CN112770625A - 用于挤奶的方法、其挤奶系统以及具有这种挤奶系统的挤奶台 - Google Patents

Abstract

一种用于使用具有控制单元(5)并且刺激可调整的挤奶系统(1)进行挤奶的方法包括对乳畜(10)在刺激时间内进行刺激且然后挤奶，测量和评估奶流量曲线以便确定奶流量曲线是否是双峰的。如果是，则控制单元(5)通过将刺激操作延长延长值来自动地调整刺激操作。如果不是，则控制单元(5)可以可选地自动地缩短刺激操作。结果，挤奶系统(1)能够在挤奶操作的双峰部分期间以高效的方式减少由不必要的刺激或挤奶引起的乳头(12)上的应变，并且如果必要还能够在整个泌乳期间进行调整。这样，还可以补偿乳畜(10)本身的变化。附加地，提供了一种具有这样配备的控制单元(5)的挤奶装置和包括这种挤奶装置的挤奶厅。

Description

用于挤奶的方法、其挤奶系统以及具有这种挤奶系统的挤 奶台

本发明涉及一种用于使用自动挤奶装置在挤奶操作中对乳畜进行挤奶的方法，该自动挤奶装置包括挤奶杯、可调整的刺激装置、奶流量计和控制单元，其中，挤奶装置被配置用于刺激操作，刺激操作包括：在挤奶操作之前确定的刺激时间内利用刺激装置刺激乳畜以诱导溢乳反射，以及在结束刺激操作与开始使用挤奶杯中的一个对乳畜的乳头进行挤奶之间的等待时间，该等待时间在挤奶操作之前被确定，等待时间可以为零，其中，该方法包括：a)挤奶步骤，该挤奶步骤包括使用挤奶杯和在挤奶步骤之前设置的刺激装置的设置对乳畜进行一次或多次挤奶操作，b)测量步骤，该测量步骤包括使用奶流量计在一次或多次挤奶操作中的每一次挤奶操作期间测量至少一个后乳头或前乳头的奶流量曲线。

通常，在挤奶期间，乳头的奶流量最初在主挤奶期会增加到最大值，一直被维持到乳房的奶几乎被挤干净，此后奶流量下降，直到挤奶操作停止为止。众所周知的是，奶流量曲线可能证实是所谓的双峰的。这意味着，尽管奶流量最初增加，但并未达到预期的峰值水平，然后下降，有时甚至几乎降为零，然后才增加到真正的主挤奶期。这是由于以下事实造成的：最初原则上仅对乳池奶进行挤奶。这是乳泡已经输送到乳池的奶，以及该奶可以直接被挤出而无需溢乳反射。溢乳反射是挤出乳泡奶所需要的，并且受催产素激素控制。在对乳畜已经进行足够程度的刺激(通常涉及乳房的触觉刺激)之后，这种激素的血浓度已增加到足以产生反射，在这种情况下乳泡收缩并且奶可供用于经由乳池进行挤奶。由于乳池奶的量与乳泡奶的量相比是有限的，因此可能是，如果在刺激不足后开始挤奶，或者在刺激后太快地开始挤奶，那么在乳泡奶可获得之前就已经挤出乳池奶量。然而，这意味着，在可能挤出的奶很少或不足的时间段期间，由于施加的挤奶真空，特别是如果假定主挤奶期开始后此真空增加，乳头处于不必要的大应变之下。例如，这可能导致乳畜不适或更糟，比如在乳头端部形成愈伤组织。还可能的是，乳头或挤奶杯缓慢上移乳头并且切断奶导管，因此有时主奶流甚至不会开始。附加的，已经发现，与没有双峰性的理想挤奶操作相比，乳畜在挤奶台中花费的总时间已经增加。

已经发现防止这种不必要的费劲和持久的挤奶操作是费力的。因此，US 4790261描述了刺激要求对于每头乳畜可能是不同的，并且可能尤其取决于泌乳阶段。然而，除了观察乳畜以外，没有给出关于如何确定刺激要求的细节。

文件WO 01/50842A1描述了一种刺激得到修改的挤奶方法，以便防止双峰奶流和挤奶杯的蠕变，其中在开始阶段，使用相对较高的脉动频率和相对较短的静止阶段来进行脉动，同时仍然在一定程度上进行挤奶。考虑到乳畜的挤奶行为，可以单独确定并存储脉动频率以及抽吸/静止冲程之间的比率。然而，没有给出关于如何基于挤奶行为来确定这些参数的细节。

文件US 2004/0050330描述了一种挤奶方法，其中对乳畜进行刺激而无需在过程中且在一定时间内提取奶，该时间取决于乳池和/或乳泡奶的预测量。优选在主挤奶期期间通过合适的测量设备(比如用于奶流量和奶产量的测量设备)来检查刺激的效果。这些数据可以用作确定后续刺激阶段的初始数据。然而，该文件没有公开可以以哪种方式处理数据以达到以最佳方式适合于乳畜的刺激和挤奶操作。

文件WO 95/31095A1描述了乳畜可以经受单独调整的脉动，在该脉动中对乳畜进行刺激直到挤奶操作满足预定标准为止。该标准要么是当前的奶产量达到预定值，要么是一方面当前的奶产量达到预定值并且奶流量和/或刺激持续时间达到各自的预定值。预定值尤其可以取决于品种、产奶量、泌乳阶段等，并且必须事先通过实验确定。然而，对于所有三个参数，仅一起给出针对所有乳畜的值。该方法非常费力，特别是如果必须在整个泌乳期间进行实验时。附加地，没有给出确定预定值以便分别达到结束或调整刺激的标准的方式的描述。

在所有已知的现有技术方法中，该方法要么不适用于单独调整刺激，要么太费力，因为必须进行许多持久的实验，或者没有给出确定调整刺激的标准的方式的描述。因此，所描述的方法似乎都不能以高效的方式并在整个泌乳内提供对乳畜的最佳个体化刺激。

