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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen
Melken eines Tiers, mit einer Mehrzahl von Zitzenbechern, die jeweils
ein Zitzeneintrittsende aufweisen, und mit einem bewegbaren Arm,
um die Zitzenbecher zu einer Zitze des zu melkenden Tieres zu bewegen
und daran zu befestigen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Eine
Vorrichtung dieser Art ist aus der WO 90/07268 bekannt, die vorschlägt, dass
die Zitzenbecher mittels eines Roboterarms zu den Zitzen einer Kuh
bewegt werden. Die Zitzenbecher werden mittels des Roboterarms jeweils
einzeln unter den Bauch zwischen den vorderen und hinteren Beinen der
Kuh bewegt und dann nach hinten zum Euter.
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Eine
weitere Vorrichtung dieser Art ist in der
DE 41 13 700 A1 beschrieben,
die in einem Ausführungsbeispiel
(
5C) eine Vorrichtung zum automatischen
Melken offenbart, die ein Magazin mit vier Zitzenbechern trägt, das
so bewegt wird, dass einer der Zitzenbecher unter die gewünschte.
Zitze der Kuh platziert wird, wonach eine gesonderte Hebevorrichtung
betätigt
wird, die den einzelnen Zitzenbecher anhebt, bis die Saugwirkung
ihn an der Zitze befestigt.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Erfolgsrate der Zitzenbecherbefestigung
zu verbessern, und es zu ermöglichen,
mit sehr einfachen und zuverlässigen
Mitteln unbeabsichtigt gelöste
Zitzenbecher wieder zu befestigen, ohne dass es erforderlich wäre, die
anderen Zitzenbecher zunächst wieder
zu entfernen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die
dadurch gekennzeichnet ist, dass das Zitzeneintrittsende mindes tens
eines der Zitzenbecher während
der Bewegung in Richtung der Zitze mittels des beweglichen Arms
bezüglich
des Arms auf einem Niveau gehalten wird, das sich von dem eines
Zitzeneintrittsendes eines weiteren Zitzenbechers unterscheidet.
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Hierdurch
ist es nicht erforderlich, in den Fällen, in denen der bewegliche
Arm zu dem Euter in einer Richtung zum hinteren Teil der Kuh bewegt
wird, einen Zitzenbecher an einer vorderen Zitze zu entfernen, während ein
Zitzenbecher, der sich von einer hinteren Zitze gelöst hat,
wieder befestigt wird.
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Zweckmäßig weist
die Endpartie ein erstes Teil zum Halten des Zitzenbechers auf einem
ersten Niveau und ein zweites Teil zum Halten des weiteren Zitzenbechers
auf einem zweiten Niveau auf. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Zitzenbecher
auf unterschiedlichen Niveaus gehalten werden können.
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Vorzugsweise
ist der erste Teil der Endpartie im Wesentlichen parallel zum zweiten
Teil angeordnet, wobei der erste und zweite Teil durch eine Zwischenpartie
miteinander verbunden sind. Hierdurch wird es den Zitzenbechern
ermöglicht,
sich zwischen den unterschiedlichen Niveaus zu bewegen.
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Zweckmäßig weist
die Endpartie eine Zitzenbecherzuführeinrichtung zum Bewegen eines
Zitzenbechers vom ersten Teil zum zweiten Teil auf. Hierdurch wird
es möglich,
die Zitzenbecher aktiv zwischen den unterschiedlichen Niveaus zu
bewegen.
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Vorzugsweise
weist die Zitzenbecherzuführeinrichtung
eine Führungseinrichtung
und ein Zuführorgan
auf, wobei das Zuführorgan
dazu bestimmt ist, mindestens einen Zitzenbecher entlang der Führungseinrichtung
zum zweiten Teil zu bewegen. Insbesondere kann die Führungseinrichtung
ein Paar zueinander paralleler Führungsorgane
aufweisen.
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Zweckmäßig wirken
der mindestens eine Zitzenbecher und der weitere Zitzenbecher derart
mit einer Verbindungsreinrichtung der Endpartie zusammen, dass sie
auf unterschiedlichen Niveaus bezüglich der Endpartie gehalten
werden.
