NL1004922C2 - Inrichting en werkwijze voor het melken van dieren. - Google Patents

Description

Inrichting en werkwijze voor het melken van dieren

De uitvinding betreft een inrichting voor het melken van dieren omvattende aan een melkrek bevestigde melkbekers die met aanbrengmiddelen in verticale richting ten opzichte van het melkrek beweegbaar zijn, positio-5 neermiddelen voor het ten minste in het horizontale vlak verplaatsen van het melkrek, een met het melkrek gekoppeld sensorsysteem met een of meer sensoren die een in een horizontaal vlak liggend detectieveld voor het vastleggen van de positie van een referentie speen, alsmede 10 besturingsmiddelen voor het besturen van de inrichting, welke middelen zijn gevoed met informatie betreffende de onderlinge positie van de spenen, de positie van de melkbekers ten opzichte van het sensorsysteem en door het sensorsysteem gegenereerde informatie betreffende de 15 positie van de referentie speen ten opzichte van het melkrek.

Dergelijke inrichtingen zijn bekend ondermeer uit EP 0323875 en NL 9400220, waarin inrichtingen getoond worden voor het automatisch melken van koeien.

20 Het nadeel van de bekende inrichting is dat het sensorsysteem de positie van de referentie speen niet altijd goed kan detecteren. De oorzaak hiervan is dat de onderlinge positie van de spenen niet overeenkomt met de onderlinge positie van de melkbekers op het melkrek, want 25 voor die positie is noodzakelijkerwijs een gemiddelde waarde genomen. Dit leidt ertoe dat tijdens het aanbrengen van de melkbekers het melkrek bewogen moet worden om de verschillende melkbekers onder de betreffende spenen te brengen. Door het bewegen van het melkrek 30 beweegt de referentie speen ten opzichte van het sensorsysteem, waardoor dit het afgegeven signaal een wisselende kwaliteit zal hebben en het volgen van de speen minder betrouwbaar wordt. Teneinde in de bekende inrichting te bereiken dat het signaal dat het sensorsysteem ten aan-35 zien van de positie van de referentie speen min of meer dezelfde betrouwbaarheid houdt moet de afstand tussen de 1004922 2 referentie speen en het sensor systeem relatief groot zijn omdat het detectieveld op grotere afstand breder is. Dit heeft als nadeel dat het sensorsysteem daardoor weer minder nauwkeurig werkt omdat de afstand groter is waar-5 door het signaal minder sterk wordt. Ook een nadeel is dat de referentie speen zich in de verschillende posities van het melkrek aan de randen van het detectieveld zal bevinden, waardoor onvoldoende waarneming van de speen op kan treden.

10 De inrichting overeenkomstig de uitvinding beoogt hierin verbetering te brengen en is daartoe uitgevoerd met een sensorsysteem, dat ten opzichte van het melkrek beweegbaar is, zodanig dat het detectieveld tijdens het aanbrengen van de melkbekers in een met de 15 breedterichting van het te melken dier overeenkomende richting verplaatsbaar is.

Het is gebleken dat de spreiding van de onderlinge positie van de spenen tussen de verschillende dieren vooral in breedterichting van de dieren groot is 20 en dat de spreiding in de lengterichting veel geringer is zodat het onder een speen brengen van een melkbeker slechts geringe verplaatsingen van het melkrek in de lengterichting van het dier noodzakelijk maakt. Een andere constatering is dat tijdens het aanbrengen van de 25 melkbekers de bewegingen van een uier in breedterichting veel groter en heftiger zijn dan in de lengterichting.

Het blijkt hierdoor mogelijk te zijn om door het verplaatsen van het detectieveld in breedterichting de melkbekers onder de verschillende spenen te brengen 30 zodanig dat de referentiespeen in ongeveer dezelfde positie van het detectieveld kan blijven. Hierdoor blijft het door de besturing ontvangen signaal even sterk en kan het systeem de bewegingen van het dier goed volgen.

Overeenkomstig een verdere verbetering van de 35 uitvinding is de sensor door middel van een langs een geleiding verplaatsbare slede met het melkrek verbonden waarbij middelen voorzien zijn waarmee de positie van de sensor ten opzichte van het melkrek detecteerbaar is.

1 004922 3

Hierdoor is het detectieveld op eenvoudige wijze te verplaatsen ten opzichte van het melkrek, waarbij toch steeds, ook tijdens het verplaatsen van de sensoren, in de besturing bekend is wat de positie is zodat ook de 5 positie van de referentiespeen bekend blijft.

