NL2010406C2 - Grijper voor het aanbrengen van melkbekers bij een te melken dier, robotarm en melkmachine voorzien daarvan, en werkwijze daarvoor. - Google Patents

Description

Grijper voor het aanbrengen van melkbekers bij een te melken dier, robotarm en melkmachine voorzien daarvan, en werkwijze daarvoor

De onderhavige uitvinding betreft een grijper monteerbaar op een arm van een melkmachine voor het op automatische wijze aanbrengen van melkbekers op spenen van een uier van een te melken dier. Dergelijke te melken dieren betreffen bijvoorbeeld koeien en geiten.

Melkmachines, waaronder melkrobots, zijn uit de praktijk bekend en maken veelal gebruik van een arm waaraan een grijper is aangebracht. Een dergelijke grijper brengt een melkbeker aan op een speen van een uier van een te melken dier. In de praktijk wordt hierbij een melkbeker door de grijper opgepakt en vanaf de zijkant van het dier naar de uier gebracht. Met behulp van een sensor, detector, camera of ander hulpmiddel wordt de precieze positie van de afzonderlijke speen bepaald, eventueel in combinatie met identificatiegegevens uit de database van de melkmachine ten aanzien van het betreffende dier. Vervolgens wordt de melkbeker aangesloten. Hierbij dient elke melkbeker afzonderlijk gepositioneerd te worden zodat een relatief groot aantal ruimtelijke bewegingen van de grijper ten opzichte van het dier zijn vereist. Dit resulteert in onrust en een gebrek aan kalmte van het te melken dier. Bijkomend vereist dit een behoorlijke doorlooptijd voor het positioneren en plaatsen van de melkbekers op de gewenste locaties zodanig dat het melkproces als geheel relatief ineffectief wordt bedreven.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel bovengenoemde problemen bij het plaatsen van melkbekers in een melkproces op te lossen of ten minste te reduceren.

Daartoe verschaft de onderhavige uitvinding een grijper monteerbaar op een arm van een melkmachine voor het op automatische wijze aanbrengen van melkbekers op spenen van een uier van een te melken dier volgens conclusie 1.

Door het voorzien van één of meer, bij voorkeur twee, fixatiedelen kan de ten minste ene melkbeker worden vastgehouden met de grijper. Hiermee is de melkbeker met behulp van de grijper verplaatsbaar ten opzichte van het te melken dier. De melkbeker kan op deze wijze worden gepositioneerd met behulp van de arm, in het bijzonder de robotarm, van een melkmachine. Dergelijke melkmachines betreffen bijvoorbeeld melkrobots en een melkdraaistal. In een momenteel geprefereerde uitvoeringsvorm wordt het ten minste ene fixatiedeel gevormd door een klemdeel, en bij voorkeur twee klemdelen waartussen de melkbeker wordt gehouden.

Door de grijper te voorzien van transportmiddelen wordt bewerkstelligd dat de melkbeker in de grijper positioneerbaar is ten opzichte van de klemdelen. Dit biedt additionele mogelijkheden voor de positionering van de melkbeker ten opzichte van de speen waarop de melkbeker geplaatst dient te worden. De grijper kan immers als eenheid worden verplaatst, en daarnaast kan met behulp van de transportmiddelen de melkbeker ten opzichte van de grijper worden verplaatst.

Volgens de uitvinding omvatten de transportmiddelen ten minste één, en bij voorkeur twee, transportbanden die zich in hoofdzaak uitstrekt in lengterichting van de klemdelen/fixatiedelen. Onder transportband wordt in het kader van de onderhavige vinding tevens een riem, snaar en dergelijke verstaan. Door de klemming geheel of gedeeltelijk uit te voeren door de transportband wordt gerealiseerd dat een melkbeker verplaatsbaar is in de grijper. Hiermee kan de melkbeker worden gepositioneerd ten opzichte van de speen zonder dat per definitie de grijper verplaatst hoeft te worden ten opzichte van de speen.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding is het fixatiedeel verder voorzien van een magneet voor het beweegbaar in de grijper houden van de ten minste ene melkbeker.

Door het voorzien van een magneet, bijvoorbeeld een elektromagneet en bij voorkeur een permanente magneet, aan het fixatiedeel kan een melkbeker hiermee in de grijper worden gehouden. In een momenteel geprefereerde uitvoeringsvorm is de magneet werkzaam verbonden met een transportband van het fixatiedeel zodanig dat een melkbeker op effectieve wijze met de transportband bewogen kan worden ten opzichte van het fixatiedeel van de grijper.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding zijn de fixatiedelen zodanig geconfigureerd dat ten minste twee melkbekers gelijktijdig houdbaar zijn.

