PL241738B1 - System do odchowu owadów zawierający autonomiczną platformę do podawania paszy i monitoringu odchowu, sposób odchowu owadów i zastosowanie systemu do odchowu owadów - Google Patents

System do odchowu owadów zawierający autonomiczną platformę do podawania paszy i monitoringu odchowu, sposób odchowu owadów i zastosowanie systemu do odchowu owadów Download PDF

Info

Publication number
PL241738B1
PL241738B1 PL432782A PL43278220A PL241738B1 PL 241738 B1 PL241738 B1 PL 241738B1 PL 432782 A PL432782 A PL 432782A PL 43278220 A PL43278220 A PL 43278220A PL 241738 B1 PL241738 B1 PL 241738B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
feeding
insects
feed
rearing
range
Prior art date
Application number
PL432782A
Other languages
English (en)
Other versions
PL432782A1 (pl
Inventor
Arkadiusz Sysak
Damian JÓZEFIAK
Damian Józefiak
Marcin Surma
Krzysztof Dudek
Original Assignee
Hipromine Spolka Akcyjna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hipromine Spolka Akcyjna filed Critical Hipromine Spolka Akcyjna
Priority to PL432782A priority Critical patent/PL241738B1/pl
Publication of PL432782A1 publication Critical patent/PL432782A1/pl
Publication of PL241738B1 publication Critical patent/PL241738B1/pl

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K67/00Rearing or breeding animals, not otherwise provided for; New or modified breeds of animals
    • A01K67/30Rearing or breeding invertebrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/50Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for living organisms, articles or materials sensitive to changes of environment or atmospheric conditions, e.g. land animals, birds, fish, water plants, non-aquatic plants, flower bulbs, cut flowers or foliage
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Program-control systems
    • G05B19/02Program-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41805Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by assembly
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0605Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for solid materials
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

System do odchowu owadów, charakteryzuje się tym, że zawiera autonomiczną platformę do podawania paszy i monitoringu parametrów odchowu owadów, przy czym wymieniona autonomiczna platforma zawiera: dyszę karmiącą (7) o średnicy w zakresie 15 - 40 mm; układ napędu pompy (2) o mocy w zakresie od 0,5 kW do 1 kW; system precyzyjnego prowadzenia robota po torze wzdłuż układ linii na podłożu z czujnikami optycznymi (14); system poruszania dyszą karmiącą (7) zamocowaną do głowicy karmiącej (6) sprzężony na zasadzie krzywek programowych z drogą, przy czym głowica karmiąca (6) wyposażona jest w czujniki optyczne zamontowane w linii osi napędowych przedniej i tylnej platformy do podawania paszy, po jednym czujniku długiego zasięgu (15) po każdej stronie dyszy karmiącej (7) działającym równolegle do jej osi wzdłużnej oraz po jednym czujniku krótkiego zasięgu (16) na lewo i prawo pod kątem prostym do osi wzdłużnej dyszy karmiącej (7), przy czym głowica karmiąca (6) jest zamocowana do platformy ruchomej (11), poruszającej się wzdłuż masztu (5); system zasilania dyszy karmiącej (7) działający w oparciu o odczyt enkodera pompy (2), z kalibracją w trakcie pracy na podstawie odczytów wagi tensometrycznej (19) zbierającej odczyty masy dla zbiornika/(ów) (1) z karmą, przy czym owady hodowane są w pojemnikach hodowlanych, umieszczanych na regałach wyposażonych w półki o głębokości do 1,7x większej niż szerokość, przy odstępie pomiędzy półkami min. 50 mm.

