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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Melken von
Tieren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Eine
derartige Vorrichtung ist aus der EP-A2-0091892 bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative Vorrichtung
zu schaffen.
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Gemäß der Erfindung
wird dies durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches
1 erreicht.
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Aus
der US-A-4,617,876 ist eine Wiegevorrichtung in Form einer Wiegeplattform
zur Ermittlung des Gewichtes eines Tieres bekannt.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt die Aufzeichnungseinrichtung
eine Vielzahl von druckempfindlichen Elementen, die nebeneinander
angeordnet und von den Füßen des
Tieres eindrückbar
sind, wobei die Elemente geeignet sind, ein Signal an einen Computer
zu geben, aufgrund dessen die Position der Füße der Kuh auf dem Boden der
Melkbox genau ermittelt werden kann.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt der Computer einen Speicher,
um die Position des Euters und/oder der Zitzen jedes Tieres in bezug
auf ein oder mehrere Beine des betreffenden Tieres zu speichern,
und die Vorrichtung umfaßt eine
zweite Positioniervorrichtung, wobei die Aufzeichnungseinrichtung
und die zweite Positioniervorrichtung geeignet sind, die Position
des Euters und/oder der Zitzen eines in der Melkbox befindlichen Tieres
zu ermitteln. Wenn ein Tier die Melkbox betritt, so kann mit Hilfe
eines am Hals des Tieres angebrachten Transponders und des Identifikationssystems
festgestellt werden, um welches Tier es sich handelt und auch welche
Position das Euter und/oder die Zitzen relativ zu einem Bein des
betreffenden Tieres einnehmen. Dies ist möglich, weil die Position des Fußes des
Tieres auf dem Melkbox-Boden mittels der Aufzeichnungseinrichtung
ermittelt werden kann, wodurch in Verbindung mit den Daten des Tieridentifikationssystems
auch die Position des Euters und/oder der Zitzen des betreffenden
Tieres bekannt ist. Unter Verwendung der mittels des Tieridentifikationssystems
und der Aufzeichnungseinrichtung ermittelten Information über die
Position des Euters und/oder der Zitzen kann sodann das Reinigungsglied
und/oder ein Melkgeschirr nach oben zu dem Euter und/oder den Zitzen
bewegt werden.
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Gemäß einem
Merkmal der Erfindung wird das von den druckempfindlichen Elementen
erzeugte Signal in einen Computer eingegeben und in einem Speicher
gespeichert.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung wird zusätzlich zum Gewicht eines Tieres
auch die Identität
des Tieres, die auf der Basis von Signalen ermittelt wird, die von
einem am Hals des betreffenden Tieres angebrachten Transponder geliefert werden,
in dem Speicher des Computers gespeichert. Der Landwirt kann das
Gewicht des Tieres auf einem Bildschirm des Computers ablesen. Bei
jedem Betreten der Melkbox durch das Tier wird das Gewicht ermittelt
und gespeichert. Auf diese Weise kann der Landwirt die Gewichtsänderung
jedes Tieres während
eines Zeitraumes von beispielsweise X Tagen aus dem Speicher abrufen.
Aus diesem Körpergewichtsprotokoll
kann der Landwirt beispielsweise ableiten, in welchem Stadium der
Laktationsperiode sich das Tier befindet, so daß er weiß, wann die Kuh "trockensteht". Außerdem kann
das Körpergewichtsprotokoll
in manchen Fällen
auch einen Hinweis auf den Gesundheitszustand des Tieres liefern.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie sie verwirklicht werden kann, ist
im folgenden eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es
zeigen:
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1 eine Draufsicht auf eine
Melkbox mit einem Reinigungsglied und einer Aufzeichnungseinrichtung,
mittels der die Position eines Beines eines Tieres auf dem Boden
der Melkbox zu bestimmen ist;
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2 eine vergrößerte Darstellung
des Reinigungsgliedes und der Aufzeichnungseinrichtung;
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3 eine Seitenansicht längs der
Linie III-III in 2;
und
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4 eine alternative Ausführungsform
der in den 1 bis 3 gezeigten Aufzeichnungseinrichtung.
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1 zeigt eine Melkbox 1,
in der eine Kuh 2 steht. Um die Melkbox 1 herum
ist ein Rahmen 3 angeordnet, der eine Eingangstür 4 und
eine Ausgangstür 5 aufweist.
An dem Rahmen 3 sind ferner ein Futtertrog 6 und
eine Austreibvorrichtung 7 angebracht.
