技术领域
[0002] 本发明通常涉及挤奶设备。
[0003] 特别地，本发明的第一方面涉及挤奶设备，该挤奶设备包括具有（布置于其上的）至少一个挤奶杯支架的框架，和与所述挤奶杯相连接的更换装置，所述挤奶杯支架具有可相对于其运动的挤奶杯。
相关背景技术
[0004] 文献NL-1024522-C公开了一种挤奶杯托架，该托架在其上侧承载有挤奶杯和挤奶装置。挤奶杯能够借助于可向上运动的挤奶杯夹持器将所述挤奶杯连接在工作位置。
[0005] 已知挤奶设备的缺陷在于，挤奶杯在使用之后不能以防止它们受污染的可靠且占地小的方式储存。
具体实施方式
[0095] 图1a和1b显示了分别处于上部和下部位置的根据本发明的挤奶设备实施例的示意性侧视图。
[0096] 这里，参考数字2表示其上支撑有挤奶设备的地面。所述挤奶设备包括框架10和子框架20。
[0097] 框架10包括轮子12、仿形滑脚14以及直立部16。子框架20包括底部22、壳体46，以及具有气缸18和平行四边形结构24的高度调节装置。此外，本发明提供了总共四个（其中两个可见）挤奶杯支架26，每个挤奶杯支架带有挤奶杯28并且每个布置在可倾斜中间臂30上。牛奶管线32通过托架34延伸到牛奶排放管36；38是枢转部，其能够围绕枢轴
39旋转并且设置有止挡件40。
[0098] 42是用于真空管线的接头，44是布置在壳体46上的脉动器／卷绕滚筒。壳体46还设置有乳头检测照相机48。
[0099] 如图1a所示，挤奶设备包括两个轮子12和仿形滑脚14。因此，在通过轮子（其能够相当容易地越过例如小障碍物）实现的机动性和通过仿形滑脚实现的小高度之间获得了良好的平衡。仿形滑脚在将挤奶设备放置到动物乳房下时非常有利。轮子12可以选择性地由（未显示的）电机驱动，优选地每一个均由电机驱动。电机提供的好处在于，轮子12之间不必有轴，此外，通过轮子的单独控制以简单的方式提供机动性。电机及挤奶设备的控制器也可以设置在挤奶设备上。可选地，挤奶设备也可以不配有电机，挤奶设备例如手动驱动到奶牛下面或者以其他方式移动到奶牛下面。
[0100] 应当指出，这里只显示了根据本发明的挤奶设备的机动实施例。可选实施例包括具有可运动机器人手臂的固定挤奶设备。这可以例如通过设想省略的轮子12从附图中理解。顺便提及的是，在实践中，机器人手臂设计为能够向侧面完全合拢。
[0101] 回到所示实施例，框架10不必包括支撑结构，其优选地构造成防止挤奶设备的若干条管线（例如，牛奶管线32）接触地面2。参照图1b对此进行更详细的解释。
[0102] 子框架20可相对于框架10，并因此相对于地面2在高度上进行调节。为此，挤奶设备包括可缩回和伸出的气缸18，其特别是利用平行四边形结构24的两个平行杆之一连接在框架10和子框架20之间。通过气缸18的缩回或伸出，平行四边形结构的杆24将枢转，子框架20将移动。希望进行高度调节以在不同的（乳房）高度连接挤奶杯28。顺便提及的是，代替平行四边形结构24和单个气缸18，也可以使用其它高度调节机构，例如冕状齿轮和与之配合齿轮的组合，子框架与一个（齿）轮相连，框架与另一个（齿）轮，或者例如多个气缸等相连。
[0103] 牛奶管线32通过导向托架34延伸到牛奶排放管36，其（以未显示方式）连接到（也未显示）牛奶储存装置上。可以看到，牛奶管线32与牛奶排放管36相连一侧的端部连同牛奶排放管36降低到底部22之下，从而特别确保了改进的牛奶排放口。为此，枢转部38能够围绕枢轴39旋转。为了避免过大的偏转或枢转运动，可以选择性地提供能够与底部22配合的止挡件40。下面将参照图1b对此进行更详细地描述。除了牛奶管线32之外，本段中描述的部件及其性质为可选择的，并且主要体现了本发明第二方面的优点。
