NL192559C

NL192559C - Inrichting voor het bepalen van de plaats van een speen van een uier van een dier.

Info

Publication number: NL192559C
Application number: NL8602699A
Authority: NL
Original assignee: Lely Nv C Van Der
Priority date: 1986-10-28
Filing date: 1986-10-28
Publication date: 1997-10-03
Also published as: NL192559B; NL8602699A

Description

1 192559

Inrichting voor het bepalen van de plaats van een speen van een uier van een dier

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het bepalen van de plaats van een speen van een uier van een in deze inrichting aanwezige koe, voorzien van meerdere, onderling gekoppelde en op onderlinge 5 afstand gelegen ontvangers en/of zenders, en van middelen voor het bepalen van het tijdsverloop tussen het uitzenden van een gericht signaal door een zender en het opvangen van een weerkaatst signaal door een ontvanger, teneinde de afstand van de zender/ontvanger tot de, de signalen weerkaatsende delen van het dier vast te stellen.

Een dergeiijke inrichting kan worden toegepast bij het automatisch aanbrengen van melkbekers aan de 10 spenen van een uier, waarbij elke melkbeker door middel van een robotarm naar een speen wordt verplaatst en op die speen wordt aangesloten. Daarbij is het van belang om zo nauwkeurig mogelijk de plaats van een speen vast te stellen. Omdat de speen liet steeds op dezelfde plaats blijft, doch in de praktijk op onverwachte momenten van plaats verandert, is het van belang dat een dergelijke plaatsbepaling van de speen een aantal keren herhaald wordt, met name ook tijdens het naar de speen toe bewegen van 15 de melkbeker.

Een inrichting ais in de aanhef is omschreven, is bekend uit de Europese octrooiaanvrage EP-A-0.091.892. In dat document wordt gebruik gemaakt van een robotarm die als drager voor een viertal aan de spenen van een koe te koppelen melkbekers fungeert, op welke robotarm een tweetal zenders/ontvangers aanwezig is om de positie in een vrijwel horizontaal vlak te bepalen en een tussen de melkbekers 20 geplaatste verdere sensor om de afstand in verticale richting tussen de robotarm en de uier te bepalen. Bij het bepalen van de positie van de spenen in een vrijwel horizontaal vlak doet zich het probleem voor dat vanuit de sensoren gezien de achterste spenen kunnen zijn gelegen in de schaduw van de voorste spenen, zodat hun positie slecht of in het geheel niet kan worden bepaald.

De uitvinding beoogt dit nadeel op te heffen en een positiebepaling van alle vier de spenen op efficiënte 25 en snelle wijze mogelijk te maken Overeenkomstig de uitvinding heeft de inrichting, zoals deze in de aanhef is omschreven, daartoe het kenn. dat de zenders/ontvangers zodanig zijn opgesteld dat de hoofdrichtingen van de zend- en/of ontvangststralingspatronen in hoofdzaak schuin opwaarts in de richting van de uier of één of meer spenen verlopen, waarbij een aantal ontvangers in hoofdzaak is gepositioneerd rondom een zender, welke zender is aangebracht in een gestel dat om twee, in hoofdzaak elkaar loodrecht 30 kruisende assen, zwenkbaar is ondersteund.

Op deze wijze kunnen door het zwenken van het gestel de zender en eventueel tevens de ontvangers gericht worden op het te detecteren voorwerp, in het bijzonder de uier van de te melken koe.

Uit de niet-voorgepubliceerde Europese octrooiaanvrage EP-A-0.229.682 is een inrichting bekend, waarin de positie van de spenen wordt vastgesteld met behulp van een sensor die beweegbaar is om twee 35 onderling loodrechte assen, waarbij door de sensor de uier van een koe kan worden afgetast vanuit een positie lager dan de spenen van de koe. Doordat gebruik wordt gemaakt van slechts één enkele sensor is een snelle en nauwkeurige plaatsbepaling van de spenen niet goed mogelijk.

