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挤奶台系统的空间划分器和挤奶台系统有效专利 发明

技术领域

[0002] 本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的挤奶台系统的空间划分器。本发明也涉及一种挤奶台系统。

相关背景技术

[0003] 这样的挤奶台系统用于对产奶的动物进行机器挤奶。产奶的动物例如是奶牛、山羊、绵羊等。挤奶台系统具有通过空间划分器分开的挤奶台。挤奶过程可以借助所谓的挤奶机器人自动化。例如使用回转式挤奶系统(Melkkaarussell)。
[0004] 术语“挤奶台系统”是指挤奶台的布置系统,其中挤奶台中的要挤奶的动物的角度位置或者说要挤奶的动物的假想的纵轴线的角度位置相对于基准点或基准线可以在0°至90°之间。例如使用地坑或人员可接近的区域(例如工作过道)作为基准点,所述地坑或人员可接近的区域是挤奶人员的停留地点。作为基准线例如使用直线的地坑的长边或圆形的地坑的切线。
[0005] 挤奶台系统例如是可运动的和不能运动的挤奶台系统。可运动的挤奶台系统例如是作为外部挤奶器和内部挤奶器的回转式挤奶系统,这两种类型具有任意的旋转方向。所谓的并列式挤奶台也可以构造成可运动的挤奶台系统。此外成组挤奶台也是不能运动的,例如鱼骨式挤奶台和串联挤奶台。以上列举的内容只是示例性的并且不是限定性的。
[0006] EP 1 084 611 B1说明一种包括用于挤奶机的可偏转的支承单元的机器人臂结构。所述结构能够在一个或多个轨道上沿一个或多个挤奶盒运动。
[0007] 现有的自动化技术由于每小时被挤奶的奶牛/动物的小的处理能力不适用于或只有限地适用于大型设备。尤其是对高的处理能力大小和连续的运行不断提高的要求使得对于当今的复杂和昂贵的挤奶机器人而要求多个挤奶场共同利用。这可能导致不利的效果,其原因主要在于高的复杂性和由此导致的高的故障概率、不连续的运行、对于人员锁定的区域(机器人区域中的安全性)。

具体实施方式

[0091] 在各图中相同的或类似的功能元件设有相同的附图标记。在一些图中给出竖直方向z。
[0092] 图1示出具有按照第一实施例的按照本发明的空间划分器的按照本发明的挤奶台系统1的第一实施例的示意性俯视图。
[0093] 挤奶台系统1按照所谓的回转式外部挤奶系统的形式构造。这里要挤奶的动物以其头部朝向中心、即旋转点2。回转系统在这里能绕旋转点2沿顺时针方向旋转。当然回转系统在另一种实施方式中也可以是能沿逆时针方向旋转的。在该示例中三十六个挤奶台3在回转系统的周边上设置并且通过空间划分器4分开。空间划分器4例如也称为侧向栅格并且大致平行于要挤奶的动物的纵轴线定向。挤奶台系统1用于借助挤奶机5对产奶的动物、例如奶牛进行机器挤奶。对于每个挤奶台3分别设置一个挤奶机5,所述挤奶机通过臂设备6能从停放位置到工作位置调节到挤奶台3中的要挤奶的动物、例如奶牛的乳房下面。每个挤奶机5设置在空间划分器4内部。所述位置在下面还要详细解释。
[0094] 动物可以经由入口7进入所述回转系统并且通过出口8再次离开。在动物进入挤奶台3之后,重要的是,所述动物占据预先确定的位置。这通过由空间划分器4形成被限定的挤奶台3来实现。当动物处于挤奶台3中时,优选在这里称为安放区域α的圆弧段内部,挤奶机5从空间划分器4中的停放位置从所述动物的侧面在其前腿和后腿之间调节到所述动物的乳房下面而进入工作位置中,并且借助位置传感器13(见图4、5)安放到乳房上。但安放原则上可以在回转系统的任意位置上进行,例如当挤奶机再次下降时。在空间划分器4的该第一实施例中在每个空间划分器4上设置有驱动单元9,所述驱动单元与臂设备6处于连接中。在挤奶过程结束之后,挤奶机5借助臂设备6和驱动单元9从要挤奶的动物上再次取下或自动落到等待位置或挤奶结束位置中并且然后调节到停放位置中。
[0095] 所有挤奶台3在挤奶台系统1的外周边上可由挤奶者自由接近,从而挤奶者在挤奶过程中可以随时进行介入。因此该工作区域保持没有附加的装置。挤奶者的危险被最小化。所述回转式挤奶系统可以持续保持在旋转运动中;即使这种挤奶装置/挤奶系统的内部区域对于监控人员来说也可以对于该人员没有危险地可随时接近。
[0096] 挤奶机5在侧向向挤奶台3中的要挤奶的动物运动并且从所述动物的侧面定位到其乳房下面。
[0097] 臂设备6具有上臂10和前臂11并且具有如下功能,即重量平衡地支承挤奶机5并且这样平稳运转,使得所述臂设备跟随要挤奶的动物的运动。
[0098] 在下面还将以不同的变型详细说明臂设备6。
[0099] 在图2和2a中示出具有按照本发明的空间划分器4的按照本发明的挤奶台系统1'的第二实施例的示意图。图2示出前视图,而图2a示出俯视图。在这里挤奶台3并排设置并且也通过空间划分器4分开。要挤奶的动物T,这里是奶牛处于挤奶台3中。在每个空间划分器4上分别为具有挤奶机5的臂设备6设置一个驱动单元9。
[0100] 图3示出具有按照本发明的空间划分器4的按照本发明的挤奶台系统1”的第三实施例的示意俯视图。在该第三实施例中空间划分器4可偏转地设置在U形的过道中,其中所述空间划分器首先形成通道,其方式为,所述空间划分器偏转成一条线并且引导动物T。一旦第一个动物到达U形的过道的末端,则在图3中处于左边的第一空间划分器这样沿逆时针方向偏转,使得形成挤奶台3。所述偏转可以通过旋转促动器控制地进行或自动通过所述动物T的运动实现。这些过程一直进行到所有动物定位在挤奶台系统1”中。在这里也在每个空间划分器4上分别给具有挤奶机5的臂设备6设置一个驱动单元9。在这里也可以实现驱动单元9'的对接(这在下面还要详细解释),所述驱动单元通过处于上方或处于下方的轨道移动。