[0104] 可以设置外部牛奶罐形式的牛奶储存装置，挤奶设备和牛奶罐随后通过例如从牛奶排放管36伸出的软管互相连接。可选地，牛奶储存容器设置在挤奶设备底板上，例如，在靠近轮子12或位于轮子12之间的区域内，或者在脉动器／卷绕滚筒44中。
[0105] 而且，挤奶杯通过未显示的真空或脉动管线连接到相关的接头42上，所述接头本身与脉动器/卷绕滚筒44可操作地连接，所述脉动器/卷绕滚筒可以根据现有技术进行选择并且不再详细描述。滚筒44布置在支撑结构46上，所述支撑结构不必包括安装板等。顺便提及的是，可以选择其它脉动器机构，例如电动阀等。
[0106] 图中还显示了用于检测要挤奶的动物乳头位置的乳头检测照相机48。这种乳头检测照相机本身对于本领域技术人员来说是已知的，因此不在这里进行详细描述。然而，应当指出，为了识别腿部和其它障碍物，以及为了在例如棚舍和挤奶室的区域内定向，可以额外配备照相机。当然，如果挤奶设备设置有用于自动自推进运动的驱动器，后一种选择特别有用。
[0107] 图1b显示了根据图1a的挤奶设备，但是正处于最低位置，例如能够将挤奶设备布置在具有低乳房的奶牛下面。在图1b中，与其它附图一样，相应的元件由相同的参考数字表示。
[0108] 可以看出，气缸18最大程度地缩回，使得子框架处于尽可能低的位置，并且与框架10尽可能地接近。
[0109] 图1b显示了本发明第二方面的优点。挤奶杯支架26相对于中间臂30略微倾斜，这种结构使得挤奶杯28大体上水平地布置。牛奶管线32随后下降到底部22以下，并且通过例如仿形滑脚14或者通过适合于框架10用途的另一装置防止与地面2接触。此外，可以看出，枢转部38（不再可能下降到底部22以下）向上折叠以便与底部22大体上平行。向上折叠可以借助于可选择且未显示的驱动装置由电机控制，或者以被动方式进行，例如，因为牛奶管线32由于子框架向下折叠而处于张紧状态，从而向上拉动枢转部。重要的是，挤奶设备总体上非常紧凑。为了使子框架有可能下降，挤奶杯有可能向下折叠，同时使牛奶管线有可能到达最低可能位置，仿形滑脚需要最小结构高度。因此，在实践中有可能提供机动或甚至自动推进的挤奶设备，其适合于给乳头位于地面以上仅仅几厘米处的奶牛或其它动物挤奶。尤其是对较小的出奶动物来说，这可以提供很大的优点。
[0110] 在此，重要的是，挤奶设备总体上非常紧凑。为了使子框架有可能降低，挤奶杯有可能向下折叠，同时使牛奶管线有可能到达最低可能位置，仿形滑脚需要最小的结构高度。因此，在实践中有可能提供机动或甚至自动推进的挤奶设备，其适合于给乳头仅仅位于地面以上几厘米处的奶牛或其它动物挤奶。尤其是对较小的出奶动物来说，这可以提供很大的优点。
[0111] 图2a、b和c示意性地显示了本发明的进一步细节的三个侧视图。
[0112] 图2a显示了在挤奶期间，即具有完全松弛绳索时的状态，而图2b和2c分别显示了折叠挤奶杯的第一和第二阶段。
[0113] 在此，28是位于挤奶杯支架26上的挤奶杯，通过第一导向元件78和第二导向元件80引导的更换装置60连接到所述挤奶杯支架上，所述导向装置均紧固到能够围绕轴76枢转的中间臂30上。挤奶杯支架26紧固到短臂62的端部上，所述短臂可围绕轴64旋转并且另一端与弹簧66相连，所述弹簧本身与底部22相连。
[0114] 在所示位置处，挤奶杯28为直立的，对于挤奶来说是通常状态。这通过弹簧66的弹簧张力得以确保。更换装置60不受张力影响，挤奶杯能够自由移动，因此，也可以通过奶牛（如果它例如在一定程度上移动）与挤奶杯支架分开。
