CN117295395A - 挤奶系统 - Google Patents
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Abstract
提供了一种挤奶系统(100)，该挤奶系统包括：挤奶杯(110a,110b,110c,110d)，每个挤奶杯连接到相应排奶管(120a,120b,120c,120d)；真空泵(140)；奶罐(130)；真空调节装置(150a,150b,150c,150d)，该真空调节装置被配置为调节提供给相应相关联的挤奶杯(110a,110b,110c,110d)的入口真空压力水平(P1)；真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)，每个真空压力传感器被配置为测量每个乳头(210a,210b,210c,210d)下方的真空压力；处理设备(170)，该处理设备被配置为：设置入口真空压力水平(P1)；获得相关联的挤奶杯(110a,110b,110c,110d)的所得的真空压力水平(P2)的测量结果；将所得的真空压力水平的测量结果与期望的挤奶真空压力水平(Pm)进行比较；计算调节的入口真空压力水平以实现期望的挤奶真空压力水平(Pm)；并且根据分别计算的调节量引起调节，而与动物身份无关。
Description
技术领域
本发明涉及挤奶系统。更具体地，描述了一种挤奶系统，该挤奶系统包括多个挤奶杯、多个排奶管、真空泵、奶罐、多个真空调节装置、多个真空压力传感器和处理设备。处理设备通信地连接到真空调节装置和真空压力传感器。处理设备被配置为连续地调节由相应真空调节装置提供给相应相关联的挤奶杯的入口真空压力水平，以便在挤奶过程期间在每个挤奶杯处实现期望的挤奶真空压力水平，而与动物的身份无关。
背景技术
在奶牛场，通常通过将具有衬垫的挤奶杯附接到动物的每个乳头上，并且除了脉动真空之外还在乳头的尖端下方施加挤奶真空来从动物身上提取奶。因此，模仿了小牛的有节奏的吮吸，使得挤奶真空的吮吸被由脉动真空引起的衬垫的有节奏的运动(打开和关闭)打断。因此，乳头受到按摩，这刺激动物释放催产素，这又激活了排奶反射，导致在将第一个挤奶杯附接到第一个乳头上后释放乳腺泡奶约40秒-60秒。此外，通过施加按摩来防止乳头末端充血。
人们希望尽可能快地将奶从动物身上提取以便有效地使用挤奶装备并允许最大数量的动物被挤奶，同时避免由于过度的挤奶真空而对乳头造成伤害。
然而，动物乳头的奶流量通常不会在乳头之间均匀分布，由于不同的原因，例如遗传变异和/或乳头的大小/形状可能有偏差，使得乳头不太适合所使用的挤奶杯/衬垫(不管乳头的实际尺寸如何，通常在所有乳头上使用相同尺寸的挤奶杯/衬垫)。
不仅奶流量分布不均匀，而且在刺激相应乳头期间奶流量的增加率也不同。在挤奶过程期间，对于动物的所有乳头，每时间单位的奶流量可能是不同的。
已经观察到，至少有一些动物即使在挤奶真空急剧增加时，也不会以更高的奶流量释放奶，这就是为什么对这些动物来说增加对动物乳头施加的挤奶真空只会导致乳头暴露于高挤奶真空，而这可能会伤害乳头。
这些上述特征可以同时发生并相互加强，从而加剧了问题。
希望通过进一步的研究和开发来发展一种理念，从时间和效率方面改善奶的排出，同时确保和/或增强满意的乳头完整性。
发明内容
因此，本发明的一个目的是解决上述问题中的至少一些问题并改进挤奶系统中动物的挤奶。
根据本发明的第一方面，该目的通过一种挤奶系统实现。该挤奶系统包括多个挤奶杯，每个挤奶杯被配置为在挤奶过程的奶提取期间适配到动物的相应乳头上。该挤奶系统还包括多个排奶管，其中每个排奶管连接到相应挤奶杯。另外，挤奶系统包括真空泵，该真空泵被配置为在系统真空压力水平下产生系统真空压力，该系统真空压力可以被称为系统真空。另外，该挤奶系统还包括奶罐，该奶罐经由相应的所连接的排奶管连接到挤奶杯中的每个挤奶杯，并且还连接到真空泵。此外，挤奶系统包括多个真空调节装置，每个真空调节装置与一个挤奶杯相关联并且被配置为调节提供到相应挤奶杯的入口真空压力水平。此外，挤奶系统还包括多个真空压力传感器，每个真空压力传感器与一个挤奶杯相关联并且被配置为在挤奶过程期间测量在乳头中的一个乳头下方的相关联的挤奶杯中占主导的真空压力水平。
该挤奶系统包括处理设备。处理设备通信地连接到真空调节装置和真空压力传感器。
处理设备被配置为向每个真空调节装置生成相应的命令，以将入口真空压力水平设置为入口挤奶真空压力水平，并且将入口真空压力水平提供给与挤奶杯附接相关联的相关联的挤奶杯。此外，处理设备被配置为在挤奶过程期间重复地从相关联的挤奶杯的真空压力传感器获得在乳头中的一个乳头下方的相关联的挤奶杯中占主导的真空压力水平的测量结果。另外，处理设备还被配置为在挤奶过程期间重复地将所获得的真空压力水平的相应测量结果与期望的挤奶真空压力水平进行比较。处理设备被配置为基于所进行的比较，在挤奶过程期间重复地计算将由每个相应的真空调节装置提供给相关联的挤奶杯的入口真空压力水平的调节量，以便在相关联的挤奶杯中实现期望的挤奶真空压力水平。
处理设备另外被配置为在挤奶过程期间重复地向每个真空调节装置生成相应的命令，以根据分别计算的调节量来调节入口真空压力水平，从而在每个相应相关联的挤奶杯处实现期望的挤奶真空压力水平，该期望的挤奶真空压力水平是由乳头中的每个乳头下方的相应真空压力传感器测量的，而与动物的身份无关。
通过连续地测量每个动物乳头下方的挤奶杯中的相应真空压力水平，将该真空压力水平与期望的挤奶真空压力水平进行比较，并且基于所进行的比较来调节由真空调节装置提供的入口真空压力水平，每个挤奶杯中的相应真空压力水平被保持在期望的挤奶真空压力水平，而与真空调节装置和相应的挤奶杯之间的任何真空压力泄漏；和/或相应乳头的奶流量的任何变化无关。因此，确保了乳头的完整性，同时实现了挤奶杯的期望/高真空压力水平，对于具有高奶流量的乳头也是如此。
由此，通过使相应的入口真空压力水平适应于挤奶杯中的每个挤奶杯下方的真空压力水平的变化，奶提取得到了根本性改善。减少了挤奶站/挤奶机器人中的每个动物的总挤奶时间(与常规解决方案相比)，这使得该挤奶系统每个时间单位可以为更多的动物提供服务。然而，挤奶以温和的方式进行，从而消除或至少减少了由作用在乳头上的过大真空压力引起的动物的不适。过大真空压力可引起损伤，这又可导致乳房疾病，例如乳腺炎，这除了使个体动物遭受痛苦之外，还可能会对农场造成严重的经济后果。
在根据第一方面的挤奶系统的具体实施中，处理设备被配置为在挤奶过程期间重复地生成调节入口真空压力水平的命令，以便在每个相应相关联的挤奶杯处保持期望的挤奶真空压力水平基本上恒定，该期望的挤奶真空压力水平是在挤奶过程的至少大部分时间期间由乳头中的每个乳头下方的相应真空压力传感器测量的。
在根据第一方面的挤奶系统的另一具体实施中，处理设备被配置为估计在一定时间段期间由相应真空压力传感器测量的挤奶杯中的一个挤奶杯中的真空压力水平的相应最高测量结果和最低测量结果之间的差值。处理设备还被配置为在估计的差值小于阈值极限的情况下，将期望的挤奶真空压力水平临时设置为针对该挤奶杯的高流量挤奶真空压力水平。
当挤奶杯中的真空压力水平在该时间段内相当恒定(即，低于阈值极限)时，如由真空压力传感器至少在该时间段内的两个不同时刻所测量的，这被解释为动物的乳头的奶流量已经在最大奶流量峰值处或附近达到平稳阶段。因此，挤奶杯的期望真空压力水平可以增加到高流量挤奶真空压力水平，而没有使动物乳头暴露于过大真空压力的风险。
当乳头的奶流量非常高/在最大奶流量水平附近时增加挤奶杯中的真空压力水平的优点在于，挤奶过程可以比根据先前已知的解决方案或者当保持恒定时更早地终止，这就是相同的挤奶装备每时间单位可以服务更多动物的原因。农场主可以招募更多的动物到农场而不必投资新的挤奶装备，从而增加农场的总产奶量。
在根据第一方面的挤奶系统的具体实施中，处理设备被配置为在挤奶过程期间重复地向与附接到相应乳头的每个挤奶杯相关联的真空调节装置生成相应的命令，以增加或降低要提供到挤奶杯的入口真空压力水平。
该真空调节装置因此被配置为：当从真空压力传感器获得的乳头下方的挤奶杯中的最近获得的真空压力水平低于乳头下方的挤奶杯中的期望的挤奶真空压力水平时，利用调节量来增加要提供给挤奶杯的入口真空压力水平；或者当从真空压力传感器获得的乳头下方的挤奶杯中的最近获得的真空压力水平超过乳头下方的挤奶杯中的期望的挤奶真空压力水平时，利用调节量来降低要提供给挤奶杯的入口真空压力水平。
通过能够频繁地测量每个挤奶杯的真空压力水平，实现对当前/瞬时真空压力的更好控制。然后，可以经由与挤奶杯相关联的真空调节装置对所施加的入口真空压力水平进行连续地调整。因此，可以为每个挤奶杯提供适当的入口真空压力水平，从而在挤奶杯中产生期望的真空水平，以便高效地挤奶，同时避免真空对乳头造成的损坏或刺激。