因此，本发明的目的是改进现有技术的方法，特别是对其进行简化。本发明的另一个目的是提供一种稳健的方法，也就是说，能够应对比如泌乳期间乳畜特性的变化。

本发明通过如权利要求1所述的方法来实现这些目的中的至少一个目的，特别是一种使用自动挤奶装置在挤奶操作中对乳畜进行挤奶的方法，该自动挤奶装置包括挤奶杯、可调整的刺激装置、奶流量计和控制单元，其中，挤奶装置被配置用于刺激操作，刺激操作包括：在挤奶操作之前确定的刺激时间内利用刺激装置刺激乳畜以诱导溢乳反射，以及在结束刺激操作与开始使用挤奶杯中的一个对乳畜的乳头进行挤奶之间的等待时间，该等待时间是在挤奶操作之前确定的，其中，刺激时间和/或等待时间可由控制单元调整，并且等待时间可以为零，其中，该方法包括：a)挤奶步骤，该挤奶步骤包括使用挤奶杯和在挤奶步骤之前设置的刺激装置的设置对乳畜进行一次或多次挤奶操作，b)测量步骤，该测量步骤包括使用奶流量计在该一次或多次挤奶操作的每一次挤奶操作期间测量至少一个后乳头或前乳头的奶流量曲线，c)评估步骤，该评估步骤包括使用控制单元确定测量的奶流量曲线中的每一个奶流量曲线是否是双峰的，d)调整步骤，该调整步骤包括如果经评估的奶流量曲线中的至少一个奶流量曲线是双峰的，则控制单元通过将刺激时间延长刺激延长值和/或将等待时间延长等待延长值来自动地调整针对乳畜的刺激操作，并且进一步包括重复步骤a)至d)至少一次，包括经调整的刺激操作并且使用预定的适应期，该预定的适应期包括预定持续时间的预定次数的挤奶操作中的一次挤奶操作。

本发明基于这样的理解，即刺激是功能性的，因此为了调整刺激，必须考虑其结果，即不间断的奶流量。利用该方法，控制单元基于是否已经检测到双峰来评估奶流量，然后能够以动态方式调整刺激并根据所讨论的乳畜被适当调整。为此，如果需要的话，控制单元在一次或几次挤奶操作过程中以例如延长的刺激时间和/或刺激结束与挤奶操作开始之间的延长的等待时间的形式来调整刺激。因此，刺激可以根据每头乳畜自动地进行调整，并且还可以随着时间的推移、随着乳畜发展其他特性(比如在泌乳过程中，但是在其他情况下，比如生病后产奶量下降等)而变化。同样重要的是，优化每头乳畜的刺激时间，使得原则上不使乳头处于不必要的大应变之下，而由于可能逐步延长刺激，因此应当将总时间保持尽可能短，这对于总的挤奶机器能力是有利的。

应该注意的是，只要控制单元确定这一点的方式是明确的，就不必对双峰性给出确切的限制。所有这一切将在下面更详细地说明。通常，可以说的是：如介绍中提及的，如果在挤奶开始时，始终可获得的乳池奶被挤掉并且在乳泡奶在主挤奶期期间可获得之前完成，就出现极端的双峰性。在这种情况下，刺激已经不足，该刺激包括执行特别是触觉的刺激以及可能的后续等待时间。针对这个问题的一种提议的现有技术解决方案是等待挤奶，直到预期也可获得乳泡奶为止。然而，这意味着仅在刺激操作已经完成之后才可以挤出全部的奶量，即包括乳池奶。然而这可能会不必要地延长总挤奶时间，从而降低机器能力。调整刺激操作以使得乳池奶的流量减少和乳泡奶的流量开始彼此混合可能是有利的。这样，理论上挤奶时间应该是最短的，与此同时或总体上不会在乳头上施加任何过度的应变。这也将在下面更详细地进行说明。

在从属权利要求以及说明书的以下部分中描述了特定的实施例。

特别地，存在最大的总刺激时间。这意味着控制单元被配置为将刺激时间延长至最多预定的最大持续时间。已经发现，如果后面没有实际挤奶，催产素的溢乳反射作用以及因此刺激的溢乳反射作用在时间方面受到限制。附加地，无限持续时间的刺激将导致挤奶机器能力的过度降低，而对于乳畜而言，过长的并因此应变性刺激使不那么应变性的挤奶操作的效果无效。原则上，可以通过实验确定每个品种或甚至每头乳畜的此最大持续时间，但是也可以将固定的最大持续时间设置为例如75秒或90秒。

如已经提及的，控制单元被配置为通过延长刺激时间直到测量的奶流量曲线不再是双峰的来优化刺激。在实施例中，步骤d)包括：如果经评估的奶流量曲线都不是双峰的，则控制单元通过将刺激时间缩短刺激减少值和/或通过将等待时间缩短等待减少值来自动地调整针对乳畜的刺激操作。如果乳畜从一开始就不是双峰的，那么这是特别有利的。其原因可能是刺激操作的标准设置已经比必要的更长。如果控制单元能够减少总的刺激时间，那么对于乳畜和挤奶机器能力两者而言可能是有利的。通过能够执行延长步骤和缩短步骤两者，所有这一切取决于具有连续奶流动的最佳挤奶操作的形式的结果，实现对乳畜的最小应变和最大机器能力。

应当注意的是，所述标准设置可以是对于所有乳畜都相同的刺激时间，或者可以是基于例如相应品种或甚至单个乳畜的历史数据的刺激时间。显然，这些个体数据并不总是是可获得的，且特别是在第一次泌乳期间，它们经常会快速地变化。但是，单独选择总刺激时间的设置可能会引起更早达到最佳条件。

为了能够确定奶流量曲线中的双峰性，需要一个标准。只要该标准的目的是检测不期望的奶流量曲线，就是可接受的，因此可以在特定极限内进行选择。在可用的实施例中，在步骤c)中，如果在从奶流动开始的预定时期内奶流量达到至少例如200克/分钟的预定值的局部峰值，然后下降至局部最小值，降低超过至少预定阈值、例如100克/分钟或20％，且然后在至少例如6秒的预定过渡时期后再次增加且然后改变到平稳阶段或主挤奶期，则控制单元将奶流量曲线确定为双峰的。例如，还可以从每个乳头达到峰值奶流量这一事实来推断主挤奶期，该峰值奶流量进而可以是例如最近挤奶操作的峰值奶流量的移动平均。然而，其他定义也是可能的。例如，文献中还提及双峰性的定义，即奶流量在最初的75秒期间从一个15秒间隔到下一个下降了至少200克/分钟，然后在随后的两个15秒间隔期间不下降，之后奶流量大约为零。另一非常有用的定义是在奶流动开始后的1分钟内具有两次增加的奶流量曲线，这两次增加分开至少200克/分钟的下降量。在所有这些情况下，奶流动会中断或暂停，这可能是由于乳泡奶尚未释放的事实造成的。

