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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Milchwirtschaft und insbesondere
betrifft sie ein computer-gesteuertes System bzw. ein Verfahren
zum Melken von Tieren.
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Beschreibung
des Standes der Technik und Hintergrund der Erfindung
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In
der modernen Milchwirtschaftsindustrie gibt es fortgesetzte Forschungs-
und Entwicklungsaktivitäten,
um die Leistungsfähigkeit
verschiedener Aktivitäten,
wie zum Beispiel maschinelles Melken zu verbessern, die unter anderem
eine gesteigerte Milchausbeute und eine reduzierte Melkzeit einschließen.
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Ein
zunehmender Trend ist in dieser Hinsicht ein erhöhter Automatisierungsgrad der
verschiedenen Aktivitäten.
Zum Beispiel kann das Maschinenmelken durch computergesteuerte Melkroboter
auf eine vollständig
automatisierte Weise ausgeführt werden.
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Ein
Schaubild einer automatischen Melkstation wird schematisch in der 1 gezeigt.
Ein Melkstand 1, den Tiere auf freiwilliger Basis aufsuchen
können,
um gemolken zu werden, weist ein Einlassgatter 3 bzw. ein
Auslassgatter 5 auf, die durch eine Gatteröffnungs/schließ-Einrichtung 7 geöffnet und
geschlossen werden können.
An dem Einlassgatter ist eine Tier-Identifikationseinrichtung 9 zur Identifizierung
eines Tieres angeordnet, das sich an dem Einlassgatter 3 einfindet.
Innerhalb der Melkstation 1 sind eine Melkmaschine 11 und
ein Roboter 13 angeordnet.
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Die
Melkmaschine 11 weist vier schematisch mit 15 bezeichnete
Zitzenschalen auf, die mit einem Milchsammelgefäß oder einer Endeinheit 17 und
einer Unterdruckquelle 19 verbunden sind. Weiterhin weist
die Melkmaschine typischerweise eine Anzahl von nicht dargestellten
Ventilen, einen Milchflussmesser, eine Fütterungsvorrichtung oder andere Lockmittel
und Reinigungsmöglichkeiten
auf.
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Der
Roboter 13 weist einen Roboter-Arm 21 und einen
Greifer 23 zum automatischen Anlegen der Zitzenschalen 15 an
die Zitzen eines in dem Stall 1 anwesenden Milchtieres
auf. Weiterhin ist eine Video-Kamera 25 an dem Roboter-Arm 21 nahe
bei dem Greifer 23 angeordnet, um eine adaptive Steuerung
von ausgeführten
Handlungen zu ermöglichen.
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Die
Gatteröffnungs/schließ-Einrichtung 7, die
Tier-Identifikationseinrichtung 9, die Melkmaschine 11,
der Roboter 13 und die Video-Kamera 25 sind jeweils
mit einem Computer (PC) 27 mittels eines entsprechenden
individuellen Signalkanals verbunden. Der Computer 27 leitet
und steuert die Arbeitsleistung der Melkstation gemäß der darin
installierten Software. Zu diesem Zweck enthält der Computer 27 eine
Datenbank (DB) 29 über
die Milchtiere, die den Melkstand 1 aufsuchen können, und
zeichnet unter anderem Zeitpunkte auf, zu denen ein jedes der Milchtiere
gemolken wird, die den Melkstand 1 aufsuchen können.
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Weiterhin
kann der Computer 27 mit einem Berührungsbildschirm (TS) 31 oder
anderen geeigneten Aus-/Eingabevorrichtungen versehen sein, um einen
menschlichen Anwender der Melkstation zu informieren, und um dem
Anwender zu ermöglichen, die
darin installierte Software zu modifizieren/zu verändern.
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Während des
Betriebes sind die Gatter 3 und 5 anfänglich geschlossen
und wenn sich ein Milchtier an dem Einlassgatter 3 einfindet,
wird es mittels der Tier-Identifikationseinrichtung
identifiziert, und diese Identifikation wird an den Computer 27 übertragen, der
abhängig
von z. B. der verstrichenen Zeit, seitdem das Tier zuletzt gemolken
worden ist, eine Entscheidung fällt,
ob es gemolken werden kann oder nicht. Falls die Entscheidung positiv
ausfällt,
steuert der Computer 27 die Gatteröffnungs/schließ-Einrichtung 7,
um zuerst das Einlassgatter 3 zu öffnen, damit das identifizierte
Milchtier den Melkstand 1 betreten kann, und um anschließend, wenn
das identifizierte Milchtier in den Melkstand eingetreten ist, das Einlassgatter 3 zu
schließen.
