CN1859842A - 挤奶装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于夹紧动物奶头有助于提取奶的装置。该装置包括壳和多于一个的压紧部件，所述压紧部件设置在所述壳内，所述压紧部件可在压紧或非压紧状态下操作，周期地压缩奶头。该装置还包括切换装置，该切换装置能够选择性地使所述压紧部件在非压紧和压紧状态之间来回切换。该装置包括与所述切换装置相连的控制器，该控制器用以按照预先设定的时间和顺序周期性地切换所述压紧部件，使压紧部件处于压紧或非压紧状态和进行相反的过程。本发明也教述了一种为动物挤奶的包括上述夹紧装置的系统。同样的，本发明也讨论了一种为动物挤奶的方法，该方法不使用真空系统，类似于手工挤奶。

Description

挤奶装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种为反刍动物挤奶的装置、系统和方法。

背景技术

现有的挤奶机器倾向于再现幼小的哺乳动物在母亲奶头处吮吸的物理效果。幼小哺乳动物的嘴巴在母亲奶头的基部形成封闭的空间，在嘴内产生低于大气压的压力。幼小哺乳动物的嘴巴内与母亲奶头内的输奶管中的压力差迫使奶头的括约肌打开，致使乳汁流出。

现有的挤奶机器一般倾向于利用产生真空的机器再现吃奶动物的效果。上述产生真空的装置与奶头杯相连，该奶头杯安装在分泌乳汁的动物的奶头上。该奶头杯受到由大气压变为低于大气压的变化的压力，从而周期性地打开奶头的括约肌，导致乳汁从其流出。

更具体地讲，传统的自动挤奶机使用模仿由吃奶动物采用的吮吸动作的奶头杯装置。典型的奶头杯装置包括中空的坚硬的外壳或杯，以及伸长的、柔性的、有回弹力的胀大管，所述外壳或杯连接有能够收缩的真空管，该胀大管也称作“衬垫”，所述胀大管安装在所述外壳内，且与恒定的真空源相连。由于所述外壳连接有能够收缩的真空管，由所述外壳和所述胀大管形成的外部环形空腔内的压力能够在大气压和低于大气压之间交替变化。施加到胀大管的恒定真空从动物奶头吸出乳汁。同时，在外部环形空腔内的压力交替变化导致了所述胀大管的壁周期性的向内塌陷。这种塌陷造成了对奶头的按摩作用。

在出现挤奶机器之前，数千年来，人们用手工挤奶方法从分泌乳汁的哺乳动物的乳房提取奶。在手工挤奶过程中，当奶头充满乳汁时，如图1A所示，挤奶工的手通常从乳房开始，用拇指和食指在或接近奶头与乳房连接的部位握紧奶头。这样，乳汁不会从奶头流回到乳房。如图1B所示，挤奶工接着将其余的手指握在奶头上，直至全都挤压住奶头，如图1C所示。这种握紧是按从奶头的顶部到底部的顺序进行的，因此，将乳汁从奶头的上部挤到底部并挤出来。奶头空了后，松开手，奶头由乳房的乳汁重新充满。接着，重复上述挤奶周期。

使用真空方法的挤奶装置会产生问题。使用真空方法常常会引起奶头的出血、发炎和感染。使用真空方法也会造成奶头括约肌的损伤。使用真空方法，当压力恢复到大气压力时，会出现引起动物乳房疼痛的乳汁从奶头倒流回乳房的现象，这不是期望的。另外，真空挤奶装置的成本高。基于这些和其它的原因，开发一种可靠的可替代基于真空的挤奶系统的挤奶机是有利的。

本文上、下文中使用的“压紧”，“压紧的”，“压紧部件”等词，也包括压缩的概念。同样的，所列出的术语等也包括部分和全部的压紧和/或压缩。对“压紧”和“压缩”或其它类似的衍生词的使用不加以区分。

本文上、下文中使用的“动物”，“哺乳动物”，“反刍动物”这些词不意欲区别，可相互替换。这些词全是指：可提供乳汁的活的生物体，即，哺乳动物，典型的驯养的反刍动物。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于为分泌乳汁的反刍动物挤奶的装置、系统、和方法，其对分泌乳汁动物造成的生理上的有害的副作用较低。

本发明的另一个目的是提供一种挤奶的装置、系统、和方法，其会提高挤奶速度和一次挤奶的挤奶量。

本发明的另一个目的是提供一种比目前常用的基于真空的挤奶机廉价的挤奶装置。

一方面，本发明提供一种装置，该装置通过可压缩的乳汁收集器夹紧动物的奶头并挤出乳汁。所述装置包括壳和多于一个的压紧部件，所述压紧部件设置在所述壳内。所述压紧部件与所述乳汁收集器相接触，且可选择在压紧或非压紧状态下操作。该装置也包括切换装置，该切换装置能够选择性地使所述压紧部件在非压紧和压紧状态之间来回切换。该装置还包括与所述切换装置相连的控制器。该控制器用以按照预先设定的时间和顺序周期性地切换所述压紧部件，使压紧部件处于压紧或非压紧状态，从而压缩动物的奶头挤出乳汁。