[0115] 当挤奶结束并且挤奶杯28拆下时，挤奶杯首先更换到挤奶杯支架26上。这通过卷起更换装置60而实现。当卷绕确保挤奶杯已经更换，并因此达到图2a所示情况时，在更换装置60进一步卷绕的情况下，更换装置将通过短臂62在挤奶杯支架26上施加拉力；这将使具有挤奶杯28的挤奶杯支架26倾斜，使得例如从奶牛身上落下的杂质进入甚至吸入挤奶杯的风险降低。所述倾斜大体上持续到达最大角度α，弹簧力力矩和绳索拉力力矩相对于轴64互相抵消。图2b显示了这种情况。然而，可选地和/或另外地，有可能进行第二倾斜运动，尤其是如图2c所示。
[0116] 在图2c中，绳索拉力足以产生克服围绕轴76进行倾斜的弹簧阻力。这将导致中间臂进一步倾斜，直到挤奶杯28到达例如水平位置。为此，中间臂30在这种情况下必须枢转角度b，在这种情况下，α+b=90°。还有可能枢转略小或者更大的角度，使得不仅能够确保没有杂质落入挤奶杯，还确保由挤奶杯设定的最小可能高度。为了限制角度b，导向元件80例如可以与底部22配合，或者可以设置一个或多个止挡件。
[0117] 图3显示了根据图1a的实施例的示意性平面图。除了已经参照图1描述过的部件，还显示了两个电机50以及电池52，它们都是可选择的。电池（其中之一还可以是例如牛奶储存容器）用于给电机、气缸18、乳头检测照相机48等提供电力。电机50驱动轮子12，更具体地为独立地，从而可以确保高机动性。
[0118] 可以清楚的看到，在位于挤奶杯28侧面的端部处，挤奶设备总体上尽可能紧凑，具有大体上由托架34确定的宽度和由乳头检测照相机48确定的高度。优利地，所述端部是紧凑的，因为以这种方式，与腿部等接触的风险变得尽可能低。在此，取消了挤奶杯支架和中间臂30，它们毫无疑问地确定操作部分的尺寸，并且大体上具有与乳房大体上对应的“底座”。
[0119] 图4是根据本发明第三方面的挤奶设备实施例的一部分的示意性侧视图。图5以平面图方式显示了图4所示细节。
[0120] 这里，60是通过挤奶杯支架26与挤奶杯28相连的绳索，并且围绕脉动器/卷绕滚筒44卷绕。滚筒44具有直立边缘164，以便避免绳索从卷绕滚筒上的滑动。滚筒44具有带（在这种情况下）八个凹部166的侧表面150。凹部166在所述表面上以圆圈方式均匀分布。当然，还可以设置更少或更多个凹部，最少为一个凹部。而且，这些不必均匀地设置。
[0121] 在横截面侧视图中进一步显示了脉动管线162，真空管线170和通风管线172。脉动管线162的另一端连接到挤奶杯28的衬套。在这里应当指出，没有单独显示用于牛奶管线的接头。所述接头例如可以设置在脉动管线接头旁边，转过小角度。可选地，有可能将牛奶管线和脉动管线设置为一条组合管线。因此，获得了特别紧凑的挤奶设备。
[0122] 凹部166以及所述三条管线162、170、172的横截面和位置如此设置，使凹部166有可能形成脉动管线162和通风管线172和/或真空管线170之间的连接。这样，有可能改变脉动管线162中，即挤奶杯28的衬套内的压力。在这里重要的是，凹部166的尺寸设置成也可能存在这样的位置，其中，脉动管线162既不与通风管线172相连，也不与真空管线170相连。
[0123] 通过以这样的方式旋转滚筒44来改变脉动管线162内的压力，使得在脉动管线162和通风管线172或真空管线170之间获得希望的连接。下面将参考图3对所有这些进行更详细地解释。顺便提及的，这里要强调的是，就连接到乳头上的挤奶杯28的位置而言，滚筒44的旋转对挤奶设备的操作方式没有影响，这是因为更换装置60允许进行比实现希望旋转所需更大的自由行程。
