PL212411B1 - Urzadzenie do trzymania zwierzat oraz sposób trzymania zwierzat - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest po pierwsze urządzenie do trzymania zwierząt zawierające podłogę, urządzenie do doglądania oraz mechanizm napędowy do urządzenia do doglądania. Po drugie, przedmiotem wynalazku jest sposób trzymania zwierząt przy użyciu takiego urządzenia.

Stan techniki

Zwierzęta należy trzymać na odpowiedniej powierzchni, która jest czyszczona w sposób ciągły. Pewien rodzaj ściółki powinien być rozsypywany zatem w sposób ciągły na powierzchniach pochyłych. Niektóre zwierzęta wymagają ciągłego rozsypywania takiej ściółki, co umożliwia im, na przykład, normalne zachowanie jeśli chodzi o ich instynkt rycia bądź grzebania.

Czynności doglądania opisane powyżej jako karmienie, rozrzucanie ściółki, oczyszczanie, itp. są zwykle niezwykle pracochłonne. Ponieważ jednak produkcja zwierzęca staje się coraz bardziej zracjonalizowana, poszukuje się sposobów całkowitego bądź częściowego zautomatyzowania tego doglądania.

Przykłady urządzeń, przy pomocy których oczyszczanie podłogi zostało zautomatyzowane opisane zostały w SU 1230 559, SU 1327 855, SU 1667 760, SU 1774 845 oraz SU 508 770. Wszystkie te publikacje opisują, w jaki sposób przegroda bądź boks dla zwierząt wyposażone są w ruchomą podłogę w postaci zamkniętej taśmy przenośnika. Umożliwia to ciągłe bądź przerywane usuwanie odchodów zwierzęcych oraz podawanie paszy i ściółki.

Urządzenia znane z powyższych publikacji pociągają za sobą kosztowną inwestycję dla potrzeb podłączenia zewnętrznych systemów zasilania energią oraz odpowiedniego urządzenia napędowego. Do tego dochodzi jeszcze koszt doprowadzonej samej energii.

Znane są również przykłady z RU 2038 764, SU 1456 069, SU 1797 798 oraz SU 1535 483, w których ruch zwierzą t wykorzystany został do czynności doglądania.

Wobec tego stanu techniki celem niniejszego wynalazku jest zapewnienie urządzenia do trzymania zwierząt oraz sposobu trzymania zwierząt, który w efektywny kosztowo sposób pozwala na daleko idącą automatyzację doglądania zwierząt.

Opis wynalazku

W pierwszym aspekcie wynalazku cel ten osią gnię ty jest przy pomocy urzą dzenia do trzymania zwierząt typu opisanego w części przedznamiennej zastrzeżenia 1 obejmującego takie cechy szczególne jak to, że podłoga urządzenia przesuwa się pionowo w celu pochłonięcia energii i wyposażona jest w środki pochłaniające energię zamontowane w celu przyjmowania energii wytwarzanej kiedy zwierzę, z uwagi na swój ruch, poddaje podłogę obciążeniu dynamicznemu powodując w ten sposób pionowy ruch tej podłogi, a które to środki pochłaniające energię zamontowane są do dostarczenia energii do mechanizmu napędowego, który napędza urządzenie do doglądania.

Energia wytworzona przez same zwierzęta, które są w ten sposób użyte i wykorzystane do napędzania urządzeń do doglądania eliminuje w ten sposób koszty energii dla tych urządzeń. Koszty podłączenia do zewnętrznych systemów zasilania energią, jak i potrzebne do tego urządzenia, również zostają wyeliminowane. Wynalazek umożliwia zatem efektywną kosztowo automatyzację karmienia, rozrzucania słomy oraz oczyszczania. Fakt, że podłoga jest przesuwna pionowo w celu pochłaniania energii, pozwala na zastosowanie mechanicznie prostego urządzenia pochłaniającego energię ponieważ siła, czyli obciążenie pochodzące od ciężaru zwierzęcia, naciska podłogę w dół, prawie do oporu. Ilość energii stanowić będzie wówczas iloczyn siły obciążenia i przemieszczenia pionowego.

