DE4341921C2

DE4341921C2 - Automatic milking device for dairy cows

Info

Publication number: DE4341921C2
Application number: DE19934341921
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Schillingmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1993-12-09
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2013-12-10
Also published as: DE4341921A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Melken von Milchkühen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a device for automatic milking of dairy cows after Preamble of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung zum automatischen Melken von Milchkühen ist aus der DE 41 13 700 A1 bekannt. Hierbei ist ein seitlich in eine Melkbox ein- und ausschwenkbarer, mehrgliedriger Roboterarm mit einer einen Melkbechermodul aufweisenden Melkvorrichtung vorgesehen. Beim Melken einer Milchkuh mit dieser Vorrichtung ergeben sich relativ lange Positionierungswege für das Melkbechermodul, da es stets notwendig ist, den Roboterarm über einen relativ langen Weg seitlich unter das Euter der Kuh zu verfahren. Nach dem Melken muß der Roboterarm erst wieder seitlich herausgefahren werden, um der Milchkuh einen freien Austritt aus der Melkbox zu ermöglichen.Such a device for automatic milking of dairy cows is known from DE 41 13 700 A1 known. Here is a multi-section robotic arm that can be swung in and out of the side of a milking box provided with a milking device having a milking cup module. When milking one Dairy cow with this device results in relatively long positioning distances for the Milk cup module, since it is always necessary to move the robot arm laterally over a relatively long way to move under the cow's udder. After milking, the robot arm must first again be on the side be pulled out to allow the dairy cow to freely exit the milking box.

Aus der ein Einzelansetzverfahren betreffenden US 48 67 103 ist es bekannt, mehrgliedrige Roboterarme in einem abdeckbaren Gehäuse unterhalb des Bodens einer Melkbox anzuordnen. Hierbei ist eine längsverschiebbare Abdeckung einer Öffnung im Melkboxboden bzw. des Gehäuses vorgesehen, die beim Eintritt einer zu melkenden Milchkuh die Melkboxbodenöffnung abdeckt und zum Ausfahren der Roboterarme für einen Melkvorgang zurückgezogen wird. Bei dieser Anordnung besteht die Gefahr, daß eine Milchkuh während eines Melkvorgangs in die freigegebene Melkboxbodenöffnung tritt und sich verletzen kann.From US 48 67 103 relating to an individual preparation process, it is known to have multiple members Arrange robot arms in a coverable housing below the bottom of a milking box. Here is a longitudinally displaceable cover of an opening in the milking box floor or the housing is provided, the when a dairy cow to be milked enters, covers the opening of the milking box and to extend the Robot arms for a milking process is withdrawn. With this arrangement there is a risk that a dairy cow enters and clears the opening of the milk box floor during a milking process can hurt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die kurze Positionierungswege für ein Melkbechermodul sowie kurze Ansatzwege für Melkbecher ermöglicht und Verletzungen einer Milchkuh während eines Melkvorgangs weitgehend verhindert.The object of the present invention is to provide a device according to the preamble of claim 1 create short positioning paths for a teat cup module and short approach paths for Milking cup enables and largely injuries to a dairy cow during a milking process prevented.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a generic device by the characterizing part of claim 1.

Auf diese Weise kann der Melkbechermodul rasch an das Euter einer Milchkuh herangefahren werden und eine Verletzung der Milchkuh während des Melkvorgangs ausgeschlossen werden.In this way, the teat cup module can be quickly brought up to the udder of a dairy cow and injury to the dairy cow during the milking process can be excluded.

