DE69430335T2 - Konstruktion zum automatischen Melken von Tieren - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Derartige Vorrichtungen sind bekannt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung zu verbessern.
• Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale erreicht, wie sie im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 definiert sind. Durch vorübergehendes Anheben und/oder Verschwenken des Futtertroges ist es möglich, Rauhfutter in der Nähe des Tieres abzulegen, wobei vermieden wird, daß der Futtertrog während des Ablegens des Rauhfutters ein Hindernis darstellt. Gemäß der Erfindung ist auch eine Anzeigevorrichtung vorhanden, durch die die Aufmerksamkeit eines Tieres auf die Zufuhr von Kraftfutter gelenkt wird.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt die Vorrichtung einen Sender und einen Empfänger, mittels derer die Anwesenheit einer Kuh in einer Ruhebox ermittelt werden kann. Ob sich ein Tier in einer Ruhebox aufhält, kann mittels des Computersystems und Transpondern aufgezeichnet werden, die gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung an den Hälsen der Tiere angebracht sind. Mit Hilfe des Computersystems kann auch festgestellt werden, welches Tier sich in welcher Ruhebox aufhält. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Computersystem auch feststellen, ob ein bestimmtes Tier über einen längeren Zeitraum als andere Tiere nicht gemolken worden ist. Folglich betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, die einen Melkroboter umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Computersystem umfaßt, mit dessen Hilfe der Melkroboter in der Lage ist, sich automatisch zu einem zu melkenden Tier zu bewegen, das über einen längeren Zeitraum als ein anderes Tier nicht gemolken worden ist. Es kann beispielsweise festgestellt werden, daß eine bestimmte Kuh in den letzten acht Stunden nicht gemolken worden ist, worauf das Computersystem bewirkt, daß sich der Melkroboter automatisch zu dieser Kuh bewegt und sie melkt.
• Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, die einen Melkroboter umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Fütterungsvorrichtung für Kraftfutter umfaßt, über die die Tiere einzeln mit Kraftfutter versorgt werden können, wobei auch eine Anzeigevorrichtung vorhanden ist, die dazu dient, die Aufmerksamkeit eines Tieres auf die Zufuhr von Kraftfutter zu lenken.
• Zur Verdeutlichung der Erfindung ist im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Stall mit zwei Reihen von Ruheboxen;
• Fig. 2 einen Schnitt durch den Stall entlang der Linie II-II in Fig. 1, wobei jede Reihe von Ruheboxen einen Melkroboter und eine Fütterungsvorrichtung für Kraftfutter aufweist;
• Fig. 3 einen Schnitt durch eine Ruhebox und einen Melkroboter entlang der Linie III-III in Fig. 1;
• Fig. 4 eine Rückansicht der Ruhebox in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 3;
• Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Anzahl von Ruheboxen in Richtung des Pfeiles V in Fig. 3;
• Fig. 6 eine Seitenansicht eines Querförderers zum Abführen von Dung in Richtung des Pfeiles VI in Fig. 1;
• Fig. 7 eine Draufsicht auf den Querförderer zum Abführen von Dung in Richtung des Pfeiles VII in Fig. 6 und
• Fig. 8 in vergrößerter Darstellung einen Längsförderer zum Abführen von Dung in die Dungrinne von Fig. 1.
• Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Stall 1 mit Türen 2 und einem Boden 3. In der Mitte des Kuhstalles 1 ist ein Fütterungsgang 4 angeordnet, der auf jeder Seite einen langgestreckten Futtertrog 5 (Fig. 2) aufweist, der sich über die gesamte Länge des Stalles erstreckt. Auf jeder Seite des Fütterungsganges 4 ist eine Reihe von Ruheboxen angeordnet, die als Orte zum Ruhen, Melken und Füttern der Tiere dienen können. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist an der Rückseite jeder Reihe von Ruheboxen 6 eine Dungrinne 7 angeordnet, die mit einem Förderer 8 versehen ist, der den in der Dungrinne 7 befindlichen Dung in einer Richtung abführen kann. An einem Ende jeder Reihe von Ruheboxen 6 ist ein Behälter 9 zur Aufnahme des von dem Längsförderer 8 abgeführten Dunges angeordnet. Der Behälter 9 ist mit einer - nicht dargestellten - Dungaufnahmegrube verbunden. Hinter jeder Reihe von Ruheboxen befindet sich außerdem ein Laufbereich 10, in dem sich die Tiere frei bewegen können. Der Boden 3 der Laufbereiche 10 und der Ruheboxen 6 ist leicht abwärts in Richtung der Dungrinnen 7 geneigt. Der Neigungswinkel des Bodens 3 beträgt vorzugsweise 1 bis 2º. Der Boden ist mit einer Beschichtung versehen, die verhindert, daß Ammoniak oder ammoniakhaltige Substanzen in den Boden 3 eindringen.