[0101] 在这里两个U形的过道镜像地设置,所述过道通过所谓的地坑G分开。地坑G是挤奶者的停留区域,所述挤奶者在这里在两侧监控挤奶行为并且可以辅助性地介入,而不会受到臂设备6的运动的妨碍。
[0102] 图4示出具有在停放位置中的臂设备6的按照本发明的空间划分器4的示意性透视图。图5示出包括在工作位置中的臂设备6的按照本发明的空间划分器4的示意性透视图。图6示出侧视图。
[0103] 空间划分器4在这里构造成壳体,用于臂设备6和挤奶机5的整个执行系统以及控制元件和驱动单元设置在所述壳体中。空间划分器4这样是一个完整的单元,所述单元可以在给定位置上预装配并且可以整个地更换或加装。
[0104] 空间划分器4在这里构造成具有略微倾斜的前支柱4a和后支柱4b的管架结构。支柱4a、4b通过水平延伸的水平杆4c连接。大约从一半高度开始,支柱4a、4b由挡板4d包围,所述挡板大约延伸至支柱4a、4b的底脚。支柱4a、4b和水平杆4c也可以一体地由弯曲的管制造。在挡板4d中在前面的一半中引入开口4e,由此在空间划分器4内部在挡板4d中形成接纳部,所述接纳部也可以朝侧面这样凸出(例如见图7),使得所述挡板接纳和包围停放在其中的挤奶机5。在开口4e的侧面上可以安装附加的的未示出的保护盖,用于保护挤奶机5。所述保护盖可以在挤奶机5启动时例如朝空间划分器4的方向移动,以便释放开口4e。在另一种实施方式中,保护盖也可以安装在挤奶机5上。这样保护盖固定地保持在挤奶机5上并且也与所述挤奶机一起移动。所述保护盖在工作位置中也可以减小,例如通过自动的折叠或推到一起。
[0105] 挤奶机5安装在臂设备6的前臂11上。挤奶机5在该实施例中具有四个奶杯5a。所述四个奶杯5a中的每个都可以独立于其他的奶杯占据不同的位置并且自动切换为固定或可自由运动的状态。因此奶杯5a可以在安放状态下占据各自独立的位置,因为各奶杯5a单独地安放。此外可设想未示出的单独的奶杯预定位,利用所述奶杯预定位此时可同时安放多个奶杯。
[0106] 挤奶机5此外设有位置传感器13,所述位置传感器在这里构造成三维的光学的传感器。利用该位置传感器13,挤奶机5借助臂设备6和驱动单元9从停放位置调节到按照图5的工作位置中。
[0107] 臂设备6可以与挤奶机5一起剪刀形地折叠,由此当挤奶机5例如处于所谓的原位清洗(CIP)位置中时(为此见图11),在停放位置中,不会明显超过挤奶机5在下面的折叠收起区域中的宽度。
[0108] 在工作位置中挤奶机5可以占据不同的位置。安放位置例如用于这样定位奶杯5a,使得所述奶杯可以分别悬挂到要挤奶的动物的相应乳头上。在挤奶过程期间臂设备6这样支持挤奶机5,使得挤奶机的重量不会影响挤奶过程。在挤奶完成之后,奶杯5a再次从要挤奶的动物的乳房上松开。
[0109] 对臂设备6和挤奶机5的运动过程的控制借助控制设备进行,所述控制设备在这里未示出。控制设备与位置传感器13和驱动单元9连接。在该实施例中,驱动单元9安装在上臂驱动轴12的上端部上。上臂驱动轴12并且连同所述上臂驱动轴还有驱动单元9和带有挤奶机5的臂设备6固定在空间划分器4的水平杆4c上的导向单元18中并且旋转地以及还可可竖直调节地被引导。上臂驱动轴12以其下端部与臂设备6的上臂10的端部固定连接。上臂轴12在其上端部上与驱动单元9的驱动装置联接。在构造成空心轴的上臂轴12中设置有另一个用于驱动前臂11的轴,所述另一个轴能够由驱动单元9的另一个驱动装置驱动。上臂驱动轴12和与其连接的带有挤奶机5的臂设备6能通过竖直驱动装置20(参看图6)、例如气动缸竖直调节。竖直驱动装置20在下端部上与空间划分器4连接并且以上端部通过铰接部16在上臂轴12的上端部的区域中铰接在驱动单元9的未详细说明的支座上。
[0110] 驱动单元9的驱动装置可以以不同的实施方式实现,例如具有相应传动机构的伺服电机,但也可以采用直接驱动马达。此外所述驱动装置例如构造成所谓的扭矩马达,由此实现臂设备6和挤奶机5一定的弹性。例如可以缓冲要挤奶的动物的踩踏。
[0111] 以这种方式可彼此独立地有针对性地驱动上臂10和前臂11。
[0112] 驱动单元9在这里在空间划分器4的上部区域中在要挤奶的动物的上方设置在所述动物的作用范围之外。这一方面具有如下优点,即,驱动单元9处于没有踩踏危险的区域中。此外在所述动物上方的上面的区域受到较好的保护,以防湿气和与此相关联的损害。此外由此还可以实现空间划分器4的特别窄的结构形式。带有挤奶机5的臂设备6这样设置在空间划分器4的下面的区域中,使得带有挤奶机5的臂设备6的必要的偏转可以从侧面在要挤奶的动物的腹部的下方进行。此时也不会碰到要挤奶的动物的腿。
[0113] 在挤奶机5和臂设备6在空间划分器4的挡板4d内部的停放位置中,挤奶机5可以运动到下面详细说明的清洁设备17的下面。
[0114] 图7示出按照本发明的空间划分器4的俯视图,其中臂设备6处于停放位置中。可以清楚地看出,挡板在空间划分器4的中心纵轴线的两侧凸出并完全接纳带有挤奶机5的臂设备6。图8为此示出仰视图。
[0115] 在图9中示出按照本发明的空间划分器4的后视图,挤奶机5处于工作位置中。空间划分器4的挡板4d在下面的区域中、即在关于其侧向站立的要挤奶的动物的腹部之下凸出,从而占据最小的结构空间。以这种方式动物T可以恰好如同不存在包括集成的臂设备6和挤奶机5的空间划分器4那样近地并排站立。驱动单元9在这里以两个马达地示出,其中上面的马达作为前臂驱动装置14与前臂11连接。下面的驱动装置是用于驱动上臂10的上臂驱动装置15。
[0116] 图10示出空间划分器4的俯视图,其中臂设备6和挤奶机5处于工作位置中。挤奶机5大致平行于空间划分器4延伸。在下面还将详细解释臂设备6的平行导向装置。