当存在这样的局部峰值时，可以轻易确定双峰性的程度。具体地，控制单元基于局部峰值和/或所述下降量将双峰性的值分配给奶流量曲线。例如，控制单元确定双峰的值作为在局部峰值之后奶流量的所述相对(百分比)下降量(即下降到随后的局部最小值)。假设局部峰值为250克/分钟并且奶流量下降至140克/分钟，则下降量为110克/分钟或0.44＝44％。

尽管在奶流量曲线中没有明显的局部最大值，控制单元也能够对可能被视为双峰的曲线执行类似的操作。其原因是，乳池奶的流量也可能相当缓慢地下降，而乳泡奶的流量也可能逐渐开始上升。在仅部分重叠的情况下，净总奶流量将相对缓慢地增加。已经发现，比一般花费更长时间的奶流量的增加以及比一般持续更长时间的奶流量的减少阶段表明刺激不足，从而导致一种双峰性。因此，仍然可以通过改善刺激来改善乳畜的舒适度和挤奶机器能力。因此，在实施例中，控制单元在步骤c)中确定：如果从奶流动开始，奶流量花费比预定上升时间、例如30秒更长的时间来达到奶流量的主挤奶期的峰值流量，和/或如果在控制单元停止挤奶操作前，来自所述主挤奶期的所述峰值流量的奶流量花费的时间比预定下降时间、例如30秒长，则奶流量曲线是双峰的。通过调整刺激，奶流量曲线在这些情况下也可以得到改善，因为奶流量曲线将显示相对较短的上升和下降，这显然可以缩短挤奶时间并且为其他挤奶操作空出机器时间。

在这种情况下，可能同样是有利的是控制单元被配置为确定双峰性的程度。具体地，控制单元基于上升时间和/或下降时间将双峰性的值分配给奶流量曲线。例如，控制单元可以将双峰性的值定义为(T_peak-T_threshold)/T_threshold，其中

T_peak＝从开始挤奶操作到达到峰值奶流量的时间，

T_threshold＝预定上升时间，比如30秒。

控制单元还可以被配置为基于挤奶操作结束时奶流量的减少来对双峰性的值进行类似的确定。将清楚的是，30秒的数量和计算方法两者可以比如基于乳畜的品种和农场主的意愿而被自由地选择到某种程度。此外应当注意的是，“达到峰值奶流量”应当被理解为是指达到主挤奶期。主挤奶期中的奶流量通常是实际平坦的，除了一些轻微的偏差外，其值都是恒定的。峰值奶流量于是例如是挤奶操作的一部分中的平均奶流量值，在该部分中，奶流量偏离该平均值小于(例如)5％。从开始挤奶到达到挤奶操作的那个部分的时刻的时间，即从低于稍后确定(此后只有在评估奶流量曲线时才有可能)的峰值奶流量5％开始，则是奶流量曲线上升部分的时间。类似的定义适用于下降，比如奶流量下降到峰值奶流量以下5％的时刻，至移除挤奶杯的时刻，或者还有，如果这种情况发生得较早，则停止相应乳头的挤奶。同样在这种情况下，峰值奶流量及其可接受带宽的其他定义当然是可能的。奶流量曲线的评估实际上只有在挤奶操作完成之后才是可能的，附加地，必须考虑到(乳)畜是不一定以自动化方式表现的生物。然而，在控制单元中使用双峰性的清晰和明确的定义(具有局部峰值和/或相对较长的上升/下降)是有利的。

在实施例中，控制单元将步骤d)中的刺激步骤自动调整到取决于针对双峰性确定的值的程度。特别地，刺激延长值和/或等待延长值取决于针对双峰性确定的值。因此，控制单元可以使用双峰性的上述值，以便相应地调整刺激。毕竟，在奶流量中具有非常明显的局部峰值的情况下，与仅测量到奶流量仅略有减少或甚至仅延迟增加相比，刺激将远远不够。由于原则上调整刺激的程度与双峰性的程度相匹配的事实，因此可以非常快速地优化刺激。顺便地，双峰性的值与刺激的调整(时间)之间的相关性不必是线性的。理论上，任何其他数学关联可以被使用，但是它必须严格地不下降，并且两者之间的比率将是非负的，换句话说，更大的双峰性也将导致对刺激的更大调整。

在这种情况下，重要的是要注意，在实施例中，控制单元可以被设置为使得如果双峰性的值超过阈值，则仅仅调整刺激。因此，可以确保例如不必对刺激进行不必要的调整，以免使乳畜经受不必要的变化。根据用于计算双峰性的方法选择阈值。

在实施例中，控制单元基于刺激延长值和/或等待延长值来选择用于利用经调整的设置进行挤奶的适应期，其中，适应期较短，特别是具有相对较小的值。乳畜是通常需要一些时间以便适应变化的生物。为了防止对刺激的变化的不期望反应减损乳畜的真实反应，控制单元被配置为施加适应期。例如，这意味着在适应期期间的测量被忽略，并且仅在其结束时才恢复测量。也可能的是以不同的方式使用适应期，比如用于对在这个适应期期间执行的奶流量曲线的测量值进行平均。这种平均可以例如包括数学平均、移动平均或加权平均，而随后的测量值被赋予更大的权重。如果刺激的调整相对较大，即在当前情况下刺激延长值和/或等待延长值的变化相对较大，则这个适应期将更长，而对于较小的调整显然是相反的。

此外，在实施例中，可能的是控制单元被配置为根据其他变量、特别是与乳池奶的量相关的变量来调整刺激。特别地，控制单元被配置为基于自上次挤奶操作以来的时间(挤奶之间的时间、挤奶间隔)、产奶速度、泌乳值和/或乳畜的泌乳阶段来调整刺激。在前两种情况下，如果相应参数的值相对较大，则将具有相对较大的乳池奶量，原则上这与较短的刺激(时间)相关联。在原则上对于此整个文件而言确实是这样，每四分之一乳房考虑乳池奶。此外，例如，小母牛(初产母牛)的双峰小于经产母牛的。并且在泌乳快结束时，例如，母牛的产量降低，因此包含较少的乳池奶并且双峰性的机会更大(相对较强)。针对乳畜品种并且针对每头乳畜单独通过实验确定在每种情况下的相关程度。进而，调整泌乳可以包括调整刺激持续时间和/或等待时间和/或适应期。所有这一切将在本发明的第三方面的背景下更详细地说明。

