CN112005960B - 一种自动化孕期母鼠养殖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动化孕期母鼠养殖的方法，包括在每个笼具上设置RFID、AGV搬运机器人将对应笼具从货架上取下，运往换鼠工作台、及时处理发生母鼠死亡的笼具、对母鼠的妊娠状况进行监测、若有小鼠出生，则RFID读写器重置笼具上的RFID存储信息、通过生殖处理通道将笼具运往小鼠的性别识别和分拣的工作间。本发明的母鼠养殖方法应用于实验动物养殖单位在屏障环境下规模化、自动化养殖大小鼠的生产活动中，满足科研院所、高校、医院、制药厂等客户群体对实验大小鼠的质量要求。本发明将图像处理以及自动换笼等技术应用于孕期母鼠的自动化养殖过程中，降低了人工养殖过程中的干扰因素，减少了外界对实验鼠养殖的刺激，能够培育出品质更加优良的实验幼鼠。
Description
技术领域
本发明属于实验动物养殖的技术领域，具体涉及一种自动化孕期母鼠养殖的方法。
背景技术
大小鼠是重要的实验动物，对提高人类生活质量、发展生物医学技术、促进社会经济发展等方面均起到极其重要的作用。现代医学科研所用的大小鼠必须饲养在安适、无应激和受控的屏障环境中。目前的大小鼠养殖单位仍然采用人工方式进行饲养，养殖设施的自动化程度不高，饲养人员频繁进出鼠舍投食喂水、打扫笼具、观察老鼠生命特征等活动极易使养殖的大小鼠受到外部环境的干扰。在大小鼠易受干扰的基础上，得到更高质量的实验小白鼠无疑更加困难，这也让人看到了市场对这方面的需求。
目前，孕期实验母鼠的饲养主要还是依靠人工方式。除了大小鼠养殖中的投食喂水、定期换笼等常规养殖活动外，孕期母鼠的饲养还要定期监测母鼠的妊娠状况、分娩状况等，极大地加大了饲养人员的劳动强度。另一方面，饲养人员频繁的喂食、监测活动也会加重外界环境对孕期母鼠的干扰刺激，降低了母鼠的品质，还有可能对子代小鼠产生不利影响。自动化孕期母鼠养殖方法能够最大限度地降低外界因素对母鼠及其子代小鼠的影响，对培育品质更加优良的实验大小鼠具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明所要解决的技术问题在于提出一种自动化孕期母鼠养殖的方法，本发明将图像处理以及自动换笼等技术应用于孕期母鼠的自动化养殖过程中，降低了人工养殖过程中的干扰因素，极大地减少了外界对实验鼠养殖的刺激，能够培育出品质更加优良的实验幼鼠。
为了解决上述技术问题，本发明可以通过以下技术措施实现：一种自动化孕期母鼠养殖的方法，包括笼架、笼架上放置饲养妊娠期母鼠的笼具、AGV搬运机器人、换鼠工作台、故障通道和控制室，其方法包括以下步骤：
1)在每个笼具上设置RFID，RFID内存储有笼具编号以及笼具所处的笼架位置和笼具刚放上笼架的初始时间等信息；
2)RFID计数时间到达一周时，AGV搬运机器人将对应笼具从货架上取下，运往换鼠工作台；
3)在运往换鼠工作台过程中，通过AGV搬运机器人上的红外线感应设备判定母鼠存活状态，如若存活，则将母鼠运往换鼠工作台进行换鼠操作，反之，则将母鼠运往故障通道进行人工处理；
4)每层货架对应着一个摄像机以及RFID读写器，通过放置笼具的往返运动，对母鼠的妊娠状况进行监测，摄像机将图像传输到控制室，通过控制室内的计算机以及管理人员的观察判断母鼠是否分娩；
