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TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer tierbezogenen Handlung,
mit Antriebsmitteln zur Bewegung einer tierbezogenen Vorrichtung
zwischen einer Aktivstellung zum Betrieb in einer Tierbox und einer
Inaktivstellung, die sich im Wesentlichen außerhalb der Box befindet, und
mit einer Schutzeinrichtung.
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Eine
derartige Schutzvorrichtung ist aus der EP-A-0 717 926 bekannt.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Schutzvorrichtung der EP-A-0 717 926 wird zusammen mit einer automatischen,
tierbezogenen Maschine mit einem Roboterarm verwendet, der bei einer
tierbezogenen Aktivität
in die Tierbox in einen Bereich unterhalb des Euters eines sich
darin befindlichen Tiers bewegt wird. In seiner Inaktivstellung ist
der Roboterarm außerhalb
der Tierbox in einem Bereich angeordnet, der für eine Bedienperson zugänglich und
bestimmt ist. Die Veröffentlichung
betrifft die Gefahrenverhütung
für Bedienpersonen, wenn
sich der Roboterarm plötzlich
aktiviert, wenn eine unvorsichtige Bedienperson zu nah ist. Die
Vorrichtung ist daher mit einer Schutzreinrichtung versehen, die
verhindert, dass sich eine Person dem Roboterarm zu sehr nähert.
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Das
Sicherheitsproblem, mit dem sich die vorliegende Erfindung befasst,
ist demgegenüber
vor allem auf die Sicherheit des Tiers gerichtet, danach auf hygienischen
Schutz und letztlich auf die Sicherheit der Geräte. Der Betrieb einer tierbezogenen
Vorrichtung umfasst das Eintreten eines Tiers in einen umschlossen
Bereich, wonach tierbezogene Geräte aktiviert
werden. Die tierbezogene Handlung oder Aktivität kann unterschiedliche Behandlungen
umfassen, wobei eine der häufigsten
das Melken von Milchtieren betrifft; der Begriff deckt jedoch auch
andere Handlungen ab, die sich auf das Melken beziehen, beispielsweise
das Reinigen von Eutern und Zitzen, oder nicht darauf bezogene Handlungen,
beispielsweise unterschiedliche Pflegehandlungen. Ein Tier begibt
sich selbst oder wird verbracht in einen umschlossenen Raum, wie
beispielsweise eine Tierbox, um eine tierbezogene Handlung durch
zu führen, nach
deren Durchführung
das Tier von dem tierbezogenen Gerät befreit wird, welches dann
soweit entfernt wird, dass das Tier den umschlossenen Raum verlassen
kann.
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Die
Handhabung kann vollautomatisch, halbautomatisch oder manuell in
dem Sinn sein, beispielsweise im Falle einer Melkhandlung, dass
die Zitzenbecher umfassende Maschinerie durch eine Bedienperson
angewandt und entfernt wird. In allen Fällen wird die tierbezogene
Handlung ohne oder mit geringer menschlicher Überwachung durchgeführt. Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe betrifft das, was stattfindet
oder stattfinden kann, wenn der Vorgang vorzeitig abgebrochen wird.
Ein Beispiel hierfür
ist, dass das Vakuum der Zitzenbecher in Melkgeräten versagt oder gestört wird,
in welchem Fall die durch das Vakuum festgehaltenen Zitzenbecher
abfallen werden. Da das Tier den umschlossenen Bereich nun verlassen
will, besteht die Gefahr, dass es durch das in dem umschlossenen
Bereich verbleibende Gerät
gefährdet
wird. Um das Tier nicht zu stören
oder gar zu verletzen, wäre
es daher wünschenswert
sicher zu stellen, dass das tierbezogene Gerät nicht störend in dem umschlossenen Bereich verbleibt.
Weiterhin kann ein auf den Boden fallender Zitzenbecher beim Herunterfallen
auf den Boden verunreinigt werden und die Verunreinigungen in die Milch
bringen. Zum dritten besteht die Gefahr, dass das Gerät oder ein
Teil davon durch das Tier beschädigt
wird.
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Auch
in dem Fall, wenn eine Bedienperson eine tierbezogene Handlung in
deren Verlauf unterbrechen möchte,
sollte ein Hinterlassen von störenden
Zubehörteilen
in dem umschlossenen Bereich aus Gründen der Tiersicherheit und
des Tierwohlbefindens sowie anderer Gründe vermieden werden.
