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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen
Melken von Tieren, wie z. B. Kühen,
die einen Melkroboter mit Zitzenbechern umfaßt.
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Eine
derartige Vorrichtung ist aus der EP-A1-0 532 066 bekannt.
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In
dieser Druckschrift sind vier Roboterarm-Konstruktionen beschrieben,
die mit einem gemeinsamen Rahmen verbunden sind, wobei sie einzeln
nach oben und unten bewegbar sind. Außerdem sind diese Roboterarm-Konstruktionen
in einer horizontalen Ebene bewegbar. Der Rahmen als Ganzes ist
derart bewegbar, daß die
Roboterarm-Konstruktionen von der Rückseite eines Tieres zwischen
seine Hinterbeine bewegbar sind; insbesondere mittels einer Teleskop-Trägerstruktur
sind die Träger
der Roboterarm-Konstruktionen mit den Zitzenbechern zwischen den
Hinterbeinen des Tieres hindurch unter das Euter des Tieres bewegbar.
Für das
Tier ist dies eine ziemlich unnatürliche Situation, da alle vier
Träger
der Zitzenbecher zusammen mit der Trägerstruktur durch die Hinterbeine
des Tieres hindurchbewegt werden, wodurch die Hinterbeine in eine
gespreizte Position gedrückt
werden.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird eine alternative Vorrichtung zum
automatischen Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, geschaffen, die mehrere
Träger
für einen
oder mehrere Zitzenbecher umfaßt,
und bei der sich wäh rend
des Melkens mindestens ein Träger
in einer Position hinter einem Hinterbein eines Tieres und mindestens
ein anderer Träger
in einer Position vor einem Hinterbein dieses Tieres befindet.
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Eine
Annäherung
der Zitzenbecher-Träger nur
von der Seite ist aus der EP-A-0 360 354 an sich bekannt.
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Ein
Träger
für einen
oder mehrere Zitzenbecher kann aus einer Ruhelage, vorzugsweise
außerhalb
der Melkbox, in eine Arbeitslage bewegbar sein, wobei der Träger in dieser
Arbeitslage in einer überwiegend
horizontalen Ebene in zwei Richtungen bewegbar ist, die vorzugsweise
rechtwinklig zueinander verlaufen. Die zu diesem Zweck vorgesehenen
Stellvorrichtungen der Träger
sind entfernt vom Euter des Tieres angeordnet, vorzugsweise nahe
der Wand der Melkbox; eine solche Vorrichtung ermöglicht ein
genaues und schnelles Anschließen
der Zitzenbecher an die Zitzen, wobei auf Wunsch zwei oder sogar
alle vier Zitzenbecher gleichzeitig an die Zitzen angeschlossen
werden können.
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Gemäß der Erfindung
ist die Vorrichtung ferner dadurch gekennzeichnet, daß ein Zitzenbecher während des
Melkens mit Hilfe eines flexiblen Verbindungselementes, wie z. B.
ein Seil oder ein Kabel, frei beweglich mit einem zugehörigen Träger verbunden
ist und nach dem Melken gegen das Ende dieses Trägers gezogen werden kann. Wenn
die Zitzenbecher frei beweglich mit den Trägern verbunden sind, werden
keine seitwärts
gerichteten oder sonstigen Kräfte
auf die Zitzen ausgeübt,
und das Tier befindet sich in einer bequemen Position, um von dem
Melkroboter gemolken zu werden. Gemäß einem weiteren Merkmal der
Erfindung ist die Vorrichtung der im Oberbegriff angegebenen Gattung
dadurch gekennzeichnet, daß der
Zitzenbecher an seiner Seite mit einer Ausbuchtung versehen ist,
die mit dem Ende eines flexiblen Verbindungselementes in eine entsprechend
geformte Ausnehmung im Ende eines Trägers gezogen werden kann. Dadurch
ist es möglich,
den Zitzenbecher, der sich während
des Melkens relativ zu dem Träger
frei bewegen kann, nach dem Melken in eine bestimmte Position gegen
den Träger
zu ziehen.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie sie verwirklicht werden kann, wird
im folgenden als Beispiel auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen.
Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Melkbox, bei der der Melkroboter zwei Träger für je zwei
Zitzenbecher umfaßt;
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2 eine
Seitenansicht der in 1 gezeigten Melkbox;
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3 bis 7 die
aufeinanderfolgenden Positionen der Träger zum Anschließen der
Zitzenbecher;
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8 eine
Draufsicht auf den Endabschnitt eines Trägers für zwei Zitzenbecher;
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9 eine
Seitenansicht des in 8 gezeigten Endabschnittes des
Trägers;
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10 eine
Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel
einer Melkbox, bei der vier Träger zum
Tragen von je einem Zitzenbe cher vorgesehen sind, wobei von beiden
Seiten je ein Zitzenbecher zwischen einem Vorderbein und einem Hinterbein hindurch
unter das Tier zu bewegen ist und zwei Zitzenbecher zwischen den
beiden Hinterbeinen hindurch in Position zu bringen sind;
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11 eine
Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel
einer Melkbox, bei der vier Träger
zum Tragen von je einem Zitzenbecher vorgesehen sind, wobei von
beiden Seiten je zwei Zitzenbecher zwischen einem Vorderbein und
einem Hinterbein hindurch unter das Tier zu bewegen sind;
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12 eine
Rückansicht
der in 11 gezeigten Melkbox;
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13 eine
Draufsicht auf den Endabschnitt eines Trägers für einen Zitzenbecher und
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14 eine
Seitenansicht des in 13 gezeigten Endabschnittes
des Trägers.
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Die 1 und 2 zeigen
in Draufsicht bzw. in Seitenansicht eine Melkbox 1, bestehend
aus einem Rahmen 2, der die beiden Seiten der Melkbox 1 bildet,
einer Tür 3,
durch die ein zu melkendes Tier die Melkbox betreten kann, und einer
Tür 4,
durch die ein gemolkenes Tier die Melkbox wieder verlassen kann.
An der Tür 4 ist
ein Futtertrog 5 angebracht, der Teil eines automatischen
Fütterungssystems – nicht dargestellt – zum Zuführen von
Kraftfutter ist. Die Tür 3 weist
eine Positionier einrichtung 6 auf, um ein in der Melkbox
befindliches Tier in einer mehr oder weniger definierten Position
innerhalb der Melkbox 1 zu halten. Die Melkbox 1 ist
mit einem Melkroboter 7 versehen, der bei diesem Ausführungsbeispiel
zwei Roboterarm-Konstruktionen 8 aufweist, die beiderseits
der Melkbox 1 angeordnet sind. Diese Roboterarm-Konstruktionen 8 sind
nur schematisch dargestellt und haben eine vertikal angeordnete
Stütze 9, an
deren oberem Ende eine Parallelogrammführung 10 angebracht
ist, wobei ein Stützelement 11 mittels dieser
Parallelogrammführung 10 höhenbewegbar ist.
Außerdem
ist dieses Stützelement 11 um
eine vertikale Achse 12 schwenkbar. Mittels des Stützelementes 11 ist
ein Träger 13,
der sich in zwei zueinander senkrechte Richtungen erstreckt, derart
angeordnet, daß er
in einer horizontalen Ebene bewegbar ist. Während die Vorrichtungen zum
Bewegen des Stützelementes 11 in
vertikaler Richtung mittels der Parallelogrammführung 10 und zum Schwenken
des Stützelementes
um die vertikale Achse 12 in den Zeichnungen nicht dargestellt
sind, ist die Vorrichtung gezeigt, mittels der der Träger 13 relativ
zu dem Stützelement 11 in
zwei zueinander senkrechten Richtungen bewegbar ist. Sowohl die
gezeigten als auch die nicht gezeigten Bewegungsvorrichtungen sind
vorzugsweise durch pneumatische Zylinder 14 und 15 gebildet.