Alternatywne korzystne przykłady wykonania wynalazku opisują w jednym przypadku urządzenie do doglądania obejmujące urządzenie do podawania paszy i/lub ściółki, słomy, itp., a w drugim przypadku, urządzenie do czyszczenia służące do usuwania odpadów, oraz oczywiście ich kombinacje.

Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania wynalazku, podłoga jest ustawiona tak, że jest przesuwna w kierunku płaszczyzny podłogi i podłoga napędzana jest za pomocą mechanizmu napędowego. Stanowi to dogodny sposób na zaprojektowanie urządzenia do czyszczenia z praktycznego punktu widzenia jako, że odpady są wówczas przenoszone po podłodze dalej od miejsca, w którym znajduje się zwierzę, i odpady te mogą zostać z łatwością zrzucone na końcu podłogi. Rozwiązanie jest również odpowiednie dla dostarczania paszy i słomy, które podawane są wzdłuż podłogi, do miejsca w którym znajduje się zwierzę.

Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania wynalazku, ruchoma podłoga ma postać zamkniętej taśmy przenośnika, a mechanizm napędowy zawiera wałek napędowy do taśmy przenośnika. Takie

PL 212 411 B1 wykonanie ruchomej podłogi stanowi prosty i dogodny sposób realizacji tego rozwiązania i umożliwia łatwe napełnianie oraz opróżnianie na obu końcach podłogi.

Zgodnie z jeszcze jednym korzystnym przykładem wykonania, podłoga daje się obracać dokoła osi pionowej. Taka konstrukcja może być korzystna w pewnych przypadkach, tak że ruch pionowy może być uzyskany w części podłogi, która po obróceniu powoduje odchylenie w kierunku pionowym. Długość skoku tego ruchu może w tym przypadku zostać przedłużona przy pomocy działania dźwigni, tak że jest ona dłuższa od ruchu pionowego jakiemu poddane jest zwierzę.

Zgodnie z jeszcze jednym korzystnym przykładem wykonania, podłoga jest nachylona w stanie nieobciążonym. Może to ułatwić pochłanianie siły wytwarzającej energię w znacznej części podłogi, ułatwiając w ten sposób jej wykorzystanie.

Zgodnie z jeszcze jednym korzystnym przykładem wykonania wynalazku, mechanizm napędowy nastawiony jest na działanie przerywane. Karmienie może się więc odbywać w określonych okresach czasu. Podobnie, czyszczenie może być przeprowadzane bez konieczności ciągłego stania zwierzęcia na poruszającej się podłodze, co mogłoby wywołać zaniepokojenia u tego zwierzęcia.

Zgodnie z jeszcze jednym korzystnym przykładem wykonania wynalazku, urządzenie pochłaniające energię zawiera środki do akumulowania energii. Stwarza to lepszą możliwość wykorzystania energii oraz większej elastyczności w jej użyciu. Środki do akumulowania są szczególnie cenne w przypadku przerywanego działania, ponieważ wówczas energia może być zaoszczędzona dla potrzeb czynności wymagających stosunkowo dużo mocy, wykorzystywanych jedynie w razie konieczności.

Przy przerywanym działaniu i akumulacji energii czas, w którym podejmowane są różne czynności, na przykład, kiedy działa mechanizm napędowy, może zostać wstępnie zaprogramowany dla każdego pojedynczego zwierzęcia bądź stada, albo też mechanizm napędowy może zostać uruchomiony w odpowiedzi na wykrycie przez czujniki, na przykład, określonej ilości odchodów zwierzęcych. Oba warianty mogą zostać połączone tak że, na przykład, podawanie i rozrzucanie świeżej słomy wykonywane jest zgodnie z programem, podczas gdy czyszczenie podlega kontroli za pomocą czujników.

Zgodnie z korzystnymi postaciami środków do akumulowania energii, mogą one być typu pneumatycznego bądź hydraulicznego, albo zawierać obciążnik, wahadło, sprężynę mechaniczną lub elektryczną baterię akumulatorową.

Każdy sposób akumulowania ma swoje zalety i wady, jednak to co jest optymalne określają konkretne okoliczności.

