一种可用于猪只疫苗自动注射设备制造技术

本发明专利技术公开了一种可用于猪只疫苗自动注射设备，其特征在于：包括AI视觉感知模块、机械臂动作模块、注射枪模块、猪只捕捉固定模块、控制系统及基座；全自动注射动物疫苗的机器人分六个主要部分；机器人自行或者被移动到需要打针的产床或者保育栏，核对圈号无误后，打开圈门和捕获固定猪只模块对接形成循环通道。当猪圈被打开的时候，猪只们排队通过一条狭窄的通道，这个通道的宽度只可以通过一个猪只。本发明专利技术在此提供一种可用于猪只疫苗自动注射设备，旨在能够实现猪只疫苗的自动注射，从而保证猪只注射时的安全卫生和可靠。由于人工智能、机械、材料等学科日新月异地进步，利用人工智能等新技术实现自动注射变为可行。

An automatic injection equipment for swine vaccine

【技术实现步骤摘要】
一种可用于猪只疫苗自动注射设备
本专利技术涉及猪只疫苗注射相关领域，具体来讲是一种可用于猪只疫苗自动注射设备。
技术介绍
在生猪养殖环节，由于疾病肆掠，初生乳猪直到断奶到保育阶段，要注射数种数拾针疫苗，以求获得免疫力，提高存活率。有的规模猪场还需要打补血针等其它保健药。由于规模猪场母猪群数量庞大，按照生产规程，每天有上千只猪只出生，有上千只猪只需要注射。考虑到疫苗抗体占位干扰的问题，实际打针数量更加庞大。技术人员需要提前对需要注射的猪群进行编号，配置针剂，器械消毒，最后才是追逐抓捕猪只，消毒注射，记录等繁琐工作。整个环节工作量大，劳动强度大，往往导致注射不规范，漏打误打等失误，且几乎不可能做到一头一针的完美防疫，导致免疫效果下降，甚至出现额外感染等等恶果。
技术实现思路
因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种可用于猪只疫苗自动注射设备，旨在能够实现猪只疫苗的自动注射，从而保证猪只注射时的安全卫生和可靠。由于人工智能、机械、材料等学科日新月异地进步，利用人工智能等新技术实现自动注射变为可行。本专利技术是这样实现的，构造一种可用于猪只疫苗自动注射设备，其特征在于：包括AI视觉感知模块、机械臂动作模块、注射枪模块、猪只捕捉固定模块、控制系统及基座；全自动注射动物疫苗的机器人分六个主要部分；机器人自行或者被移动到需要打针的产床或者保育栏，核对圈号无误后，打开圈门和捕获固定猪只模块对接形成循环通道。当猪圈被打开的时候，猪只们排队通过一条狭窄的通道，这个通道的宽度只可以通过一个猪只；其中，AI视觉感知模块、机械臂动作模块、注射枪模块依次动作，完成注射工作；基座除了固定上述各模块之外，主要是形成一个狭窄通道，使得猪只仔从通道中通过，在通过的时候，AI感知模块感知到猪只的位置和脖子的位置坐标，在经过打针区的时候猪只被夹住并固定住，然后脖子被喷上消毒药水，套筒击打脖子使得肌肉收缩后注射针扎入，注射泵注射指定药量的药水，然后收针并使得针头脱落，固定猪只的装置收回，猪只继续前行，然后新的针头到位准备注射新的猪只。根据本专利技术所述一种可用于猪只疫苗自动注射设备，其特征在于：所述的AI视觉感知模块为相距一定距离的双工业相机构成的机器眼，通过USB3.0连接工业电脑，运行实现对猪只图像捕捉及定位。而工控PC通过工业网线，与整个系统的控制器通讯；这个模块主要感知猪只在通道里面的位置，引导捕获固定猪只模块动作固定猪只；感知事先设定的注射部位如猪脖子的位置，引导注射模块的针头进行注射动作；最后引导固定模块释放已注射猪只，引导下一个活体进入。这个模块是通过双目摄像头连接工业计算机实现。人工智能软件，通过对猪只行走时的图像进行分析后，把猪只的位置坐标和注射部位实时通知整个自动化仪器的控制器。根据本专利技术所述一种可用于猪只疫苗自动注射设备，其特征在于：所述的机械臂动作模块包括安装板、支撑杆以及由三轴滚珠丝杆滑台构成的XYZ三方向机械手，通过步进电机驱动，将注射枪模块移动到指定位置，进行疫苗注射。步进电机由运动控制器控制运动及方向。机械臂是一个三轴XYZ方向的机械臂，它的功能是准确把注射模块整体移到相应注射部位，如猪脖子的位置。机械臂由三根滚珠丝杆构成，这三根丝杆构成三个XYZ的互相垂直的运动方向。丝杆由三相步进电机驱动，而控制步进电机方向和行程的，是一个四轴运动控制器。