CZ309824B6 - A device for automation of milking parlours with manual operation of milking machines - Google Patents
A device for automation of milking parlours with manual operation of milking machines Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309824B6 CZ309824B6 CZ2022-377A CZ2022377A CZ309824B6 CZ 309824 B6 CZ309824 B6 CZ 309824B6 CZ 2022377 A CZ2022377 A CZ 2022377A CZ 309824 B6 CZ309824 B6 CZ 309824B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- milking
- milker
- pit
- positioning base
- robotic
- Prior art date
Links
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 3
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 abstract description 21
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 abstract description 16
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 abstract description 14
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 5
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 5
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000005802 health problem Effects 0.000 description 1
- 244000309465 heifer Species 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
- A01K1/12—Milking stations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K1/00—Housing animals; Equipment therefor
- A01K1/12—Milking stations
- A01K1/126—Carousels
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Manipulator (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
Description
Zařízení pro automatizaci dojíren s manuální obsluhou dojících strojůEquipment for automation of milking parlors with manual operation of milking machines
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká zařízení, které je určeno k automatizaci práce v dojírnách s manuální obsluhou dojícího stroje dojícího stání.The invention relates to a device intended for automating work in milking parlors with manual operation of the milking machine of the milking stall.
Dosavadní stav technikyCurrent state of the art
V dnešní době dominují na mléčných farmách tří typy dojíren, a to klasické dojírny stacionární nebo kruhové, kruhové robotické dojírny a robotizovaná dojící stání.Nowadays, three types of milking parlors dominate dairy farms: classic stationary or circular milking parlors, circular robotic milking parlors and robotic milking stalls.
Klasické dojírny mají zpravidla počet dojících stání v řádu nižších desítek, na kterých dojnice setrvávají v průběhu dojení, dále mají jámu dojiče, ke které jsou dojící stání přivrácena, aby mohla obsluha dojírny pohybující se v jámě dojiče obsluhovat jednotlivé dojnice, to znamená, aby obsluha mohla dojnicím ošetřit vemena před dojením, použít jednotlivé dojící stroje, a posléze ošetřit dojnicím vemena po dojení. Dojící stroj se nachází u každého dojícího stání. Mezi rozšířené typy dojíren podle uspořádání dojících stání patří rybinové, tandemové a paralelní dojírny. Jsou známé i další uspořádání dojících stání, např. podle geometrických obrazců, avšak základní podmínka, a to s nimi sousedící jáma dojiče, aby mohly být dojnice na dojících stáních obsluhovány, je vždy splněna.Classic milking parlors usually have a number of milking stalls in the lower tens, where the cows remain during milking, and they also have a milker's pit, to which the milking stalls are turned, so that the milking parlor operator moving in the milker's pit can serve individual cows, that is, the operator she could treat dairy cows' udders before milking, use individual milking machines, and then treat dairy cows' udders after milking. The milking machine is located at each milking stall. Among the widespread types of milking parlors according to the layout of the milking stalls are dovetail, tandem and parallel milking parlors. Other arrangements of milking stalls are also known, e.g. according to geometric shapes, but the basic condition, namely the milker's pit adjacent to them, so that the cows in the milking stalls can be served, is always fulfilled.
Očima odborníků patří mezi klady klasických dojíren skutečnosti, že jsou vhodné pro malé a středně velké farmy, a to z pohledu náročnosti pořizovacích a provozních investic, tak z pohledu welfare dojnic. Nevýhody klasických dojíren lze nalézt v nutnosti lidské obsluhy pracující v jámě dojiče, neboť najít zdatnou pracovní sílu a platově si ji udržet je ekonomicky náročné, a to zejména z důvodu, že práce dojiče je náročná, protože obsluha v jámě dojiče musí přecházet od jednoho dojícího stání k druhému, přičemž má-li dojírna např. 2x24 dojících stání, lze hovořit o jámě dojiče o délce zhruba 18 metrů, kterou obsluha opakovaně musí překonávat s plným nasazením.In the eyes of experts, the advantages of classic milking parlors include the fact that they are suitable for small and medium-sized farms, both from the point of view of demanding acquisition and operating investments, and from the point of view of the welfare of dairy cows. The disadvantages of classic milking parlors can be found in the need for human staff working in the milker's pit, as finding a skilled workforce and keeping them at a salary is economically difficult, especially because the work of a milker is demanding, as the staff in the milker's pit must switch from one milker to another stall to the other, while if the milking parlor has, for example, 2x24 milking stalls, we can speak of a milker's pit of approximately 18 meters in length, which the operator must repeatedly overcome with full commitment.