Bei der vorliegenden Erfindung wird eine im Melkboxboden vorgesehene Öffnung stets durch das ver schwenkbare Bodenblech überdeckt. Während die Melkboxbodenöffnung in der Ruheposition durch eine geschlossene Oberfläche des Bodenblechs vollständig abgedeckt ist, ist sie nach entsprechender Verschiebung des Bodenblechs lediglich für den Durchtritt des ein- und ausfahrbaren Melkmoduls freigegeben, wobei verbleibende Teile der Melkboxbodenöffnung weiterhin abgedeckt bleiben.In the present invention, an opening provided in the milking box floor is always provided by the ver swiveling floor plate covered. While the milk box floor opening in the rest position by a closed surface of the floor panel is completely covered, it is according to Moving the floor panel only for the passage of the retractable and extendable milking module released, with the remaining parts of the milk box floor opening still being covered.

Das Bodenblech und das Melkbechermodul werden von einem Rohr gestützt, das sich über ein Gelenk nach unten abstützt und in der Ebene von zwei orthogonal zueinander angeordneten Antrieben geführt, wobei die Melkbechermodulhöhe tierindividuell von einem Steuerrechner über einen dritten Antrieb eingestellt werden kann und die einzelnen Melkbecher durch Umkehrung des Melkbechereinzugsystems nacheinander angesetzt werden. Während des Ansetzvorgangs wird die Tierposition, -geschwindigkeit und -beschleunigung über den Kuhkörper entsprechend der DE 41 13 700 A1 erfaßt. Gleichzeitig ermittelt ein im Melkbechermodul zentral angeordneter Feinsensor, bevorzugt mittels Ultraschall oder CCD mit Bildverarbeitung, die relative Position der Zitzen zu dem jeweils anzusetzenden Melkbecher, wobei die Meßdaten über einen Fuzzycontroler und einen Steuerrechner ausgewertet und zur Regelung bzw. Positionierung herangezogen werden. Vor dem Melken ermittelt ein Sensor den Verschmutzungs grad der Zitzen und der Steuerrechner entscheidet, ob die Zitzen trocken oder naß gereinigt werden. Hierzu sind entsprechende Vorbehandlungsanlagen in der Vorrichtung teilweise aus dem Bodenblech ausfahrbar vorgesehen. In das Bodenblech ist eine Nachbehandlungsanlage integrierbar, mit der nach dem Melken nachbehandelt werden kann.The bottom plate and the teat cup module are supported by a tube that is articulated supported downwards and guided in the plane by two drives arranged orthogonally to each other, the teat cup module height for each animal from a control computer via a third drive and the individual teat cups by reversing the teat cup feed system can be applied one after the other. During the placement process, the animal position and speed and acceleration detected via the cow body according to DE 41 13 700 A1. At the same time determines a fine sensor arranged centrally in the teat cup module, preferably by means of ultrasound or CCD with image processing, the relative position of the teats to the teat cup to be attached, wherein the measurement data is evaluated via a fuzzy controller and a control computer and used for regulation or positioning can be used. A sensor detects contamination before milking degree of teat and the control computer decides whether the teat is cleaned dry or wet. For this purpose, corresponding pretreatment systems in the device are partially made of the floor panel extendable provided. A aftertreatment system can be integrated in the floor pan with the after can be treated after milking.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further refinements of the invention can be found in the subclaims remove.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungs beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert. The invention is described below with reference to an embodiment shown schematically in the drawings example of a device according to the invention explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung mit einem Gelenk 3, einem Stützrohr 4, einem gewölbten Bodenblech 5, einer Vorbehandlungsanlage 12, einem von dem Bodenblech 5 aufgenommenen Melkbech ermodul 6 mit einem Feinsensor 7, Melkbechern 6′, einem ersten Antrieb 8, der in X-Richtung wirkt, einem zweiten Antrieb 9, der in Y-Richtung wirkt, einem dritten Antrieb 10, der in Z-Richtung wirkt, einer Nachbehandlungsanlage 13 und einer Kuh. Fig. 1 shows a side view of the device with a hinge 3 , a support tube 4 , a curved base plate 5 , a pretreatment system 12 , a teat cup 6 accommodated by the base plate 5 with a fine sensor 7 , teat cups 6 ', a first drive 8 , the acts in the X direction, a second drive 9 which acts in the Y direction, a third drive 10 which acts in the Z direction, an aftertreatment system 13 and a cow.

