RU218509U1

RU218509U1 - Udder pre-milk manipulator

Info

Publication number: RU218509U1
Application number: RU2023107673U
Authority: RU
Inventors: Мухтар Ахмиевич Керимов; Дмитрий Владимирович Барабанов; Николай Вячеславович Муханов; Александр Владимирович Крупин; Антон Михайлович Абалихин
Filing date: 2023-03-29
Publication date: 2023-05-29

Abstract

Полезная модель относится к автоматизированным устройствам для обработки вымени коров перед доением и может быть использована для подведения рабочего органа в рабочую область для подмыва и массажа вымени коров в установке преддоильной подготовки вымени. Манипулятор установки преддоильной подготовки вымени содержит верхнее и нижнее основания, соединённые между собой направляющими. Направляющие крепятся к основаниям держателями. Вдоль направляющих перемещается подвижная платформа за счёт закреплённых на ней линейных подшипников и применения шариковой винтовой передачи, гайка которой закреплена на подвижной платформе, а винт с одной стороны крепится к нижнему основанию в опорном подшипнике, а с другой - к валу шагового двигателя, закреплённому на верхнем основании. К подвижной платформе крепится шаговый двигатель с редуктором, к которому крепится грузовой рычаг с шаговым двигателем и вспомогательный рычаг с шаговым двигателем и рабочим органом. Вращение валов шаговых двигателей позволяет перемещать рабочий орган в и вдоль вертикальной оси. 1 ил.

The utility model relates to automated devices for processing the udder of cows before milking and can be used to bring the working body into the working area for washing and massaging the udder of cows in the pre-milking preparation of the udder. The manipulator of the udder pre-milk preparation installation contains the upper and lower bases connected to each other by guides. The guides are attached to the bases with holders. The movable platform moves along the guides due to the linear bearings fixed on it and the use of a ball screw gear, the nut of which is fixed on the movable platform, and the screw on one side is attached to the lower base in the support bearing, and on the other - to the stepper motor shaft mounted on the upper basis. A stepper motor with a gearbox is attached to the movable platform, to which a load lever with a stepper motor and an auxiliary lever with a stepper motor and a working body are attached. The rotation of the shafts of stepper motors allows you to move the working body in and along the vertical axis. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к автоматизированным устройствам для обработки вымени коров перед доением, и может быть использована для роботизации животноводства.The utility model relates to agriculture, in particular to automated devices for processing cows' udders before milking, and can be used for animal husbandry robotization.

Известен рычажный механизм для доильной установки для автоматического доения дойных животных, который содержит рычаг и держатель доильного аппарата [RU 2753879, A01J 5/017]. Данная конструкция располагается в перегородке, разделяющей животных в доильном зале. При обслуживании животных рычажный механизм выдвигается из перегородки и осуществляет обработку сосков вымени животных перед доением, а также подключает доильные стаканы. После выполнения всех необходимых операций рычажный механизм убирается в перегородку.Known lever mechanism for a milking machine for automatic milking of dairy animals, which contains a lever and a holder of the milking machine [EN 2753879, A01J 5/017]. This design is located in the partition that separates the animals in the milking parlour. When serving animals, the lever mechanism extends from the partition and processes the teats of the udder of animals before milking, and also connects the teat cups. After performing all the necessary operations, the lever mechanism is retracted into the partition.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость, связанную с необходимостью установки рычажного механизма с перегородкой в каждый доильный станок. Кроме того, описанное изобретение имеет достаточно сложную конструкцию, а перегородка, в которой располагаются механические части, затрудняет доступ к ним для проведения технического обслуживания.The disadvantages include the high cost associated with the need to install a lever mechanism with a partition in each milking machine. In addition, the described invention has a rather complex structure, and the partition in which the mechanical parts are located makes it difficult to access them for maintenance.