Kruhové dojírny jsou především vhodné pro velké farmy, neboť z hlediska kapacity počtu podojeních kusů dojnic za hodinu, překonávají stacionární typy dojíren. Velké kapacity kruhových dojíren je dosaženo tím, že dojící stání jsou vytvořena na karuselové podlaze.Circular milking parlors are especially suitable for large farms, because in terms of the capacity of milking cows per hour, they surpass stationary types of milking parlors. The large capacity of circular milking parlors is achieved by the fact that the milking stalls are created on the carousel floor.
Dojnice přijde na dojící stání, načež je obsloužena (omytí vemene, nasazení dojícího stroje), posléze je unášena karuselovou podlahou. Rychlost otáčení je úměrná průměrné době dojení, aby byl zajištěn plynulý chod kruhové dojírny. Pokud je problém s nástupem, či s výstupem zvířete, tak je otáčivý pohyb přerušen do vyřešení situace. Takto průběžně nastupují a vystupují dojnice, čímž je dosaženo vyšší kapacity podojených zvířat za hodinu. Kruhová dojírna má rovněž jámu dojiče a to, buď uvnitř kruhu vymezeném dojícími stáními, nebo podél části obvodu kruhu vymezeném dojícími stáními.The milking cow comes to the milking stall, after which she is serviced (udder washing, milking machine put on), then she is carried along the carousel floor. The rotation speed is proportional to the average milking time to ensure smooth operation of the circular milking parlor. If there is a problem with the entry or exit of the animal, the turning movement is interrupted until the situation is resolved. In this way, dairy cows continuously enter and exit, which results in a higher capacity of milked animals per hour. A circular milking parlor also has a milker's pit, either inside the circle defined by the milking stalls, or along part of the circumference of the circle defined by the milking stalls.
Jak už bylo zmíněno v předchozím odstavci, tak výhodou kruhových dojíren je vysoká průchodnost a současně relativně krátká jáma dojiče. Nevýhoda kruhových dojíren spočívá v nutnosti zaměstnat a zaplatit pracovní sílu, jako u klasických dojíren. Na druhou stranu je náročnost práce zvýšena vyšším počtem dojnic, které je potřeba obsloužit. Navíc další problém může nastat s otáčivým mechanizmem karuselové podlahy, a pokud je nutné provést opravu, tak je kruhová dojírna nepoužitelná.As already mentioned in the previous paragraph, the advantage of circular milking parlors is high throughput and at the same time a relatively short milker pit. The disadvantage of circular milking parlors lies in the need to employ and pay labor, as with classic milking parlors. On the other hand, the complexity of the work is increased by the higher number of dairy cows that need to be served. In addition, another problem can arise with the rotating mechanism of the carousel floor, and if it is necessary to make a repair, then the circular milking parlor is unusable.
Robotizovaná dojící stání, tzv. dojící roboty, jsou rozmístěna na farmě v přímé blízkosti stájí, či jsou postavené rovnou ve stájích. Dojnice navštěvují robotizovaná dojící stání dle své potřeby, a to kdykoliv v průběhu celého dne.Robotized milking stalls, so-called milking robots, are located on the farm in the immediate vicinity of the stables, or they are built directly in the stables. The dairy cows visit the robotic milking stalls as needed, at any time throughout the day.
- 1 CZ 309824 B6- 1 CZ 309824 B6
Výhody robotizovaných dojících stání spočívají v tom, že robotizovaná dojící stání nevyžadují lidskou obsluhu, pokud se nevyskytne technický problém, takže provozovatel farmy může ušetřit náklady při rutinním provozu za pracovní sílu. Nutná je však nepřetržitá kontrola funkčnosti robota. Ta probíhá vzdálenou správou. Pracovní síla je nutná pouze při zařazení nových dojnic a prvotelek.The advantages of robotic milking parlors are that robotic milking parlors do not require human service unless there is a technical problem, so the farm operator can save labor costs in routine operation. However, a continuous check of the robot's functionality is necessary. It is managed remotely. Labor is only required when new dairy cows and heifers are enrolled.