在一个具体实施例中，上述压紧部件可以是可充气膨胀的袋状部件，且切换装置可以是气动装置，如空气压缩机，和由上述控制器操作的气动的空气阀。

在另一个实施例中，上述压紧部件可以是数对互补的可移动的环。每一对互补的可移动环包括第一环和第二环，每个环不对称地环绕设置在乳汁收集器周围，奶头插在所述乳汁收集器内。且当启动的所述互补环中的第二环被沿着与这对环的第一环的移动方向相反的方向移动时，就会压缩奶头。当压紧部件是数对互补的可移动的环时，所述的切换装置可以是基于凸轮机构的切换系统。

在某些实施例中，上述壳可以是圆柱形状的。

另一方面，本发明提供了一种为动物挤奶的系统。该系统包括至少一个通过可压缩的乳汁收集器夹紧动物的奶头并挤出乳汁的装置。所述装置包括壳和多于一个的压紧部件，所述压紧部件设置在所述壳内与所述乳汁收集器相接触。所述压紧部件可选择在压紧或非压紧状态下操作。该装置还包括切换装置，该切换装置能够选择性地使所述压紧部件在非压紧和压紧状态之间来回切换。该装置也包括与所述切换装置相连的控制器。该控制器用以按照预先设定的时间和顺序周期性地切换所述压紧部件，使压紧部件处于压紧或非压紧状态。上述系统还包括一个可收集乳汁的爪形装置，该爪形装置与上述乳汁收集器相通，并收集乳汁收集器内积聚的乳汁。该爪形装置设有通气孔，用以维持奶头处的大气压。本发明也包括吸力产生装置，其从爪形装置中吸出乳汁，还包括与吸力产生装置相通的收集容器，收集从爪形装置中流出的乳汁。

在一个实施例中，上述系统中的装置的压紧部件可以是可充气膨胀的袋状部件，且切换装置可以是气动装置，例如空气压缩机，和由控制器操作的气动的空气阀。

在本发明所述系统的另一个实施例中，所述装置的压紧部件可以是数对互补的可移动的环。每一对互补的可移动环包括第一环和第二环，每个环不对称地环绕设置在乳汁收集器周围，奶头插在所述乳汁收集器内。当启动时，所述互补环中的第二环被沿着与这对环的第一环的移动方向相反的方向移动，从而压缩奶头。当压紧部件是数对互补的可移动的环时，所述的切换装置可以是基于凸轮机构的切换系统。

在上述系统的某些实施例中，所述挤奶装置的壳是圆柱形状的。

另一方面，本发明提供了一种为动物挤奶的方法。该方法包括下述步骤：将动物的奶头放到可压缩的乳汁收集器内；在接近动物的乳房与奶头连接部位的位置压紧奶头；按照预定的时间和空间顺序压紧奶头的其余部分；奶头内的乳汁全部流出后放开压紧的奶头，从而使奶头恢复到它的非压紧状态，流出的乳汁流到乳汁收集器内；重复上述压紧和放松步骤，直到挤奶工作结束。

在所述方法的另一个实施例中，所述压紧奶头其余部分的步骤包括沿着远离乳房的方向，按照预定的顺序压紧奶头的各个部分，各个部分处于被压紧的状态直至奶头的所有部分被压紧。压紧奶头各个部分的预定的顺序可以是线性顺序，其中，每一部分在邻接它的前一部分被压紧之后被压紧。

在上述方法的另一个实施方式中，所述放开步骤包括同时放开被压紧乳头的所有部分。

在上述方法的一个实施例中，所述压紧奶头其余部分的步骤包括沿着远离乳房的方向，按照预定的顺序压紧奶头的各个部分，每个部分处于被压紧的状态仅至下一个部分被压紧，所述下一个部分是离乳房较远的邻近的部分。

在上述方法的另一个实施例中，所述放开步骤包括，在奶头的沿着远离乳房的方向的下一个邻近的部分被压紧后，放开奶头被压紧的部分。在该实施例中，该放开步骤还包括，奶头内的乳汁基本被挤干净后，放开奶头上离乳房最远的被压紧部分。

另一方面，本发明提供了第二种挤奶方法。该第二种挤奶方法包括下述步骤：将动物的奶头置于可压缩的乳汁收集器内，并进一步将奶头和乳汁收集器置于夹紧装置中；启动夹紧装置的一部分，从而压紧奶头上离奶头和乳房相连处最近的部分；启动夹紧装置的其余部分，从而从奶头上最接近乳房的位置开始直到奶头上离乳房最远的部分，按照预定的时间和空间顺序，压紧乳头的其余部分；奶头内的乳汁全部流出后，放开被压紧的奶头，从而使奶头恢复到未被压缩的状态，从奶头流出的乳汁流到乳汁收集器中；重复启动和放开的步骤直到挤奶工作结束。

