CN104320969B - 动物刷毛装置和操作动物刷毛装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种动物刷毛装置(2)。该动物刷毛装置(2)包括支撑部件(6)、毛刷(12)，以及被布置成使毛刷(12)围绕旋转轴(14)旋转的电动机。该动物刷毛装置(2)包括旋转传感器，其被布置成与毛刷(12)相互作用。该毛刷(12)还可通过外部施加的力而旋转，并且旋转传感器适用于感应由外部施加的力导致的旋转运动。本发明进一步提供了一种操作动物刷毛装置(2)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及动物刷毛装置以及操作动物刷毛装置的方法。
背景技术
一些用于为较大型的动物(例如牲畜、马、猪，等)刷毛的动物刷毛装置被安装至支撑机构上，并且配备有由电动机直接地或经由齿轮箱驱动的旋转毛刷。毛刷上设置有刚毛(bristle)，其在毛刷旋转时与动物的皮毛和皮肤相互作用。这样，通过旋转毛刷为动物进行刷毛、刮擦和/或梳洗。
在特定类型的这种动物梳毛装置中，旋转毛刷被悬挂在毛刷承载装置的一端处。该毛刷承载装置包括一个或多个部件，其使得毛刷能够在至少一个平面上前后摆动。因此，该毛刷可以由动物在抵靠该毛刷时被移动以触及该动物身体的不同部位。这样的动物刷毛装置可配备有电动机，其附接至在旋转毛刷上方的毛刷承载装置上，例如EP 1487258、EP1665927和WO 2012/005654中所公开的。备选地，这样的动物刷毛装置可配备被布置在毛刷内侧的电动机，正如例如EP 2422617中公开的。
启动和终止这种刷毛装置的电动机，以便启动和终止旋转毛刷的旋转。尤其是，可期望在动物想要被刷毛时，例如其抵靠毛刷时，按需求(on-demand)提供刷毛。因此，可在没有动物想要进行刷毛时节省能源。EP 2271203和EP 2422617公开了将传感器或开关用于控制毛刷旋转。EP 2271203公开了将传感器布置成通过在墙壁上安装的安装板的标记来检测枢转毛刷壳体的方向。备选使用倾斜仪或倾斜检测器也有所提及。毛刷的旋转方向基于该检测。EP 2422617公开了一种被安装在毛刷承载器的一部分上的开关。当毛刷和另一部分执行相对于该开关的枢转运动时，该开关通过被布置在承载器另一部分上的角度杆来促动。
发明人已经认识到，例如小牛和山羊的小型动物可能不够强大到充分抬起毛刷来触发被布置在旋转毛刷的承载装置的部件上的开关。
发明内容
本发明的目的是提供一种动物刷毛装置，其包括用于触发该刷毛装置的毛刷旋转的启动的备选装置，该触发也可由过于小型而不能抬起毛刷的动物来完成。
依据本发明的一方面，该目标通过附接至支撑结构上的动物刷毛装置来实现。该动物刷毛装置包括被布置成被附接至支撑结构上的支撑部件、毛刷，以及被布置成使毛刷围绕旋转轴旋转的电动机。该刷毛装置进一步包括被布置成与毛刷相互作用的旋转传感器。该毛刷还可通过外部施加的力而旋转。该旋转传感器适用于感应由外部施加的力导致的旋转运动。
由于提供了旋转传感器来感应由外部施加的力所导致的旋转运动，即，毛刷的外部感应旋转，动物围绕毛刷的轴旋转毛刷触发了传感器旋转，这可导致电动机启动毛刷的旋转。结果，实现以上提及的目标。即使是例如小牛或山羊的小型动物也能够施加所需的外部力来开启电动机以使毛刷旋转。
动物刷毛装置可被附接至例如柱子或墙壁的支撑结构上。该动物刷毛装置可被布置在例如畜棚或马厩的动物房舍中。该动物刷毛装置也可被布置在例如在室外的其它场所，例如，在牧场上。可提供控制系统用于控制该动物刷毛装置。该控制系统可适用于像这样控制电动机以及外围功能，例如：启动和终止电动机、监控电动机电流以防止电动机过载、提供定时器功能、设定电动机转动方向等。该控制系统可包括单个控制单元，或其可包括组成分布式系统的两个或多个控制单元。转动传感器可与毛刷直接地相互作用，感应毛刷绕其旋转轴的旋转。备选地，该旋转传感器可与毛刷间接相互作用。该毛刷可适合作为基本上对称旋转的毛刷，其具有例如圆柱形、雪茄形，或沙漏形的形状。该毛刷可包括内里部分和刚毛，刚毛可附着至内里部分中。