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Diese
Probleme können
insbesondere in vollständig
automatisierten, tierbezogenen Geräten auftreten, da der Grad
der menschlichen Anwesenheit dann minimal ist, und gleichzeitig
die Geräte komplexer
und teurer sind und vor Beschädigungen durch
das Tier geschützt
werden sollten, das sich von einer nicht mehr melkenden, tierbezogenen
Maschine befreien will. Weiterhin sind auch hygienische Probleme
involviert. Das Unterbrechen des Vakuums während einer tierbezogenen Handlung
kann zu einem Abfallen der Zitzenbecher führen, die dann auf den Boden
gelangen und Verunreinigungen aufsammeln. Weiterhin kann Milch auf
den Boden gelangen, was sehr unhygienisch ist.
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Selbst
wenn das Gerät
manuell oder halbautomatisch betätigt
wird, kann die Unterbrechung des Vakuums plötzlich stattfinden und die
Bedienperson nicht ganz aufmerksam oder auf andere Weise abgelenkt
sein, so dass die Zitzenbecher auf den Boden fallen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
genannte Aufgabe sowie weitere Aufgaben werden gemäß der vorliegenden
Erfindung gelöst
durch eine Vorrichtung zur Durchführung einer tierbezogenen Handlung,
mit tierbezogenen Geräten,
die Antriebsmittel zur Bewegung einer tierbezogenen Vorrichtung
zwischen einer Aktivstellung zum Betrieb in einer Tierbox und einer
Inaktivstellung, die sich im Wesentlichen außerhalb der Box befindet, sowie
eine Schutzeinrichtung aufweisen, derart, dass die Schutzeinrichtung
eine Unterbrechervorrichtung aufweist, die einen derart aktivierbaren
Zustand aufweist, dass bei jedem Unterbrechungsfall zuerst das Antriebsmittel
aktiviert wird, um die tierbezogene Vorrichtung in ihre Inaktivstellung
zu bewegen, und erst dann das Antriebsmittel abgeschaltet wird.
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Wenn
daher eine Fehlfunktion auftritt, einschließlich einer Unterbrechung der
Stromversorgung oder einer Unterbrechung durch die Bedienperson,
wird das Gerät
immer zunächst
aus dem Weg gebracht, bevor es abschaltet.
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Die
Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise eine Zeitschalteinrichtung
zur andauernden Energieversorgung für eine vorbestimmte Zeitdauer
bei einem Unterbrechungsfall aufweisen, um die tierbezogene Vorrichtung
in die Inaktivstellung bewegen zu können.
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Dieses
im Wesentlichen vorbestimmte Zeitintervall kann etwa 2–6 Sekunden
betragen. Derartige Zeitschalteinrichtungen, die vorzugsweise selbst im
Falle eines Computer basierten Steuersystems als Hardware anstatt
als Software ausgebildet sind (aufgrund von Sicherheitsvorschriften),
ermöglichen es
dem System, einen Unterbrechungsvorgang in zwei Schritten vorzunehmen,
wenn eine Unterbrechung provoziert wird.
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Die
Antriebsmittel zur Bewegung der tierbezogenen Vorrichtungen können vorteilhaft
eine durch eine pneumatische Energiequelle gespeiste Pneumatikeinrichtung
sein. Die Steuerung von Ventilen usw. kann jedoch durch elektromechanische
Mittel durchgeführt
werden. Insbesondere ist dies von Vorteil, wenn Melken ein durch
die Vorrichtung ermöglichter
Vorgang ist, da eine Melkvorrichtung ohnehin eine Vakuumquelle erfordert.
Es ist dann sehr zweckmäßig, wenn
die Vorrichtung eine pneumatische Speicherquelle, die zur Bewegung
der tierbezogenen Vorrichtung in die Inaktivstellung aktivierbar
ist, aufweist, falls die pneumatische Energiequelle deaktiviert
wird. Der Verlust des Vakuums wäre
ansonsten für
Tier und Mensch sehr frustrierend.
