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摘 要：
在家禽试验研究中，代谢试验是必不可少的一个环节，通过研究养分利用率可以研究饲料在家禽体内的转化效率。本文通过调研我国禽类已有的代谢笼相关专利文献，总结了现有的家禽代谢笼的整体结构、饮水和饲喂装置以及排泄物收集装置等结构特点，并进行可行性分析；同时结合家禽代谢笼相关的20件专利申请类型、申请人、数量、地域等情况进行统计，旨在为家禽代谢笼的进一步优化提供理论支持。
关键词：家禽;代谢笼;研究现状;专利分析;
1 引言
消化代谢试验是家禽饲养试验中重要的一环，可以通过采食量、排泄量测定其中的水分、粗灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维及无氮浸出物的含量，计算相关的养分消化吸收利用率，进一步探索饲料在家禽体内的消化吸收机制，因此成为了补充饲养试验的一个重要理论支撑点。在代谢试验的过程中会遇到各种各样的问题，因此相关的科研人员逐渐设计出更适合试验动物的代谢笼，具有专业性与针对性。但是万变不离其宗，家禽代谢笼的一些基本要求必须满足，如：(1)大小要符合试验动物的体型，过大会增加活动量，甚至于从笼中逃脱；太小则抑制了家禽的活动；(2)要有方便的饮水装置，太小的水槽需要试验中一直补充水，不仅增加了家禽试验过程中的应激，而且增加了试验工作人员的工作量；太多又会造成浪费及动物的戏水行为，难免会使饲料盒中饲料的含水量增加，从而影响了试验的精确性；(3)料槽的设计也应以减少饲料洒落在地上为宜。基于此相关科研人员针对家禽的代谢笼结构进行了创新并申请相关专利，现今共有20项有关家禽代谢笼的专利获得了授权。但这些专利大多数是针对与家禽种类，而不具有物种特异性；虽具有更广泛的适用性，但是在实际试验中会面临一些不匹配的问题。
2 家禽代谢笼研究现状
2.1 笼体结构
家禽代谢笼笼体结构主要分为可拆卸和不可拆卸两种。可拆卸式笼体，制造成本低，当笼体一部分损坏的时候更换相关部分即可，但存在稳定性差的弊端；不可拆卸式笼体，结构稳定，但是出现了问题则需要整体更换，造成成本增加。除此以外，鸡鸭鹅的体型大小不一致，成年公鸡3.5 kg、成年母鸡2.5 kg，而成年鹅的正常体型至少能达到成年鸡的两倍。因此需要研发适用于不同物种及不同年龄阶段的各种家禽代谢笼。
2.2 饮水装置
目前的饮水装置基本以水槽式饮水为主，有少量是类似于乳头式饮水器的装置。通过储水箱、乳头式饮水装置等避免传统水槽有时因家禽戏水对试验造成的误差，优点是可以节约用水量和省人工，缺点是可能有的家禽不习惯这种饮水方式，因此会产生一些应激。
2.3 饲喂装置
目前的饲喂装置主要是在代谢笼的一端放置料槽，外部悬挂使用。
2.4 粪尿收集装置
在代谢物收集装置上进行相关的发明是目前代谢笼的创新点，因为家禽掉落的碎屑、羽毛、饲料等总是被计算入代谢物中，实际上应不包含在内。因此，在现有的基础上增加鼓风装置减少掉落的羽毛对试验造成的影响；设置电磁仓壁振动器，利用电磁振动器的震动将粪便统统落入收集盒中；设置滤网与抽气装置，将家禽在笼舍内脱落的羽毛吹走，保证试验的准确性。
2.5 其它创新装置
除此这些基本的装置外，有些专利还考虑了温度、动物福利等因素，增加了一些功能装置，如增加了代谢笼内的自动称重装置，可以方便监控试验动物的实时体重；设置加热装置，使得在低温环境中也可以进行代谢试验；设置洒水头，减少鸭、鹅焦躁不安的情绪，减少应激；设置了能固定家禽头部的装置，减少家禽的应激；在强饲代谢试验中增加了强饲器和保定器。
3 家禽代谢笼专利分析
为进一步研究家禽代谢笼近年来的发展，现对获得专利的种类、时间、地域和申请人等方面进行了初步分析。截止检索时间为2022年7月24日，共有20项专利，其中实用新型专利16项，发明专利4项。
3.1 申请年份及数量分析
通过对以往家禽代谢笼专利的数量分析，得出其发展的一个大致趋势。从2008年开始，第一个关于家禽代谢笼的专利出现，到近年来相关专利数量稳步增加，说明越来越多的科研人员注意到代谢笼的使用价值并对其逐步完善，这也从侧面说明了家禽业在家禽代谢领域的投资研发程度不断地增加。历年来的有关家禽代谢笼的申请数量及变化趋势见图1。
3.2 申请专利类型
在20项代谢笼专利申请中，只有4项是发明专利，其余16项都是新型实用专利（图2），说明目前的家禽代谢笼申请专利主要以实用新型为主，而具有创新性的发明专利并不多；这也从侧面说明了代谢笼专利大多都是对现有的结构进行改造，基本是为满足实验需求，但未对整体结构进行全面创新升级。未来科研人员需要对代谢笼进行大胆创新，以此申请发明专利，进一步提高试验精确度。
3.3 申请人类型
专利权的所有人及持有人称为专利申请人。目前家禽代谢笼的专利申请人主要来自企业、高校、科研院所三大类机构，专利申请人的类型分布情况见图3。从图3可知，在20项家禽代谢笼专利权持有人中，有12件来自高校，7件来自研究院所，只有1件来自公司。由此可知，对家禽代谢笼专利的申请主要来源于高校和科研院所。分析代谢笼是动物营养与饲料科研的实验室装置，高校和科研院所使用的最多，而且他们在实际使用中发现现有的代谢笼不能满足科研需求因而对结构进行创新性改造或升级改造，而生产一线对其需求量并不大。
3.4 申请专利的地域
按省份来划分，家禽代谢笼的专利申请最多的省份是广东省（7个）[1,2,3,4,5,6,7]，其次是江苏省（5个）[8,9,10,11,12]、四川省（3个）[13,14,15]、山东省（2个）[16,17]，而重庆[18]、安徽[19]、湖北[20]各1个。由此可知，申请专利较多的地区不仅家禽饲养量比较大，而且从事家禽研究的高校和科研院所也多，科研实力较强，呈现出更积极的发展势头。申请专利的地域及数量见图4。
4 小结
目前已有的家禽代谢笼专利能满足科研的基本实验要求，并且在实际使用中增加了一些功能装置，从整体上来看已逐步趋于完善。科研人员对代谢笼的改进和创新的目的是为了减少试验误差，研发下一步可以从提高采食量统计准确度、减少试验应激、防止代谢笼卡脚以及提高排泄物收集的精确度等方面进行更深层次的发明创造和改造升级，且随着信息技术发展，家禽代谢笼智慧化、智能化将是未来的发展趋势。
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