DE69332124T3

DE69332124T3 - Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren

Info

Publication number: DE69332124T3
Application number: DE1993632124
Authority: DE
Inventors: Cornelis Van Der Lely
Original assignee: Maasland NV
Current assignee: Maasland NV
Priority date: 1992-04-06
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2013-04-03
Also published as: DE69332124D1; DE69332124T2; DK0842600T3; EP0565189A3; NL9200639A; EP0565189A2; DK0565189T3; EP0842600B2; EP0842600B1; EP0842600A1; EP0565189B1; DK0842600T4; DE69319167D1; DE69319167T2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine solche Vorrichtung ist bekannt, beispielsweise aus der US-A-4 010 714.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen.
Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen erläutert.
Aus Sicherheitsgründen kann es von Vorteil sein, daß ein Schutzglied an seiner Oberseite mit einem Schutzrand aus einem flexiblen Material versehen ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um darzutun, wie diese verwirklicht werden kann, wird als Beispiel nachfolgend auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf einen Melkstand mit einer Melkmaschine und einer in diesem Melkstand befindlichen, schematisch dargestellten Kuh;
2 eine Draufsicht auf einen Teil eines Melkroboters, der Bestandteil der Melkmaschine ist;
3 eine Seitenansicht des in 2 gezeigten Teiles des Melkroboters;
4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in 3;
5 einen Schnitt längs der Linie V-V in 3 und die
6, 7 und 8 Diagramme zur Verdeutlichung möglicher Bewegungen der Zitzenbecher.
Entsprechende Teile in den Zeichnungen sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Die Erfindung ist nicht auf die hier gezeigte und beschriebene Ausführungsform beschränkt; diese dient nur zur Verdeutlichung des erfinderischen Gedankens.
1 zeigt einen Melkstand, in dem sich innerhalb einer Einfassung, die durch einen vorderen Einfassungsteil 1, einen hinteren Einfassungsteil 2 und Einfassungstüren 3 und 4 gebildet ist, eine Milchkuh befindet. Der Melkstand umfaßt eine Melkmaschine mit einem Melkroboter 5 zum Anschließen von Zitzenbechern 6 an die Zitzen des Kuheuters. Zur groben Ermittlung einer erforderlichen Ausgangsposition der Kuh in dem Melkstand wirkt die Melkmaschine mit einem Positionierglied 7 zusammen. Das Positionierglied 7 ist mit Hilfe eines Schrittmotors 8, einer mit diesem verbundenen Gewindespindel 9 und einer geradlinigen Führung 10 auf einem horizontalen Träger 11 bewegbar, der Bestandteil des hinteren Einfassungsteiles 2 ist. Ein solcher Träger 11 kann alternativ an oder neben einer vorhandenen Einfassung angebracht sein. Der Melkstand weist ein Computersystem 12 auf, das eine automatische Fütterungsvorrichtung steuert. Das Computersystem 12 der automatischen Fütterungsvorrichtung arbeitet in Abhängigkeit von einem Computersystem 13 für die Melkmaschine und stellt sicher, daß jedesmal wenn von dem System eine Kuh in dem Melkstand 1 ermittelt, erkannt und außerdem akzeptiert wird, eine auf das Tier abgestimmte Futtermenge in einen Futtertrog 14 gefüllt wird, der an dem vorderen Einfassungsteil 1 angebracht ist.
Die Kuh trägt an ihrem Hals ein Halsband 15, an dem mit Informationsträgern verbundene Übertragungselemente 16 und 17 angebracht sind, die Teil eines Kuhidentifizierungssystems sind. Diese Elemente stehen jeweils separat einem der beiden Computersysteme 12, 13 zur Verfügung, um den unabhängigen Betrieb der beiden Computer zu gewährleisten. Das eine mit einem Informationsträger verbundene Übertragungselement 16 arbeitet mit dem computergesteuerten Fütterungssystem zusammen, während das andere mit einem Informationsträger verbundene Übertragungselement 17 mit dem Computer 13 zusammenarbeitet, der für die Prozeßsteuerung des Melkroboters 5 zuständig ist. Außerdem ist an dem Melkstand eine Anzeigetafel 18 angebracht, auf der das Vorhandensein des Milchflusses aus einer Zitze des Kuheuters angezeigt wird. Für jede Zitze ist eine Kontrollampe 19 vorhanden, die aufleuchtet, wenn von einem Sensor in einem zugehörigen Zitzenbecher 6 oder in einer mit diesem verbundenen Milchleitung festgestellt wird, daß der Milchfluß einen vorgegebenen Wert unterschritten hat. Alternativ kann die Anzeigetafel 18 zwei Kontrollampen aufweisen, wobei die eine Kontrollampe während des Melkvorganges z. B. grün aufleuchtet und die andere z. B. rot aufleuchtet, wenn der Milchfluß einen vorgegebenen Grenzwert unterschritten hat. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Anzeigetafel 18 das Versiegen des Milchflusses akustisch anzeigen, beispielsweise mittels eines Summers.