Известна автоматизированная доильная установка, содержащая доильный бокс и подвижное основание с механизмом поворота и механизмом вертикального перемещения каретки, в которой установлен механизм поперечного перемещения балки, являющаяся несущей конструкцией доильного манипулятора и устройства для санитарной обработки вымени, которые располагаются на её противоположных концах [RU 2244417, A01J 5/00]. An automated milking machine is known, comprising a milking box and a movable base with a rotation mechanism and a mechanism for vertical movement of the carriage, in which a mechanism for transverse movement of the beam is installed, which is the supporting structure of the milking manipulator and a device for sanitizing the udder, which are located at its opposite ends [RU 2244417, A01J 5/00].

В целом конструкция автоматизированной доильной установки позволяет подводить рабочий орган в виде устройства для санитарной обработки вымени в рабочую область для обработки вымени. Однако недостатком данного изобретения является то, что при разработке конструкции недостаточно полно учтены физиологические особенности животных. Конструкция изобретения подразумевает линейные перемещения балки, на которой закреплен доильный манипулятор и устройство для санитарной обработки вымени, и этим перемещениям может препятствовать положение ног животного.In general, the design of an automated milking machine allows you to bring the working body in the form of a device for sanitizing the udder into the working area for treating the udder. However, the disadvantage of this invention is that when developing the design, the physiological characteristics of animals are not fully taken into account. The design of the invention implies linear movements of the beam on which the milking arm and the udder sanitizer are fixed, and these movements may be hindered by the position of the animal's legs.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является манипулятор доильной установки с управляемым режимом доения по четвертям вымени коровы, содержащий держатель доильных стаканов, который установлен на рычаге поддержки, выполненного в виде параллелограмного механизма. Перемещение в пространстве данного устройства осуществляется за счет рычажной системы и соответствующих линейных приводов [RU 2715859, A01J 7/00]. The closest in technical essence to the claimed is a milking machine manipulator with a controlled mode of milking for quarters of the cow's udder, containing a holder for milking cups, which is mounted on a support lever made in the form of a parallelogram mechanism. Movement in space of this device is carried out due to the lever system and the corresponding linear drives [RU 2715859, A01J 7/00].

Недостатками прототипа является то, что при позиционировании рабочего органа по высоте из-за использования параллелограммного механизма происходит смещение рабочего органа в горизонтальной плоскости, в результате чего требуется дополнительное позиционирование, кроме того, применение описанного изобретения требует постоянного участия оператора в рабочем процессе.The disadvantages of the prototype is that when positioning the working body in height due to the use of a parallelogram mechanism, the working body is shifted in the horizontal plane, resulting in the need for additional positioning, in addition, the application of the described invention requires constant participation of the operator in the work process.

Задачей полезной модели является роботизация операции подмыва и массажа вымени коров, и снижение затрат ручного труда при доении коров на конвейерно-кольцевых доильных установках типа «Карусель» с использованием установки преддоильной подготовки вымени.The objective of the utility model is to robotize the operation of washing and massage the udder of cows, and to reduce the cost of manual labor when milking cows on conveyor-ring milking machines of the "Carousel" type using an udder pre-milking preparation.

Технический результат заключается в подведении рабочего органа, выполняющего подмыв и массаж вымени коров в установке преддоильной подготовки вымени, в рабочую область, границы которой определены системой машинного зрения, для выполнения подмыва и массажа вымени коров.The technical result consists in bringing the working body, which performs washing and massage of the udder of cows in the installation for pre-milking preparation of the udder, into the working area, the boundaries of which are determined by the machine vision system, to wash and massage the udder of cows.