Overeenkomstig een verdere verbetering van de uitvinding omvat het sensorsysteem twee richtingsgevoeli-ge sensoren die de afstand tot een speen kunnen meten. Door het gebruik van twee afstand metende sensoren die 10 richtingsgevoelig zijn kan met relatief goedkope sensoren in een vlak een detectieveld opgewekt worden, waarin de positie van de speen nauwkeurig te meten is.

Overeenkomstig een verdere verbetering van de uitvinding staan gevoeligheidsrichtingen van de sensoren 15 min of meer haaks op elkaar. Hierdoor wordt een detectieveld opgewekt waarin de positie in het horizontale vlak zo nauwkeurig mogelijk te meten is.

Overeenkomstig een verdere verbetering van de uitvinding omvat het sensorsysteem twee ultrasoon trans-20 ducenten, die op een constante afstand van elkaar zijn geplaatst. Hierdoor is een eenvoudige en bedrijfszekere opstelling mogelijk, waarbij door de vaste afstand tussen de transducenten de rekenprogramma's voor het vaststellen van de positie van de referentie speen zo eenvoudig 25 mogelijk kunnen worden uitgevoerd.

Tevens omvat de uitvinding een werkwijze overeenkomstig de aanhef van conclusie 6. Deze werkwijze is bekend uit de hiervoor genoemde documenten. Het nadeel van de bekende werkwijze is dat tijdens het aanbrengen de 30 referentie speen niet op de meest optimale wijze door het sensorsysteem waargenomen kan worden omdat door verplaatsing van het melkrek ten opzichte van de referentie speen deze op verschillende posities ten opzichte van het sensorsysteem geplaatst wordt.

35 De uitvinding beoogt dit nadeel weg te nemen overeenkomstig het kenmerkend deel van conclusie 6.

1004922 4

Hierdoor wordt bereikt dat de referentie speen door het sensorsysteem steeds optimaal kan worden waargenomen tijdens het onder de speen brengen van een melkbeker .

5 Overeenkomstig een verdere verbetering van de werkwijze volgens de uitvinding vindt de verplaatsing in hoofdzaak in de breedterichting van het dier plaats. Hierdoor kan de verplaatsing op eenvoudige wijze gerealiseerd worden en in de besturing verwerkt worden.

10 De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld met een tekening waarin figuur 1 een schematisch bovenaanzicht toont van een melkstal voor koeien, figuur 2 een detail in bovenaanzicht toont van 15 het sensorsysteem getoond in figuur 1 voor het detecteren van de positie van een speen, en figuur 3 toont het sensorsysteem van figuur 2 in zijaanzicht.

In de verschillende figuren zijn overeenkomsti-20 ge onderdelen zoveel mogelijk voorzien van overeenkomstige verwijzingscijfers.

In figuur 1 is een bovenaanzicht van een melkstal getoond waarin een te melken dier A schematisch is aangegeven. Het aanbrengen van melkbekers om de spenen 25 gebeurt op hierna beschreven wijze met een positioneer-en aanbrengsysteem onder besturing van een besturingssysteem, een dergelijk systeem is ondermeer bekend onder de naam melkrobot. Belangrijk is daarbij het volgen van de positie van de spenen tijdens het aanbrengen, waarbij de 30 uitvinding ondermeer het sensorsysteem betreft dat hierbij voor gebruikt wordt.

Melkbekers 6 en 7 zijn met een melkbekerarm 5 bevestigd aan een melkrek 2. Dit melkrek 2 is via scharnieren 3 en melkrekarmen 1 en een steunpunt 4 aan de 35 zijkant van de melkstal bevestigd. De melk stroomt uit de melkbekers 6 en 7 door een melkleiding 8 naar een verzamel stuk 9 en vandaar door een melkafvoerleiding 10 naar een niet getekende melktank.

1004922 * 5

Tijdens het aanbrengen om de spenen van de melkbekers 6 en 7 wordt het melkrek 2 door een melkrobot met robotarmen 12 bewogen. De melkrobot is aan de zijkant van de melkstal met een bevestigingspunt 11 bevestigd aan 5 de zijkant van de stal of eventueel aan een niet getekend verplaatsbaar bevestigingspunt dat het mogelijk maakt dat de melkrobot naar een andere melkstal verplaatst kan worden om melkbekers van een ander melkrek aan een andere koe aan te sluiten. Daartoe is de melkrobot met een 10 robotgrijper 13 losneembaar met het melkrek 2 verbonden. Teneinde zeker te stellen dat het melkrek 2 tijdens het aanbrengen van de melkbekers steeds in dezelfde richting staat is langs de robotarmen 12 een richtstang 14 aangebracht .