依据本发明的实施例，旋转传感器可包括脉冲发生器，其被布置成在毛刷旋转时生成电脉冲。以这种方式，刷毛装置的控制系统可利用该电脉冲来启动电动机，并且因此毛刷围绕其旋转轴旋转。
依据本发明的实施例，电动机可包括脉冲发生器，这可构成以方便且直接的方式间接感应毛刷的转动。一些类型的电动机配备有用于控制电动机转动的传感器装置。这样的传感器装置可包括或构成脉冲发生器。这样的传感器装置被连接至电机控制器，其利用由传感器装置生成的脉冲，来控制电动机的旋转。发明人已经意识到一种电动机的传感器装置，该传感器装置包括脉冲发生器，其可被用来触发电动机来使毛刷旋转。当电动机通过来自电机控制器的控制信号而旋转时，以及当电动机通过电动机驱动轴以及施加到电动机驱动轴上的外部动量而旋转时，传感器装置的脉冲发生器生成脉冲。在后者的情况下，动量通过毛刷的外部感应旋转施加，即，由于外部施加的力使毛刷旋转。
依据本发明的实施例，动物刷毛装置可包括控制系统，其中脉冲发生器被连接至控制系统，并且其中，该控制系统可适用于响应于来自脉冲发生器由控制系统接收到的预先确定的个数的电脉冲来启动电动机。由于要求预先确定的个数的电脉冲，可避免刷子旋转的意外启动，即，并非由动物导致的旋转，例如，由于空气运动而导致的旋转，将不会启动电动机。如以上所讨论的，用于控制动物刷毛装置的控制系统可适用于像这样控制电动机，以及外围功能。该控制系统可包括单个控制单元，或其可包括构成分布式控制系统的两个或多个控制单元。
依据本发明的实施例，该预先确定的个数的电脉冲对应于毛刷围绕其旋转轴旋转运动至少1度。
依据本发明的实施例，该电动机可为无刷式电机，并且该旋转传感器可为适用于控制无刷式电机的传感器装置。
依据本发明的实施例，该电动机可适用于24伏操作电压。以这种方式，由控制系统线电动机提供的电压不能超过24伏。因此提供低电压的系统，其不需要与较高电压系统所需的相同的防护措施。
依据本发明的实施例，在电动机的输出轴和毛刷之间可设置传动装置。
依据本发明的实施例，旋转传感器可包括霍尔效应(Hall Effect)传感器。该霍尔效应传感器可发生电脉冲或振荡电信号。该振荡电信号在此被认为包括电脉冲。该振荡电信号可被动物刷毛装置的控制系统翻译成电脉冲。
依据本发明的实施例，旋转传感器可包括光电传感器。该光电传感器可生成电脉冲。
依据本发明的实施例，支撑部件可包括支撑臂，并且动物刷毛装置可包括附接至该支撑臂的铰接装置。
以这种方式，毛刷可由该铰接装置悬垂下来，使得毛刷可在基本垂直的平面上围绕铰接装置的轴枢转。
依据本发明的实施例，动物刷毛装置可包括刷毛架，其被附接至铰接装置。电动机可在毛刷内侧被附接至该毛刷架。毛刷可被布置成围绕毛刷架和电动机旋转。以这种方式，电动机可被保护性地布置在毛刷内侧。可容易地实现将电动机的旋转传递至毛刷，反之亦然。
依据本发明的进一步的方面，以上提及的目标通过操作动物刷毛装置的方法来实现。该动物刷毛装置包括被布置成被附接至支撑结构上的支撑部件、具有旋转轴的毛刷、电动机，以及被布置成与毛刷相互作用的旋转传感器。该方法包括，按照下列的顺序：
通过外部施加的力使毛刷围绕其旋转轴进行旋转运动，
通过旋转传感器感应该旋转运动，以及
使用电动机使该毛刷围绕其旋转轴旋转。
在研究随附的权利要求以及下列的详细说明之后，本发明的进一步的特征以及优点将变得显而易见。那些本领域技术人员将认识到本发明的不同特征可被组合以产生在下面所说明的那些以外的实施例，而不会背离如随附的权利要求书所限定的本发明的范围。
附图说明
根据以下的详细说明以及附图将易于理解本发明的不同方面，包括其特定的特征和优点。其中：
图1示出了依据本发明的实施例的用于附接至支撑结构的动物刷毛装置；
图2示出了图1中的动物刷毛装置，其中毛刷已移除；
图3示出了用于动物刷毛装置的电动机和控制系统，以及
图4示出了操作动物刷毛装置的方法。
具体实施方式