Указанный выше, технический результат достигается применением манипулятора установки преддоильной подготовки вымени, содержащий верхнее и нижнее основание, соединенные между собой направляющими, которые крепятся к основаниям при помощи держателей, и подвижную платформу на которой закреплены линейные подшипники, позволяющие ей перемещаться вдоль направляющих, гайка шариковой винтовой передачи, винт которой закреплен одним концом в нижнем основании при помощи опорного подшипника, а второй конец которого соединен с валом шагового двигателя, закрепленного на верхнем основании, и шаговый двигатель с редуктором, к валу которого крепится грузовой рычаг на втором конце которого в свою очередь закреплен второй шаговый двигатель, к валу которого одним концом закреплен вспомогательный рычаг, на втором конце которого закреплен шаговый двигатель с рабочим органом. Перемещение рабочего органа в горизонтальной плоскости осуществляется за счет вращения вала шагового двигателя с редуктором, жестко закрепленного на подвижной платформе, шагового двигателя закреплённого на грузовом рычаге, и шагового двигателя, закрепленного на вспомогательном рычаге. Перемещать рабочий орган вдоль вертикальной оси позволяет преобразование вращательного движения винта шариковой винтовой передачи, приводимого во вращение шаговым двигателем, закреплённым на верхнем основании, в поступательное движение платформы, что также позволяет поддерживать горизонтальное положение рабочего органа.The technical result indicated above is achieved by using the manipulator of the udder pre-milking preparation installation, containing the upper and lower bases, interconnected by guides that are attached to the bases with the help of holders, and a movable platform on which linear bearings are fixed, allowing it to move along the guides, a ball screw nut gear, the screw of which is fixed at one end in the lower base with the help of a support bearing, and the second end of which is connected to the shaft of a stepper motor mounted on the upper base, and a stepper motor with a gearbox, to the shaft of which a load lever is attached to the second end of which, in turn, is fixed the second stepper motor, to the shaft of which an auxiliary lever is fixed at one end, at the second end of which a stepper motor with a working body is fixed. The movement of the working body in the horizontal plane is carried out due to the rotation of the shaft of the stepper motor with a gearbox rigidly fixed on the movable platform, the stepper motor mounted on the load arm, and the stepper motor mounted on the auxiliary arm. To move the working body along the vertical axis allows the transformation of the rotational movement of the ball screw screw, driven by a stepper motor mounted on the upper base, into the translational movement of the platform, which also allows you to maintain the horizontal position of the working body.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны.The listed new essential features, together with the known ones, make it possible to obtain a technical result in all cases covered by the scope of legal protection.

На фигуре приведена схема манипулятора установки преддоильной подготовки вымени. The figure shows a diagram of the manipulator of the udder pre-milk preparation installation.

Основу манипулятора образуют нижнее 1 и верхнее основание 2, которые между собой соединены направляющими 3, закрепленными на обоих основаниях при помощи держателей 4. Вдоль направляющих 3 перемещаются линейные подшипники 5, которые закреплены на подвижной платформе 6. На подвижной платформе 6 закреплён шаговый двигатель 7 с редуктором 8, на валу которого закреплен грузовой рычаг 9, на конце которого при помощи кронштейна 10 закреплен второй шаговый двигатель 11. На валу шагового двигателя 11 закреплен вспомогательный рычаг 12, к свободному концу которого при помощи кронштейна 13, крепится шаговый двигатель 14, на валу которого располагается рабочий орган 15, осуществляющий подмыв и массаж вымени коров перед доением. The basis of the manipulator is formed by the lower 1 and the upper base 2, which are interconnected by guides 3, fixed on both bases with the help of holders 4. Linear bearings 5 move along the guides 3, which are fixed on the movable platform 6. On the movable platform 6 is fixed a stepper motor 7 with reducer 8, on the shaft of which a load lever 9 is fixed, at the end of which a second stepper motor 11 is fixed with a bracket 10. An auxiliary lever 12 is fixed on the shaft of the stepper motor 11, to the free end of which a stepper motor 14 is attached using a bracket 13, which is the working body 15, carrying out washing and massage of the udder of cows before milking.

Вращение валов шаговых двигателей 7 и 11 обеспечивает перемещение рабочего органа в горизонтальной плоскости. При этом шаговый двигатель 14 корректирует положение рабочего органа 15 и позволяет расположить его соосно со станком установки преддоильной подготовки вымени и животным, находящемся в этом станке.The rotation of the shafts of stepper motors 7 and 11 ensures the movement of the working body in a horizontal plane. In this case, the stepper motor 14 corrects the position of the working body 15 and allows it to be positioned coaxially with the machine of the udder pre-milking preparation and the animals located in this machine.