根据第二方面，本发明还涉及如权利要求9所述的用于对乳畜进行挤奶的挤奶系统，该挤奶系统包括：用于挤奶的挤奶杯、可调整的刺激装置、用于测量挤出的奶的流量的奶流量计、以及用于至少控制刺激装置的控制单元，其中，挤奶装置被配置用于刺激操作，刺激操作包括：在通过控制单元可调整的且在挤奶操作之前确定的刺激时间内利用刺激装置刺激乳畜以诱导溢乳反射，以及在结束刺激操作与开始使用挤奶杯中的一个对乳畜的乳头进行挤奶之间的等待时间，该等待时间是在挤奶操作之前确定的，等待时间可以为零，其中，挤奶系统、特别是控制单元被配置为自动地执行根据本发明的第一方面的方法。这样的挤奶装置被装备为通过上述方法以高效且有效的方式优化对每个单独的乳畜的刺激，结果可以增加这种挤奶系统的挤奶能力。原则上，上述方法的其他优点完全适用于挤奶系统，其中这种方法在控制单元中被实施，且因此并不是所有这些在下面都将被重复。

在挤奶系统的实施例中，刺激装置包括一个或多个乳头清洁刷或分开的清洁杯，并且所述等待时间特别地大于零。每个乳头几乎总是相继地采用这样的乳头清洁刷和杯。结果，当第一乳头的清洁开始时，刺激将开始。当正清洁下一个乳头时，以及与此同时，当清洁器移动到下一个乳头时，这实际上已经引起(短)等待时间的发生，刺激将继续。毕竟，这是在乳畜水平处而不是在乳头水平处的过程。然而，当考虑在乳头水平处的刺激时，似乎可以施加等待时间，在该等待时间期间实际上因此清洁随后的乳头。附加地，挤奶杯必须在乳头清洁和刺激之后附接到乳头，然后可以进行挤奶。显然，这花费一些时间，该时间自动地包括(必要的)等待时间。从前面的挤奶操作开始，每头乳畜、至少每个挤奶系统的此等待时间、至少在无障碍(且因此尽可能快)附接期间其下限本身可能是已知的。有利地，控制单元例如通过允许此最短等待时间来考虑到这一点。

在乳头清洁刷的情况下，同样可以监视刺激操作。清洁刷由刷电机驱动，并且优选地，控制单元被配置为监视刷电机，特别是电机电流、电机电压或其电机转矩。控制单元然后优选地此外被配置为将刺激的开始时刻确定为所述电机电流、电机电压或电机转矩超过预定阈值的时刻，和/或将刺激操作的持续时间确定为所述电机电流、电机电压或电机转矩超过所述阈值的时期。这个阈值例如已经在实践中通过实验确定。在这些实施例中，因此可以更准确地确定刺激开始的时刻。在这种情况下，刷旋转但没有触碰到和清洁乳头的可能性不会引起有效的刺激(和清洁)。因此，可以更准确地确定刺激操作的起点，这在需要确定例如任何等待时间时是重要的。此外并且由于相同的原因，因此可以更准确地确定刺激操作的实际(总)持续时间。

在挤奶系统的实施例中，替代地或附加地将刺激装置结合到挤奶杯中，并且等待时间特别地为零。在这个实施例中，挤奶杯被直接放置在乳头上且随后使用例如水射流清洁乳头，并且部分地同时还刺激乳头，比如通过增加频率的脉动和减小的吸力/静止冲程比率。原则上，这样的挤奶系统可以立即从刺激(在该操作期间不挤奶或几乎不发生挤奶)切换为挤奶。为此，仅例如必须调整脉动，这可能花费不到1秒。因此，在这种情况下，控制单元不必考虑最小的等待时间。显然，这些挤奶系统同样始终可以停止物理刺激，至少将其减至最小，但仍然等待一段时间然后开始正确的挤奶，例如通过仅将挤奶杯放在乳头上，而无需任何移动或脉动发生。这样，还可能的是，也在这里引入等待时间，这可能是有利的以便尽可能减小乳头上的应变。

在第三方面，本发明还涉及一种用于多头乳畜的如权利要求12所述的挤奶厅，并且该挤奶厅设置有根据本发明的第二方面的挤奶系统，其中，乳畜根据固定的节律以固定的挤奶间隔在挤奶系统中成组地被挤奶，并且其中，适应期为1天或2天。在许多挤奶厅中，挤奶仍然根据固定的计划进行，在该计划中一组乳畜被驱赶到挤奶系统中，以便在那里相继被挤奶。在这种情况下，通常用手清洁乳头，并且通常用手附接挤奶杯。在这种情况下，重要的是，可以特别地通过单独改变每头乳畜的等待时间来单独调整刺激。如果刺激操作以最初较高频率脉动的形式被采用而没有挤奶，则也可以整体上采用本方法。

上述挤奶厅使用固定的挤奶间隔。这些可以均为例如12小时，使得适应可以非常快地发生，意味着1天或2天可能已经足够发生适应。顺便地，其他适应期容易是可能的，特别是在泌乳开始时进行显著调整，并且这些适应期可能比这里建议的1天或2天更为有利，这在泌乳期同样非常有用。

在用于多头乳畜的挤奶厅的其他实施例中，所述挤奶厅设置有根据本发明的第二方面的挤奶系统，其中，挤奶系统可以被乳畜自由地访问，并且适应期为至少2天，特别是一周。这里，挤奶系统几乎毫无例外地是机器人化的自动挤奶系统，该机器人化的自动挤奶系统能够自主地附接挤奶杯，并且可以在挤奶之前要么通过这些挤奶杯要么通过为此目的而设置的刺激装置(和/或清洁器)来执行所需的刺激，所有这一切都已经针对根据本发明的挤奶系统进行了描述。特别地，控制单元基于挤奶频率和/或基于乳畜的相继挤奶间隔的变化来选择适应期。