Przykłady wykonania urządzenia do trzymania zwierząt według wynalazku opisane powyżej zostały określone szczegółowo w zastrzeżeniach zależnych od zastrzeżenia 1.

Drugim przedmiotem wynalazku jest sposób trzymania zwierząt obejmujący specjalne czynności doglądania zwierzęcia przy użyciu urządzenia według wynalazku, jak określono w zastrzeżeniu 1 lub w którymkolwiek z zastrzeżeń zależnych od zastrzeżenia 1.

Sposób taki zapewnia korzyści równorzędne z tymi powyżej opisanymi w odniesieniu do zastrzeganego urządzenia do trzymania zwierząt oraz korzystnych przykładów jego wykonania, stąd dalszy opis korzyści płynących z tego sposobu wydaje się być zbyteczny.

Wynalazek wyjaśniony zostanie bardziej szczegółowo w następującym poniżej opisie jego korzystnych przykładów wykonania w odniesieniu do załączonych rysunków.

Krótki opis rysunków

Fig. 1 stanowi rzut boczny pierwszego przykładu wykonania urządzenia według wynalazku.

Fig. 2 stanowi rzut podobny do tego z fig. 1, ilustrujący drugi przykład wykonania wynalazku.

Fig. 3 stanowi rzut podobny do tego z fig. 1, ilustrujący trzeci przykład wykonania wynalazku.

Fig. 4 stanowi rzut podobny do tego z fig. 1, ilustrujący czwarty przykład wykonania wynalazku.

Fig. 5 ilustruje pierwszy przykład wykonania urządzenia pochłaniającego energię w urządzeniu według wynalazku.

Fig. 6 ilustruje drugi przykład wykonania urządzenia pochłaniającego energię w urządzeniu według wynalazku.

Fig. 7 ilustruje trzeci przykład wykonania urządzenia pochłaniającego energię w urządzeniu według wynalazku.

Fig. 8 ilustruje czwarty przykład wykonania urządzenia pochłaniającego energię w urządzeniu według wynalazku.

Fig. 9 ilustruje piąty przykład wykonania urządzenia pochłaniającego energię w urządzeniu według wynalazku.

Fig. 10 stanowi rzut boczny piątego przykładu wykonania urządzenia według wynalazku.

PL 212 411 B1

Fig. 11 stanowi rzut boczny szóstego przykładu wykonania urządzenia według wynalazku.

Fig. 12 stanowi schemat blokowy ilustrujący siódmy przykład wykonania wynalazku.

Opis korzystnych przykładów wykonania

Fig. 1 ilustruje podstawową zasadę wynalazku i przedstawia zwierzę 2, takie jak krowa, stojące na podłodze urządzenia według wynalazku. Zamknięta taśma przenośnika 1 biegnie na powierzchni podłogi i przez dwa wałki 3, 4. Wałek 4 z prawej strony rysunku napędza taśmę przenośnika 1 w kierunku strzałki A. Odpady takie jak odchody zwierząt i zanieczyszczona słoma są w ten sposób przenoszone za pomocą taśmy 1 do jej prawego końca i tam mogą zostać zrzucone z krawędzi do dalszego usunięcia. Podłoga stykająca się z wewnętrzną stroną taśmy 1 wyposażona jest w urządzenie pochłaniające energię 5. Zostało ono zamontowane do przyjmowania energii wytwarzanej przy ruchu zwierzęcia 2 na podłodze, przy czym podłoga poddana jest wpływowi siły pionowej F za każdym razem, gdy zwierzę podniesie kopyto i postawi je na miejsce. Podłoga może, na przykład, obejmować powierzchnię sprężystą albo być umieszczona na sprężynach w celu przyjmowania tak wytwarzanej energii.