Diese Zylinder 14 und 15 wirken wie eine Art Feder
und erlauben dem Träger 13 eine
begrenzte Bewegungsfreiheit, insbesondere wenn er auf die eine oder
andere Art grob mit dem Tier in Berührung kommt. Der Träger 13 erstreckt
sich in zwei Richtungen. Aus 1 wird deutlich,
daß sich
der mit dem Stützelement 11 verbundene
Teil des Trägers 13 in
einer horizontalen Ebene quer zur Längsrichtung der Melkbox 1 erstreckt,
während
sich das andere Ende des Trägers 13 in
einer horizonta len Ebene schräg
nach hinten und innen erstreckt. Diese Konstruktion des Trägers 13 ermöglicht einen
leichten Zugang zu den Zitzen des Tieres, ohne Behinderung durch
die Beine des Tieres und ohne gegenseitige Berührung der Träger 13 der
Zitzenbecher. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist jeder Träger 13 zum Tragen
von zwei Zitzenbechern 16 und 17 ausgebildet.
Durch Verwendung von zwei Trägern 13 von sehr
spezieller Bauweise und durch Anordnung dieser Träger auf
beiden Seiten der Melkbox 1 können zwei Zitzenbecher 16 oder 17 jeweils
gleichzeitig an zwei Zitzen angeschlossen werden, wodurch die Zeit zum
Anschließen
der Zitzenbecher an die Zitzen erheblich verkürzt wird. Einer der Träger 13 ist
mit einer Ermittlungseinrichtung 18 wie z. B. einem Laser
versehen. Diese Ermittlungseinrichtung 18 ist derart angeordnet,
daß sie
etwa in der Mitte unter dem Tier an der Vorderseite des Euters positioniert
ist, wenn der Träger 13,
an dem diese Ermittlungseinrichtung angebracht ist, bis zu der in 1 gezeigten
Position unter das Tier bewegt worden ist. Mit dieser Ermittlungseinrichtung 18,
die derart angeordnet ist, daß sie
um eine vertikale Achse verschwenkbar oder drehbar ist, kann die
Position der vier Zitzen relativ zu dem Träger 13 ermittelt werden,
an dem die Ermittlungseinrichtung 18 angebracht ist. Mittels
der Zylinder 14 und 15 kann der Träger 13,
mit dem die Ermittlungseinrichtung 18 verbunden ist, bewegt
werden, bis die von der Ermittlungseinrichtung 18 ermittelte Position
einer Zitze relativ zu der Ermittlungseinrichtung 18 der
Position eines an diesem Träger
angeordneten zugehörigen
Zitzenbechers relativ zu der Ermittlungseinrichtung 18 entspricht.
Zum Bewegen des anderen Trägers
muß die
Position des Trägers berücksichtigt
werden, an dem die Ermittlungseinrichtung 18 angeordnet
ist, sowie die von der Ermittlungseinrichtung 18 ermittelte
Position der zugehörigen
Zitzen relativ zu dem Träger,
an dem die Ermittlungseinrichtung 18 angeordnet ist.
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Die
Träger 13 sind
zumindest teilweise rohrförmig
ausgebildet und weisen einen nicht dargestellten Zylinder auf, dessen
Ende über
ein flexibles Verbindungselement 19 mit einem Zitzenbecher 16, 17 verbunden
ist. Aufgrund dieses flexiblen Verbindungselementes 19,
das aus einem Seil oder einem Kabel bestehen kann, kann der damit
verbundene Zitzenbecher während
des Melkens frei beweglich mit dem zugehörigen Träger 13 verbunden bleiben, insbesondere
dadurch, daß der
Zylinder, der mit dem flexiblen Verbindungselement 19 verbunden
und in dem rohrförmigen
Träger 13 angeordnet
ist, während des
Melkens nicht aktiviert wird, während
der Zitzenbecher nach dem Melken durch Aktivierung des letztgenannten
Zylinders gegen das Ende des Trägers 13 gezogen
werden kann. Nachdem ein Träger 13 mit Hilfe
der Zylinder 14 und 15 derart bewegt worden ist, daß einer
der Zitzenbecher unter eine zugehörige Zitze bewegt und an sie
angeschlossen worden ist, kann nach Freigabe des in dem rohrförmigen Träger angeordneten
Zylinders dieser Träger
insbesondere derart bewegt werden, daß der andere mit diesem Träger verbundene
Zitzenbecher unter eine andere Zitze bewegt wird, um an die Zitze
angeschlossen zu werden.
