PL241738B1 - System for rearing insects with an autonomous platform for feeding and monitoring the rearing, method of rearing insects and use of the system for rearing insects - Google Patents
System for rearing insects with an autonomous platform for feeding and monitoring the rearing, method of rearing insects and use of the system for rearing insects Download PDFInfo
- Publication number
- PL241738B1 PL241738B1 PL432782A PL43278220A PL241738B1 PL 241738 B1 PL241738 B1 PL 241738B1 PL 432782 A PL432782 A PL 432782A PL 43278220 A PL43278220 A PL 43278220A PL 241738 B1 PL241738 B1 PL 241738B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- feeding
- insects
- feed
- rearing
- range
- Prior art date
Links
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 title claims abstract description 60
- 230000000384 rearing effect Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 238000009395 breeding Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 24
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 241000254173 Coleoptera Species 0.000 claims description 14
- 241000255925 Diptera Species 0.000 claims description 10
- 241000692885 Nymphalis antiopa Species 0.000 claims description 9
- 241000254109 Tenebrio molitor Species 0.000 claims description 9
- 241000894007 species Species 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 241001124205 Alphitobius Species 0.000 claims description 6
- 206010007134 Candida infections Diseases 0.000 claims description 6
- 208000007027 Oral Candidiasis Diseases 0.000 claims description 6
- 241000287411 Turdidae Species 0.000 claims description 6
- 201000003984 candidiasis Diseases 0.000 claims description 6
- 241000709334 Hermetia Species 0.000 claims description 5
- 241000709785 Hermetia illucens Species 0.000 claims description 5
- 241000254107 Tenebrionidae Species 0.000 claims description 5
- 241000254113 Tribolium castaneum Species 0.000 claims description 5
- 241000254112 Tribolium confusum Species 0.000 claims description 5
- 241000134122 Tribolium madens Species 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 241001124203 Alphitobius diaperinus Species 0.000 claims description 3
- ZXQYGBMAQZUVMI-GCMPRSNUSA-N gamma-cyhalothrin Chemical compound CC1(C)[C@@H](\C=C(/Cl)C(F)(F)F)[C@H]1C(=O)O[C@H](C#N)C1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 ZXQYGBMAQZUVMI-GCMPRSNUSA-N 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 241000238662 Blatta orientalis Species 0.000 description 1
- 229920001875 Ebonite Polymers 0.000 description 1
- 241000257303 Hymenoptera Species 0.000 description 1
- 240000008338 Nigella arvensis Species 0.000 description 1
- 235000007413 Nigella arvensis Nutrition 0.000 description 1
- 235000016698 Nigella sativa Nutrition 0.000 description 1
- 241000254234 Xyeloidea Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 1
- 235000021393 food security Nutrition 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000009571 larval growth Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000009417 prefabrication Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000002435 venom Substances 0.000 description 1
- 210000001048 venom Anatomy 0.000 description 1
- 231100000611 venom Toxicity 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K67/00—Rearing or breeding animals, not otherwise provided for; New or modified breeds of animals
- A01K67/033—Rearing or breeding invertebrates; New breeds of invertebrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
- B65D85/50—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for living organisms, articles or materials sensitive to changes of environment or atmospheric conditions, e.g. land animals, birds, fish, water plants, non-aquatic plants, flower bulbs, cut flowers or foliage
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
- G05B19/41805—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by assembly
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
- G05D7/0605—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for solid materials
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
- G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
Abstract
System do odchowu owadów, charakteryzuje się tym, że zawiera autonomiczną platformę do podawania paszy i monitoringu parametrów odchowu owadów, przy czym wymieniona autonomiczna platforma zawiera: dyszę karmiącą (7) o średnicy w zakresie 15 - 40 mm; układ napędu pompy (2) o mocy w zakresie od 0,5 kW do 1 kW; system precyzyjnego prowadzenia robota po torze wzdłuż układ linii na podłożu z czujnikami optycznymi (14); system poruszania dyszą karmiącą (7) zamocowaną do głowicy karmiącej (6) sprzężony na zasadzie krzywek programowych z drogą, przy czym głowica karmiąca (6) wyposażona jest w czujniki optyczne zamontowane w linii osi napędowych przedniej i tylnej platformy do podawania paszy, po jednym czujniku długiego zasięgu (15) po każdej stronie dyszy karmiącej (7) działającym równolegle do jej osi wzdłużnej oraz po jednym czujniku krótkiego zasięgu (16) na lewo i prawo pod kątem prostym do osi wzdłużnej dyszy karmiącej (7), przy czym głowica karmiąca (6) jest zamocowana do platformy ruchomej (11), poruszającej się wzdłuż masztu (5); system zasilania dyszy karmiącej (7) działający w oparciu o odczyt enkodera pompy (2), z kalibracją w trakcie pracy na podstawie odczytów wagi tensometrycznej (19) zbierającej odczyty masy dla zbiornika/(ów) (1) z karmą, przy czym owady hodowane są w pojemnikach hodowlanych, umieszczanych na regałach wyposażonych w półki o głębokości do 1,7x większej niż szerokość, przy odstępie pomiędzy półkami min. 50 mm.The insect rearing system is characterized in that it comprises an autonomous platform for supplying feed and monitoring insect rearing parameters, said autonomous platform comprising: a feeding nozzle (7) with a diameter in the range of 15 - 40 mm; a pump drive system (2) with a power in the range of 0.5 kW to 1 kW; a system of precise guidance of the robot on the track along the line arrangement on the ground with optical sensors (14); a system for moving the feeding nozzle (7) attached to the feeding head (6) coupled with the road on the basis of program cams, the feeding head (6) is equipped with optical sensors mounted in the line of the drive axles of the front and rear feed feeding platforms, one sensor each long-range sensor (15) on each side of the feeding nozzle (7) operating parallel to its longitudinal axis and one short-range sensor (16) to the left and right at right angles to the longitudinal axis of the feeding nozzle (7), the feeding head (6 ) is attached to a mobile platform (11) moving along the mast (5); feeding nozzle feeding system (7) operating based on the pump encoder (2), with calibration during operation based on the readings of the strain gauge scale (19) collecting mass readings for the feed tank(s) (1), the insects reared are in breeding containers, placed on racks equipped with shelves up to 1.7x deeper than the width, with a distance between the shelves of min. 50mm.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
DZIEDZINA TECHNIKITECHNICAL FIELD
Przedmiotem wynalazku jest system do odchowu owadów zawierający autonomiczną platformę do podawania paszy i monitoringu parametrów odchowu owadów z rzędów Coleoptera i Diptera. Wynalazek dotyczy też sposobu odchowu owadów z rzędu Coleoptera i Diptera przy wykorzystaniu autonomicznej platformy do podawania paszy i monitoringu parametrów odchowu oraz zastosowanie autonomicznej platformy do podawania paszy i monitoringu parametrów w sposobie odchowu owadów.The subject of the invention is a system for rearing insects containing an autonomous platform for feeding feed and monitoring the rearing parameters of insects from the orders of Coleoptera and Diptera. The invention also concerns a method of rearing insects from the orders of Coleoptera and Diptera using an autonomous platform for feeding feed and monitoring rearing parameters, and the use of an autonomous platform for feeding feed and monitoring parameters in the method of rearing insects.
STAN TECHNIKISTATE OF TECHNOLOGY
W ostatnich latach wskazuje się na przemysłową hodowlę owadów, jako zrównoważoną alternatywę dla produkcji białka i tłuszczu na cele paszowe m.in. w żywieniu zwierząt gospodarskich oraz na cele spożywcze (Food and Agriculture Organization of the United Nations 2012 Assessing the potential of insects as food and feed in assuring food security. Summary report. Technical consultation meeting 23-25 stycznia, FAO, Rzym, Włochy).In recent years, industrial insect farming has been indicated as a sustainable alternative to the production of protein and fat for fodder purposes, e.g. in feeding farm animals and for food purposes (Food and Agriculture Organization of the United Nations 2012 Assessing the potential of insects as food and feed in assuring food security. Summary report. Technical consultation meeting January 23-25, FAO, Rome, Italy).
Grupą owadów o szczególnym potencjale jako źródło białka na cele paszowe i spożywcze są larwy chrząszczy z rodziny czarnuchowatych (Tenebrionidae) oraz larwy błonkówek (Diptera). Wśród gatunków hodowanych na skalę półprzemysłową i przemysłową należy wymienić gatunki takie jak: pleśniakowiec lśniący (Alphitobius diasperinus), mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), trojszyk ulec (Tribolium confusum), trojszyk gryzący (Tribolium castaneum), trojszyk ciemny (Tribolium madens) oraz inne gatunki czarnuchowatych oraz błonkówki z gatunków hermetia (Hermetia illucens). Wszystkie wymienione wyżej gatunki na etapie wzrostu larwalnego żerują w substracie.A group of insects with particular potential as a source of protein for fodder and food purposes are the larvae of beetles from the Tenebrionidae family and Hymenopteran larvae (Diptera). Among the species bred on a semi-industrial and industrial scale, the following species should be mentioned: glossy thrush (Alphitobius diasperinus), mealworm (Tenebrio molitor), wood venom (Zoophobas morio), succumbing to it (Tribolium confusum), biting sawfly (Tribolium castaneum), (Tribolium madens) and other species of nigella and the hermetia wasp (Hermetia illucens). All the above-mentioned species feed in the substrate at the stage of larval growth.