Energia przyjmowana przez urządzenie pochłaniające energię 5 wykorzystana jest do napędzania wałka napędowego 4, który powoduje poruszenie się taśmy 1. Może to nastąpić jako bezpośrednia reakcja na ruch zwierzęcia 2. Alternatywnie energia może być najpierw akumulowana w urządzeniu do akumulowania energii 6, jak to zostało pokazane na rysunku. Energia do napędzania wałka 4 może być wtedy pobierana w sposób przerywany, a pas normalnie będzie nieruchomy i będzie wprowadzany w ruch jedynie w określonych okresach czasu. Urządzenie może składać się z boksu zwierzęcego dla pojedynczego zwierzęcia, w którym to przypadku taśma korzystnie pokrywa całą podłogę boksu zwierzęcego. Urządzenie może również składać się z kompletnej przegrody. W tym przypadku również taśma może pokrywać całą podłogę. Alternatywnie można wykorzystać kilka taśm. z których każda pokrywa jedynie część podłogi. Rysunek przedstawia dla przykładu krowę, jednak należy rozumieć, że wynalazek ma zastosowanie do wszystkich gatunków zwierząt udomowionych takich jak konie, świnie, owce, itp., a nawet do mniejszych zwierząt takich jak kury.

Fig. 2 ilustruje w jaki sposób pochłanianie energii może zostać osiągnięte przez podłogę 9 poruszającą się w kierunku pionowym. Podłoga 9 podparta jest, poprzez wały wałków 3, 4, przy pomocy sprężyn naciskowych 7, 8 zamontowanych na każdym wałku. Siła F pochodząca od zwierzęcia powoduje ruch pionowy podłogi wobec działania sprężyn 7, 8, po czym zostaje uzyskana ilość energii odpowiadająca sile pomnożonej przez wielkość przemieszczenia pionowego. Każdy ruch zwierzęcia powoduje powstanie stosunkowo małej ilości energii. Jednak, zsumowanie przyrostu energii z każdego ruchu zapewnia ilość energii zupełnie wystarczającą dla zamierzonego celu.

Fig. 3 jest zgodna zasadniczo z fig. 2 z tą różnicą, że lewa podpora 10 na rysunku jest sztywna tak, że ruch sprężyny może wystąpić jedynie przy prawej podporze, czyli na sprężynie 8.

Fig. 4 przedstawia przykład, w którym podłoga jest nieznacznie nachylona (na rysunku nachylenie jest przesadne). W przykładzie tym zapewniona została nieruchoma podpora 10 oraz podpora sprężynowa 8 taka jaka pokazana jest na fig. 3. Wykonanie z nachyleniem może być również wykorzystane z dwiema podporami, jak to zostało przedstawione na fig. 2.

Przykłady z fig. 2-4 przedstawiają w jaki sposób podłoga porusza się pionowo poprzez podporę sprężynową przy jednym albo przy obydwóch wałach wałka. Podpora sprężynowa może być oczywiście umieszczona bezpośrednio poniżej rzeczywistej podłogi 9 i podpierać ją.

Fig. 5-9 ilustrują różne możliwości realizowania urządzenia pochłaniającego energię oraz możliwości akumulowania energii, o ile ma to zastosowanie.

W przykładzie z fig. 5 energia pochłaniana jest przez siłę F przyłożoną do zderzaka 36, który następnie przesunięty zostaje o krótką odległość. Zderzak 36 zostaje wówczas ustawiony do połączenia końców sprężyny śrubowej w celu akumulowania energii. Sprężyna śrubowa wyposażona jest w mechanizm zapadkowy (nie przedstawiony), który zapobiega powrotowi sprężyny po usunięciu siły. Powtarzane ruchy napinają coraz bardziej sprężynę tak, że duża ilość energii może zostać zakumulowana. Poprzez wał 15 wyposażony w sprzęgło 12, energia nagromadzona w sprężynie może napędzić jedno koło 13 w przekładni 14 w celu napędzenia wałka napędowego przedstawionego na fig. 2-4.

Na fig. 6 siła jest przykładana do koła zapadkowego 16, które normalnie może być obracane jedynie w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Obciążnik 17 zawieszony jest na lince 18 powyżej koła zapadkowego. Powtarzane obciążenie F na obrzeżu koła zapadkowego 16 powoduje podnoszenie się obciążnika 17 tak, że akumulowana jest energia potencjalna. Kiedy taśma 1, pokazana na którejkolwiek z fig. 2-4, zostaje wprowadzona w ruch, koło zapadkowe 16 zostaje zwolnione

PL 212 411 B1 tak, że może się ono obracać w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, a obciążnik powoduje obrót koła zapadkowego w tym kierunku.

