ITMI960169A1 - Dispositivo e procedimento di movimentazione ed attacco di tazze prendicapezzoli per stazioni robotizzate di mungitura - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

DISPOSITIVO E PROCEDIMENTO DI MOVIMENTAZIONE ED ATTACCO DI TAZZE PRENDICAPEZZOLI PER STAZIONI ROBOTIZZATE DI MUNGITURA

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di movimentazione ed attacco di tazze prendicapezzoli per stazioni robotizzate di mungitura del tipo comprendente: un supporto di base impegnabile ad un braccio robotizzato; almeno una tazza prendicapezzoli operativamente impegnabile ad un capezzolo di un animale da mungere; mezzi di elevazione operanti sulla tazza prendicapezzoli per traslarla secondo una predeterminata direzione di movimentazione fra una condizione di riposo in cui risulta avvicinata al supporto di base ed una condizione di elevazione in cui risulta sollevata dal supporto di base stesso; mezzi di connessione operativamente interposti fra detto supporto di base e detta tazza prendicapezzoli per mantenere quest'ultima oscillabilmente vincolata rispetto al supporto di base nella condizione di elevazione; mezzi di richiamo per riposizione la tazza prendicapezzoli nella condizione di riposo.

Forma oggetto dell'invenzione anche un procedimento di movimentazione ed attacco di tazze di mungitura attuato dal suddetto dispositivo.

Come è noto, alcuni tipi di stazioni robotizzate di mungitura prevedono una testa o gruppo di mungitura dotata di un sistema di localizzazione dei capezzoli montato su un supporto di base a cui sono operativamente connesse quattro tazze prendicapezzoli, disposte in quadrilatero.

La testa di mungitura è impegnata ad un braccio robotizzato che, avvalendosi delle informazioni ricevute dal sistema di localizzazione dei capezzoli, porta in successione ogni tazza in allineamento verticale al di sotto di ogni singolo capezzolo. La manovra di attacco ai capezzoli è eseguita da mezzi di elevazione, costituiti ad esempio da uno o più attuatori lineari di tipo pneumatico, che sollevano in successione verticalmente ciascuna tazza fino all’inserimento del capezzolo nell'imboccatura della guaina di cui la tazza stessa è dotata.

Dopo l'attacco, durante la fase di mungitura, la tazza prendicapezzolo deve potersi muovere rispetto al supporto di base sia per adattarsi alla conformazione della mammella, sia per assecondare i movimenti che l'animale inevitabilmente compie, benché si trovi rinchiuso in un recinto di mungitura di ridotte dimensioni.

A tale scopo una prima soluzione nota prevede cinematismi di collegamento delle tazze al supporto di base costituiti, ad esempio, da quadrilateri articolati e da supporti elastici che permettono movimenti verticali e laterali.

Tuttavia, questa soluzione costruttiva, oltre a non consentire una soddisfacente libertà di movimento della tazza prendicapezzolo, presenta diversi problemi di peso ed ingombro, nonché di complessità e costi realizzativi.

Una seconda soluzione realizzativa nota prevede essenzialmente che, in fase di mungitura, ogni tazza rimanga impegnata al supporto di base mediante un elemento flessibile, generalmente costituito da un cavetto in metallo o in materiale sintetico.

I cavetti flessibili sopra citati, opportunamente collegati a rispettivi cilindri fluidodinamici montati sotto il supporto di base, svolgono anche la funzione di recupero delle tazze, ossia di richiamo di queste verso il supporto di base a mungitura ultimata, a seguito dell'azionamento dei cilindri fluidodinamici stessi. La trazione esercitata sui cavetti flessibili, a recupero ultimato, trattiene le tazze entro apposite sedi ricavate sul supporto di base.

Tale soluzione realizzativa nota, pur consentendo una totale libertà di adattamento alla mammella delle tazze prendicapezzoli , presenta tuttavia un grave limite, rappresentato dalla necessità di predisporre un attuatore fluidodinamico per ogni elemento flessibile di connessione. La testa di mungitura presenta perciò un peso ed un ingombro rilevanti che ne rendono più impegnativa la manipolazione da parte del braccio robotizzato nel limitato spazio di manovra disponibile sotto l'animale. Inoltre la presenza degli attuatori di comando degli elementi flessibili accresce i costi e la complessità costruttiva della testa di mungitura riducendone conseguentemente anche l'affidabilità. In questa situazione il compito tecnico posto alla base della presente invenzione è ideare un dispositivo di movimentazione ed attacco di tazze prendicapezzoli in grado di ovviare sostanzialmente agli inconvenienti citati.