现在将参考附图更充分地说明本发明，在其中示出了示例的实施例。但是，本发明不应被认为限制于本文所阐述的实施例中。示例实施例中已公开的特征可被组合，以易于一个本领域普通技术人员理解本发明应该如何实施。其中相同编号指示相同的元件。为了简洁与清楚起见，熟知的功能或结构将不再详细说明。
图1示出了依据本发明的实施例的附接至例如墙壁4的支撑结构上的动物刷毛装置2。该动物刷毛装置2包括被布置成附接至支撑结构4上的支撑部件6。该支撑部件6包括支撑臂8。铰接装置10被附接至支撑臂8并且毛刷12从该铰接装置10悬垂下来。单纯地作为示例，可注意到的是，毛刷12可具有直径大致为260mm且高度大致为370mm的圆柱形形状。毛刷12自然可具有不同的形状和不同的尺寸。电动机被布置在毛刷内侧以使毛刷12围绕旋转轴14旋转。铰接装置10包括两个基本正交的轴16、18。毛刷12因此可在基本上构成半球形的空间内枢转。备选地，铰接装置10可仅包括一个轴，在这种情况下，毛刷12可在垂直的平面上枢转。单纯作为示例提及的是，支撑臂8可从支撑结构向外延伸大致600mm。
毛刷12适用于通过外部施加的力而围绕其旋转轴14旋转。希望由刷毛装置2进行刷毛的动物可抵靠该毛刷12，从而使毛刷12承受外部施加的力，该力导致毛刷12围绕其旋转轴14旋转。旋转传感器被布置成与毛刷12相互作用。旋转传感器适用于感应由外部施加的力所感应的旋转运动。控制系统被提供用来控制动物刷毛装置2。由旋转传感器感应到的旋转运动初始控制系统启动电动机以使毛刷12围绕其旋转轴14旋转。单纯作为示例提及的，毛刷12的旋转速度可为约50rpm，其可引发毛刷的圆周速度为约42米/分钟。
图2示出了图1中的动物刷毛装置2，其中已经移除了毛刷12。毛刷架20被附接至铰接装置10。正如以上所提及的，电动机22被布置在毛刷的内侧。电动机22被附接至毛刷架20。毛刷被布置成围绕毛刷架20以及电动机22旋转。据此，毛刷架20并不是相对于铰接装置10主动旋转的。
毛刷架20围绕毛刷的旋转轴14延伸。该毛刷架20是长形的且沿旋转轴14延伸。传动装置24被布置在电动机22的输出轴和毛刷之间。该传动装置可包括例如由IMS Gear公司所提供的行星齿轮。这种传动装置可具有在20:1和35:1之间的传动比。
毛刷由布置在毛刷架20的第一端28处的第一支撑构件26和毛刷架20的第二端32处的第二支撑构件30支撑。该毛刷在毛刷架20的第一端28处通过第一支撑构件26附接至传动装置24的输出轴。第二支撑构件30由被布置在第二支撑构件30和毛刷架20之间的至少一个轴承可旋转地支撑。因此，毛刷的重量由毛刷架20和铰接装置10充分地支撑，而不是由传动装置24的输出轴支撑。
电动机22包括传感器装置34。该传感器装置34被用来控制电动机。而且，该传感器装置34构成被布置成与毛刷相互作用的旋转传感器，该旋转传感器适用于感应由外部施加给毛刷的力而感生出的旋转运动。
图3示出了依据本发明的实施例的用于动物刷毛装置，例如结合图1和图2说明的动物刷毛装置2，的电动机22和控制系统36。该电动机22被布置成使该动物刷毛装置的毛刷旋转。
电动机22包括输出轴38和传感器装置34。该控制系统36包括电机控制器40、控制装置42和计时器44。
电机控制器40被配置成在基础级别上控制电动机22。关于电动机22的旋转的信号从传感器装置34被发送至电机控制器40，该信号由电机控制器40用于为电动机22供电。计时器44倒计时一段特定的时间段，例如，1分钟。
控制装置42被设置成控制刷毛装置2的操作。控制装置42也从传感器装置34接收信号。据此，当由于动物使毛刷旋转时，该旋转被传送至电动机22，并且传感器装置34发送出具有电脉冲形式的信号。因此，传感器装置34构成动物刷毛装置的旋转传感器。控制装置42从传感器装置34接收信号并向电机控制器40发送启动信号。同时，控制装置42启动计时器44。电机控制器40如以上所设置的那样控制电动机22的旋转，直到从控制装置42接收到终止信号。在倒计时期满后，控制装置42通过计时器44报警。然后，控制装置42向电机控制器40发送终止信号。如果动物想要进一步刷毛，该动物以与以上所说明的相同的方式启动另一段时间的刷毛。如果没有动物出现，则刷毛保持终止直到动物再次使毛刷旋转。