Na druhou stranu je nevýhodné to, že mohou robotizovaná dojící stání okupovat dojnice vyžadující odměnu za podojení, ačkoliv už byly podojeny, čímž mohou blokovat dojnice skutečně čekající na podojení, a tím snižovat jejich welfare. Dále při technické poruše robotizovaného dojícího stání je toto stání nepoužitelné, dokud servis situaci nenapraví, což může být otázka nejenom hodin, ale i dní, přičemž dojnice musí být řádně podojené každý den, aby nedošlo ke zdravotním problémům a ke snížení užitkovosti. V případě výpadku i jediného robotizovaného dojícího stání vzniká provozovateli velký problém.On the other hand, it is disadvantageous that the robotic milking stalls may occupy dairy cows requiring reward for milking, although they have already been milked, thereby blocking dairy cows actually waiting to be milked, thus reducing their welfare. Furthermore, in the event of a technical failure of the robotic milking stall, this stall is unusable until the service fixes the situation, which can be a matter of not only hours but also days, while the milking cows must be properly milked every day to avoid health problems and reduced productivity. In the event of failure of even a single robotic milking stall, a big problem arises for the operator.
Úkolem vynálezu je vytvořit zařízení, které by umožnilo automatizaci stávajících a nově budovaných dojíren s manuální obsluhou dojících strojů pro úsporu pracovní síly.The task of the invention is to create a device that would enable the automation of existing and newly built milking parlors with manual operation of milking machines to save manpower.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Vytčený úkol je vyřešen pomocí zařízení pro automatizaci dojíren vytvořeného podle níže uvedeného vynálezu.The set task is solved using a device for automating milking parlors created according to the invention below.
Zařízení pro automatizaci dojíren s manuální obsluhou dojících strojů je určeno pro použití v dojírnách majících jámu dojiče pro pohyb obsluhy dojících strojů v blízkosti dojících stání. Zařízení zahrnuje pozicovací základnu umístěnou v jámě dojiče. Pozicovací základna je vybavená elektromotorem pro uvádění pozicovací základny do pohybu a klidu. To je výhodné, protože se pozicovací základna v jámě dojiče přemisťuje od jednoho dojícího stání ke druhému podobně, jako to dělá obsluha při dojení. Dále do vynálezu patří to, že se zařízení sestává z alespoň jedné robotické ruky připojené k pozicovací základně, protože je výhodné, že robotická ruka dokáže provádět manipulaci se strukovým násadcem podobně, jako to dělá lidská obsluha. Dále je vynález sestaven z kamer a z alespoň jedné řídicí jednotky připojené pro obousměrnou datovou komunikaci k elektromotoru, ke kamerám a k robotické ruce. Kamery slouží k obrazovému navádění automatizovaných částí zařízení, zejména k navádění pozicovací základny k požadovaným dojícím stáním, dále k navádění robotické ruky k dojícímu stroji a k vemeni dojnice, a dále kamery monitorují prostor jámy dojiče, aby zabránily nárazu pohyblivých částí do překážek. Instrukce pro všechny pohyby a zastavení vycházejí z řídicí jednotky, která zpracovává data z kamer. Současně je pozicovací základna uzpůsobena pro pohyb v alespoň části délky jámy dojiče, to znamená, že pozicovací základna vykonává postupný pohyb ve vymezeném úseku jámy dojiče, aby přistavovala robotické rameno k dojícím stáním s dojícími stroji. Aby nemusel být dojící stroj pro použití vynálezu měněn, či upravován, ale aby bylo možné použít stávající vybavení dojírny, tak je zápěstí robotické ruky uzpůsobeno pro manipulaci s dojícím strojem.The device for automating milking parlors with manual operation of milking machines is intended for use in milking parlors with a milker's pit for the movement of the operator of the milking machines near the milking stalls. The device includes a positioning base located in the milker pit. The positioning base is equipped with an electric motor for setting the positioning base in motion and at rest. This is advantageous because the positioning base in the milker's pit is moved from one milking stall to another, similar to what the operator does during milking. Furthermore, the invention includes the fact that the device consists of at least one robotic hand connected to the positioning base, because it is advantageous that the robotic hand can perform the manipulation of the teat attachment in the same way as a human operator does. Furthermore, the invention is composed of cameras and at least one control unit connected for two-way data communication to the electric motor, to the cameras and to the robotic hand. The cameras are used for visual guidance of the automated parts of the equipment, in particular for guiding the positioning base to the required milking stalls, then to guide the robotic hand to the milking machine and to the milking cow's udder, and the cameras also monitor the space of the milker's pit to prevent moving parts from hitting obstacles. The instructions for all movements and stops come from the control unit, which processes the data from the cameras. At the same time, the positioning base is adapted to move in at least part of the length of the milker's pit, that is, the positioning base performs gradual movement in a defined section of the milker's pit to bring the robotic arm to the milking stalls with the milking machines. So that the milking machine does not have to be changed or adjusted for the use of the invention, but so that it is possible to use the existing equipment of the milking parlor, the wrist of the robotic hand is adapted for handling the milking machine.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že pro funkci vynálezu je důležité, že kamery jsou umístěné ve stáji, že mají zorné pole zaměřené na dojící stání, jámu dojiče a dojící stroj a že jsou opatřeny infračerveným přísvitem.The essence of the invention is that it is important for the function of the invention that the cameras are located in the barn, that they have a field of view focused on the milking stall, the milker's pit and the milking machine, and that they are equipped with infrared illumination.