Der Melkroboter 5 ist auf dem horizontalen Träger 11 in Längsrichtung des Melkstandes verschiebbar angeordnet, d. h. entlang einer gedachten Linie zwischen Kopf und Schwanz einer im Melkstand stehenden Kuh. Mit Hilfe eines Schrittmotors 20 und einer Gewindespindel 21, die auf eine geradlinige Führung 22 wirkt, kann der Melkroboter 5 in Längsrichtung des Melkstandes bewegt werden. Der Schrittmotor 20 wird dabei von dem Computer 13 der Melkmaschine gesteuert. An der Unterseite der geradlinigen Führung 22 ist ein Träger 23 angebracht, der um eine Achse 24 schwenkbar ist, die in vertikaler Richtung mit der geradlinigen Führung 22 verbunden ist. An dem Träger 23 ist um eine horizontale Achse 25 schwenkbar eine Roboterarm-Konstruktion 26 angebracht, die durch einen ersten Roboterarmteil 27 und einen in bezug auf den ersten Roboterarmteil schwenkbaren zweiten Roboterarmteil 28 gebildet ist. In der Ruhelage ist der zweite Roboterarmteil 28 rechtwinklig zu dem ersten Roboterarmteil 27 angeordnet und relativ zu diesem Teil um eine vertikale Achse 29 schwenkbar und mittels eines Arbeitszylinders 30 relativ zu dem ersten Roboterarmteil 27 steuerbar.
Nahe dem vorderen Ende des zweiten Roboterarmteiles 28 ist in diesem Roboterarmteil eine Tragkonstruktion 31 angeordnet, in der eine Achse 32, die sich im wesentli chen horizontal in Längsrichtung des zweiten Roboterarmteiles 28 erstreckt, drehbar angeordnet ist. Mit dieser Achse 32 ist ein gabelförmiges Element 33 starr verbunden. Dieses gabelförmige Element 33 besteht aus einem vertikalen Teil 34, der an der Achse 32 starr befestigt ist, und einem Teil 35, der sich am oberen und unteren Ende dieses vertikalen Teiles 34 in horizontaler Richtung erstreckt. Das gabelförmige Element 33 ist in der Tragkonstruktion 31 und folglich in bezug auf den zweiten Roboterarmteil 28 frei drehbar. Zwischen den horizontalen Teilen 35 des gabelförmigen Elementes 33 sind zwei Stützelemente 36 mit Hilfe von überwiegend vertikalen Achsen 37 drehbar angeordnet. Mit dem gabelförmigen Element 33 sind zwei erste Motoren 38 verbunden; über die Antriebswelle jedes dieser Motoren 38 kann eine Schwenkbewegung eines Stützelementes 36 relativ zu dem Ende des zweiten Roboterarmes 28 erzielt werden. Diese ersten Motoren 38 sind als Schrittmotoren ausgeführt und weisen außerdem ein Untersetzungsgetriebe auf, um eine begrenzte und genaue Schwenkbewegung des Stützelementes durchführen zu können. Die Stützelemente 36 können folglich mit Hilfe dieser Motoren eine scherenartige Bewegung in bezug auf die Längsachse des zweiten Roboterarmteiles 28 ausführen, obwohl darauf hinzuweisen ist, daß die Bewegung des einen Stützelementes 36 stets unabhängig von der Bewegung des anderen Stützelementes 36 ist. An ihren unteren Enden weisen die Stützelemente 36 einen sich nach vorn und im wesentlichen horizontal erstreckenden Teil 39 auf. Nahe dem Ende dieses sich nach vorn erstreckenden Teiles 39 eines Stützelementes 36 sind Schutzglieder 41 für Zitzenbecher 42 und 43 um eine überwiegend vertikale Achse 40 drehbar angeordnet. Jedes der Schutzglieder 41 ist um die zugehörige Achse 40 mittels eines zweiten Motors 44 schwenkbar, der mit dem zugehörigen Stützelement 36 starr verbunden ist, wobei der zweite Motor 