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Vorzugsweise
sind der mindestens eine Zitzenbecher und der weitere Zitzenbecher
unabhängig voneinander
von der Endpartie weg bewegbar.
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Vorteilhafterweise
weist der mindestens eine Zitzenbecher eine Längserstreckung auf und der
weitere Zitzenbecher weist ebenfalls eine Längserstreckung auf, wobei sich
die Längserstreckung
des mindestens einen Zitzenbechers von der Längserstreckung des weiteren
Zitzenbechers unterscheidet. Hierdurch werden unterschiedliche Längen der
Zitzenbecher erreicht.
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Vorzugsweise
weisen der mindestens eine Zitzenbecher und der bewegliche Arm eine
Identifizierungseinrichtung auf, die eine Identifizierung des mindestens
einen Zitzenbechers erlaubt. Hierdurch ist es möglich festzustellen, welcher
Zitzenbecher an einer Zitze befestigt werden soll oder war.
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Insbesondere
kann der mindestens eine Zitzenbecher mit einem Strichcode und der
bewegliche Arm mit einem Laser-Lesegerät zum Lesen des Strichcodes
versehen sein. Hierdurch wird eine schnelle Identifikation des Zitzenbechers
möglich.
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Zweckmäßig ist
der mindestens eine Zitzenbecher mit einer Vakuumquelle verbindbar,
wobei eine Zitzenreinigungseinrichtung durch das in dem Zitzenbecher
vorhandene Vakuum mit dem Zitzeneintrittsende des mindestens einen
Zitzenbechers verbindbar ist. Hierdurch ist es möglich, einen Zitzenreiniger
mittels des beweglichen Arms ohne den Einsatz eines Greifers zu
holen.
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Zweckmäßig ist
das Zitzeneintrittsende des mindestens einen Zitzenbechers, in einer
vertikalen Ebene betrachtet, auf einem höheren Niveau angeordnet als
das Zitzeneintrittsende eines weiteren Zitzenbechers. Hierdurch
ist es möglich,
einen Zitzenbecher an einer hinteren Zitze zu befestigen, wenn an
einer vorderen Zitze bereits ein Zitzenbecher befestigt ist.
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Vorzugsweise
ist der bewegliche Arm ein Zuführarm,
der einen oder mehrere Zitzenbecher in eine gewünschte Position bewegt, um
einem Roboterarm mit einem Greifer ein Ergreifen des Zitzenbechers
zu erlauben.
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In
alternativer Ausgestaltung ist der bewegliche Arm ein Roboterarm.
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Zweckmäßig ist
der Roboterarm mit einem Lasersensor versehen. Hierdurch ist es
möglich,
die Position einer Zitze festzustellen.
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Insbesondere
kann der Lasersensor einen Lasersender zur Bildung einer Linie,
wie beispielsweise einen Scanner-Laserstrahl oder eine stabile oder
scannende Laserebene, sowie einen Laserempfänger, wie beispielsweise eine
Bilderfassungsvorrichtung, aufweisen.
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Vorteilhafterweise
ist der Laserempfänger zum
Lesen von Strichcodes bestimmt. Damit kann mittels des gleichen
Lasersensors der Ort einer Zitze und die Identität eines Zitzenbechers mit daran
angeordneten Strichcodes festgestellt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist eine perspektivische
Ansicht einer Tierbox, die mit einem Melkroboter ausgerüstet ist.
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2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
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3A bis 3C zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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4A bis 4C zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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1. zeigt eine Robotermelkbox 2,
mit einem Melkroboter 4, der einen bewegbaren Arm in Form
eines Roboterarms 6 mit einer Greifereinrichtung 7 aufweist,
die zum Ergreifen eines Zitzenbechers bestimmt ist. Ein Zitzenbecherhalter 8 ist
mit vier Zitzenbechern 10, 12, 14, 16 bestückt, wobei
jeder Zitzenbecher ein Zitzeneintrittsende 17a und ein Milchaustrittsende 17b aufweist.
Gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weisen zwei Zitzenbecher 10, 12 die
gleiche oder ähnliche
Länge auf,
während
zwei andere Zitzenbecher 14, 16 – die die
gleiche oder eine ähnliche
Länge aufweisen – kürzer sind
als die zwei anderen Zitzenbecher 10, 12.