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Danach
steuert der Computer 27 den Roboter 13, um die
Zitzenschalen 15 der Melkmaschine 11, eine zu
einem Zeitpunkt, an die Zitzen des in dem Melkstand 1 anwesenden
Milchtieres anzulegen. Eine derartige Steuerung wird typischerweise
abhängig
von Bildinformationen ausgeführt,
die aus der Video-Kamera 25 empfangen werden.
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Wenn
eine Zitzenschale 15 an eine Zitze des Tieres angelegt
worden ist, leitet der Computer 27 das Melken an dieser
Zitze durch das Aktivieren der Unterdruckquelle 19 oder
durch das Öffnen
eines nicht dargestellten Ventils ein. Während des Melkvorganges wird
die Milch aus den Zitzen des Milchtieres abgezogen und in einem
Gefäß 17 gesammelt,
und die Menge der abgezogenen Milch wird typischerweise durch einen
oder mehrere nicht dargestellte Milchflussmesser aufgezeichnet.
Wenn der Milchfluss unter einen Schwellenwert fällt, oder wenn ein vorher festgelegter
Zeitraum verstrichen ist, wird der Melkvorgang durch den Computer
mittels Steuerung der Unterdruckquelle 19 oder einem oder
mehrerer nicht dargestellter Ventile der Melkmaschine 11 beendet.
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Die
Zitzenschalen werden von den Zitzen der Tiere abgenommen und typischerweise
durch den Roboter 13 oder durch eine beliebige andere geeignete
Einrichtung wieder in eine Ruhestellung gebracht.
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Schließlich steuert
der Computer 27 die Gatteröffnungs/schließ-Einrichtung 7,
um zuerst das Auslassgatter 5 zu öffnen, damit das gemolkene
Tier den Melkstand 1 verlassen kann, und um anschließend, wenn
das gemolkene Tier den Melkstand 1 verlassen hat, das Auslassgatter 5 zu
schließen.
Die gestrichelten Pfeile zeigen demzufolge den Weg an, dem ein Milchtier,
das gemolken wird, durch die Melkstation folgt.
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Ein
Nachteil einer derartigen Melkstation ist der, dass deren Kapazität begrenzt
ist, da nur ein Tier zu einem Zeitpunkt gemolken werden kann.
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Ein
Nachteil bei dem Einsatz von zwei oder mehr Melkstationen in einem
für die
Unterbringung einer Milchtierherde bestimmten Bereich ist der, dass es
keine Koordination zwischen den Melkstationen gibt, und sich folglich
ein Tier, das vor kurzem in einer Melkstation gemolken worden ist,
sich an einer anderen Melkstation einfinden und darin gemolken werden
kann. Eine derartige Ausführung
ist weder unter dem Gesichtspunkt einer Milchproduktion noch unter dem
Gesichtspunkt der Gesundheit des Tieres optimal.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfinder haben erkannt, dass, wenn eine Vielzahl von Melkstationen
zu verwenden ist, um die Melkkapazität eines Milchwirtschaftsbetriebes
zu steigern, eine Koordination zwischen diesen benötigt wird.
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein computer-gesteuertes
Melksystem mit allen Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Melkstand
zu schaffen, das die Erweiterung um weitere Melkstände ermöglicht,
um ein Melksystem zu erhalten, das mindestens zwei koordinierte
Melkstände
aufweist.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges System zu schaffen,
das zuverlässig, flexibel,
einfach zu warten und bei der Fehlersuche ist sowie angemessen preiswert
ist.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein computergesteuertes
Verfahren zum Melken von Tieren gemäß der Schritte des Anspruchs
21 zu schaffen, wobei das Verfahren das Melken von mindestens zwei
Tieren gleichzeitig erlaubt.
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Eine
noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges Verfahren
zu schaffen, das einfach, zuverlässig,
flexibel und angemessen preiswert ist.