44 ebenfalls als Schrittmotor mit Untersetzungsgetriebe ausgeführt ist. Das Schutzglied 41 kann mit Hilfe des zweiten Motors 44 und außerdem durch eine Hebelkonstruktion 47, die durch einen Arm 45 und eine Stellstange 46 gebildet ist, deren Ende frei drehbar mit einem zugehörigen Schutzglied 41 verbunden ist, um die Achse 40 gedreht werden. Durch Verwendung des ersten Motors 38 und des zweiten Motors 44 ist es also möglich, zum einen eine Schwenkbewegung eines Stützelementes 36 um die Achse 37 und zum anderen eine Schwenkbewegung eines Schutzgliedes 41 um eine Achse 40 zu erzielen. Durch die Kombination dieser beiden Schwenkbewegungen ist es einerseits möglich, das Schutzglied 41 in bezug auf die Längsachse des zweiten Roboterarmteiles 28 seitwärts zu bewegen, während andererseits die Möglichkeit geschaffen wird, den Abstand zwischen den jeweiligen Zitzenbechern 42 und 43 in den beiden Schutzgliedern relativ zueinander einzustellen. Außerdem ist jedes der Schutzglieder 41 zwischen zwei aufwärts gerichteten Stützen 49 um fluchtende Achszapfen oder Zapfen 48 frei schwenkbar angeordnet. Diese aufwärts gerichteten Stützen 49 sind nahe ihren unteren Enden miteinander verbunden, wobei das die Stützen 49 verbindende Zwischenstück um die Achse 40 schwenkbar ist. Die Schutzglieder 41 bewirken einen Schutz über den Umfang eines Zitzenbechers. Das Schutzglied schützt die Zitzenbecher und unterstützt den kontinuierlichen Anschluß der Zitzenbecher an die Zitzen. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich dieses Schutzglied über den gesamten Umfang zweier Zitzenbecher. Das Schutzglied hat die Form eines Kastens. An den kastenförmigen Schutzgliedern 41 sind in einem Abstand von der Unterseite zwei Flach teile 50 angeordnet, die sich in Längsrichtung des Schutzgliedes erstrecken. Auf diesen Flachteilen 50 sind Träger 51 in Längsrichtung der Schutzglieder 41 verschiebbar. Auf jedem Träger 51 sind zugehörige Zitzenbecher 42 und 43 mittels einer Druckfeder 52 angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung mittels einer Druckfeder 52 können die Zitzenbecher 42 und 43 auf dem jeweiligen Träger 51 alle möglichen Schwenkbewegungen ausführen. Die Träger 51 in einem Schutzglied 41 können unabhängig voneinander mittels einer angetriebenen Gewindespindel 53 in Längsrichtung des Schutzgliedes bewegt werden. Zu diesem Zweck sind mit jedem Schutzglied 41 zwei dritte Motoren 54 verbunden. Alle diese dritten Motoren 54 sind gleichfalls als Schrittmotoren ausgeführt. Dadurch sind vier Motoren 54 vorhanden, mittels derer die Zitzenbecher 42 und 43 unabhängig voneinander in Längsrichtung eines Schutzgliedes 41 bewegt werden können. Die Milch- und Pulsierleitungen 55 und 56, die innerhalb des Schutzgliedes 41 an die Zitzenbecher 42 und 43 geführt sind, sind zu diesem Zweck durch Öffnungen hindurchgeführt, die in dem zweiten Roboterarmteil 28 ausgebildet sind und sich durch diesen zweiten Roboterarmteil und danach durch den ersten Roboterarmteil 27 erstrecken.
Das obere Ende jedes Schutzgliedes 41 ist mit einem Schutzrand 57 versehen, der aus einem elastischen Material besteht. Obwohl die Zitzenbecher 42 und 43 über die Schutzglieder 41 hinausragen, erfüllt dieser Rand 57 dennoch eine Schutzfunktion.
