DE69224692T3

DE69224692T3 - Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren

Info

Publication number: DE69224692T3
Application number: DE69224692T
Authority: DE
Inventors: Karel Van Den Berg; Rene Fransen
Original assignee: Maasland NV
Current assignee: Maasland NV
Priority date: 1991-09-27
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2012-09-25
Also published as: EP0534565B1; DE69224692T2; EP0836802B1; EP0534564A2; JPH06504204A; DE69232021T2; JP3317968B2; ATE204426T1; DE69226918D1; EP0534564B2; DE69232021D1; EP0534564A3; DE9219130U1; DK0534565T3; ATE163833T1; EP0534564B1; DE4293408B4; ATE170704T1; WO1993005647A3; EP0836802A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, die aus einem Melkstand mit einem Melkroboter und einem Computer besteht, wobei der Melkroboter einen Roboterarm mit einem oder mehreren Zitzenbechern aufweist, die an die Zitzen eines Tiereuters anzuschließen und mit einem Milchleitungssystem verbunden sind, um die über die Zitzenbecher gewonnene Milch in einen Milchtank abzuführen, wobei die Vorrichtung ferner mindestens drei der folgenden Sensoren aufweist: einen Temperatursensor, einen Strömungssensor, einen auf die elektrische Leitfähigkeit eines Milchstromes ansprechenden Sensor und einen auf Vakuum ansprechenden Sensor, wobei die von diesen Sensoren gelieferte Information in den Computer eingegeben und darin verarbeitet wird. Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP-A-0 385 539 bekannt. In dieser Druckschrift ist eine Vorrichtung beschrieben, die einen Temperatursensor zum Messen der Milchtemperatur aufweist. Durch die Temperatur der Milch wird die Körpertemperatur der zu melkenden Kühe angezeigt, die bei brünstigen oder kranken Kühen über dem normalen Wert liegt. Außerdem weist die Vorrichtung gemäß dieser Druckschrift einen auf die Leitfähigkeit der Milch ansprechenden Sensor auf; das von diesem Sensor gelieferte Signal ist ein Maß für die Gesundheit des Euters. Im Falle einer Mastitis ist die Leitfähigkeit der Milch höher als die der Milch von einem gesunden Euter oder von einem gesunden Euterviertel. In der Praxis jedoch zeigen die von diesen Sensoren gelieferten Signale nicht immer einen deutlichen Unterschied zwischen gesunden und kranken oder brünstigen Tieren an.
Gemäß der Erfindung ist die oben beschriebene Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Die vorgenannten Sensoren sind in dem Milchleitungssystem angeordnet, das von einem Zitzenbecher nach unten zu der Stelle führt, an der die von den Zitzenbechern kommenden Milchleitungen zusammentreffen. Ein derartiges Milchleitungssystem bzw. Leitungszug kann für jedes einzelne Viertel des Tiereuters vorgesehen sein. Die Sensoren können in einem Leitungszug zum Überwachen des Milchflusses von einer Zitze oder auch in mehreren Leitungszügen zum Überwachen des Milchflusses von mehreren Zitzen angeordnet sein. Wird der Milchfluß von den einzelnen Zitzen in einem Milchleitungshalter zusammengeführt, so sollten die Sensoren in einem oder in mehreren Zitzenbechern und in den relativ kurzen Leitungen zwischen den Zitzenbechern und dem Milchleitungshalter angeordnet sein; falls gewünscht, kann der Milchleitungshalter mit separaten Kammern zur Aufnahme von Sensoren für die einzelnen Viertel des Tiereuters versehen sein, wobei die Milch aus diesen Kammern in einem weiteren Teil dieses Milchleitungshalters zusammengeführt wird. Wird die Milch von den einzelnen Zitzen durch separate Leitungen in einen gemeinsamen Milchmengenmesser geleitet, so sollten die Sensoren in einem oder in mehreren Zitzenbechern und in diesen separaten Milchleitungen vor dem Anschluß an den Milchmengenmesser angeordnet sein. Werden für den Milchfluß von den verschiedenen Zitzen separate Milchmengenmesser verwendet, und wird der Milchfluß nach Durchlauf durch einen solchen Milchmengenmesser in eine zentrale Milchleitung geleitet, so ist der Leitungszug, in dem Sensoren angeordnet werden können, erheblich länger. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Anordnung der Sensoren auch weitgehend davon abhängt, um welche Art Sensoren es sich handelt. Der Temperatursensor z. B. sollte nicht zu weit unten in dem Leitungszug angeordnet sein, weil dort die Milch schon zu stark abgekühlt ist und die von diesem Sensor gelieferte Information daher nur geringe Aussagekraft hat.