Door de fixatiedelen zodanig te voorzien dat meer dan één, in ieder geval ten minste twee, melkbekers gelijktijdig kunnen worden opgepakt met de grijper, en kunnen worden gebracht in de nabijheid van de spenen van de uier van het te melken dier, wordt bewerkstelligd dat op effectieve wijze de melkbekers kunnen worden gepositioneerd. Bij voorkeur worden na het melken de melkbekers automatisch afgenomen. Optioneel wordt de grijper eveneens benut voor het afnemen van de melkbekers zodanig dat ook het verwijderen hiervan na afloop van het melkproces op effectieve wijze kan worden uitgevoerd. Door ten minste twee melkbekers in één grijper mee te nemen, wordt het aantal bewegingen van de grijper ten opzichte van het te melken dier sterk gereduceerd. Dit bevordert de kalmte van het dier rondom het melkproces. Hiermee wordt het dierwelzijn bevorderd.

Voorts kunnen de voorbereidingen van het melkproces sneller worden uitgevoerd waardoor het tijdsproces voor het melken van een enkel dier kan worden gereduceerd. Hiermee wordt de effectiviteit van het gehele proces en daarmee de gehele installatie verder vergroot, terwijl gelijktijdig de verblijftijd van het dier in of nabij de melkmachine wordt gereduceerd. Hiermee wordt ook het dierwelzijn verder bevorderd.

Bij voorkeur is een tweede melkbeker, gezien in lengterichting van de fixatiedelen, positioneerbaar achter de eerste melkbeker. De eerste, ofwel voorste, melkbeker wordt door de grijper als eerste gepositioneerd ten opzichte van de speen van een uier van een te melken dier. Na het aanbrengen van de melkbeker aan de speen wordt met behulp van transportmiddelen de tweede melkbeker gepositioneerd ten opzichte van de grijper. Dit zal ten behoeve van het plaatsen van de melkbeker aan de speen betekenen dat de tweede melkbeker voorwaarts wordt getransporteerd met behulp van de transportmiddelen, bij voorkeur gevormd door één of twee transportbanden, zodanig dat deze in lengterichting van de fixatiedelen van de grijper op de gewenste positie wordt gebracht.

Een bijzonder voordeel van het achter elkaar kunnen voorzien van de ten minste twee melkbekers tussen de fixatiedelen is dat de grijper tussen de achterpoten van het te melken dier beweegbaar is. Hiermee wordt bewerkstelligd dat de grijper vanaf de achterzijde van het te melken dier tussen de achterpoten daarvan gebracht kan worden naar de spenen van de uier van het te melken dier. Doordat de ten minste twee melkbekers hierbij bij voorkeur achter elkaar zijn voorzien, kan de grijper relatief smal worden uitgevoerd zodanig dat deze inderdaad tussen de achterpoten van het dier door te brengen is. Het is gebleken dat hiermee het dier minder schade aan de grijper, en arm waaraan deze is bevestigd, aanricht, aangezien de kalmte van het dier hiermee wordt bevorderd ten opzichte van het zijdelings aan voeren van de melkbekers.

Bij voorkeur is de grijper werkzaam verbonden met een detector voor het detecteren van een speen. Onder detector wordt een scala aan hulpmiddelen verstaan gebruikt voor het positioneren van de melkbekers ten opzichte van de spenen, waaronder een camerasysteem, akoestische sensoren, lasersystemen etc. Een dergelijke detector is op zichzelf bekend uit de huidige stand van de techniek en kan op verschillende principes werken. Met een dergelijke detector kan de positionering van de melkbeker en de grijper op effectieve wijze worden uitgevoerd. Afhankelijk van het verschil tussen de actuele positie van de melkbeker en de actuele positie van de speen kan vervolgens worden gekozen voor het bewegen van de grijper, het bewegen van de melkbeker in de grijper waarbij de grijper op dezelfde positie blijft, of een gecombineerde beweging van zowel de melkbeker in de grijper als de grijper zelf. Hiermee kan een afweging worden gemaakt van de gewenste beweging op een zodanige wijze dat de melkbeker effectief kan worden geplaatst en de kalmte van het dier maximaal behouden blijft.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een robotarm voorzien van een grijper zoals hiervoor beschreven en/of een melkmachine voorzien van een dergelijke robotarm en/of grijper.

Een der gelijke robotarm en/of melkmachine bieden gelijke effecten en voordelen als beschreven voor de grijper. De robotarm wordt hierbij bij voorkeur aangestuurd vanuit de melkmachine. De melkmachine betreft bijvoorbeeld een automatische melkrobot. De grijper en/of robotarm voorzien daarvan kan overigens ook worden toegepast op andere typen melkmachines.