Obecnie stosowane technologie odchowu larw chrząszczy z rodziny czarnuchowatych opierają się na systemach szufladowych (ang. ”rack systems”), lub samonośnych wykorzystujących pojemniki o niewielkiej powierzchni z kilkucentymetrową warstwą substratu hodowlanego o grubości od 1 cm do 5 cm (opisane np. w zgłoszeniu PCT WO2014171829A1). Standardowo stosuje się do hodowli pojemniki z tworzyw sztucznych lub skrzynki transportowe umieszczane na paletach (opisane np. w zgłoszeniu PCT/FR2016/050849). Stosowane rozwiązania utrudniają automatyzację procesu podawania paszy (brak bezpośredniego dostępu do każdego z pojemników/skrzynek), wymuszając przetransportowanie każdego z pojemników do systemu karmiącego, lub wyjęcie każdego z pojemników na czas karmienia. Czynność ta musi być wykonywana w cyklicznych odstępach czasu zapewniających wydajne podawanie paszy zgodnie z potrzebami rosnących larw. Jednocześnie, ze względu na niewielką powierzchnię pojemników, na ogół nieprzekraczającą 0,5 m2, utrudniona jest wymiana gazowa oraz odprowadzanie wilgoci i nadmiaru ciepła metabolicznego, co zmniejsza dopuszczalną ilość owadów w przeliczeniu na jednostkę powierzchni, ze względu na ryzyko przegrzania oraz zmniejsza, możliwą do jednorazowego podania, dawkę paszy utrudniając lub całkowicie wykluczając stosowanie paszy w postaci półpłynnej lub płynnej. W przypadku stosowanych obecnie pojemników hodowlanych problemem jest również utrzymanie właściwego poziomu bioasekuracji i skuteczne zabezpieczenie przed niekontrolowaną ucieczką owadów. Praktyki służące podniesieniu poziomu bioasekuracji, takie jak zabezpieczanie otworów w pojemnikach siatką, stosowanie pokryw ograniczają funkcjonalność pojemników i znacznie podnoszą nakłady pracy i czasu potrzebne do obsługi hodowli, tym samym podnosząc koszt wyprodukowania owadów.The currently used technologies for rearing black beetle larvae are based on "rack systems" or self-supporting systems using small-area containers with a few-centimeter layer of breeding substrate with a thickness of 1 cm to 5 cm (described e.g. in the PCT application WO2014171829A1). As a standard, plastic containers or transport boxes placed on pallets are used for breeding (described, for example, in application PCT/FR2016/050849). The applied solutions make it difficult to automate the feed feeding process (no direct access to each of the containers/boxes), forcing each of the containers to be transported to the feeding system, or to remove each of the containers for the time of feeding. This operation must be performed at cyclical intervals to ensure efficient feed delivery according to the needs of the growing larvae. At the same time, due to the small area of the containers, generally not exceeding 0.5 m 2 , gas exchange and the removal of moisture and excess metabolic heat are hindered, which reduces the allowable number of insects per unit area due to the risk of overheating and reduces possible for a single administration, the dose of feed making it difficult or completely impossible to use semi-liquid or liquid feed. In the case of currently used breeding containers, the problem is also maintaining an appropriate level of biosecurity and effective protection against uncontrolled escape of insects. Practices aimed at increasing the level of biosecurity, such as securing the openings in the containers with mesh, the use of lids, limit the functionality of the containers and significantly increase the amount of work and time needed to operate the breeding, thus increasing the cost of producing insects.
Z punktu widzenia dobrostanu zwierząt przenoszenie pojemników wiąże się również ze stresem mechanicznym spowodowanym wibracjami, drganiami oraz narażeniem owadów na wstrząsy i zmiany intensywności oświetlenia, wpływające niekorzystnie na żerowanie owadów i mogące stać się czynnikiem wyzwalającym zachowania kanibalistyczne u larw.From the point of view of animal welfare, handling of containers is also associated with mechanical stress caused by vibrations, oscillations and exposure of insects to shocks and changes in light intensity, which adversely affect insect feeding and can trigger cannibalistic behavior in larvae.
Alternatywne rozwiązania w postaci modułowego wielokondygnacyjnego systemu linii technologicznych, opisanego w międzynarodowym zgłoszeniu PCT WO2018029597A1, w którym konstrukcja nośna linii hodowlanej może być zintegrowana z systemem podawania paszy, korzystnie wielopunktowym, podnoszącym wydajność odchowu/hodowli, poprzez zminimalizowanie odległości, jaką owady muszą pokonać do najbliższego źródła paszy, wymagają rozbudowanej sieci podajników i przewodów podających paszę. W opisanym rozwiązaniu system podawania paszy umożliwia stosowanie paszy mokrej lub półpłynnej o zawartości wody 15-45% (korzystnie poddanej prefermentacji naturalnej lub kierunkowej) o homogennej konsystencji. O ile rozwiązanie to umożliwia precyzyjne dozowanie paszy i jednoczesną obsługę wielopoziomowego systemu do odchowu, wiąże się jednak z pewnymi ograniAlternative solutions in the form of a modular multi-storey system of technological lines, described in the international application PCT WO2018029597A1, in which the supporting structure of the breeding line can be integrated with the feed supply system, preferably multi-point, increasing the rearing/breeding efficiency by minimizing the distance that insects have to travel to the nearest feed sources, require an extensive network of feeders and feeding lines. In the described solution, the feed feeding system enables the use of wet or semi-liquid feed with a water content of 15-45% (preferably subjected to natural or directional preference) with a homogeneous consistency. While this solution allows precise dosing of feed and simultaneous operation of a multi-level rearing system, it has some limitations
PL 241 738 B1 czeniami natury technologicznej. Istotną wadą systemu jest koszt instalacji. Konserwacja wielopunktowego systemu z dużą liczbą zaworów spustowych i długimi ciągami przewodów transportujących paszę wymaga dużych nakładów, a w przypadku awarii wiąże się z czynnikami stresowymi.PL 241 738 B1 connections of a technological nature. A significant disadvantage of the system is the cost of installation. The maintenance of a multi-point system with a large number of drain valves and long lines of feed conveying lines is costly and stressful in the event of a failure.
Celem wynalazku jest przezwyciężenie wskazanych niedogodności wynikających ze stanu techniki. Cel ten został osiągnięty przez opracowanie systemu wykorzystującego rozwiązanie technologiczne w postaci autonomicznej platformy do podawania paszy umożliwiającej jednoczesny monitoring parametrów hodowlanych.The object of the invention is to overcome the indicated disadvantages of the state of the art. This goal was achieved by developing a system using a technological solution in the form of an autonomous platform for feeding feed enabling simultaneous monitoring of breeding parameters.
Pierwszym przedmiotem wynalazku jest system do odchowu owadów, charakteryzujący się tym, że zawiera autonomiczną platformę, dalej określaną także jako robot karmiący, do podawania paszy i monitoringu parametrów odchowu owadów, przy czym wymieniona autonomiczna platforma zawiera:The first object of the invention is an insect rearing system characterized in that it comprises an autonomous platform, hereinafter also referred to as a feeding robot, for feeding and monitoring insect rearing parameters, said autonomous platform comprising:
a) dyszę karmiącą o średnicy w zakresie 15-40 mm. Konstrukcja ferm insektów nakłada bardzo duże wymagania na precyzję wjazdu w regały oraz równomierność i powtarzalność rozkładu karmy przy jednoczesnym zachowaniu bardzo wysokiego poziomu czystości. Dlatego, robot karmiący powinien być wyposażony w dyszę o zmniejszonej średnicy, mieszczącej się w zakresie 15-40 mm. Ponadto, program karmienia powinien mieć możliwość jak najbardziej równomiernego podawania karmy na półki.a) a feeding nozzle with a diameter in the range of 15-40 mm. The construction of insect farms imposes very high requirements on the precision of entry into the racks as well as the uniformity and repeatability of feed distribution while maintaining a very high level of cleanliness. Therefore, the feeding robot should be equipped with a nozzle with a reduced diameter in the range of 15-40 mm. In addition, the feeding program should be able to distribute the food on the shelves as evenly as possible.
b) układ napędu pompy o mocy w zakresie od 0,5 kW do 1 kW. Ze względu na sposób podawania karmy odpowiedni dla owadów, prędkość podawania jest mniejsza.b) pump drive system with power in the range from 0.5 kW to 1 kW. Due to the feeding method suitable for insects, the feeding speed is slower.
c) system precyzyjnego prowadzenia robota po torze wzdłuż układ linii na podłożu. System trakcji przelicza drogę wirtualną przód-tył na fizyczne ruchy silników jazdy i skrętu. Dzięki temu możliwe jest podanie adresu docelowego w mm długości namalowanej ścieżki. Proste bazowanie na podstawie punktów kontrolnych zapewnia ciągłą znajomość położenia i zakładaną precyzję ruchu po torze.c) a system of precise guidance of the robot along the track along the line layout on the ground. The traction system converts the virtual front-rear path into the physical movements of the drive and steering motors. Thanks to this, it is possible to specify the destination address in mm of the length of the painted path. Simple homing based on control points ensures constant knowledge of the position and the assumed accuracy of the path.