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Unter
Bezugnahme auf die 3 bis 7 ist beschrieben,
wie die Zitzenbecher 16, 17, die paarweise an
jedem Träger 13 angeordnet
sind, an die Zitzen eines in der Melkbox 1 befindlichen
Tieres angeschlossen werden können.
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In 3 befinden
sich die beiden Roboterarm-Konstruktionen 8 auf beiden
Seiten der Melkbox 1 in der Ruhelage. In dieser Lage kann
ein zu melkendes Tier die Melkbox 1 betreten; das Stützelement 11 ist
dann derart um die vertikale Achse 12 verschwenkt, daß es sich
quer zur Längsrichtung
der Melkbox 1 nach außen
erstreckt. Die Träger 13 mit den
Zitzenbechern 16 und 17 befinden sich dabei vollständig außerhalb
der Melkbox 1. Durch Schwenken des Stützelementes 11 um
90° um die
Achse 12 werden die Träger 13 mit
den Zitzenbechern 16 und 17 unter das in der Melkbox 1 stehende
Tier bewegt. In dieser Situation, die in 4 gezeigt
ist, ist die Ermittlungseinrichtung 18 etwa mittig unter
dem Tier positioniert, insbesondere an der Vorderseite des Euters
dieses Tieres. Die Träger 13 sind
nun einzeln oder gemeinsam in zwei zueinander senkrechten Richtungen
derart zu bewegen, daß die
Zitzenbecher 16 unter die hinteren Zitzen des Tieres gelangen
und lediglich eine Aufwärtsbewegung
der Zitzenbecher 16 ausreicht, um sie an diese Zitzen anzuschließen. Diese
Situation ist in 5 gezeigt. Danach werden die
jeweiligen in den rohrförmigen
Trägern
angeordneten Zylinder, von denen jeder über ein flexibles Verbindungselement 19 mit
einem Zitzenbecher 16 verbunden ist, freigegeben, so daß die Träger 13 nach
vorn bewegt werden können,
ohne die Zitzenbecher 16 von den Zitzen abzuziehen. Die
Träger 13 werden
nun derart bewegt, daß die
Zitzenbecher 17 unter die vorderen Zitzen des Tieres gelangen,
wonach die Zitzenbecher 17 einzeln oder gleichzeitig durch
eine Aufwärtsbewegung
an die vorderen Zitzen des Tieres angeschlossen werden können. Diese
Situation ist in 6 gezeigt. Danach werden die in
den rohrförmigen
Trägern
angeordneten Zylinder, von denen jeder über ein flexibles Verbindungselement 19 mit
einem Zitzenbecher 17 verbunden ist, abgeschaltet, so daß die Träger 13 nach
vorn bewegt werden können,
wobei alle vier Zitzenbecher 16, 17 mit den beiden
Trägern 13 flexibel
verbunden bleiben, so daß das
Tier während
des Melkens eine gewisse Bewegungsfreiheit hat, ohne daß die Gefahr besteht,
daß die
Zitzenbecher von den Zitzen abgezogen werden, was bei einer starren
Verbindung der Zitzenbecher mit den Trägern der Fall sein könnte. Die
zuletzt beschriebene Situation ist in 7 dargestellt.
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Die 8 und 9 zeigen
in Draufsicht bzw. in Seitenansicht, wie die beiden Zitzenbecher 16 und 17 mit
dem Ende eines Trägers 13 verbunden sind.
An seiner Seite weist jeder Zitzenbecher einen ausgebuchteten Teil,
vorzugsweise eine konische Ausbuchtung 20 auf, mit der
das flexible Verbindungselement 19 verbunden ist. Das nahe
den Zitzenbechern liegende Ende eines Trägers 13 ist mit einem
Anschlußelement 21 versehen.