在根据第一方面的第一具体实施的挤奶系统的又一具体实施中，调节量的大小可以与由相应真空压力传感器测量并从相应真空压力传感器获得的最近获得的真空压力水平和先前获得的真空压力水平之间的差值成比例。
通过指示真空调节装置以可与检测到的测量结果之间的差值成比例的步长改变入口真空压力水平，通过在每个相应乳头下方的挤奶杯中保持基本上恒定的真空压力水平，避免了不适当的真空压力水平施加到挤奶杯。
在根据第一方面的挤奶系统的另一具体实施中，或其任何具体实施中，处理设备被配置为：向至少一个真空调节装置生成相应的命令，以在估计挤奶过程接近结束时降低对应挤奶杯处的入口真空压力水平。
通过在接近挤奶过程结束时降低入口真空压力水平，乳头下方的挤奶杯中的真空压力水平降低，这有利于挤奶杯取出。
在根据第一方面的挤奶系统的另一具体实施中，或其任何具体实施中，真空调节装置包括相应的真空调节器和阀设备。
在根据第一方面的挤奶系统的另一具体实施中，或其任何具体实施中，真空调节装置包括具有通道的可操作阀，其中该阀布置在排奶管中，并且在挤奶过程期间提取的奶经过通道。
因此，具体说明了真空调节装置的实施方案，其中可以基于电控制信号由螺线管调节可操作阀。
在根据第一方面的挤奶系统的另一具体实施中，或其任何具体实施中，处理设备被配置为检测挤奶杯将被附接到动物的乳头上。此外，处理设备被配置为向每个真空调节装置生成相应的命令，以将入口真空压力水平设置为入口附接真空压力水平并且将入口真空压力水平提供给与挤奶杯附接相关联的相关联的挤奶杯，其中入口附接真空压力水平表示比入口挤奶真空压力水平更小的负压。
通过在附接挤奶杯时提供比挤奶真空压力水平更低(即，涉及更小的负压)的专用入口附接真空压力，有利于挤奶杯的附接。
在根据第一方面的挤奶系统的另一具体实施中，或其任何具体实施中，由真空压力传感器测量的允许在乳头中的任一个乳头下方的挤奶杯中的任一个挤奶杯中占主导的最大允许真空压力水平在35kPa至55kPa的区间内，优选地在44kPa至49kPa的区间内。
由此避免了在乳头的奶流量与所施加的真空压力不对应的情况下，任何乳头暴露于过大真空压力。因此，确保了对动物乳头的温和处理，还能够施加适应乳头容量的有效真空压力，这改善并精简了挤奶过程，因为奶由此在短时间内被提取，同时不会损害动物乳头的完整性。
在根据第一方面的挤奶系统的又一具体实施中，或其任何具体实施中，真空压力传感器被配置为以每秒基本上10-1000次测量、优选地每秒100-1000次测量来测量在相应乳头下方的每个挤奶杯处占主导的真空压力水平。
越频繁地测量挤奶杯中的真空压力水平，就可以对所施加的真空压力水平进行越精确的微调，以便在与较早的挤奶过程相比和/或在不同的乳头和/或动物之间动物的奶流量存在偏差时也能实现期望的真空压力水平。
在根据第一方面的挤奶系统的又一具体实施中，或其任何具体实施中，该处理设备被配置为基于从相应的相关联真空压力传感器获得的预先确定数量的最近真空压力水平，计算相应乳头下方的每个挤奶杯处占主导的真空压力水平的滚动平均值。另外，与期望的挤奶真空压力水平的比较是利用所计算的真空压力水平的滚动平均值来进行的。
所计算的(例如最近5个或10个)测量的真空压力水平的滚动平均值消除了测量结果中的任意波动，使得与期望真空压力水平的比较更可靠和稳定。
在根据第一方面的挤奶系统的又一具体实施中，或其任何具体实施中，由真空泵产生的、在奶罐中占主导的系统真空压力在挤奶过程的大部分时间期间被保持为基本上恒定。
因此，提供了具有时效性且对乳头友好的奶提取方法。
其他优点和附加新颖特征将通过后续详细描述变得显而易见。
附图说明
本发明的实施方案现在将参考附图进行进一步详细描述，在附图中：
图1示出了根据一个实施方案的挤奶系统。
图2示出了根据一个实施方案的挤奶系统。
图3A是描绘根据一个实施方案的挤奶系统的原理的概念图。
图3B是描绘根据一个实施方案的挤奶系统的原理的概念图。
图4A是示出在挤奶过程中的奶提取期间的奶流量和真空压力水平的示例的图。
图4B是示出在挤奶过程中的奶提取期间的奶流量和真空压力水平的示例的图。
图5是根据一个实施方案的概念性地示出真空压力调节的组合流程图和信号传输方案。
具体实施方式
本文描述的本发明的实施方案被定义为挤奶系统，其可以在下面描述的实施方案中投入实践。然而，这些实施方案可以用许多不同的形式来例证和实现，并且不限于本文所阐述的示例；相反，提供实施方案的这些说明性示例是为了使本公开内容彻底和完整。
通过结合附图考虑的以下详细描述，仍其他目的和特征可以变得显而易见。然而，应当理解，附图仅仅是为了说明而设计，而不是作为对本文公开的实施方案的限制进行定义，对于这些实施方案，可参考所附的权利要求。进一步地，除非另有说明，否则附图不一定按比例绘制，这些附图只是为了在概念上说明本文描述的结构和程序。
图1示出了挤奶系统100，该挤奶系统被配置为在挤奶过程期间从动物身上提取奶。该动物可以被包括在农场的一群用于乳品业的动物中。挤奶系统100可以有利地(尽管不一定)在自动挤奶设施(例如挤奶机器人)中实现，该自动挤奶设施可以被布置例如用于对自由走动的牲畜进行自愿挤奶，其中动物可以访问该挤奶设施/挤奶系统100以便在需要时进行挤奶。
“动物”可为任意类型的驯养雌性哺乳动物，例如母牛、山羊、绵羊、骆驼、马、奶牛、驴、牦牛等(动物的非穷举列表)。动物可具有四个乳头，例如母牛，或两个乳头，例如山羊和/或绵羊。其它动物可具有其它数量的乳头。
挤奶系统100包括多个挤奶杯110a、110b、110c、110d。挤奶杯110a、110b、110c、110d的数量通常与挤奶系统100中待挤奶动物的乳头数量相同。每个挤奶杯110a、110b、110c、110d被配置为在挤奶过程的奶提取期间适配到动物的相应乳头上，并与之附接。
每个挤奶杯110a、110b、110c、110d连接到相应的排奶管120a、120b、120c、120d，将从相应的乳头提取的奶经由排奶管的第二部分121a、121b、121c、121d引导到所连接的奶罐130。奶罐130又连接到真空泵140，该真空泵已经产生和/或连续产生供应到奶罐130的系统真空压力Ps。系统真空压力Ps可以例如在大约48kPa至55kPa之间(任意的非限制性示例)。在挤奶过程的大部分时间期间，系统真空压力Ps可以在奶罐130中随时间基本上保持恒定。
表述“真空压力”和/或“挤奶真空”和/或“系统真空压力”分别是指与环境大气压相比的负压/较低压力。因此，10kPa的真空压力水平是指比环境大气压低10kPa的真空压力水平。
奶罐130可以收集在挤奶过程期间提取的奶，奶可以经由泵装置和管道转移到所连接的冷却罐，在该冷却罐中奶可以被收集并保持在冷藏温度，直到当运奶车到达农场时被清空。
挤奶系统100还包括多个真空调节装置150a、150b、150c、150d，每个真空调节装置与提供给相应挤奶杯110a、110b、110c、110d的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d的调节相关联。
真空泵140和/或奶罐130可以连接到每个真空调节装置150a、150b、150c、150d，从而向真空调节装置150a、150b、150c、150d提供系统真空Ps。通过以受控方式调节阀的奶通道，真空调节装置150a、150b、150c、150d可以将系统真空水平Ps调节到提供给相应挤奶杯110a、110b、110c、110d的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d中。
在一些实施方案中，真空调节装置150a、150b、150c、150d可包括真空调节器153a、153b、153c、153d，这些真空调节器与相应的阀设备155a、155b、155c、155d结合操作，如图1中示意性示出的。
在一些实施方案中，真空调节装置150a、150b、150c、150d的每个真空调节器153a、153b、153c、153d可包括螺线管，其中可以通过(例如利用由通信地连接到真空调节器153a、153b、153c、153d的处理设备170产生的脉冲宽度调制(PWM)信号)调节该螺线管周围的磁场来调节该螺线管的阀的位置，从而改变真空泵140的系统真空Ps和大气压空气的混合以产生控制真空。
真空调节器153a、153b、153c、153d可包括或连接到相应阀设备155a、155b、155c、155d。阀设备155a、155b、155c、155d可以布置在相应的挤奶杯110a、110b、110c、110d的相应的排奶管120a、120b、120c、120d中或者与其相关联。
根据一些实施方案，阀设备155a、155b、155c、155d包括湿段156和干段158，两者由膜157分隔开。第一排奶管段120a、120b、120c、120d和第二排奶管段121a、121b、121c、121d经过阀设备155a、155b、155c、155d的湿段156。