De uitvinding heeft voorts tevens betrekking op een werkwijze voor het melken van een dier, omvattende: het voorzien van een melkmachine volgens voorgaande conclusie; het positioneren van de eerste melkbeker ten opzichte van een eerste speen; en het aansluiten van de eerste melkbeker, waarbij de transportmiddelen de eerste melkbeker bewegen ten opzichte van het ten minste ene fixatiedeel.

Een dergelijke werkwijze biedt gelijke effecten en voordelen als beschreven voor de grijper, robotarm en/of melkmachine.

Voorts omvat de werkwijze bij voorkeur het met de transportmiddelen in de grijper positioneren van de tweede melkbeker, zodanig dat de tweede melkbeker ten opzichte van de fixatiedelen van de grijper wordt verplaatst, bij voorkeur met behulp van één of twee transportbanden. Hierbij wordt de tweede melkbeker samen met de grijper gehjktijdig of achtereenvolgens gepositioneerd ten opzichte van de tweede speen door het bewegen van de grijper. Vervolgens wordt de tweede melkbeker aangesloten op de speen. Door het voorzien van twee of meer melkbekers in de grijper hoeft de grijper niet weggehaald te worden uit de nabijheid van de uier van het te melken dier zodat het aantal bewegingen van de grijper ten opzichte van het te melken dier beperkt kan blijven. Dit vergroot de kalmte van het te melken dier en vergroot bijkomend de effectiviteit van het melkproces doordat het aansluiten, en optioneel het afnemen, van de melkbekers van de spenen eenvoudiger en sneller kan worden uitgevoerd.

In een momenteel geprefereerde voorkeursuitvoeringsvorm wordt de melkbeker door de transportmiddelen over enige afstand voortbewogen tijdens het aansluiten van de melkbeker op de speen zodanig dat de melkbeker hieraan aanbrengbaar is. Door het over enige afstand vooruit bewegen van de melkbeker komt deze vrij van de fixatiedelen en kan deze worden aangebracht op de speen met behulp van de gebruikelijke techniek. Hierbij wordt bij voorkeur een kleine verdikking aan de transportband voorzien om de melkbeker op effectieve wijze vanuit de fixatiedelen of fixatiedelen aan te brengen aan de speen. Een dergelijke verdikking betreft bij voorkeur een profielverdikking of nop op de transportband. Bij voorkeur wordt bij het aansluiten van een melkbeker aan een speen, ofwel kort daarna, een andere melkbeker door de transportmiddelen verplaatst ten opzichte van de fixatiedelen. Hierbij wordt de andere melkbeker bij voorkeur met behulp van één of twee transportbanden ten opzichte van de fixatiedelen voorwaarts gebracht. Bij voorkeur wordt de arm met grijper hierbij over een kleine afstand naar achteren gebracht om daarmee meer ruimte te creëren voor de positionering van de grijper ten opzichte van de volgende speen. Hiermee wordt op effectieve wijze de hoeveelheid benodigde bewegingen voor het plaatsen van een volgende melkbeker gereduceerd. Bij het aankoppelen van de melkbeker aan de speen kan de grijper een bijkomende verticale beweging uitvoeren.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de uitvinding worden toegelicht aan de hand van de voorkeursuitvoeringsvormen daarvan, waarbij wordt verwezen naar de bijgevoegde tekeningen, waarin tonen: - Fig. 1 het aanbrengen van een melkbeker met een grijper volgens de vinding; - Fig. 2A-E details van het aanbrengen uit figuur 1; - Fig. 3 een alternatieve uitvoeringsvorm van een grijper volgens de vinding; en - Fig. 4 een schematisch overzicht van een melkdraaistal voorzien van de grijper uit figuren 1-3.

Een grijper 2 wordt in een getoonde uitvoeringsvorm (fig. 1) tussen de achterpoten van een melkkoe, of ander te melken dier, gebracht naar uier 20 met spenen 22. Grijper 2 (fig. 2A-E) is gepositioneerd op een arm 4. In de getoonde uitvoeringsvorm is grijper 2 zodanig geconfigureerd dat eerste melkbeker 6 en tweede melkbeker 8 gelijktijdig vastgehouden kunnen worden door klemming tussen eerste klemdeel 10 en tweede klemdeel 12. Voorts is in de getoonde uitvoeringsvorm klemdeel 10 voorzien van een eerste transportband 14 en tweede klemdeel 12 voorzien van een tweede transportband 16. Ook behoort het tot de mogelijkheden eerste en tweede transportbanden 14, 16 te verbinden tot een gezamenlijke transportband waarmee de aandrijving hiervan wordt vereenvoudigd. Aan de onderzijde zijn melkbekers 6, 8 voorzien van melkslang 18. Melkbekers 6, 8 worden gepositioneerd ten opzichte van uier 20 en aangebracht op een van de spenen 22.