[0117] 在图11中在空间划分器4的仰视图中示出包括清洁喷嘴17a的清洁设备17。当挤奶机5占据停放位置时,该位置同时也是所谓的原位清洗(CIP)位置。这里竖直驱动装置20将带有挤奶机5的臂设备6沿竖直方向z向上移动,直到清洁喷嘴17a分别与挤奶机5的一个奶杯5a共同作用,以便以清洁液清洁所述奶杯。清洁喷嘴17a也可以装载空气,以便在清洁之后实现奶杯的干燥。竖直驱动装置20也可以使挤奶机5以及由此还有奶杯5a沿竖直方向以确定的程度上下运动,其中清洁喷嘴17a例如可以在奶杯5a的内部进行清洁。清洁喷嘴17a可以与此相对应地构成,例如构造成锥形射流喷嘴或/和径向射流喷嘴。此外,在特别的设计中,附加于清洁喷嘴17a,这里未示出的外部清洁喷嘴可以在外面清洁奶杯5a。附加地也可以进行消毒。
[0118] 图12示出带有处于工作位置中的臂设备6的按照本发明的空间划分器4的从下面看的部分透视视图,其中可很好看出在挡板4d下的带有清洁喷嘴17a的清洁设备17。
[0119] 以如下方式实现挤奶过程的开始,即,控制设备确定,要挤奶的动物处于挤奶位置中。这可以例如通过照相机或脚传感器、接近传感器和类似物确定。挤奶以挤奶机5在工作位置中的安放过程开始。在高度上的粗定位可以通过作为竖直驱动装置20的气动缸进行。然后将奶杯相对地安放到要挤奶的动物的乳房的乳头上,其中利用位置传感器13进行定位,其方式为臂设备6进行挤奶机5的精细定位。
[0120] 图13中示出包括在工作位置中的臂设备6的按照本发明的空间划分器4的第一变型。该变型可以例如在如图1中示出的旋转挤奶台中使用,但不限于此。驱动单元9挤奶台1的挤奶平台1b之下处于地面B上方的下侧1a上。用于上臂驱动轴12的导向单元18在空间划分器4的下面装入并固定到挤奶平台1b中。导向单元18在这里也用于旋转地并且竖直地纵向引导上臂驱动轴12并且因此用于利用臂设备6旋转地并且竖直地纵向引导安装在其上的挤奶机5。在图13中示意性地示出,驱动单元9的前臂驱动装置14安装在装配板上并与前臂驱动轴19连接,所述前臂驱动轴延伸穿过构造成空心轴的上臂驱动轴12。上臂驱动装置15设置在上臂驱动轴12的下端部上并与所述上臂驱动轴联接。此外竖直驱动装置20以一个端部铰接在装配板上,其中所述竖直驱动装置的另一个端部与挤奶平台1b连接。因为驱动单元9在挤奶平台1b之下设置在地面B上方,为了维修和修理目的可容易地接近所述驱动单元,但挤奶台3中的动物T不能触及驱动单元。
[0121] 图14示出具有按照本发明的空间划分器4的第二变型的按照本发明的挤奶台系统1”'的第一实施例的一种变型的示意性俯视图。
[0122] 与图1不同,每个空间划分器4具有带有挤奶机5但没有驱动单元9的臂设备6。例如设有五个可移动地设置在轨道23上的驱动单元9'。轨道23固定地与挤奶台系统1连接。由此回转式挤奶系统和驱动单元9'可以同步运动。每个驱动单元9'都设置成用于对接到每个空间划分器4的臂设备6的传动轴上。对接过程优选只在挤奶台系统1”'的安放区域α中进行。这在下面还进一步解释。但也可以将一个或多个驱动单元9'移动到安放区域α之外,以便例如再次安放被打掉的挤奶机5。驱动单元9'在安放区域α的扇形内跟随完成与挤奶台系统
1”'的相同的运动。这里驱动单元分别操纵通过对接配置给其的空间划分器4的带有挤奶机
5的臂设备6。
[0123] 图15-18示出在不同的工作位置中按照本发明的空间划分器4的第二变型的臂设备6的驱动区段的剖视图。
[0124] 图15示出在驱动单元9'对接之前的运行位置。驱动单元9'具有支架21,前臂驱动装置14和上臂驱动装置15安装在该支架的下端部上。支架21例如是杆,该杆在只示意性示出的竖直驱动装置20中借助竖直驱动轮20a可沿竖直方向调节。这可以例如借助齿条进行。竖直驱动装置20与行驶驱动装置22连接,该行驶驱动装置驱动行驶驱动轮22a。行驶驱动轮
22a与轨道23适配并在两个相叠地设置的轨道23之间运动。借助移动驱动装置22,驱动单元
9'可在轨道23上移动并且为了对接到臂设备6上移动经过所述轨道并且这样定向,使得驱动单元9'的纵轴线和臂设备6的传动轴的纵轴线对齐。
[0125] 在上臂驱动装置15之下设置有耦连单元24、例如电磁离合器,所述耦连单元确定为用于与安装在上臂驱动轴12的上端部上的耦连元件25共同作用。上臂驱动轴12和在其中设置的前臂驱动轴19在导向单元18中旋转和竖直可调节地引导。前臂驱动轴19的上端部从上臂驱动轴12的上端部伸出确定的尺寸。
[0126] 前臂驱动轴19的上端部具有对应于前臂驱动装置14的前臂轴联接部14a的内横截面的外横截面,以便传递转矩。上臂驱动轴12的上端部以类似的方式设有具有内横截面的内部耦连区段12c,所述内横截面对应于上臂驱动装置15的上臂轴联接部15a的伸出的外部耦连区段15b的外横截面。
[0127] 在对接时,竖直驱动装置20借助支架21竖直向下调节驱动单元9'。图16示出运行位置“已对接”。这里耦连单元24与耦连元件25共同作用并且由此建立驱动单元9'和臂设备6之间的连接。前臂驱动轴19的上端部在前臂驱动装置14的前臂轴联接部14a中导入并且形锁合地与其连接。上臂驱动装置15的上臂轴联接部15a的下端部的伸出的外部耦连区段15b导入上臂驱动轴12的上端部的内部耦连区段12c中并与其形锁合地连接。现在驱动单元9'可以利用轴驱动马达14和15驱动臂设备6,其中竖直驱动装置20通过支架21和耦连单元24可以沿竖直方向调节带有挤奶机5的臂设备6。图17在运行位置“安放”中示出这种情况。同时臂10和11当然也可以通过驱动单元9'实施单独的独立的运动。