在第二种方法的一个实施例中，所述夹紧装置可以包括，按照预定的顺序沿着远离动物乳房的方向，单独地从非压紧状态进入到压紧状态的压紧部件。

在上述第二种方法的另一个实施例中，所述放开步骤可以包括在全部压紧部件启动之后，同时放开所述夹紧装置的全部压紧部件，从而使全部压紧部件由压紧状态恢复到非压紧状态。

在所述第二种方法的另一个实施例中，所述设置步骤可以包括将乳房和奶头的连接部分置于所述夹紧装置的第一压紧部件附近的步骤，其中所述第一部件是最接近动物乳房的部件。

在所述第二种方法的另一个实施例中，所述夹紧装置可以包括按照预定的顺序沿着远离动物乳房的方向，单独地从非压紧状态进入到压紧状态的压紧部件，当前面其它全部的压紧部件恢复到非压紧状态时，每一个压紧部件沿着向着乳房的方向，在其前面邻近的压紧部件启动后启动。所述设置步骤还可以包括将乳房和奶头的连接部分置于所述夹紧装置的第一个压紧部件附近，其中所述第一部件是最接近动物乳房的部件。

另一个方面，本发明提供了一种通过可压缩的乳汁收集器夹紧动物的奶头并挤出乳汁的装置。所述装置包括壳和多于一个的压紧部件，所述压紧部件设置在所述壳内与所述乳汁收集器相接触。所述压紧部件可选择在压紧或非压紧状态下操作。该装置也包括切换装置，该切换装置能够选择性地使所述压紧部件在非压紧和压紧状态之间来回切换，从而压缩动物的奶头挤出乳汁。

在本发明此方面的一个实施例中，所述压紧部件是可充气膨胀的袋状部件，且切换装置是气动装置，例如空气压缩机，和气动的空气阀。

在本发明此方面的另一个实施例中，所述压紧装置是数对互补的可移动的环，且切换装置是基于凸轮机构的切换系统。每一对互补的可移动环包括第一环和第二环，每个环不对称地环绕设置在奶头周围，所述奶头插在乳汁收集器内，且当启动的所述互补环中的第二环被沿着与这对环的第一环的移动方向相反的方向移动时，就会压缩奶头。

附图说明

为了更全面地理解和明白本发明，下面对照附图详细说明。其中：

图1A-图1C表示了为反刍动物手工挤奶的过程；

图2A是按照本发明一个实施例构建的挤奶系统的示意图；

图2B是图2A所示挤奶系统的局部放大示意图；

图3A是按照本发明一个实施例构建的装置的剖视图；

图3B-3C分别是图3A所示装置的截面图和俯视图；

图4A-4D是本发明所述方法的一个实施例的示意说明图；

图5是图4所示方法采用图3A-3C所示的装置时使用的压缩时间膨胀顺序的曲线示意图；

图6A-6D是根据本发明所述的第二个实施例构建的装置的不同的视图；

图7A-7H是图6A-6D所示的实施例中作为切换装置的凸轮机构的详解示意图；

图8是根据图6A-7H所示的实施例构建的系统的示意图。

图中所示的相似部件用相似的标号标记。

具体实施方式

本发明教述了一种用于为反刍动物挤奶的装置(下文中也称作“夹紧器”或“夹紧装置”)、系统、和方法。本发明所述的装置、系统和方法不使用真空系统在反刍动物的奶头上产生压差而使乳汁流出。而是使用夹紧装置，所述夹紧装置在挤奶过程中的操作类似于人手的操作。通常，所述夹紧器包括多个独立的压紧部件，所述压紧部件按照预定的时间和空间顺序围绕分泌乳汁的动物的奶头而夹紧。通常，但不限于，在全部压紧部件围绕奶头而夹紧且奶头内的乳汁全都流出后，松开所述压紧部件且开始一个新的有顺序的夹紧循环。上述循环进行到挤奶工作结束。

在本发明的一个实施例中，所述独立的压紧部件是多个柔韧的，中空的袋状部件，该袋状部件由空气作用，在膨胀与收缩之间进行循环。通常，从位于最接近于奶头与乳房相接的位置的袋状部件开始膨胀，该相接的位置在此称为“奶头—乳房连接部位”，并且，然后沿着远离乳房的方向继续膨胀，从而将奶头乳汁输送管内的乳汁全部挤出。之后所述袋状部件同时收缩，然后重复膨胀和收缩循环。离乳房最近的袋状压紧部件的膨胀阻止了挤奶过程中乳汁从奶头向乳房倒流。