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Ein
Euter 18 einer Kuh weist hintere Zitzen 20, 22 und
vordere Zitzen 24, 26 auf. Der in 1 dargestellte Roboterarm ist dazu bestimmt,
die Zitzenbecher 10, 12, 14, 16 unter
den Bauch und zwischen die vorderen und hinteren Beine einer Kuh
zu bringen. In diesem Fall sollen die Zitzenbecher 10, 12 an
den hinteren Zitzen 20, 22 befestigt werden, während die
Zitzenbecher 14, 16 an den vorderen Zitzen 24, 26 befestigt
werden sollen, aus Gründen,
die nachfolgend ersichtlich werden.
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Eine
Bilderfassungsvorrichtung 28, wie beispielsweise eine digitale
Videokamera, ist an der Seite der Box 2 angeordnet, um
zumindest den Euter 18 der Kuh vor, während und/oder nach dem Anbringen der
Zitzenbecher beobachten zu können.
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Der
Roboterarm 6 ist mit einer gewinkelten Partie 30 versehen,
die mit einer Zitzenortungseinrichtung 32 in Form einer
digitalen Videokamera oder eines Lasersensors versehen ist, sowie
mit der Greifereinrichtung 7. Dies erlaubt eine Bewegung
eines Zitzenbechers zum hinteren Teil der Kuh, während in die gleiche Richtung
geschaut werden kann. Die gewinkelte Endpartie kann beispielsweise
senkrecht angeordnet sein.
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Nach
einem optionalen Reinigen der Zitzen wird einer der längeren Zitzenbecher 10 an
einer hinteren Zitze 20 befestigt. Danach wird der andere
der längeren
Zitzenbecher 12 an der anderen hinteren Zitze 22 befestigt.
Dann wird einer der zwei kürzeren Zitzenbecher 14 an
einer vorderen Zitze 24 befestigt. Dann wird der andere
der kürzeren
Zitzenbecher 16 an der anderen vorderen Zitze 26 befestigt.
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Alternativ
hierzu wird einer der längeren
Zitzenbecher 10 an einer hinteren Zitze 20 befestigt. Dann
wird einer der zwei kürzeren
Zitzenbecher 14 an einer vorderen Zitze 24 befestigt.
Dann wird der andere der längeren
Zitzenbecher 12 an der anderen hinteren Zitze 22 befestigt
und danach der andere der kürzeren
Zitzenbecher 16 an der anderen vorderen Zitze 26.
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2 zeigt eine Situation,
in der einer der längeren
Zitzenbecher 10 aus irgend einem Grund von einer der hinteren
Zitzen, beispielsweise der Zitze 20 abgefallen ist und
daher (oder aus irgendeinem anderen Grund) an dieser wieder befestigt
werden muss, während
ein kürzerer
Zitzenbecher, beispielsweise der Zitzenbecher 14, immer
noch an einer vorderen Zitze 24, die sich vor dieser hinteren
Zitze 20 befindet, befestigt ist. In diesem Fall kann der
längere Zitzenbecher
wieder an der hinteren Zitze 20 befestigt werden, ohne
dass vorher der Zitzenbecher 14 gelöst werden müsste, da die Endpartie 30 des
Zitzenroboterarms an dem kurzen Zitzenbecher 14 vorbei
geführt
werden kann.
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Es
sollte beachtet werden, dass es möglich wäre, den Melkroboter 4 hinter
der Box 2 zu positionieren, in welchem Fall der Roboterarm 6 so
ausgelegt werden sollte, dass er jeden Zitzenbecher zwischen den
hinteren Beine der Kuh hindurch bewegt. Ein derartiger Roboterarm 6 sollte
vorzugsweise gera de anstatt mit einer gewinkelten Endpartie 30 ausgebildet
sein. Die längeren
Zitzenbecher 10, 12 sind in diesem Fall an den
vorderen Zitzen 24, 26 zu befestigen und die kürzeren Zitzenbecher 14, 16 an
den hinteren Zitzen 20, 22.