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Mittels
einer ersten Roboterarm-Vorrichtung 9 ist an einem sich
in Längsrichtung
der Melkbox 1 erstreckenden Rahmenbalken 8 ein
Reinigungsglied 10 angebracht. Die erste Roboterarm-Vorrichtung 9 weist
ein erstes Gleitstück 11 auf,
das an dem Rahmenbalken 8 angeordnet und in Längsrichtung
der Melkbox 1 an dem Rahmenbalken 8 verschiebbar
ist. Das erste Gleitstück 11 weist
eine erste vertikale Achse 12 auf, um die ein erster horizontal
ausgerichteter Balken 13 schwenkbar ist.
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Des
weiteren ist eine Melkmaschine 15 an dem Rahmenbalken 8 mittels
einer zweiten Roboterarm-Konstruktion 14 angebracht. Die
zweite Roboterarm-Konstruktion 14 weist ein zweites Gleitstück 16 mit
einer zweiten vertikalen Achse 17 auf, um die ein zweiter
horizontaler Balken 18 schwenkbar ist. Die Melkmaschine 15 weist
vier Zitzenbecher 19 auf.
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In 2 ist das Reinigungsglied 10 vergrößert dargestellt.
Das Reinigungsglied 10 hat eine hohle Welle 20,
die an ihrem Umfang Lochungen 21 aufweist.
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Wie
in 3 gezeigt ist, sind
an der hohlen Welle 20 Textilscheiben 22 angebracht.
An einer Seite des Druckluftmotors 25 ist eine vertikale
Platte 28 angebracht. Über
ein Viergelenk-Gestänge 29 ist
die vertikale Platte 28 mit einem Schlitten 30 verbunden. Das
Viergelenk-Gestänge 29 weist
zwei Flachteile 31 auf, die par allel mit Abstand zueinander
angeordnet sind und an ihren Enden mit horizontalen Schwenkachsen 32 schwenkbar
verbunden sind. Die Flachteile 31 sind an einem Ende mit
der vertikalen Platte 28 und am anderen Ende mit einem
Gleitstück 33 verbunden,
das Teil des Schlittens 30 ist. Zwischen den beiden Flachteilen 31 ist
außerdem
ein Arbeitszylinder 34 angeordnet, mittels dessen das Viergelenk-Gestänge 29 höhenbewegbar
ist. Der Arbeitszylinder 34 ist vorzugsweise ein pneumatischer
Zylinder.
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Der
Schlitten 30 weist ein vertikales Flachteil 35 auf,
das mit dem ersten Balken 13 der ersten Roboterarm-Vorrichtung 9 starr
verbunden ist. Das vertikale Flachteil 35 ist an beiden
Enden mit Rechteckblöcken 36 versehen,
die in vertikaler Richtung und rechtwinklig zum Flachteil 35 angeordnet
sind. Zwischen den beiden Rechteckblöcken 36 erstrecken sich
zwei horizontale Führungsstangen 37,
die mit Abstand zueinander und untereinander angeordnet sind. Zwischen
den beiden Führungsstangen 37 ist außerdem ein
horizontaler Zylinder 38 angeordnet, dessen beide Enden
ebenfalls mit den Rechteckblöcken 36 verbunden
sind. Das mit dem Viergelenk-Gestänge 29 verbundene
Gleitstück 33 ist
derart angeordnet, daß es
an den Führungsstangen 37 und
dem Zylinder 38 verschiebbar ist.
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Der
Zylinder 38 enthält
einen frei gelagerten, stangenförmigen
Kolben 39, dessen Durchmesser etwa dem Innendurchmesser
des Zylinders 38 entspricht. Der frei gelagerte Kolben 39 besteht
aus einem magnetischen Material, während der Zylinder 38 aus
Kunststoff hergestellt ist. Der Zylinder 38 weist an seinem
einen Ende eine dritte Luftzuführleitung 40 und
an seinem anderen Ende eine vierte Luftzuführleitung 41 auf.
Durch Zuführen
von Druckluft zu dem Zylinder 38 über die dritte Luftzuführleitung 40 wird der
frei gelagerte Kolben 39 in Richtung auf die vierte Zuführleitung 41 bewegt.
Im umgekehrten Fall wird der frei gelagerte Kolben 39 in
Richtung auf die dritte Luftzuführleitung 40 bewegt,
wenn dem Zylinder 38 über
die vierte Luftzuführleitung 41 Druckluft
zugeführt
wird.
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Das
mit dem Viergelenk-Gestänge 29 verbundene
Gleitstück 33 besteht
aus Eisen, so daß das Gleitstück 33 der
Bewegung des frei gelagerten Kolbens 39 folgt. Als Folge
davon kann das Reinigungsglied 10 im Betrieb auf dem Schlitten 30 in
Querrichtung der Melkbox 1 hin- und herbewegt werden. Zur Festlegung
der Position des Gleitstückes 33 auf
dem Schlitten 30 ist eine erste Positioniervorrichtung 42 vorhanden.