Nell'ambito di detto compito tecnico è un importante scopo dell'invenzione ideare un dispositivo di movimentazione ed attacco che, oltre a consentire un'elevata mobilità alle tazze prendicapezzoli in fase di mungitura, permetta di limitare al massimo l'ingombro, il peso, la complessità costruttiva ed i costi della testa di mungitura di cui il dispositivo stesso fa parte.

Questi scopi ed altri ancora, che meglio appariranno nel corso della presente descrizione, sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo di movimentazione ed attacco di tazze prendicapezzoli per stazioni robotizzate di mungitura che si caratterizza per il fatto che detti mezzi di connessione comprendono almeno un elemento astiforme impegnante scorrevolmente la tazza di mungitura e presentante un'estremità inferiore vincolata oscillabilmente ad uno snodo solidale a detto supporto di base, detti mezzi di richiamo agendo sull'elemento astiforme per orientarlo parallelamente a detta direzione di movimentazione quando la tazza prendicapezzoli deve essere riportata nella condizione di riposo.

In accordo con la presente invenzione, tale dispositivo attua un procedimento di movimentazione e di attacco di tazze prendicapezzoli per stazioni robotizzate di mungitura, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: predisporre una tazza prendicapezzoli in relazione d'impegno con un elemento astiforme oscillabilmente vincolato ad un supporto di base; muovere il supporto di base per posizionare la tazza coassialmente ad un capezzolo di un animale da mungere; traslare detta tazza parallelamente al proprio asse secondo una predeterminata direzione di movimentazione per portarla da una condizione di riposo verso una condizione di elevazione; impegnare la tazza al capezzolo lasciandola vincolata all'elemento astiforme; orientare l'elemento astiforme parallelamente alla direzione di movimentazione; traslare la tazza lungo l'elemento astiforme per riportarla nella condizione di riposo.

Viene ora riportata, a titolo di esempio indicativo e non limitativo, la descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva di un dispositivo e di un procedimento di movimentazione ed attacco di tazze prendicapezzoli per stazioni robotizzate di mungitura secondo l'invenzione, illustrata negli uniti disegni nei quali:

- la fig. 1 mostra in pianta una testa di mungitura di cui fa parte il dispositivo secondo l'invenzione;

la fig. 2 evidenzia in alzato frontale un dispositivo secondo l'invenzione associato ad una corrispettiva tazza prendicapezzoli facente parte della testa di mungitura;

- le figg. 3, 4, e 5, rappresentano successive fasi operative del dispositivo di fig. 2.

Con riferimento alle figure citate, il dispositivo secondo l'invenzione è globalmente indicato con il numero 1.

Esso è inserito in una testa di mungitura 2 dotata di un sistema di localizzazione dei capezzoli 3, di tipo convenzionale e di per sè noto.

La testa di mungitura 2 comprende un supporto di base 4 impegnato terminalmente ad un braccio robotizzato 4a di per sè noto, e portante una o più cosiddette tazze prendicapezzoli 5. Più in particolare, sono previste quattro tazze prendicapezzoli 5, disposte in quadrilatero, come chiaramente visibile in figura 1, ed associate ciascuna ad un rispettivo dispositivo di movimentazione ed attacco 1.

Ogni tazza 5 è sollevabile in successione rispetto al supporto di base 4 su comando di mezzi di elevazione, complessivamente indicati con 7, che si prestano a traslare la tazza stessa secondo una predeterminata direzione di movimentazione "Y" preferebilmente verticale e parallela all'asse della tazza stessa, fra una condizione di riposo in cui risulta avvicinata al supporto di base 4, come da figura 2, ed una condizione di elevazione in cui risulta sollevata dal supporto di base stesso, come da figura 3, per impegnare operativamente, in modo di per sè noto, un capezzolo 6 dell'animale da mungere .