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Eine
weitere Bilderfassungsvorrichtung 28 kann auf der gegenüberliegenden
Seite der Box 2 zur Beobachtung mindestens des Euters 18 von
dieser Seite aus angeordnet werden.
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3A zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem der Zitzenbecherhalter 8 der 1 durch eine Zitzenbecherzuführeinrichtung 40 ausgetauscht
ist, die schwenkbar am Roboterarm befestigt ist. Die Zitzenbecherzuführeinrichtung 40, die
den beweglichen Arm darstellt, kann um das Gelenk mittels eines
Pneumatik- oder Hydraulikzylinders 41 verschwenkt werden.
Die Zitzenbecherzuführeinrichtung 40 weist
ein Paar paralleler, lang gestreckter Organe 42, 44 auf,
die einen lang gestreckten Zwischenraum 46 begrenzen. Die
Organe 42, 44 und der Zwischenraum 46 weisen
eine gabelartige Konfiguration auf, das heißt, der lang gestreckte Raum 46 weist
ein offenes Ende 47 auf. Es sollte festgehalten werden,
dass der Zylinder 41 auch durch einen elektrischen Schrittmotor
ersetzt werden kann.
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Die
Organe 42, 44 sind weiterhin derart geformt, dass
sie eine untere Partie 48, eine obere Partie 49 und
eine Zwischenpartie 50 aufweisen. Die obere Partie 49 ist
zur Aufnahme eines Zitzenbechers 52 bestimmt, während die
untere Partie 48 zur Aufnahme von drei Zitzenbechern 54, 56, 58 bestimmt
ist, wobei die vier Zitzenbecher 52, 54, 56, 58 vorzugsweise – aber nicht
zwingend – die
gleiche Länge
aufweisen. Die Zitzenbecher 52, 54, 56, 58 weisen
ein ringförmiges
Flanschteil 59 auf, das auf den lang gestreckten Organen 42, 44 ruht,
so dass die Zitzebecher in dem lang gestreckten Raum 46 gehalten
werden.
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Eine
mittels eines Antriebsmittels 59b angetriebene Transporteinrichtung 59a in
Form einer Feder, eines elektrischen Motors oder eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders,
ist dazu bestimmt, die Zitzenbecher in Richtung des oberen Teils 49 zu
drücken.
Wenn der Zitzenbecher 52 von der oberen Partie 49 entfernt
worden ist, werden die Zitzenbecher 54, 56, 58 mit
einer gleitenden Bewegung in Richtung der oberen Partie 49 über die
Zwischenpartie 50 nachgeschoben.
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Die
unterschiedlichen Niveaus der Zitzenzuführeinrichtung 40 ermöglichen
ein Wiederbefestigen eines Zitzenbechers, der von einer Zitze abgefallen ist,
ohne zunächst
einen Zitzenbecher, der an einer Zitze vor der anderen Zitze befestigt
ist, lösen
zu müssen,
da die Partie 49 in der Lage sein wird, sich an dem bereits
befestigten Zitzenbecher vorbei zu bewegen.
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Falls
ein befestigter Zitzenbecher trotzdem die Bewegung der Zitzenbecherzuführeinrichtung 40 behindert,
wird diese einfach mittels des Zylinders 41 um das Gelenk
geschwenkt, bis eine Bewegung vorbei an dem befestigten Zitzenbecher
möglich
ist.
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3B zeigt eine Box 2,
die mit einem Melkroboter 4 mit dem Roboter 6 und
der Zitzenbecherzuführeinrichtung 40 gemäß 3A versehen ist. Wenn der
Zitzenbecher 52 an einer Zitze befestigt worden ist, zieht
der Roboterarm 6 die Zitzenzuführeinrichtung 40 in
horizontaler Richtung zurück,
weg von dem befestigten Zitzenbecher, der über das offene Ende 47 von
der oberen Partie 49 weg gleitet. Die Transporteinrichtung 59a drückt die
drei Zitzenbecher 54, 56, 58 auf der
unteren Partie 48 in Richtung der oberen Partie 49,
was dazu führt,
dass der Zitzenbecher 54 über die Zwischenpartie 50 auf
die obere Partie 49 gleitet. Die Transporteinrichtung wird bei
Bedarf wieder zurückgezogen,
so dass die zwei verbleibenden Zitzenbecher 56, 58 auf
der unteren Partie 48 verbleiben.