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Die
Antriebsmittel zur Bewegung der tierbezogenen Vorrichtung können jedoch
auch durch eine elektrische Quelle gespeist werden, entweder über das
Stromnetz oder durch eine andere Quelle. Beispielsweise sind Schrittmotoren
manchmal sehr vorteilhaft für
Steuerzwecke, zum Beispiel für
einen Roboter. In diesem Fall ist eine Reserveenergiequelle von
Vorteil, wie bei spielsweise eine Federeinrichtung zum Zurückbringen
der tierbezogenen Vorrichtung in ihre Inaktivstellung im Falle einer
Unterbrechung der Stromversorgung von der elektrischen Quelle. Unterschiedliche
Arten von Federeinrichtungen sind denkbar, wie beispielsweise Schraubenfedern
an Roboterarmen für
lineare Bewegungen, oder Federgehäuse mit Spiralfedern, wenn
Drehbewegungen erforderlich sind. Es ist auch möglich, eine Batterieeinrichtung
vorzusehen, für
den Fall, dass ein Ausfall einer Netzelektrizitätsquelle einen Unterbrechungsfall
verursacht hat.
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Wenn
die tierbezogene Handlung auch das Melken umfasst, können Zitzenbecher
der tierbezogenen Vorrichtung individuell montiert sein, um diese individuell
anzusetzen und zurück
zu holen. Die Zitzenbecher können
von der von Hand ansetzbaren Art sein, oder sie können durch
einen Roboterarm angesetzt werden. Es ist dann von großem Vorteil,
wenn jeder Zitzenbecher mit eigenen Leitungsmitteln versehen ist,
die ihn mit weiteren, außerhalb
der Tierbox angeordneten, tierbezogenen Geräten verbinden, und mit individuellen
Rückzieheinrichtungen,
die durch die Antriebseinrichtung für ein seitliches Zurückziehen
eines verbundenen Zitzenbechers angetrieben werden, wobei das Zurückziehen
hinreichend schnell geschieht, um ein Auftreffen des Zitzenbechers
auf den Boden zu verhindern. Gemäß einer vorteilhaften
Ausführungsform
können
die Zitzenbecher dann, im Augenblick des Zurückziehens, einer kurzen Saugwirkung über die
Leitungsmittel ausgesetzt werden, um eine gewisse sich im Zitzenbecher befindliche
Milchmenge zu verarbeiten und ihr Ausschütten auf den Boden zu vermeiden.
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Die
tierbezogene Vorrichtung umfasst eine Zitzenreinigungseinrichtung
oder eine Zitzennachbehandlungseinrichtung oder einen Zitzenbecher
zum Melken eines Tieres. Somit besteht unabhängig von der Art der durchgeführten tierbezogenen
Handlung immer das gleiche Problem, ein Tier in der Tierbox zusammen
mit einer mehr oder weniger sperrigen, inaktiven und peinlichen
Vorrichtung gefangen zu halten. Das Tier kann verstört und sogar
verletzt werden, und die Vorrichtung kann beschädigt werden.
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Wenn
die Vorrichtung Zitzenbecher umfasst, können diese individuell montiert
sein, um sie individuell anzusetzen und zurückzuziehen. Bei manuellem Melken
mit einer Maschine sind die Zitzenbecher dann an einem Kopf befestigt,
der seinerseits mit Geräten
außerhalb
der Tierbox verbunden ist. Es ist von Vorteil, wenn die Zitzenbecher
automatisch zurückgezogen
werden können,
wenn die Antriebskraft ausfällt.
Insbesondere, wenn viele Tiere gleichzeitig gemolken werden unter
der Überwachung
von einer oder sehr wenigen Bedienpersonen ist der Vorteil offensichtlich.
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Das
gleiche gilt auch für
halbautomatische und automatische Melkvorrichtungen. Die Zitzenbecher
sollten durch eine Rückholeinrichtung
zurückgezogen
werden. Die Rückzieheinrichtung
kann für
jeden Zitzenbecher gesondert bestehen, wenn jeder Zitzenbecher eine
eigene Verbindungsleitung aufweist; wenn sie jedoch mit einem nahen
Kopf verbunden sind und eine gemeinsame Verbindungsleitung zu der
tierbezogenen Vorrichtung außerhalb
der Tierbox gegeben ist, kann das Zurückziehen durch eine gemeinsame
Rückzieheinrichtung
erfolgen. Der Kopf kann manchmal mit einem Roboterarm verbunden sein,
dessen Rückziehen
die gewünschte
Funktion ausführt.
Die Rückzieheinrichtung
sollte das Zurückziehen
hinreichend schnell ausführen,
um zu verhindern, dass ein Zitzenbecher auf den Boden fällt und verschmutzt
wird.
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Die
tierbezogene Vorrichtung kann einen zurückziehbaren Roboterarm umfassen.