Fig. 2 zeigt den Feinsensor 7 aus Fig. 1, der als Ultraschallsensor ausgebildet ist und mit einer fokussierenden Umlenkvorrichtung 15 arbeitet. FIG. 2 shows the fine sensor 7 from FIG. 1, which is designed as an ultrasonic sensor and works with a focusing deflection device 15 .

Die in Fig. 1 dargestellte Kuh steht in einer Melkbox mit den Hinterbeinen 2a etwa 10 bis 25 cm tiefer als mit den Vorderbeinen 2b. Dadurch hängt das Euter frei im Raum und wird nicht von den Hinterbeinen 2a behindert. Entsprechend der dadurch schräg gestellten Euterhochachse 11 ist das Gelenk 3 am unteren Ende des Stützrohres 4 nach vorne relativ zum Lot der Melkboxbodenöffnung versetzt. Der Radius der Melkboxbodenöffnung und die Melkbechermodulmaße sind so gewählt, daß das Ansetzen der Melkbecher 6′ unproblematisch durchführbar ist. Jeder Melkbecher 6′ ist mittels eines langen Milch- und Pulsschlauchs in Richtung der Zitzenspitze herausschleuderbar vorgesehen. Das Melkbechermodul 6 wird von dem Stützrohr 4 in Axialrichtung verfahrbar aufgenommen und kann durch den dritten Antrieb 10 in Z-Richtung verfahren werden. Das Stützrohr 4 ist in dem Gelenk 3 schwenkbar angelenkt. Die durch das Gelenk 3, das Stützrohr 4 und das Bodenblech 5 gebildete Bodeneinheit 3′ ist über einen durch den ersten Antrieb 8 und den zweiten Antrieb 9 gebildeten Antrieb 8′ in X- und Y-Richtung verstellbar. Die Antriebe 8, 9, 10 werden über einen Steuerrechner und Fuzzycontroler angesteuert, der in Echtzeit Geometrie- und Verhaltensinformationen über einen aus der DE 41 13 700 A1 bekannten Tierverhalt enssensor und den Feinsensor 7 erhält. Die Vorbehandlungsanlage 12 und die Nachbehandlungsanlage 13 sind in das Bodenblech 5 integriert.The cow shown in Fig. 1 stands in a milking box with the hind legs 2 a about 10 to 25 cm lower than with the front legs 2 b. As a result, the udder hangs freely in the room and is not hindered by the rear legs 2 a. Corresponding to the udder vertical axis 11 thereby inclined, the joint 3 at the lower end of the support tube 4 is displaced forward relative to the solder of the opening of the milking box floor. The radius of the teat box opening and the teat cup module dimensions are chosen so that the teat cups 6 can be attached without problems. Each teat cup 6 'is provided by means of a long milk and pulse tube in the direction of the tip of the teat. The milking cup module 6 is received by the support tube 4 such that it can be moved in the axial direction and can be moved in the Z direction by the third drive 10 . The support tube 4 is pivoted in the joint 3 . The bottom unit 3 'formed by the joint 3 , the support tube 4 and the base plate 5 ' is adjustable in the X and Y directions by means of a drive 8 'formed by the first drive 8 and the second drive 9 . The drives 8 , 9 , 10 are controlled by a control computer and fuzzy controller, which receives geometry and behavioral information in real time via an animal behavior sensor known from DE 41 13 700 A1 and the fine sensor 7 . The pre-treatment system 12 and the after-treatment system 13 are integrated in the base plate 5 .

Das Bodenblech 5 ist mit einer rutschfesten Oberfläche 14 versehen. Die Melkbox ist zur Anpassung an unterschiedliche Tiergrößen mit Airbags 1a, Verschiebevorrichtungen 1b und Türverstellungen ausge stattet.The bottom plate 5 is provided with a non-slip surface 14 . The milking box is equipped to adapt to different animal sizes with airbags 1 a, sliding devices 1 b and door adjustments.