现在讨论图2A，图2A示出了根据本发明实施例构造的典型的用于为哺乳动物挤奶的挤奶系统的示意图。图2B是图2A所示挤奶系统的局部放大示意图。下面接着一起讨论这两幅图。

夹紧装置10环设在柔性的乳汁收集器48周围，反刍动物的奶头(未示出)插入乳汁收集器48内。图2A和图2B中仅看到乳房84。乳汁收集器48由防水的柔性的可压缩的材料制成。这些材料包括但不限于，硅树脂和橡胶，例如丁腈橡胶(NBR)或氯丁橡胶(聚氯丁烯)。

对照图3A至图4D，当夹紧装置10按照如下所述操作时，可以压缩乳汁收集器48。在操作过程中，夹紧器10夹紧置于乳汁收集器48内的动物的奶头。为了清楚，提供了图2A和图2B所示的夹紧器10的剖视图。夹紧器10包括壳16，壳16进一步包括数个压紧部件14A-14C。图2A和图2B所示的压紧部件的个数是3个，但这个数量只是示例性的，并不是对压紧部件数量的限定。

压紧部件14A-14C是典型的周期地充入和排空由空气源58提供的空气的袋状部件。控制器56连接并控制三个空气阀，典型的是螺线管阀60，图2A中仅显示其中一个螺线管阀60。每个螺线管阀60分别通过输送管12A-12C与三个压紧袋状部件14A-14C中不同的一个相通。螺线管阀60与空气源58相通，周期地打开和关闭，使袋状部件14A-14C充气。

由压紧部件14A-14C施加在奶头上的压力使乳汁流到乳汁收集器48内，乳汁通过连接管44流到爪形装置46内。连接管44可与乳汁收集器48一体形成，压缩泵52通过连接管50将爪形装置46内的乳汁抽出。从泵52抽出的乳汁通过管54被引入一个收集容器(未示出)。应注意的是，爪形装置46具有用于大气排放的孔47，从而防止由泵52产生的低于大气的压力直接作用于置于乳汁收集器48内的奶头(未示出)。

现在讨论图3A-3C，图3A-3C示出了根据本发明实施例构造的为反刍动物挤奶的夹紧器的不同示意图，夹紧器的标号为10。图3A是所述夹紧器的立体图，图3B是图3A所示夹紧器的截面图，图3C是图3A和图3B所示夹紧器的俯视图。下面接着一起讨论这三幅图。图3A-3C所示的夹紧器10是以上结合图2A-2B所述系统所使用的典型装置。

夹紧器10包括通常为圆柱形的壳16，内设三个用作压紧部件的独立的中空的可膨胀袋14A，14B，14C。非限定的，袋14A，14B，14C通常由柔性的硅树脂或橡胶，例如本领域技术人员熟知的丁腈橡胶(NBR)或氯丁橡胶、组合物制成。每个袋子连接有可向袋14A-14C周期地提供空气的空气压缩机或其它的气动装置(图2A所示的部件58)。圆柱形的壳16通常由不锈钢或模注成型的塑料制成。

当袋状部件充气后，充气的袋状部件的动作很像人手围绕动物的奶头握紧。由于袋状部件的外径受限，所以其通常向内膨胀。每个袋状部件可看成挤奶工的一个手指。袋状部件14A-14C通过图3A-3C所示的相应的传输管12A-12C与充气装置(图2A所示部件58)相连，其中，图3A-3C仅仅示出了部分的传输管12A-12C。螺线启动阀(图2A所示部件60)确定哪一个袋状压紧部件14A-14C在循环中的任意一个给定的点由充气装置充气。该螺线启动阀由控制器(图2所示部件56)控制，该控件制器确定何时以及哪一个袋状压紧部件充气或排空。在每个循环结尾，全部袋状压紧部件内的气体排出且另一个循环开始。

由膨胀的袋状部件14A-14C挤压的乳汁从奶头输送管(未示出)的小孔流到乳汁收集器48内(如图2A和图2B所示)。该奶头上的小孔通常置于最下端的袋状压紧部件14C的下方。流出的乳汁从乳汁收集器48流到爪形装置46(如图2A和图2B所示)并进而流到一个收集容器内(未示出)。

虽然图3A-3C中所示的如下讨论的中空的袋状部件是三个，但是，本领域技术人员可以容易地想到，可以使用多于三个，甚至两个袋状部件。

通常，并非限制，适于为牛挤奶时使用的，图3A-3C所示的圆柱状壳16的尺寸，其外直径是56mm，内直径是30mm，高是62mm。

中空的可膨胀的袋状压紧部件14A，14B和14C能够以多种方式与圆柱状壳16相连接，最好如图3A所示，圆柱状壳16可设置有呈散射状的通常是水平的类似于架子的隔离板19，袋状部件14A，14B和14C能够设置在其上并定位。