在一些实施方案中，与位于阀设备155a、155b、155c、155d上游的排奶管120a、120b、120c、120d相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d中占主导的真空压力水平可被调节到与控制真空水平Pca、Pcb、Pcc、Pcd相同的真空水平，该控制真空水平由真空调节器153a、153b、153c、153d提供给阀设备155a、155b、155c、155d的干段158。控制真空水平Pca、Pcb、Pcc、Pcd有时也可称为先导真空水平。
因此，可以单独地调节乳头下方的挤奶杯110a、110b、110c、110d中占主导的真空压力水平，以便实现目标/期望真空压力水平。
在一些实施方案中，阀设备155a、155b、155c、155d可以例如包括本身已知的截止阀。
在一些替代实施方案中，真空调节装置150a、150b、150c、150d可包括可操作阀，该可操作阀具有能够通过由处理设备170提供的电控制信号调节的通道，如图3A中示意性示出并且在说明书的对应部分中讨论的。
在一些其他替代实施方案中，真空调节装置150a、150b、150c、150d可以包括可操作阀，该可操作阀例如能够通过与弹簧或能够储存势能的其他类似弹性设备结合操作的致动器进行机械地调节。
此外，挤奶系统100包括多个真空压力传感器160a、160b、160c、160d。每个真空压力传感器160a、160b、160c、160d与一个挤奶杯110a、110b、110c、110d相关联，并被配置为在挤奶过程的奶提取期间测量乳头中的一个乳头下方的相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d中占主导的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d。因此，一个真空压力传感器160a、160b、160c、160d可以专用于测量乳头中的一个乳头下方的一个特定挤奶杯110a、110b、110c、110d中占主导的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d。
在一些实施方案中，挤奶系统100还可以包括数据库180，该数据库被配置为存储例如与各种真空压力水平相关的数据，诸如入口挤奶真空压力水平Pim、期望的挤奶真空压力水平Pm、入口附接真空压力水平Pia、脱离真空压力水平Pd、最大允许真空压力水平Pmax以及其他类似数据。
当对动物的第一个乳头进行预处理，开始刺激动物的催产素释放时，可以认为挤奶过程开始。该预处理可包括通过用水冲洗乳头、用刷子处理乳头或以其它方式轻抚/刺激乳头来清洁乳头。从预处理开始到释放乳腺泡奶所需要的时间段可以是大约40秒-60秒；然而，对于不同的品种、不同的动物个体以及在不同情况下的同一动物，该时间可能是不同的，并且可以被认为仅仅是粗略的估计。
然而，并非所有农场都进行预处理。如果不进行预处理，当第一个挤奶杯110a、110b、110c、110d附接到第一个乳头时，可以认为挤奶过程开始。
另外，挤奶系统100还包括处理设备170，该处理设备例如经由基于无线电或光学技术的无线连接或者通过电缆或光纤实现的有线连接通信地连接到真空调节装置150a、150b、150c、150d、真空压力传感器160a、160b、160c、160d以及可能还有任选的数据库180、193。
处理设备170的目标问题是在乳头中的每个乳头下方实现期望的挤奶真空压力水平Pm。在一些实施方案中，期望的挤奶真空压力水平Pm然后可以在挤奶过程的至少一部分期间保持基本上恒定。
在一些实施方案中，真空压力传感器160a、160b、160c、160d可以被配置为以每秒基本上10至1000次测量，优选地每秒100至1000次测量来测量乳头下方的相应挤奶杯110a、110b、110c、110d中的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d。
在又一些实施方案中，真空压力传感器160a、160b、160c、160d还可以被配置为在相应挤奶杯110a、110b、110c、110d的衬垫打开的时间段期间至少两次测量乳头下方的相应挤奶杯110a、110b、110c、110d中的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d。
处理设备170被配置为向每个真空调节装置150a、150b、150c、150d生成相应的命令，以将入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d设置为入口挤奶真空压力水平Pim，并且将入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d提供给与挤奶杯附接相关联的相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d。
此外，处理设备170被配置为在挤奶过程期间重复地从相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d的真空压力传感器160a、160b、160c、160d获得在乳头中的一个乳头下方的相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d中占主导的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的测量结果。
处理设备170还被配置为在挤奶过程期间重复地将所获得的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的相应测量结果与期望的挤奶真空压力水平Pm进行比较。在一些实施方案中，期望的挤奶真空压力水平Pm可以例如在35kPa至55kPa内；优选地在44kPa至49kPa内。期望的挤奶真空压力水平Pm可以被预先确定并应用于农场的所有动物的所有乳头，并且可以在挤奶过程的至少一部分期间保持基本上恒定。
至少在一些法规中，当动物是母牛时，由真空压力传感器160a、160b、160c、160d测量的由处理设备170允许的在任何乳头下方的任何挤奶杯110a、110b、110c、110d中占主导的最大允许真空压力水平Pmax在35kPa至55kPa的区间内。当动物是绵羊或山羊时，最大允许真空压力水平可以被设置在28kPa至38kPa等的范围内。
在一些实施方案中，入口挤奶真空压力水平Pim和/或期望的挤奶真空压力水平Pm和/或最大允许真空压力水平Pmax可以存储在数据库180中和/或由处理设备170从该数据库中检索。
另外，处理设备170被配置为在挤奶过程期间重复地计算将由每个相应的真空调节装置150a、150b、150c、150d提供给相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d的调节量ΔP，以便基于在相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d中占主导的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d与期望的挤奶真空压力水平Pm之间进行的比较，在相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d中实现期望的挤奶真空压力水平Pm。
处理设备170还被配置为在挤奶过程期间重复地向每个真空调节装置150a、150b、150c、150d生成相应的命令，以根据分别计算的调节量ΔP来调节入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d，从而在每个相应相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d处实现期望的挤奶真空压力水平Pm，该期望的挤奶真空压力水平是在挤奶过程的至少一部分期间，例如在挤奶过程的大部分时间期间，由乳头中的每个乳头下方的相应真空压力传感器160a、160b、160c、160d测量的，而与动物的身份无关，即，不知道动物的身份。
因此，同一期望的挤奶真空压力水平Pm可以针对农场中同一种类的所有动物的所有乳头。实现了对每个相应乳头下方的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的直接、实时(或几乎实时)控制。