d) system poruszania dyszą karmiącą zamocowaną do głowicy karmiącej sprzężony na zasadzie krzywek programowych z drogą, przy czym głowica karmiąca wyposażona jest w czujniki optyczne zamontowane w linii osi napędowych przedniej i tylnej platformy do podawania paszy, po jednym czujniku długiego zasięgu po każdej stronie dyszy karmiącej działającym równolegle do jej osi wzdłużnej oraz po jednym czujniku krótkiego zasięgu na lewo i prawo pod kątem prostym do osi wzdłużnej dyszy karmiącej, przy czym głowica karmiąca jest zamocowana do platformy ruchomej, poruszającej się wzdłuż masztu. Rozwiązanie to umożliwia wjazd w regał dyszy karmiącej o długości większej niż szerokość regału oraz umieszczanie jej precyzyjnie nad dowolnym miejscem półki niebędącym martwym polem. Oczujnikowanie głowicy czujnikami optycznymi o regulowanym zasięgu umożliwia precyzyjne poruszanie się pomiędzy i w regałach z jednoczesnym rozpoznawaniem możliwości kolizji. Jednocześnie, ciągła kontrola momentów silników daje możliwość wykrywania niespodziewanych zmian w obciążeniu (przeszkody, zużycia).d) a system for moving the feeding nozzle attached to the feeding head, coupled on the basis of program cams with the road, the feeding head being equipped with optical sensors mounted in the line of the drive axles of the front and rear feed feeding platforms, one long-range sensor on each side of the feeding nozzle operating parallel to its longitudinal axis, and one short-range sensor to the left and right at right angles to the longitudinal axis of the feeding nozzle, with the feeding head attached to a mobile platform moving along the mast. This solution makes it possible to enter the rack with a feeding nozzle that is longer than the width of the rack and to place it precisely over any place on the shelf that is not a dead space. Sensoring the head with optical sensors with an adjustable range enables precise movement between and in the racks, while recognizing the possibility of a collision. At the same time, the continuous control of the motor torques makes it possible to detect unexpected changes in the load (obstacles, wear).
e) system zasilania dyszy karmiącej działający w oparciu o odczyt enkodera pompy z kalibracją tej wartości w trakcie pracy na podstawie odczytów wagi tensometrycznej, na której jest zawieszony zbiornik z karmą. Rozwiązanie to umożliwia robotowi „samodzielne” tworzenie mieszanek pasz przy użyciu kilku źródeł zasilania w paszę oraz uniezależnia podawanie karmy od jej gęstości.e) feeding nozzle feeding system operating on the basis of the pump encoder reading with calibration of this value during operation based on the readings of the strain gauge scale on which the feed tank is suspended. This solution enables the robot to "independently" create feed mixtures using several sources of feed supply and makes feeding feed independent of its density.
W korzystnej realizacji wynalazku długość (d) dyszy karmiącej wynosi wg. wzoru (I):In a preferred embodiment of the invention, the length (d) of the feeding nozzle is acc. formula (I):
d = gp + ½ opr (I), gdzie: gp - głębokość półki i wynosi ona 100 mm, opr - odległość pomiędzy regałami.d = gp + ½ rim (I), where: gp - shelf depth and it is 100 mm, rim - distance between the racks.
W innej korzystnej realizacji wynalazku szerokość półki (szp) wynosi wg. wzoru (II):In another preferred embodiment of the invention, the shelf width (szp) is acc. formula (II):
szp = 0.707d - ½ opr + 100 mm (II) gdzie: d - długość dyszy wg. wzoru (I), opr - odległość pomiędzy regałami.szp = 0.707d - ½ rim + 100 mm (II) where: d - nozzle length acc. formula (I), eq - distance between racks.
W następnej korzystnej realizacji wynalazku zasięg czujnika długiego zasięgu jest równy długości dyszy (d) powiększony o 100 mm.In a further embodiment of the invention, the range of the long range sensor is equal to the length of the nozzle (d) plus 100 mm.
W jeszcze innej korzystnej realizacji wynalazku zasięg czujnika krótkiego zasięgu wynosi 600 mm.In yet another embodiment of the invention, the range of the short-range sensor is 600 mm.
W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku zakres ruchu platformy ruchomej wynosi od 200 mm do 4100 mm.In another preferred embodiment of the invention, the range of movement of the mobile platform is from 200 mm to 4100 mm.
W jeszcze innej korzystnej realizacji wynalazku układ zasilania robota podzielony jest na sekcje. Umożliwia to odzysk energii wynikający z zatrzymywania jednego silnika, dostarczał energię potrzebną na rozbieg innego. Jest możliwość wyłączania odbiorników energii w celu efektywnego wykorzystywania jej i zapewnienia możliwości powrotu do stacji ładującej. Wspólna szyna zasilająca DC umożliwia akumulacjęIn yet another embodiment of the invention, the robot's power supply system is divided into sections. This enables the recovery of energy resulting from stopping one engine, providing the energy needed to start another. It is possible to switch off energy receivers in order to use it effectively and to ensure the possibility of returning to the charging station. The common DC power rail allows accumulation
PL 241 738 B1 energii powstającej w wyniku zatrzymywania poszczególnych jednostek napędowych, która jest wykorzystywana do pracy dla pozostałych podłączonych do wspólnej szyny. Wszystkie zasilacze silników podłączone są do wspólnej szyny DC. Gdy jedne oddają energię przy hamowaniu, drugie z niej korzystają.EN 241 738 B1 energy resulting from stopping individual drive units, which is used to work for the others connected to the common bus. All motor power supplies are connected to a common DC bus. While one gives energy when braking, the other uses it.
W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku średnica dyszy karmiącej jest dostosowana do gęstości podawanej karmy, przy czym dla cieczy typu woda wynosi ona 15 mm a dla karmy zagęszczonej od 32 mm do 40 mm.In another preferred implementation of the invention, the diameter of the feeding nozzle is adapted to the density of the fed feed, whereas for liquids such as water it is 15 mm and for concentrated feed it is from 32 mm to 40 mm.
System precyzyjnego prowadzenia robota po torze wymaga dokładnej informacji o pozycji robota względem regałów, a ich budowa przy hodowli owadów uniemożliwia poruszanie się na podstawie pomiaru odległości. Dlatego, powinien być zastosowany układ prowadzenia robota po linii na posadzce. Takie systemy są znane w dziedzinie. Ich zastosowanie, w połączeniu z pozostałymi opisanymi cechami zapewnia układ autonomicznej, samojezdnej platformy do podawania paszy, która umożliwia zastosowanie w karmieniu owadów, bez niedogodności towarzyszących wcześniejszym rozwiązaniom.The system of precise guidance of the robot on the track requires precise information about the position of the robot in relation to the racks, and their construction in insect breeding makes it impossible to move on the basis of distance measurement. Therefore, a system for guiding the robot along a line on the floor should be used. Such systems are known in the art. Their use, in combination with the other described features, provides a system of an autonomous, self-propelled platform for feeding feed, which makes it possible to use it in feeding insects, without the inconveniences associated with previous solutions.
Drugim przedmiotem wynalazku jest sposób odchowu owadów, charakteryzujący się tym, że obejmuje etap karmienia owadów w każdym stadium rozwojowym z zastosowaniem systemu zdefiniowanego w pierwszym przedmiocie wynalazku, przy czym autonomiczna platforma do podawania paszy jest przemieszczana do pojemników hodowlanych wzdłuż układu linii na podłodze za pomocą czujników i w zbiorniku przygotowywana jest mieszanka paszowa, która jest mieszana za pomocą mieszadła, następnie mieszanka paszowa jest przetłaczana ze zbiornika przez układ rur za pomocą pompy do dyszy karmiącej, która jest pozycjonowana za pomocą czujników dalekiego zasięgu i krótkiego zasięgu, względem pojemnika hodowlanego, do którego ma być podawana mieszanka paszowa, przy czym owady hodowane są w pojemnikach hodowlanych, umieszczanych na regałach wyposażonych w półki o głębokości do 1,7x większej niż szerokość, przy odstępie pomiędzy półkami min. 50 mm.The second object of the invention is a method of rearing insects, characterized in that it comprises the step of feeding insects at each developmental stage using the system defined in the first object of the invention, wherein the autonomous platform for feeding the feed is moved to the breeding containers along a line system on the floor by means of sensors and the feed mixture is prepared in the tank, which is mixed by means of an agitator, then the feed mixture is forced from the tank through the pipe system by means of a pump to the feeding nozzle, which is positioned by means of long-range and short-range sensors relative to the breeding container into which it is intended feed mixture should be fed, with insects reared in breeding containers, placed on racks equipped with shelves up to 1.7x deeper than width, with a distance between the shelves of min. 50mm.
W korzystnej realizacji wynalazku ilość podawanej mieszanki paszowej jest określona na podstawie wskazań wagi. Umożliwia to zmniejszenie strat oraz dostosowanie ilości paszy do optymalnych warunków hodowlanych.In a preferred embodiment of the invention, the amount of the feed mixture to be fed is determined by weighing. This makes it possible to reduce losses and adjust the amount of feed to optimal breeding conditions.
W następnej korzystnej realizacji wynalazku owadami z rzędu Coleoptera są owady z rodzaju czarnuchowatych (Tenebrionidae), korzystnie gatunki wybrane z pleśniakowiec lśniący (Alphitobius diasperinus), mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), trojszyk ulec (Tribolium confusum), trojszyk gryzący (Tribolium castaneum), trojszyk ciemny (Tribolium madens), korzystniej mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), pleśniakowiec lśniący (Alphitobius moddiaperinus).In a further preferred embodiment of the invention, insects from the order of Coleoptera are insects of the genus Tenebrionidae, preferably species selected from Alphitobius diasperinus, mealworm (Tenebrio molitor), wood-eater (Zoophobas morio), tribolium confusum, acrid (Tribolium castaneum), dark thrush (Tribolium madens), more preferably mealworm (Tenebrio molitor), wood-eater (Zoophobas morio), glossy mildew (Alphitobius moddiaperinus).
