NL1012872C2

NL1012872C2 - Ligsensor voor dieren.

Info

Publication number: NL1012872C2
Application number: NL1012872A
Authority: NL
Inventors: Pieter Lieuwe Roosenschoon
Original assignee: Nedap Nv
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2001-02-23

Description

-1-

Ligsensor voor dieren

De uitvinding betreft een inrichting waarmee het 5 liggedrag d.w.z. de ligtijd van dieren (koeien e.d.) kan worden gemeten met het voornaamste doel de periode van bronst, die gekenmerkt wordt door minder liggen, betrouwbaar en automatisch vast te stellen en daarbinnen het meest optimale moment van inseminatie. Daarnaast is de uitvinding 10 ook bruikbaar voor het monitoren van het liggedrag bijvoorbeeld in relatie tot het welzijn van het dier.

Bij deze inrichting wordt gebruik gemaakt van een op speciale wijze gemonteerde rustgevoelige sensor, teneinde verminderde ligtijd, en/of gewijzigde ligfrequenties, ten 15 gevolge van bronst (of welzijn) significant waar te nemen.

Bronstdetectie inrichtingen gebaseerd op activiteit zijn bekend uit de octrooiliteratuur. Belangrijke octrooi-plaatsen zijn o.m. Rodrian, US 4,247,758 en Gettens et al US 4,618,861. Daarin wordt een aan het dier bevestigde activi-20 teitsdetector beschreven welke meestal is samengebouwd met een op zich bekende, radiografische identificatie inrichting, zoals bijvoorbeeld die volgens het Nederlandse octrooi nr. 176404 van aanvraagster. De in deze patenten beschreven activiteitsdetector bevat een bewegingssensor, welke het 25 aantal bewegingen (activiteit) van het dier telt, welk aantal tegelijk met de unieke identificatiecode van het dier draadloos wordt overgedragen aan een leesinrichting, die is aangebracht op een plaats waar het dier regelmatig langs komt, bijvoorbeeld aan de ingang van een melkstal, of melk-30 robot. Via de leesinrichting kan nu het aantal bewegingen per tijdseenheid ofwel het activiteitsniveau van elk afzonderlijk dier voortdurend worden bij gehouden in een boerderijmanagementcomputer. Een duidelijke verhoging van ,101 2 8 7 2 -2- het activiteitsniveau samenvallend met het na één of meerdere bronsten per dier vast te leggen bronsttijdvenster, wijst op het werkelijk optreden van de bronst.

Nu blijkt de gemeten activiteit ook sterk samen te 5 hangen met het welzijn en/of de (klauw)gezondheid van het dier. Namelijk in veel landen staan de dieren 's winters in een zogenaamde grupstal of ook wel aangebonden stal genoemd. Deze dieren zijn niet in staat te lopen, derhalve is er geen activiteitsmeting mogelijk. Ook komt het voor dat in lig-10 boxenstallen de roosters glad zijn of erg ongelijk liggen. Het gevolg hiervan is dat de dieren zeer voorzichtig lopen waardoor de activiteitmeter niet of nauwelijks in staat is om het activiteitsniveau vast te leggen. Ook wanneer een dier gevoelige/pijnlijke klauwen heeft als gevolg van klauw-15 /beenproblemen is het gemeten activiteitsniveau geen betrouwbare weergave. Daarnaast begint steeds meer het besef te ontstaan dat de ligfrequentie maar zeker de ligtijd veel informatie geeft over het welzijn en de algehele gezondheid van het dier.

20 Een ander nadeel van de huidige activiteitssensoren is het stroomverbruik. Hoe vaker de schakelaar schakelt hoe meer elektronische pulsjes er gaan lopen des te eerder is de als stroombron geplaatste batterij leeg. Ook ontstaat er als gevolg van het vele schakelen van de bewegingsschakelaar in 25 de huidige constructie slijtage aan de contacten. Daarnaast kan gesteld worden dat een activiteitdetector moet beschikken over een grote tellercapaciteit en qua constructie relatief complex is.

Het doel van de onderhavige uitvinding is nu onge-30 voelig te zijn voor genoemde praktische en technische problemen.

Aan de hand van de figuren 1 t/m 4 wordt de uitvinding beschreven en wordt tevens ingegaan op bijzondere details die geacht worden onderdeel van de vinding uit te 35 maken.

Figuur 1 toont een normale voor- of achterpoot (1) van een dier (2) met een daaraan middels een bevestigings- , ·'·; ·; - V i y -3- band (3) bevestigde ligsensor (4). Wanneer het dier (2) een liggende houding aanneemt, zal het onderste deel van de poot altijd een horizontale positie aannemen. In de ligsensor (4) zijn één of meer positieschakelaar(s) (5) geplaatst die de 5 horizontale positie detecteren.

Figuur 2a toont in meer detail een voorbeeld van een positieschakelaar (5) in zowel staande als liggende positie.