Die erste Positioniervorrichtung 42 weist einen Codierstreifen 43 auf,
der an dem vertikalen Flachteil 35 angebracht ist und sich
im wesentlichen über
die gesamte Breite des Zylinders 38 erstreckt. Die erste
Positioniervorrichtung 42 weist ferner einen Lesesensor 44 auf,
der auf dem Gleitstück 33 angeordnet
ist, und mittels dessen der Codierstreifen 43 abgetastet
werden kann. Das von dem Lesesensor 44 erzeugte Signal
wird in einen nicht näher
dargestellten Computer eingegeben, mittels dessen die Position des
Reinigungsgliedes 10 an dem Schlitten 30 zu ermitteln
ist.
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Die
in 1 dargestellte Vorrichtung
weist ferner eine Aufzeichnungseinrichtung 45 auf, die
bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
im Boden 46 der Melkbox 1 angeordnet ist. Wie
in 3 gezeigt, ist die
Aufzeichnungseinrichtung 45 in einer Vertiefung im Boden 46 an geordnet,
so daß die
Aufzeichnungseinrichtung 45 mit dem Boden 46 bündig abschließt. Es ist
jedoch klar, daß die
Aufzeichnungseinrichtung 45 alternativ auch auf dem Boden 46 der
Melkbox 1 angeordnet sein kann.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel,
das in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist die Aufzeichnungseinrichtung 45 durch
piezoelektrische Elemente gebildet, die an sich bekannt sind. Bei
der in 1 gezeigten Ausgestaltung
ist die Aufzeichnungseinrichtung 45 an vier Stellen im
Boden 46 der Melkbox 1 angeordnet. Die Stellen,
an denen die Aufzeichnungseinrichtung 45 angeordnet ist,
sind so gewählt,
daß ein Tier,
das eine Stellung in der Melkbox 1 einnimmt, mit seinen
Füßen auf
allen vier Aufzeichnungseinrichtungen 45 steht. Bei einer
bevorzugten Ausgestaltung ist die Fläche, in der die Aufzeichnungseinrichtung 45 angeordnet
ist, 25 cm breit und etwa 50 cm lang. Selbstverständlich kann
unter bestimmten Umständen,
beispielsweise zum Melken einer anderen Art von Tieren (Ziegen)
von diesen Maßen
abgewichen werden.
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Bei
einer zweiten Ausgestaltung, die in 5 gezeigt
ist, weist die Aufzeichnungseinrichtung 45 mehrere druckempfindliche
Elemente 47 auf, die nebeneinander angeordnet sind. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
bestehen die druckempfindlichen Elemente 47 aus elektromechanischen
Kontakten. Die elektromechanischen Kontakte sind in einer Vertiefung 48 im
Boden 46 angeordnet. Dicht über dem Boden 49 der
Vertiefung 48 ist eine mit Bohrungen 50 versehene
Platte 51 angeordnet, auf der die einzelnen druckempfindlichen
Elemente 47 angebracht sind. Jedes druckempfindliche Element 47 weist
einen quadratischen Block 52 auf, der mit einem vertikalen Stift 53 versehen
ist. Auf den vertikalen Stift 53 ist eine Druckfeder 54 aufgesetzt.
Jeder vertikale Stift 53 ist in eine Bohrung 50 in
der Platte 51 eingesetzt und an der Unterseite durch eine
Sicherungsscheibe 55 festgelegt. Dadurch sind die Druckfedern 54 zwischen
dem unteren Ende eines Blockes 52 und der Oberseite der
Platte 51 festgelegt. An ihren unteren Enden sind die vertikalen
Stifte 53 etwas abgeschrägt und mit einer ersten Kontaktfläche 56 versehen,
an die eine erste elektrische Leitung 57 angeschlossen
ist. Auf dem Boden 49 gerade unter jedem vertikalen Stift 53 ist
eine zweite Kontaktfläche 58 vorgesehen,
an die eine zweite elektrische Leitung 59 angeschlossen
ist. In der Ruhelage ist die erste Kontaktfläche 56 in einem Abstand
zu der zweiten Kontaktfläche 58 angeordnet.
Werden ein oder mehrere quadratische Blöcke 52 gegen die Kraft
der Feder nach unten gedrückt,
so kommt zu einem bestimmten Zeitpunkt die erste Kontaktfläche 56 an
der zweiten Kontaktfläche 58 zur
Anlage, wodurch die erste elektrische Leitung 57 mit der
zweiten elektrischen Leitung 59 verbunden und als Reaktion
darauf ein Signal in den Computer eingegeben wird.