Dieses Anschlußelement 21 hat
an seiner Außenseite
zwei Ausnehmungen 22, deren Form der konischen Ausbuchtung 20 an
der Seite der Zitzenbecher 16, 17 entspricht.
Diese konische Ausnehmung 22 weist eine das Anschlußelement 21 durchsetzende
Durchgangsbohrung auf, durch die das zugehörige flexible Verbindungselement 19 hindurchgeführt ist,
so daß bei
Anspannen dieses flexiblen Verbindungselementes 19 die
konische Ausbuchtung 20 an der Seite des zugehörigen Zitzenbechers
in die entsprechende konische Ausnehmung 22 in dem Anschlußelement 21 gezogen
wird. Das Anschlußelement 21 dient
auch zum Anschließen
der zu einem Zitzenbecher führenden
Milch- und/oder
Pulsierleitung. Die Milchleitung 23 und/oder die Pulsierleitung 24 sind
durch den rohrförmigen
Träger 13 hindurch
zu den jeweiligen Verbindungsstellen 25 und 26 geführt, die
zu diesem Zweck in dem Anschlußele ment 21 vorgesehen
sind. Außerdem
müssen
die Milchleitung 23 und die Pulsierleitung 24,
sofern vorhanden, zwischen dem Anschlußelement 21 und den
Zitzenbechern 16 und 17 flexibel ausgebildet sein.
Zu diesem Zweck weist das Ende des rohrförmigen Trägers 13 sowohl an
der Unterseite als auch an der Oberseite eine schlitzförmige Öffnung 27 bzw. 28 auf.
Von den Anschlußstellen 29 und 30 der
Zitzenbecher aus erstrecken sich die Milch- und Pulsierleitungen übereinander
bis unter das Ende des Trägers 13,
dann nach oben über
die schlitzförmige Öffnung 27 an
der Unterseite des Trägers 13 und
die schlitzförmige Öffnung 28 an
der Oberseite des Trägers 13 durch
den Träger 13 hindurch
und in einer Schlaufe oberhalb und längs des Trägers 13 nach vorn
und unten zu den Anschlußstellen 31 und 32 an
der Rückseite
des Anschlußelementes 21;
zu diesem Zweck weist diese Rückseite
eine abgeschrägte
Fläche 33 auf.
Durch die Größe und Flexibilität des schlaufenförmigen Abschnittes
der Milch- und/oder Pulsierleitung 23 bzw. 24 zwischen den
Zitzenbechern 16, 17 und dem Anschlußelement 21 in
dem rohrförmigen
Träger 13 sowie
durch die Länge
des flexiblen Verbindungselementes 19 und den Hub des mit
diesem flexiblen Verbindungselement 19 verbundenen Zylinders
wird nach Anschluß der
Zitzenbecher an die Zitzen das Maß bestimmt, um das der Träger 13 zurückgezogen
werden kann.
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Die
in den 10 und 11 gezeigten Ausführungsbeispiele
weisen vier Träger 13 für je einen
Zitzenbecher 34, 35, 36 und 37 auf.
Bei beiden Ausführungsbeispielen
sind die Träger
sternförmig angeordnet
und erstrecken sich ebenfalls in zwei Richtungen. Wie in 1 ist
einer der Träger 13 mit einer
Ermittlungseinrichtung 18 ausgestattet. Bei dem in 10 gezeigten
Ausführungs beispiel
sind die Träger 13 derart
angeordnet, daß sich
die Träger mit
den Zitzenbechern 34, 35, die an die vorderen
Zitzen des Tieres anzuschließen
sind, dem Euter von der Seite der Melkbox 1 zwischen den
Vorderbeinen und den Hinterbeinen hindurch nähern müssen, während die Träger mit
den Zitzenbechern 36, 37 zum Anschluß an die
hinteren Zitzen zwischen den beiden Hinterbeinen hindurch unter
das Tier zu bewegen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Träger 13 noch
weiter voneinander entfernt und können in einfacher Weise unabhängig voneinander
einzeln und gleichzeitig unter das Tier bewegt werden, ohne sich
gegenseitig zu berühren.