W jeszcze innej korzystnej realizacji wynalazku owadami z rzędu Diptera są owady z rodzaju Hermetia, korzystnie Hermetia illucens.In yet another preferred embodiment of the invention, the insects of the order Diptera are insects of the genus Hermetia, preferably Hermetia illucens.
Trzecim przedmiotem wynalazku jest zastosowanie systemu, jak zdefiniowano w pierwszym przedmiocie wynalazku, w sposobie odchowu owadów i/lub monitoringu parametrów odchowu owadów z rodzaju Coleoptera lub Diptera.The third object of the invention is the use of the system as defined in the first object of the invention in a method of rearing insects and/or monitoring the rearing parameters of insects of the genus Coleoptera or Diptera.
W korzystnej realizacji wynalazku owadami z rzędu Coleoptera są owady z rodzaju czarnuchowatych (Tenebrionidae), korzystnie gatunki wybrane z pleśniakowiec lśniący (Alphitobius diasperinus), mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), trojszyk ulec (Tribolium confusum), trojszyk gryzący (Tribolium castaneum), trojszyk ciemny (Tribolium madens), korzystniej mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), pleśniakowiec lśniący (Alphitobius diaperinus).In a preferred embodiment of the invention, the Coleoptera insects are insects of the genus Tenebrionidae, preferably species selected from Alphitobius diasperinus, mealworm (Tenebrio molitor), wood-eater (Zoophobas morio), tribolium confusum, (Tribolium castaneum), dark thrush (Tribolium madens), more preferably mealworm (Tenebrio molitor), wood-eater (Zoophobas morio), glossy thrush (Alphitobius diaperinus).
W następnej korzystnej realizacji wynalazku owadami z rzędu Diptera są owady z rodzaju Hermetia , korzystnie Hermetia illucens.In a further preferred embodiment of the invention, the insects of the order Diptera are insects of the genus Hermetia, preferably Hermetia illucens.
Według niniejszego rozwiązania korzystne jest zastosowanie autonomicznej, samojezdnej platformy do podawania paszy, której integralną częścią są urządzenia pomiarowe monitorujące parametry odchowu owadów. System pozwala na precyzyjne dozowanie paszy w oparciu o monitoring kluczowych parametrów hodowlanych, przy jednoczesnym zminimalizowaniu długości magistrali i przewodów do podawania paszy.According to the present solution, it is advantageous to use an autonomous, self-propelled feed feeding platform, an integral part of which are measuring devices monitoring insect rearing parameters. The system allows for precise dosing of feed based on the monitoring of key breeding parameters, while minimizing the length of the mains and feed lines.
Przykłady realizacji wynalazku zobrazowano na rysunku, gdzie: Fig. 1 przedstawia schemat autonomicznej, samojezdnej platformy do podawania paszy, Fig. 2 przedstawia autonomiczną, samojezdną platformę do podawania paszy w widoku rozstrzelonym (widoczne poszczególne elementy), Fig. 3 przedstawia autonomiczną, samojezdną platformę do podawania paszy w widoku z góry, z tyłu, z boku, Fig. 4 przedstawia autonomiczną, samojezdną platformę do podawania paszy w widoku od spodu, Fig. 5 przedstawia głowicę z napędem i czujnikami, w widoku z góry w widoku perspektywicznym, Fig. 6 przedstawia rozwiązanie napędu ruchu góra-dół, Fig. 7 przedstawia budowę układu kierowniczego, Fig. 8 przedstawia konstrukcję układu jezdnego, osi napędowej, Fig. 9 przedstawia obudowęExamples of the implementation of the invention are shown in the drawing, where: Fig. 1 shows a diagram of an autonomous, self-propelled platform for feeding feed, Fig. 2 shows an autonomous, self-propelled platform for feeding feed in an exploded view (individual elements are visible), Fig. 3 shows an autonomous, self-propelled platform for feeding feed in a top, rear, side view, Fig. 4 shows an autonomous, self-propelled platform for feeding feed in a bottom view, Fig. 5 shows a head with a drive and sensors, in a perspective top view, Fig. Fig. 6 shows the solution of the up-down motion drive, Fig. 7 shows the structure of the steering system, Fig. 8 shows the structure of the chassis and drive axle, Fig. 9 shows the housing
PL 241 738 B1 wraz z elementami sterowania i sygnalizacji, Fig. 10 przedstawia rozmieszczenie elementów elektrycznych na płycie montażowej w szafie sterowniczej, Fig. 11 Schemat uproszczony obwodów elektrycznych, Fig. 12 Schemat obwodu zasilania, Fig. 13 Schemat obwodu sterowania, Fig. 14 Schemat zasilania i sterowania obwodów napędowych.PL 241 738 B1 with control and signaling elements, Fig. 10 shows the arrangement of electrical elements on the mounting plate in the control cabinet, Fig. 11 Simplified diagram of electrical circuits, Fig. 12 Diagram of the power supply circuit, Fig. 13 Diagram of the control circuit, Fig. 14 Scheme of power supply and control of drive circuits.
PRZYKŁADYEXAMPLES
Przykład 1: Konstrukcja autonomicznej, samojezdnej platformy do podawania paszyExample 1: Construction of an autonomous, self-propelled platform for feeding feed
Skonstruowano przykładową autonomiczną, samojezdną platformę do podawania paszy w hodowli owadów (Fig. 1-10). Poniżej wymieniono poszczególne elementy konstrukcji.An exemplary autonomous, self-propelled platform for feeding feed in insect breeding was constructed (Fig. 1-10). The individual construction elements are listed below.
I. Podzespoły:I. Components:
a) Układ jezdny robota karmiącego (Fig. 8):a) The chassis of the feeding robot (Fig. 8):
• Koła układu napędowego 4 twarde ogumowane, napędzane indywidualnie silnikiem servo 30 o mocy 0,5-0,9 kW z enkoderem o rozdzielczości 4194304 impulsów/obrót poprzez przekładnię mechaniczną.• Wheels of the drive system 4 hard rubber wheels, driven individually by a servo 30 motor with a power of 0.5-0.9 kW with an encoder with a resolution of 4194304 pulses/revolution through a mechanical transmission.
• Podwójny wzmacniacz servo 40 dobrany do silników (27, 30), wyposażony w interfejs światłowodowy do podłączenia ze sterownikiem ruchu „Motion” 37.• Double servo amplifier 40 matched to the motors (27, 30), equipped with a fiber optic interface for connection to the "Motion" 37 motion controller.
• Programowy układ różnicowy.• Software differential circuit.
b) Układ kierowniczy układu jezdnego robota karmiącego (Fig. 7) • Koła układu kierowniczego 10 (takie same jak napędowe 4) zamontowane na układzie zwrotnicy 29, ramiona reakcyjne 28 połączone cięgnami.b) Steering system of the feeding robot's chassis (Fig. 7) • Steering wheels 10 (same as drive wheels 4) mounted on knuckle system 29, reaction arms 28 connected with tie rods.
• Silnik servo 27 o mocy 0,4-0,7 kW z enkoderem o rozdzielczości 4194304 impulsów/obrót.• 0.4-0.7 kW servo motor 27 with an encoder with a resolution of 4194304 pulses/revolution.
• Wzmacniacz servo 40 dobrany do silnika, wyposażony w interfejs światłowodowy do podłą- czenia ze sterownikiem ruchu „Motion” 37.• Servo amplifier 40 matched to the motor, equipped with a fiber optic interface for connection to the motion controller "Motion" 37.
c) Układ ruchu dyszy robota karmiącego (Fig. 5 i 6):c) Nozzle movement system of the feeding robot (Fig. 5 and 6):
• Maszt 5 wykonany z aluminium, wyposażony w prowadnice liniowe 26 oraz bezlufowe śruby trapezowe 23.• Mast 5 made of aluminum, equipped with linear guides 26 and barrelless trapezoidal screws 23.
• Platforma ruchoma 11, jeżdżąca góra-dół, zgodnie z wymaganym zakresem przesuwu od 200 mm do 4100 mm.• Mobile platform 11, moving up and down, according to the required range of travel from 200 mm to 4100 mm.
• Silnik podnoszenia i opuszczania 25 servo o mocy 0,7-1 kW z enkoderem o rozdzielczości 4194304 impulsów/obrót i luzownikiem elektrycznym, z przekładnią planetarną.• 25 servo lifting and lowering motor, 0.7-1 kW with an encoder with a resolution of 4194304 pulses/revolution and an electric release, with a planetary gear.
• Silnik (z przekładnią) 20 obrotu głowicy 6 typu servo, o mocy 0,4-0,6 kW z enkoderem o rozdzielczości 4194304 impulsów/obrót, kołami pasowymi 24 i pasem napędowym 22.• Motor (with gear) for 20 rotations of the servo head 6, power 0.4-0.6 kW with an encoder with a resolution of 4194304 pulses/revolution, pulleys 24 and a drive belt 22.
• Wzmacniacze servo 40 dobrane dla obu silników, wyposażone w interfejs światłowodowy do podłączenia ze sterownikiem ruchu „Motion” 37.• Servo 40 amplifiers selected for both motors, equipped with a fiber optic interface for connection to the "Motion" 37 motion controller.
• Układ zasilania luzownika, którego schemat przedstawiono na Fig. 14 (L1).• The loosener supply system, the diagram of which is shown in Fig. 14 (L1).