Voorts zij nog gewezen op de Europese octrooiaanvrage EP-A-0.213.660, waarin de positie van een koe op een melkplaats in zijn geheel wordt bepaald door een tweetal links- en rechtsboven in de melkplaats 40 opgestelde sensoren; de plaats waar de spenen zich bevinden blijft op deze wijze slechts op grove wijze bepaald, zodat bij het automatisch aansluiten van melkbekers aan de spenen extra sensormiddelen, in dit document rondom in een grijpermechanisme voor de melkbekers aanwezige lichtgevoelige cellen, noodzakelijk zijn.

Alhoewel het gestel met de zenders en ontvangers beweegbaar kan zijn ondersteund, is het voldoende 45 alleen de zender beweegbaar te ondersteunen. Vandaar dat in een bijzondere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding de inrichting het kenmerk heeft, dat een aantal ontvangers vast is aangebracht en dat één of meer zenders om twee, in hoofdzaak elkaar loodrecht kruisende assen zwenkbaar zijn ondersteund.

Een in verdere uitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding heeft de inrichting het kenmerk, dat een aantal zenders/ontvangers zodanig is aangebracht dat de uit te zenden bundels tezamen de gehele uier 50 bestrijken, waarbij telkens één van de zenders/ontvangers als zender kan worden gebruikt, terwijl daarbij een aantal van de overige als ontvanger wordt gebruikt. Hierdoor wordt het mogelijk dat elke zender slechts een bepaald deel van de uier behoeft af te tasten, hetgeen de snelheid in de plaatsbepaling van de spenen bevordert.

55 Ter verduidelijking van de uitvinding zullen, onder verwijzing naar de tekening, enige uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding worden beschreven. In de tekening stellen voor: figuur 1 een eerste uitvoeringsvoorbeeld, 192559 2 figuur 2 een aanzicht volgens de pijlen II in figuur 1, figuur 3 een toepassing van het uitvoeringsvoorbeeld volgens figuur 1, figuur 4 een tweede uitvoeringsvoorbeeld, figuur 5 in meer detail het toepassen van een gerichte bundel, 5 figuur 6 een aanzicht volgens de pijlen VI van figuur 5, figuur 7 een derde uitvoeringsvoorbeeld, en figuur 8 een aanzicht volgens de pijlen VIII van figuur 7.

In de verschillende figuren, die slechts globale weergaven zijn, zijn overeenkomstige onderdelen met gelijke 10 verwijzingscijfers aangegeven.

Figuur 1 toont een gestel 1 waarop een zender 2 en een aantal ontvangers 3 zijn aangebracht. De zender 2 kan een ultrasoon signaal uitzenden en de ontvangers 3 kunnen dat signaal, nadat het tegen een voorwerp 4 is weerkaatst, opvangen. Een dergelijke ultrasone zender 2 of ontvanger 3 kan als zender of als ontvanger worden gebruikt, of als beide, dat wil zeggen dat het ultrasone signaal zowel wordt uitgezonden 15 als wordt ontvangen door dezelfde eenheid. Het door zender 2 uitgezonden signaal kan beperkt worden tot een bundel 5, die volgens figuur 1 wordt uitgezonden in de richting van een speen 4, van welke speen de plaats moet worden bepaald. Het zal duidelijk zijn dat het eerst ontvangen weerkaatste signaal 6 dat de ontvangers 3 opvangen afkomstig is van het uiteinde van de speen 4. De zenders/ontvangers 2, 3 zijn door middel van leidingen 7 verbonden met een computer die zowel het moment van uitzenden als het moment 20 van terugontvangen van het ultrasone signaal door de verschillende zenders/ontvangers 2, 3 kan registreren en daaruit het tijdsverloop kan berekenen tussen die momenten. Op deze wijze is het mogelijk zowel de afstand tot het uiteinde van de speen als de plaats van de speen in een horizontaal vlak te bepalen. De afstand tot het uiteinde van de speen 4 wordt bepaald door het tijdsverloop tussen het uitzenden en het terugontvangen van het signaal te betrekken op de voortplantingssnelheid van het ultrasone signaal. De 25 plaats van de speen 4 in een horizontaal vlak kan worden bepaald op grond van het tijdsverschil tussen het terugontvangen van het weerkaatste signaal door de verschillende ontvangers 3. Door dit tijdsverschil direct te meten, kunnen deze zeer kleine waarden voldoende nauwkeurig worden bepaald teneinde te kunnen vaststellen op welke plaats de speen 4 zich in de bundel uitgezonden signaal bevindt.