利用这样的挤奶厅，乳畜能够在它们愿意的时候频繁使用挤奶系统。结果，乳畜的相继挤奶操作之间的间隔可能(非常)不同。有利地，根据本发明的挤奶系统的控制单元被配置为考虑到这一点。上面已经描述了控制单元可以被配置为基于挤奶间隔来设置刺激。在这里预期的实施例中，其还有利地以相反方式工作，并且控制单元被配置为根据在不同挤奶间隔测量的奶流量曲线来确定期望/需要的刺激。这将在下面更详细地说明。

在开始时期期间，将进行多次测量，以便确定刺激的初始设置时的奶流量曲线，而且还要在更改刺激设置后的时期期间进行测量，在这种情况下，很可能会出现许多不同的挤奶间隔。结果将是乳畜也将生产出不同量的乳池奶和乳泡奶。假设在此时期期间刺激设置没有变化，则双峰性通常将显示出与挤奶间隔的相关性。挤奶间隔短的挤奶操作的双峰性值将大于具有挤奶间隔长的挤奶操作的双峰性值。如果控制单元绘制相对于挤奶间隔的双峰性值，则将形成点云，例如在该点云上可以使用(线性或其他)回归来确定相关性函数。因此，可以针对每个挤奶间隔来决定是否必须修改刺激，如果修改，修改多少。举例来说，可以查看双峰性高于阈值的挤奶间隔。在大多数情况下，这意味着对于短于阈值间隔的、然后具有过大双峰性的所有挤奶间隔的刺激可以根据所确定的双峰性值而被调整一定程度。

在这种情况下进一步改进是可能的。如果控制单元已经使用根据数学函数取决于挤奶间隔的刺激设置，则双峰性将显示随挤奶间隔而变的相关性程度，如上面已经概括地描述的那样。在这种情况下，可能的是控制单元在分析挤奶间隔不同的各种挤奶操作的双峰性之后同时调整相关挤奶间隔(也就是说，双峰性超过阈值的那些挤奶间隔)的数学函数。在这种情况下，调整可以是在固定的刺激延长值和/或等待延长值的延长，而且有利地，还是与刺激和/或等待延长值的配合，其进而是挤奶间隔的(不同)函数。毕竟，不同挤奶间隔的双峰性通常是不同的，使得这也可能需要对刺激进行不同的调整，所有这一切都针对本发明的方法进行了描述。

此外应当注意，当优化上述实施例时，历史数据可能是重要的。因此，如果识别出在许多情况下已经显示出一定程度的双峰性(比如泌乳天数和挤奶间隔的某种组合)的乳畜，则控制单元也将能够实现刺激的调整。因此，在不过(肯定程度很高)会产生双峰性的情况下可以跳过分析阶段。

还可能的是挤奶系统包括多个挤奶机器人，每个挤奶机器人具有清洁刷或分开的清洁杯。有利地，控制单元然后包括存储器，该存储器具有用于每个挤奶机器人和每头乳畜的第一挤奶杯的最小和平均连接时间，并且其中，控制单元在确定刺激与挤奶开始之间的等待时间时将所述最小或平均连接时间考虑在内。因此，即使使用不同的挤奶机器人，乳畜的实际可能等待时间原则上也相同。在用清洁刷或分开的清洁杯进行清洁和刺激后，挤奶杯在不太短且不太长的时期后进行附接。应该注意的是，在用同一挤奶杯进行清洁、刺激和挤奶的情况下，不会发生此问题，因为在这种情况下，清洁后的实际连接时间为零。

将显而易见的是，根据本发明，关于这个主题的许多变型将是可能的。然而，重要的是，控制单元本身测量相关变量，在第一实例中，测量奶流量曲线，并且可选地测量挤奶间隔、泌乳天数、产奶量，随后自己分析这些数据，并且能够据此自动地调整刺激。这样确保可以针对每头畜单独地以动态且有效的方式根据要求自动地调整对乳畜的刺激，使得尽可能减小畜上的应变，特别是乳头上的应变，且使得可以增加以此方式装备的挤奶系统的能力。

下面将通过附图更详细地说明本发明，在附图中示出了本发明的一些方面，并且在附图中：

图1高度示意性地示出了根据本发明的挤奶系统，

图2a至图2c示意性地示出了三条奶流量曲线，

图3示意性地示出了乳畜的随刺激时间而变的双峰性的图形，以及

图4示意性地示出了乳畜的和两个固定刺激时间的随挤奶间隔而变的双峰性的图形。

图1高度示意性地示出了根据本发明的挤奶系统。用于对具有带后乳头12和前乳头13的乳房11的乳畜10进行挤奶的这个挤奶系统1包括可沿箭头方向旋转的刷2、以及挤奶杯3、奶流量计4和控制单元5。

实际上，所示的挤奶系统将包括均具有奶流量计4的一个以上的挤奶杯3，但是为了清楚起见，在每种情况下仅展示一个挤奶杯。也可以仅为一个前乳头和/或一个后乳头设置奶流量计，但是显然信息量然后将会减少。在这种情况下，建议将奶流量计分别设置在最先附接的前乳头和后乳头上。附加地，也可以用奶产量计代替奶流量计，其中控制单元5例如被配置为根据时间得出的奶产量来确定奶流量。

刷2具有双重功能。一方面，刷用于清洁乳头，另一方面，刷通过清洁诱导催产素反射，其结果是催产素激素释放到血流中，这进而引起乳房11中的奶分泌细胞分泌乳泡奶，使得可以经由乳房乳池和乳头12、13进行挤奶。由于乳房11中的(奶)压力增大，在一次产奶期间，将会泄漏到乳房乳池的奶量逐渐增加。这是可以直接挤出的奶，也就是说也不需要刺激。

刷可通过一个或多个刷电机(此处未示出)来驱动。控制单元5被配置为监视刷电机，特别是测量电机电流或电机电压或电机转矩。当超过这些的预定阈值时，控制单元5确定刺激的开始。只要所述值保持在阈值之上，就认为刷电机正在执行刺激动作。

也可以使用不同的(清洁和)刺激装置来代替刷2。已知装置中的一种是分开的清洁杯，该清洁杯相继附接到乳头并清洁相应的乳头并刺激乳畜。每个乳头还可以使用单个挤奶杯，该挤奶杯例如使用液体射流清洁乳头，使用空气干燥并进行刺激。