Je velice výhodné, pokud jsou alespoň některé kamery opatřeny infračerveným přísvitem. Infračervený přísvit zlepšuje kontrast na digitálním záznamu obrazu, který se přesněji a snáze, a tím i rychleji, vyhodnocuje v řídicí jednotce.It is very advantageous if at least some cameras are equipped with an infrared illuminator. Infrared illumination improves the contrast in the digital image recording, which is more accurately and easily, and therefore faster, evaluated in the control unit.
Hlavním přínosem vynálezu je to, že dokáže nahradit manuální lidskou práci s minimálním zásahem do vybavení dojírny. Zatímco stávající trend automatizace dojíren vede k uzpůsobování dojících stání, včetně celých dojíren a farem, pro použití robotů, tak vynález se zabývá tím, žeThe main benefit of the invention is that it can replace manual human work with minimal intervention in the milking parlor equipment. While the current trend of automating milking parlors leads to adaptation of milking parlors, including entire milking parlors and farms, for the use of robots, the invention deals with the fact that
- 2 CZ 309824 B6 použije automatizovaný stroj, aby funkčně simuloval manuální obsluhu dojímy a byl použitelný, jak ve stávajících dojírnách, tak i v nově budovaných dojírnách.- 2 CZ 309824 B6 will use an automated machine to functionally simulate manual handling of the impression and be usable both in existing milking parlors and in newly built milking parlors.
Ve výhodném provedení vynálezu je pozicovací základna opatřena koly pro jízdu po podlaze jámy dojiče, nebo pojezdovou drahou. Varianta s koly pro jízdu po podlaze nepotřebuje zásadní stavební zásah v jámě dojiče. Pojezdová dráha je sice větší zásah do prostoru jámy dojiče, avšak zase zlepšuje navádění a pohyb pozicovací základny jámou dojiče.In an advantageous embodiment of the invention, the positioning base is equipped with wheels for driving on the floor of the milker's pit or on a running track. The version with wheels for driving on the floor does not need major construction intervention in the milker's pit. Although the travel path is a bigger intervention in the space of the milker's pit, it also improves the guidance and movement of the positioning base through the milker's pit.
V dalším výhodném provedení vynálezu je délka robotické ruky uzpůsobena pro překonání vzdálenosti mezi pozicovací základnou a dojícím stáním. Přichází v úvahu celá paleta konstrukčního rozvržení vynalezeného zařízení, avšak vždy musí být splněna podmínka, že robotická ruka dokáže donést strukové násadce na dojící stání pod vemeno dojnice.In another advantageous embodiment of the invention, the length of the robotic arm is adapted to overcome the distance between the positioning base and the milking stand. A whole range of structural layouts of the invented device comes into consideration, but the condition must always be met that the robotic arm can bring the teat attachment to the milking stall under the milking cow's udder.
Je velice výhodné, pokud je robotická ruka 6-ti osá. Praktické zkoušky ukázaly, že 6-ti osá robotická ruka má ideální počet stupňů volnosti pro nasazování strukových násadců na struky vemen dojnic. Robotické ruce s menším počtem stupňů volnosti rovněž dokázaly splnit požadovaný úkol, avšak navádění vyžadovalo více času. Časová optimalizace je důležitá, neboť čas od nástupu dojnice do dojícího stání a jejího podojení hraje svoji roli z pohledu welfare zvířat. Komplikovanější robotická ramena s vyšším počtem stupňů volnosti dle doposud uskutečněných testů nepřinášejí žádné další účinky do procesu automatizace dojírny z hlediska nahrazení obsluhy dojícího stroje.It is very advantageous if the robotic arm is 6-axis. Practical tests have shown that the 6-axis robotic arm has the ideal number of degrees of freedom for placing teat attachments on the udder teats of dairy cows. Robotic arms with fewer degrees of freedom were also able to complete the required task, but required more time to navigate. Time optimization is important, because the time from the entry of the dairy cow into the milking stall and her milking plays a role from the point of view of animal welfare. According to the tests carried out so far, more complicated robotic arms with a higher number of degrees of freedom do not bring any additional effects to the automation process of the milking parlor in terms of replacing the operator of the milking machine.