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Diese
Aufgaben werden unter anderem gemäß der vorliegenden Erfindung
durch Systeme und Verfahren gelöst,
wie sie in den beigefügten
Patentansprüchen
beansprucht sind.
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Durch
die Bereitstellung eines verteilten, modularen Melksystems mit einem
Leitrechner (master computer) für
die gesamte Steuerung des Systems und einem Arbeitsprozessor (slave
processor) an dem Roboter für
die detaillierte Steuerung der Roboter-Bewegung wird die Erweiterung
des Systems um andere Melkstände
ermöglicht.
Derartige weitere Melkstände
können
jeweils einen eigenen Roboter haben, der mit einem Arbeitsrechner
versehen ist, oder alle Melkstände
können
einen gemeinsamen Roboter verwenden.
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Der
Arbeitsprozessor, der vorzugsweise ein DSP- oder PIC-Prozessor ist,
ist angeschlossen, um Zielpositionskoordinaten x, y, z oder Geschwindigkeitskoordinaten
x', y', z' anzeigende Signale
von dem Leitrechner zu empfangen, nach denen die Bewegung des Roboters
auszuführen
ist, und ist ausgelegt, um den Roboter vorzugsweise adaptiv zu steuern,
um sich entsprechend den empfangenen Signalen zu bewegen. Dadurch
werden der Leitrechner entlastet und große Prozessor-Ressourcen freigesetzt,
um für
andere Zwecke als für
die Gesamtsteuerung weiterer Melkstände verwendet zu werden.
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Weiterhin
kann der Roboter, der mit dem Arbeitsprozessor und anderer computergesteuerter Einrichtung
des Melkstandes, wie z. B. eine Tier-Identifikationseinrichtung,
eine Gatteröffnungs/schließ-Einrichtung,
eine Melkmaschine (d. h. deren Steuerungsventile), ein Milchflussmesser
und eine Reinigungsmaschine, an den Leitrechner über einen einzigen seriellen
Bus angeschlossen werden, wobei jede Einrichtung oder Knoten einer
entsprechenden Bus-Adresse derart zugeordnet wird, dass der Leitrechner
in der Lage ist, die Einrichtung zu identifizieren.
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Vorzugsweise
können
weitere Einrichtungen, wie z. B. eine Melkmaschine oder eine Reinigungsmaschine,
mit Arbeitsprozessoren versehen sein, um die Systemintelligenz lokal
und freie Ressourcen des Leitrechners weiter zu verteilen. Folglich kann
ein Computer mit einer niedrigeren Verarbeitungskapazität als Leitrechner
eingesetzt werden und weiter fortgeschrittene Algorithmen können lokal verwendet
werden, da diese weder auf die Ressourcen des Leitrechners noch
auf den Datenverkehr auf dem Bus Auswirkungen haben.
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Ein
derartiges verteiltes, modulares Melksystem mit einer Vielzahl von
Einrichtungen an einem einzigen seriellen Bus sorgt für einen
hohen Grad an Flexibilität,
sowohl hinsichtlich der Erweiterung des Systems um weitere Melkstände als
auch der Anzahl und Art der Einrichtung an einem einzigen Stand. Weiterhin
bewirkt ein derartiger Ansatz, dass das Melksystem einfach zu warten
und bei der Fehlersuche ist. Weniger lange Kabel werden benötigt (nur der
Anschluss an den Bus ist nötig
und nicht der gesamte Weg zu dem Leitrechner) und es sind weniger Anschlüsse an dem
Leitrechner erforderlich.
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Weitere
Merkmale der Erfindung und deren Vorteile werden aus der folgenden
detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
und aus den beiliegenden Zeichnungen 1–2 offensichtlich, die lediglich
als erläuterndes
Beispiel dienen und deshalb nicht einschränkend für die vorliegende Erfindung
sind.
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In
der folgenden detaillierten Beschreibung sind die Milch erzeugenden
Tiere Kühe.
Jedoch beschränkt
sich die Erfindung nicht auf Kühe,
sondern ist für
alle Tiere anwendbar, die in der Lage sind, große Milchmengen zu erzeugen,
wie z. B. Schafe, Ziegen, Büffel,
Pferde, etc.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die 1 stellt
schematisch eine Melkstation gemäß dem Stand
der Technik dar.