乳池奶和乳泡奶两者的挤奶均通过挤奶杯3进行，并且这里使用奶流量计4测量奶流量。附接挤奶杯3可以通过挤奶机器人系统中的机械臂和乳头检测系统(均未示出)或在常规挤奶系统中用手来实现。在这种情况下，就挤奶本身而言，后者也被认为是自动挤奶系统，而前者的机器人系统被认为是全自动的，也被称为(为了清楚起见)机器人挤奶系统。然而，将显而易见的是，对于本发明而言，附接挤奶杯本身的方式并不重要。在常规挤奶的情况下，可能重要的是这样的事实，即清洁和(因此首先)刺激通常将用手进行。然后，挤奶杯本身然后例如可以通过抽吸(而没有奶)对乳头进行快速脉动按摩来提供(附加)刺激，例如，如众所周知的那样。由于可以快速且以已知且固定的节律执行本身用手清洁和附接挤奶杯，因此可以通过将附加刺激设置为其就像是刺激来实施本发明。

当将挤奶杯3附接到诸如后乳头12或前乳头13的乳头时，已经在挤奶杯中产生挤奶真空并开始脉动的时刻起，奶就有可能流动。此奶流量通过奶流量计4根据时间被测量，并且被控制单元5处理以产生奶流量曲线。在这种情况下，测量可以是连续的，或也可以经由定期采样奶流量来进行。然后，控制单元5评估经测量的奶流量曲线，以便评估测量的曲线的(可能的)双峰性。将参考图2a至图2c对此进行更详细的说明。

图2a至图2c示意性地示出了三条奶流量曲线。相关部分用相同的附图标记表示，并且每个部分图中还附加得设置有单(')或双(”)引号。可以看出，奶流量包括上升期、主挤奶期和下降期。在每种情况下，主挤奶期从t1到t2，其特征是可以以各种方式定义的峰值奶流量P。例如，在某个时期内获取移动平均奶流量的最大值，不过其他定义也是可能的。不言而喻，上升期是曲线的第一部分，直到达到阈值流量D(例如峰值奶流量P的预定百分比)为止。上升期因此从t0到t1。这里，所使用的定义为D＝0.8×P，但是显然其他定义也是可能的。最后，下降期被视为从流量下降到低于阈值流量D直到移除挤奶杯的时刻为止、至少结束使用该挤奶杯进行挤奶的时期，因此从t2到t3。然而，同样在这种情况下，其他定义也是可能的，比如直到达到预定的降低阈值(其可以是固定的或峰值奶流量的百分比等)为止的时间。

这里应该注意的是，所展示的奶流量曲线被稍微理想化，以便不减损与本发明相关的方面。

图2a示出了明显为双峰的奶流量曲线，其中奶流量在6处达到局部最大值，然后在7处下降至最小值，且然后才增加直到主挤奶期。由于奶流量永远不会出现在完全单调的上升线中，并且总会发生小的变化，因此有必要定义阈值以确定什么是双峰峰值/谷值，什么不是双峰峰值/谷值。同样，可以原则上自由地选择定义。这里，例如使用的是峰值必须至少为200g/min，然后发生至少100g/min的降低，并且在这个峰值与随后的峰值之间存在至少6秒的时期。显然，其他定义也是可能的。

然而，图2a具有另一个特性，该特性通常被观察到具有双峰奶流量曲线，且是一个长上升期和一个长下降期。长上升期(此处将“长”定义为长于30秒)就其本身而言是合乎逻辑的，因为奶流量已经从乳池奶开始，即在对挤出乳泡奶之前，后者的奶负是到主挤奶期的原因。然而，还已经发现的是恰恰是挤奶操作的结束，即下降期，双峰奶流量曲线需要更长的时间，“长”的定义同样是长于30秒。同样应注意的是其他定义是可能的，比如在某种程度上取决于奶农的意愿。附加的，定义在品种间可能不同，显然在乳畜物种间也可能不同。

上面通过图2b进行了说明，该图示出了这种奶流量曲线。在奶流量过程中看不到清晰的峰值。然而，由于上升期(t1-t0)和/或下降期(t3-t2)的持续时间是“长”的，在这种情况下长于30秒，所以这条曲线仍然可以被认为是双峰的。

最后，图2c示出了理想化的奶流量曲线，其具有短的上升期、非常平坦的主挤奶期、以及短的下降期。原则上，这样的曲线具有的优点是每总机器时间的奶产量高，以及乳畜的乳头应变有利地低。

应注意的另一件事是，对于正常、健康的乳畜，左乳头和右乳头在奶产量方面、以及在乳池奶与乳泡奶之间的比率和绝对量方面是大致相等的，因此是双峰的。然而，两个前乳头可能与两个后乳头不同。平均而言，后乳头产生更多的奶，并且部分地由于其，乳池奶和乳泡奶的比率和量也可能不同。因此，还可能的是前乳头与后乳头之间的双峰性是不同的。这就是测量和评估前乳头和后乳头可能很重要的原因。此外，可能的是一个单乳头产生较少的奶，比如乳腺炎就是这种情况。然而，这个乳头也必须被挤奶。然而，由于这个乳头的奶的量完全不同，因此双峰性可能是不同的，即使特别是对于经常敏感的这个乳头的正确刺激是非常重要的。因此，确定所有乳头、至少前乳头、后乳头以及附加地所有乳腺炎乳头的奶流量曲线可能是有利的。

可以确定每条奶流量曲线的双峰性。在最简单的情况下，唯一的区别是双峰与非双峰。然而，当然可以分配双峰性的程度。例如，在上升期中具有清晰的局部峰值和下降的曲线被分配有数字，该数字指示奶流量在峰值之后下降多大。这可以是局部峰值的百分比、主挤奶期中的峰值奶流量的百分比。还可能的是将局部最小值作为起点，例如作为绝对值，或同样作为主挤奶期中的峰值奶流量的百分比。不排除其他计算，比如以上的组合。

附加地，还可以为图2b中类型的奶流量曲线分配双峰性值。这然后例如与上升期的长度和/或下降期的长度相关联，同样作为绝对持续时间，或者例如相对于主挤奶期的长度。此外，这些值也可以用于图2a中的类型的曲线的双峰性值。