根据本专利技术所述一种可用于猪只疫苗自动注射设备，其特征在于：所述注射枪模块具有注射器、套筒、双向电磁铁、单向电磁铁、注射针挡铁、注射针头弹夹、步进电机，注射器外接注射泵、注射容器，以及相应管路；这个注射枪每注射一次，换一个消毒针头，保证了注射的安全卫生；注射器位于套筒内，套筒与单向电磁铁连接，注射器同时与双向电磁铁连接，套筒内还设有注射针挡铁；所述注射枪模块工作步骤如下：在机械臂定位移动锁定后，注射器末端喷出消毒液，首先对注射部位进行喷淋消毒；注射器被双向电磁铁驱动向前移动（双向电磁铁，有两个运动方向，向前和向后），插入到注射针头当中；供液泵微供液挤出注射针头内的空气；外部的注射套筒由单向电磁铁向前推动，击打到捕获通道内锁定猪只的猪脖子上，对注射部位卡位保护，防止意外滑位、跳针，也是防止猪只肌肉紧张，卡住针头；套筒内的注射针由于套筒向前移动，带动打开注射针挡铁，有了可动作区间，注射筒在双向电磁铁的驱动下推动注射针头扎入注射部位，注射深度由针头长度确定；然后供液泵快速启动，注入设定容量的注射液；注射完毕后，套筒在单向电磁铁断电后退回，针头和注射筒在双向电磁铁作用下向后运动；针头由于挡铁阻挡（套筒退回后挡铁也回来了），也从注射筒上脱出掉入下面的收集盘中；最后注射针头弹夹中的针头在重力作用下，落入弹盘的针头槽位，弹盘转过一格，下一次注射用新针头就位。根据本专利技术所述一种可用于猪只疫苗自动注射设备，其特征在于：所述的猪只捕捉固定模块包括用于夹住身体的夹板、电动推杆、步进电机A、限制鼻子的双闸门和步进电机B构成，夹板表面敷有柔性硅胶，通过固定支架设置在基座上猪只行走通道两边，实现猪只的捕捉和固定作用，然后可以进行疫苗注射；电动推杆、步进电机A和步进电机B设置在固定支架上，步进电机A带动夹板转动，步进电机B带动双闸门动作，电动推杆与限位推板连接；由固定支架、夹板和双闸门形成限位装置；整个模块可以换位换方向操作，通道双方向适用，猪只左进右出或者右进左出，满足不同圈舍结构和左右不同注射部位的需求；猪只在狭窄通道行走到注射工位，两块夹板从两侧伸出轻微夹住猪只；限位推板下压限制猪头的活动范围。打针动作完成后，夹板和双闸门自动收回，释放猪只前进，然后引导新的猪只进入工位。夹板动作由机器视觉和控制器控制，自适应方式。猪只进入通道后，逐步收紧，最后固定的时序是前后、左右。狭窄通道中有一个栅栏门在通道入口位置，是防止两只猪只一起首尾连接进入打针区域，在这个栅栏门的作用下，一次只能有一个猪只进入打针区。根据本专利技术所述所述一种可用于猪只疫苗自动注射设备，其特征在于：所述的控制系统由运动控制器SMC304硬件实现，通过获取猪只位置，控制相应动作机构，实现捕捉，固定，注射等功能能。控制模块主要控制机器人运动、工作参数输入、圈舍识别、注射工作动作及自动记录。它由运动控制器SMC304和自有知识产权软件构成，有HMI作为人机界面，用户在HMI上设置各种参数（比如每针注射量），并得到注射反馈和统计，以及报警功能(注射针头补充，消毒液补充，疫苗注射液补充报警)等。本专利技术具有如下优点：本专利技术涉及到猪只自动疫苗注射设备，特别是涉及一种自动给猪只注射疫苗的机器人设备，主体包括AI视觉感知模块、机械臂动作模块、注射枪模块、猪只捕捉固定模块、控制系统及基座。其方框图如附图所示，这六部分将一起封装在整个设备中。所述AI视觉感知模块，主要由两个工业相机组成的机械眼连接到工业电脑，工业电脑运行猪只识别及定位注射坐标的软件；所述机械臂动作模块，主要由三轴滚珠丝杆滑台构成的XYZ三方向运动装置；所述注射枪模块，是由注射枪和注射泵构成的电控注射动作机构，以及消毒药水和疫苗药水容器和管路，可以实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于猪只疫苗自动注射设备，其特征在于：包括AI视觉感知模块（100）、机械臂动作模块（200）、注射枪模块（300）、猪只捕捉固定模块（400）、控制系统及基座（500）；全自动注射动物疫苗的机器人分六个主要部分；机器人自行或者被移动到需要打针的产床或者保育栏，核对圈号无误后，打开圈门和捕获固定猪只模块对接形成循环通道；当猪圈被打开的时候，猪只们排队通过一条狭窄的通道，这个通道的宽度只可以通过一个猪只；/n其中，AI视觉感知模块、机械臂动作模块、注射枪模块依次动作，完成注射工作；基座除了固定上述各模块之外，主要是形成一个狭窄通道，使得猪只仔从通道中通过，在通过的时候，AI感知模块感知到猪只的位置和脖子的位置坐标，在经过打针区的时候猪只被夹住并固定住，然后脖子被喷上消毒药水；套筒击打脖子使得肌肉收缩后注射针扎入，注射泵注射指定药量的药水，然后收针并使得针头脱落，固定猪只的装置收回，猪只继续前行，然后新的针头到位准备注射新的猪只。/n