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Die 2 zeigt
in einem schematischen Blockdiagramm ein Melksystem gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsformen
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In
der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erklärung und
nicht der Einschränkung bestimmte
Details ausgeführt,
beispielsweise bestimmte Techniken und Anwendungen, um ein gründliches
Verständnis
der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Es ist allerdings für einen
Fachmann offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung in anderen Ausführungsformen
praktiziert werden kann, die von diesen bestimmten Details abweichen.
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Nunmehr
mit Bezug auf die 2, die in einem schematischen
Blockdiagramm ein computer-gesteuertes Melksystem zeigt, wird eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Erfindung ist primär auf die
Steuerung des Melkvorganges und darauf fokussiert, wie eine derartige
Steuerung in dem System verteilt ist. Folglich werden in dieser
Beschreibung die Konstruktion und der detaillierte Betrieb einer
jeden einzelnen Einrichtung und Vorrichtung nicht behandelt.
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Das
System von der 2 weist einen Melkstand 51 auf,
den eine Kuh aufsuchen kann, um automatisch gemolken zu werden.
Der Melkstand 51 kann eine Konstruktion haben, die der
Konstruktion der Melkstation 1 von 1 ähnelt, und
weist eine Kuh-Identifikationseinrichtung 53, eine Gatteröffnungs/schließ-Einrichtung 55,
eine Melkmaschine 57, einen Milchmesser 59, eine
Reinigungsmaschine 61, eine Unterdruckquelle 63 und
einen Roboter 65 auf. Der Melkstand kann weitere Einrichtungen
aufweisen, wie z. B. eine Milchqualitätsmessvorrichtung.
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Die
Kuh-Identifikationseinrichtung ist in der Lage, eine Kuh zu identifizieren,
die sich an einem Einlassgatter (nicht dargestellt) zu einem Melkstand 51 einfindet.
Die Gatter-öffnungs/schließ-Einrichtung 55 kann
das Einlassgatter des Melkstandes 51 und ein Auslassgatter
des Melkstandes 51 öffnen
und schließen.
Typischerweise öffnet
die Gatteröffnungs/schließ-Einrichtung 55 das
Einlassgatter, um eine Kuh in den Melkstand 51 hinein zu
lassen, nachdem sie identifiziert worden ist, und sie öffnet das Auslassgatter,
um die Kuh aus dem Melkstand 51 heraus zu lassen, nachdem
sie gemolken worden ist.
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Die
Melkmaschine 57 weist Zitzenschalen auf, die mit einem
Milchsammelgefäß (nicht
gezeigt) verbunden sind, wobei die Zitzenschalen während des
Melkens einer an dem Melkstand 51 anwesenden Kuh an den
Zitzen der Kuh angelegt und mit der Unterdruckquelle 63 derart
verbunden sind, dass die Milch aus den Zitzen der Kuh abgezogen
und in dem Milchsammelgefäß gesammelt
werden kann, und ansonsten werden die Zitzenschalen in einem Magazin (nicht
gezeigt) für
diesen Zweck aufbewahrt. Ein Milchmesser 59 ist in der
Melkmaschine 57 angeordnet und kann individuell die aus
jeder Zitze während des
Melkens abgezogene Milchmenge messen.
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Die
Reinigungsmaschine 61 ist in der Lage, die Melkmaschine 57 zu
reinigen, d. h. die mit Milch in Berührung kommenden Flächen davon,
und kann eine Pumpe und eine Reinigungsfluidzuführung (nicht gezeigt) haben.
In dem dargestellten Fall ist die Unterdruckquelle 63 mit
der Reinigungsmaschine 61 verbunden und wird typischerweise
aktiviert, sobald das Reinigen abgeschlossen ist. Folglich wird
die Melkmaschine typischerweise durch nicht dargestellte Steuerventile
in Leitungen zwischen den entsprechenden Zitzenschalen und der Unterdruckquelle
gesteuert.