• In Querrichtung jedes Laufbereiches 10 ist ein Querförderer 11 angeordnet, der Dung und/oder Urin aus dem Laufbereich 10 in die Dungrinne 7 befördert. Der Querförderer 11 kann sich auf einer Schiene 12, die nahe jeder Außenwand des Stalles 1 angeordnet ist, in Längsrichtung des Stalles 1 hin- und herbewegen.
• In dem Stall 1 ist auch eine U-förmige Roboterführung 13 angeordnet, an der ein Melkroboter 14 verschiebbar ist. Die Schenkel der U-förmigen Roboterführung 13 erstrecken sich längs der Vorderseite der Ruheboxen 6. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist die Roboterführung 13 einen Träger 15 auf, der mittels Stützen 16 an der Dachstrebe 17 des Stalles 1 befestigt ist. Der Träger 15 ist etwa zwei Meter über dem Boden 3 angeordnet. Außerdem ist nahe der Vorderseite jeder Ruhebox 6 eine Fütterungsvorrichtung für Kraftfutter 18 angeordnet, über die die Tiere, die sich in den Ruheboxen 6 eingefunden haben, einzeln mit Kraftfutter wie z. B. Pellets versorgt werden können. Die Fütterungsvorrichtung für Kraftfutter 18 weist für jede Ruhebox einen Futtertrog 19 auf, der an einem "periskopartigen" Teleskoprohr 20 angeordnet ist. Die Teleskoprohre 20 sind an der Dachstrebe 17 angebracht und mit einer Versorgungsleitung 21 zum Zuführen von Kraftfutter-Pellets aus einem - nicht dargestellten - Vorratsraum verbunden. Das "periskopartige" Teleskoprohr 20 kann jeden Futtertrog in vertikaler Richtung bewegen und jeden Futtertrog 19 um eine vertikale Achse drehen. Zum Befüllen der langgestreckten Futtertröge 5 mit Rauhfutter, beispielsweise mittels eines Silagewagens 22, können die Futtertröge vorübergehend angehoben werden, damit sie beim Befüllen der langgestreckten Futtertröge 5 mit Rauhfutter nicht stören.
• In den Fig. 3 bis 5 ist im einzelnen gezeigt, in welcher Weise die Kühe in der/den Ruhebox(en) 6 vom Melkroboter 14 gemolken werden. Jede Ruhebox 6 weist einen rechteckigen Rohrrahmen 23 auf, der die Vorderseite einer Ruhebox 6 bildet. Zwei vertikale Rohre 24 sind in einem bestimmten Abstand voneinander nahe der Mitte des Rohrrahmens 23 derart angeordnet, daß der Kopf eines Tieres durch den Zwischenraum hindurchpaßt, um zu einem langgestreckten Futtertrog 5 und einem Futtertrog 19 zu gelangen. Jede Ruhebox 6 weist außerdem zwei U-förmige Seitenwände 25 auf, die mit den Pfosten 26 des Rohrrahmens 23 verbunden sind. Nahe dem Ende ist ein zweiter U-förmiger Rahmen 27 an einem der U-förmigen Seitenwände 25 einer Ruhebox 6 mittels zweier horizontaler Verbindungsstangen 28 in einem bestimmten Abstand von der U-förmigen Seitenwand 25 und parallel zu dieser angeordnet. Der zweite U-förmige Rahmen 27 erstreckt sich von der Rückseite der Ruhebox 6 bis etwa zur Mitte der Ruhebox 6. In dem auf diese Weise durch die parallelen Rahmen 25 und 27 gebildeten Raum 29 (Fig. 5) kann der Melkroboter 14 in einer vertikalen Ebene verschwenkt werden, ohne ein in der betreffenden Ruhebox 6 befindliches Tier in geringster Weise zu beeinträchtigen. Wie in Fig. 3 gezeigt, weist der Melkroboter 14 einen Roboterarm 30 auf, an dessen Ende ein Roboterkopf 31 mit Zitzenbechern 32 angeordnet ist. Außerdem weist der Roboterkopf 31 einen Detektionssensor 33 auf, mittels dessen die Positionen der Zitzen eines zu melkenden Tieres zu ermitteln sind. Der Roboterkopf 31 kann in einer horizontalen Ebene mittels einer ersten Viergelenk-Schwenkvorrichtung 34 bewegt werden, deren eines Ende mit dem Roboterarm 30 und deren anderes Ende mit einer Stützplatte 35 verbunden ist. Die Stützplatte 35 weist ferner zwei Ansätze 36 auf, die mit den Armen einer zweiten Viergelenk-Schwenkvorrichtung 37 verbunden sind. Das andere Ende der zweiten Viergelenk-Schwenkvorrichtung 37 ist mit einer U-förmigen Hülse 38 verbunden, die auf dem Träger 15 der Roboterführung 13 verschiebbar ist. Der Melkroboter 14 kann mittels der zweiten Viergelenk-Schwenkvorrichtung 37 in einer vertikalen Ebene