现在谈谈图4A-4D，图4A-4D描述了如上面图2A-3C所示的挤奶系统的夹紧装置的使用方法的一个实施例过程，如图4A-4D所示，夹紧装置10的圆柱状壳16被局部地剖开一部分，袋状压紧部件14A-14C能够较容易地看到。同样地，在图2A-2B中所示的连接管44在图4A-4D中未示出，所以流出的乳汁85可以较容易地看到。

1、动物的奶头(未示出)插入到一个柔性的、可压缩的乳汁收集器48内，并进一步置于夹紧装置10(如图4A所示)的圆柱形壳16内。奶头与乳房的连接部位通常置于夹紧装置10的袋状压紧部件14A的顶部或接近于顶部的位置。在这点，夹紧装置10的压紧部件14A-14C未充气。

2、图4B示出了袋状压紧部件14A由充气装置(上面图2A中所示的部件58)充气。空气通过传输管12A传送。充气的袋状压紧部件14A围绕奶头的顶部握紧，切断了输奶管(未示出)与乳房84的连通。乳汁85由奶头上的小孔17开始流出。

3、图4C示出了袋状压紧部件14B由充气装置(上面图2A中所示的部件58)充气。空气通过传输管12B传送。压紧部件14B充气后，奶头的乳汁输送管内的乳汁沿着奶头被进一步推动，流出的乳汁85更多。在这个阶段，袋状部件14A还处于膨胀状态。

4、图4D示出了袋状压紧部件14C由充气装置(上面图2A中所示的部件58)充气。空气通过传输管12C传送。压紧部件14C充气后，奶头的乳汁输送管内的乳汁沿着奶头被更进一步推动并流出奶头，流出的乳汁85更加多。保持施加在袋状部件14A-14C上的压力直到奶头内的乳汁输送管内的乳汁全都流出来。

5、同时排空袋状压紧部件14A-14C内的空气，因此袋状压紧部件14A-14C恢复到未充气状态，如图4A所示。

6、重复上述步骤2到步骤5直到挤奶过程结束。

在上述方法的另一个实施例中，袋状压紧部件14A充气后，袋状压紧部件14B充气。部件14B充气后，排空部件14A内的空气。接着，袋状压紧部件14C充气。部件14C充完气后，排空袋状压紧部件14B内的空气。最后，乳汁停止流出后，排空袋状压紧部件14C内的空气，并且袋状压紧部件14A重新充气。重复上述循环直到整个挤奶过程结束。

现在谈谈图5，图5是分别结合图3A-3C和图4A-4D所讨论的、并且在图3A-3C和图4A-4D中所示的装置和方法所使用的压缩时间和膨胀顺序的曲线示意图。可容易地理解，时间轴表示了周期为1秒的循环，这个周期可更长或更短。通常，并非限制，该周期短于1秒。

X轴上的A部分表示循环中夹紧器的所有袋状压紧部件都处于未充气状态的部分。曲线B表示从图3A-3C和图4A-4D所示的夹紧器10的第一个袋状压紧部件14A的优选点开始的循环。在该循环大约0.35秒的位置，螺线启动阀打开，空气源向袋状压紧部件14A充气。压紧部件14A保持充气状态直到该循环的大约0.95秒处。如曲线C所示，夹紧器10的袋状压紧部件14B在该循环的大约0.55秒的位置充气膨胀，保持充气状态直到该循环的大约0.95秒处。最后，如曲线D所示，夹紧器10的袋状压紧部件14C在该循环的大约0.75秒的位置充气膨胀，保持充气状态直到该循环的大约0.95秒处，这时，部件14C和袋状压紧部件14A和袋状压紧部件14B排气，此外，图5所示的循环的一般概念对于任何过程的循环都是有用的；图5所示的图4A-4D所示装置的周期为1秒的循环只是一个示例，不理解为限制。同样的，每一个袋状压紧部件开始膨胀的时间点只是一个示例。例如，曲线B所示部件14A开始膨胀的时间点可以早于或晚于循环中的0.35秒，且排气可以早于或晚于循环中的0.95秒。

现在谈谈图6A-6D，图6A-6D所示是本发明的另一个实施例。标号为200的夹紧器包括数对可移动的环，每对环形成一个压紧环部件。这些环通常由增强塑料或不锈钢制成且其直径足够使动物的奶头自由地插入到环中。

如图6A所示，压紧环部件的每个环214A-214A’，214B-214B’和214C-214C’不对称地设置，即，这些环偏心地环设在乳汁收集器248周围，动物的奶头(未示出)插到乳汁收集器248内。每对环中的一个环，例如214A，偏向左设置(如图所示)，相反，互补的第二个环，如214A’偏向右设置(如图所示)。