Als positieschakelaar kan gedacht worden aan diverse 10 schakelaaruitvoeringen zoals o.a. een kwikdruppelschakelaar of een kogelschakelaar. Maar ook andere uitvoeringen van positieschakelaars maken deel uit van onderhavig octrooi. Zoals in figuur 2b is aangegeven is/zijn de schakelaar(s) (6) onder een hoek (7) in de ligsensorbehuizing (8) 15 geplaatst. Zodra het dier zijn been in horizontale positie brengt, zal de kogel of kwikdruppel (9) zich als gevolg van de zwaartekracht naar beneden bewegen en zodoende contact maken tussen de 2 contactelektroden (10).

Doordat het mogelijk is dat de sensor zich rondom de 20 poot kan bewegen, is zoals in figuur 3 is aangegeven een set van 4 positieschakelaars (11 a,b,c,d) ontwikkeld zodat wanneer het been (z-as) zich in horizontale positie bevindt er altijd wel 1 positieschakelaar wordt gesloten en zodoende deze positie vastlegt. Alle schakelaars hebben een hoek 25 (+x,-x,+y,-y) ten opzichte van de z-as vergelijkbaar met hoek 7 in figuur 2. Hierdoor wordt de liggende houding betrouwbaar gedefinieerd, onafhankelijk van de zijde van de poot waar de sensor zich bevindt.

Nadeel van een kwikdruppelsensor is natuurlijk het 30 feit dat kwik schadelijk is voor het milieu. Daarom lijkt het beter kogelsensoren c.q. kogelschakelaars toe te passen. Het nadeel van kogelschakelaars is echter dat het aantal keren dat een dergelijke schakelaar betrouwbaar kan schakelen aan de krappe kant is in relatie tot de gewenste 35 levensduur van de ligsensor.

In de figuren 4a en 4b wordt een combinatie van een magneet met reedcontact (12) getoond. Deze magneetpositie- li - ' : ? -4- sensor bestaat uit een buisje (13) waarin een magneet (14) kan bewegen. Wanneer het been van het dier vanuit de stapo-sitie (figuur 4a) in horizontale ligpositie (figuur 4b) wordt gebracht/ zal de magneet zich naar beneden bewegen.

5 Als gevolg hiervan komt het magneetveld van de magneet in de buurt van een reedcontact (15) waardoor het de reedcontact zal sluiten en er derhalve een circuit gesloten wordt.

De ligsensor wordt zoals genoemd, gebruikt voor het meten van de totale tijd die een dier binnen een bepaalde 10 periode liggend doorbrengt. In feite lijkt de ligsensor veel op de bekende responder, die ook door aanvraagster wordt geleverd, omdat een groot deel van de elektronica in deze responder in gebruik is voor overdracht van de informatie naar het uitleesapparaat.

15 Zo is de ligsensor dus te splitsen in een sensor- en een responderdeel. Het responderdeel maakt gebruik van een chip en een antenne. Wanneer de antenne in de buurt komt van de zendsignalen van het uitleesapparaat, wordt hierin een elektrische spanning opgewekt, waardoor de chip geactiveerd 20 wordt. Via dezelfde antenne zendt de chip nu enkele tientallen keren per seconde een digitale code uit, die is opgebouwd uit een identificatiedeel en een meetgegevensdeel. Zodoende geeft het leesapparaat een getal weer, waarmee kan worden vastgesteld om welk dier het in dit geval gaat en een 25 tweede getal, waarmee we de tijd kunnen vaststellen die het dier heeft gelegen.

Behalve bevestiging aan de poot is het ook mogelijk om de ligsensor op een andere plaats aan het lichaam van het dier te bevestigen waar, evenals dit het geval is bij 30 bevestiging aan een poot, een significant verschil tussen staan en liggen optreedt. Een voorbeeld hiervan is de heup of achterhand van het dier. Ook kan de sensor op een daarvoor geschikte plaats in het lichaam van het dier geïmplanteerd worden.

35 Het gebied waarin de ligsensor kan worden uitgelezen hangt af van de grootte van de gebruikte antenne van zowel het leesapparaat als die in de responder. Bovendien is ook .101 2e7 ;; -5- het opgewekte zendvermogen van belang voor de afmetingen van het leesgebied. In de praktijk blijkt echter dat de leesaf-stand van een responder meestal zal liggen tussen enkele centimeters voor zeer kleine responders tot meer dan een 5 meter voor de grote exemplaren.

Het sensordeel, dat de responders bij dit onderzoek uniek maakt, bestaat uit een tijdsduur meetschakeling, bijvoorbeeld in de vorm van oscillator en een telcircuit. De oscillator is zodanig opgebouwd, dat na vaste tijdstippen 10 een elektrisch signaal wordt opgewekt. Het telcircuit registreert de opgewekte pulsen en geeft het aantal ervan door via de responder aan het uitleesapparaat. Het in- en uitschakelen van de oscillator gebeurt met een aantal positieafhankelijke schakelaars, die zodanig zijn aange-15 bracht, dat in staande positie van het dier geen pulsen worden opgewekt. Zo worden alleen de tijdstippen geregistreerd dat het dier ligt en is zo ons doel bereikt.