verschwenkt werden, so daß der Melkroboter 14 während der Bewegung entlang dem Träger 14 zu einer bestimmten Ruhebox 6 mittels der Viergelenk- Schwenkvorrichtung 37 nach oben geschwenkt werden kann, wie es in Fig. 3 mit strichlierten Linien 39 bezeichnet ist. Nach Erreichen der betreffenden Ruhebox 6 kann der Melkroboter 14 mittels der zweiten Viergelenk-Schwenkvorrichtung 37 in den Raum 29 einer Melkbox 6 geschwenkt werden, worauf der Roboterkopf 31 mittels der ersten Viergelenk-Schwenkvorrichtung in eine Position unter dem Euter eines zu melkenden Tieres geschwenkt werden kann. Die Lage der Zitzen wird von dem Detektionssensor 33 ermittelt, worauf die Zitzenbecher automatisch an die Zitzen des betreffenden Tieres angeschlossen werden.
• An der Hülse 38 ist nahe dem Melkroboter 14 eine Positioniervorrichtung 40 angeordnet, von der ein Tier in einer Ruhebox 6 daran gehindert wird, sich nach hinten und zur Seite zu bewegen. Die Positioniervorrichtung 40 weist zwei Arme 41 auf, die um eine horizontale Achse 42 drehbar an der Hülse 38 angeordnet sind. Die beiden Arme 41, die einen bestimmten Abstand voneinander haben, sind an ihren Enden durch einen bogenförmigen Bügel 43 miteinander verbunden, der sich in der Rückansicht der Ruhebox 6 quer zur Längsrichtung der Ruhebox 6 erstreckt. Der Durchmesser des bogenförmigen Bügels 43 entspricht etwa der Breite einer ausgewachsenen Kuh. Nahe der Mitte des bogenförmigen Bügels 43 ist ein abgebogenes Rohr 44 vorgesehen, das sich in Längsrichtung der Ruhebox 6 schräg nach hinten und unten erstreckt und nach dem Positionieren der Kuh mit dem Hinterteil des Tieres in Kontakt steht. Der Bügel 43 und das Rohr 44 bilden dadurch eine dreiarmige Positioniervorrichtung, die in einer vertikalen Ebene um die horizontalen Achsen 42 verschwenkbar ist. Während der Bewegung des Melkroboters 14 längs der Roboterführung 13 sind der Melkroboter 14 wie auch die Positioniervorrichtung 40 hochgeschwenkt.
• Im folgenden ist die Arbeitsweise der oben beschriebenen Vorrichtung erläutert.
• Jedes in dem Stall 1 befindliche Tier trägt ein Halsband 45 mit einem Sender 46, mittels dessen die Identität der jeweiligen Kuh an einen - nicht dargestellten - Computer übermittelt werden kann, der mit einem Kuherkennungssystem ausgestattet ist. Von dem Computer wird aufgezeichnet, welches Tier zu einem bestimmten Zeitpunkt von dem Melkroboter 14 gemolken worden ist, und wieviel Zeit seitdem verstrichen ist. Auf der Basis des seit einem Melkvorgang verstrichenen Zeitraumes kann der Computer feststellen, welches Tier der Herde am längsten nicht mehr gemolken wurde. Wenn sich das betreffende Tier in einer Ruhebox 6 aufhält, wird versucht, das Tier mittels des Melkroboters 14 zu melken. Falls sich das betreffende Tier in oder nahe einer Ruhebox 6 aufhält, wird der Melkroboter 14 an der Roboterführung 13 entlang zu der betreffenden Ruhebox 6 bewegt, und das Tier wird mittels der dreiarmigen Positioniervorrichtung 40 in seiner Bewegungsfreiheit innerhalb der Ruhebox eingeschränkt. Gleichzeitig oder anschließend wird der nahe der Vorderseite der betreffenden Ruhebox 6 angeordnete Futtertrog 19 zu dem Tier gedreht (Fig. 5) und das Tier von der Fütterungsvorrichtung für Kraftfutter mit einer vorgegebenen Menge an Kraftfutter versorgt. Sodann wird der Melkroboter 14 aus der angehobenen Position nach unten geschwenkt und der Melkroboterkopf 31 unter das Tier bewegt, worauf die Zitzenbecher 32 an die Zitzen angeschlossen werden können. Danach kann der automatische Melkvorgang beginnen, wobei nach Beendigung des Melkvorganges die Zitzenbecher abgenommen werden und der Melkroboter 14 wieder in die angehobene Position bewegt wird. Danach wird auch die Positioniervorrichtung 40 hochgeschwenkt und der Futtertrog 19 von dem Tier weggedreht. Anschließend kann der Melkroboter 14 an der Roboterführung entlang zu einem anderen zu melkenden Tier bewegt werden.