Dies ist der Fall sowohl wenn der Arm als Roboterarm, der die Zitzenbecher
beim Ansetzen einzeln handhabt, als auch wenn die Zitzenbecher mit
möglicherweise
kurzen Leitungen am Roboterarm befestigt sind und die Entfernung
der Zitzenbecher erfolgt, wenn der Roboterarm von seiner Stellung
unterhalb des Euters des Tiers zurückgezogen wird. Durch dieses
erfindungsgemäße Mittel
wird sichergestellt, dass unabhängig von
der Natur und dem Grund der Unterbrechung der tierbezogenen Handlung
der Arm aus der Tierbox gezogen wird.
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Die
Unterbrechungen können
unterschiedlicher Art sein. Ein beispielhafter Fall ist, wenn eine Bedienperson
aus irgendwelchen Gründen
meint, dass der Vorgang sofort unterbrochen werden muss. Das Tier
kann Geräusche
der Unzufriedenheit machen, deren Gründe untersucht werden müssen. Ein weiterer
ist die Unterbrechung der Netzversorgung.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ZEICHNUNG
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren anhand eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die tierbezogene Handlung das Melken ist und zeigt das allgemeine
Umfeld für
eine beispielhafte Robotermelkvorrichtung.
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3 zeigt
ein Detail einer Zitzenbecherrückholeinrichtung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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1 zeigt
ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Durchführung einer tierbezogenen Handlung
in einer automatischen Ausführung.
Die tierbezogene Handlung kann eine von mehreren möglichen
durchzuführenden
Handlungen sein, wie beispielsweise das Pflegen eines Tiers, das
Reinigen seiner Zitzen vor dem Melken, das Melken usw. Die tierbezogene
Vorrichtung wird durch eine Antriebseinrichtung 2 angetrieben,
die durch einen Computer 3 gesteuert und von einer Energiequelle 4 mit
Leistung versorgt wird. Beim Durchführen ihrer üblichen Aufgaben kann es vorkommen,
dass die Funktion gestört
wird, entweder vorsätzlich,
weil eine Bedienperson einen Unterbrecherknopf 5 betätigt, oder
aus anderen Gründen,
beispielsweise weil der Computer eine Situation feststellt, die
eine entsprechende Handlung erfordert. Der Computer kann Zugang
zu Sensorsignalen eines Sensors 5' haben, der als Unterbrechereinrichtung
wirkt und einen wichtigen Umgebungs zustand erfasst. Ein derartiger
Zustand kann sein, dass ein Tier, das von der tierbezogenen Vorrichtung
bedient wird, ein Geräusch
des Unwohlseins von sich gibt. Ein anderer kann der Ausfall der
Energiequelle sein, in welchem Fall eine Reserveenergiequelle, möglicherweise
geringer Kapazität,
eine Befreiungsaktion durchführen
muss.
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Gemäß der Erfindung
wird der Computer daher jedes Mal, wenn eine derartige Unterbrechung auftritt,
die Antriebseinrichtung zu einer Bewegung in eine Inaktivstellung
der tierbezogenen Vorrichtung zwingen.
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In 2 wird
die Erfindung durch einen Melkvorgang als tierbezogene Handlung
beispielhaft dargestellt, wobei das Tier eine Kuh ist. In der Tierbox befindet
sich eine Kuh 9, die mittels eines Zitzenbechers 10,
der über
eine Leitungseinrichtung 11 und 11' mit Melkgeräten bekannter Art verbunden
ist, gemolken wird. Die Leitungseinrichtung umfasst Leitungen für die Milch
und zum Beaufschlagen des Zitzenbechers 10 mit einem Vakuum.
Obwohl aus Gründen der
besseren Übersichtlichkeit
nur ein Zitzenbecher dargestellt ist, beträgt die Anzahl der Zitzenbecher
für eine
Kuh normalerweise vier (und für
einige Milchtiere nur zwei). Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Zitzenbecher 10 mittels
eines Roboterarms 20, 21 angesetzt, mit einer
Partie 21, die in die Tierbox 8 ragt.
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Wenn
die Energieversorgung aus irgendeinem Grund ausfällt, kann das Vakuum verloren
gehen. Wenn dies auftritt, werden die Zitzenbecher abfallen, außer wenn
die Kuh sehr dicke Zitzen aufweist, in welchem Fall die Kuh sich
dennoch befreien will, da kein weiteres Melken stattfindet. Die
Zitzenbecher laufen daher Gefahr abzufallen und auf dem Boden zu
landen und verschmutzt zu werden. Die Erfindung sollte dies verhindern,
indem sie dafür
sorgt, dass die Zitzenbecher, die hier einen Teil der tierbezogenen
Vorrichtung bilden, entfernt werden. Dies wird auf die folgende
Art bewerkstelligt.