Omdat het apparaatje ook moet functioneren als het niet wordt uitgelezen, en dus geen energie krijgt toege-20 voerd, bevat het een energiebron, bijvoorbeeld in de vorm van een kleine batterij, of in de vorm van een bewegings-energie generator, die bij voorkeur vele jaren moet functioneren. Daarom is de ligsensor zodanig opgebouwd, dat het stroomverbruik zeer laag is, omdat een dier uren achter 25 elkaar kan liggen en de sensor gewoon doortelt.

De positieschakelaar(s) schakel(t)(en) dus een elektronisch circuit in waarna de ligtijd teller gaat lopen. Tijdens de productie of later in het veld is in te stellen om de hoeveel seconden de ligtijdteller met 1 eenheid wordt 30 opgehoogd. Tevens is het mogelijk de sensor zo uit te rusten dat de sensor is voorzien van een geheugen waarin de ligtijd per tijdseenheid bijvoorbeeld elke 2 uur wordt weggeschreven. Hierdoor is het mogelijk zeer nauwkeurig te traceren wanneer de afname in ligtijd is begonnen. Op deze wijze is 35 het mogelijk zeer nauwkeurig binnen de bronstperiode het optimale moment van bevruchting of inseminatie te bepalen dat per dier een bepaald aantal uren na de aanvang van de - . ** : i .’ . - 1 -6- verminderde ligperiode ligt. Dit is namelijk belangrijkere informatie dan dat de veehouder alleen weet dat een dier bronstig/tochtig is.

? .

f i; ·_ v

Claims

1. Inrichting voor het meten van de ligtijd van een dier, bestaande uit één of meer positieschakelaar(s) met bijbehorende elektronische telschakeling en voedings- 5 batterij samengebouwd in een omhulling, die aan of in het dier kan worden aangebracht en welke inrichting op bekende wijze draadloos kan worden uitgelezen met het kenmerk, dat selectief de voor het meetdoel relevante rust- c.q. ligtijd wordt geregistreerd teneinde de 10 bronstperiode te detecteren, waarbij gebruik gemaakt wordt van de constatering dat tijdens de bronst het dier significant minder ligt en in het bijzonder binnen deze bronstperiode het meest optimale bevruchtings- of inseminatiemoment, waarbij gebruik gemaakt wordt van de 15 constatering dat het optimale inseminatiemoment een bekend aantal uren na het starten van de vermindering van de ligtijd blijkt te zijn.

2. Inrichting volgens de voorgaande conclusie met het 20 kenmerk, dat tevens een op zichzelf bekende draadloze uitleesbare identificatieschakeling is ingebouwd.

3. Inrichting volgens één of beide van de voorgaande conclusie(s) met het kenmerk, dat voor het bereiken van 25 de selectiviteit t.a.v. de relevante ligpositie gebruik gemaakt wordt van één of meer positieschakelaar(s) waarvan de gevoeligheid afhangt van de stand van deze sensor in de ruimte en wel zodanig in de inrichting is aangebracht dat hij maximaal gevoelig is voor het meten 30 van de relevante ligpositie.

4. Inrichting volgens één of meerdere van de voorgaande conclusie(s) met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een geheugen waarin per tijdseenheid van bijvoorbeeld 2 uur de ligtijd wordt weggeschreven 35 waardoor het eenvoudig mogelijk is het startmoment van de vermindering in ligtijd vast te stellen. -8-

5. Inrichting volgens één of meerdere van de voorgaande conclusie(s) met het kenmerk, dat deze aan de poot van het dier bevestigd wordt.

6. Inrichting volgens één of meerdere van de voorgaande conclusie(s) met het kenmerk, dat deze op een andere plaats aan het dier bevestigd wordt alwaar zich een voor de uitvinding bruikbaar verschil tussen sta- en ligpositie voordoet. 10

7. Inrichting volgens één of meerdere van de voorgaande conclusie(s) met het kenmerk, dat deze binnen het lichaam van het dier aangebracht wordt alwaar zich een voor de uitvinding bruikbaar verschil tussen sta- en 15 ligpositie voordoet.

8. Inrichting volgens één of meerdere van de voorgaande conclusie(s) met het kenmerk, dat deze voorzien is van een op zich bekende standafhankelijke kwikdruppelsensor 20 die dienst doet als positieschakelaar.

9. Inrichting volgens één of meerdere van de voorgaande conclusie(s) met het kenmerk, dat deze voorzien is van een op zich bekende standafhankelijke kogelsensor die 25 dienst doet als positieschakelaar.

10. Inrichting volgens één of meerdere van de voorgaande conclusie(s) met het kenmerk, dat deze voorzien is van een op zich bekende standafhankelijke magneet/reed- 30 contactsensor die dienst doet als positieschakelaar. tiK'-'·®' a 3 7 2