5)如有小鼠出生，RFID读写器将重置笼具上的RFID存储信息，将初始时间清零，当小鼠出生6天后，控制室向AGV搬运机器人发出指令，将对应笼具运到换鼠工作台进行换鼠操作，随后通过RFID读写器改动对应笼具上的RFID上的计数时间，使其一周后再次进行换鼠操作；
6)当小鼠出生15天后，控制室向AGV搬运机器人发出指令，将已处于性成熟期的小鼠连同其笼具从笼架上搬运下来，并通过生殖处理通道将笼具运往小鼠的性别识别和分拣的工作间，进行下一步操作。
可选的，所述步骤6)中的性别识别和分拣的工作间包括：
驱赶平台，用于将所述驱赶平台上笼具中的大小鼠赶出；
实验鼠分类滑道，与所述驱赶平台连接，用于将大小鼠向下滑动并分离成独立的个体；
线阵工业相机，位于所述实验鼠分类滑道的下方，用于拍摄大小鼠腹部图像，并调用图像处理算法计算大小鼠生殖器与肛门之间的距离并辨别出大小鼠的性别与体型大小；
实验鼠管道，与所述实验鼠分类滑道相连，用于将不同性别与体型大小的实验鼠送入到实验鼠分拣区域。
进一步的，所述实验鼠分类滑道的末端设置有多个通道，每个通道仅能容纳一只大小鼠大小通过，在实验鼠处在通道内期间，所述线阵工业相机工作，并调用图像处理算法测出大小鼠生殖器与肛门之间的距离；
所述实验鼠管道与所述实验鼠分类滑道的连接处设有转动机构，用于带动实验鼠管道运动并与对应的通道对接。
可选的，所述步骤3)中的换鼠工作台包括安装在工作台的前后侧且对称设置的对接分离装置、位于工作台的左右侧的第一机械手臂；所述工作台的上方还设有第二机械手臂，所述第二机械手臂上具有电磁铁，用于在上下方向上移动新笼具和旧笼具的笼门；
所述工作台的上方设有用于给新笼具放食供水的投料震动电机与喂水电机，所述投料震动电机与喂水电机上方分别放置有料箱与水箱。
进一步的，所述笼具包括由笼具侧壁、笼具后壁和笼具下壁组成的笼具本体，所述笼具本体的前侧设有笼门；所述笼具本体内设有沿所述笼具后壁朝笼门的方向移动的网格挡板，所述网格挡板将笼具本体的内部分成大小鼠生活区和食物供给区；所述笼具下壁为由上板和下板组成的分离式叠合板，且下板固定，所述上板的一侧底部通过旋转轴与所述笼具侧壁转动连接。
可选的，所述网格挡板上安装两个滑轮和两个滑动块，其中两个滑轮安装在所述网格挡板的两侧上方，两个滑动块安装在所述网格挡板的两侧下方；所述笼具本体的顶部两侧设有供所述滑轮滑动的上滑轮轨道，上滑轮轨道通过螺丝固定到笼具侧壁上；所述上板上安装有供所述滑动块移动的下轨道。
实施本发明的自动化孕期母鼠养殖的方法具有如下有益效果：本发明的自动化孕期母鼠养殖的方法利用红外线热感技术自动识别出已死亡的母鼠，并及时通知饲养人员对其进行快速处理，可自动化更换母鼠养殖笼具，利用AGV搬运机器人将需要更换的笼具在换鼠工作台上进行更换；换鼠工作台具有将两笼具对接以及配合设计笼具完成腾笼换鼠操作的功能，可自动定量投放食料与水，并将新替换的笼具返回货架；本发明将图像处理以及自动换笼等技术应用于孕期母鼠的自动化养殖过程中，降低了人工养殖过程中的干扰因素，极大地减少了外界对实验鼠养殖的刺激，能够培育出品质更加优良的实验幼鼠。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的方法中所使用的自动化孕期母鼠养殖系统的立体示意图；
图2是图1的正视图；
图3是图1的左视图；
图4是图1的俯视图；
图5是本发明的性别识别和分拣的工作间的结构示意图；