[0128] 在利用臂设备6安放挤奶机5之后,可以再次移除驱动单元9',这在图18中示出。这通过松开耦连单元24和借助竖直驱动装置20使支架21向上移动来实现。
[0129] 臂设备6在完成的挤奶过程之后返回相应的停放位置中同样通过可对接的驱动单元9'进行,其中所述驱动单元在轨道23上此时移动到挤奶台系统1”'的相应区域中。这可以通过相同的驱动单元9'或通过附加的驱动单元实施。
[0130] 图19类似于图13示出具有处于工作位置中的臂设备6的按照本发明的空间划分器4的第三变型。在这里轨道23在挤奶平台1b下面设置在地面B上方并且驱动单元9'如上所述现在可以从下面对接到相应的臂设备6上。
[0131] 图20-22在不同的视图中示出按照本发明的空间划分器4的臂设备6'的第一变型的透视图。
[0132] 驱动单元9通过立柱12a利用固定板12b固定在空间划分器4上或挤奶平台1b上。
[0133] 利用驱动单元9的前臂驱动装置14和上臂驱动装置15,挤奶机5从(在这里未示出的)空间划分器4中的停放位置侧向运动到要挤奶的动物的下面而进入工作和安放位置中。上臂驱动装置15直接使上臂10运动。上臂驱动装置15、上臂驱动轴12和上臂10是一个单元。
通过前臂驱动装置14,前臂11通过推杆使前臂10a运动和定位。
[0134] 驱动单元9处于竖直轴线26中。上臂10和前臂11在竖直的中间轴线27上可偏转地连接。挤奶机5利用挤奶机支架5b在支架轴线28上可偏转地固定在前臂11上。
[0135] 挤奶机5的平行导向装置通过与处于挤奶机5和前臂11和位置固定的固定板12b之间的铰链的固定连接利用推杆平行导向装置10b和11a实现。该平行性可以通过在位置固定的固定板12b上进行调整而改变。
[0136] 臂设备6'沿竖直轴线26的竖直运动利用在这里未示出的竖直驱动装置进行。这里上臂在上臂驱动轴12上线性地移动,其中上臂驱动轴12不可相对旋转地与上臂10连接,但形成用于所述上臂的线性导向装置。
[0137] 图23示出按照图20至22的臂设备6'的运动过程的示意图。
[0138] 在位置A中,挤奶机5处于清洁设备17下方的停放位置中并且被清洁。为了开始挤奶,挤奶机5首先竖直向下调节。然后上臂10围绕竖直轴线26沿逆时针方向偏转并且在此时拉动挤奶机5,所述挤奶机通过平行导向装置相对于空间划分器4(在这里未示出,但可容易地想到)的纵轴线总是保持在相同的相对位置中。这在位置B示出。
[0139] 上臂10进一步沿逆时针方向偏转并且达到位置C,此时挤奶机5与空间划分器的纵轴线4间隔开。
[0140] 在位置D中前臂11沿逆时针方向偏转并且挤奶机5和空间划分器4的纵轴线之间的距离扩大。
[0141] 最后上臂10沿顺时针方向偏转,其中前臂11沿逆时针方向偏转并且在位置E中达到工作或安放位置。为了安放,臂设备6'向上的进一步竖直调节,其中这种调节可以根据动物预先设定。
[0142] 挤奶机5因此以U形的运动从停放位置偏转到工作位置中。
[0143] 在图24中示出按照本发明的空间划分器4的臂设备6”的第二变型的透视图。图25至25d以按照图24的臂设备6”的第二变型的不同的视图和剖面示出不同的图示。
[0144] 导向单元18a在这里构造成四角管并且用于将臂设备6”例如旋转固定地、位置固定地安装在空间划分器4上。
[0145] 在导向单元18a的内部与竖直轴线26对齐地设置有前臂驱动轴30、作为第一空心轴的平行导向基准31和上臂驱动空心轴32。
[0146] 上臂10和前臂11在这里例如设计成空心型材。它们当然也可以构成其他形式。在前臂11的自由端上设置用于挤奶机5的弯角成形件形式的绕支架轴线28可偏转的支架29。
[0147] 如果驱动上臂驱动空心轴32,则上臂10绕竖直轴线26偏转。如果驱动前臂驱动轴30,则在这里牵引机构,例如带、作为前臂驱动元件36(图25b)将偏转运动从与前臂驱动轴
30连接的前臂驱动滚子34传递到设置在中间轴线27上的另一个前臂驱动滚子34a上。所述另一个前臂驱动滚子34a与前臂11连接并且因此使前臂11偏转。
[0148] 前臂驱动元件36与张紧单元38、例如带张紧器联接并因此形成弹性的过载保护,以防踩踏或用于在与动物、例如其腿碰撞时进行缓冲。
[0149] 平行导向基准31规定平行导向装置的角度位置并且不被主动驱动。该角度位置可事先确定并且是可改变的。该角度位置直接通过平行导向驱动元件35、例如牵引机构(带)从一个与平行导向基准31连接的平行导向滚子33传递到另一个设置在中间轴线27上的平行导向滚子33a上,如图25a示出的那样。所述另一个平行导向滚子33a通过联接轴41与前臂11的平行导向滚子39连接。两个平行导向滚子33a和39由此具有相同的角度位置。联接轴41支承在支承单元42(图25d)中并延伸通过前臂驱动滚子34a,所述前臂驱动滚子通过支承单元42与前臂11固定连接。另一个平行导向驱动元件40、例如牵引机构(带)将平行导向滚子
39的角度位置传递到另一个平行导向滚子39a上,该另一个平行导向滚子设置在支架轴线
28上并且与用于挤奶机5的支架29联接。这在图25c中示出。
[0150] 以这种方式,挤奶机5绕支架轴线28的偏转平行被引导并且独立于上臂10和前臂11绕轴线26、27的运动具有恒定的由平行导向基准32确定的角度位置。
[0151] 在前臂11中也设置有张紧单元38'、例如带张紧器,这也有助于于实现弹性的过载保护。此外平行导向驱动元件35在上臂10中与两个包括弹簧张紧器的缓冲单元37、37'联接并且也有助于实现过载保护。
[0152] 带有驱动元件35、36、40、即牵引机构的臂设备6”的优点列举如下。
[0153] -没有附加的测量系统地强制引导平行导向装置
[0154] -平行导向装置不需要附加的执行器