Obrót koła zapadkowego może być wówczas przeniesiony na wałek napędowy 4 taśmy przenośnika 1 w podobny sposób jak to przedstawiono na fig. 5.

W przykładzie zilustrowanym w fig. 7 ruch w dół sprężyny 8 przenoszony jest poprzez linkę napinającą do jednego końca wahadła 20 wyposażonego na jednym końcu w obciążnik 21. Dzięki działaniu dźwigni obciążnik podnoszony jest do pozycji 21a, po czym wahadło zostaje zwolnione tak, że może odchylić się z powrotem w kierunku oznaczonej pozycji 21b. Ten ruch wahadła jest w połączeniu napędowym z wałem 37, który poprzez pas transmisyjny 22 napędza wałek 4 w celu przenoszenia taśmy 1.

Fig. 8 ilustruje hydrauliczne urządzenie pochłaniające energię i akumulujące energię. W tym przypadku siła pionowa oddziałuje na tłok 23 poruszający się w cylindrze pompy 24 mającym wlot z zaworem zwrotnym 27 oraz wylot 26 z zaworem zwrotnym 28 tak, że ruch tłoka pompuje ciecz od wlotu 25 poprzez wylot do zbiornika 29 gdzie akumulowana jest jej energia potencjalna. Poprzez zawór zamykający 30 zbiornik 29 połączony jest z silnikiem hydraulicznym 31 napędzającym wałek 4 taśmy 1 (fig. 2-4). Układ taki jak na fig. 8 może alternatywnie być układem pneumatycznym, w którym to przypadku pojemnik 29 jest zbiornikiem ze sprężonym powietrzem, a silnik 31 jest silnikiem pneumatycznym.

W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 9, energia przetwarzana jest na elektryczność przez generator składający się z rdzenia ferromagnetycznego 32 przesuwanego pod wpływem siły F w cewce indukcyjnej. Indukowany prąd akumulowany jest w baterii akumulatorowej 34. która zasila energią silnik elektryczny 35 do napędzania wałka 4.

Fig. 10 ilustruje alternatywny przykład wykonania urządzenia do czyszczenia podłogi. W tym przykładzie, podłoga 43 jest nieruchoma, lecz daje się poruszać w kierunku pionowym. Energia jest pochłaniana i akumulowana jednym z wyżej opisanych sposobów, w zespole 38 zamontowanym w celu napędzania wałka napędowego 39 przewidzianego do napędzania łańcucha napędowego 40 biegnącego powyżej każdego końca wałka. Przy łańcuchach napędowych 40 zamontowany jest zgarniacz 41, który przechodzi pod kątem prostym do płaszczyzny rysunku. Można zamontować też kilka takich zgarniaczy, jeden za drugim. Kiedy wałek napędowy 39 napędza łańcuchy 40 w kierunku strzałki, zgarniacz popycha odpady od strony swojego czoła, aż zostaną zgarnięte przez krawędź podłogi w miejscu 42a.

Fig. 11 przedstawia alternatywne rozwiązanie, w którym energia uzyskana przy pionowym ruchu podłogi, poprzez urządzenia pochłaniające energię i akumulujące energię, napędza podajnik słomy bądź paszy 48. Podajnik może być na przykład, przenośnikiem ślimakowym 47. Podłoga 44 może być albo nieruchoma albo ruchoma, jak opisano powyżej.

Należy rozumieć, że przykłady wykonania zilustrowane na fig. 9-11 mogą być połączone ze sobą w celu utworzenia zestawu obejmującego podłogę przesuwną poprzecznie, zgarniacz podłogi i urządzenie podające do paszy jak również urządzenie podające do słomy. Dodatkowe funkcje mogą być oczywiście przewidziane w celu uzupełnienia tego zestawu, przy czym energię można uzyskiwać z ruchów zwierząt po podłodze. Przykładem jest urządzenie do spłukiwania.