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Um
zu verhindern, daß Schmutz
und andere Verunreinigungen zwischen die Blöcke 52 oder in die Vertiefung 48 im
Boden 46 eindringen, ist die Oberfläche der druckempfindlichen
Elemente 46 mit einer dünnen Überzugsschicht 60 versehen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist ferner ein Tieridentifizierungssystem 61 auf, das
bei dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
am Rahmenbalken 8 angebracht ist. Das Tieridentifizierungssystem 61 antwortet auf
einen Transponder 62, der am Hals der Kuh 2 angebracht
ist.
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Die
Funktionsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ist folgende:
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Betritt
eine Kuh 2 die Melkbox 1, so empfängt das
Tieridentifizierungssystem 61 von dem Transponder 62 einen
Code, der nur die Kuh 2 betrifft. Auf der Basis dieses
Codes ermittelt ein mit dem Tieridentifizierungssystem 61 verbundener
Computer, welche Kuh 2 die Melkbox 1 betreten
hat. In dem nicht dargestellten Computer werden alle über das Tier
vorhandenen Daten aus dem Computerspeicher abgerufen und zum Einsatz
bereitgehalten. Nachdem die Kuh 2 ihre Position in der
Melkbox 1 eingenommen hat, wird die Aufzeichnungseinrichtung 45 aktiviert,
da die Kuh 2 mit ihren Füßen auf der Aufzeichnungseinrichtung 45 steht.
Da die Oberfläche der
Aufzeichnungseinrichtung 45 um ein Vielfaches größer ist
als die Oberfläche
der Unterseite der Füße der Kuh 2,
werden nur einige piezoelektrische Elemente oder druckempfindliche
Elemente 47 gegen die Kraft einer Feder niedergedrückt. Die
durch die Füße der Kuh 2 niedergedrückten piezoelektrischen Elemente
oder druckempfindlichen Elemente 47 geben ein Signal an
den Computer, auf dessen Basis die Position der Füße der Kuh 2 auf
dem Boden 46 der Melkbox 1 genau ermittelt werden
kann. Zu diesem Zweck ist die Position jedes piezoelektrischen und/oder
druckempfindlichen Elementes 47 im Speicher des Computers
aufgezeichnet. Außerdem
ist im Computerspeicher die Lage des Euters und/oder der Zitzen
jedes Tieres relativ zu einem oder mehreren Beinen des betreffenden
Tieres gespeichert. Ist die Position eines oder mehrerer Beine mit
Hilfe der von der Aufzeich nungseinrichtung 45 gelieferten
Signale ermittelt worden, so wird für die betreffende Kuh die Lage
des Euters und/oder der Zitzen aus dem Computerspeicher abgerufen.
Anhand der aus dem Speicher abgerufenen Koordinaten des Euters und/oder der
Zitzen wird das Reinigungsglied 10 mittels der ersten Roboterarm-Vorrichtung 9 zu
dem Euter und/oder den Zitzen bewegt. Zur Positionierung des Reinigungsgliedes 10 wird
das erste Gleitstück 11 an dem
Rahmenbalken 8 entlangbewegt und die erste Roboterarm-Vorrichtung 9 um
die erste vertikale Achse 12 geschwenkt, während gleichzeitig
das Gleitstück 33 an
dem Schlitten 30 entlangbewegt wird. Das Maß, um welches
das erste Gleitstück 11 und das
Gleitstück 33 bewegt
werden, wird auf der Basis der Koordinaten bestimmt, die der Position
des Euters und/oder der Zitzen der betreffenden Kuh entsprechen.
Dabei wird das Reinigungsglied 10 derart positioniert,
daß die
die Textilscheiben 22 tragende hohle Welle 20 in
Längsrichtung
der Melkbox 1 zwischen die Zitzen bewegt wird. Nachdem
das Reinigungsglied 10 genügend weit an dem Rahmenbalken 8 verschoben
worden ist, werden die Zitzenbecher 19 an die Zitzen angeschlossen.
Das Positionieren der Zitzenbecher 19 erfolgt in derselben
Weise wie das Positionieren des Reinigungsgliedes 10.
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Außerdem wird
das Körpergewicht
jedes Tieres ermittelt, nachdem es die Melkbox 1 betreten
hat. Die Ermittlung des Körpergewichtes
des Tieres erfolgt mit Hilfe der vier Aufzeichnungseinrichtungen 45,
auf denen die Füße des Tieres
stehen. Wenn ein Tier die Melkbox 1 zum Zwecke eines weiteren
Melkvorganges erneut betritt, wird das Körpergewicht des Tieres erneut
ermittelt und in dem Computer gespeichert. Auf diese Weise kann
der Landwirt für
jedes Tier einen Status des Körpergewich tes
erstellen, der ihm beispielsweise Informationen über die Laktationsperiode des
betreffenden Tieres und/oder den Gesundheitszustand des Tieres liefert.