[0155] -在内部设置在臂中的驱动元件35、36、40能够实现非常细长的结构形式[0156] -不会如在推杆中那样产生死点
[0157] -使用空心轴中的轴实现了窄的结构形式
[0158] -由于带噪声较低
[0159] -挠性(踩踏保护),如小弹簧那样作用
[0160] -通过牵引机构并且也通过附加的张紧器实现一般性的过载保护
[0161] 图26示出按照本发明的空间划分器4的臂设备6”'的第三变型的部分透视剖视图。臂10和11为了更好的显示打开地示出。
[0162] 在该变型中,上臂10和按照图24-25的第二变型的包括传动轴的上臂10相同地构造。前臂11的平行导向装置在这里与上臂10的牵引机构相组合通过联接杆43构成,所述联接杆以其端部铰接在联接杠杆44、44a上并因此能够实现平行导向。联接杠杆44通过联接轴41'与上臂10的平行导向滚子33a连接并由此将平行导向基准32的角度位置传递给联接杆
43和带有挤奶机5的支架29。
[0163] 在图27中示出按照图2-2a的第二实施例的一种变型的示意性俯视图。该变型也称为通过式挤奶台系统1'。挤奶台3通过空间划分器4侧向分开。在挤奶台3的窄的背侧和前侧分别设置有门3a、3b,其中在背侧的门3a打开,以便形成用于动物T进入挤奶台3的入口(图27中从左边的第二个挤奶台3)。动物T不能在前侧出来,因为前侧通过门3b封闭。如果动物T完全处于挤奶台3中,则关闭背侧的门3a(图28中从左边的第一个和第三个挤奶台3)。如果挤奶过程结束,则前侧的门3b打开,并且动物T可以再次离开挤奶台3,如在图28中从左边的第四个挤奶台3中示出的那样。
[0164] 当然也可以采用一种鱼骨式结构,其中挤奶台3通过空间划分器4分开。这在图28中用按照图3的第三实施例的一种变型的示意性俯视图示出。在图3中通过空间划分器4形成挤奶台3,所述空间划分器首先这样相对于彼此翻转,使得形成通道作为入口,其中相对于彼此翻转的空间划分器4形成入口的连续的限定部。如果第一动物T达到挤奶台系统的通过未详细示出的相对于入口的纵轴线在图3中成直角而在图28中成例如45°的角度的限定部形成的端部,则第一空间划分器4沿顺时针方向旋转,直到第一空间划分器平行于限定部延伸并与该限定部形成第一挤奶台3。以这种方式所有挤奶台通过空间划分器4的相应偏转依次形成。由于动物T的倾斜位置,即其假想的纵轴线相对于入口的纵轴线成角度延伸,动物T的后面的区域对挤奶者M从侧面的操作是开放的。在图28中这分别是动物T的左侧。
[0165] 在按照图3和28的挤奶台系统1'中,空间划分器4也可以不相对于彼此翻转,而是沿其纵轴线可移动地设置。这在下面还将详细说明。空间划分器4首先在动物T的区域之外已经相对于限定部(成直角或倾斜)布置在平行的布置结构中。一旦第一动物T以其假想的纵轴线站立在所述限定部旁边,则第一空间划分器4沿其纵轴线的方向这样移入动物T的区域中,使得所述空间划分器处于动物T的另一侧并且形成挤奶台3。在离开这样形成的挤奶台3时,限定部打开(偏转或也沿其纵轴线的方向移动),并且第一动物T可以离开挤奶台3。然后第一空间划分器4再次沿其纵轴线的方向回移到其起始位置中,并如上继续。
[0166] 在图29中示出按照图3的第三实施例的另一种变型的示意性俯视图。该挤奶台系统1”也称为串联布置结构。在这里挤奶台3相继地或成行地设置,其中所述挤奶台的窄边通过用于挤奶者M的地坑G'间隔开并且分别具有限定部、例如栅格。挤奶台3的长边一方面分别通过空间划分器4和通过构造成门3a、3b的两部分式的限定部形成。中间的挤奶台3的门3a偏转打开,以便让动物T进入挤奶台3,其中门3b关闭。在挤奶过程期间两个门3a、3b关闭。
在挤奶之后,朝向动物T的头部的门3b打开,并且动物T可以离开挤奶台3。
[0167] 图30以一种挡板变型示出按照图4的按照本发明的空间划分器4的示意透视图。图31示出带有部分伸出的挤奶机5的俯视图。支柱4a低于支柱4b。由此得到这样的优点,即,奶牛可以较快速地离开挤奶台3、尤其是在回转式挤奶系统上的挤奶台3,因为当奶牛随着挤奶台回转时,它能够以其头部在上面的水平杆4c上方回转。因此能够实现较快速的动物运输。支柱4b具有与水平杆4c的曲线形构成的连接部。另一个水平杆4c'为了实现加固在上面的水平杆4c之下设置在支柱4a和4b之间并且附加地连接所述支柱。整个挡板包括空间划分器4的上面所述的侧向挡板4d和驱动装置挡板4f,所述驱动装置挡板沿竖直方向并在所述驱动区域的窄边上围绕地封闭整个驱动区域。驱动装置挡板4f的下侧与侧向挡板4d的上侧这样连接,使得实现对空间划分器4全面的包封。上臂驱动轴12在驱动装置挡板4f和挡板4d的上侧之间延伸穿过的该过渡区域在图30中部分剖切地示出。当然接纳部4e可以如上所述用附加的遮盖部封闭,所述遮盖部在这里未示出但可容易设想。
[0168] 图32、32a和32b示出按照图4的按照本发明的空间划分器4的另一种变型的示意图。这里在图32中示出包括挤奶机5的侧视图。图32示出包括伸出的挤奶机5的从后面看的透视图,并且图32b示出另一个侧视图。
[0169] 空间划分器4在该变型中以模块式设计构成,所述模块设计在下面还要详细解释。在该变型中,挡板4d具有两个用附图标记4d和4d'表示的自承载的半壳。所述半壳例如由
3mm不锈钢板材制成并且通过液压成形方法成形。
[0170] 这里这些半壳分成多个区段4g、4h和4i。区段4g、4h和4i与要挤奶的动物T的侧面的配设关系在下面还要结合图33a说明。区段4g配置给要挤奶的动物T的后部并称为后部区段4g。该后部区段包含用于服务单元46的接纳空间47(见图34和34a)。接纳空间47在端侧能通过盖45封闭(也见图34和34a)。这在下面还进一步说明。