• Głowica obrotowa 6 wyposażona w przegub obrotowy 21 rury 7 o średnicy 30 mm ze ścianką 2 mm oraz czujniki optyczne wzdłużne (dalekiego zasięgu) 15 o zasięgu 0-2 m i poprzeczne (krótkiego zasięgu) 16 o zasięgu 0,6 m.• Rotating head 6 equipped with a swivel joint 21 of a pipe 7 with a diameter of 30 mm and a wall of 2 mm and optical sensors longitudinal (long range) 15 with a range of 0-2 m and transverse (short range) 16 with a range of 0.6 m.
d) Układ zasilania dyszy karmiącej robota karmiącego:d) The feeding system of the feeding robot's feeding nozzle:
• Zbiornik 1 do karmy o pojemności min. 400 kg, wyposażony w wagę tensometryczną 19.• Tank 1 for food with a capacity of min. 400 kg, equipped with a load cell 19.
• Mieszalnik 12 zasilany silnikiem asynchronicznym o mocy 0,7-1 kW i przekładnią ślimakową 35 o przełożeniu 80-140.• Mixer 12 powered by an asynchronous motor with a power of 0.7-1 kW and a worm gear 35 with a gear ratio of 80-140.
• Falownik FR-A 41 wyposażony w interfejs RS485 lub Ethernet do komunikacji ze sterownikiem FX5U 36.• FR-A 41 inverter equipped with RS485 or Ethernet interface for communication with the FX5U 36 controller.
• Pompa zębata 2 ssąco-tłocząca, utwardzana powierzchniowo do produktów płynnych i plastycznych.• Suction-force gear pump 2, surface-hardened for liquid and plastic products.
• Silnik servo 17 o mocy odpowiednio dla ferm z owadami 1-2 kW, dla ferm zwierząt futerkowych 2-7 kW, z enkoderem o rozdzielczości 4194304 impulsów/obrót oraz przekładnią planetarną.• Servo 17 motor with a power of 1-2 kW for insect farms, 2-7 kW for fur farms, respectively, with an encoder with a resolution of 4194304 pulses/revolution and a planetary gear.
• Wzmacniacz servo 40 dobrany do silnika, wyposażony w interfejs światłowodowy do podłączenia ze sterownikiem ruchu „Motion” 37.• Servo amplifier 40 matched to the motor, equipped with a fiber optic interface for connection to the motion controller "Motion" 37.
• Sprzęgło mechaniczne 18 łączące przekładnię z pompą.• Mechanical coupling 18 connecting the gearbox to the pump.
• System rur 9 do zasilania dyszy karmiącej o średnicy 30-60 mm jest podzielony na odcinki połączone przegubem obrotowym w celu umożliwienia swobodnego podnoszenia i opuszczania ruchomej platformy.• The pipe system 9 for supplying the feeding nozzle with a diameter of 30-60 mm is divided into sections connected by a swivel joint in order to allow free raising and lowering of the mobile platform.
• Dysza karmiąca 7 o średnicy odpowiednio dla ferm z owadami 15-40 mm i ferm zwierząt futerkowych 35-60 mm.• Feeding nozzle 7 with a diameter of 15-40 mm for insect farms and 35-60 mm for fur farms, respectively.
PL 241 738 B1 • Długość (d) dyszy karmiącej (7) wynosi wg. wzoru (I):PL 241 738 B1 • The length (d) of the feeding nozzle (7) is acc. formula (I):
d = gp + ½ opr (I), gdzie: gp - głębokość półki i wynosi ona 100 mm, opr - odległość pomiędzy regałami.d = gp + ½ rim (I), where: gp - shelf depth and it is 100 mm, rim - distance between the racks.
e) Układ elektryczny i elektroniczny 3 robota karmiącego (Fig. 11-14):e) Electrical and electronic system 3 of the feeding robot (Fig. 11-14):
• Zestaw baterii 8 o napięciu wyjściowym 48 V i maksymalnym prądzie chwilowym min. 100 A.• Battery set 8 with output voltage 48 V and maximum instantaneous current min. 100A
• Zestaw inwertorów DC-DC 42 o napięciu wejściowym 48 V i wyjściowych 24, 340 i 560 V oraz mocach minimalnych odpowiednio: 200 W, 1 kW i 2 kW.• A set of DC-DC 42 inverters with an input voltage of 48 V and an output voltage of 24, 340 and 560 V and the minimum power of 200 W, 1 kW and 2 kW, respectively.
• Sterownik Mitsubishi FX5U 36.• Mitsubishi FX5U 36 controller.
• Sterownik Mitsubishi Motion 37.• Mitsubishi Motion 37 controller.
• Wyświetlacz Mitsubishi 2103 34.• Mitsubishi 2103 34 display.
• Przekaźnik bezpieczeństwa Welland 39.• Welland 39 safety relay.
• Manipulator ręczny typu joystick 33.• Joystick type 33 manual manipulator.
• Wyposażenie elektryczne (przyłączeniowe, zabezpieczenia itp.), znajdujące się w szafie 3.• Electrical equipment (connections, protections, etc.), located in the cabinet 3.
f) Nadrzędny układ sterowania ERP robotem karmiącym:f) Master ERP control system for the feeding robot:
• Sterownik PLC Mitsubishi FX5U.• Mitsubishi FX5U PLC.
• HMI robocze z rodziny 2103 dla operatorów.• Work HMI from the 2103 family for operators.
• HMI zarządcze z rodziny 2510 dla kadry zarządczej z licencją Mobile na dostęp zdalny oraz MES na wymianę danych z bazą.• Management HMI from the 2510 family for management staff with Mobile license for remote access and MES for data exchange with the database.
• Serwer z systemem z rodziny Windows Pro, pełniący rolę serwera SQL i serwera raportów.• A Windows Pro server that functions as an SQL server and a report server.
• Silosy i zbiorniki wyposażone w wagi i mieszalniki zasilane z odpowiednio dobranych falowników, wpięte w magistralę sterującą MODBUS.• Silos and tanks equipped with scales and mixers powered by appropriately selected inverters, connected to the MODBUS control bus.
• Pompy z agregatami hydraulicznymi sterowane 3-stanowo.• Pumps with 3-position controlled hydraulic aggregates.
• Zawory kulowe sterowane elektrycznie 2-stanowo.• 2-position electrically operated ball valves.
• Systemy rur do transportu karm.• Pipe systems for feed transport.
• System podciśnienia z separatorem, sterowany z falownika podłączonego do magistrali sterującej MODBUS.• Vacuum system with separator, controlled by an inverter connected to the MODBUS control bus.
• Sieć czujników termo-higroskopijnych podłączonych do magistrali pomiarowej MODBUS.• A network of thermo-hygroscopic sensors connected to the MODBUS measuring bus.
• System nawilżaczy z sekcjami załączanymi dwustanowo.• Humidifier system with two-state switching sections.
Nadrzędny układ sterowania ERP stanowi instalację zewnętrzną, z którą robot karmiący kontaktuje się w stacji dokującej.The master ERP control system is an external installation that the feeding robot contacts in the docking station.
II. Systemy:II. Systems:
a) Jazda i pozycjonowanie (Fig. 12):a) Driving and positioning (Fig. 12):
Robot porusza się po ścieżce namalowanej z użyciem farby odblaskowej. Rozpoznaje ją za pomocą optycznych czujników odbiciowych 14, po dwa na każdą oś (przednią i tylną), dążąc do jazdy wszystkimi czujnikami 14 po namalowanej ścieżce. Czujniki optyczne 14 zamontowane są w linii osi układu napędowego 4 (przedniej) i układu kierującego 10 (tylnej), Fig. 4.The robot moves along a path painted with reflective paint. It recognizes it using 14 optical reflective sensors, two on each axle (front and rear), aiming to drive all 14 sensors along a painted path. Optical sensors 14 are mounted in the axis line of the drive system 4 (front) and the steering system 10 (rear), Fig. 4.
Skręcanie zrealizowane jest za pomocą osi skrętnej układu kierującego 10 znajdującego się z tyłu, ze zwrotnicami, drążkami reakcyjnymi i listwą zębatą z silnikiem servo 27 marki Mitsubishi.Turning is carried out by means of the torsion axle of the steering system 10 located at the rear, with knuckles, reaction rods and a toothed rack with a Mitsubishi servo motor 27.
Oba przednie koła napędowe 31 układu napędowego 4, napędzane są silnikami servo 30 z przekładniami 30 i enkoderami. Zasilane są z podwójnego wzmacniacza servo 40, z komunikacją światłowodową, tworząc programowy układ różnicowy.Both front drive wheels 31 of the drive system 4 are driven by servo motors 30 with gears 30 and encoders. They are powered by a double servo 40 amplifier, with fiber optic communication, creating a software differential circuit.
W/w trzy osie fizyczne ruchu sterowane są za pomocą przeliczeń w procesorze Motion 37, z osi wirtualnej jazdy przód-tył.The above-mentioned three physical axes of movement are controlled by calculations in the Motion 37 processor, from the front-rear virtual axis.
Jazda góra-dół platformy ruchomej 11 wzdłuż masztu 5 realizowana jest za pomocą silnika servo 25 z przekładnią planetarną, hamulcem i enkoderem. Napęd przenoszony jest poprzez koła pasowe 24 na śruby trapezowe 23.The up-down movement of the mobile platform 11 along the mast 5 is carried out by means of a servo motor 25 with a planetary gear, a brake and an encoder. The drive is transmitted through pulleys 24 to trapezoidal screws 23.