Fig. 12 stanowi schemat blokowy pokazujący jak różne funkcje mogą zostać zintegrowane i sterowane w urządzeniu do trzymania zwierząt według wynalazku. Oznacznik 44 przedstawia środki pochłaniające energię, które dostarczają energię do urządzenia do akumulowania energii 45, gdzie składowe te mogą zostać zaprojektowane zgodnie z wyżej opisanymi przykładami lub w jakiś inny dogodny sposób. Urządzenie do akumulowania energii dostarcza energię do napędzania różnych funkcji 49-52, gdzie 49 może przedstawiać ruchomą podłogę, 50 zgarniacz, 51 środki do podawania paszy, a 52 podajnik słomy. Dostarczanie energii na potrzeby tych funkcji 49-52 regulowane jest przez urządzenie sterujące 46, które otrzymuje sygnały z programu w mikroprocesorze 47 a także z czujników 48. W odpowiedzi na te sygnały urządzenie sterujące otwiera zawory, włącza sprzęgło, zwalnia zapadkę tylnego koła bądź zamyka obwód elektryczny, zależnie od typu zastosowanych i opisanych w przykładach zasad akumulowania energii. Urządzenie zilustrowane za pomocą schematu blokowego jest stosunkowo złożone i należy przyjąć, że może ono zostać w różnym stopniu zredukowane jeśli chodzi o funkcje i sposób sterowania.

Claims (14)

1. Urządzenie do trzymania zwierząt zawierające podłogę (1), urządzenie do doglądania oraz mechanizm napędowy (4) do urządzenia do doglądania, znamienne tym, że podłoga (1 jest przesuwna pionowo dla pochłaniania energii i wyposażona jest w środki pochłaniające energię (5) zamontowane dla przyjmowania energii wytwarzanej, kiedy zwierzę (2), poprzez swój ruch, poddaje podłogę (1) dynamicznemu obciążeniu (F) wywołując przez to pionowy ruch podłogi (1), a które to środki pochłaniające energię (5) zamontowane są dla dostarczenia energii do mechanizmu napędowego (4).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że urządzenie do doglądania obejmuje urządzenie do podawania (47) służące do podawania paszy i/lub ściółki (słomy) (48).

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2. znamienne tym, że urządzenie do doglądania obejmuje urządzenie do czyszczenia służące do usuwania odpadów, takich jak odchody zwierzęce z podłogi.

4. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3. znamienne tym, że zamontowana podłoga (1) jest przesuwna w kierunku płaszczyzny podłogi, oraz że zamontowana podłoga (1 napędzana jest przez mechanizm napędowy (4).

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że podłoga (1) zawiera zamkniętą taśmę przenośnika (1), a mechanizm napędowy (4) zawiera wałek napędowy (4) do taśmy przenośnika (1).

6. Urządzenie według któregokolwiek z zastrz. 1-5, znamienne tym, że podłoga jest obracalna dokoła zasadniczo poziomej osi.

7. Urządzenie według któregokolwiek z zastrz. 1-6, znamienne tym, że podłoga w stanie nieobciążonym nachylona jest do płaszczyzny poziomej.

8. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że urządzenie do czyszczenia zawiera zgarniacz (41) zamontowany do poruszania się nad podłogą.

9. Urządzenie według któregokolwiek z zastrz. 1-8, znamienne tym, że zamontowany mechanizm napędowy jest o działaniu przerywanym.

10. Urządzenie według któregokolwiek z zastrz. 1-9, znamienne tym, że urządzenie pochłaniające energię (5) zawiera środki do akumulowania energii (6).

11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że środki do akumulowania energii (6) są pneumatyczne lub hydrauliczne (29).

12. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że środki do akumulowania energii (6) zawierają mechaniczne środki do akumulowania, takie jak obciążnik (17), wahadło (20) lub sprężyna mechaniczna (7, 8, 11).

13. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że środki do akumulowania energii (6) zawierają elektryczną baterię akumulatorową (34).

14. Sposób trzymania zwierząt, znamienny tym, że zwierzęta są doglądane przy użyciu urządzenia według któregokolwiek z zastrz. 1-13.