图6是本发明的换鼠工作台的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。为使本发明更加容易理解，下面将进一步阐述本发明的具体实施例。
如图1-6所示，本发明的自动化孕期母鼠养殖的方法，包括货架5、货架5内放置有养有孕期中的母鼠的笼具2、AGV搬运机器人4、换鼠工作台6、故障通道8、生殖处理通道9和控制室10，所述AGV搬运机器人4上设有用于判定母鼠存活状态的红外线感应设备，其方法包括以下步骤：
1)在每个笼具上设置RFID，RFID内存储有笼具编号以及笼具所处的笼架位置和笼具刚放上笼架的初始时间等信息；
2)RFID计数时间到达一周时，AGV搬运机器人将对应笼具从货架上取下，运往换鼠工作台；
3)在运往换鼠工作台过程中，通过AGV搬运机器人上的红外线感应设备判定母鼠存活状态，如若存活，则将母鼠运往换鼠工作台进行换鼠操作，反之，则将母鼠运往故障通道进行人工处理；
4)每层货架对应着一个摄像机以及RFID读写器，通过放置笼具的往返运动，对母鼠的妊娠状况进行监测，摄像机将图像传输到控制室，通过控制室内的计算机以及管理人员的观察判断母鼠是否分娩；
5)如有小鼠出生，RFID读写器将重置笼具上的RFID存储信息，将初始时间清零，当小鼠出生6天后，控制室向AGV搬运机器人发出指令，将对应笼具运到换鼠工作台进行换鼠操作，随后通过RFID读写器改动对应笼具上的RFID上的计数时间，使其一周后再次进行换鼠操作；
6)当小鼠出生15天后，控制室向AGV搬运机器人发出指令，将已处于性成熟期的小鼠连同其笼具从笼架上搬运下来，并通过生殖处理通道将笼具运往小鼠的性别识别和分拣的工作间，进行下一步操作。
以上各个过程均在无菌的屏障室内环境下进行。
本发明的步骤6)中的性别识别和分拣的工作间包括采用特殊材料制成的实验鼠分类滑道111、线阵工业相机12、线阵光源13、实验鼠管道14、实验鼠分拣区域15、AGV搬运机器人16、驱赶平台17、转动机构18，AGV搬运机器人16将养有大小鼠的笼具运送到所述驱赶平台17上。驱赶平台17用于将驱赶平台17上笼具中的大小鼠赶出，所述实验鼠分类滑道11与所述驱赶平台17连接，用于将大小鼠向下滑动并分离成独立的个体。所述线阵工业相机12位于所述实验鼠分类滑道11的下方，用于测出大小鼠的生殖器与肛门之间的距离并辨别出大小鼠的性别与大小。所述实验鼠管道14与所述实验鼠分类滑道11相连，用于将不同性别与大小的大小鼠送入到实验鼠分拣区域15。所述实验鼠分类滑道11的末端设置有多个通道，每个通道仅能容纳一只大小鼠大小通过，在实验鼠处在通道内期间，所述线阵工业相机12工作，测出大小鼠生殖器与肛门之间的距离。所述实验鼠管道14与所述实验鼠分类滑道11的连接处设有转动机构18，用于带动实验鼠管道14运动并与对应的通道对接。所述通道的下方设有与所述线阵工业相机配合使用的线阵光源13。
将有存活的大小鼠的笼具运送到驱赶平台17上进行机械化的自动驱赶，将大小鼠成功驱赶出笼具后，AGV搬运机器人16将空笼具搬下驱赶平台17，实验鼠离开笼具后立刻进入特殊材料制成的实验鼠分类滑道11，实验鼠分类滑道11为透明材质。