V dalším výhodném provedení vynálezu má zápěstí robotické ruky alespoň dva protijdoucí prsty pro úchop strukového násadce. Vzhledem k tomu, že cílem vynálezu je automatizovat dojírnu s minimální obměnou jejího stávajícího vybavení, je nutné prsty zápěstí robotické ruky nastavit tak, jak uchopují strukové násadce prsty obsluhy.In another advantageous embodiment of the invention, the wrist of the robotic hand has at least two opposing fingers for gripping the teat attachment. Since the goal of the invention is to automate the milking parlor with minimal changes to its existing equipment, it is necessary to set the fingers of the wrist of the robotic hand in the same way as the hands of the operator grip the teat handles.
Také je výhodné provedení vynálezu, ve kterém je pozicovací základna opatřena alespoň jedním okem pro připojení tažného lana. Výhoda tohoto řešení spočívá v tom, že pokud je potřeba zařízení z jámy dojiče odstranit, tak použití oka usnadňuje odtažení zařízení mimo manipulační část jámy dojiče.Also, an embodiment of the invention in which the positioning base is provided with at least one eye for connecting the towing rope is preferred. The advantage of this solution is that if it is necessary to remove the device from the milker's pit, the use of the eye makes it easier to pull the device away from the handling part of the milker's pit.
S výhodou může být robotická ruka opatřena laserovým naváděcím systémem připojeným k řídicí jednotce pro posílení přesnosti a zrychlení procesu nasazování/sundávání strukových násadců.Advantageously, the robotic arm may be equipped with a laser guidance system connected to the control unit to enhance accuracy and speed up the process of attaching/detaching the teats.
Rovněž může být výhodné, pokud je k řídící jednotce připojen alespoň jeden stavový senzor dojírny, nebo automatizované vybavení dojírny. Pokud řídicí jednotka obdrží data z jiných zdrojů, než z obrazových záznamů, může přednostně zpracovávat obrazové záznamy, z nichž vyplývající navádění vyžaduje co nejmenší časové prodlevy. Pokud například řídicí jednotka vynálezu obdrží data z branky dojícího stání, že dojnice přišla, či odešla, nemusí tuto informaci analyzovat v obraze. Dále je výhodné, pokud vynalezené zařízení obdrží data z milkmetru, že se blíží konec dojení, aby se upravilo pořadí obsluhovaných dojících stání atp.It can also be advantageous if at least one condition sensor of the milking parlor or automated equipment of the milking parlor is connected to the control unit. If the control unit receives data from sources other than image records, it can preferentially process image records, the resulting guidance of which requires the smallest possible time delays. For example, if the control unit of the invention receives data from the gate of the milking stall that the milking cow has arrived or left, it does not need to analyze this information in the image. Furthermore, it is advantageous if the invented device receives data from the milk meter that the end of milking is approaching, in order to adjust the order of serviced milking stalls, etc.
Jako poslední v řadě, ale neméně výhodné je provedení vynálezu, ve kterém je dojící ruka opatřena prostředkem pro ošetření struků vemene před dojením a po dojení. Dojení namáhá struk vemene, který se může po dojení stát vstupní branou patogenních činitelů, proto je výhodné, pokud prostředek pro ošetření struk např. omyje a dezinfikuje.As the last in line, but no less advantageous is the embodiment of the invention, in which the milking hand is equipped with a means for treating the udder teats before milking and after milking. Milking stresses the udder teat, which can become a gateway for pathogenic agents after milking, so it is advantageous if the teat treatment agent washes and disinfects, for example.
