DE69915839T3

DE69915839T3 - Vorrichtung zum automatischen melken von tieren

Info

Publication number: DE69915839T3
Application number: DE69915839T
Authority: DE
Inventors: Uzi Birk; Thomas Nilsson; Martin Rogersson; Anders Björk
Original assignee: DeLaval Holding AB
Current assignee: DeLaval Holding AB
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2019-07-24
Also published as: EP1100314B1; SE517285C2; DE69915839D1; CA2338732C; CA2338732A1; DE69915839T2; SE9802611D0; IL140941A0; EP1100314A1; AU5660599A; SE9802611L; JP2002521009A; US6575116B1; EP1100314B2; WO2000004766A1

Description

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.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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.
Eine weitere Vorrichtung dieser Art ist in der DE 4113700 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.
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.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Tierbox, die mit einem Melkroboter ausgerüstet ist.
2 zeigt eine erste Anordnung.
3A bis 3C zeigt eine zweite Anordnung.
4A bis 4C zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 gerade 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.
Eine weitere Bilderfassungsvorrichtung 28 kann auf der gegenüberliegenden Seite der Box 2 zur Beobachtung mindestens des Euters 18 von dieser Seite aus angeordnet werden.
3A zeigt eine zweite Anordnung, 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.
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.
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.
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.
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.
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.
Dieser Vorgang wird wiederholt, bis alle Zitzenbecher an den entsprechenden Zitzen befestigt worden sind.
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.
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.
Die 4A bis 4C zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem vier Zitzenbecher 60, 62, 64, 66 lösbar in vertikal zueinander versetzten Anordnungen auf der Endpartie 30 angeordnet sind. 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.
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.
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.
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.
Die Befestigung der Zitzenbecher 60, 62, 64, 66 an der Endpartie 30 erfolgt mittels (nicht dargestellten) Elektromagneten.

Claims

Vorrichtung zum automatischen Melken eines Tiers, mit einer Mehrzahl von Zitzenbechern (60, 62, 64, 66), die jeweils ein Zitzeneintrittsende (17a) aufweisen, und mit einem beweglichen Arm (6), um die Zitzenbecher zu einer Zitze des zu melkenden Tieres zu bewegen und daran zu befestigen, wobei das Zitzeneintrittsende (17a) mindestens eines der Zitzenbecher während der Bewegung in Richtung der Zitze mittels des beweglichen Arms (6) bezüglich des Arms (6) auf einem Niveau gehalten wird, das sich von dem eines Zitzeneintrittsendes (17a) eines weiteren Zitzenbechers unterscheidet, wenn dieser bezüglich des beweglichen Arms gehalten wird, wobei a) der bewegliche Arm (6) eine Endpartie (30) zum Halten einer Mehrzahl von Zitzenbechern (60, 62, 64, 66) aufweist, wobei der Zitzenbecher auf einem Niveau gehalten wird, das sich von dem eines weiteren von der Endpartie (30) gehaltenen Zitzenbechers unterscheidet, b) der mindestens eine Zitzenbecher (60) und der weitere Zitzenbecher (62, 64, 66) so zum Zusammenwirken mit einem Befestigungsmittel der Endpartie (30) angeordnet sind, dass sie bezüglich der Endpartie auf verschiedenen Niveaus gehalten werden und c) das Verbindungsmittel Elektromagnete zur Befestigung der Zitzenbecher an der Endpartie aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zitzenbecher (60) und der weitere Zitzenbecher (62, 64, 66) unabhängig voneinander von der Endpartie (30) weg bewegbar sind.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zitzenbecher und der bewegliche Arm eine Identifizierungseinrichtung (32, 70) aufweisen, die eine Identifizierung des mindestens einen Zitzenbechers erlaubt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zitzenbecher mit einem Strichcode (70) und der bewegliche Arm mit einem Laserlesegerät (32) zum Lesen des Strichcodes (70) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zitzeneintrittsende (17a) des mindestens einen Zitzenbechers in einer vertikalen Ebene betrachtet sich auf einem höheren Niveau befindet als das Zitzeneintrittsende eines weiteren Zitzenbechers.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Arm ein Roboterarm (6) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm mit einem Lasersensor (32) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lasersensor (32) einen Lasersender zur Bildung einer Linie, wie beispielsweise einen Scannerlaserstrahl oder eine stabile oder scannende Laserebene, sowie einen Laserempfänger, wie beispielsweise eine Bilderfassungsvorrichtung, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lasersensor (32) zum Lesen von Strichcodes (70) bestimmt ist.