Es kann ausreichend sein, die Totzeit in bezug auf das Einsetzen des Milchflusses in dem zuletzt angeschlossenen Zitzenbecher zu ermitteln. Der Grund dafür ist die Tatsache, daß die Totzeit in bezug auf den letzten Zitzenbecher weitgehend die gleiche ist wie die beim Anschluß der anderen Zitzenbecher ermittelte Totzeit. Es ist jedoch exakter, die Totzeit für den Milchfluß aus jeder einzelnen Zitze zu ermitteln.
In der gegenwärtigen Praxis treten aufgrund der körperlichen Verfassung der Tiere Situationen auf, die große Unterschiede bei den Totzeiten bezüglich des Einsetzens des Milchflusses aus den verschiedenen Zitzen zur Folge haben. Es kann natürlich immer vorkommen, daß z. B. der letzte Zitzenbecher nicht ordnungsgemäß oder gar nicht angeschlossen wurde und das Tier demzufolge überhaupt nicht gemolken werden kann, obwohl der Milchfluß in den zuerst angeschlossenen Zitzenbechern bereits eingesetzt hat. Das Tier muß dann trotzdem den Melkstand verlassen. Aus der (den) ermittelten Totzeit(en) in bezug auf den Beginn des Milchflusses aus den verschiedenen Zitzen können natürlich weitere Schlüsse gezogen werden.
Mit dem Computer kann das Maß berechnet werden, um das eine vorgegebene Totzeit einen für ein bestimmtes Tier vorgegebenen Wert überschritten hat. Insbesondere wird für jeden einzelnen Milchfluß aus den verschiedenen Zitzen das Maß ermittelt, um das die vorgegebene Totzeit überschritten ist. Dieser vorgegebene Wert ist nicht nur von Tier zu Tier verschieden, sondern ändert sich auch mit dem Alter der Tiere. Für den Landwirt sind jedoch grundsätzlich nur die Fälle von Bedeutung, bei denen die vorgegebene Totzeit überschritten wird. Ist ein Tier brünstig oder krank, so wird die Totzeit im allgemeinen länger als gewöhnlich sein. Wird eine vorgegebene Totzeit um einen bestimmten Prozentsatz überschritten, so ist das für den Landwirt ein Hinweis darauf, daß das Tier brünstig oder krank ist.
Ist nach Entstehen des Vakuums in dem Zitzenbecher eine relativ lange Zeit verstrichen, beispielsweise das Doppelte der zuvor für das Tier festgelegten Totzeit, so stellt der Computer fest, daß die Totzeit nicht ermittelt werden kann, weil der Milchfluß offensichtlich nicht eingesetzt hat; dieser Fall kann eintreten, wenn ein soeben gemolkenes Tier den Melkstand erneut betritt. Das Tier muß dann aus dem Melkstand herausgeführt werden.