Die in Fig. 2 dargestellte fokussierende Umlenkplatte 15 erlaubt es, mit einem senkrecht eingebauten Meßelement 16 horizontal in der Ebene zu vermessen. Bei der Verwendung einer fokussierenden Umlenkplatte 15 ergibt sich ein halbierter Öffnungswinkel nach diesem Beispiel von 5 Grad von der Umlenkplatte 15 in Richtung der Zitze 17, wodurch sich eine höhere Genauigkeit und Trennschärfe zwischen zwei nebeneinander durchgeführten Messungen und somit Ansetzsicherheit ergeben.The focusing deflection plate 15 shown in FIG. 2 allows measurement to be carried out horizontally in the plane with a vertically installed measuring element 16 . Using a focusing deflection plate 15 results in a halved opening angle according to this example of 5 degrees from the deflection plate 15 in the direction of the teat 17 , which results in greater accuracy and selectivity between two measurements carried out next to one another and thus security against attachment.

Claims

1. Device for automatic milking of dairy cows, which are in milking boxes on a milking box floor, by means of an automatic milking device with a teat cup module ( 6 ), the teat cups of which can automatically be brought up to the teats of the dairy cow, characterized in that the fixed milking box floor in the milking area below the Euters is replaced by a base plate ( 5 ) which accommodates the milking device with the milking cup module ( 6 ), which closes the milking box floor securely during the time in which the dairy cow enters the milking box and opens the milking box floor in the milking area during the milking period in such a way that that the milking device for the milking process can be moved out of the base plate ( 5 ) to the udder.

2. Device according to claim 1, characterized in that the base plate ( 5 ) is curved and is part of a mushroom-shaped base unit, which consists of a fixedly arranged on the ground joint ( 3 ), a support tube ( 4 ) supported by the joint ( 3 ) and the base plate ( 5 ) with the milking device.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that it is adjustable by a base unit ( 3 ') adjusting drive ( 8 ') for the respective application.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the animal to be milked with the hind legs ( 2 a) relative to the front legs ( 2 b) is about 10 to 25 cm lower, whereby the udder hangs freely and the udder vertical axis ( 11 ) is slightly inclined and the joint ( 3 ) is displaced forward in accordance with the perpendicular of the milking box floor opening.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the milking box floor opening is always sealed by the bottom plate ( 5 ) with each operation, waiting / pretreatment / positioning and preparation / milking / post-treatment, which seals the opening of the milking box floor in the rest position , non-slip surface ( 14 ) for stepping over when running in and out.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the teat cup module ( 6 ) both the acceptance technology, as well as the attachment technology is integrated, so that the acceptance technology only by reversing the direction by means of a control computer for attachment technology and thereby the respective milking cup ( 6 ') can be flung out by means of a long milk and pulse tube in the direction of the teat tip.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the milking box on the different animal sizes with airbags ( 1 a), displacement devices ( 1 b) and / or Türver positions is reactively equipped so that the udder with the udder vertical axis ( 11th ) stands above the opening of the milking parlor and can move there within limits and all milking cups ( 6 ′) can be attached without problems.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the milking device with the teat cup module ( 6 ) below the milking box is stationary or mobile to operate a plurality of milking boxes.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the teat cup module ( 6 ) a fine sensor ( 7 ) for determining the relative position of the teats to the respective teat cup ( 6 ') is arranged.

10. The device according to claim 9, characterized in that the fine sensor ( 7 ) comprises a deflection plate ( 15 ) and a vertically installed measuring element ( 16 ).

11. The device according to one of claims 1 to 10, characterized in that a pre-treatment system ( 12 ) and a post-treatment system ( 13 ) are integrated in the bottom plate ( 5 ).