在所有情况下，目标都是能够为每条奶流量曲线分配双峰性值。在这种情况下，确切的值甚至不是最重要的，因为原则上目的是减小该值。这就是为什么任意计算已经在下面被使用，但是可以被作为示例性函数的原因：双峰性值＝[1-(奶流量@局部最小值)/(奶流量@局部峰值)](如果存在)+[上升时间/30秒-1]+[下降时间/30秒-1]。明确强调了其他函数是可能的。

图3示出了针对乳畜的具有根据刺激时间的双峰的示意图形。在这种情况下，在早上和晚上，这里分别是上午7点和下午6点，以固定的节律对乳畜进行挤奶。即使在实践中，并不会在很多情况下保持固定的12小时节律，但是在这里选择它是为了说明在不同间隔下的差异。对于图3的图形，已经假设等待时间，即刺激结束与开始真正挤奶之间的时间是恒定的。然而，也可以改变等待时间或改变刺激时间和等待时间的组合来代替刺激时间。结果可以以相同的方式进行确定并且在优化刺激时进行处理。

上午挤奶操作(具有13小时的较长挤奶间隔)期间的双峰性用叉号表示，以及具有11小时的间隔的晚上挤奶操作的双峰性用圆圈表示。可以看出，较长间隔期间的双峰性较小，这可以例如通过较大量的乳池奶以及由于同样较大量的乳泡奶引起的较快兴奋性来说明。此外，还可以看出，双峰性同样由于较大量的乳池奶和乳泡奶而随着相对长的刺激明显降低。如果刺激持续足够长的时间，则这种乳畜的双峰性似乎(几乎)为零。然而，也存在如下情况：即使刺激时期和/或等待时间非常长，乳畜也总是表现出某种双峰性。这可能是由于各个奶产量和乳房/乳头特性的特定组合引起的。然后，优化刺激可以包括例如找到最短的刺激，最短的刺激产生所述最低的双峰性，或者引起满足任何其他应用的标准，比如优化要实现的每总机器时间的奶产量。

在图3的情况下，刺激的优化可以例如产生图形中的双峰性值至多为值“A”。这个值由农民选择，例如基于乳畜的品种或物种、对乳畜福利和乳畜健康的期望，比如乳头端部处的愈伤组织形成等。可以使用如下的根据本发明的方法达到这种最佳。

首先，比如在图3中而无论如何没有任何刺激来执行初始测量，不过在实践中通常会选择不同于零的标准起始值。在任何情况下，然后使用刺激时间的这个设置来执行挤奶操作，并且在这种情况下，采取早上挤奶操作，即具有13小时间隔，不过在实践中，当然也可以是不同的间隔。在挤奶操作期间，控制单元5通过奶流量计4确定奶流量曲线。此第一奶流量曲线具有双峰性的程度，其由控制单元计算。让我们假设这具有等于3דA”的值，其中“A”是预定阈值。因此，双峰性明显太高。顺便地，可以且甚至建议执行一些类似的测量，使得可以确定平均值，但是为了方便起见，我们假定双峰性值为3דA”。随后，控制单元将刺激时间增加预定步长，例如5秒。

在下一次(早晨)挤奶操作时，同样确定奶流量曲线和相应的双峰性。为了使乳畜习惯于这种改良的刺激设置，还可以不执行一次、而是执行多次(早晨)挤奶操作，然后确定所有这些新挤奶操作或例如最近N次新的挤奶操作的平均值。应当注意的是，在中间晚上挤奶操作中，可以针对晚上挤奶操作执行相同的方法，即间隔相对短。

对于这些新的后续挤奶操作，发现双峰性值约为1.5דA”。这仍然太高，因此控制单元将再次延长刺激时间。该时间可以延长之前使用的5秒的时期，但是也可以是相对较的时间，比如2秒，因为与阈值“A”的差变得小得多。然后，使用此新刺激设置执行一次或多次(早晨)挤奶操作。在延长2秒的情况下，由于改变较小，因此此延长期也可能顺带较短。在将时间再次延长5秒到15秒之后，控制单元将通过该或每个经测量的奶流量曲线确定当前为0.9דA”的双峰性值。这个值低于阈值，因此是可接受的。现在，控制单元可以选择保持此刺激设置，直到新的奶流量曲线显示过高的双峰性值。可替代地或附加地，只要双峰性不超过阈值，则控制单元可以通过减少刺激时间来进一步优化。利用这里所展示的(近似指数)相关性，最佳刺激时间t2将约为13秒。

如已经说过的那样，可以在过渡中确定或者设置用于夜间挤奶操作的刺激，或者如果需要，可以以相同的方式完全独立于早晨挤奶操作来确定和设置刺激。根据这里所展示的图形，这将使t1的刺激时间约为20秒。显然，时间t1和t2二者仅仅被示意性找到，而且它们此外取决于泌乳阶段等。

图4示意性地示出了乳畜的和两个固定刺激时间的随挤奶间隔而变的双峰性的图形。

在这种情况下，相应的乳畜因此没有固定的挤奶节律，但是能够自由移动并可以确定自己的挤奶时间。由于挤奶间隔(因此同样是可变的)对双峰性具有其自身的影响，因此现在对控制单元的方法进行略微修改。现在，使用固定的刺激时间并且执行多次挤奶操作，例如如图中的六次，但是优选地多一些。由于挤奶间隔的自然变化，将形成点云。最初，例如，已经选择10秒的刺激时间，这产生六次加法。除了来自大约11小时的挤奶间隔M1的以外，几乎所有值都超过了阈值“A”。如果控制单元还执行回归分析，至少通过测量点云的拟合曲线，则可以证实这一点。因此，控制单元决定将刺激时间延长例如10秒至20秒，从而产生三角形的点云。在这种情况下，M2以上的间隔(明显超过8小时)具有足够低的双峰性。控制单元5可以现在决定再一次延长刺激时间，例如现在延长5秒。由于双峰性值因此再一次减小(至少是可能的)，因此例如7个小时的间隔将具有足够低的双峰性。由于这可以对应于这个乳畜的最小挤奶间隔，因此控制单元可以决定选择这个刺激时间。

进一步的改进可以是随后根据挤奶间隔设置刺激时间。毕竟，已经发现，相对短的刺激时间就已经足够并且挤奶间隔更长，使得就不必长时间刺激乳畜了。结果，乳头经受较小的应变，而且可以更快地开始挤奶。