处理设备170然后可以获得如由相关联的真空压力传感器160a、160b、160c、160d测量的在乳头中的一个乳头下方的相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d中占主导的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的当前/瞬时(或几乎当前/瞬时的，具有一些不显著的时间延迟)测量结果。
基于与期望的挤奶真空压力水平Pm的比较结果，处理设备170可以向与挤奶杯110a、110b、110c、110d和乳头相关联的真空调节装置150a、150b、150c、150d生成命令，以调节入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d，以便将乳头下方的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d保持在期望的挤奶真空压力水平Pm。
期望在尽可能短的时间内有效地提取动物的奶(以允许挤奶系统100每时间单位服务更多的动物)，而不是通过在乳头下方施加过高的真空水平而伤害或损伤乳头。
由于所公开的概念，已经针对提供给挤奶杯110a、110b、110c、110d的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d的乳头特定调节开发了一种方法，从而促进高效挤奶，同时保持乳头完整性。
因此，可以比根据先前已知的方法更有效地进行奶提取。
在一些实施方案中，处理设备170的控制算法可包括具有前馈模型的比例-积分-微分(PID)调节器、基于该PID调节器或受到该PID调节器的启发。
挤奶杯110a、110b、110c、110d中的每个挤奶杯中的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的控制功能由此可以通过重复地对入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d应用准确且响应性的校正来进行。
在一些实施方案中，控制回路可以以大约1Hz运行。因此，实现了由真空调节装置150a、150b、150c、150d提供的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d的频繁更新，导致挤奶杯110a、110b、110c、110d中的稳定真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d，该稳定真空压力水平与期望的挤奶真空压力水平Pm相同或接近。
处理设备170可以被配置为在挤奶过程期间重复地向与附接到相应乳头的每个挤奶杯110a、110b、110c、110d相关联的真空调节装置150a、150b、150c、150d生成相应的命令，以在从真空压力传感器160a、160b、160c、160d获得的乳头下方的最近获得的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d低于乳头下方的期望的挤奶真空压力水平Pm时，利用调节量ΔP来增加要提供到挤奶杯110a、110b、110c、110d的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d。
此外，另选地，处理设备170可以被配置为当从真空压力传感器160a、160b、160c、160d获得的乳头下方的最近获得的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d超过乳头下方的期望的挤奶真空压力水平Pm时，利用调节量ΔP来降低要提供到挤奶杯110a、110b、110c、110d的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d。
在一些实施方案中，处理设备170可以被配置为调节(即增加或降低)要提供到挤奶杯110a、110b、110c、110d的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d，其中调节量ΔP的大小与如由相应真空压力传感器160a、160b、160c、160d测量并从这些相应真空压力传感器获得的最近获得的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d与先前获得的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d之间的差值成比例。
因此，在一些实施方案中，可以关于在不同时刻获得的真空压力水平之间的偏差的大小来进行对乳头下方的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的调节，从而导致乳头处所施加的插入真空压力水平与乳头的奶流量之间更好的对应性，因为基于其当前变化速率来估计所测量的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d与期望的挤奶真空压力水平Pm之间的偏差的未来趋势。因此，可通过施加由如在挤奶杯110a、110b、110c、110d中测量的偏差改变速率产生的控制影响来预期入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d的调节量ΔP，从而改进控制。
处理设备170可以被配置为向至少一个真空调节装置150a、150b、150c、150d生成相应的命令，以在估计挤奶过程接近结束时降低对应挤奶杯110a、110b、110c、110d处的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d。该过程在图4A中示意性地示出。
在一些实施方案中，当挤奶过程将要结束时，可以施加脱离真空压力Pd，使得挤奶杯能够顺利地取出。脱离真空压力水平Pd可以被设置为大约10kPa至20kPa，诸如例如大约15kPa。
挤奶杯110a、110b、110c、110d的脱离由此被简化，从而导致挤奶过程的平稳和温和的执行。
在一些实施方案中，处理设备170可以被配置为检测挤奶杯110a、110b、110c、110d将被附接到动物的乳头上。
另外，处理设备170可以被配置为向每个真空调节装置150a、150b、150c、150d生成相应的命令，以将入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d设置为入口附接真空压力水平Pia，也被称为软启动，并且将入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d提供到与挤奶杯附接相关联的相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d，其中入口附接真空压力水平Pia表示比入口挤奶真空压力水平Pim更小的负压。
入口附接真空压力水平Pia可以是例如20kPa至35kPa(任意的非限制性示例)。
在又一些实施方案中，处理设备170可以被配置为基于从相应相关联的真空压力传感器160a、160b、160c、160d获得的预先确定数量的最近真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d来计算在相应乳头下方的每个挤奶杯110a、110b、110c、110d处占主导的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的滚动平均值。因此，消除了由于测量结果中的任意波动而导致的测量结果的偏差，从而使得对乳头下方的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的测量更加可靠。
处理设备170还可以被配置为将期望的挤奶真空压力水平Pm与所计算的真空压力水平的滚动平均值进行比较。因此，测量结果中的微小波动被消除，从而导致更稳定的真空压力调节。
在一些实施方案中，挤奶系统100还可以包括通信设备190，该通信设备用于与服务提供商的中央处理设备192进行通信。中央处理设备192又可以连接到中央数据库193，其中可以存储各种相关数据，诸如例如由于SS-ISO 5707:2007或其他类似标准的限制；最大允许真空压力水平Pmax、期望的挤奶真空压力水平Pm、入口挤奶真空压力水平Pim等。
农场处的处理设备170可被配置为例如从中央数据库193获得诸如上文所指定的各种数据；或下载软件更新。
在一些实施方案中，处理设备170可被配置为上传例如农场中动物的真空压力测量数据、偏离真空压力水平的检测(其可指示系统中的空气泄漏)等。