Mezi výhody vynálezu se řadí to, že se nákladně nepřizpůsobuje dojírna, nebo farma, robotům, ale že se vynález vytvořil tak, aby simuloval skutečnou lidskou obsluhu dojírny, a tím byl použitelný ve všech stávajících a nově budovaných dojírnách. Navíc je výhodné to, že pokud by došlo k poruše vynalezeného zařízení, tak je možné v rámci servisu porouchanou jednotku zcela vyvézt z jámy dojiče, a nahradit ji náhradní funkční jednotkou během několika málo okamžiků, čímž nedojde k ohrožení zdraví zvířat výpadkem dojení. Servis pak může probíhat mimo dojírnu,Among the advantages of the invention is that it is not expensive to adapt the milking parlor or the farm to robots, but that the invention was created to simulate real human operation of the milking parlor and thus be applicable in all existing and newly built milking parlors. In addition, it is advantageous that if the invented device breaks down, it is possible to completely remove the broken unit from the milker's pit during the service, and replace it with a spare functional unit within a few moments, so that the health of the animals will not be endangered by a milking failure. The service can then take place outside the milking parlor,
- 3 CZ 309824 B6 načež se zařízení vrátí zpět do jámy dojiče. Pokud by nebyla možnost použití náhradní jednotky po dobu oprav, je velice výhodné to, že dojírna je stále zcela funkční pro práci lidské obsluhy. Provozovatel farmy může výpadek automatizace po potřebnou dobu nahradit původním způsobem obsluhy, tedy lidskou obsluhou pracující v jámě dojiče.- 3 CZ 309824 B6 after which the device returns back to the milker's pit. If it were not possible to use a spare unit during repairs, it is very advantageous that the milking parlor is still fully functional for the work of human operators. The farm operator can replace the automation failure for the necessary time with the original method of operation, i.e. human operator working in the milker's pit.
Příklad uskutečnění vynálezuAn example of the implementation of the invention
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána.It is to be understood that the specific embodiments of the invention described and illustrated below are presented for illustration purposes and not as a limitation of the invention to the examples shown. Those skilled in the art will find or be able to ascertain, using routine experimentation, a greater or lesser number of equivalents to the specific embodiments of the invention described herein.
V prvním příkladu uskutečnění bylo vynalezené zařízení použito v rybinové dojírně mající 2x8 dojících stání. Jáma dojiče dělící rybinové uspořádání dojírny na dvě poloviny po 8 stáních je široká 2 metry. Podlaha jámy dojiče se nachází 0,85 až 0,90 m pod úrovní podlah dojících stání. Každé dojící stání je opatřeno dojícím strojem, nainstalovaným u hrazení oddělujícího prostor jámy dojiče od prostoru dojícího stání, ze které je mléko mléčným potrubím odváděno do mléčnice. K dojícímu stroji je vedeno vzduchové potrubí z pulsátoru. Dojící stroje jsou tvořeny čtyřmi strukovými násadci připojenými ke společnému rozdělovači gumovými hadicemi.In the first implementation example, the invented device was used in a dove milking parlor having 2x8 milking stalls. The milker's pit dividing the dovetail layout of the milking parlor into two halves of 8 stalls is 2 meters wide. The floor of the milker's pit is located 0.85 to 0.90 m below the level of the floors of the milking stalls. Each milking stall is equipped with a milking machine, installed at the fence separating the space of the milker's pit from the space of the milking stall, from which the milk is diverted to the dairy via a milk pipe. An air pipe from the pulsator is led to the milking machine. Milking machines consist of four teat nozzles connected to a common distributor with rubber hoses.
Testovací zařízení bylo sestaveno z pozicovací základny. Pozicovací základna byla opatřena pojezdovým mechanismem s koly majícími gumový plášť. Pohon byl zajištěn elektromotorem připojeným k rozvodu mechanické síly z elektromotoru na kola. Nosná plocha pro robotickou ruku pozicovací základny byla ve výšce 0,4 m od úrovně podlahy jámy dojiče. Pozicovací základna včetně opláštění splňovala elektrické krytí IP 67. Posuvný pohyb pozicovací základny byl umožněn pouze podél podélné středové osy podlahy jámy dojiče. Na čelní stranách pozicovací základny byla navařena ocelová oka pro tažná lana pro případ nuceného vytažení pohyblivé části vynálezu z jámy dojiče dojírny.The test rig was assembled from a positioning base. The positioning base was equipped with a travel mechanism with rubber-coated wheels. The drive was provided by an electric motor connected to the distribution of mechanical power from the electric motor to the wheels. The bearing surface for the robotic arm of the positioning base was at a height of 0.4 m from the floor level of the milker pit. The positioning base, including the casing, met electrical protection IP 67. Sliding movement of the positioning base was only possible along the longitudinal central axis of the floor of the milker's pit. On the front sides of the positioning base, steel eyelets for pulling ropes were welded in case of forced pulling of the movable part of the invention from the milker's pit of the milking parlor.