Hat der Landwirt einen Hinweis erhalten, wonach das Tier krank ist oder zu erkranken droht, so ist es wichtig zu wissen, ob es sich um Euterentzündung oder um eine andere Krankheit handelt. Ein Hinweis darauf, daß ein Tier an Euterentzündung erkrankt ist, kann im Computer durch den auf die elektrische Leitfähigkeit des Milchflusses ansprechenden Sensor erzeugt werden. Insbesondere kann die elektrische Leitfähigkeit des Milch flusses von jeder einzelnen Zitze ermittelt werden. Weiterhin kann in dem Computer festgestellt werden, um welches Maß die elektrische Leitfähigkeit eines Milchflusses einen für ein bestimmtes Tier vorgegebenen Wert überschritten hat. Um kurzfristige Schwankungen und extreme Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit des Milchflusses auszuschließen, wird dieser vorgegebene Wert ständig aktualisiert anhand des immer wieder neu errechneten Durchschnittes der betreffenden Werte, die während des unmittelbar vorausgegangenen Zeitraumes ermittelt wurden, beispielsweise des Wertes der letzten zehn Messungen der elektrischen Leitfähigkeit. Dasselbe gilt auch für die vorgegebenen Grenzwerte der Totzeit.
Der Strömungssensor stellt nicht nur das Einsetzen eines Milchflusses, sondern auch das Versiegen eines Milchflusses fest. Gemäß der Erfindung wird ein solches Versiegen des Milchflusses dem Computer angezeigt, der dafür sorgt, daß der betreffende Zitzenbecher nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne von beispielsweise 2 bis 60 Sekunden nach erfolgter Anzeige abgenommen wird. Auf diese Weise kann der Milchertrag aus den einzelnen Zitzen ermittelt werden. Die Funktion des Strömungssensors kann von einem Milchmengenmesser übernommen werden; insbesondere wenn der Milchmengenmesser die Menge der abgegebenen Milch in kleinen Stufen erfassen kann, läßt sich eine Charakteristik des Milchflusses erstellen, anhand derer der Zeitpunkt des Einsetzens und des Versiegens des Milchflusses ermittelt werden kann. In diesem Fall ist es jedoch zweckmäßig, vier Milchmengenmesser zur Ermittlung der Milcherträge aus den einzelnen Zitzen einzusetzen.
Durch die Verarbeitung der von den Sensoren abgegebenen Signale durch einen Computer ist es möglich, zu beliebigen, vom Landwirt festzulegenden Zeitpunkten über den Bildschirm des Computers und/oder mittels eines Druckers Informationen darüber abzurufen, bei welchen Tieren und um welches Maß die Totzeit und/oder die elektrische Leitfähigkeit eines Milchflusses den jeweils vorgegebenen Wert überschritten hat. Auf dem Bildschirm kann z. B. folgende Anzeige erscheinen:
Bei Kuh 25 wurde eine elektrische Leitfähigkeit ermittelt, die den vorgegebenen Wert um 16 % überschritten hat,
bei Kuh 100 wurde eine elektrische Leitfähigkeit ermittelt, die den vorgegebenen Wert um 20 % überschritten hat,
bei Kuh 150 wurde eine elektrische Leitfähigkeit ermittelt, die den vorgegebenen Wert um 22 % überschritten hat, usw.
In gleicher Weise kann angezeigt werden, daß für Kuh 15 eine Totzeit ermittelt wurde, die um 13 % über einem zuvor festgelegten Wert liegt, daß für Kuh 38 eine Totzeit ermittelt wurde, die um 8 % über einem zuvor festgelegten Wert liegt, usw.
Anhand der von dem Computer gelieferten Informationen über die elektrische Leitfähigkeit eines Milchflusses kann der Landwirt entscheiden, ob die von einem bestimmten Tier abgegebene Milch beispielsweise in einen Ausschußbehälter abgeleitet werden muß oder nicht. Im ersten Fall wird die von dem Tier abgegebene Milch über ein in der betreffenden Milchleitung angeordnetes, computergesteuertes Dreiwegeventil beispielsweise in einen Ausschußbehälter anstatt in einen Milchtank geleitet. Wenn festgestellt werden kann, daß eines der Eutervier tel des Tieres an Euterentzündung erkrankt ist, besteht die Möglichkeit, nur die Milch von dem betroffenen Euterviertel auszusondern. Auch diese Informationen können auf dem Bildschirm angezeigt oder ausgedruckt werden; zusätzlich zu den obengenannten Daten über elektrische Leitfähigkeit und Totzeit kann also angezeigt werden, ob z. B. die Milch von Kuh 2 ausgesondert wird, ob die Milch von Kuh 36 ausgesondert wird, usw.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die in den beigefügten Zeichnungen gezeigte Ausführungsform näher erläutert.