处理设备170可一般有利地被配置为通过执行计算机程序自动执行上述过程。因此，根据一些实施方案，处理设备170可以包括存储器单元(即，非易失性数据载体)，该存储器单元存储计算机程序，该计算机程序又可以包含软件，该软件用于，当该计算机程序在处理设备170中的至少一个处理器形式的处理电路上运行时，使得该处理电路执行上述动作。
图2示出了挤奶系统100，该挤奶系统包括挤奶杯放置设备220，诸如包括机器人臂230的挤奶机器人，该挤奶杯放置设备通信地连接到传感器240，诸如照相机、摄像机、激光雷达、雷达、红外照相机等。传感器240被配置为检测待挤奶动物200的每个乳头210a、210b、210c、210d的位置。
在示出的非限制性实施方案中，挤奶杯放置设备220体现为挤奶机器人，其可以是自动挤奶系统(AMS)(有时也被称为自主挤奶系统(VMS))或类似系统的一部分。本文所公开的方法和挤奶系统100不限于涉及挤奶机器人的使用，而是可以与任何公知的挤奶概念一起使用，诸如在挤奶室中被束缚的动物和/或挤奶坑或旋转挤奶室中的人工挤奶。
当挤奶杯110a、110b、110c、110d已经附接在动物乳头210a、210b、210c、210d上时，可施加脉动压力。在一些实施方案中，经由挤奶杯110a、110b、110c、110d中的脉动管施加到脉动室的脉动压力水平可以在一些实施方案中的休息阶段D期间的大气压和挤奶阶段B期间的真空压力之间变化。用于施加脉动真空的装置未在附图中示出。
因此，吮吸被挤奶杯110a、110b、110c、110d中的衬垫的有节奏的重复运动、打开和关闭所中断。由收缩的内衬施加的力引起对乳头的按摩。因此，乳头210a、210b、210c、210d受到按摩，防止乳头末端阻塞(例如充血)，同时收缩和打开衬垫的有节奏的运动结合所施加的挤奶真空刺激催产素释放和排奶，模仿了小牛的吮吸。
挤奶杯放置设备220可以经由有线或无线连接通信地连接到传感器240，从而获得关于动物乳头210a、210b、210c、210d的相应位置的信息。挤奶杯放置设备220可以被配置为基于由传感器240进行的传感器检测，将挤奶杯110a、110b、110c、110d中的每个挤奶杯依次附接到动物200的相应乳头210a、210b、210c、210d上。挤奶杯110a、110b、110c、110d可以保存在存储盒或类似的存储区域中，在此挤奶杯放置设备220可以一次拾取一个挤奶杯，并且将挤奶杯附接到乳头210a、210b、210c、210d中的一个乳头上，并且重复这一操作直到所有挤奶杯110a、110b、110c、110d都被附接。
关于入口挤奶真空压力水平Pim、期望的挤奶真空压力水平Pm、入口附接真空压力水平Pia和/或最大允许真空压力水平Pmax等的数据可以存储在例如通信地连接到处理设备170或包括在该处理设备中的数字存储器或数据库180中，并且稍后从该数字存储器或数据库中检索。作为补充或替代，该数据可以存储在中央数据库193中，在此中央处理设备192可以对其进行访问。
处理设备170可以与挤奶杯放置设备220结合操作，以控制机器人臂230开始将挤奶杯110a、110b、110c、110d逐个地或可能成簇地附接在相应的乳头210a、210b、210c、210d上。
处理设备170可以通信地连接到数据库180、193，并且/或者任选地还连接到多个奶量计250a、250b、250c、250d。奶量计250a、250b、250c、250d可以被配置为测量每时间单位的奶流量，例如，每个排奶管120a、120b、120c、120d和/或挤奶杯110a、110b、110c、110d的奶流量；和/或在挤奶过程期间所提取的动物200的奶的总量。
可以注意到，当实施所提供的解决方案时，可以省略奶量计250a、250b、250c、250d；即，可以实施所提供的解决方案，而在农场处不需要奶量计250a、250b、250c、250d。因此，优点是可以有效地提取奶，而不需要或依赖于奶量计250a、250b、250c、250d；或存储的农场中的动物的个体数据，这节省了资源。
在一些实施方案中，可以基于挤奶过程之前和之后对奶罐130中的奶的储存体积的差值的测量来估计在挤奶过程期间从动物200提取的奶量，例如通过应用和研究奶罐130中的浮子的移动。
在一些实施方案中，处理设备170可以在挤奶过程的至少一部分期间建立并保持在乳头210a、210b、210c、210d下方占主导的期望的挤奶真空压力水平Pm，而与每个相应乳头210a、210b、210c、210d的奶流量的量无关。
在一些实施方案中，在挤奶过程期间，在相应乳头210a、210b、210c、210d下方测量的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d可以被实现并保持在相对恒定的挤奶真空压力水平Pm。为了实现这一点，基于对乳头210a、210b、210c、210d下方的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的重复测量，可以连续地调节入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d。
在其他实施方案中，当在一定时间段期间由乳头210a、210b、210c、210d中的一个乳头下方的相应真空压力传感器160a、160b、160c、160d测量的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的最高测量结果和最低测量结果之间的估计差值，在乳头210a、210b、210c、210d下方占主导的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d可以被临时增加到高流量挤奶真空压力水平PHF。该时间段可以是预先确定的或可配置的；例如，5秒至60秒，优选地15秒至30秒。因此，可以比较在最近例如5秒至60秒期间获得的测量结果，并且估计在该时间段期间两个极端测量结果(最高/最低)之间的最大差值。
当估计的差值小于阈值极限时，期望的挤奶真空压力水平Pm可以被临时设置为针对挤奶杯110a、110b、110c、110d的高流量挤奶真空压力水平PHF。
阈值极限可以是可配置的或预先确定的，并且例如是挤奶真空压力水平Pm的1％。
期望的挤奶真空压力水平Pm可以例如是44kPa，而高流量挤奶真空压力水平PHF可以例如是49kPa(非限制性示例)。
处理设备170可以利用相应相关联真空压力传感器160a、160b、160c、160d连续地/重复地获得乳头210a、210b、210c、210d下方的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的测量结果。
图3A和图3B示出了根据两个不同实施方案的挤奶系统100的简化/功能概述，其中省略了细节，诸如仅示出一个挤奶杯110，以免使所提供的解决方案模糊。
真空泵140可以产生真空，即低于大气压的负压，该负压被称为系统真空压力Ps，该系统真空压力被供应到奶罐130。由真空泵140产生的在奶罐130中占主导的系统真空压力Ps可以在挤奶过程的大部分时间期间保持基本上恒定。
在图3A中，真空调节装置150包括可操作阀310，该可操作阀具有能够由处理设备170提供的电控制信号调节的通道。可操作阀310可由致动器320(例如螺线管或类似设备)调节。阀310可以布置在排奶管120中，使得在挤奶过程期间提取的奶经过通道。
通过调节可操作阀310的通道，产生入口真空压力水平P1，该入口真空压力水平可能经由布置在排奶管120上的任选的奶量计250提供给挤奶杯110。当插入到挤奶杯110中时，动物乳头210暴露于乳头210下方的真空压力水平P2，该真空压力水平由真空压力传感器160测量并被重复地提供给处理设备170。
真空压力传感器160可以布置在挤奶杯110的下端，或者布置在排奶管120的相对靠近挤奶杯110的部段处，例如距挤奶杯110几厘米，或者一分米或几分米。当插入到挤奶杯110中时，真空压力传感器160可以测量在乳头210中的一个乳头下方的挤奶杯110中占主导的真空压力水平P2。
处理设备170然后可以重复地将所获得的乳头210下方的真空压力水平P2与期望的挤奶真空压力水平Pm进行比较，并且基于比较的结果，向致动器320生成命令以打开或关闭可操作阀310的通道，从而增大/减小入口真空压力P1，这又可以改变乳头210下方的真空压力水平P2。
图3B中的真空调节装置150包括真空调节器153和阀设备155，例如如图1至图2中所示以及之前在说明书的相应部分中所讨论的。阀设备155可以例如包括本身已知的截止阀。
真空泵140连接到真空调节装置150，从而向真空调节装置150提供系统真空Ps。通过以受控方式调节截止阀的奶通道，真空调节装置150可以调节提供给挤奶杯110的入口真空压力水平P1。