K pozicovací základně byla upevněna robotická ruka se 6-ti osami. Rameno robotické ruky bylo k pozicovací základně přišroubováno, přičemž kabeláž probíhala dutými tělesy robotické ruky. Robotická ruka byla pořízena jako katalogové zboží, jedinou úpravou v rámci vynálezu bylo osazení zápěstí robotické ruky protijdoucími čelistmi s pogumovaným povrchem. Byl otestován i jiný počet čelistí, avšak nebyl zaznamenán rozdíl v přínosu vynálezu, oproti variantě se dvěma čelistmi. Ukázalo se, že pro jámu dojiče se šířkou 2 m musí délka robotické ruky být více, jak 1,8 m.A robotic arm with 6 axes was attached to the positioning base. The arm of the robotic arm was bolted to the positioning base, with cabling running through the hollow bodies of the robotic arm. The robotic arm was purchased as a catalog item, the only modification within the scope of the invention was fitting the wrist of the robotic arm with opposing jaws with a rubberized surface. A different number of jaws was also tested, but no difference in the benefit of the invention was noted, compared to the variant with two jaws. It turned out that for a milker pit with a width of 2 m, the length of the robotic arm must be more than 1.8 m.
V rámci vynálezu byla testována prodloužená pozicovací základna se dvěma robotickýma rukama, kde jedna robotická ruka se starala o ošetření vemene, zatímco druhá robotická ruka se použila k úchopu dojícího stroje.As part of the invention, an extended positioning base with two robotic arms was tested, where one robotic arm handled the udder treatment while the other robotic arm was used to grip the milking machine.
V rámci vynálezu byla pro navádění automatizovaných pohybů použita metoda analýzy digitálního záznamu obrazu. Známé algoritmy metody analýzy digitálního záznamu obrazu byly aktualizovány podle aplikace, tzn., že byly uzpůsobeny pro vynález. Pro pořizování digitálních záznamů obrazu byly použity digitální kamery. Nejlépe se osvědčili kamery pracující ve FullHD rozlišení, neboť pixelová hustota záznamů byla dostatečná z pohledu přesnosti navádění, a současně objem dat z FullHD záznamu se ukázal jako zpracovatelný v reálném čase v proměnném prostředí dojírny. Testy kamer s digitálním záznamem v rozlišení 4K poskytovaly tak objemné datové balíčky, že při automatizovaném navádění, zejména při navádění robotické ruky, způsobovaly prodlevy v reakcích a současné pohyby vemene chyby při nasazování strukových násadců na struky vemene.Within the framework of the invention, a method of analyzing digital image recording was used to guide automated movements. The known algorithms of the digital image recording analysis method have been updated according to the application, i.e. adapted to the invention. Digital cameras were used to make digital image recordings. The cameras working in FullHD resolution proved to be the best, as the pixel density of the recordings was sufficient from the point of view of guidance accuracy, and at the same time the volume of data from the FullHD recording proved to be processable in real time in the variable environment of the milking parlor. Camera tests with 4K digital recording provided such large data packets that during automated guidance, especially robotic arm guidance, response delays and simultaneous udder movements caused errors when placing teats on udder teats.
Řídicí jednotka může po propojení datovým kabelem, či bezdrátovým signálem, komunikovat napřímo s vybavením dojírny, jako jsou senzory stavu obsazenosti dojících stání, milkmetry,After connecting with a data cable or wireless signal, the control unit can communicate directly with milking parlor equipment, such as milking stall occupancy sensors, milk meters,
- 4 CZ 309824 B6 teploměry, vlhkoměry, ale i s automatizovaným vybavením, jako jsou světla, větráky, branky, váhy atp. Datová komunikace probíhá buď napřímo, nebo přes server dojírny, který se o data dělí s řídicí jednotkou vynálezu.- 4 CZ 309824 B6 thermometers, hygrometers, but also with automated equipment, such as lights, fans, goals, scales, etc. Data communication takes place either directly or via the milking parlor server, which shares the data with the control unit of the invention.
Pro zrychlení navádění je možné použít laserový naváděcí systém, který se umístí na robotickou ruku. Laserový naváděcí systém promítá obrazové vzorce na povrch, které se posléze v pixelech obrazového záznamu rychleji a přesněji naleznou k vyhodnocení. Rovněž je možné použít na vybavení dojírny čárové a QR kódy, či jiné značky, které usnadňují navádění v rámci automatizace činnosti.To speed up guidance, it is possible to use a laser guidance system that is placed on the robotic arm. The laser guidance system projects image patterns onto the surface, which are then found in the pixels of the image recording faster and more accurately for evaluation. It is also possible to use barcodes and QR codes or other marks on the equipment of the milking parlor, which facilitate guidance as part of the automation of the activity.