如图6B所示，当压紧环部件的一对环214A-214A’被启动，即，进入压紧状态时，部件中的每一个环在偏心方向上进一步移动，产生更大的偏心。由图6B可容易的看出，这些不对称的移动产生了压紧作用。如对照图3A-4D所讨论的使用可膨胀的袋状压紧部件的第一实施例中的情况，第一对压紧环部件214A-214A’置于尽可能接近奶头和乳房的连接部位的位置，这样可防止乳汁从乳房流向奶头和挤奶循环的压紧阶段(如图6B-图6D所示)中出现的倒流。

为了清晰，图6B只显示了互补的压紧环部件214A-214A’。然而，应记得，图6A所示的另外两对压紧环部件214B-214B’和214C-214C’沿着远离乳房的方向也顺着奶头设置。这些压紧环部件中的每个环都是偏心的，即，从上述关于对环214A-214A’互补环起，沿着奶头纵轴方向偏心设置。

压紧环部件的互补环对由距奶头和乳房连接部位最近的那对环214A-214A’开始，沿着由乳房到奶头小孔217的方向，由一对互补环到一对互补环按顺序启动。该启动顺序如将讨论的图6B-6D所示。为了清晰，图6B只显示了一对启动后处于压紧位置的压紧环部件214A-214A’。同样，图6C和图6D分别显示了两对和三对处于压紧位置(状态)的压紧环部件。每对偏移的环推动奶头内的乳汁远离乳房284并由奶头上的小孔217流出。所有的压紧环部件偏移后，每个压紧环部件中的一对环恢复到它们的原始的不对称(偏心)位置，如图6A所示。由乳房流出的乳汁重新充满奶头，且重复图6B-6D所示的过程。

压紧环部件的每一对环都围绕在装在由橡胶或其它可压缩材料制成的可压缩的乳汁收集器248内的奶头的周围。乳汁收集器248收集由奶头挤出的乳汁，按照与图2A和图2B讨论和所示的方式相似的方式，通过管(未示出)将乳汁输送到收集乳汁的爪形装置(未示出)中，并从爪形装置到收集容器(未示出)中。

图6A-图6D所示的压紧环部件通常设置在壳(未示出)内。其由机械的移动装置驱动，一般是凸轮驱动系统，本领域技术人员可容易地构造出。该凸轮驱动系统可选择切换压紧环部件，使其由非压紧状态进入压紧状态或过程相反。

现在讨论图7A-图7H，图7A-图7H是基于凸轮驱动机构的典型的机械移动装置。图7A和图7B是以上结合图6A-图6D所讨论的压紧环部件的两幅视图。除了于此描述的以外，每个环包括销。环214A-214A’上的销分别标为264A和264A’。同样的，环214B、214B’、214C和214C’分别包括销264B、264B’、264C和264C’。上述销的直径通常是，并非限于，3mm。这些销有助于传导移动各个压紧环部件的力。下面将继续讨论。

图7C-图7E显示了分别用于压紧环部件214A-214A’，214B-214B’和214C-214C’的三个凸轮266A-266C。凸轮266A-266C分别包括不同的固定部分267A-267C和活动部分265A-265C。每个凸轮的固定部分和活动部分的尺寸与每个压紧部件处于所要求的移动位置，即，压紧状态的移动量有关，如图6B-6D中所示的。凸轮266A中，活动部分265A比固定部分267A大；凸轮266B中，活动部分265B与固定部分267B尺寸大致相同；凸轮266C中，活动部分265C比固定部分267C小。

现在谈谈图7F和图7G。六个凸轮266A-266C和266A’-266C’分别设置在销272A-272C和272A’-272C’上，所述销在图7F所示的承载板270上一体成形。图7F也示出了凹口274A-274C和274A’-274C’，如图7A-7B所示的销264A-264C和销264A’-264C’安装在上述凹口内。如图7G所示，六个凸轮266A-266C和266A’-266C’设置在承载板270上。如上面所指出的，每一对凸轮266A-266A’，266B-266B’，和266C-266C’具有不同的活动部分和固定部分，但单独一对的两个凸轮的活动部分和固定部分是相同的。

图7H是凸轮承载板270安装在压紧环部件214A-214C和214A’-214C’上的示意图。三对压紧环部件的六个环上的销264A-264C和264A’-264C’(最好参考图7A-7B)分别插入曲线槽276A-276C和276A’-276C’。销264A-264C和264A’-264C’绕着凸轮266A-266C和266A’-266C’的槽276A-276C和276A’-276C’同步运动产生了上面图6A-图6D所讨论的周期性的位移并导致奶头被压缩和压紧。

现在谈谈图8，如图8所示，控制器296通过电连接线298与电机和齿轮驱动装置电连接，电机和齿轮驱动装置二者标号为294。通过同步运动的带子292，电机和齿轮驱动装置294带动标号为290的凸轮机构运动。上面已经结合图7A-7H详细讨论了凸轮机构290，所以在此不再讨论。所述控制器与其它装置，一个电机供电装置(未示出)一起控制电机的开始和停止，并改变凸轮机构的速度，从而控制图6A-6D所示的压紧环部件的时间和空间上的位移要求。本领域技术人员可容易地将所述控制器与配合图6A-7H所讨论的实施例结合到一起。