Preferibilmente, i mezzi di elevazione 7 comprendono a tale fine almeno un attuatore lineare 8, vantaggiosamente di tipo pneumatico, operante su un corpo di sostegno 9 conformato sostanzialmente a piattello. Preferibilmente il corpo o piattello di sostegno 9 si presta ad impegnare la corrispettiva tazza 5 in corrispondenza di una sede d'appoggio 9a presentante configurazione sostanzialmente conica, controsagomata ad una porzione inferiore 5a della tazza 5. Quest’ultima è fissabile alla sede di appoggio 9a mediante idonei mezzi di bloccaggio 10 associati al corpo di sostegno 9 ed azionabili selettivamente per trattenere la tazza su quest'ultimo. Questi mezzi di bloccaggio 10 possono essere ad esempio di tipo magnetico, elettromagnetico o, come nell'esempio illustrato, possono prevedere almeno un elemento di aggancio 10 oscillabilmente imperniato al corpo di sostegno 9 e mobile selettivamente fra una posizione di presa in cui, come da fig. 2, agisce su una sede d'aggancio IOa predisposta sulla tazza 5 per trattenerla sul corpo d'appoggio stesso, ed una posizione di rilascio in cui, come da fig. 4, risulta svincolato dalla sede d'aggancio IOa. L'attivazione dell'elemento d'aggancio IO può essere ad esempio ottenuta da un rispettivo attuatore vincolato al corpo di supporto 9, non rappresentato in quanto di per sè noto.

Il dispositivo 1 comprende inoltre mezzi di connessione 11 operativamente interposti fra il corpo di base 4 e la corrispettiva tazza di mungitura 5 per mantenere quest'ultima oscillabilmente vincolata rispetto al supporto di base stesso nella condizione di elevazione, in modo da conferire alla tazza stessa, in fase di mungitura, un'adeguata mobilità atta ad assecondare eventuali movimenti compiuti dall'animale, nonché ad adeguare la posizione della tazza 5 alla conformazione della mammella.

Tali mezzi di connessione 11 comprendono almeno un elemento astiforme 12 di lunghezza almeno pari alla corsa dell'attuatore 8, e presentante una estremità inferiore 12a vincolata oscillabilmente ad uno snodo 13 ed una estremità superiore 12b libera e dotata di un'espansione di fermo 12c. Lo snodo 13, a sua volta, è solidale al supporto di base 4 per interposizione di un elemento di attacco 14 in grado di posizionare lo stesso snodo 13 sostanzialmente al dì sopra del corpo di sostegno 9 quando disposto in posizione abbassata.

L'elemento astiforne 12 impegna scorrevolmente la tazza di mungitura 5 tramite interposizione di almeno un elemento anulare 15 oscillabilmente imperniato alla tazza stessa e scorrevolmente guidato lungo l’elemento astiforme 12. In una soluzione preferenziale, l'elemento anulare 15 è imperniato, mediante un perno 15a, alla porzione inferiore della tazza 5 con possibilità di oscillazione secondo una predeterminata escursione angolare, attorno ad un asse trasversale rispetto all'asse della tazza stessa. Idonei arresti meccanici, costituiti ad esempio da una spina guidata in una scanalatura, possono essere inoltre interposti fra l'elemento anulare 15 e l'elemento astiforme 12 per inibire o quanto meno limitare adeguatamente la libertà di rotazione di quest'ultimo attorno all'asse dell'asta stessa.

Un analogo sistema può essere adottato nello snodo sferico 13, al fine di inibire la rotazione dell'elemento astiforme 12 attorno al proprio asse. Nell'esempio illustrato, lo snodo 13 è di tipo sferico, ma può essere ad esempio costituito da un elemento snodato di altro tipo, per esempio di tipo cardanico.

Il dispositivo 1 comprende inoltre mezzi di richiamo atti ad intervenire a mungitura ultimata per riposizionare la tazza 5 nella condizione di riposo. Vantaggiosamente, tali mezzi di richiamo si prestano ad agire sull’elemento astiforme 12 per orientarlo parallelamente alla direzione di movimentazione Y quanto la tazza 5 deve essere riportata nella condizione di riposo, in modo che quest'ultima possa riallinearsi correttamente rispetto alla direzione di movimentazione Y così da inserire correttamente la propria estremità inferiore 5a in posizione centrata nella sede 9a del corpo di supporto 9. A tal fine, questi mezzi di riposizionamento prevedono essenzialmente che in una porzione di interconnessione 16 del corpo di sostegno 9 all 'attuatore lineare 8 sia ricavata almeno una sede passante di scorrimento 17 sostanzialmente coassiale allo snodo 13. Quest'ultimo, quando il piattello 9 è in posizione abbassata, risulta superiormente disposto rispetto alla sede di scorrimento 17. La porzione di interconnessione 16 è traslabile unitamente al corpo di sostegno 9 su comando dell 'attuatore 8, in modo tale per cui, nella posizione abbassata, risulta sostanzialmente interposta fra il supporto di base 4 e lo snodo stesso, mentre quando viene sollevata dal supporto 4 si impegna scorrevolmente lungo l'elemento astiforme 12.