• Befindet sich das Tier nicht in einer Position, die zum Melken in einer Ruhebox 6 geeignet ist, was bedeutet, daß das Tier beispielsweise in der Ruhebox 6 liegt oder sich in der Nähe der Ruhebox 6 aufhält, so wird der Futtertrog 19 von der Fütterungsvorrichtung für Kraftfutter 18 in Position gebracht und Kraftfutter in den Futtertrog 19 eingefüllt. Da das Einfüllen von Kraftfutter in den Futtertrog 19 mit Geräuschen verbunden ist, wird dies normalerweise von dem Tier bemerkt, worauf das Tier aufsteht und zum Futtertrog 19 geht, wo das Tier anschließend gemolken werden kann. Wenn ein Tier in der Ruhebox 6 liegenbleibt, nachdem von der Fütterungsvorrichtung für Kraftfutter 18 Kraftfutter eingefüllt wurde, kann das Tier durch Berühren des Tieres mit der Positioniervorrichtung 40 zum Aufstehen aufgefordert werden.
• In den Fig. 6 und 7 ist der Querförderer 11 von Fig. 1 größer und genauer dargestellt. Der Querförderer 11 bedeckt die gesamte Breite des Laufbereiches im Kuhstall 1, wobei ein Ende des Querförderers 11 bis über die Dungrinne 7 ragt. Der Querförderer 11 weist eine umlaufende Kette 47 auf, die an den beiden Enden des Querförderers 11 über Zahnräder 48 läuft (Fig. 7). Die beiden Zahnräder 48 sind durch einen Zwischenträger 49 miteinander verbunden, der an einem Ende mit einem V-förmigen Rahmen 50 verbunden ist. Die beiden Schenkel des V-förmigen Rahmens 50 sind durch ein horizontales U-förmiges Flachteil 51 miteinander verbunden, an dessen beiden Enden Rollenpaare 52 angeordnet sind, mittels derer der Querförderer 11 auf der Schiene 12 in Längsrichtung des Stalles 1 hin- und herbewegt werden kann. Hierzu wird eine Rolle 52 von einem Motor 53 angetrieben, der bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Elektromotor ist. Die Kette 47 ist an ihrer Unterseite mit Borsten 54 versehen, die auf dem Boden 3 des Laufbereiches des Stalles 1 aufliegen über das nahe dem V-förmigen Rahmen 50 angeordnete Zahnrad 48 wird die Kette 47 von einem zweiten Motor 55 angetrieben, der ebenfalls als Elektromotor ausgeführt ist.
• Wenn der Querförderer 11 in der in Fig. 7 durch einen Pfeil 56 bezeichneten Richtung bewegt wird, treibt der zweite Elektromotor 55 die Kette 47 im Gegenuhrzeigersinn an, so daß der Dung und/oder sonstige Schmutz, der sich auf dem Boden 3 des Laufbereiches des Stalles 1 befindet, in Richtung der Dungrinne 7 mitgenommen wird. Wenn der Querförderer das Ende des Stalles 1 erreicht hat, wird der Elektromotor 53 automatisch umgeschaltet, so daß sich der Querförderer 11 in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wie in Fig. 7 durch einen Pfeil 57 bezeichnet. Der erste Elektromotor 53 wird gleichzeitig umgeschaltet, so daß sich auch die Kette 47 im Uhrzeigersinn anstatt im Gegenuhrzeigersinn bewegt, derart, daß auch bei Bewegen des Querförderers 11 in Richtung des Pfeiles 57 der Dung in die Dungrinne 7 befördert wird.