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Wenn
der Computer 3 (1) feststellt, dass der Vorgang
unterbrochen werden sollte, werden die Antriebsmittel 2 aktiviert,
um die Zitzenbecher 10 zurückzuziehen. Dies geschieht
dadurch, dass die Leitungseinrichtung 11 schnell genug
zurückgezogen wird,
um die Zitzenbecher nicht auf den Boden fallen zu lassen. Dies erfolgt
durch ein Heraufziehen der Rolle 14, über die die Leitungseinrichtung 11 gelegt und
bei 13 fixiert ist. Führungsmittel 12 in
Form von zwei Rollen stabilisieren das Aufrollen. Die Rolle 14 wird
durch ein Zugseil 15 heraufgezogen, das über eine
feste Rolle 17 zu einem Vakuum betätigten Zylinder 16 geführt ist.
In 3 ist eine abgewandelte Form der Vorrichtung dargestellt,
die sich dadurch unterscheidet, dass an Stelle des Pneumatikzylinders 16 der 2 ein
pneumatisch antreibbarer Motor vorgesehen ist, der das Zugseil 15 aufrollt.
Die Rolle 14 wird somit in ihrer oberen Stellung eine Länge der
Leitungseinrichtung 11 eingezogen haben, die dem Doppelten
des Höhenunterschieds
der Rolle 14 entspricht.
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Bevorzugt
wird beim Zurückziehen
des Zitzenbechers auch ein Saugvorgang einiger Kraft in dem Milchleitungsteil
der Leitungseinrichtung 11 in dem Moment durchgeführt, in
dem die Zitzenbecher von den Zitzen losgezogen werden. Das Risiko
eines Verschüttens
von Milch ist stark reduziert, was ein großer Vorteil ist, da Milch für eine bakterielle
Infektion sehr anfällig
ist, und tatsächlich
schlimmer als Dung für
eine Infektion von Milch ist.
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Das
obige Beispiel betrifft automatisches und halbautomatisches Melken,
jedoch ist klar, dass das gleiche Problem auch besteht, wenn die
eingeschlossenen Tiere manuell mittels Melkmaschinen gemolken werden,
manuell in dem Sinne, dass die Zitzenbecher einzeln manuell angesetzt
werden und normalerweise auch manuell durch eine Bedienperson entfernt
werden, die möglicherweise
viele Tiere gleichzeitig bedient. In diesem Fall kann es auch vorkommen,
dass die Geräte
anhalten, und wenn eine derartige Unterbrechung auftritt, wird sie üblicherweise
alle zu melkende Tiere betreffen. Eine erfindungsgemäße Schutzeinrichtung
zu haben, um die tierbezogene Vorrichtung in Form von Zitzenbechern
zurückzuziehen,
die üblicherweise mit
einer Sammelvorrichtung verbunden sind, die mit Leitungseinrichtungen
verbunden sind, die mit zugehörigen
Geräten verbunden
sind, um sie aus dem umschlossen Raum zu entfernen, ist ein Vorteil
selbst bei dem vollständig manuellen
Fall.
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Die
tierbezogene Vorrichtung kann auch eine andere als Melkgeräte sein,
zum Beispiel eine Pflege- oder Reinigungsvorrichtung.
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Wenn
sich ein Roboterarm 21 im Augenblick einer Unterbrechung
innerhalb des umschlossenen Bereichs 8 befindet, sollte
dieser auch zurückgezogen
werden. In einigen Fällen
sind die Zitzenbecher fest mit dem Roboterarmende, das in den umschlossenen
Raum 8 eingeführt
ist, verbunden. Das Zurückziehen
der Zitzenbecher erfolgt dann über
das Zurückziehen
des Roboterarms (nicht dargestellt). Auch in diesem Fall ist es
bevorzugt, einen Saugvorgang einzuleiten, wenn die Zitzenbecher
befreit werden, um ein Verschütten
von Milch zu verhindern.
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Obwohl
die Erfindung am Beispiel einer zu melkenden Kuh dargestellt wurde,
ist klar, dass die Erfindung weder auf das Melken beschränkt ist,
noch auf Kühe,
da es andere Milchtiere wie Ziegen, Schafe, Yaks, Pferde, Büffel gibt,
deren Milch durch den Menschen verwendet wird.