传感器装置34可包括至少一个霍尔效应传感器。备选地，旋转传感器可包括光电传感器。该光电传感器可生成与电动机22的旋转相关的电脉冲。在这两种情况下，提供了具有脉冲发生器形式的旋转传感器，即，电动机22包括脉冲发生器。当毛刷旋转时生成电脉冲。
电动机22可以是适用于24伏操作电压的无刷式电机，例如由Exmek公司所提供的MB057GA412。电机控制器40可以是无刷式电机控制器，例如由芬兰的Electromen Oy公司输入的具有霍尔效应传感器的EM-206无刷式电机控制器。
控制系统36可适用于响应于来自传感器装置34的预先确定的个数的电脉冲而启动电动机22。该预先确定的个数的电脉冲可对应于毛刷围绕其旋转轴旋转运动至少1度。因此可避免意外启动电动机24和毛刷的旋转。适当地，应该确保在终止电动机22时，电动机22对应于预先确定的个数的电脉冲在毛刷的旋转运动中终止。因此，可避免由来自前面毛刷操作的毛刷延迟旋转导致的电动机22的意外启动。根据从控制装置42接收的终止信号，电机控制器40可主动终止电动机22，即，不仅关断电动机22的供电，而且将控制供电更换成供给电动机22以促使电动机22的旋转迟滞。
控制装置42可将旋转方向信号提供给电机控制器40。响应于该旋转方向信号，电机控制器40使电动机22在顺时针方向或在逆时针方向上旋转。控制装置42可例如被设定成在每次启动电动机时改变电动机22的旋转方向，或者设定成使电动机22在对应于动物支配毛刷的旋转方向的方向上旋转。
图4示出了操作动物刷毛装置的方法，该动物刷毛装置包括被布置成附接至支撑结构上的支撑部件、具有旋转轴的毛刷、电动机，以及被布置成与毛刷相互作用的旋转传感器。该动物刷毛装置可以是如结合图1和图2中所说明的动物刷毛装置2，并且可包括如结合图3所说明的控制系统36。
该方法包括，按照以下顺序：
通过外部施加的力，使毛刷围绕其旋转轴进行旋转运动50，
通过旋转传感器感应该旋转运动52，以及
使用该电动机使毛刷围绕其旋转轴旋转54。
依据本发明的实施例，通过旋转传感器感应该旋转运动52的步骤可包括：
生成电脉冲56。
依据本发明的实施例，通过旋转传感器感应该旋转运动52的步骤可包括：
通过控制系统从脉冲发生器接收电脉冲58，并且使用该电动机使毛刷围绕其旋转轴旋转54的步骤可包括：
响应于从控制系统接收到的预先确定的个数的电脉冲，启动电动机60。
依据本发明的实施例，预先确定的个数的电脉冲可对应于毛刷围绕其旋转轴旋转运动至少1度。
正如本领域技术人员所理解的，可将以上所说明的示例实施例进行组合。那些本领域技术人员还可理解，旋转传感器可与毛刷直接相互作用，例如，旋转传感器的轮子可紧靠毛刷的一部分，并可通过毛刷随着由于外部施加的力而旋转毛刷时进行旋转。
虽然已经参考示例实施例描述了本发明，但是对于那些本领域技术人员来说许多不同的改变、变体等等将变得显而易见。例如，结合图3说明的控制系统36可包括执行以上提及的对动物刷毛装置和电动机22进行控制的单个控制单元。如进一步备选的，控制系统36可包括除结合图3说明的三个组件以外的不同个数的组件。
因此应该理解的是，前述是示意性的各种示例实施例，并且本发明并不限于所公开的这些特定的实施例，而且，对于所公开的实施例、所公开的实施例以及其它的实施例的特征的组合的修改也意图被包括在随附的权利要求书的范围内。
术语“包括/包括了”在被用于本说明书中时用于特指存在所陈述的特征、元素、步骤或组件。但是，该术语并不排除现有的或附加的一个或多个额外的特征、元素、步骤或组件或它们的组合。
Claims (16)
1.一种附接至支撑结构的动物刷毛装置(2)，所述动物刷毛装置(2)包括被布置成附接至所述支撑结构的支撑部件(6)、毛刷(12)和被布置成使所述毛刷(12)围绕旋转轴(14)旋转的电动机(22)，
其特征在于，