因此，包括使用根据本发明的方法的控制单元的挤奶系统为乳畜提供以更不易受到应变的更健康乳头为形式的优点，并且为奶农提供以挤奶系统的更大能力和刷或其他刺激装置的较少的不必要磨损为形式的优点。

通过组合针对图3和图4所述的方法，控制单元还能够更快地进行优化。因此，控制单元可以例如已经考虑了另一个挤奶间隔对双峰性的影响，使得可以更快地找到刺激时间的最高效调整。在这种情况下，控制单元可以使用历史数据、比如来自乳畜的先前泌乳的历史数据，或还有相应品种、年龄、泌乳天数的平均值等。

优化刺激可能纯粹是为了优化乳畜福利，比如减少乳头应变。最大化每机器时间奶产量也可能是一个目标，然而在这种情况下，应当通过遵守最小双峰性值来确保一定程度的最小乳畜福利。其他标准当然也是可能的。根据本发明的方法和挤奶系统使得可以应用这种优化并且确保即使在泌乳期间乳畜的特性改变的情况下这种优化仍继续进行。

附图中展示的上述实施例仅用于说明本发明，而无意限制本发明。保护范围由所附权利要求确定。

Claims (13)

1.一种用于使用自动挤奶装置在挤奶操作中对乳畜进行挤奶的方法，所述自动挤奶装置包括挤奶杯、可调整的刺激装置、奶流量计以及控制单元，

其中，所述挤奶装置被配置用于刺激操作，所述刺激操作包括：

-在所述挤奶操作之前确定的刺激时间内利用所述刺激装置刺激所述乳畜，以诱导溢乳反射，以及

-在结束所述刺激操作与开始使用所述挤奶杯中的一个对所述乳畜的乳头进行挤奶之间的等待时间，所述等待时间是在所述挤奶操作之前确定的，

其中，所述刺激时间和/或所述等待时间可由所述控制单元调整，并且所述等待时间能够为零，

其中，所述方法包括：

a)挤奶步骤，所述挤奶步骤包括使用所述挤奶杯和在所述挤奶步骤之前设置的所述刺激装置的设置对所述乳畜执行一次或多次挤奶操作，

b)测量步骤，所述测量步骤包括使用所述奶流量计在所述一次或多次挤奶操作中的每一次挤奶操作期间测量至少一个后乳头或前乳头的奶流量曲线，

c)评估步骤，所述评估步骤包括使用所述控制单元确定经测量的所述奶流量曲线中的每一条奶流量曲线是否是双峰的，

d)调整步骤，所述调整步骤包括如果经评估的所述奶流量曲线中的至少一条奶流量曲线是双峰的，则所述控制单元通过将所述刺激时间延长刺激延长值和/或将所述等待时间延长等待延长值来自动地调整针对所述乳畜的所述刺激操作，

并且此外包括重复步骤a)至d)至少一次，包括经调整的刺激操作并且使用预定的适应期，所述预定的适应期包括预定持续时间的预定次数的挤奶操作中的一次挤奶操作。

2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤d)包括：如果所述经评估的奶流量曲线都不是双峰的，则所述控制单元通过将所述刺激时间缩短刺激减少值和/或通过将所述等待时间缩短等待减少值来自动地调整针对所述乳畜的所述刺激操作。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤c)中，如果在从奶流动开始的预定时期内所述奶流量达到至少例如200克/分钟的预定值的局部峰值，然后下降至局部最小值，所述降低超过至少预定阈值、例如100克/分钟或20％，且然后在至少例如6秒的预定过渡时期后再次增加到所述局部峰值以上，则所述控制单元将奶流量曲线确定为双峰的。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述控制单元基于所述局部峰值和/或所述降低，例如在所述局部峰值后的相对降低，将双峰性的值分配给所述奶流量曲线。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤c)中，如果从奶流动开始，所述奶流量花费比预定上升时间、例如30秒更长的时间来达到所述奶流量的主挤奶期的峰值流量，和/或如果在所述控制单元停止所述挤奶操作前，来自所述主挤奶期的所述峰值流量的奶流动花费的时间比预定下降时间、例如30秒长，则所述控制单元确定奶流量曲线是双峰的。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述控制单元基于所述上升时间和/或所述下降时间为所述奶流量曲线分配双峰性的值。

7.如权利要求4或6所述的方法，其中，所述控制单元在步骤d)中自动地将所述刺激步骤调整到取决于针对所述双峰性确定的值的程度，特别地其中，所述刺激延长值和/或所述等待延长值取决于针对所述双峰性确定的所述值。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述控制单元基于所述刺激延长值和/或所述等待延长值来选择利用经调整的设置进行挤奶的适应期，其中，所述适应期较短，特别是具有相对较小的值。

9.一种用于对乳畜进行挤奶的挤奶系统，所述挤奶系统包括用于挤奶的挤奶杯、可调整的刺激装置、用于测量挤出的奶的流量的奶流量计、以及用于至少控制所述刺激装置的控制单元，

其中，所述挤奶装置被配置用于刺激操作，所述刺激操作包括：

-在通过所述控制单元可调整的且在所述挤奶操作之前确定的刺激时间内利用所述刺激装置刺激所述乳畜，以诱导溢乳反射，以及

-在结束所述刺激操作与开始使用所述挤奶杯中的一个对所述乳畜的乳头进行挤奶之间的等待时间，所述等待时间是在所述挤奶操作之前确定的，所述等待时间能够为零，

其中，所述挤奶系统、特别是所述控制单元被配置为自动地执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述刺激装置包括一个或多个乳头清洁刷或分开的清洁杯，其中，所述等待时间特别地大于零。

11.如权利要求9所述的方法，其中，所述刺激装置结合在所述挤奶杯中，特别地其中，所述等待时间为零。

12.一种用于多头乳畜并且设置有根据权利要求9至11中任一项所述的挤奶系统的挤奶厅，其中，所述乳畜根据固定的节律以固定的挤奶间隔在所述挤奶系统中成组地被挤奶，并且其中，所述适应期为1天或2天。

13.用于多头乳畜并且设置有根据权利要求9至11中任一项所述的挤奶系统的挤奶厅，其中，所述挤奶系统能够被所述乳畜自由地访问，并且其中，所述适应期为至少4天、特别是一周。

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