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Der
Roboter 65 ist mit einem Roboter-Arm und einem Greifer
(nicht gezeigt) ausgestattet und ist in der Lage, die Zitzenschalen,
eine zu einem Zeitpunkt, in einem entsprechenden Magazin zu ergreifen;
die Zitzenschalen, eine zu einem Zeitpunkt, unterhalb der Zitzen
einer an dem entsprechenden Melkstand anwesenden Kuh zu bewegen;
und die Zitzenschalen, eine zu einem Zeitpunkt, an die Zitzen der
Kuh anzulegen. Um einen derartigen Vorgang zu ermöglichen,
ist eine Video-Kamera 67, die mit einem Mikroprozessor
ausgestattet ist, an dem Roboter-Arm des Roboters 65 befestigt
und es werden bildbezogene Daten von der Video-Kamera 67 bei der
Steuerung des Roboters 65 verwendet, während die Zitzenschalen an
die Zitzen einer an einem Melkstand 51 anwesenden Kuh angelegt
werden. Der Roboter 65 kann einen pneumatischen Antrieb aufweisen,
der durch drei Ventile (nicht gezeigt) für die Bewegung des Roboter-Arms
in drei zueinander senkrechte Richtungen x, y, z gesteuert wird,
oder der Roboter 65 weist alternativ einen elektrischen
Antrieb auf, insbesondere drei elektrische Motoren, für die Bewegung
des Roboter-Arms in die drei Richtungen x, y, z.
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Das
computer-gesteuerte Melksystem der 2 weist
weiterhin einen Leitrechner 75 auf, der die Arbeitsleistung
des Melksystems entsprechend der darin installierten Software leitet
und steuert. Der Leitrechner 75 enthält eine Datenbank 77 über Kühe, die
einen Melkstand 51 aufsuchen können, und kann mit einem Berührungsbildschirm 79 oder
anderen geeigneten Aus-/Eingabevorrichtungen versehen sein, wie
z. B. ein Computer-Bildschirm und eine Maus oder eine Tastatur,
um einem Bediener zu ermöglichen,
die darin installierte Software zu modifizieren/zu ändern oder
andere Funktionen auszuführen.
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Der
Leitrechner ist ausgelegt, um Zeitpunkte aufzuzeichnen, zu denen
eine der Kühe,
die den Melkstand 51 aufsuchen können, in diesem gemolken wird,
um Information aus der Kuh-Identifikationseinrichtung 53 und
dem Milchmesser 59 zu empfangen, und um die Gattteröffnungs/schließ-Einrichtung 55,
die Melkmaschine 57, die Reinigungsmaschine 61,
die Unterdruckquelle 63 und den Roboter 65 abhängig von
der Identifikation zu steuern, die aus der Kuh-Identifikationseinrichtung 53 empfangen wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist der Roboter 65 einen Arbeitsprozessor 81 auf,
insbesondere ein DSP, der angeschlossen ist, um Zielpositionskoordinaten
x, y, z oder Geschwindigkeitskoordinaten x', y',
z' anzeigende Signale
von dem Leitrechner 75 zu empfangen, nach denen die Bewegung
des Roboter-Armes des Roboters 65 auszuführen ist, und
der für
die Steuerung des Roboters 65 ausgelegt ist, um den Roboter-Arm
entsprechend den aus dem Leitrechner 75 empfangenen Signalen
zu bewegen.
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Vorzugsweise
hat der Roboter 65 Positionssensoren (nicht gezeigt) zum
wiederholten Aufspüren
einer Position des Roboter-Armes des Roboters und zum wiederholten
Versorgen des Arbeitsprozessors 81 des Roboters mit den
Positionen, die bei der Steuerung der Bewegung des Roboters verwendet werden.
Auf diese Weise wird die Bewegung adaptiv gesteuert und eine sehr
genaue und präzise
Bewegung erreicht.
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Indem
der Roboter mit einem Arbeitsprozessor ausgestattet ist, sind die
Anforderungen an die Verarbeitungskapazität des Leitrechners herabgesetzt
und die freigesetzte Kapazität
kann für
die Steuerung von weiteren Melkständen verwendet werden. Der
Einsatz eines Prozessors an der Kamera 67 setzt die Kapazitätsanforderungen
an den Leitrechner 75 weiterhin herab.