包括上述任一实施例所述的夹紧装置的系统，与现有的利用真空的挤奶系统相比，具有如下优点：

1、该系统不会像利用真空的系统那样，使奶头出血和引起奶头的发炎和感染。

2、奶头的括约肌不会像利用真空的系统那样变弱。

3、乳汁不会回流到乳房引起如利用真空的系统可能引起的动物的痛苦。

4、挤奶过程中，因为奶头的底部与乳房的连通被断开，所以乳汁不会流回乳房，从而减少和消除了动物的痛苦。

5、本发明不使用大的真空机器，该系统的成本低于利用真空的系统。

6、本发明所述的夹紧装置，系统和方法与传统的利用真空的挤奶系统相比，提高了挤奶速度，挤出的乳汁更多。一头牛用利用真空的系统挤奶，该系统具有四个奶头杯，六分钟内通常挤10-15升奶或每分钟每杯大约0.4-0.6升。使用本发明所述夹紧装置的系统，每个夹紧循环可挤出大约15-60cc奶。使用周期为1秒钟的相对较长的循环，每分钟每杯的乳汁至少是900cc，并且挤奶过程大约在四分钟内结束。

本领域技术人员应明白，本发明不限于此处上面特别示出和讨论的内容，本发明的范围由权利要求书确定。

Claims (36)

1、一种通过可压缩的乳汁收集器夹紧动物的奶头并挤出乳汁的装置，所述装置包括：

壳；

多个压紧部件，所述压紧部件设置在所述壳内，与所述乳汁收集器相接触，所述压紧部件可选择在压紧或非压紧状态下操作；

切换装置，该切换装置能够选择性地使所述压紧部件在非压紧和压紧状态之间来回切换；和

与所述切换装置相连的控制器，该控制器用以按照预先设定的时间和顺序周期性地切换所述压紧部件，使压紧部件处于压紧或非压紧状态，从而压缩动物的奶头挤出乳汁。

2、如权利要求1所述的装置，其中所述的压紧部件是可充气膨胀的袋状部件。

3、如权利要求2所述的装置，其中所述的切换装置是气动装置。

4、如权利要求3所述的装置，其中所述的气动装置包括空气压缩机，和气动的空气阀，所述阀由所述控制器操作。

5、如权利要求1所述的装置，其中所述的压紧部件是数对互补的可移动的环。

6、如权利要求5所述的装置，其中所述的切换装置是基于凸轮机构的切换系统。

7、如权利要求5所述的装置，其中所述的每一对互补的可移动环包括第一环和第二环，每个环不对称地环绕设置在奶头周围，所述奶头插在乳汁收集器内，且当启动的所述互补环中的第二环被沿着与这对环的第一环的移动方向相反的方向移动时，就会压缩奶头。

8、如权利要求1所述的装置，其中所述的壳是圆柱形状的。

9、一种为动物挤奶的系统，所述系统包括：

至少一个用于夹紧动物奶头的装置，该装置通过可压缩的乳汁收集器使乳汁从动物的奶头流出，所述装置包括：

壳；

多个压紧部件，所述压紧部件设置在所述壳内，与所述乳汁收集器相接触，所述压紧部件可选择在压紧或非压紧状态下操作；

切换装置，该切换装置能够选择性地使所述压紧部件在非压紧和压紧状态之间来回切换；和

与所述切换装置相连的控制器，该控制器用以按照预先设定的时间和顺序周期性地切换所述压紧部件，使压紧部件处于压紧或非压紧状态，从而压缩动物的奶头挤出乳汁；和

收集乳汁的爪形装置，所述爪形装置与所述乳汁收集器相通，并收集乳汁收集器内积聚的乳汁，所述爪形装置设有通气孔，以维持奶头处的大气压；

吸力产生装置，其能够从所述爪形装置中吸出乳汁，和

与所述吸力产生装置相通的收集容器，收集从所述收集乳汁的爪形装置中流出的乳汁。

10、如权利要求9所述的系统，其中所述的压紧部件是可充气膨胀的袋状部件。

11、如权利要求10所述的系统，其中所述的切换装置是气动装置。

12、如权利要求11所述的系统，其中所述的气动装置包括空气压缩机和气动的空气阀，所述阀由所述控制器操作。

13、如权利要求9所述的系统，其中所述的压紧部件是数对互补的可移动的环。

14、如权利要求13所述的系统，其中所述的切换装置是基于凸轮机构的切换系统。

15、如权利要求13所述的系统，其中所述的每一对互补的可移动环包括第一环和第二环，每个环不对称地环绕设置在奶头周围，所述奶头插在乳汁收集器内，且当启动的所述互补环中的第二环被沿着与这对环的第一环的移动方向相反的方向移动时，就会压缩奶头。