Die 6, 7 und 8 zeigen eine Anzahl von Diagrammen zur Veranschaulichung der verschiedenen Bewegungen der Zitzenbecher 42 und 43. In 6 ist die relative Po sition der Zitzenbecher 42 und 43 in einer überwiegend horizontalen Ebene schematisch dargestellt. Es ist gezeigt, wie ausgehend von einer Bezugsposition im oberen Diagramm in 6 durch eine Seitwärtsbewegung der Schutzglieder mittels des ersten Motors 38 und des zweiten Motors 44 und durch Bewegen der Zitzenbecher 42 und 43 in Richtung zueinander mit Hilfe der dritten Motoren 43 die in den übrigen Diagrammen von 6 dargestellten Situationen zu erzielen sind, wobei durch eine Schwenkbewegung um die Achse 40 mittels der dritten Motoren 54, bei Bedarf in Kombination mit einer Seitwärtsbewegung, eine Position der einzelnen Zitzenbecher erzielt wird, in der der Abstand zwischen den Zitzenbechern 42 und der Abstand zwischen den Zitzenbechern 43 voneinander abweichen. Durch die obengenannten acht Motoren, d. h. die beiden ersten Motoren 38, die beiden zweiten Motoren 44 und die vier dritten Motoren 54, ist gewährleistet, daß die Zitzenbecher alle möglichen Positionen einnehmen können, die zum Anschluß der Zitzenbecher an die Zitzen eines zu melkenden Tieres erforderlich sind. 7 zeigt eine Anzahl von Diagrammen, in denen die freie Schwenkbarkeit eines Schutzgliedes 41 um die Achszapfen 48 verdeutlicht ist. 8 zeigt Diagramme zur Verdeutlichung der freien Schwenkbarkeit der Stützelemente 36 zusammen mit den Schutzgliedern 41 um die Achse 32. Da die Zitzenbecher 42 und 43 relativ zu den Achsen 32 und 48 frei schwenkbar sind, kann eine optimale Anpassung der Lage der Zitzenbecher an die spezielle Form des Euters einer Kuh erzielt werden.
Des weiteren ist in 3 ein Detektor gezeigt, insbesondere ein Laserdetektor 58, der an dem zweiten Roboterarmteil 28 starr befestigt ist. Nachdem der Roboter arm entweder auf der Basis von Kuhidentifizierungsdaten oder auf der Basis von durch die mechanische Positioniervorrichtung gelieferten Daten unter dem Euter einer Kuh grob positioniert worden ist, wird die Position der Zitzen mit Hilfe des Detektors 58 ermittelt, worauf die von dem Detektor 58 gelieferten Positionsinformationen in das Computersystem 13 eingegeben werden, mittels dessen die Steuersignale für die Motoren 38, 44 und 54 erzielt werden. Nachdem die Position der einzelnen Zitzenbecher 42 und 43 in einer annähernd horizontalen Ebene derart nachgestellt worden ist, daß sich jeder Zitzenbecher etwa unter einer zugehörigen Zitze befindet, kann die Roboterarm-Konstruktion 26 nach oben bewegt werden. Anders ausgedrückt können die Zitzenbecher im wesentlichen gleichzeitig angeschlossen werden, wobei durch die freie Schwenkbarkeit der Zitzenbecher um die Achsen 32 und 48 eine Anpassung an die Zitzen des Tieres erzielt wird. Diese Anpassung wird durch die Art und Weise, in der die Zitzenbecher 42 und 43 in dem Halter 41 mittels Druckfedern 52 angeordnet sind, noch weiter verbessert.

Claims

Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, die eine Melkmaschine mit einer Anzahl von Zitzenbechern (42, 43) umfaßt, wobei ein Zitzenbecher (42, 43) von einem Schutzglied (41) geschützt wird, wobei das Schutzglied (41) kastenförmig ausgebildet ist und mindestens einen Zitzenbecher (42, 43) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei Paaren von Zitzenbechern (42; 43) beide Paare jeweils in einem Schutzglied (41) angeordnet sind, wobei die Schutzglieder (41) aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zitzenbecher (42; 43) in dem Schutzglied (41) derart angeordnet sind, daß das Schutzglied den Zitzenbecher gegen Angriffe durch das Bein des Tieres schützt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zitzenbecher (42, 43) elastisch abgestützt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zitzenbecher (42, 43) in dem Schutzglied (41) durch eine Druckfeder (52) angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zitzenbecher (42, 43) paarweise in einem Schutzglied (41) angeordnet sind, wobei die Schutzglieder (41) aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Schutzglied (41) angeordneten Zitzenbecher (42, 43) in dem Schutzglied in Längsrichtung des Schutzgliedes (41) bewegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzglied (41) mit zwei Motoren (54) zum Antreiben von Gewindespindeln (53) versehen ist, mit deren Hilfe die Zitzenbecher (42, 43) innerhalb des Schutzgliedes (41) bewegt werden können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzglied (41) an seiner Oberseite mit einem Schutzrand (57) aus einem flexiblen Material versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zitzenbecher (42, 43) über den oberen Rand des Schutzgliedes (41) hinausstehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzglied (41) frei drehbar um eine horizontale Achse (48) auf einem Stützelement (36) angeordnet ist, das mit dem Ende eines Roboterarmes (33) schwenkbar verbunden ist.