Wjazd nad półkę regału realizowany jest przez układ obrotowy 24 i synchronizację po programowej krzywce ruchu przód-tył. Obliczenia wykonywane są przez moduł Motion 37. Obrót napędzany jest silnikiem servo 40 z przekładnią planetarną i enkoderem. Głowica obrotowa 6 zamontowana jest na osi wyjściowej przekładni przez łożysko. Wyposażona jest w wymienną dyszę karmiącą 7 oraz głowicę pomiarową z czujnikami optycznymi działającymi wzdłuż dyszy 15 i w poprzek niej 16.The drive over the shelf of the rack is carried out by the rotation system 24 and synchronization along the software cam of the forward-backward movement. The calculations are performed by the Motion 37 module. The rotation is driven by a servo motor 40 with a planetary gear and an encoder. The rotary head 6 is mounted on the output axis of the gearbox through a bearing. It is equipped with a replaceable feeding nozzle 7 and a measuring head with optical sensors operating along the nozzle 15 and across it 16.
b) System prefabrykowania, transportu i przygotowania karmyb) The system of prefabrication, transport and preparation of feed
Skład karmy przygotowywany jest w zbiorniku 1 z mieszalnikiem 12 i wagą 19. Jej aktualne proporcje wyliczane są za pomocą wskazań wagi 19 oraz zadań i ich rezultatów przechowywanych w bazie danych. System umożliwia podgląd stanu oraz procentowy składu karmy.The composition of the feed is prepared in the tank 1 with the mixer 12 and the scale 19. Its current proportions are calculated using the indications of the scale 19 and the tasks and their results stored in the database. The system allows you to view the status and percentage composition of the feed.
PL 241 738 B1PL 241 738 B1
Karma transportowana jest do robota karmiącego za pomocą pompy 2 z systemem rur 9 i zaworów kulowych z siłownikami elektrycznymi. Decyzję o podawaniu karmy podejmuje robot będąc w stacji dokującej. Załącza on bezprzewodowo (za pomocą układu optycznego nadajnik-odbiornik) układ transportu karmy i wyłącza na podstawie wbudowanej wagi 19.The feed is transported to the feeding robot by a pump 2 with a pipe system 9 and ball valves with electric actuators. The decision to give food is made by the robot while in the docking station. It turns on the feed transport system wirelessly (by means of a transmitter-receiver optical system) and turns it off based on the built-in scale 19.
Karma w robocie przed procesem karmienia jest zagęszczana otrębami podawanymi za pomocą systemu transmisji paszy suchej, sterowany analogicznie do karmy. Średnica dyszy 7 powinna także być dostosowana do gęstości karmy. W zależności od gęstości pokarmu może ona mieć różną średnicę: dla cieczy typu woda 15 mm, dla karmy zagęszczonej 32-40 mm.Before the feeding process, the feed in the robot is thickened with bran fed using a dry feed transmission system, controlled analogously to the feed. The diameter of the nozzle 7 should also be adapted to the density of the feed. Depending on the density of the food, it can have a different diameter: for liquids such as water 15 mm, for concentrated food 32-40 mm.
Następnie robot miesza karmę w określonym cyklu (kierunek obrotów, prędkość i czas).The robot then mixes the food in a specific cycle (rotation direction, speed and time).
c) Karmieniec) Feeding
Robot otrzymuje polecenia karmienia z nadrzędnego systemu ERP współpracującego z bazą danych (zob. poniżej). W tej bazie przechowywany jest m.in. harmonogram karmienia zawierający informacje: adres karmienia, termin i porcję. Harmonogram jest tworzony na podstawie planów produkcyjnych zgodnie z przypisanymi im procesami. Robot po wykonaniu zadania zwraca do bazy danych poprzez nadrzędny system informacje zwrotne zawierające: faktycznie podaną porcję karmy, czas karmienia oraz koszt energetyczny operacji. Te informacje, w oparciu o obserwacje umożliwiają obliczenie kosztów produkcji (ilość i jakość karmy, czas, energia) oraz zamykają sprzężenie zwrotne procesu hodowli umożliwiając tworzenie i modyfikację harmonogramu karmienia w kierunku optymalizacji w zależności od przyjętych kryteriów.The robot receives feeding commands from a superior ERP system that interfaces with a database (see below). This database contains, among other things, feeding schedule with information: feeding address, date and portion. The schedule is created on the basis of production plans in accordance with the processes assigned to them. After completing the task, the robot returns to the database via the superior system feedback containing: actually given portion of food, feeding time and energy cost of the operation. This information, based on observations, enables the calculation of production costs (feed quantity and quality, time, energy) and closes the feedback of the breeding process, enabling the creation and modification of the feeding schedule towards optimization depending on the adopted criteria.
d) Gromadzenie i analiza danychd) Data collection and analysis
Nadrzędny system ERP, działający poza robotem karmiącym, jest oparty o:The superior ERP system, operating outside the feeding robot, is based on:
• sterownik PLC Mitsubishi FX5U • HMI robocze z rodziny 21xx dla operatorów (menu w dowolnym języku, dane tylko w języku domyślnym) • HMI zarządcze z rodziny 25xx dla kadry zarządczej z licencją Mobile na dostęp zdalny oraz MES na wymianę danych z bazą danych (menu i dane w dowolnym języku) • serwer SQL do:• Mitsubishi FX5U PLC controller • 21xx family work HMI for operators (menu in any language, data only in default language) • 25xx family management HMI for management staff with Mobile license for remote access and MES for data exchange with the database (menu and data in any language) • SQL server for:
o gromadzenia danych i procedur o śledzenia danych o automatycznego wysyłania maili informujących o zdarzeniach i zadaniach • serwer SQL Reports do prezentacji przygotowanych raportów • serwer aplikacji internetowych IIS dla użytkowników systemu, podzielonych na działy:o data collection and procedures o data tracking o automatic sending of e-mails informing about events and tasks • SQL Reports server for presentation of prepared reports • IIS web application server for system users, divided into departments:
o Magazyn - zarządzanie stanami magazynowymi, przyjęcia, wydania, raporty księgowe o Pomieszczenia - zarządzanie parametrami klimatycznymi i statystyki dotyczące klimatu oraz eksploatacji urządzeń będących wyposażeniem pomieszczenia o Projektowanie procesów - zakładanie, edycja i akceptacja procesów z uwzględnieniem harmonogramu zadań oraz punktów kontrolnych CCP o Produkcja - planowanie zadań produkcyjnych oraz podgląd realizacji i analizy statystyczne o HR - edycja i zmiana statusu zadań dla poszczególnych pracowników, wnioski o urlopy, chorobowe, rejestracja czasu pracy • oprogramowanie SQL Management Studio zapewniające dostęp do danych oraz możliwość opracowywania i testowania procedur.o Warehouse - inventory management, receipts, releases, accounting reports o Rooms - management of climatic parameters and statistics on climate and operation of room equipment o Process design - setting up, editing and accepting processes, taking into account the task schedule and CCP checkpoints o Production - scheduling production tasks and previewing the implementation and statistical analyzes about HR - editing and changing the status of tasks for individual employees, requests for leaves, sick leave, work time registration • SQL Management Studio software providing access to data and the ability to develop and test procedures.
Sterownik 36 kontroluje wyposażenie techniczne linii realizując zadania z bazy danych określające: termin, czynność oraz zasoby. Każde zadanie kończone jest raportowaniem czasu jego realizacji oraz kosztów zasobowych i energetycznych. Identyfikacja obiektów na podstawie numerów identyfikacyjnych umożliwia jednoznaczną konfigurację w bazie danych i odzwierciedlenie jej w sterowniku linii. Każdy zapis powiązany jest jednoznacznie z zasobami. Dzięki temu możliwe jest wykonywanie analiz matematycznych, statystycznych i ekonomicznych różnych elementów systemu i czynności oraz prezentowanie wyników w czytelny sposób w przeglądarce internetowej z wykorzystaniem SQL Reports.The controller 36 controls the technical equipment of the line by performing tasks from the database specifying: deadline, activity and resources. Each task is completed by reporting the time of its implementation as well as resource and energy costs. Identification of objects based on ID numbers enables unambiguous configuration in the database and its reflection in the line controller. Each entry is uniquely linked to resources. Thanks to this, it is possible to perform mathematical, statistical and economic analyzes of various system elements and activities, and to present the results in a clear way in a web browser using SQL Reports.
Możliwości systemu automatyki są wycinkiem bazy danych i zawartych w niej danych. Ilości poszczególnych obiektów, przykładowo:The possibilities of the automation system are a fragment of the database and the data contained therein. Quantities of individual objects, for example:
• 128 pracowników aktywnych z (posiadających uprawnienia do pracy w automatyce) • 256 elementów wyposażenia (przeznaczonego do zarządzania poprzez system automatyki) • 256 magazynów (wliczając w to półki regałów) • 512 elementów asortymentu (przeznaczonego do obsługi w systemie automatyki) • 16 zbiorników (wyposażonych w wagi oraz mieszadła)• 128 active employees (with qualifications to work in automation) • 256 items of equipment (to be managed by the automation system) • 256 warehouses (including rack shelves) • 512 items of assortment (to be operated in the automation system) • 16 tanks (equipped with scales and stirrers)
PL 241 738 B1 • 16 robotów • 32 pozostałe elementy wyposażenia (taśmociągi, pompy, wilki itp.) • 32 urządzenia wykonawcze 3-stanowe (np. pompy, elektrozawory) przypisywane do dowol- nego urządzenia • 16 falowników przypisywanych do dowolnego urządzenia • 16 wag przypisywanych do dowolnego zbiornika lub wolnostojących • 32 mierniki przypisywane do dowolnej lokalizacji (pomiary temperatury, wilgotności itp.) • 256 opisy czynności (operacje) • 200 aktywnych zadań dla urządzeń i pracownikówPL 241 738 B1 • 16 robots • 32 other elements of equipment (conveyors, pumps, grinders, etc.) • 32 3-state actuators (e.g. pumps, solenoid valves) assigned to any device • 16 inverters assigned to any device • 16 scales assigned to any tank or standalone • 32 meters assigned to any location (measurements of temperature, humidity, etc.) • 256 descriptions of activities (operations) • 200 active tasks for devices and employees
Głowica obrotowa 6 dzięki zakresowi ruchu 300 stopni, może być ustawiona nad zbiornikiem tworząc obieg zamknięty. Takie rozwiązanie daje możliwość jazdy bez zabrudzeń oraz płukania całej instalacji robota.The swivel head 6, thanks to the range of movement of 300 degrees, can be set above the tank creating a closed circuit. This solution gives the possibility of driving without dirt and rinsing the entire robot installation.
