家畜外阴清洁装置，可以实现更加灵活的控制流程，例如高压水泵和高压气泵的压力和流量、定时喷水或喷气、对于辅助装置的同步操作、清洁用水存量的预警等。

31、本发明中还包括一种家畜外阴清洁方法，该方法包括以下步骤：

32、a、操作扳机位于第一位置时，翻转电机转轴的齿轮与第二转轴的齿轮相啮合，第二阀门闭合进气通道、翻转式闸门闭合进水通道；

33、b、根据操作扳机由第一位置移动至第二位置时，翻转电机驱动第二阀门旋转，开启进气通道，进水通道仍由翻转式闸门保持闭合；当进气通道开启后，高压气泵向进气通道输送高压气体，翻转电机转轴的齿轮切换至与翻转式闸门转轴的齿轮啮合；

34、c、根据移动操作扳机由第二位置移动至第三位置时，控制翻转电机转向切换，驱动翻转式阀门旋转，翻转式阀门同步推动第二阀门旋转，开启进水通道，进气通道由翻转式闸门和第二阀门闭合，关闭高压气泵；当进水通道开启后，高压水泵通过进水管向进水通道输送高压清洁用水；翻转电机转轴的齿轮切换至与第二阀门转轴的齿轮啮合；

35、d、根据操作扳机由第三位置回到第二位置时，控制翻转电机转向切换，驱动第二阀门旋转，使得第二阀门打开进气通道，第二阀门同步推动翻转式闸门开启进气通道、关闭闭合进水通道，关闭高压水泵；当进气通道开启后，开启高压气泵；

36、e、根据操作扳机由第二位置回到第一位置时，翻转电机转向切换，驱动第二阀门闭合进气通道，关闭高压气泵。

37、综上所述，本发明的技术效果在于能够快速清洁家畜外阴部，清洁效果显著提升，可以利用高压气流吹掉水珠，并使外阴在一定程度上干燥，满足后续操作需求。避免了物料复用和接触，极大降低了感染风险。此清洁效果比现有技术中使用高锰酸钾消毒更好。同时高锰酸钾如清洁不彻底被带到家畜产道内，还容易出现难以受精的问题。而本发明的家畜外阴清洁装置及清洁方法则可以避免该问题。并且，本发明的家畜外阴清洁装置及清洁方法只需一人即可完成两人或以上的操作，操作过程中间无需消毒时间间隔，极大地节省了人力和时间。