Ai fini della presente invenzione, la porzione di interconnessione 16 può essere fissata al corpo di supporto 9 in una qualunque posizione attorno alla tazza 5, anche opposta rispetto all'attuatore 8, oppure può anche essere svincolata dal corpo di supporto 9 e traslabile su comando di un attuatore indipendente da quest'ultimo, fra la posizione abbassata di interposizione fra il supporto di base 4 e lo snodo 13 e la posizione sollevata di impegno scorrevole lungo l'elemento astiforme 12.

Il funzionamento di un dispositivo di movimentazione ed attacco di tazze prendicapezzoli, sopra descritto in senso prevalentemente strutturale, è il seguente. Nella fase di avvicinamento della testa di mungitura 2 alla mammella dell’animale, il corpo di sostegno 9 è in posizione abbassata a contatto del supporto di base 4 e la tazza prendicapezzoli 5 è fissata nella sede di appoggio 9a su azione dell’elemento di bloccaggio 10 (vedere fig. 2).

In questa condizione, la tazza 5, tramite movimentazione del supporto di base 4 su comando del braccio robotizzato 4a asservito dal sistema di localizzazione 3, viene portata in allineamento con un corrispettivo capezzolo 6.

Per realizzare la fase di attacco della tazza 5 al capezzolo 6, l'attuatore lineare 8 solleva il corpo di sostegno 9 dalla posizione abbassata. In questa fase l'elemento astiforme 12 perde la sua iniziale libertà di oscillazione sullo snodo 13 ed assume sostanzialmente la caratteristica di asta incastrata nella sede passante 17 con una porzione superiore di inflessione libera che si riduce progressivamente man mano che prosegue il sollevamento del corpo di sostegno 9 fino ad annullarsi a fine corsa. Il doppio vincolo offerto dall'elemento di bloccaggio 10 e dall'elemento anulare 15 che scorre lungo l'elemento astiforme 12 garantisce il perfetto allineamento della tazza 5 sulla direzione di movimentazione Y, fino a determinare il preciso impegno del capezzolo 6, come da figura 3.

Non appena il capezzolo 6 è stato agganciato dalla tazza 5/ l'elemento di bloccaggio 10 viene disimpegnato dalla tazza 5 ed il corpo di sostegno 9 è riportato dall 'attuatore 8 in posizione abbassata. In questa posizione lo snodo 13 emerge superiormente rispetto alla porzione di interconnessione 16 del corpo di sostegno 9 e può svolgere la sua funzione di incernieramento dell'elemento astiforme 12 che riacquista così la sua completa libertà di oscillazione. Anche la tazza, vincolata all'elemento astiforme 12 tramite l'elemento di unione 15 a sua volta scorrevole su quest'ultimo ed oscillabile rispetto alla stessa tazza, può disporre in questo modo di un'ampia libertà di movimento per assecondare agevolmente la conformazione delle mammelle ed i movimenti dell'animale senza indurre eccessive sollecitazioni sul capezzolo 6 (figura 4).

Terminata la fase di mungitura, ogni singola tazza 5 viene disimpegnata dal capezzolo 6 (figura 5) per essere recuperata sollevando nuovamente il corpo di sostegno 9. L'elemento astiforme 12 è obbligato dalla sede passante 17 ad allinearsi verticalmente nella parte compresa tra quest'ultima e lo snodo 13 mentre la porzione libera dello stesso elemento astiforme si riduce progressivamente eliminando così eventuali leggere flessioni elastiche di tale porzione. Questa fase può essere resa graduale predisponendo una svasatura di invito 17a superiormente alla sede passante 17. La conicità della sede di appoggio 9a impone il completo raddrizzamento della tazza 5 che viene nuovamente fissata dall'elemento di bloccaggio 10 al corpo di sostegno 9 dopo che quest'ultimo ha raggiunto la posizione di massima elevazione.

Infine il corpo di sostegno 9, abbassandosi, riporta la corrispondente tazza 5 nella posizione iniziale di figura 2.