[0171] 中央区段4h连接到后部区段4g上,所述中央区段具有用于带有臂设备6的挤奶机5和如上说明的相关驱动装置的接纳部4e。中央区段4h配置给要挤奶的动物T中部。
[0172] 头部区段4i配置给要挤奶的动物T的头部并与支柱4a连接,所述支柱在其上侧上以一定半径向后弯曲并转入在这里向后下倾斜的水平杆4c中。水平杆4c一直延伸中央区段4h的前面的端侧,所述端侧在这里向上延伸并与水平杆4c连接。水平杆4c向后的倾斜在后部区段4g的上侧的倾斜部中延续。
[0173] 空间划分器4的下侧4j这样构造,使得空间划分器4能简单地从挤奶台3上拆卸和装配在挤奶台3上。这在下面更详细地解释。
[0174] 空间划分器4在该变型中构成为具有倒圆的边缘和紧凑的尺寸。这在成形方法中能简单地实现。挡板4d和4d'的两个半壳可以以不同的方式这样相互连接,使得不存在干扰性的突出部。
[0175] 图33示出按照图1的按照第一实施例的多个挤奶台3的示意性透视图。图33a示出按照图33的挤奶台3的示意性俯视图。
[0176] 挤奶台3的长边通过空间划分器4形成,所述长边在这里设置在如图1的回转式挤奶系统上。挤奶台3分别具有两个窄边,所述窄边分别设置在长边的前端部和后端部之间。这里挤奶台3的两个窄边之一称为头侧KS,即配置给要挤奶的动物T的头部的侧面。所述两个窄边的另一个称为后部侧HS;该后部侧配置给要挤奶的动物T的后部。
[0177] 在图33中示出的两个左边的挤奶台3的头侧KS在这里分别设有框架52,所述框架具有两个相叠地设置的用于例如通过RFID识别要挤奶的动物T的识别设备53、53'。在这里不应对此进一步说明。
[0178] 空间划分器4在这里以按照图32-32b的变型构成。该空间划分器4尽管其紧凑的尺寸仍包含用于挤奶前药浴、乳头清洁、安放挤奶机、挤奶、取出挤奶机、挤奶后药浴的所有构件。由此空间划分器4在该变型中是具有所有构件的独立完整的模块。借此在首次装配时立即得到优点。该空间划分器4完整装配地供货并且只还需要连接到挤奶台系统的共同的基础设施(网路、奶导管、压缩空气、水等)上。这可以通过相应的快速接头进行。这里还实现了这样的优点,即,为了修理目的,也可以称为厩单元的整个空间划分器4可以简单地从挤奶台3的地面上拆卸并且可以通过改动的或新的空间划分器4替代。由于空间划分器4的模块结构方式,可以简单地提供符合特殊规定的实施方式,所述规定例如是FDA(美国食品和药物管理局在加工奶的行业在全球成为标准的FDA-Konformitaet:Die Regeln einer guten Herstellungspraxis-GMP-和其他版本,其包含在FDA美国的联邦法规(Codes of Federal Regulation)-CFR-中。
[0179] 当然也可以附加地(例如作为冗余)将功能组设置在另一个壳体中、例如在挤奶台3的头侧上设置在框架52中。
[0180] 当没有更换空间划分器4可供使用时,在这里也可以使用实体模型作为空间划分器4。由此可以仅锁定一个挤奶位置,否则由于缺乏的空间划分器4必须锁定两个挤奶位置。
[0181] 在图33a中示出在挤奶台3的长边上的空间划分器4的区段4g、4h和4i与位于挤奶台3上的要挤奶的动物T的配设关系。在这里以奶牛表示的动物T以其头部朝向挤奶台3的头侧KS。动物T的后部处于挤奶台3的后部侧HS上。后部区段4g配置给要挤奶的动物T的后部,中央部分区段4h配置给要挤奶的动物的中部,而头部区段4i配置给要挤奶的动物T的头部。
[0182] 在图33和33a可明显看出,空间划分器4与要挤奶的动物T的轮廓适配。空间划分器4在下面的区域(腿部区域)中较宽(安放CIP和包括臂设备6的翻入的挤奶机5)。在要挤奶的动物T的腹部区域中,空间划分器4非常窄。在要挤奶的动物T的上面的区域中空间划分器4可以略微变宽。
[0183] 图34示出包括装入的服务单元46的按照图32的变型的示意内视图。在图34a中示出取出服务单元46的按照图34的变型的内视图。图35示出服务单元46的示意性透视图。
[0184] 服务单元46装入空间划分器4的后部区段4g中的接纳空间47中。接纳空间47通过遮盖部45封闭。服务单元46包含所有服务相关的、主要是输奶的部件(密封装置、膜片、测量装置、传感器,血液传感器)。所述服务单元可以在运行进行中用新的或改动的服务单元46更换。为此服务单元46能够简单地锁定在接纳空间47内并且能通过合适的连接设备48(例如快速锁合装置)与安装设备49连接。为此设有用于简单无误地更换的特别的连接配置。
[0185] 安装设备49具有在中央铺设的导线(例如控制导线),所述导线将服务单元46的设备与控制单元50连接,所述控制单元设置在空间划分器4的中部区段4h的上侧上。此外安装设备49将控制单元50与另一个功能单元组51连接。该功能单元组51例如具有气体系统、电子系统、药浴系统等并且设置在空间划分器4的头部区段4i中。
[0186] 服务单元46(并且还有功能单元组51以相应的方式)具有支承框架46a,所述支承框架能装入并锁定在接纳空间47中并且带有所有构件、例如包括输奶的部件的牛奶组。服务单元46的重量和可操作性这样确定,使得所述服务单元能容易地装入和移除、携带和运输。服务单元46和功能单元组51也称为服务架,其中术语架表示支承单元。
[0187] 遮盖部45可以作为单独的部件构成和/或安装在服务单元46上。
[0188] 服务单元46和功能单元组51这样设置在空间划分器4的相应的区段4g和4i中,使得它们对于简单的装配和修理可良好地接近。