真空调节装置150的真空调节器153可包括螺线管，其中可以通过调节螺线管周围的磁场来调节螺线管的阀的位置，该磁场可例如利用由通信地连接到真空调节器153的处理设备170产生的脉宽调制(PWM)信号进行脉宽调制，从而改变真空泵140的系统真空Ps和大气压空气的混合以产生控制真空Pc。
真空调节器153可包括阀设备155或连接到阀设备。阀设备155可布置在挤奶杯110的排奶管120中或与挤奶杯的排奶管相关联。
阀设备155可包括由膜分开的湿段和干段。排奶管120可以通过阀设备155的湿段。
在位于阀设备155上游的排奶管120的挤奶杯110中占主导的真空压力水平可以被调节到与由真空调节器153提供给阀设备155的干段的控制真空水平Pc基本上相同的真空水平。
因此，对于动物200的每个乳头210可以单独地调节在乳头210下方的挤奶杯110中占主导的真空压力水平P2，以便在乳头210下方的挤奶杯110中实现目标/期望真空压力水平Pm。
当插入到挤奶杯110中时，动物乳头210暴露于乳头210下方的真空压力水平P2，该真空压力水平由真空压力传感器160测量并被重复地提供给处理设备170。
处理设备170然后可以重复地获得挤奶杯110中的真空压力水平P2的测量结果，将获得的测量结果与期望的挤奶真空压力水平Pm进行比较。基于比较的结果，处理设备170可以计算入口真空压力水平P1的调节量，以便将乳头210下方的真空压力水平P2调节到期望的挤奶真空压力水平Pm。然后，处理设备170可以向真空调节装置150的真空调节器153生成命令，以调节提供给阀设备155的控制真空Pc，这继而调节提供给挤奶杯110的入口真空压力水平P1，从而调节乳头210下方的真空压力水平P2。然后可以在挤奶过程期间重复该过程。
图4A示出了根据一个实施方案的在挤奶过程400期间的奶流量和来自动物200的乳头210a、210b、210c、210d的真空压力传感器160a、160b、160c、160d的在乳头210a、210b、210c、210d中的一个乳头下方的相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d中占主导的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的测量结果。
图4A的上段示出了一个示例中的乳头210a、210b、210c、210d的奶流量，而下段示出了挤奶杯110a、110b、110c、110d中的真空压力水平P2。
根据奶曲线的奶流量对于不同的乳头和不同的动物200两者可以具有非常不同的形状/大小，所示奶曲线仅仅是任意的示例。
在一些实施方案中，挤奶杯110a、110b、110c、110d的期望真空压力水平可以被设置为挤奶杯110a、110b、110c、110d中的脱离真空压力Pd，该脱离真空压力在接近挤奶过程400的结束时可以被设置为例如10kPa至20kPa，诸如约15kPa。由此，确保快速的挤奶杯取出。
可例如通过测量从附接第一个(或可能最后一个)挤奶杯110a、110b、110c、110d起的时间并将该时间与时间限制tl进行比较来检测挤奶过程400的结束阶段。
图4B示出了根据一个实施方案的在挤奶过程400期间的奶流量和来自动物200的乳头210a、210b、210c、210d的真空压力传感器160a、160b、160c、160d的在乳头210a、210b、210c、210d中的一个乳头下方的相关联的挤奶杯110a、110b、110c、110d中占主导的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的测量结果。
图4B的上段示出了一个示例中的一个乳头210a、210b、210c、210d的奶流量，而下段示出了对应挤奶杯110a、110b、110c、110d中的真空压力水平P2。
在一些实施方案中，挤奶杯110a、110b、110c、110d的期望真空压力水平可以被设置为高流量挤奶真空压力水平PHF。高流量挤奶真空压力水平PHF可以被设置为约例如45kPa至55kPa，例如49kPa(非限制性示例)。高流量挤奶真空压力水平PHF表示比挤奶真空压力水平Pm更低的负压，该更低的负压可以是例如44kPa。
当由乳头210a、210b、210c、210d中的一个乳头下方的真空压力传感器160a、160b、160c、160d在一定时间段期间测量的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的最高测量结果和最低测量结果之间的估计差值小于阈值极限时，高流量挤奶真空压力水平PHF可以至少临时地设置为挤奶杯110a、110b、110c、110d的真空压力水平的期望目标值。
在其他实施方案中，高流量挤奶真空压力水平PHF可以在从第一次乳头刺激起或从挤奶过程400开始起已经经过触发时间tl1时被设置。
在又一些实施方案中，这两个实施方案可以相结合，即，高流量挤奶真空压力水平PHF可以例如不在触发时间tl1已经过去并且该时间段期间乳头210a、210b、210c、210d下方的估计真空压力差值小于阈值极限之前被设置。
对应地，当乳头210a、210b、210c、210d的奶流量降低时，挤奶杯110a、110b、110c、110d的期望真空压力水平可以在已经被设置为高流量挤奶真空压力水平PHF之后被降低到正常流量挤奶真空压力水平Pm。
这可以在该时间段期间由乳头210a、210b、210c、210d下方的真空压力传感器160a、160b、160c、160d测量的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的最高测量结果与最低测量结果之间的估计差值超过阈值极限时进行。这可以解释为动物/乳头210a、210b、210c、210d的奶流量正在减小并且奶流量已经通过奶流量的峰值平稳段。
在又一些实施方案中，当从将期望真空压力水平设置为高流量挤奶真空压力水平PHF起已经经过第二触发时间tl2时，挤奶杯110a、110b、110c、110d的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d可以降低至正常挤奶真空压力水平Pm。在其他实施方案中，第二触发时间可以从挤奶过程400开始例如从第一次乳头刺激时设置。
图5示意性地示出了在动物200的每个相应乳头210a、210b、210c、210d下方的每个相应挤奶杯110a、110b、110c、110d中占主导的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d的调节过程。
处理设备170可在挤奶杯110a、110b、110c、110d附接到乳头210a、210b、210c、210d时检测动物200的挤奶过程400的开始。
处理设备170可将真空调节装置150a、150b、150c、150d的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d设置为入口挤奶真空压力水平Pim。入口挤奶真空压力水平Pim可以是预先确定的并且从存储器设备或数据库180、193中检索。在一些任意示例中，入口挤奶真空压力水平Pim可以例如被设置为35kPa至45kPa区间内的值。
在一些其他示例中，入口挤奶真空压力水平Pim可以被设置为入口附接真空压力水平Pia，例如被设置为20kPa至35kPa或约20kPa至35kPa，该入口附接真空压力水平低于在奶提取期间施加的真空压力水平。
处理设备170向真空调节装置150a、150b、150c、150d发送指令，以将入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d设置为入口挤奶真空压力水平Pim并将该真空压力提供给挤奶杯110a、110b、110c、110d。入口挤奶真空压力水平Pim因此可以共同地被提供给所有挤奶杯110a、110b、110c、110d。
然后，挤奶杯210a、210b、210c、210d中的每个挤奶杯处的真空压力传感器160a、160b、160c、160d可以测量在动物200的每个相应乳头110a、110b、110c、110d下方的每个相应挤奶杯110a、110b、110c、110d中占主导的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d。然后将这些压力测量结果P2a、P2b、P2c、P2d提供给处理设备170。相应挤奶杯110a、110b、110c、110d的相应压力测量结果P2a、P2b、P2c、P2d可以不同，因为相应乳头210a、210b、210c、210d的奶流量可以不同。