Wie in 1 können die
Träger
so angeordnet sein, daß sie
in zwei Richtungen bewegbar und außerdem nahe der Außenwand
der Melkbox 1 schwenkbar angeordnet sind. Dann ist eine ähnliche
Konstruktion wie in 1 möglich. In 11 werden
zwei Träger 13 mit
je einem Zitzenbecher für
eine vordere und eine hintere Zitze von einer Seite der Melkbox 1 zwischen
einem Vorderbein und einem Hinterbein hindurch unter das Euter des
Tieres bewegt. Diese Konstruktion ist in 12 in
Rückansicht
gezeigt. Dabei sind die Träger 13 um
eine horizontale Schwenkachse 38 schwenkbar, die sich in
Längsrichtung
der Melkbox 1 erstreckt und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
dicht an der Längswand
der Melkbox 1 angeordnet ist. Auch in diesem Fall sind
die Träger 13 sowohl
in Längs-
als auch in Querrichtung der Melkbox 1 bewegbar. Ein Stützelement 39,
an dem die Träger 13 angeordnet
sind, ist um die Achse 38 schwenkbar. In der Ruhelage befinden
sich die Träger 13 in
einer vertikalen Stellung außerhalb
der Melkbox 1, während
die Träger 13 durch
eine Schwenkbewegung um die horizontale Achse 38 in einer
horizontalen Ebene bewegt werden, in der die Zitzenbecher sowohl
in Querrichtung als auch in Längsrichtung
der Melkbox 1 unter die Zitzen des Tieres bewegt werden können. Das
Anschließen
jedes Zitzenbechers 34–37 an
einen Träger 13 erfolgt
hier in derselben Weise, wie nach den 8 und 9 zwei
Zitzenbecher an einen Träger 13 angeschlossen
werden. Die Verbindung eines Zitzenbechers und eines Trägers ist
in den 13 und 14 gezeigt.
Auch hier weist der Zitzenbecher an seiner Seite einen konisch ausgebuchteten
Teil 20 auf, an dem ein flexibles Verbindungselement 19 befestigt
ist, wobei mittels dieses flexiblen Verbindungselementes der konisch
ausgebuchtete Teil in eine Ausnehmung 22 eines Anschlußelementes 21 zu
ziehen ist. Zu diesem Zweck weist auch die Ausnehmung 22 eine
Durchgangsbohrung für
das flexible Verbindungselement auf. Auch in diesem Fall weist der
Träger 13 sowohl
an der Unterseite als auch an der Oberseite schlitzförmige Öffnungen 27 und 28 auf,
so daß eine
Milch- und/oder Pulsierleitung 23 bzw. 24 an der
Unterseite des Trägers 13 entlang
durch den Träger 13 hindurch
nach oben und durch die schlitzförmige Öffnung 28 in
der Oberseite des Trägers 13 geführt und
in Form einer Schlaufe an das Anschlußelement 21 in derselben Weise
angeschlossen werden kann, wie es in 9 gezeigt
ist. Auch hier trifft zu, daß beim
Zurückziehen des
Trägers 13 nach
Anschluß eines
Zitzenbechers das Maß,
um welches der Träger
zurückgezogen werden
kann, durch die Beschaffenheit der Schlaufe in der Milch- und/oder
Pulsierleitung bestimmt wird, insbesondere durch die Flexibilität des Materials
beider Leitungen, und selbstverständlich durch die Länge des
flexiblen Verbindungselementes und den Hub des mit diesem Element
verbundenen Zylinders in dem Träger.
Die Art des Anschließens
eines Bechers an eine Zitze und der Mechanismus zum Zurückziehen
eines Bechers an einen Tragarm 13 entsprechen denen des
in den 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiels.
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Die
Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen und gezeigten Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern betrifft Abwandlungen aller Art, selbstverständlich soweit
sie in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.