Dzięki ruchowi tylko po namalowanej linii na podłożu, robot może opuścić strefę karmienia i przemieścić się do lokalizacji, w której będzie umyty i zdezynfekowany. Tam też może być montowany inny osprzęt, np. do dezynfekcji pustych linii.By moving only along a painted line on the ground, the robot can leave the feeding area and move to a location where it will be cleaned and disinfected. Other accessories can also be mounted there, e.g. for the disinfection of empty lines.
Istnieje też możliwość wymiany pakietu rozładowanych baterii 8 na naładowane, co ograniczy znacznie czas przestojów robota.It is also possible to replace the discharged battery pack 8 with charged ones, which will significantly reduce the downtime of the robot.
Sposób wjazdu w regały ogranicza działanie robota do półek, których geometria umożliwia wjazd dyszy i jej wyjazd. Dla dyszy o długości 1,4 m minimalna szerokość półki, to 0,5 m. Przy czym szerokość półki szp można opisać wyrażeniem (II):The method of entering the racks limits the operation of the robot to shelves whose geometry allows the nozzle to enter and exit. For a nozzle with a length of 1.4 m, the minimum flange width is 0.5 m. The flange width szp can be described by the expression (II):
szp = 0.707d - ½ opr + 100 mm (II)szp = 0.707d - ½ rim + 100 mm (II)
IV. Funkcjonalność systemu - zalety względem stanu technikiIV. System functionality - advantages in relation to the state of the art
Umiejscowienie czujników optycznych 15, 16 na głowicy obrotowej 6 zgodnie z zasadą: po jednym czujniku długiego zasięgu 15 po każdej stronie dyszy 7 działającym wzdłuż niej oraz po jednym czujniku krótkiego zasięgu 16 na lewo i prawo pod kątem prostym do dyszy, umożliwia wykonanie precyzyjnego pomiaru przestrzeni obsługiwanej przez robota oraz zabezpiecza przed kolizjami niezależnie od rodzaju ruchu i jego kierunku. W ten sposób osiągnięty został cel pracy robota przy wąskich odstępach pomiędzy półkami oraz dopuszczalny jest większy błąd przeliczeń odczytów enkoderów na wielkości fizyczne bez utraty precyzji pracy robota.The location of the optical sensors 15, 16 on the rotary head 6 according to the principle: one long-range sensor 15 on each side of the nozzle 7 acting along it and one short-range sensor 16 to the left and right at right angles to the nozzle, enables precise measurement of the space supported by the robot and protects against collisions regardless of the type of movement and its direction. In this way, the goal of the robot's work with narrow spaces between the shelves has been achieved and a greater error of conversion of encoder readings to physical quantities is allowed without losing the precision of the robot's work.
Ciągłe porównywanie pozycji wynikających z odczytów enkoderów i zadziałania czujników 15, 16 z zapamiętanymi w rejestrach robota koordynatami (w trakcie procesu skanowania) zapewnia wykrycie nieprawidłowości i uślizgów oraz umożliwia automatyczną obsługę tych błędów w akceptowalnym zakresie. W sytuacji rozpoznania błędu grubego, robot zostanie zatrzymany i poczeka na obsługę.Continuous comparison of the positions resulting from the encoder readings and the operation of the sensors 15, 16 with the coordinates stored in the robot's registers (during the scanning process) ensures the detection of irregularities and slips and enables automatic handling of these errors within an acceptable range. If a gross error is detected, the robot will stop and wait for service.
Konstrukcja robota umożliwia obsługę półek o głębokości do 1,7x większej niż szerokość, przy odstępie pomiędzy półkami min. 50 mm.The construction of the robot enables handling of shelves up to 1.7x deeper than the width, with a distance between the shelves of min. 50mm.
Zastosowanie serwomechanizmów w ruchu głowicy 6 umożliwia monitorowanie momentów silników i reakcję w sytuacji przekroczenia limitów (przeciążenia, najazd na przeszkody nierozpoznany przez czujniki).The use of servomechanisms in the movement of the head 6 enables monitoring of the motor torques and reaction in the event of exceeding the limits (overloads, obstacles not recognized by the sensors).
Istniejące systemy dystrybucji karmy zazwyczaj są oparte na systemie rur i zaworów elektrycznych lub taśmociągów, które umożliwiają transmisję karmy pod określony adres. Główne wady tego typu rozwiązania:Existing feed distribution systems are usually based on a system of pipes and electric valves or conveyor belts that allow the feed to be transported to a specific address. The main disadvantages of this type of solution:
• Każdy punkt karmienia otrzymuje ten sam skład karmy.• Each feeding point receives the same feed composition.
• Wymagane jest regularne karmienie każdego punktu ze względu na zalegający w rurach pokarm. Pokarm ten się starzeje i zmienia swoje właściwości.• Regular feeding of each point is required due to food remaining in the tubes. This food ages and changes its properties.
• Czyszczenie i ponowne napełnienie rurowego lub taśmowego systemu jest bardzo czasochłonne i generuje duże zużycie karmy.• Cleaning and refilling the tubular or belt system is very time consuming and generates a lot of feed consumption.
• Karmienie tego typu nie jest precyzyjne (pracujemy na fermentującej paszy, która zmienia swoją objętość).• This type of feeding is not precise (we work on fermenting feed that changes its volume).
• Dystrybucja taśmociągowa powoduje duże ryzyko zanieczyszczenia karmy.• Conveyor distribution poses a high risk of fodder contamination.
• Istnieją wózki karmiące, napędzane silnikiem spalinowym, obsługiwane przez operatora. Tutaj, człowiek decyduje o wielkości dawki i sposobie jej podania (punktowo, liniowo itp.).• There are feeding carts driven by an internal combustion engine operated by an operator. Here, the human decides on the size of the dose and the method of its administration (point, linear, etc.).
Zalety systemu karmienia przy użyciu robota karmiącego:Advantages of a feeding system using a feeding robot:
• System rur niezbędnych do transmisji karmy do robota jest minimalny tym bardziej, że robot jest w stanie podjechać do miejsca załadunku zoptymalizowanego pod względem transmisji.• The piping system necessary to transmit the feed to the robot is minimal, all the more so that the robot is able to drive to a loading point that is optimized in terms of transmission.
• Karmienie poszczególnych punktów jest zależne tylko i wyłącznie od potrzeb i zaplanowanego harmonogramu.• Feeding individual points depends only on the needs and the planned schedule.
PL 241 738 Β1 • Robot umożliwia lepszy rozkład karmy na powierzchni.PL 241 738 B1 • The robot allows better distribution of food on the surface.
• Istnieje możliwość podawania różnych karm w zależności od potrzeb i harmonogramu karmienia.• Different feeds can be given depending on needs and feeding schedule.
• Pojemność instalacji rurowej robota jest znacznie mniejsza od konkurencyjnych rozwiązań co zmniejsza straty związane z czyszczeniem.• The robot's piping capacity is significantly less than competitive solutions, reducing cleaning losses.
• Ponowne napełnianie robota jest bezstratne, ponieważ, zamknięty obieg (dla dyszy ustawionej nad zbiornikiem) nie powoduje strat karmy i umożliwia jej lepsze mieszanie.• Refilling the robot is loss-free because the closed circuit (with the nozzle positioned above the tank) does not waste feed and allows for better mixing.
• Sposób karmienia przez robota jest precyzyjny i powtarzalny. Obliczana na podstawie enkodera silnika napędowego pompy dawka jest korygowana w trybie ciągłym przez wskazania wagi (co około 5 kg podanej karmy) co powoduje brak konieczności kalibracji urządzenia.• The way the robot feeds is precise and repeatable. The dose calculated on the basis of the encoder of the pump drive motor is continuously corrected by weight indications (approximately every 5 kg of feed), which means that there is no need to calibrate the device.
• Energia potrzebna do nakarmienia z pomocą robota jest znacznie niższa.• The energy needed to feed with the help of a robot is much lower.
• Istnieje możliwość zastosowania robota do innych celów niż karmienie, przy wykorzystaniu zdolności robota do dotarcia w dowolną lokalizację przestrzeni pracy.• It is possible to use the robot for purposes other than feeding, taking advantage of the robot's ability to reach any location in the workspace.
• Zasilanie elektryczne o wysokiej sprawności jest korzystne środowiskowo.• High-efficiency electrical power is environmentally beneficial.
Tabela 1. Porównanie funkcjonalności proponowanego rozwiązania w stosunku do obecnego stanu techniki.Table 1. Comparison of the functionality of the proposed solution in relation to the current state of the art.