【技术特征摘要】
1.一种可用于猪只疫苗自动注射设备，其特征在于：包括AI视觉感知模块（100）、机械臂动作模块（200）、注射枪模块（300）、猪只捕捉固定模块（400）、控制系统及基座（500）；全自动注射动物疫苗的机器人分六个主要部分；机器人自行或者被移动到需要打针的产床或者保育栏，核对圈号无误后，打开圈门和捕获固定猪只模块对接形成循环通道；当猪圈被打开的时候，猪只们排队通过一条狭窄的通道，这个通道的宽度只可以通过一个猪只；
其中，AI视觉感知模块、机械臂动作模块、注射枪模块依次动作，完成注射工作；基座除了固定上述各模块之外，主要是形成一个狭窄通道，使得猪只仔从通道中通过，在通过的时候，AI感知模块感知到猪只的位置和脖子的位置坐标，在经过打针区的时候猪只被夹住并固定住，然后脖子被喷上消毒药水；套筒击打脖子使得肌肉收缩后注射针扎入，注射泵注射指定药量的药水，然后收针并使得针头脱落，固定猪只的装置收回，猪只继续前行，然后新的针头到位准备注射新的猪只。


2.根据权利要求1所述一种可用于猪只疫苗自动注射设备，其特征在于：所述的AI视觉感知模块（100）为相距一定距离的双工业相机构成的机器眼，通过USB3.0连接工业电脑，运行实现对猪只图像捕捉及定位；
而工控PC通过工业网线，与整个系统的控制器通讯；这个模块主要感知猪只在通道里面的位置，引导捕获固定猪只模块动作固定猪只；感知事先设定的注射部位如猪脖子的位置，引导注射模块的针头进行注射动作；最后引导固定模块释放已注射猪只，引导下一个活体进入；这个模块是通过双目摄像头连接工业计算机实现；人工智能软件，通过对猪只行走时的图像进行分析后，把猪只的位置坐标和注射部位实时通知整个自动化设备的控制器。


3.根据权利要求1所述一种可用于猪只疫苗自动注射设备，其特征在于：所述的机械臂动作模块（200）包括安装板（201）、支撑杆（202）以及由三轴滚珠丝杆滑台构成的XYZ三方向机械手（203），机械手（203）设置在支撑杆（202）上，支撑杆（202）的底部与安装板（201）固定；机械手（203）上安装注射枪模块（300），通过步进电机驱动，将注射枪模块（300）移动到指定位置，进行疫苗注射；步进电机由运动控制器控制运动及方向；机械臂是一个三轴XYZ方向的机械臂，它的功能是准确把注射模块整体移到相应注射部位，如猪脖子的位置；机械臂由三根滚珠丝杆构成，这三根丝杆构成三个XYZ的互相垂直的运动方向；丝杆由三相步进电机驱动，而控制步进电机方向和行程的，是系统的运动控制器。


4.根据权利要求1所述一种可用于猪只疫苗自动注射设备，其特征在于：所述注射枪模块（300）具有注射器（301）、套筒（302）、双向电磁铁（303）、单向电磁铁（304）、注射针挡铁（305）、注射针头弹夹（306）、步进电机（307），注射器（301）外接注射泵、注射容器，以及相应管路；这个注射枪每注射一次，换一个消毒针头，保证了注射的安全卫生；注射器（301）位于套筒（302）内，套筒（302）与单向电磁铁（304）连接，注射器（301）同时与双向电磁铁（303...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪懋琨，龙光禄，姜丽峰，张耀，
申请(专利权)人：四川七环猪种改良有限公司，深圳市契丹防务技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51