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Dieser
Vorgang wird wiederholt, bis alle Zitzenbecher an den entsprechenden
Zitzen befestigt worden sind.
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3C zeigt die in 3A dargestellte Zitzenbecherzuführeinrichtung 40 als
Zuführarm
ausgebildet, der um eine vertikale Achse A schwenkbar angeordnet
und in einer horizontalen Ebene um das Gelenk in geeignete Positionen
(vgl. die gestrichelten Linien) mittels eines nicht dargestellten
elektrischen Schrittmotors oder eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders
bewegbar ist, in der gleichen Weise wie in 3A dargestellt. Die Bewegung des Zuführarms wird
durch einen Computer gesteuert, der der Zitzenortungseinrichtung 32 am
Roboterarm zugeordnet ist. Selbstverständlich kann auch eine separate
Kamera, wie die in 1 (Bezugszeichen 28)
dargestellte, zur Beobachtung der Bewegung des Zuführarms verwendet
werden. Der Computer wird dann selbstverständlich in Antwort auf diese
Kamera reagieren, oder in Kombination mit der Zitzenortungseinrichtung 32.
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Während der
Befestigung der Zitzenbecher führt
der Zuführarm
dem Euter 18 einen Zitzenbecher zu. Der Zitzenbecher wird
durch den Greifer 7 am Roboterarm 6 ergriffen,
der eine gerade Endpartie 30 aufweist. Die Zitzenbecher
werden einfach mittels des Roboterarms 6 von der Endpartie 47 gestreift und
an einer geeigneten Zitze befestigt (vgl. die Ausführungsbeispiele
gem. 3A und 3B). Der nächste Zitzenbecher
wird auf die obere Partie 49 geschoben und der Greifer 7 ergreift
diesen – und
auch die nachfolgenden Zitzenbecher – an im Wesentlichen der gleichen
Stelle im Raum, an der er den vorherigen Zitzenbecher gegriffen
hatte. Die Notwendigkeit, den Roboterarm beim Holen der Zitzenbecher
zu bewegen, ist entsprechend erheblich reduziert, was zu einer sicheren
und schnelleren Befestigung der Zitzenbecher führt.
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Die 4A bis 4C zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, bei dem vier Zitzenbecher 60, 62, 64, 66 lösbar in
vertikal zueinander versetzten Anordnungen auf der Endpartie 30 angeordnet
sind.
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Jeder
der Zitzenbecher ist mit einem Strichcode 70 versehen,
um dessen Identifikation mittels einer Zitzenortungseinrichtung 32 in
Form eines Lasersensors (vgl. 3C)
zu ermöglichen.
Der Lasersensor ist von der detailliert in der WO 97/15900 beschriebenen
Art und ist weiterhin in der Lage, Strichcodes zu lesen.
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Der
Zitzenbecher 60 soll an der hinteren Zitze 20 des
Euters 18 befestigt werden. Hierzu ortet der Lasersensor 32 die
Position der Zitze 20 und stellt weiterhin die Identität des Zitzenbechers 60 fest.
Es ist wünschenswert,
dass keiner der anderen Zitzenbecher an dieser Zitze befestigt werden
darf, da es die weitere Befestigung der Zitzenbecher erschweren
würde.
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Wenn
der Zitzenbecher 60 an der Zitze 20 befestigt
worden ist, wird der Zitzenbecher von der Endpartie 30 gelöst. Der
Zitzenbecher 62 ist dann bereit für die Befestigung an der Zitze 22.
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Nach
dem Melken werden die Zitzenbecher einzeln von den entsprechenden
Zitzen entfernt und zur Endpartie 30 des Roboterarms 6 mittels
beispielsweise eines (nicht dargestellten) Zugseils zurückgeführt.
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Die
Befestigung der Zitzenbecher 60, 62, 64, 66 an
der Endpartie 30 kann beispielsweise mittels (nicht dargestellten)
Elektromagneten oder (nicht dargestellten) Vakuumdüsen erfolgen.