Перемещение рабочего органа в вертикальной плоскости осуществляется вертикальным перемещением подвижной платформы 6 за счет применения шариковой винтовой передачи. Винт 16 шариковой винтовой передачи в нижней части манипулятора закреплен на нижнем основании 1 в опорном подшипнике 17, а в верхней части манипулятора соединен с валом шагового двигателя 18. При этом, на подвижной платформе 6 закреплена гайка 19 шариковой винтовой передачи, через которую проходит винт 16 шариковой винтовой передачи. Таким образом, вращение вала шагового двигателя 18 приводит к перемещению в вертикальном направлении подвижной платформы 6 и, как следствие, обеспечивается перемещение рабочего органа 15 в вертикальной плоскости. The movement of the working body in the vertical plane is carried out by the vertical movement of the movable platform 6 through the use of a ball screw drive. The screw 16 of the ball screw in the lower part of the manipulator is fixed on the lower base 1 in the support bearing 17, and in the upper part of the manipulator it is connected to the shaft of the stepper motor 18. At the same time, the nut 19 of the ball screw is fixed on the movable platform 6, through which the screw 16 passes ball screw. Thus, the rotation of the shaft of the stepper motor 18 leads to the movement of the movable platform 6 in the vertical direction and, as a result, the movement of the working body 15 in the vertical plane is ensured.

При этом применение шариковой винтовой передачи в сочетании с перемещающимися по направляющим 3 линейными подшипниками 5, закреплёнными на подвижной пластине 6, позволяет сохранять горизонтальное положение рабочего органа при его позиционировании в вертикальный плоскости.At the same time, the use of a ball screw in combination with linear bearings 5 moving along the guides 3, fixed on the movable plate 6, allows you to maintain the horizontal position of the working body when it is positioned in a vertical plane.

Манипулятор роботизированной установки преддоильной подготовки вымени работает следующим образом. The manipulator of the robotic installation for pre-milking udder preparation works as follows.

После входа животного в станок роботизированной установки преддоильной подготовки вымени система машинного зрения определяет координаты рабочей области, и блок управления определяет необходимые угловые перемещения валов шаговых двигателей 7, 11, 14, 18, которые необходимо совершить для подведения рабочего органа 15 в рабочую область из исходного положения.After the animal enters the machine of the robotic udder pre-milk preparation machine, the machine vision system determines the coordinates of the working area, and the control unit determines the necessary angular displacements of the shafts of stepper motors 7, 11, 14, 18, which must be performed to bring the working body 15 into the working area from its original position .

После выполнения подмыва и массажа вымени шаговые двигатели 7, 11, 14, 18 совершают обратные угловые перемещения, возвращая рабочий орган в исходное положение, в результате чего область станка роботизированной установки преддоильной подготовки вымени освобождается, и животное может выйти из него на платформу доильной установки, а освободившееся место занимает следующее животное и цикл повторяется.After washing and massaging the udder, the stepper motors 7, 11, 14, 18 perform reverse angular movements, returning the working body to its original position, as a result of which the machine area of the robotic udder pre-milk preparation is released, and the animal can exit it onto the platform of the milking machine, and the vacated place is occupied by the next animal and the cycle repeats.

Claims

An udder pre-milk manipulator comprising an upper and lower base interconnected by guides that are attached to the bases by means of holders, and a movable platform on which linear bearings are fixed, allowing it to move along the guides, a ball screw nut, the screw of which is fixed with one end in the lower base using a support bearing, and the second end of which is connected to the shaft of a stepper motor mounted on the upper base, and a stepper motor with a gearbox, to the shaft of which a load lever is attached, at the second end of which, in turn, a second stepper motor is fixed, to on the shaft of which an auxiliary lever is fixed at one end, at the second end of which a stepper motor with a working body is fixed, characterized in that the movement of the working body in a horizontal plane is carried out due to the rotation of the shaft of the stepper motor with a gearbox rigidly fixed on a movable platform, a stepper motor mounted on load lever, and a stepper motor mounted on the auxiliary arm, and to move the working body along the vertical axis allows the conversion of the rotational motion of the ball screw driven by the stepper motor mounted on the upper base into the translational movement of the platform, which also allows you to maintain a horizontal position working body.