[0124] 图5是从上方观察的图4所示细节的示意性横截面视图。这里，164是滚筒44的边缘，其中显示了凹部166.此外，还显示了真空管线170、脉动管线162和通风管线172。这些管线固定在管线块174中。
[0125] 通过使滚筒44移动或者通过使滚筒以往复方式运动，可以使滚筒44的旋转将凹部166带入希望的位置。毫无疑问地，滚筒的优点在于，更换装置60的自由行程长度将受到最小程度地影响。往复运动可以围绕凹部166进行，可选地，也有可能使滚筒44旋转大的角度，使得几个凹部166依次将脉动管线162与通风管线172和真空管线170分别连接。例如可以在包括两个、三个或多个凹部166的转动之后进行反向运动。这样做的优点在于节约能源，因为保持快速的往复运动与只包括少量反向运动的旋转相比消耗更多的能量。
[0126] 在附图中，凹部166定位成使脉动管线162连接到真空管线170上。当然，所有这些还意味着，脉动管线162中的压力将减小。如果滚筒44沿箭头D的方向运动，与真空管线170的连接将中断，直到脉动管线与通风管线172形成连接为止，此后，脉动管线162中的压力将再次增大，最大到环境压力。
[0127] 优选地，滚筒44的边缘164，管线块174（顺便提及的是，其为可选的）以及上述管线162、170、172，或者无论如何至少其端部由光滑和/或耐磨材料制造而成。例如，滚筒44的边缘由不锈钢制成，优选地进行磨削、抛光等。管线块174可例如包括具有良好润滑和滑动性质的碳。当然，也可以使用许多其它材料。
[0128] 图6显示了根据本发明第四方面的实施例的另一细节的示意性侧视图。图7以与图6垂直的视图显示了图6所示细节。图8显示了处于理论上展开形式的图6和7所示实施例。
[0129] 图6显示了挤奶杯28、卷绕滚筒44、绳索60和牛奶管线32。绳索60通过未显示的挤奶杯支架从挤奶杯28向卷绕滚筒44，尤其向卷绕滚筒部44a延伸。此外，牛奶管线32，尤其是牛奶管线部44b从挤奶杯28向卷绕滚筒44延伸。更换装置60和牛奶管线32都可以通过导轮88引导。顺便提及的是，它们也可以在很大程度上重合，但是出于清楚目的，它们处于不同位置。绳索60和牛奶管线32都部分地围绕卷绕滚筒44缠绕。在这种情况下，牛奶管线32在导向元件82内引导。还在卷绕滚筒44上设置凸起84。可以按照这样的方式选择牛奶管线32的内外径，卷绕滚筒44和导向元件82之间的尺寸以及凸起84的尺寸，使得所述凸起有可能夹紧在导向元件中引导的牛奶管线使其闭合。
[0130] 凸起84用于夹紧牛奶管线32使其闭合，从而通过大体上连续施加的挤奶真空防止杂质可能吸入牛奶管线。因此，凸起起到闭合装置的作用。操作方式如下。实际上，卷绕滚筒44将转过特定圈数以便松开挤奶杯28。更换装置60将具有与此相关的特定自由长度。当挤奶杯28连接到乳头上时，必须在挤奶杯28正确定位之后施加真空。通过释放挤奶真空，挤奶杯28将以适当的方式吸到乳头上，并且防止脱落。随后，有可能通过使卷绕滚筒44转过希望的圈数来松开更换装置60。在这种转动期间，牛奶管线32应当打开。因此，凸起84应当定位在导向元件82外面。换句话说，滚筒44已经以这样的方式旋转，使得凸起84位于附图左半部。随后，在给定力矩下，挤奶步骤将结束。此时，要去除真空，其中，将夹紧牛奶管线32使其闭合。同样，这可以通过使凸起84旋转到导向元件82中进行，其中，所述凸起可以夹紧牛奶管线32使其闭合。