16、如权利要求9所述的系统，其中所述的壳是圆柱形状的。

17、一种为动物挤奶的方法，所述方法包括下述步骤：

将动物的奶头放到可压缩的乳汁收集器内；

在接近动物的乳房与奶头连接部位的位置压紧奶头；

按照预定的时间和空间顺序压紧奶头的其余部分；

奶头内的乳汁全都流出后放开压紧的奶头，使奶头恢复到它的非压紧状态，流出的乳汁流到乳汁收集器内；和

重复压紧和放松的步骤，直到挤奶工作结束。

18、如权利要求17所述的方法，其中所述的压紧奶头其余部分的步骤包括沿着远离乳房的方向，按照预定的顺序压紧奶头的各个部分，各个部分处于被压紧的状态直至奶头的所有部分被压紧。

19、如权利要求18所述的方法，其中所述的压紧奶头各个部分的预定的顺序是线性顺序，其中，每一部分在邻接它的前一部分被压紧之后被压紧。

20、如权利要求18所述的方法，其中所述的放开步骤包括同时放开被压紧乳头的所有部分。

21、如权利要求17所述的方法，其中所述的压紧奶头其余部分的步骤包括沿着远离乳房的方向，按照预定的顺序压紧奶头的各个部分，每个部分处于被压紧的状态仅至下一个部分被压紧，所述下一个部分是离乳房较远的邻近的部分。

22、如权利要求21所述的方法，其中所述的放开步骤包括，在奶头的沿着远离乳房的方向的下一个邻近的部分被压紧后，放开奶头被压紧的部分。

23、如权利要求22所述的方法，其中所述的放开步骤还包括，奶头内的乳汁基本上全被挤干净后，放开奶头上离乳房最远的被压紧部分。

24、一种挤奶方法，所述挤奶方法包括下述步骤：

将动物的奶头置于可压缩的乳汁收集器内，然后将奶头和乳汁收集器置于夹紧装置中；

启动所述夹紧装置的一部分，压紧奶头上离奶头和乳房相连处最近的部分；

启动所述夹紧装置的其余部分，从奶头上最接近乳房的位置开始直到奶头上离乳房最远的部分，按照预定的时间和空间顺序，压紧乳头的其余部分；

奶头内的乳汁全部流出后，放开被压紧的奶头，使奶头恢复到它的非压紧状态，从奶头流出的乳汁流到乳汁收集器中；和

重复所述启动和放开的步骤直到挤奶工作结束。

25、如权利要求24所述的方法，其中所述的夹紧装置包括按照预定的顺序沿着远离动物奶头的方向，单独地从非压紧状态进入到压紧状态的压紧部件。

26、如权利要求25所述的方法，其中所述的放开步骤包括在启动全部压紧部件之后，同时放开所述夹紧装置的全部压紧部件，从而使全部压紧部件由压紧状态恢复到非压紧状态。

27、如权利要求25所述的方法，其中所述的设置步骤包括将乳房和奶头的连接部分置于第一个压紧部件附近的步骤，其中该第一压紧部件是最接近动物乳房的部件。

28、如权利要求24所述的方法，其中所述的夹紧装置包括按照预定的顺序沿着远离动物乳房的方向，单独地从非压紧状态进入到压紧状态的压紧部件，当前面全部其它压紧部件恢复到非压紧状态时，每一个压紧部件沿着向着乳房的方向，在其前面邻近的压紧部件启动后启动。

29、如权利要求28所述的方法，其中所述的设置步骤包括将乳房和奶头的连接部分置于第一个压紧部件附近的步骤，其中该第一压紧部件是最接近动物乳房的部件。

30、一种用于夹紧动物奶头的装置，该装置经由可压缩的乳汁收集器协助乳汁从动物奶头内流出，所述装置包括：

壳；

多个压紧部件，所述压紧部件设置在所述壳内，与所述乳汁收集器相接触，所述压紧部件可选择在压紧或非压紧状态下操作；

切换装置，该切换装置能够选择性地使所述压紧部件在非压紧和压紧状态之间来回切换。

31、如权利要求30所述的装置，其中所述的压紧部件是可充气膨胀的袋状部件。

32、如权利要求31所述的装置，其中所述的切换装置是气动装置。

33、如权利要求32所述的装置，其中所述的气动装置包括空气压缩机，和气动的空气阀。

34、如权利要求30所述的装置，其中所述的压紧部件是数对互补的可移动的环。

35、如权利要求34所述的装置，其中所述的切换装置是基于凸轮机构的切换系统。

36、如权利要求35所述的装置，其中所述的每一对互补的可移动环包括第一环和第二环，每个环不对称地环绕设置在奶头周围，所述奶头插在乳汁收集器内，且当启动的所述互补环中的第二环被沿着与这对环的第一环的移动方向相反的方向移动时，就会压缩奶头。

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