15 De melkrobot is voorzien van sensoren 16 waar mee de positie van een referentiespeen kan worden gevolgd. Als de melkrobot met het melkrek 2 is verbonden zijn deze sensoren 16 als ze in een middenpositie staan met een hartlijn 1 gericht op de melkbeker 7, waarin de 20 referentiespeen gebracht zal worden. De sensoren 16 zijn op een sensorbeugel 15 geplaatst, waaraan een sledegelei-ding 17 bevestigd is, die in slede 18 in een richting P haaks op de lengterichting van de melkstal beweegbaar is. De positie van de slede 18 ten opzichte van de sledege-25 leiding 17 wordt in de besturing vastgelegd. Doordat de sensoren 16 in een voor de besturing bekende positie ten opzichte van het melkrek 2 staan, kan het melkrek de bewegingen van de uier van een te melken dier volgen, door bijvoorbeeld de bewegingen van de referentiespeen te 30 volgen.

Doordat nu de positie van de referentiespeen bekend is kan de melkbeker 7 door de melkrobot om de referentie speen gebracht worden. Met de speenpositie sensor 19 kan de positie van de andere drie spenen ten 35 opzichte van de referentiespeen gemeten worden. Hierdoor zijn de posities van alle spenen in de besturing bekend en kunnen ook de melkbekers 6 onder de daarbij behorende spenen gebracht worden. Naast het meten van de onderlinge 1004922 6 speenposities met de speenpositiesensor 19 kunnen deze ook op andere wijze vastgesteld worden. Het is bijvoorbeeld mogelijk dat de onderlinge posities van de spenen berekend worden aan de hand van een voor een bepaald dier 5 bekende speenpositie direct na het melken en de tijd die er verlopen is sinds de laatste melking.

Omdat de onderlinge speenpositie van een bepaald dier over het algemeen niet identiek zijn aan de onderlinge posities van de melkbekers op het melkrek 2, 10 zal de referentiespeen als de melkbekers 6 onder de daarbij behorende spenen gebracht zijn niet meer recht boven de melkbeker 7 hangen en dus niet meer in het hart van het detectieveld van de in de middenpositie staande sensoren 16 zijn. Omdat in de besturing bekend is hoeveel 15 de afwijking is worden de sensoren 16 deze bekende afstand in de richting P bewogen totdat de referentiespeen weer goed detecteerbaar is.

In figuur 2 is het sensorsysteem in bovenaanzicht weergegeven. De sensoren 16 zijn richtingsgevoelige 20 ultrasoon sensoren met een hartlijn 1 van de ultrasoon-bundel, waarbij elke sensor 16 in de richting 1 de afstand tot het te meten object, hier de referentiespeen, kan meten. De beide sensoren 16 vormen samen het detectieveld D, waarin de aanwezigheid en de positie van de 25 speen in het horizontale vlak kan worden vastgesteld. Het detectieveld is hier ontstaan door een onderlinge hoek a van de hartlijnen 1 van de detectierichting van ongeveer 80 graden waardoor het min of meer ellipsvormig is. Naarmate deze hoek a naar 90 graden gaat wordt de vorm 30 min of meer cirkelvormig, terwijl bij kleinere hoeken a de ellips smaller wordt.

Door de sensorbeugel 15 met de daarop bevestigde sensoren 16 in de richting P te verplaatsen over een afstand a in de ene of in de andere richting verplaatst 35 ook het detectieveld naar D' of D". Bij deze verplaatsing wordt de sledegeleiding door een sledeaandrijving 20 bewogen, waarbij de sledeaandrijving 20 tevens voorzien is van middelen waarmee de positie van de slede ten 1004922 7 opzichte van het melkrek 2 kan worden vastgesteld. De sledeaandrijving kan op diverse bekende manieren uitgevoerd worden, bijvoorbeeld met een stappenmotor, een servomotor of bijvoorbeeld met een enkele of een getrapte 5 luchtcilinder waarbij de slede in twee of drie posities ten opzichte van de sledegeleiding gebracht kan worden.