在附图中，这是指，凸起84将旋转到导向元件62中，位于其上侧或者下侧。此外，因为随后必须卷起更换装置60，这在实践中会导致定位于导向元件的下侧，随后，卷绕滚筒44将进一步沿箭头E的方向旋转。在旋转期间，更换装置60进一步卷起，同时，凸起84移动穿过导向元件82。应当指出，在这种情况下，牛奶管线32固定布置，因此不会卷起，但是会在牛奶管线部44b上滑动。还应当指出，牛奶管线32在卷绕滚筒部分旋转期间，即，通过拉紧的绳索和闭合的牛奶管线从给一头奶牛挤奶的结束位置向给下一头奶牛挤奶的初始位置移动时打开。在给下一头奶牛准备期间，卷绕滚筒沿与箭头E相反的方向旋转，凸起84将在大约半圈后使导向元件82留在其下侧。牛奶管线随后打开，但是卷绕滚筒44仍然必须再旋转（大约）半圈，以便重新卷绕更换装置60。
为此，与附图所示不同，卷绕部44a优选地只包括至多一圈更换装置60。在重新卷绕期间，不连接挤奶杯28，但是牛奶管线32打开。在这一过程中，牛奶管线32应当优选地从外部闭合，但这不是必需的。在完全重新卷绕之后，凸起84有可能再次定位在（如果希望的话）导向元件的上部，因此，使牛奶管线32再次闭合。
[0131] 图7以另一个垂直侧视图显示了滚筒44。可以清楚看到卷绕部44a和牛奶管线部44b。更换装置60在这里显示为处于已经卷绕几圈的位置，这在更换装置由于磨损等原因断裂并且必须再次被紧固时是有利的。
[0132] 图8显示了图2所示滚筒44的一部分在理论上“卷开”或展开示例。在此，以切开和展开视图的方式显示了图6中围绕滚筒44外周的环形部分。
[0133] 因此，这里只显示了滚筒44的壁部。此外，导向元件82中显示了具有管线壁33的牛奶管线32，以及第一和第二供应导向元件86-1和86-2。凸起84在一位置夹紧牛奶管线32使其闭合。
[0134] 当滚筒44旋转时，凸起84移动穿过导向元件82并且夹紧牛奶管线32使其闭合，只要牛奶管线位于导向元件82中即可。在导向元件以外，牛奶管线打开。
[0135] 图9是根据本发明第五方面的挤奶设备实施例的一部分的示意性侧视图。
[0136] 这里，60是通过挤奶杯支架26与挤奶杯28相连的绳索，并且围绕脉动器/卷绕滚筒44卷绕。滚筒44具有直立边缘164，以便避免绳索从卷绕滚筒上的滑动。滚筒44具有侧表面150并且围绕卷绕轴168旋转。卷绕电机没有显示，所述卷绕电机例如位于卷绕滚筒44中，或者也可以位于外部，并且能够通过传动装置驱动卷绕轴168。
[0137] 卷绕电机能够卷起绳索60，以便以这样的方式将挤奶杯28更换到挤奶杯支架26上。卷绕电机随后继续卷绕，直到挤奶杯28已经完全更换到所述挤奶杯支架26上。有可能确定这一时刻，因为卷绕作用力随后猛烈增大。如果例如通过位于卷绕电机或卷绕轴168等上的未显示转矩计测量卷绕作用力的话，有可能确定停止卷绕的时刻。电机随后可以完全停止，或者施加（大大）减小的卷绕作用力，从而使挤奶杯以可靠的方式固定。
[0138] 停止卷绕的时刻与绳索长度无关，使得同样在伸长的情况下，可以保持可靠地更换。在绳索断裂的情况下，永远不存在卷绕力增大的时刻。因此，卷绕电机优选地包括限时装置，以便在没有卷绕力增大的特定时间之后推测绳索断裂并停止卷绕。
[0139] 顺便提及的是，这里要强调的是，就连接到乳头上的挤奶杯28的位置而言，滚筒44的旋转对挤奶设备的操作方式没有影响，这是因为更换装置60允许进行比实现希望旋转所需更大的自由行程。
[0140] 本发明不局限于所示实施例。所属技术领域的技术人员能够在本发明的范围内实施多种改型和改进，本发明的范围由所附权利要求书确定。