1 zeigt ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Melkvorrichtung, während
2 einen vergrößert dargestellten Zitzenbecher zeigt.
1 zeigt eine Melkvorrichtung 1 zum automatischen Melken eines Tieres, wobei sich die Darstellung der Melkvorrichtung der Einfachheit halber auf nur einen Zitzenbecher 2 und einen Milchmengenmesser 3 beschränkt. Die von den einzelnen Eutervierteln mittels Zitzenbechern 2 gewonnene Milch kann über eine separate Milchleitung 4 in eine Milchmengenmeßvorrichtung geleitet werden, die vier Milchmengenmesser 3 aufweist. Separate Abflußleitungen 5 der Milchmengenmesser 3 sind zu einer gemeinsamen Ausgangsleitung 7 zusammengefaßt, die in einen Milchtank 6 mündet. Eine ausführlichere Basiskonstruktion der Melkvorrichtung ist in der EP-A-0 385 539 gezeigt und beschrieben. Die Melkvorrichtung hat ferner, soweit es die vorliegende Erfindung betrifft, ein Pulsiersystem 8 für die vier Zitzen becher 2. Eine Vakuumleitung 9 für das Pulsiersystem 8 ist an eine Vakuumpumpe mit Ausgleichsbehälter angeschlossen, wie es in der europäischen Patentanmeldung beschrieben ist.
2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Zitzenbecher 2; der Zitzenbecher besteht aus einer starren Hülse 10, z. B. aus Metall, einer in dieser Hülse angeordneten, inneren Wandung 11 aus einem flexiblen Material, wie z. B. Gummi, und aus einer Gummikappe 13, die die obere Öffnung des Ringspaltes 12 zwischen der Hülse 10 und der inneren Wandung 11 verschließt. Das untere Ende des Ringspaltes zwischen der Hülse 10 und der inneren Wandung 11 ist durch einen Dichtring 14 verschlossen, wobei zwischen der Hülse 10 und der inneren Wandung oberhalb des Dichtringes ein Ring 15 mit einer Öffnung 16 angeordnet ist. In dem Zwischenraum zwischen dem Dichtring 14 und dem Ring 15 wird von dem Pulsiersystem 8 über eine Leitung 18 und eine Öffnung 17 ein pulsierendes Vakuum erzeugt, wodurch ein pulsierendes Vakuum in dem Raum zwischen der Hülse 10 und der inneren Wandung 11 entsteht, das bewirkt, daß die innere Wandung die Zitze abwechselnd eng umschließt und sich wieder nach außen bewegt, so daß die für das Melken erforderliche rhythmische Bewegung um die Zitze herum entsteht, sofern der Zitzenbecher ordnungsgemäß an diese Zitze angeschlossen ist. Um einen Auffangbehälter für die gewonnene Milch zu schaffen und Schwankungen des Vakuums unter der Zitze zu minimieren, ist in dem unteren Teil des Zitzenbechers ein Auffangraum 19 vorgesehen, der zum Befördern der Milch eine relativ enge Lufteinlaßöffnung 20 hat. Die Leitung 4, die die Milch in den Milchmengenmesser 3 leitet, ist mit diesem Auffangraum 19 verbunden. Des weiteren ist in diesem Auffangraum 19 ein stationäres Teil 21 angeordnet, das teilweise in die Öffnung zwischen dem Innenraum 22 und dem Auffangraum 19 hineinragt und dafür sorgt, daß die Milch allmählich in den Auffangraum 19 einfließt und eine Trennung der Milch verhindert wird. An der Oberseite des Teiles 21 ist ein Temperatursensor 23 angeordnet, der Temperaturmessungen vornimmt. Die Milchtemperatur, die bereits in dem Zitzenbecher 2 ermittelt werden kann, ist eine geeignete Größe für die Körpertemperatur; insbesondere die Körpertemperatur von kranken Tieren, beispielsweise von solchen mit Euterentzündung, liegt jenseits normaler Werte. In einem abfallenden Teil der Milchleitung 4 ist ein Strömungssensor 24 angeordnet, der das