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Weiterhin
können
der Leitrechner 75 und der Arbeitsprozessor 81 des
Roboters angepasst werden, um miteinander zu kommunizieren, indem
ein dem Übertragungsprotokoll übergeordnetes
Protokoll, z. B. TCP/IP verwendet wird. In diesem Fall funktioniert
der Leitrechner wie ein Client in dem System (d. h. er sendet eine
Anforderung und empfängt
eine Bestätigung)
und der Roboter-Prozessor funktioniert wie ein Server in dem System
(d. h. er empfängt
eine Anforderung, führt
eine Aktion aus und sendet eine Bestätigung) und demzufolge wird
die Flexibilität
weiter gesteigert, die Fehlersuche noch mehr vereinfacht und die
Anforderung an die Kapazität
des Leitrechners weiter herabgesetzt.
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Es
soll erkannt werden, dass andere Einrichtungen des Melkstandes 51 mit
einem Prozessor versehen sein können,
um die Systemintelligenz noch mehr aufzuteilen und damit das Melksystem
in modularer Art bereitzustellen. Insbesondere könnten die Melkmaschine 57 und
die Reinigungsmaschine 61 mit eigenen Prozessoren ausgestattet
werden, um eine lokalere Steuerung der verschiedenen, detaillierten,
auszuführenden
Vorgänge
zu erhalten.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
der Kuh-Identifikationseinrichtung 53 sind die Gatteröffnungs/schließ-Einrichtung 55,
die Melkmaschine 57, der Milchmesser 59, die Reinigungsmaschine 61,
die Unterdruckquelle 63 und der Roboter 65 des
Melkstalles 51 mit dem Leitrechner 75 über einen
seriellen Bus verbunden, wobei die Kuh-Identifikationseinrichtung 53,
die Gatteröffnungs/schließ-Einrichtung 55, die
Melkmaschine 57, der Milchmesser 59, die Reinigungsmaschine 61,
die Unterdruckquelle 63 und der Roboter 65 jeweils
einer entsprechenden Bus-Adresse derart zugeordnet werden, dass
der Leitrechner 75 in der Lage ist, sie zu identifizieren.
Durch derartige Verbindungen wird das Melksystem flexibel und ist einfach
zu erweitern, um weitere Melkstände
einzubringen. Die Fehlersuche wird einfacher und die Anschaltung
und Abschaltung von zusätzlichen
Geräten wird
vereinfacht.
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Die
Video-Kamera 67 ist jedoch in der dargestellten Ausführungsform
direkt mit dem Leitrechner durch ein serielles Kabel 73,
vorzugsweise ein serielles RS232-Kabel, verbunden.
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Vorzugsweise
ist der Prozessor 69 der Videokamera 65 angepasst,
um die Rohdaten, die von der Kamera aufgezeichnet wurden, zu verarbeiten und
um mögliche
Zitzenpositionen aus den Rohdaten herzuleiten. Folglich müssen nur
die möglichen
Zitzenpositionen an den Leitrechner 75 weitergeleitet werden
und die Kapazitätsanforderungen
an die serielle Verbindung und an den Leitrechner werden herabgesetzt.
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Alternativ
werden die Rohdaten, die durch die Video-Kamera 65 aufgenommen
worden sind, an den Leitrechner 75 weitergeleitet, und
daher kann auf den Prozessor 69 verzichtet werden.
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Weiterhin
könnte
die Video-Kamera 65 alternativ mit dem Leitrechner 75 über den
seriellen Bus 71 verbunden werden, falls kleinere Mengen
bildbezogener Daten an den Leitrechner gesendet werden könnten, oder
falls der serielle Bus schnell genug ist. Bei einer derartigen Konfiguration
können
sich der Roboter 65 und die Video- Kamera 67 einen gemeinsamen
Prozessor teilen und es kann auf einen der Prozessoren 69, 81 verzichtet
werden.
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Bei
einer noch weiteren alternativen Version der Erfindung ist der Roboter
mit dem Leitrechner 75 nicht über den seriellen Bus 71 verbunden,
sondern hat eine separate Direktleitung, zum Beispiel eine serielle
Leitung (nicht gezeigt) zu dem Leitrechner oder teilt möglicherweise
die serielle Leitung 73 mit der Video-Kamera 67.
In einem derartigen Fall kann der Arbeitsprozessor 81 des
Roboters ein einfacherer und preiswerterer PIC-Prozessor sein.
