[发明专利]放牧刺戳器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及动物管理及控制。更具体地说，本发明涉及 迫使动物移动的放电刺戳器(prodder)，该刺戳器优选地为手持刺 戳器。本发明还涉及用于该刺戳器的功率模块。

背景技术

通过提供电击来控制动物的行为或移动的装置是已知的。这些 装置被称为电围栏控制器和放牧或家畜刺戳器。可以获得各种形状和 大小的家畜刺戳器，并且家畜刺戳器的特征可被描述为：它们能够利 用高电压放电来控制动物。通常，放牧刺戳器为手持装置，其包括配 有电源的外壳、用来产生高压的电路系统、以及一对高压电极。放牧 刺戳器的电源一般为干电池或者可充电电池，电池与用来产生高压的 电路系统的输入端相连，其中高压由升压变压器和/或电容倍增器电 路产生。电路系统所产生的高压输出通常连接至一对电极，该电极对 一直延伸至外壳外部。电极以一定距离相互间隔开，该距离足够大到 能够防止电极之间的放电。在使用时，启动刺戳器以在电极上产生高 压，并且使得电极的尖端接触或者靠近动物的皮毛。由于电极的尖端 接近或者接触到了动物的毛皮，于是刺戳器放电，从而给动物一个强 烈的或者温和的提示(这取决于动物的痛阈)，以告知其应该移动或 者改变其行为。

近来，大部分放牧刺戳器被设计成将每次放电释放成具有预定 强度和持续时间的高压振荡或脉冲的稳定或恒定流。例如，一次放电 可以具有频率为每秒2000次振荡或脉冲的10000伏特的放电强度。 早期的电放牧刺戳器仅仅能够产生一种放电水平。但是，很快就发现 一种放电水平并不适合所有动物。问题在于，一些动物感觉不到放电， 而另一些动物觉得电击太强。于是，随后的放牧刺戳器配有开关以便 在两个不同的(即高和低)放电水平或模式之间改变电击强度。其它 放牧刺戳器可能配有可互换的电路或电产生组件，这些电路或组件提 供了对于将要进行控制的动物来说适合的预定水平的放电强度水平。 试图控制放电强度水平的这些尝试的缺点在于，它们都通过设计被预 设而不可调节。所以，对于多种动物的情况，这些刺戳器不能以最佳 水平工作。

还可以获取其它放牧刺戳器，其中可以通过操作者所操作的可 变控制来调节这些放牧刺戳器的输出功率。因此，操作者可预设不同 的功率水平，而动物仅仅对所设置的某一水平的电击产生反应。

由于以这种不加选择的方式来控制动物，所以不同国家的各种 组织(例如“Animal Rights(动物权利)”和“Society for Prevention of Cruelty to Animals(防止虐待动物协会)”- SPCA)已经对放 牧刺戳器的使用和散布提出抗议。在一些国家，政府已经宣布放牧刺 戳器的使用是不合法的。其它一些国家已经通过了法律来规定了动物 刺戳器在其停止运行一个预定时间段之前可被使用的持续时间，从而 防止滥用。

可以通过多种方式来产生放牧刺戳器中所出现的高电势。一种 方式是使用升压变压器，该变压器通常包括初级(输入)绕组、单个 次级(输出)绕组、和导电芯，导电芯可以是悬置的(即，它不与其 它组件电连接)。这种配置的缺点在于，电场和少量漏电流可能导致 芯被充电至不希望的可导致变压器故障的高电势。在替换结构中，芯 与电路内部的地连接，这一连接通常通过次级绕组接头中的一个来进 行。这种配置的缺点在于，相对于接地的芯，次级绕组中未接地的末 端被充电至与刺戳器的输出相等的电压，这一电压可能在一万伏左右 或者更高。这种具有接地芯的替换结构要求所构建的变压器在接地芯 和次级绕组的未接地末端之间具有额外空间，从而降低本来可能会导 致变压器故障的电场。

还可以利用电容倍增器电路来产生放牧刺戳器中所出现的高电 势。可以按照多种方式来设计这种电路。通用电路设计使用升压变压 器来驱动电容倍增器电路，由此变压器使得电压增大到大于电源电 压，而电容倍增器电路将变压器的输出电压提升至高电势。虽然变压 器的电压低于这个高电势，但是该设计中的变压器可能还是承受着前 面所提到的同样的电场和漏电流。

可替换地，电路设计可能使用晶体管来驱动电路。但是，在没 有变压器来使电压增大到大于电源电压的情况下，倍增器电路需要更 多的级，于是导致大而昂贵的设计。为此，这些设计在工业中并不普 遍。