Het zal duidelijk zijn dat in beginsel drie ontvangers 3 nodig zijn om de plaats vast te leggen. Door 30 meerdere ontvangers te gebruiken, kan een extra controle van deze plaatsbepaling plaatsvinden. Door de beschreven plaatsbepaling zeer snel achter elkaar herhaald uit te voeren, kan een eventuele beweging van de speen 4 worden geregistreerd.

Figuur 2 geeft een bovenaanzicht van de inrichting volgens figuur 1. Op het gestel 1 zijn naast de zender 2, vier ontvangers 3 aangebracht.

35 De ontvangers 3 registreren het eerst terugkomende signaal, zodat in feite het dichtstbijzijnde voorwerp dat zich binnen de bundel 5 bevindt wordt geregistreerd. Daarbij kan de bundel 5 zodanig ingericht worden dat met zekerheid één speen binnen de bundel 5 aanwezig is, zodat het teruggekaatste ultrasone signaal van die speen 4 afkomstig moet zijn. Ook is het mogelijk om door middel van een gerichte bundel 5 een deel of de gehele uier van het dier al of niet systematisch af te tasten, waarbij de dichterbij gelegen delen, 40 dat wil zeggen dichter bij gelegen dan hun omgeving, als spenen kunnen worden herkend.

Figuur 3 toont een toepassing van het in figuur 1 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld, waarbij het gestel 1 zowel zwenkbaar is om een as 8 als om as 9. Door deze zwenkbaarheid om twee in hoofdzaak loodrecht op elkaar staande assen 8, 9 kan het gestel 2 in meerdere richtingen worden gericht. Daartoe wordt het zwenken bestuurd door bijvoorbeeld stappenmotoren 10. Nadat de plaats van de speen 4 is vastgesteld, 45 kan het zwenken van gestel 1 zodanig gestuurd worden dat bij het verplaatsen van speen 4 de bundel 5 steeds op de speen gericht blijft. De inrichting volgens figuur 3 kan bijvoorbeeld worden ingebouwd in de vloer van een melkplaats, waarbij de bundel 5 in hoofdzaak opwaarts gericht is.

Figuur 4 toont een tweede uitvoeringsvoorbeeld, waarbij de ontvangers 3 een vast plaats hebben, dat wil zeggen niet te zamen met de zender 2 zwenken. Deze zender 2 is zwenkbaar om twee, in hoofdzaak 50 loodrecht op elkaar staande assen, zodat ook bij dit uitvoeringsvoorbeeld de richting van de bundel 5 kan worden ingesteld. Het zal duidelijk zijn dat ook bij dit uitvoeringsvoorbeeld de plaats van het uiteinde van de speen 4 kan worden bepaald door het tijdsverschil te meten tussen de ogenblikken van ontvangst van het signaal 6 door de verschillende ontvangers.

Figuur 5 toont een opstelling van een ultrasone zender, waarbij de bundel door middel van een holle 55 reflector wordt beperkt en geconcentreerd. Op afstand van de zender 2 is een holle reflector 11 geplaatst, en wel zodanig dat het signaal door de reflector 11 ongeveer 90° wordt afgebogen. Door het reflecteren van de bundel ultrasoon signaal zal enerzijds de bundel beperkt worden doordat slechts het weerkaatsen plaats