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Bei
einer besonderen Ausführungsart
der Erfindung sind der Roboter 65 und die Video-Kamera 67 eine
einzige Einheit in Bezug auf die Kommunikation mit dem Leitrechner 75 (wobei
der Roboter 65 und die Video-Kamera 67 entweder
mit einem entsprechenden Prozessor ausgestattet und miteinander
verbunden sind oder einen gemeinsamen Prozessor verwenden), und
sie sind mit dem Leitrechner 75 über eine separate Direktleitung
oder über
einen seriellen Bus verbunden, wobei die Roboter/Video-Kamera-Kombination 65, 67 angepasst
werden kann, um übergeordnete
Befehle von dem Leitrechner 75 zu empfangen, wie z. B. „Zitzenschale
X an Zitze Y anlegen",
und um auf den übergeordneten Befehlen
basierende Handlungen auszuführen,
wie z. B. alle Handlungen, die für
das Anlegen der Zitzenschale X an die Zitze Y erforderlich sind.
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Wie
bereits angezeigt worden ist, kann das computer-gesteuerte Melksystem
der vorliegenden Erfindung leicht erweitert werden, um mindestens
einen weiteren Melkstand zum Steigern der Melkkapazität des Systems
einzubringen. In der 2 wird ein zweiter Melkstand 51' gezeigt, wobei
der zweite Melkstand identisch mit dem Melkstand 51 ist.
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Folglich
beinhaltet der zweite Melkstand eine zweite Tier-Identifikationseinrichtung 53' zum Identifizieren
einer Kuh, die den zweiten Melkstand 51' aufsucht; eine zweite Gatteröffnungs/schließ-Einrichtung 55' zum Öffnen eines
Einlassgatters zu dem zweiten Melkstand 51' vor dem Melken, und zum Öffnen eines
Auslassgatters aus dem zweiten Melkstand 53' im Anschluss an den Melkvorgang; eine
zweite Melkmaschine 57' einschließlich Zitzenschalen,
die mit einem Milchsammelgefäß (nicht
ge zeigt) verbunden sind, wobei die Zitzenschalen während des
Melkens einer Kuh in dem zweiten Melkstand 51' an den Zitzen
der Kuh angelegt und mit einer Unterdruckquelle 63' derart verbunden
sind, dass Milch aus den Zitzen der Kuh abgezogen und in dem Milchsammelgefäß gesammelt
werden kann; einen Milchmesser 59' zum Messen der Menge der aus der
Kuh abgezogenen Milch, eine Reinigungsmaschine 61' zum Reinigen
der Innenflächen
der Melkmaschine 57',
die in Berührung
mit der Milch kommen; und einen zweiten Roboter 65', der mit einem Arbeitsprozessor 81' zum automatischen
Anlegen der Zitzenschalen an die Zitzen der Kuh in dem zweiten Melkstand 51' ausgestattet
ist. Diese gesamte Ausrüstung
wird an einen seriellen Bus 71' angeschlossen und jede Einrichtung
wird einer entsprechenden Adresse derart zugeordnet, dass der Leitrechner 75 in
der Lage ist, jede individuelle Einrichtung zu identifizieren.
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Weiterhin
ist eine Video-Kamera 67',
die mit einem Mikroprozessor 69' versehen ist, an dem Roboter-Arm
des Roboters 65' befestigt,
um eine Zitzenschalenanlegung zu ermöglichen, und sie ist mit einem
seriellen Kabel 73' verbunden.
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Während der
Installation sind nur die folgenden Aspekte zu berücksichtigen.
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Der
Bus 71' ist
mit dem Bus 71 verbunden und es wird überprüft, dass alle Adressen an dem Doppel-Bus 71–71' eindeutig sind.