处理设备170可以从存储器设备或数据库180、193提取要在挤奶杯110a、110b、110c、110d中实现和保持的期望的挤奶真空压力水平Pm。然后可以进行压力测量结果P2a、P2b、P2c、P2d中的每一者与期望的挤奶真空压力水平Pm之间的比较。
在挤奶杯110a、110b、110c、110d中的所测量压力测量结果P2a、P2b、P2c、P2d等于期望的挤奶真空压力水平Pm(或在其容差内，例如在1％至5％内)的情况下，可以不改变提供给挤奶杯110a、110b、110c、110d的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d。
否则，即，当压力测量结果P2a、P2b、P2c、P2d偏离期望的挤奶真空压力水平Pm(或在其容差之外)时，在不同实施方案中，入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d的相应调节量ΔP可根据算法来计算，或从存储器/数据库180、193中的表中提取。例如：在挤奶杯110a、110b、110c、110d中的所测量压力测量结果P2a、P2b、P2c、P2d中的一者超过期望的挤奶真空压力水平Pm(期望的挤奶真空压力水平Pm的)10％的情况下，在一些实施方案中(任意非限制性示例)，由真空调节装置150a、150b、150c、150d提供给相关挤奶杯110a、110b、110c、110d的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d可以减小10％。
关于新的相应入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d的指令可由此被计算并被提供给真空调节装置150a、150b、150c、150d。然后，真空调节装置150a、150b、150c、150d在接收到新的、重新计算的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d时可调节入口真空压力并将该入口真空压力提供给相应的挤奶杯110a、110b、110c、110d。
在已经接收到调节的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d之后，在挤奶杯110a、110b、110c、110d中的每个挤奶杯处的真空压力传感器160a、160b、160c、160d然后可以再次测量真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d，并且将最近的压力测量结果P2a、P2b、P2c、P2d报告给处理设备170。
然后可以重复包括以下操作的过程α，直到挤奶过程400结束：测量挤奶杯110a、110b、110c、110d中的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d，将所得到的压力测量结果P2a、P2b、P2c、P2d与期望的挤奶真空压力水平Pm进行比较，重新计算入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d并将调节的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d提供给挤奶杯110a、110b、110c、110d。
由于所提供的解决方案，可以动态地调节在动物200的每个相应乳头210a、210b、210c、210d下方占主导的挤奶杯110a、110b、110c、110d中的真空压力水平P2a、P2b、P2c、P2d。施加到每个挤奶杯110a、110b、110c、110d的入口真空压力水平P1a、P1b、P1c、P1d因此根据所讨论的乳头210a、210b、210c、210d的奶流量而变化。
从而提高了挤奶效率，同时消除或至少减少了由于超过最大允许真空压力水平的过大真空压力而造成的乳头损伤。由此据估计，动物200的乳头状况也有所改善。此外，由于每只动物的挤奶时间缩短，挤奶系统100每单位时间可以对更多的动物进行挤奶。
如附图中所示的实施方案的描述中使用的术语并不旨在限制所描述的挤奶系统100；处理设备170和/或计算机程序。在不脱离如所附权利要求所定义的本发明实施方案的情况下，可以进行各种改变、替换和/或更改。
在图1至图5中描绘的和/或在说明书的相应各个部分中讨论的各种图示的实施方案可以有利地彼此组合，例如通过混合和编译所描述的一些或全部实施方案的特征，从而实现额外的优点。
如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项中的一个或多个列出项的任何和所有组合。如本文所使用的，术语“或(or)”应被解释为数学上的或(OR)，即作为包含性析取；而不是作为数学上的排他性OR(XOR)，除非另有明确说明。附加地，单数形式的“一个”、“一种”和“该”应被解释为“至少一个”，因此也可能包括同种类的多个实体，除非另有明确说明。将进一步理解，术语“包括”、“包含”指定所陈述的特征、动作、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其他特征、动作、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合的存在或添加。诸如例如处理器的单一单元可以实现权利要求中所叙述的若干项的功能。某些措施或特征在相互不同的从属权利要求中进行叙述、在不同的附图中展示或结合不同的实施方案讨论的这一事实并不表示不能有利地使用这些措施或特征的组合。
Claims (13)
1.一种挤奶系统(100)，所述挤奶系统包括：
多个挤奶杯(110a,110b,110c,110d)，每个挤奶杯被配置为在挤奶过程(400)的奶提取期间适配到动物(200)的相应乳头(210a,210b,210c,210d)上；
多个排奶管(120a,120b,120c,120d)，其中每个排奶管(120a,120b,120c,120d)连接到相应挤奶杯(110a,110b,110c,110d)；
真空泵(140)，所述真空泵被配置为产生系统真空压力(Ps)；
奶罐(130)，所述奶罐经由相应的所连接的排奶管(120a,120b,120c,120d)连接到所述挤奶杯(110a,110b,110c,110d)中的每个挤奶杯，并且还连接到所述真空泵(140)；
多个真空调节装置(150a,150b,150c,150d)，每个真空调节装置与一个挤奶杯(110a,110b,110c,110d)相关联，并且被配置为调节提供到所述相应挤奶杯(110a,110b,110c,110d)的入口真空压力水平(P1a,P1b,P1c,P1d)；
多个真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)，每个真空压力传感器与一个挤奶杯(110a,110b,110c,110d)相关联，并且被配置为在所述挤奶过程(400)期间测量在所述乳头(210a,210b,210c,210d)中的一个乳头下方的相关联的挤奶杯(110a,110b,110c,110d)中占主导的真空压力水平(P2a,P2b,P2c,P2d)；
处理设备(170)，所述处理设备通信地连接到所述真空调节装置(150a,150b,150c,150d)和所述真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)，其中所述处理设备(170)被配置为：
向每个真空调节装置(150a,150b,150c,150d)生成相应的命令，以将所述入口真空压力水平(P1a,P1b,P1c,P1d)设置为入口挤奶真空压力水平(Pim)，并且将所述入口真空压力水平(P1a,P1b,P1c,P1d)提供到所述相关联的挤奶杯(110a,110b,110c,110d)；
在所述挤奶过程(400)期间重复地从所述相关联的挤奶杯(110a,110b,110c,110d)的所述真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)获得在所述乳头(210a,210b,210c,210d)中的一个乳头下方的所述相关联的挤奶杯(110a,110b,110c,110d)中占主导的所述真空压力水平(P2a,P2b,P2c,P2d)的测量结果；
在所述挤奶过程(400)期间重复地将所获得的所述真空压力水平(P2a,P2b,P2c,P2d)的相应测量结果与期望的挤奶真空压力水平(Pm)进行比较；