L'invenzione consegue importanti vantaggi.

Infatti il dispositivo secondo il trovato consente di comandare i mezzi di connessione di ogni tazza, che ne rendono possibile la mobilità in fase di mungitura, mediante lo stesso attuatore già previsto per realizzare il sollevamento della tazza stessa e il suo attacco al capezzolo.

E' così possibile limitare la complessità costruttiva, il peso, l'ingombro ed il costo dell'intera testa di mungitura prevista nelle stazioni robotizzate adibite alla mungitura totalmente automatizzata.

L'invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo .

Nella pratica attuazione del trovato i materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di movimentazione ed attacco di tazze prendicapezzoli per stazioni robotizzate di mungitura del tipo comprendente: - un supporto di base impegnabile ad un braccio robotizzato/ almeno una tazza prendicapezzoli operativamente impegnabile ad un capezzolo di un animale da mungere, mezzi di elevazione operanti sulla tazza prendicapezzoli per traslarla secondo una predeterminata direzione di movimentazione fra una condizione di riposo in cui risulta avvicinata al supporto di base ed una condizione di elevazione in cui risulta sollevata dal supporto di base stesso, mezzi di connessione operativamente interposti fra detto supporto di base e detta tazza prendicapezzoli per mantenere quest'ultima oseillabilmente vincolata rispetto al supporto di base nella condizione di elevazione, - mezzi di richiamo per riposizionare la tazza prendicapezzoli nella condizione di riposo, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di connessione comprendono almeno un elemento astiforme impegnante scorrevolmente la tazza prendicapezzoli e presentante un'estremità inferiore vincolata osci11abilmente ad uno snodo solidale a detto supporto di base, detti mezzi di richiamo agendo sull'elemento astiforme per orientarlo parallelamente a detta direzione di movimentazione quando la tazza prendicapezzoli deve essere riportata nella condizione di riposo.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di richiamo comprendono almeno una porzione di interconnessione avente una sede passante di scorrimento sostanzialmente coassiale a detto snodo, detta porzione di interconnessione essendo traslabile su comando di un attuatore fra una posizione abbassata, in cui la sede di scorrimento è sostanzialmente interposta fra il supporto di base e detto snodo, ed una posizione sollevata, in cui la sede di scorrimento è impegnata lungo detto elemento astiforme.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di elevazione comprendono almeno un attuatore fluidodinamico impegnato al supporto di base; almeno un corpo di sostegno presentante una sede di appoggio per detta tazza, detto corpo di sostegno essendo traslabile da detto attuatore tra una posizione abbassata a contatto di detto supporto ed una posizione sollevata.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di richiamo comprendono almeno una porzione di interconnessione presentata da detto corpo di sostegno ed avente una sede passante di scorrimento sostanzialmente coassiale a detto snodo, detto snodo essendo superiormente disposto rispetto alla sede di scorrimento quando il piattello è nella posizione abbassata.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre mezzi di bloccaggio associati a detto corpo di sostegno ed azionabili selettivamente per trattenere la tazza sul corpo di sostegno stesso. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detta sede di appoggio presenta configurazione sostanzialmente conica controsagomata ad una porzione inferiore di detta tazza. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detta tazza è impegnata lungo l'elemento astiforme mediante un elemento anulare oscillabilmente imperniato a detta tazza e scorrevolmente guidato lungo l'elemento astiforme stesso. 9. Procedimento di movimentazione e di attacco di tazze prendicapezzoli per stazioni robotizzate di mungitura, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: - predisporre una tazza prendicapezzoli in relazione d'impegno con un elemento astiforme oscillabilmente vincolato ad un supporto di base; muovere il supporto di base per posizionare la tazza coassialmente ad un capezzolo di un animale da mungere; - traslare detta tazza parallelamente al proprio asse secondo una predetermianta direzione di movimentazione per portarla da una condizione di riposo verso una condizione di elevazione; impegnare la tazza al capezzolo lasciandola vincolata all'elemento astiforme; - orientare l'elemento astiforme parallelamente alla direzione di movimentazione; - traslare la tazza lungo l'elemento astiforme per riportarla nella condizione di riposo. 10. Dispositivo e procedimento di movimentazione ed attacco di tazze prendicapezzoli per stazioni robotizzate di mungitura caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle nuove soluzioni tecniche descritte e/o illustrate per gli scopi specificati.