Robotická ruka byla v rozšířené verzi opatřena rotačními válečky pro umývání struků vemena a rozprašovací tryskou dezinfekčního a ošetřujícího přípravku. Zásobník s tekutými prostředky byl tvořen kanystrem upevněným k pozicovací základně.In the extended version, the robotic arm was equipped with rotating rollers for washing the udder teats and a spray nozzle for a disinfectant and treatment product. The fluid reservoir consisted of a canister attached to the positioning base.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zařízení pro automatizaci dojíren s manuální obsluhou dojících strojů podle vynálezu nalezne uplatnění v zemědělských provozech zaměřených na produkci mléka.The device for automating milking parlors with manual operation of milking machines according to the invention will find application in agricultural operations focused on milk production.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-377A CZ2022377A3 (en) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | A device for automation of milking parlours with manual operation of milking machines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-377A CZ2022377A3 (en) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | A device for automation of milking parlours with manual operation of milking machines |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ309824B6 true CZ309824B6 (en) | 2023-11-08 |
| CZ2022377A3 CZ2022377A3 (en) | 2023-11-08 |
Family
ID=88598976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-377A CZ2022377A3 (en) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | A device for automation of milking parlours with manual operation of milking machines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2022377A3 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030154925A1 (en) * | 2002-02-19 | 2003-08-21 | Lely Enterprises Ag | An assembly for feeding and milking animals, and a method of feeding and milking animals |
| WO2007104124A1 (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Lmi Technologies Limited | Time of flight teat location system |
| WO2013039384A1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-03-21 | Lely Patent N.V. | Autonomous device for executing one or more operations on or near the teats of a dairy animal for the purpose of milking the dairy animal and method of milking a dairy animal. |
| WO2015140780A1 (en) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | Afimilk Agricultural Cooperative Ltd. | System and method for treating livestock |
| WO2017034392A1 (en) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | Lely Patent N.V. | System and method for milking a group of dairy animals |
-
2022
- 2022-09-07 CZ CZ2022-377A patent/CZ2022377A3/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030154925A1 (en) * | 2002-02-19 | 2003-08-21 | Lely Enterprises Ag | An assembly for feeding and milking animals, and a method of feeding and milking animals |
| WO2007104124A1 (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Lmi Technologies Limited | Time of flight teat location system |
| WO2013039384A1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-03-21 | Lely Patent N.V. | Autonomous device for executing one or more operations on or near the teats of a dairy animal for the purpose of milking the dairy animal and method of milking a dairy animal. |
| WO2015140780A1 (en) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | Afimilk Agricultural Cooperative Ltd. | System and method for treating livestock |
| WO2017034392A1 (en) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | Lely Patent N.V. | System and method for milking a group of dairy animals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2022377A3 (en) | 2023-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2587563C2 (en) | Partition of milking machine and milking machine | |
| AU2009277234C1 (en) | Automatic milking device | |
| US6729262B2 (en) | Live capture automated milking apparatus and method | |
| US7086348B2 (en) | Milking parlor for the forward straight line animal ambulation and individual presentation of an animal to be milked in a milking stall located intermediate a holding area and a release area | |
| US6148766A (en) | Construction including an implement for automatically milking animals | |
| EP0689762B1 (en) | An implement for automatically milking animals | |
| US10638718B2 (en) | Mobile milking robot with minimal footprint | |
| EP3119188B1 (en) | System and method for treating livestock | |
| AU2011332330B2 (en) | A milking parlour for animals | |
| US6814026B2 (en) | Milking parlor and method for individually presenting animals to be milked via a translating shuttle stall | |
| JP2000516814A (en) | Apparatus and method for performing animal related actions | |
| US7055458B2 (en) | System for the presentation of animals to be milked and method | |
| CZ309824B6 (en) | A device for automation of milking parlours with manual operation of milking machines | |
| CZ36572U1 (en) | Equipment for automating milking parlours with manual milking machines | |
| WO2020256569A1 (en) | Dairy animal treatment apparatus, system and method | |
| US20090320758A1 (en) | Method and device for the more efficient usage of milking technology in Big, Multistation Milking Plants | |
| Cosmi et al. | Automation in dairy farms: a robotic milking system | |
| EP3656210B1 (en) | System and method for voluntary milking with multiple stalls, having a mobile milking robot | |
| White | Design of a robotic manipulator for automatic application of milking cups | |
| WO2001093668A1 (en) | A detection device for a milking arrangement and a milking arrangement | |
| NZ754766B2 (en) | Dairy Animal Treatment Apparatus, System and Method | |
| Wittenberg | A robot to milk cows | |
| Sonck | Automation of labour with regard to automatic milking: possibilities and effects | |
| Noordhuizen et al. | Assessment of strengths and weaknesses |