[0189] 空间划分器4也可以具有在其下侧4j上的滚子,以便在松开快速连接器并抬起(重量大约300kg)之后可容易地移除。为了装配和维修,挤奶台系统1可以设有服务台(未示出),该服务台例如与后面的限定部的中断部这样共同作用,使得可以容易地将要移除的空间划分器4推到该服务台上。为此服务台当然也可以具有起重机。此外挤奶台系统1或服务台可以配置有工作台,在所述工作台上,要维修的或要修复的空间划分器4可以在现场与所有连接部连接。为此该工作台也可以具有空隙,借此带有挤奶机5的臂设备6可以从空间划分器4上拆卸或安装到其上。这样空间划分器的更换可以例如持续10分钟。
[0190] 在一个示例性的挤奶台系统1中,在每隔6秒为一个动物T挤奶,例如每天给3500个动物挤奶。每天分别设置两次一小时用于清洁、冲洗等。挤奶台系统1应该尽可能不停止运行地每天工作24小时,每周工作7天。用于这些要求,空间划分器4作为以上所述模块结构是特别有利的,因为通过快速的维修和可更换性使挤奶台系统1的停机时间最小化。
[0191] 图36至36c示出带有可调节的空间划分器4的并列式挤奶台系统1”。在图36中没有动物地示出挤奶台3的挤奶位置y1。图36a没有动物地示出挤奶台3的进入位置y2。图36b带有动物T地示出按照图36a的进入位置y2,而图36c带有动物T地示出按照图36的挤奶位置y1。
[0192] 在图36至36c中,框架52设置在每个挤奶台3的各空间划分器4的前端部之间。框架52可以例如包括识别设备53、53'(图33)并且也包括饲槽(未示出)。
[0193] 为了也能够将带有挤奶机5的空间划分器4成功地在挤奶台组、例如按照图36-36c的挤奶台系统1”中使用,相对于在串联盒中(参看图29)和在回转式外部挤奶系统(参看图1)上的固定安装,有必要对并列的(参看图2-2a)、倾斜的和正常的鱼骨式挤奶台(参看图
28)进行修改。
[0194] 在第一种情况下,带有挤奶机5的空间划分器4一般也作为挤奶台3之间的绝对的空间分离部。这里应当没有动物T引导经过而到达不同于为其设置的挤奶台的另一个挤奶台3上。因此,该空间划分器4不允许通过到达另一个挤奶台3。
[0195] 但如果以并列或鱼骨式挤奶台组工作,则在奶牛的动物T在进入挤奶台组时首先必须从入口沿进入方向x一直走到离这里最远的空闲的挤奶台3并且占用该空间。如果其占用较早/靠前的挤奶台3,则不能用要挤奶的奶牛占用全部数量的挤奶台3。此外存在危险,即,这样不能被固定的奶牛在挤奶过程期间会利用空闲空间并且寻找另一个挤奶台3。这可能中断挤奶过程并且要求重新安放挤奶机5。
[0196] 因此目前为止的现有技术在一些挤奶台组形式中、例如在并排的形式中在每个单独的挤奶台3上设置摆动门(见图28)。这使得,可以在“填充挤奶台3”时给奶牛提供挤奶台分离部和在用于挤奶者M的地坑G的地坑分离部GA之间沿进入方向x较宽的进入路径。借此有利地影响动物运输,因为奶牛在其到挤奶台的路程上没有地坑分离部GA发生接触。这通常是造成疼痛的并且可能长期地导致挤奶台3的非常缓慢的和谨慎的填充。因为将空间划分器4设计成可偏转或可旋转的单元在结构上的花费在一些情况下可能相当高,备选也可以将一个挤奶台组侧的全部空间划分器4单独或按组或在一个单元中沿调节方向y调节,其中调节方向y沿空间划分器4的纵向方向LA延伸。
[0197] 如果应该放入新的一组奶牛,则空间划分器4从挤奶位置y1中移动到“奶牛加载位置”或进入位置y2中。这表示,所有空间划分器4沿调节方向y朝要挤奶的动物T的头部的方向、即沿空间划分器4的纵向方向LA移动。借此在空间划分器4和地坑分离部GA之间形成较大的距离,如在图36a和36b中可明显看出的那样。
[0198] 在“加载过程”期间,奶牛具有足够的空间,以便不与空间划分器4接触,在各个分离部之后走过并达到其下一个可能的挤奶台3。必要时可以为此这样配置每个单独的空间划分器4,使得所述奶牛首先可以进入相应的挤奶台3的部分区域,并且只有在以奶牛完全“填充”之后才释放对挤奶台3完全的进入。优选要释放的区域只这样确定,即,也仅一个奶牛可以在这里行进通过,借此例如在输入区域中的通过识别系统也可以将奶牛无干扰地依次配置给分别要被占用的挤奶台。
[0199] 如果所有挤奶台3被占用,则空间划分器4现在可以从进入位置y2移动到挤奶位置y1中。为此所述空间划分器沿其纵向方向LA沿调节方向朝地坑G/挤奶者方位的方向移动。借此保证,空间划分器4可以朝地坑G尽可能近地向后面的地坑隔离部GA移动。同时提供了空间划分器4沿其纵轴线LA的纵向调节的可能性,所述纵轴线基本上平行于相应的动物T的纵轴线延伸,也提供了顾及不同大小/长度的动物T的可能性。通过检测动物腿位置,空间划分器4这里可以独立地移动到优化的安放位置。借此空间划分器4即使在手动的挤奶方式中也总是处在对于挤奶者M最佳的位置中。
[0200] 相同的情况当然也适用于挤奶位置布置结构的布置角小于90°的所谓的鱼骨式挤奶台。为此在图37和37a中示出挤奶台系统1”。图37示出空间划分器4的进入位置y'2,而在图37a中示出空间划分器4的挤奶位置y'1。
[0201] 虽然在这里也可以作为可偏转的元件使用空间划分器4。然而这时通过动物接触作用到仅在中央的固定部上的力可能相当大。此外在挤奶台3的这样的构造中,主题项目标定(Thema Indexing)、即动物相对于挤奶机5的正确定位和必要时用于实现挤奶者M的人工干预的可实现性可能是重要的系统组成部分。
[0202] 为此在饲槽/饲碗之间有针对性的移动或在动物T的头部上的前面的固定对于空间划分器4要进行的调节也可能是合适的。
[0203] 图37a示出在挤奶期间在构造成鱼骨式构造的挤奶台系统1”中要实现的挤奶位置y'1。这样挤奶者M也再次能接近实际的挤奶机5。
[0204] 本发明不限于以上示出的实施例而是可以在后附的权利要求的范围内进行修改。