所述动物刷毛装置(2)包括被布置成与所述毛刷(12)相互作用的旋转传感器和被布置成沿着所述旋转轴(14)延伸的毛刷架(20)，其中，所述旋转传感器用于感应由于动物抵靠所述毛刷(12)而由外部施加的力而导致的所述毛刷(12)围绕其旋转轴(14)的旋转运动，其中，由所述旋转传感器感应到的所述旋转运动促使所述电动机(22)启动以使所述毛刷(12)围绕其旋转轴(14)旋转，并且其中所述毛刷(12)被布置成围绕所述毛刷架(20)和所述电动机(22)旋转。
2.如权利要求1所述的动物刷毛装置(2)，其中，所述旋转传感器包括脉冲发生器，其被布置成当所述毛刷(12)围绕其旋转轴(14)旋转时产生电脉冲。
3.如权利要求2所述的动物刷毛装置(2)，其中，所述电动机(22)包括所述脉冲发生器。
4.如权利要求2或3所述的动物刷毛装置(2)，包括控制系统(36)，其中，所述脉冲发生器被连接至所述控制系统(36)，并且其中，所述控制系统(36)用于响应于由所述控制系统(36)从所述脉冲发生器接收的预先确定的个数的电脉冲来启动所述电动机(22)。
5.如权利要求4所述的动物刷毛装置(2)，其中，所述预先确定的个数的电脉冲对应于所述毛刷(12)围绕其旋转轴(14)旋转运动至少1度。
6.如权利要求1所述的动物刷毛装置(2)，其中，所述电动机(22)为无刷式电机，并且所述旋转传感器为用于控制所述无刷式电机的传感器装置(34)。
7.如权利要求1所述的动物刷毛装置(2)，其中，所述电动机(22)适用于24伏的操作电压。
8.如权利要求1所述的动物刷毛装置(2)，其中，在所述电动机(22)的输出轴和所述毛刷(12)之间布置有传动装置。
9.如权利要求1所述的动物刷毛装置(2)，其中，所述旋转传感器包括霍尔效应传感器。
10.如权利要求1所述的动物刷毛装置(2)，其中，所述旋转传感器包括光电传感器。
11.如权利要求1所述的动物刷毛装置(2)，其中，所述支撑部件(6)包括支撑臂(8)，并且动物刷毛装置(2)包括被附接至所述支撑臂(8)的铰接装置(10)。
12.如权利要求11所述的动物刷毛装置(2)，包括毛刷架(20)，其被附接至所述铰接装置(10)，其中，所述电动机(22)被附接至所述毛刷(12)内侧的所述毛刷架(20)，并且其中，所述毛刷(12)被布置成围绕所述毛刷架(20)和所述电动机(22)旋转。
13.一种操作动物刷毛装置(2)的方法，所述动物刷毛装置包括被配置成附接至支撑结构的支撑部件、具有旋转轴的毛刷、电动机，以及被布置成与所述毛刷相互作用的旋转传感器和被布置成沿着所述旋转轴(14)延伸的毛刷架(20)，所述方法包括按照以下顺序的步骤：
通过所述旋转传感器感应由于动物抵靠所述毛刷(12)而由外部施加的力而导致的所述毛刷围绕其旋转轴的旋转运动，以及
通过所述旋转传感器感应到的所述旋转运动促使所述电动机(22)启动，并且
使用所述电动机使所述毛刷围绕其旋转轴旋转，
其中所述毛刷(12)被布置成围绕所述毛刷架(20)和所述电动机(22)旋转。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述旋转传感器包括脉冲发生器，并且其中，所述通过所述旋转传感器感应所述旋转运动的步骤包括：
产生电脉冲(56)。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述动物刷毛装置包括控制系统，并且所述脉冲发生器被连接至所述控制系统，并且其中，所述通过所述旋转传感器感应所述旋转运动的步骤包括：
通过所述控制系统从所述脉冲发生器接收电脉冲，并且，
其中，所述使用所述电动机使所述毛刷围绕其旋转轴旋转的步骤包括：
响应于通过所述控制系统接收的预先确定的个数的电脉冲启动所述电动机。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述预先确定的个数的电脉冲对应于所述毛刷围绕其旋转轴旋转运动至少1度。
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