PL 241 738 Β1PL 241 738 B1
Przykład 2. Karmienie owadówExample 2. Feeding insects
Owady są hodowane w pojemnikach ułożonych w wielokondygnacyjne stosy. Robot karmiący przed etapem karmienia jest zadokowany w stacji, gdzie pobiera dane z systemu ERP. Platforma jest przemieszczana do pojemników hodowlanych wzdłuż układu linii na podłodze za pomocą czujników (14) i w zbiorniku (1) przygotowywana jest mieszanka paszowa, która jest mieszana za pomocą mieszadła (12), następnie mieszanka paszowa jest przetłaczana ze zbiornika (1) przez układ rur (9) za pomocą pompy (2) do dyszy karmiącej (7), która jest pozycjonowana za pomocą czujników dalekiego zasięgu (15) i krótkiego zasięgu (16), względem pojemnika hodowlanego, do którego ma być podawana mieszanka paszowa, i mieszanka paszowa jest podawana do za pomocą dyszy karmiącej (7) do pojemnika hodowlanego. Po wykonaniu wszystkich zadań lub w momencie uzyskania zbyt niskiego poziomu paszy w zbiorniku 1, robot wraca do miejsca zadokowania.Insects are reared in containers stacked in multiple storeys. Before the feeding stage, the feeding robot is docked in the station, where it collects data from the ERP system. The platform is moved to the breeding containers along the line system on the floor by means of sensors (14) and in the tank (1) the feed mixture is prepared, which is mixed with the mixer (12), then the feed mixture is pumped from the tank (1) through the pipe system (9) by the pump (2) to the feeding nozzle (7), which is positioned by long-range (15) and short-range (16) sensors relative to the breeding container into which the compound feed is to be fed, and the compound feed is fed to the breeding container by means of the feeding nozzle (7). After completing all tasks or when the feed level in hopper 1 is too low, the robot returns to the docking point.
Przykład 3. Zastosowanie autonomicznej, samojezdnej platformy w żywieniu owadów z rodzaju Coleoptera lub DipteraExample 3. The use of an autonomous, self-propelled platform in feeding insects of the genus Coleoptera or Diptera
Konstrukcja ferm insektów nakłada bardzo duże wymagania na precyzję wjazdu w regały oraz równomierność i powtarzalność rozkładu karmy przy jednoczesnym zachowaniu bardzo wysokiego poziomu czystości. Dlatego, robot karmiący powinien:The construction of insect farms imposes very high requirements on the precision of entry into the racks as well as the uniformity and repeatability of feed distribution while maintaining a very high level of cleanliness. Therefore, the feeding robot should:
PL 241 738 B1PL 241 738 B1
- być wyposażony w dyszę 7 o zmniejszonej średnicy 15-40 mm- be equipped with a nozzle 7 with a reduced diameter of 15-40 mm
- program karmienia ma mieć możliwość jak najbardziej równomiernego podawania karmy na półki poprzez:- the feeding program should be able to distribute the food on the shelves as evenly as possible by:
• Możliwość określenia ilości linii podawania karmy, • Ciągłe modyfikowanie prędkości pompy tak, żeby rozłożyć zadaną dawkę paszy równomiernie, • Ciągłą aktualizację gęstości paszy na podstawie obrotów pompy i odczytów wagi.• Possibility to specify the number of feeding lines, • Continuously modifying the pump speed so as to distribute the given dose of feed evenly, • Continuously updating the feed density based on pump rotation and scale readings.
- Ze względu na sposób podawania karmy, prędkość podawania jest mniejsza.- Due to the feeding method, the feeding speed is slower.
Dlatego układ napędu pompy 17 powinien mieć od 0,5 kW do 1 kW,Therefore, the pump drive system 17 should be between 0.5 kW and 1 kW,
- System precyzyjnego prowadzenia robota po torze wymaga dokładnej informacji o pozycji robota względem regałów, a ich budowa uniemożliwia poruszanie się na podstawie pomiaru odległości. Dlatego, powinien być zastosowany układ prowadzenia robota po linii na posadzce.- The system of precise guidance of the robot on the track requires precise information about the position of the robot in relation to the racks, and their construction makes it impossible to move on the basis of distance measurement. Therefore, a system for guiding the robot along a line on the floor should be used.
Lista oznaczeń:Designation list:
- zbiornik z układem wagowym- tank with weighing system
- pompa zębata z silnikiem- gear pump with motor
- szafa z wyposażeniem elektrycznym- wardrobe with electrical equipment
- układ napędowy robota- robot drive system
- maszt robota- robot mast
- głowica obrotowa z czujnikami optycznymi- rotating head with optical sensors
- dysza karmiąca- feeding nozzle
- zestaw baterii- battery pack
- system rur- pipe system
- układ kierowniczy robota- robot steering system
- platforma ruchoma- mobile platform
- mieszalnik- mixer
- rama główna- main frame
- czujniki optyczne do prowadzenia po ścieżce- optical sensors for guiding along the path
- czujniki optyczne wzdłużne- longitudinal optical sensors
- czujniki optyczne poprzeczne- transverse optical sensors
- silnik pompy- pump motor
- sprzęgło- clutch
- tensometry- strain gauges
- napęd obrotu (silnik z przekładnią)- rotation drive (motor with gear)
- złącze obrotowe wózka- swivel joint of the trolley
- pas zębaty obrotu- rotation toothed belt
- śruby trapezowe- trapezoidal screws
- koła pasowe- pulleys
- silnik podnoszenia i opuszczania windy- elevator lifting and lowering motor
- prowadnice- guides
- silnik skrętu- turning motor
- drążki- rods
- mocowanie koła- wheel fixing
- silnik jazdy- drive motor
- koła jazdy- driving wheels
- przekładnia jazdy- driving gear
- joystick- joystick
- ekran- screen
- przekładnia ślimakowa (motoreduktor mieszadła)- worm gear (agitator motor)
- sterownik PLC- PLC driver
- moduł motion- motion module
- moduł wagowy- weighing module
- przekaźnik bezpieczeństwa- safety relay
- wzmacniacze servo- servo amplifiers
- falownik mieszalnika- mixer inverter
- inwertery DC-DC- DC-DC inverters
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432782A PL241738B1 (en) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | System for rearing insects with an autonomous platform for feeding and monitoring the rearing, method of rearing insects and use of the system for rearing insects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL432782A PL241738B1 (en) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | System for rearing insects with an autonomous platform for feeding and monitoring the rearing, method of rearing insects and use of the system for rearing insects |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL432782A1 PL432782A1 (en) | 2021-08-09 |
| PL241738B1 true PL241738B1 (en) | 2022-11-28 |
Family
ID=77560940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL432782A PL241738B1 (en) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | System for rearing insects with an autonomous platform for feeding and monitoring the rearing, method of rearing insects and use of the system for rearing insects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL241738B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023153948A1 (en) * | 2022-02-10 | 2023-08-17 | Hipromine S.A. | Container set for breeding and/or rearing of insects and/or larval forms of insects and use of the container set |
-
2020
- 2020-02-03 PL PL432782A patent/PL241738B1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023153948A1 (en) * | 2022-02-10 | 2023-08-17 | Hipromine S.A. | Container set for breeding and/or rearing of insects and/or larval forms of insects and use of the container set |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL432782A1 (en) | 2021-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8744633B2 (en) | Input dispenser and recorder | |
| EP2263452B1 (en) | Automated system for controlled distribution of substances to animal containment devices in an animal housing facility | |
| US8504211B2 (en) | Input dispenser and recorder | |
| CN202269278U (en) | Intelligent fodder throwing and feeding device | |
| CN109997782B (en) | Automatic breeding method of rats and mice in barrier environment | |
| CN103339648A (en) | Seed treatment facilities, methods, and apparatus | |
| Von Borstel et al. | Feeding and water monitoring robot in aquaculture greenhouse | |
| US20160023867A1 (en) | Animal feed loading, transporting and mixing system | |
| PL241738B1 (en) | System for rearing insects with an autonomous platform for feeding and monitoring the rearing, method of rearing insects and use of the system for rearing insects | |
| NL1021534C2 (en) | Vehicle for mixing and spreading biomass, application of the vehicle and method for automatic feeding of animals. | |
| WO2017136457A1 (en) | Automated hopper and belt conveyor apparatus | |
| CN111406656A (en) | Automatic avoidance cow dung cleaning and collecting robot | |
| KR20130106037A (en) | The spraying device | |
| DK177425B1 (en) | Method, feed cart and system for feeding of fur animals | |
| CN114052557A (en) | Ground-based unmanned sanitary maintenance vehicle and method for improving sanitary conditions | |
| CN212414218U (en) | Automatic avoidance cow dung cleaning and collecting robot | |
| CN110963322B (en) | Digital leaf-laying swing handle feeding method and system | |
| CN109997783B (en) | Personalized feeding and water-supplying method for rats and mice in barrier environment | |
| EP3038460B1 (en) | Mixer feeder and method for performing maintenance on such a mixer feeder | |
| CN215074655U (en) | Unmanned intelligent feed feeding vehicle for livestock breeding | |
| US20240074408A1 (en) | Multitasking mobile robot used to distribute products and supplies and to perform livestock rearing handling activities | |
| CN213695235U (en) | Automatic avoidance cow dung collection control system | |
| CN211268165U (en) | Automatic feeding system of rail mounted cultivation water tank | |
| CN211522055U (en) | Container mobile organic fertilizer intelligent production line | |
| BR202020007098U2 (en) | EQUIPMENT FOR FEED DISTRIBUTION WITH FLIPED DOSING VALVE |