Bij het plaatsen van een melkbeker 6, 8 aan een speen 22 van uier 20 wordt de arm 4 met grijper 2 eerst bewogen naar uier 20 toe. Bij voorkeur wordt hierbij de grijper gepositioneerd tussen de achterpoten van het te melken dier. Bij deze positionering wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een sensor of detector (niet getoond). Zodra de grijper met de melkbekers 6, 8 in de nabijheid van speen 22 is gekomen (fig. 2A) start het aanbrengen van de melkbeker 6, 8 aan de speen 22. Hierbij wordt na herkenning van speen 22 van uier 20 van het te melken dier door bijvoorbeeld een camera op robotarm 4 en de bijbehorende positie is doorgegeven, arm 4 met de voorste melkbeker 6 onder de speen 22 gestuurd. In de getoonde uitvoeringsvorm zullen transportbanden 14, 16 melkbekers 6, 8 een aantal millimeter naar voren transporteren in de richting A (fig. 2B). Hierbij komt de voorste melkbeker 6 enigszins los tussen de klemming van eerste klemdeel 10 en tweede klemdeel 12.

In de getoonde uitvoeringsvorm beweegt arm 4 gelijktijdig, of althans in hoofdzaak gelijktijdig, enigszins opwaarts in richting B (fig. 2C) zodat melkbeker 6 aansluitbaar is aan speen 22 met behulp van vacuüm. Op conventionele wijze schuift melkbeker 6 dan opwaarts in de richting B om aan te sluiten op speen 22. Bij voorkeur draait transportband 14, 16 enigszins door zodat melkbeker 6 geheel vrijkomt uit klemdelen 10, 12. Bij voorkeur wordt hierbij arm 4 enigszins achterwaarts bewogen (fig. 2D), in tegengestelde richting van A, om ruimte te laten ontstaan voor grijper 2. Vervolgens draaien transportbanden 14, 16 door (fig. 2E) waardoor tweede melkbeker 8 voorwaarts in richting A ten opzichte van klemdelen 10, 12 wordt gebracht, zodanig dat deze aan een volgende speen 22 van uier 20 van het te melken dier aangesloten kan worden.

In de getoonde uitvoeringsvorm is de breedte van grijper 2 zo’n tweemaal de breedte van melkbeker 6, 8, dat wil zeggen zo’n tweemaal 10 cm. Hiermee wordt bewerkstelligd dat grijper 2 in het bijzonder geschikt is voor positionering tussen de achterpoten van het te melken dier om vanuit een dergelijke positie melkbekers 6, 8 aan te sluiten op spenen 22 van uier 20 van het te melken dier.

In een alternatieve uitvoeringsvorm is een grijper 102 (figuur 3) uitgevoerd met een eerste fixatiedeel 110 voorzien van een transportband 114. Een tweede fixatiedeel/geleider 112 is in deze alternatieve uitvoeringsvorm voorzien zonder transportband en fungeert als geleider. Band 114 is in de getoonde uitvoeringsvorm voorzien van een magneet 116, bijvoorbeeld een permanente magneet, voor het vasthouden van melkbeker 6,8 zodanig dat deze verder getransporteerd kan worden ten opzichte van eerste fixatiedeel 110. Optioneel kan af gezien worden van geleider 112. Verder optioneel kan melkbeker 6, 8 worden voorzien van een huls (niet getoond) ter hoogte van het contact met transportband 114 om het “twisten” van melkbeker 6, 8 bij voortbewegen in grijper 102 te vermijden. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn de overige onderdelen in hoofdzaak gelijk aan de getoonde grijper 2 in figuur 2.