• In Fig. 8 ist der Längsförderer 8 von Fig. 1 größer und genauer dargestellt. Der Längsförderer 8 weist einen U-förmigen Rahmenträger 58 auf, der an einer Schiene 59 verschiebbar ist, die auf dem Boden der U-förmigen Dungrinne 7 angeordnet ist und sich entlang einer Seitenwand dieser Dungrinne 7 erstreckt. An dem U-förmigen Rahmenträger 58 sind in einem bestimmten Abstand zueinander zwei aufrechte Achsen 60 angeordnet, an denen in Lagern abgestützte drehbare Schaufeln 61 angebracht sind. Auf einer Seite sind die Schaufeln 61 mit einem Anschlag 62 versehen, der an der Seite des U-förmigen Rahmenträgers 58 anliegen kann. Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Schaufeln aus Stahl hergestellt und an ihrer Unterseite mit einem Gummistreifen versehen, der auf dem Boden der Dungrinne 7 aufliegt. Natürlich können die Schaufeln 61 auch ganz aus Kunststoff oder Metall oder einem sonstigen Material bestehen.
• Nahe einem Ende des U-förmigen Trägers 58 ist ein Exzenterantrieb 63 angeordnet, mittels dessen der U-förmige Rahmenträger 58 auf der Schiene 59 hin- und herbewegt werden kann. Der Exzenterantrieb 63 weist einen Elektromotor 64 auf, der mittels einer Stütze 65 an der Außenwand des Stalles 1 angebracht ist. Ein Arm 67 mit einer aufrechten Achse 68 an seinem Ende ist an der Antriebswelle 66 des Elektromotors 64 angeordnet. Eine die aufrechte Achse 68 umschließende schwenkbare Führungsstange 69 ist mit einer aufrechten Achse 70 schwenkbar verbunden, die an dem U-förmigen Rahmenträger 58 angebracht ist.
• Der Längsförderer 8 arbeitet wie folgt:
• Wenn der Elektromotor 64 eingeschaltet wird, bewegt der Exzenterantrieb 63 den U-förmigen Rahmenträger 58 in Richtung der Pfeile 71 und 72 in Fig. 8 auf der Schiene 59 hin und her. Wenn der U-förmige Rahmenträger 58 in Richtung des Pfeiles 71 bewegt wird, liegen die Schaufeln 61 mittels der Anschläge 62 an dem U-förmigen Rahmenträger 58 an, und jeglicher vor den Schaufeln 61 befindlicher Kot und/oder sonstiger Schmutz wird in Richtung des Pfeiles 71 abtransportiert. Wird die Bewegungsrichtung mittels des U-förmigen Rahmenträgers 58 in Richtung des Pfeiles 72 umgekehrt, so bewirkt die Reibung zwischen dem Boden der Dungrinne 7 und den Schaufeln 61, daß sich die Schaufeln 61 um die Achse 60 drehen, bis sie an dem U-förmigen Rahmenträger 58 zur Anlage kommen. Selbstverständlich befördern die Schaufeln 61 keinen Dung, wenn sich der U-förmige Rahmenträger 58 in Richtung des Pfeiles 72 in Fig. 8 bewegt. Da der U-förmige Rahmenträger 58 anschließend wieder in Richtung des Pfeiles 71 bewegt wird, drehen sich die Schaufeln 61 und kommen mittels der Anschläge 62 wieder an dem U-förmigen Rahmenträger 58 zur Anlage, wodurch Kot oder sonstiger Schmutz wieder in Richtung des Pfeiles 71 geschoben wird. Auf diese Weise wird der Kot und/oder Schmutz schrittweise in einer Richtung zum Ende der Dungrinne 7 befördert, wo er von einem Behälter 9 aufgenommen wird, um anschließend z. B. zu einem Dungaufnahmeraum außerhalb des Stalles transportiert zu werden.
• Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Merkmale beschränkt, sondern umfaßt auch die Darstellungen in den Zeichnungen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, mit einem Melkroboter (14), dadurch gekennzeichnet, daß jede Ruhebox (6) mit einer Fütterungsvorrichtung für Kraftfutter (18) versehen ist, die einen Futtertrog (29) enthält, der höhenbewegbar und an einer praktisch vertikalen Achse verschwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigevorrichtung vorhanden ist, die dazu dient, die Aufmerksamkeit eines Tieres auf die Zufuhr von Kraftfutter zu lenken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fütterungsvorrichtung für Kraftfutter (18) einen Futtertrog (19) umfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Detektionsvorrichtung umfaßt, die feststellen kann, ob das Tier steht oder liegt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese eins Vorrichtung umfaßt, die geeignet ist, das zu melkende Tier automatisch zum Aufstehen zu bewegen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Positioniervorrichtung (40) umfaßt, die Rückwärts- und Seitwärtsbewegungen des Tieres verhindert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniervorrichtung (40) in einer vertikalen Ebene schwenkbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniervorrichtung (40) eine dreiarmige Begrenzungsvorrichtung (43, 44) umfaßt.