[0205] 这样例如可设想,在按照本发明的挤奶台系统1'的按照图2的第二实施例中可以将多排并排设置的挤奶台3相继地设置或者甚至也相叠地设置在多个层中。
[0206] 在另一种实施方式中设定,挤奶台系统1”'的按照图14的第一实施例的一种变型的可对接的驱动单元9'不能在轨道23上移动,而是可以分别通过摆臂装置安放和取出。这一点没有示出,但结合图14-18是可以容易想到的。
[0207] 位置传感器13可以在一个扩展方案中例如也提供关于要挤奶的动物的乳房的状态的图像并由此有助于认识到要挤奶的动物的健康状况。
[0208] 每个挤奶台3可以自行激活或锁定。在锁定的挤奶台3中挤奶台系统1也可以继续运行,例如不需要回转式挤奶系统停住。
[0209] 每个挤奶台3可以为一个动物单独地预备,例如挤奶机5利用臂设备6的不同的预先确定的预定位置,或者还有空间划分器4沿纵轴线特定的移动,以便发现对于相应的动物最有利的挤奶和放出位置。在半自动的版本中,当识别设备(例如RFID)识别出进入挤奶台3的相应的动物时,挤奶机5的预定位置可以自动与相应挤奶台3中预期的动物适配。此外在识别动物时可以实现的是,可以与识别到的动物的乳房大小相适配地进行奶杯5a的预定位。
[0210] 此外每个挤奶台3都可以具有喂食设备。
[0211] 此外空间划分器4也可以分别具有两个挤奶设备、即分别具有两个分别带有挤奶机5的臂设备6,用于在空间划分器4右边和左边定位的要挤奶的动物T。必要时可以在两个这样的空间划分器4之间设置没有挤奶技术装置的简化的空间划分器。尽管如此,由此也减少了总装配费用。
[0212] 臂设备6的牵引机构也可以是链条、齿带或类似物。
[0213] 所述挤奶机当然可以也用于这样的产奶动物,它具有带不同的数量、例如2、3或4个乳头的乳房。
[0214] 挤奶台系统1也可以这样构造成回转式挤奶系统,使得对于一个确定的动物的一个挤奶过程也可以进行多个360°的旋转,如果需要的话。这时当动物到达出口8时,阻止动物从挤奶台3中出去。
[0215] 所述服务台可以是可调节高度的、可移动的、带有可移动的构成地固定安装的。为此可设想许多实施形式。
[0216] 附图标记列表
[0217] 1、1'、1”、1”' 挤奶台系统
[0218] 1a 下侧
[0219] 1b 挤奶平台
[0220] 2 旋转点
[0221] 3 挤奶台
[0222] 3a、3b 门
[0223] 4 空间划分器
[0224] 4a、4b 支柱
[0225] 4c、4c' 水平杆
[0226] 4d、4d' 挡板
[0227] 4e 接纳部
[0228] 4f 驱动装置挡板
[0229] 4g 后部区段
[0230] 4h 中部区段
[0231] 4i 头部区段
[0232] 4j 下侧
[0233] 5 挤奶机
[0234] 5a 奶杯
[0235] 5b 挤奶机支架
[0236] 6、6'、6”、6”' 臂设备
[0237] 7 入口
[0238] 8 出口
[0239] 9、9' 驱动单元
[0240] 10 上臂
[0241] 10a 推杆平行导向装置
[0242] 11 前臂
[0243] 11a 推杆平行导向装置
[0244] 11b 推杆前臂
[0245] 12 上臂驱动轴
[0246] 12a 立柱
[0247] 12b 固定板
[0248] 13 位置传感器
[0249] 14 前臂驱动装置
[0250] 14a 前臂轴联接部
[0251] 15 上臂驱动装置
[0252] 15a 上臂轴联接部
[0253] 16 铰接部
[0254] 17 清洁设备
[0255] 17a 清洁喷嘴
[0256] 18、18a 导向单元
[0257] 19 前臂驱动轴
[0258] 20 竖直驱动装置
[0259] 20a 竖直驱动轮
[0260] 21 支架
[0261] 22 行驶驱动装置
[0262] 22a 行驶驱动轮
[0263] 23 轨道
[0264] 24 耦连单元
[0265] 25 耦连元件
[0266] 26 竖直轴线
[0267] 27 中间轴线
[0268] 28 支架轴线
[0269] 29 支架
[0270] 30 前臂驱动轴
[0271] 31 平行导向基准
[0272] 32 上臂驱动空心轴
[0273] 33、33a 平行导向滚子
[0274] 34、34a 前臂驱动滚子
[0275] 35 平行导向驱动元件
[0276] 36 前臂驱动元件
[0277] 37、37' 缓冲单元
[0278] 38、38' 张紧单元
[0279] 39、39a 平行导向滚子
[0280] 40 平行导向驱动元件
[0281] 41、41' 联接轴
[0282] 42 支撑单元
[0283] 43 联接杆
[0284] 44、44a 联接杠杆
[0285] 45 遮盖部
[0286] 46 服务单元
[0287] 46a 支承框架
[0288] 46b 牛奶组
[0289] 47 接纳空间
[0290] 48 连接设备
[0291] 49 安装设备
[0292] 50 控制单元
[0293] 51 功能单元组
[0294] 52 框架
[0295] 53、53' 识别设备
[0296] α 放置区域
[0297] B 地面
[0298] G、G' 地坑
[0299] GA 地坑分离部
[0300] KS 头侧
[0301] HS 后部侧
[0302] LA 纵轴线
[0303] M 挤奶者
[0304] T 动物
[0305] x 进入方向
[0306] y 调节方向
[0307] z 竖直方向

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