Das serielle Kabel 73' zu
der zweiten Video-Kamera 67' ist
mit dem Leitrechner 75 verbunden, und die Software des
Leitrechners wird nachgerüstet,
um ebenfalls den Gesamtbetrieb des zweiten Melkstandes 51' zu berücksichtigen,
zu steuern und zu leiten. Zu diesem Zweck soll der Leitrechner eine
Datenbank über
Kühe enthalten,
die den zweiten Melkstand 51' aufsuchen können, und
ist ausgelegt, um Zeitpunkte aufzuzeichnen, zu denen jede der Kühe, die
den zweiten Melkstand 51' aufsuchen
können,
darin gemolken wird. Weiterhin ist der Leitrechner 75 dafür ausgelegt, eine
Identifikation einer Kuh, die den zweiten Melkstand 51' aufsucht, aus
der zweiten Tier-Identifikationseinrichtung 53' zu empfangen
und die zweite Gatteröffnungs/schließ-Einrichtung 55', die zweite Melkmaschine 57', die zweite
Unterdruckquelle 63' und
den zweiten Roboter 65' abhängig von
der aus der zweiten Tier-Identifikationseinrichtung 53' empfangenen
Identifikation zu steuern. Der zweite Roboter 65' wird in gleicher
Weise wie der Roboter 65 gesteuert: der Arbeitsprozessor 81' ist ausgelegt,
um Zielpositionskoordinaten x, y, z oder Geschwindigkeitskoordinaten
x', y', z' anzeigende Signale
von dem Leitrechner 75 zu empfangen, gemäß denen
die Bewegung des Roboter-Arms des zweiten Roboters auszuführen ist,
und um den zweiten Roboter 65' zu steuern, um dessen Roboter-Arm
entsprechend den empfangenen Signalen zu bewegen.
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Es
kann zwischen zwei Fällen
für die
Implementierung der Datenbank und des Steuerungsmechanismus, ob
eine Kuh gemolken werden kann oder nicht, unterschieden werden.
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In
dem ersten Fall ist der Melkstand 51 in einem ersten umschlossenen
Bereich angeordnet und der zweite Melkstand 51' ist in einem
zweiten umschlossenen Bereich angeordnet, wobei die zwei Bereiche
derart getrennt sind, dass die Kühe,
die den ersten Melkstand aufsuchen können, andere sind als solche,
die den zweiten Melkstand (nicht dargestellt) aufsuchen können. Hierbei
wird der Betrieb der zwei Melkstände
unabhängig
voneinander ausgeführt.
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In
dem zweiten Fall sind der erste 51 und zweite 51' Melkstand gemeinsam
in einem umschlossenen Bereich derart angeordnet, dass die Kühe, die den
ersten Melkstand aufsuchen können,
identisch sind mit denen, die den zweiten Melkstand 51' aufsuchen können. Hierbei
sollte der Leitrechner eine gemeinsame Datenbank über Kühe enthalten,
die den ersten und zweiten Melkstand 51, 51' aufsuchen können, und
ist ausgelegt, um die Zeitpunkte aufzuzeichnen, zu denen jede der
Kühe, die
den ersten und zweiten Melkstand 51, 51' aufsuchen können, in
einem der Melkstände
gemolken wird.
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Es
soll erkannt werden, dass die mit Bezug auf den Melkstand 51 beschriebenen
Alternativen ebenfalls für
den zweiten Melkstand 51' angewendet werden
können.
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Es
soll weiterhin von dem Fachmann erkannt werden, dass ein dritter
und ein weiterer Melkstand in das Melksystem von 2 eingebracht
werden können,
wie es schematisch durch die Punktlinie nach links von dem Bus 71' in der 2 angezeigt
ist.
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Es
soll weiterhin erkannt werden, dass jeder Melkstand eine weitere
Einrichtung beinhalten kann, die mit einem entsprechenden seriellen
Bus 71, 71' verbunden
ist und der eine entsprechende eindeutige Busadresse zugeordnet
ist, die in das Melksystem einzubringen ist, wie schematisch durch
die Punktlinie von dem entsprechenden Bus 71, 71' nach unten in
der 2 angezeigt ist. Beispiele einer derartigen Einrichtung
weisen eine Milchqualitätsmessvorrichtung,
Zitzenreinigungsvorrichtung und automatische Futterversorgungseinheiten
auf.
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Es
soll weiterhin erkannt werden, dass auf einen der Roboter 65, 65' verzichtet
werden kann, vorausgesetzt dass der verbleibende Roboter in der Lage
ist, beide Melkstände 51, 51' zu bedienen.
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Es
ist offensichtlich, dass die Erfindung in einer Vielzahl von Weisen
variiert werden kann. Derartige Variationen werden nicht als ein
Abweichen von dem Umfang der Erfindung betrachtet. Alle derartigen
Modifikationen, die einem Fachmann offenbar sind, sollen in dem
Umfang der beigefügten
Ansprüche
eingeschlossen sein.