Einsetzen und das Versiegen des Milchflusses feststellt. Die Funktionsweise dieses Strömungssensors basiert darauf, daß ein Milchfluß eine elektrische Verbindung zwischen zwei Elektroden herstellt. Die geneigte Anordnung des Sensors verhindert, daß Milch zwischen den Elektroden verbleibt oder, anders ausgedrückt, daß eine kleine Milchansammlung zwischen den Elektroden verbleibt, was zur Folge haben würde, daß ohne Unterbrechung ein Milchfluß angezeigt wird. In der Milchleitung 4 ist ferner ein auf Vakuum ansprechender Sensor 26 angeordnet, der feststellt, ob ein ausreichendes Vakuum in der Milchleitung 4 und in dem Zitzenbecher 2 besteht. In dem Milchmengenmesser 3 ist ein auf elektrische Leitfähigkeit ansprechender Sensor 25 angeordnet, der den Mastitis-Sensor bildet. Dieser Mastitis-Sensor hat eine mit Elektroden ausgestattete Kammer, die die elektrische Leitfähigkeit der in der Kammer befindlichen Milch messen. Die in der Kammer befindliche Milch wird mit jedem neuen Milchfluß ausgetauscht. Bei infizierter Milch wird eine höhere elektrische Leitfähigkeit ermittelt. Da am Anfang bei jedem neuen Milchfluß ein leichtes Ansteigen der elektrischen Leitfähigkeit zu beobachten ist, kann mittels dieses Mastitis-Sensors anstelle des oder zusätzlich zu dem Strömungssensor auch das Einsetzen eines Milchflusses festgestellt werden. Die Ausgangssignale S1, S2, S3 und S4 der jeweiligen Sensoren 23, 24, 25 und 26 werden an einen Computer 27 weitergeleitet, der die von den Sensoren gelieferten Signale weiterverarbeitet und auf dem Bildschirm eines Monitors 28 anzeigt. Die Abflußleitung 5 ist ferner mit einem Dreiwegeventil 29 ausgestattet, damit der Milchfluß aus einem von Mastitis befallenen Viertel des Tiereuters in einen Ausschußbehälter 30 abgeleitet werden kann. Beschließt der Landwirt aufgrund einer von dem Computer gelieferten Information, Milch in den Ausschußbehälter 30 zu leiten, und erteilt er dem Computer einen entsprechenden Befehl, so wird das Dreiwegeventil 29 mittels eines von dem Computer erzeugten Signals S5 umgeschaltet.

Claims

Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, die aus einem Melkstand mit einem Melkroboter und einem Computer (27) besteht, wobei der Melkroboter einen Roboterarm mit einem oder mehreren Zitzenbechern (2) aufweist, die an die Zitzen eines Tiereuters anzuschließen und mit einem Milchleitungssystem (4, 5) verbunden sind, um die über die Zitzenbecher (2) gewonnene Milch in einen Milchtank (6) abzuführen, wobei die Vorrichtung ferner mindestens drei der folgenden Sensoren aufweist: einen Temperatursensor (23), einen Strömungssensor (24), einen auf die elektrische Leitfähigkeit eines Milchstromes ansprechenden Sensor (25) und einen auf Vakuum ansprechenden Sensor (26), wobei die von diesen Sensoren gelieferte Information in den Computer (27) eingegeben und darin verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer zuverlässigeren Information über Brunst oder Krankheit des Tieres der Computer (27) die Information des Temperatursensors (23) in Kombination mit der Totzeit verarbeitet, die zwischen dem Zeitpunkt, zu dem einer der Zitzenbecher (2) an eine Zitze angeschlossen wurde, und der durch den auf Vakuum ansprechenden Sensor (26) ermittelt wird, und dem Zeitpunkt vergeht, zu dem der Milchfluß aus dieser Zitze eingesetzt hat, und der durch den Strömungssensor (24) ermittelt wird.