In de hier getoonde uitvoering is de hoek a relatief groot en is de afstand tussen het detectieveld en de sensoren 16 klein. Hierdoor geeft de te detecteren 10 speen een sterkere reflectie en de positie is daardoor nauwkeurig vast te stellen. Dit is mogelijk gemaakt doordat de speen niet meer uit het detectieveld loopt omdat de veranderende positie van de speen tijdens het onder een speen brengen van de melkbekers 6 wordt gevolgd 15 door het verplaatsen van de sensor in de richting P. Tengevolge van de enigszins ellipsvormige vorm van het detectieveld D hebben verplaatsingen in de lengterichting van het dier minder invloed. Het is bekend dat de vorm van het detectieveld D geen absolute grens is, maar dat 20 in het hart van de ellips het detectieveld D de grootste gevoeligheid heeft, en dat deze gevoeligheid afneemt naarmate een voorwerp verder van het hart verwijderd is. De ellips D geeft de punten weer, waarbij de gevoeligheid min of meer gelijk is en onder een wenselijk geachte 25 waarde komt.

In figuur 3 is een zijaanzicht van figuur 2 getoond, waarbij de vorm van het detectieveld D getoond is zoals dat ontstaat met de ultrasoon sensor 16, waarbij een transducent op in EP A 0323875 getoonde wijze boven 30 een kegelvormige spiegel geplaatst is en daarbij een plat detectieveld vormt. In het detectieveld D is een te detecteren speen S getoond.

De uitvinding kan ook toegepast worden bij andere sensor systemen die de positie van een speen 35 kunnen detecteren en daarbij een beperkt detectieveld hebben, zoals bijvoorbeeld positiebepalingssystemen die gebaseerd zijn op reflectie van licht.

1004922

Claims (7)

1. Inrichting voor het melken van dieren omvattende aan een melkrek (2) bevestigde melkbekers (6,7) die met aanbrengmiddelen in verticale richting ten opzichte van het melkrek beweegbaar zijn, positioneermiddelen 5 (11-13) voor het ten minste in het horizontale vlak verplaatsen van het melkrek, een met het melkrek gekoppeld sensorsysteem met een of meer sensoren (16) die een in een horizontaal vlak liggend detectieveld (D) voor het vastleggen van de positie van een referentie speen (S), 10 alsmede besturingsmiddelen voor het besturen van de inrichting, welke middelen zijn gevoed met informatie betreffende de onderlinge positie van de spenen, de positie van de melkbekers ten opzichte van het sensorsysteem en door het sensorsysteem gegenereerde informatie 15 betreffende de positie van de referentie speen ten opzichte van het melkrek met het kenmerk, dat het sensorsysteem ten opzichte van het melkrek (2) beweegbaar is, zodanig dat het detectieveld (D) tijdens het aanbrengen van de melkbekers (6,7) in een met de breedterichting van 20 het te melken dier (A) overeenkomende richting (P) verplaatsbaar is.

2. Inrichting overeenkomstig conclusie 1 met het kenmerk, dat het sensorsysteem (16) door middel van een langs een geleiding (17) verplaatsbare slede (15) met 25 het melkrek (2) verbonden is waarbij middelen (20) voorzien zijn waarmee de positie van de sensor ten opzichte van het melkrek detecteerbaar is.

3. Inrichting overeenkomstig conclusie 1 of 2 met het kenmerk, dat het sensorsysteem twee richtingsge- 30 voelige sensoren (16) omvat die de afstand tot een speen kunnen meten.

4. Inrichting overeenkomstig conclusie 3 met het kenmerk, dat gevoeligheidsrichtingen van de sensoren min of meer haaks op elkaar staan.

5. Inrichting overeenkomstig conclusie 3 of 4 met het kenmerk, dat elke sensor een ultrasoon transdu- 1004922 centen is, die op een constante afstand van elkaar zijn geplaatst.

6. Werkwijze voor het telkens aanbrengen van een melkbeker (6,7) om een speen van een uier van een te 5 melken dier (A) met behulp van een positioneersysteem (11-13), waarmee de op een melkrek (2) in verticale richting beweegbaar aangebrachte melkbekers onder de respectievelijke spenen worden gebracht, waarbij de verplaatsingen van de uier tengevolge van het bewegen van 10 het dier door het melkrek gevolgd worden door dit in het horizontale vlak te bewegen, aan de hand van tijdens het aanbrengen met een sensorsysteem verkregen informatie betreffende de positie van een referentie speen ten opzichte van het melkrek, met het kenmerk, dat bij het 15 positioneren van een melkbeker onder een speen het sensorsysteem ten opzichte van het melkrek (2) bewogen wordt, zodanig dat de referentiespeen in of nabij het gebied van hoogste gevoeligheid in het detectieveld (D) blij ft.

7. Werkwijze volgens conclusie 5 met het ken merk, dat de verplaatsing in hoofdzaak in de breedterich-ting (P) van het dier plaats vindt. 1004922