基于所进行的比较，在所述挤奶过程(400)期间重复地计算由每个相应的真空调节装置(150a,150b,150c,150d)提供给所述相关联的挤奶杯(110a,110b,110c,110d)的所述入口真空压力水平(P1a,P1b,P1c,P1d)的调节量(ΔP)，以便在所述相关联的挤奶杯(110a,110b,110c,110d)中实现所述期望的挤奶真空压力水平(Pm)；以及
在所述挤奶过程(400)期间重复地向每个真空调节装置(150a,150b,150c,150d)生成相应的命令，以根据分别计算的调节量(ΔP)来调节所述入口真空压力水平(P1a,P1b,P1c,P1d)，从而在每个相应相关联的挤奶杯(110a,110b,110c,110d)处实现所述期望的挤奶真空压力水平(Pm)，所述期望的挤奶真空压力水平是在所述挤奶过程(400)中，由所述乳头(210a,210b,210c,210d)中的每个乳头下方的相应真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)测量的，而与所述动物(200)的身份无关。
2.根据权利要求1所述的挤奶系统(100)，其中所述处理设备(170)被配置为：
在所述挤奶过程(400)期间重复地生成调节所述入口真空压力水平(P1a,P1b,P1c,P1d)的所述命令，以便在每个相应相关联的挤奶杯(110a,110b,110c,110d)处实现基本上恒定的所述期望的挤奶真空压力水平(Pm)，所述期望的挤奶真空压力水平是在所述挤奶过程(400)的至少大部分时间期间，由所述乳头(210a,210b,210c,210d)中的每个乳头下方的所述相应真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)测量的。
3.根据权利要求1所述的挤奶系统(100)，其中所述处理设备(170)被配置为：
估计在一定时间段期间由所述真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)测量的所述挤奶杯(110a,110b,110c,110d)中的一个挤奶杯中的所述真空压力水平(P2a,P2b,P2c,P2d)的相应最高测量结果与最低测量结果之间的差值；以及
在所估计的差值小于阈值极限的情况下：
将所述期望的挤奶真空压力水平(Pm)临时设置为针对所述挤奶杯(110a,110b,110c,110d)的高流量挤奶真空压力水平(PHF)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的挤奶系统(100)，其中所述处理设备(170)被配置为在所述挤奶过程(400)期间重复地：
向与附接到相应乳头(210a,210b,210c,210d)的每个挤奶杯(110a,110b,110c,110d)相关联的所述真空调节装置(150a,150b,150c,150d)生成相应的命令，以执行以下任一操作：
当从所述真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)获得的所述乳头(210a,210b,210c,210d)下方的最近获得的真空压力水平(P2a,P2b,P2c,P2d)低于所述乳头(210a,210b,210c,210d)下方的所述期望的挤奶真空压力水平(Pm)时，利用所述调节量(ΔP)来增加要提供给所述挤奶杯(110a,110b,110c,110d)的所述入口真空压力水平(P1a,P1b,P1c,P1d)；或者
当从所述真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)获得的所述乳头(210a,210b,210c,210d)下方的所述最近获得的真空压力水平(P2a,P2b,P2c,P2d)超过所述乳头(210a,210b,210c,210d)下方的所述期望的挤奶真空压力水平(Pm)时，利用所述调节量(ΔP)来降低要提供给所述挤奶杯(110a,110b,110c,110d)的所述入口真空压力水平(P1a,P1b,P1c,P1d)。
5.根据权利要求4所述的挤奶系统(100)，其中所述调节量(ΔP)的大小与由所述相应真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)测量并且从所述相应真空压力传感器获得的所述最近获得的真空压力水平和先前获得的真空压力水平之间的差值成比例。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的挤奶系统(100)，其中所述处理设备(170)被配置为：
向至少一个真空调节装置(150a,150b,150c,150d)生成相应的命令，以在估计所述挤奶过程(400)接近结束时降低对应挤奶杯(110a,110b,110c,110d)处的所述入口真空压力水平(P1a,P1b,P1c,P1d)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的挤奶系统(100)，其中所述真空调节装置(150a,150b,150c,150d)包括相应的真空调节器(153a,153b,153c,153d)和阀设备(155a,155b,155c,155d)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的挤奶系统(100)，其中所述真空调节装置(150a,150b,150c,150d)包括具有能够调节的通道的可操作阀(310)，其中所述阀(310)布置在所述排奶管(120a,120b,120c,120d)中，并且在所述挤奶过程(400)期间提取的奶经过所述通道。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的挤奶系统(100)，其中所述处理设备(170)被配置为：
检测所述挤奶杯(110a,110b,110c,110d)将被附接到所述动物(200)的所述乳头(210a,210b,210c,210d)上；
向每个真空调节装置(150a,150b,150c,150d)生成相应的命令，以将所述入口真空压力水平(P1a,P1b,P1c,P1d)设置为入口附接真空压力水平(Pia)，并且将所述入口真空压力水平(P1a,P1b,P1c,P1d)提供到与挤奶杯附接相关联的所述相关联的挤奶杯(110a,110b,110c,110d)，其中所述入口附接真空压力水平(Pia)表示比所述入口挤奶真空压力水平(Pim)更小的负压。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的挤奶系统(100)，其中由所述真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)测量的允许在所述乳头(210a,210b,210c,210d)中的任一个乳头下方的所述挤奶杯(110a,110b,110c,110d)中的任一个挤奶杯中占主导的最大允许真空压力水平(Pmax)在35kPa至55kPa的区间内，优选地在44kPa至49kPa的区间内。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的挤奶系统(100)，其中所述真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)被配置为以每秒基本上10至1000次测量、优选地每秒100至1000次测量来测量在所述相应乳头(210a,210b,210c,210d)下方的每个挤奶杯(110a,110b,110c,110d)处占主导的所述真空压力水平(P2a,P2b,P2c,P2d)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的挤奶系统(100)，其中所述处理设备(170)被配置为：
基于从相应相关联的真空压力传感器(160a,160b,160c,160d)获得的预先确定数量的最近真空压力水平(P2a,P2b,P2c,P2d)来计算在所述相应乳头(210a,210b,210c,210d)下方的每个挤奶杯(110a,110b,110c,110d)处占主导的真空压力水平(P2a,P2b,P2c,P2d)的滚动平均值；并且其中
与所述期望的挤奶真空压力水平(Pm)的所述比较是利用所计算的真空压力水平的滚动平均值来进行的。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的挤奶系统(100)，其中由所述真空泵(140)产生的在所述奶罐(130)中占主导的所述系统真空压力(Ps)在所述挤奶过程(400)的所述大部分时间期间保持基本上恒定。
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