实验鼠在制成的实验鼠分类滑道11中只能向下滑动，由于材料和滑道角度的原因，实验鼠无法向上反方向爬行，考虑到实验鼠在驱赶过程中可能抱团在一起的情况，实验鼠经过一段时间的滑行后，抱团的实验鼠分离成独立的个体，在实验鼠分类滑道11的末端，设置有多个通道，通道仅能容纳一只大小鼠大小的宽度，在实验鼠处在通道内期间，线阵工业相机12工作，测出大小鼠生殖器与肛门之间的距离，将数据实时反映给下一步工序，实验鼠管道14之间通过刚性材料相连接，每个管道通过刚性材料与转动机构18相连接，辨别出实验鼠的性别与大小后，转动机构18带动管道14运动，实验鼠通过性别与大小所对应的管道14进入实验鼠分拣区域15，小公鼠进入小公鼠的管道14，小母鼠进入小母鼠的管道14，大母鼠个体则进入大母鼠所对应的管道14。至此，实验鼠的自动化分拣和识别过程结束。
本发明的笼具2包括由笼具侧壁、笼具后壁和笼具下壁组成的笼具本体，所述笼具本体的前侧设有笼门；所述笼具本体内设有沿所述笼具后壁朝笼门的方向移动的网格挡板，所述网格挡板将笼具本体的内部分成大小鼠生活区和食物供给区，所述笼具下壁为由上板和下板组成的分离式叠合板，且下板固定，所述上板的一侧底部通过旋转轴与所述笼具侧壁转动连接。所述网格挡板上安装两个滑轮和两个滑动块，其中两个滑轮安装在所述网格挡板的两侧上方，两个滑动块安装在所述网格挡板的两侧下方；所述笼具本体的顶部两侧设有供所述滑轮滑动的上滑轮轨道，上滑轮轨道通过螺丝固定到笼具侧壁上；所述上板上安装有供所述滑动块移动的下轨道。采用网格挡板将笼具的内部分成大小鼠生活区和食物供给区，网格挡板上的滑轮和滑动块分别通过上滑轮轨道和下轨道使网格挡板沿所述笼具后壁朝笼门的方向在笼具内移动，可将旧笼具里的大小鼠驱赶或推动至新笼具中。
本发明的换鼠工作台6上有将笼具进行对接分离，并配合笼具完成换鼠步骤的功能，有两种不同功能的机械手配合笼具完成换鼠流程，具体地，换鼠工作台6包括安装在工作台的前后侧且对称设置的对接分离装置61、位于工作台的左右侧的第一机械手臂62，所述工作台的上方还设有第二机械手臂63，所述第二机械手臂63上具有电磁铁，用于在上下方向上移动新笼具和旧笼具的笼门，所述工作台的上方设有用于给新笼具放食供水的投料震动电机与喂水电机，所述投料震动电机与喂水电机上方分别放置有料箱与水箱。所述料箱与水箱上分别放置有加料电机与加水电机。采用第一机械手臂62将通电后的电磁铁缓慢移动，利用磁力将旧笼具中的网格挡板缓慢推进，在外部带动网格挡板沿笼具后壁朝笼门的方向缓慢移动，将旧笼具里的老鼠驱赶或推动至新笼具中，并通过加料电机与加水电机、投料震动电机与喂水电机给新笼具放食供水，另外通过对接分离装置完成新旧笼具的换笼操作，在换笼时，同时进行添加食水的工作。
本发明的自动化孕期母鼠养殖的方法利用红外线热感技术自动识别出已死亡的母鼠，并及时通知饲养人员对其进行快速处理，可自动化更换母鼠养殖笼具，利用AGV搬运机器人将需要更换的笼具在换鼠工作台上进行更换；换鼠工作台具有将两笼具对接以及配合设计笼具完成腾笼换鼠操作的功能，可自动定量投放食料与水，并将新替换的笼具返回货架；本发明将图像处理以及自动换笼等技术应用于孕期母鼠的自动化养殖过程中，降低了人工养殖过程中的干扰因素，极大地减少了外界对实验鼠养殖的刺激，能够培育出品质更加优良的实验幼鼠。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (4)
1.一种自动化孕期母鼠养殖的方法，其特征在于，包括笼架、笼架上放置饲养妊娠期母鼠的笼具、AGV搬运机器人、换鼠工作台、故障通道和控制室，其方法包括以下步骤：