Naast toepassing van grijper 2, 102 bij een vaste box-toepassing kan grijper 2, 102 ook worden toegepast op een melkdraaistal. Een dergelijke melkdraaistal 24 (fig. 4) kan worden voorzien als type binnenmelker of type buitenmelker, en worden voorzien van grijper 2,102. Dit heeft betrekking op de positionering van het te melken dier ten opzichte van de melkdraaistal. In melkdraaistal 24 wordt allereerst het te melken dier gebracht in één van boxen 26 van melkdraaistal 24 bij ingang 26. Na voorbehandeling 28 worden vervolgens melkbekers 6, 8 aangebracht op spenen 22 van uier 20 van het te melken dier op de hiervoor beschreven wijze op aansluitpositie 30. Na het aanbrengen van melkbekers 6, 8 start het melken tijdens rotatiedeel 32, waarbij melkdraaistal 24 roteert in richting C, of tegengesteld. Na beëindiging van het melkproces worden met een afnamesysteem de geplaatste melkbekers 6, 8 weer afgenomen van spenen 22 van uier 20 van het gemolken dier tijdens nabehandeling 34. Vervolgens stapt het gemolken dier bij uitgang 36 uit melkdraaistal 24 waarna box 26 gereed wordt gemaakt voor het ontvangen van een volgend te melken dier.

Een rotatie van melkdraaistal 24 duurt veelal zo’n zeven tot acht minuten waarin bij bijvoorbeeld een melkkoe zo’n 25-30 liter melkopbrengst kan worden gerealiseerd. Door de tijd benodigd voor het reinigen, aansluiten en afnemen van melkbekers 6, 8 te reduceren, komt meer tijd beschikbaar voor het daadwerkelijke melkproces. Het is gebleken dat met een melkdraaistal 24 voorzien van grijpers 2 volgens de vinding er op deze wijze zo’n zeven minuten overblijft voor het daadwerkelijke melkproces. Hiermee wordt de opbrengst gemaximaliseerd en wordt tevens de kalmte van het te melken dier verhoogd.

De onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot bovenbeschreven uitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusies binnen de strekking waarvan velerlei modificaties denkbaar zijn. Zo behoort het bijvoorbeeld tot de mogelijkheden om in plaats van twee melkbekers 6, 8 in een grijper 2 een enigszins verlengde grijper 2 te realiseren waarin bijvoorbeeld vier melkbekers 6, 8 aan te brengen zijn.

Claims (13)

1. Grijper (2) monteerbaar op een arm (4) van een melkmachine voor het op automatische wijze aanbrengen van melkbekers (6, 8) aan spenen (22) van een uier (20) van een te melken dier, de grijper omvattende: een fixatiedeel (10, 12) voor het houden van ten minste één melkbeker; en transportmiddelen voor het positioneren van de melkbeker in de grijper ten opzichte van het fixatiedeel, met het kenmerk dat de transportmiddelen een transportband (14, 16) omvatten die zich in hoofdzaak uitstrekt in lengterichting van de fixatiedelen zodanig dat de melkbeker verplaatsbaar is in de grijper.

2. Grijper volgens conclusie 1, omvattende ten minste twee fixatiedelen voor het houden van de ten minste ene melkbeker.

3. Grijper volgens conclusie 1 of 2, waarin het fixatiedeel verder omvattende een magneet (116) voor het beweegbaar in de grijper houden van de ten minste ene melkbeker.

4. Grijper volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarbij het ten minste ene fixatiedeel zodanig is geconfigureerd dat ten minste twee melkbekers gelijktijdig houdbaar zijn.

5. Grijper volgens conclusie 4, waarbij de tweede melkbeker, gezien in lengterichting van het ten minste ene fixatiedeel, achter de eerste melkbeker positioneerbaar is.

6. Grijper volgens conclusie 5, waarbij de grijper zodanig van fixatiedelen is voorzien dat deze tussen de achterpoten van het te melken dier beweegbaar is.

7. Grijper volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de grijper werkzaam is verbonden met een detector voor het detecteren van een speen.

8. Robotarm voorzien van een grijper volgens één of meer van de voorgaande conclusies.

9. Melkmachine voorzien van een robotarm (4) en/of een grijper (2) volgens één of meer van de voorgaande conclusies.

10. Werkwijze voor het melken van een dier omvattende: het voorzien van een melkmachine volgens voorgaande conclusie; het positioneren van de eerste melkbeker (6, 8) ten opzichte van een eerste speen (22); en het aansluiten van de eerste melkbeker, waarbij de transportmiddelen (14, 16) de eerste melkbeker bewegen ten opzichte van het ten minste ene fixatiedeel.

11. Werkwijze volgen conclusie 10, verder omvattende: het met de transportmiddelen in de grijper positioneren van de tweede melkbeker; het positioneren van de grijper met de tweede melkbeker ten opzichte van de tweede speen; en het aansluiten van de tweede melkbeker.

12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, waarbij tijdens het aansluiten de melkbeker door de transportmiddelen over enige afstand wordt voortbewogen zodanig dat de melkbeker op de speen aanbrengbaar is.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, waarbij de robotarm achterwaarts beweegt zodanig dat ruimte wordt gerealiseerd voor de grijper.