Claims

3 192559 vindt voor zover de bundel op de reflector terechtkomt, terwijl anderzijds door het hol uitvoeren van de reflector, de tophoek van de bundel wordt verkleind, ofwel de bundel wordt geconcentreerd. In figuur 6 is de zender 2 met reflector 11 in bovenaanzicht weergegeven. De zender 2 met reflector 11 is opgehangen in een eerste gesteldeel 12 dat om as 13 kan zwenken door bekrachtiging van een elektromotor 14, en wel 5 ten opzichte van een tweede gesteldeel 15 dat zwenkbaar om as 16 is bevestigd, welke zwenking wordt geregeld door elektromotor 17. Volgens figuur 5 is het geheel zodanig gemonteerd onder de vloer 18 van een melkplaats dat de zender 2 in horizontale richting een bundel uitzendt, welke bundel door reflector 11 in opwaartse richting wordt omgebogen en daarbij door een opening 19 in de vloer 18 passeert. Door middel van zwenking om de in hoofdzaak loodrecht op elkaar staande assen 16 en 13 kan de geconcentreerde 10 bundel 5 in verschillende richtingen worden uitgezonden. Figuren 7 en 8 tonen een derde uitvoeringsvoorbeeld, waarbij een groter aantal zenders/ontvangers 20 aanwezig is. Door telkens één eenheid 20 als zender te laten fungeren en een aantal overige eenheden 20 a s ontvangers, kunnen zeer snel achter elkaar vele metingen op verschillende plaatsen worden uitgevoerd. Daarbij kan de opstelling van de zenders/ontvangers 20 zodanig zijn dat de gezamenlijke bundels 15 uitgezonden door alle zenders/ontvangers de gehele uier van de koe bestrijken, zodat bij gebruik van elk van de zenders 20 een bepaald gedeelte van de uier wordt afgetast. Daarbij is het ook mogelijk een eenheid 20 als zender en tevens als ontvanger te gebruiken. Door bijvoorbeeld de in figuur 8 met verwijzingscijfer 21 aangegeven eenheid als zender te gebruiken en het weerkaatste signaal op te vangen door de eenheden 21, 22 en 23, kan het ongeveer boven zender 21 gelegen gedeelte van de uier worden 20 afgetast. Tussen de in figuren 7 en 8 weergegeven zender/ontvangers 20 bevinden zich vier melkbekers 24 die zich in bovenwaartse richting naar de spenen van de uier kunnen bewegen wanneer de plaats van deze spenen is vastgesteld. Door de computer kan daarbij nauwkeurig worden uitgerekend in welke richting elk van de melkbekers 24 moet worden verplaatst, teneinde op de betreffende speen te kunnen worden 25 aangesloten.

1. Inrichting voor het bepalen van de plaats van een speen van een uier van een in deze inrichting aanwezige koe, voorzien van meerdere, onderling gekoppelde en op onderlinge afstand gelegen ontvangers en/of zenders, en van middelen voor het bepalen van het tijdsverloop tussen het uitzenden van een gericht signaal door een zender en het opvangen van een weerkaatst signaal door een ontvanger, teneinde de afstand van de zender/ontvanger tot de, de signalen weerkaatsende delen van het dier vast te stellen, met 35 het kenmerk, dat de zenders/ontvangers zodanig zijn opgesteld dat de hoofdrichtingen van de zend- en/of ontvangstralingspatronen in hoofdzaak schuin opwaarts in de richting van de uier of één of meer spenen verlopen, waarbij een aantal ontvangers in hoofdzaak is gepositioneerd rondom een zender, welke zender is aangebracht in een gestel dat om twee, in hoofdzaak elkaar loodrecht kruisende assen zwenkbaar is ondersteund.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een aantal ontvangers vast is aangebracht en dat één of meer zenders om twee, in hoofdzaak elkaar loodrecht kruisende assen zijn ondersteund.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat een aantal zenders/ontvangers zodanig is aangebracht dat de uit te zenden bundels tezamen de gehele uier bestrijken, waarbij telkens één van de zenders/ontvangers als zender kan worden gebruikt, terwijl daarbij een aantal van de overige als ontvanger 45 wordt gebruikt. Hierbij 3 bladen tekening