1)在每个笼具上设置RFID，RFID内存储有笼具编号以及笼具所处的笼架位置和笼具刚放上笼架的初始时间；
2)RFID计数时间到达一周时，AGV搬运机器人将对应笼具从货架上取下，运往换鼠工作台；
3)在运往换鼠工作台过程中，通过AGV搬运机器人上的红外线感应设备判定母鼠存活状态，如若存活，则将母鼠运往换鼠工作台进行换鼠操作，反之，则将母鼠运往故障通道进行人工处理；
4)每层货架对应着一个摄像机以及RFID读写器，通过放置笼具的往返运动，对母鼠的妊娠状况进行监测，摄像机将图像传输到控制室，通过控制室内的计算机以及管理人员的观察判断母鼠是否分娩；
5)如有小鼠出生，RFID读写器将重置笼具上的RFID存储信息，将初始时间清零，当小鼠出生6天后，控制室向AGV搬运机器人发出指令，将对应笼具运到换鼠工作台进行换鼠操作，随后通过RFID读写器改动对应笼具上的RFID上的计数时间，使其一周后再次进行换鼠操作；
6)当小鼠出生15天后，控制室向AGV搬运机器人发出指令，将已处于性成熟期的小鼠连同其笼具从笼架上搬运下来，并通过生殖处理通道将笼具运往小鼠的性别识别和分拣的工作间，进行下一步操作；
所述步骤6)中的性别识别和分拣的工作间包括：
驱赶平台，用于将所述驱赶平台上笼具中的大鼠和小鼠赶出；
实验鼠分类滑道，与所述驱赶平台连接，用于将大鼠和小鼠向下滑动并分离成独立的个体；
线阵工业相机，位于所述实验鼠分类滑道的下方，用于拍摄大鼠和小鼠腹部图像，通过图像处理算法计算出大鼠和小鼠生殖器与肛门之间的距离并据此辨别出大鼠和小鼠的性别与体型大小；
实验鼠管道，与所述实验鼠分类滑道相连，用于将不同性别与体型大小的实验鼠送入到实验鼠分拣区域；
所述实验鼠分类滑道的末端设置有多个通道，每个通道仅能容纳一只大鼠或小鼠大小通过，在实验鼠处在通道内期间，所述线阵工业相机工作，并调用图像处理算法测出大鼠和小鼠生殖器与肛门之间的距离；
所述实验鼠管道与所述实验鼠分类滑道的连接处设有转动机构，用于带动实验鼠管道运动并与对应的通道对接。
2.根据权利要求1所述的自动化孕期母鼠养殖的方法，其特征在于，所述步骤3)中的换鼠工作台包括安装在工作台的前后侧且对称设置的对接分离装置、位于工作台的左右侧的第一机械手臂；所述工作台的上方还设有第二机械手臂，所述第二机械手臂上具有电磁铁，用于在上下方向上移动新笼具和旧笼具的笼门；
所述工作台的上方设有用于给新笼具放食供水的投料震动电机与喂水电机，所述投料震动电机与喂水电机上方分别放置有料箱与水箱。
3.根据权利要求1所述的自动化孕期母鼠养殖的方法，其特征在于，所述笼具包括由笼具侧壁、笼具后壁和笼具下壁组成的笼具本体，所述笼具本体的前侧设有笼门；所述笼具本体内设有沿所述笼具后壁朝笼门的方向移动的网格挡板，所述网格挡板将笼具本体的内部分成大鼠和小鼠生活区和食物供给区；所述笼具下壁为由上板和下板组成的分离式叠合板，且下板固定，所述上板的一侧底部通过旋转轴与所述笼具侧壁转动连接。
4.根据权利要求3所述的自动化孕期母鼠养殖的方法，其特征在于，所述网格挡板上安装两个滑轮和两个滑动块，其中两个滑轮安装在所述网格挡板的两侧上方，两个滑动块安装在所述网格挡板的两侧下方；所述笼具本体的顶部两侧设有供所述滑轮滑动的上滑轮轨道，上滑轮轨道通过螺丝固定到笼具侧壁上；所述上板上安装有供所述滑动块移动的下轨道。
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