Description

Opis wynalazku
DZIEDZINA TECHNIKI
Przedmiotem wynalazku jest system do odchowu owadów zawierający autonomiczną platformę do podawania paszy i monitoringu parametrów odchowu owadów z rzędów Coleoptera i Diptera. Wynalazek dotyczy też sposobu odchowu owadów z rzędu Coleoptera i Diptera przy wykorzystaniu autonomicznej platformy do podawania paszy i monitoringu parametrów odchowu oraz zastosowanie autonomicznej platformy do podawania paszy i monitoringu parametrów w sposobie odchowu owadów.
STAN TECHNIKI
W ostatnich latach wskazuje się na przemysłową hodowlę owadów, jako zrównoważoną alternatywę dla produkcji białka i tłuszczu na cele paszowe m.in. w żywieniu zwierząt gospodarskich oraz na cele spożywcze (Food and Agriculture Organization of the United Nations 2012 Assessing the potential of insects as food and feed in assuring food security. Summary report. Technical consultation meeting 23-25 stycznia, FAO, Rzym, Włochy).
Grupą owadów o szczególnym potencjale jako źródło białka na cele paszowe i spożywcze są larwy chrząszczy z rodziny czarnuchowatych (Tenebrionidae) oraz larwy błonkówek (Diptera). Wśród gatunków hodowanych na skalę półprzemysłową i przemysłową należy wymienić gatunki takie jak: pleśniakowiec lśniący (Alphitobius diasperinus), mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), trojszyk ulec (Tribolium confusum), trojszyk gryzący (Tribolium castaneum), trojszyk ciemny (Tribolium madens) oraz inne gatunki czarnuchowatych oraz błonkówki z gatunków hermetia (Hermetia illucens). Wszystkie wymienione wyżej gatunki na etapie wzrostu larwalnego żerują w substracie.
Obecnie stosowane technologie odchowu larw chrząszczy z rodziny czarnuchowatych opierają się na systemach szufladowych (ang. ”rack systems”), lub samonośnych wykorzystujących pojemniki o niewielkiej powierzchni z kilkucentymetrową warstwą substratu hodowlanego o grubości od 1 cm do 5 cm (opisane np. w zgłoszeniu PCT WO2014171829A1). Standardowo stosuje się do hodowli pojemniki z tworzyw sztucznych lub skrzynki transportowe umieszczane na paletach (opisane np. w zgłoszeniu PCT/FR2016/050849). Stosowane rozwiązania utrudniają automatyzację procesu podawania paszy (brak bezpośredniego dostępu do każdego z pojemników/skrzynek), wymuszając przetransportowanie każdego z pojemników do systemu karmiącego, lub wyjęcie każdego z pojemników na czas karmienia. Czynność ta musi być wykonywana w cyklicznych odstępach czasu zapewniających wydajne podawanie paszy zgodnie z potrzebami rosnących larw. Jednocześnie, ze względu na niewielką powierzchnię pojemników, na ogół nieprzekraczającą 0,5 m2, utrudniona jest wymiana gazowa oraz odprowadzanie wilgoci i nadmiaru ciepła metabolicznego, co zmniejsza dopuszczalną ilość owadów w przeliczeniu na jednostkę powierzchni, ze względu na ryzyko przegrzania oraz zmniejsza, możliwą do jednorazowego podania, dawkę paszy utrudniając lub całkowicie wykluczając stosowanie paszy w postaci półpłynnej lub płynnej. W przypadku stosowanych obecnie pojemników hodowlanych problemem jest również utrzymanie właściwego poziomu bioasekuracji i skuteczne zabezpieczenie przed niekontrolowaną ucieczką owadów. Praktyki służące podniesieniu poziomu bioasekuracji, takie jak zabezpieczanie otworów w pojemnikach siatką, stosowanie pokryw ograniczają funkcjonalność pojemników i znacznie podnoszą nakłady pracy i czasu potrzebne do obsługi hodowli, tym samym podnosząc koszt wyprodukowania owadów.
Z punktu widzenia dobrostanu zwierząt przenoszenie pojemników wiąże się również ze stresem mechanicznym spowodowanym wibracjami, drganiami oraz narażeniem owadów na wstrząsy i zmiany intensywności oświetlenia, wpływające niekorzystnie na żerowanie owadów i mogące stać się czynnikiem wyzwalającym zachowania kanibalistyczne u larw.
Alternatywne rozwiązania w postaci modułowego wielokondygnacyjnego systemu linii technologicznych, opisanego w międzynarodowym zgłoszeniu PCT WO2018029597A1, w którym konstrukcja nośna linii hodowlanej może być zintegrowana z systemem podawania paszy, korzystnie wielopunktowym, podnoszącym wydajność odchowu/hodowli, poprzez zminimalizowanie odległości, jaką owady muszą pokonać do najbliższego źródła paszy, wymagają rozbudowanej sieci podajników i przewodów podających paszę. W opisanym rozwiązaniu system podawania paszy umożliwia stosowanie paszy mokrej lub półpłynnej o zawartości wody 15-45% (korzystnie poddanej prefermentacji naturalnej lub kierunkowej) o homogennej konsystencji. O ile rozwiązanie to umożliwia precyzyjne dozowanie paszy i jednoczesną obsługę wielopoziomowego systemu do odchowu, wiąże się jednak z pewnymi ograni
PL 241 738 B1 czeniami natury technologicznej. Istotną wadą systemu jest koszt instalacji. Konserwacja wielopunktowego systemu z dużą liczbą zaworów spustowych i długimi ciągami przewodów transportujących paszę wymaga dużych nakładów, a w przypadku awarii wiąże się z czynnikami stresowymi.
Celem wynalazku jest przezwyciężenie wskazanych niedogodności wynikających ze stanu techniki. Cel ten został osiągnięty przez opracowanie systemu wykorzystującego rozwiązanie technologiczne w postaci autonomicznej platformy do podawania paszy umożliwiającej jednoczesny monitoring parametrów hodowlanych.
Pierwszym przedmiotem wynalazku jest system do odchowu owadów, charakteryzujący się tym, że zawiera autonomiczną platformę, dalej określaną także jako robot karmiący, do podawania paszy i monitoringu parametrów odchowu owadów, przy czym wymieniona autonomiczna platforma zawiera:
a) dyszę karmiącą o średnicy w zakresie 15-40 mm. Konstrukcja ferm insektów nakłada bardzo duże wymagania na precyzję wjazdu w regały oraz równomierność i powtarzalność rozkładu karmy przy jednoczesnym zachowaniu bardzo wysokiego poziomu czystości. Dlatego, robot karmiący powinien być wyposażony w dyszę o zmniejszonej średnicy, mieszczącej się w zakresie 15-40 mm. Ponadto, program karmienia powinien mieć możliwość jak najbardziej równomiernego podawania karmy na półki.
b) układ napędu pompy o mocy w zakresie od 0,5 kW do 1 kW. Ze względu na sposób podawania karmy odpowiedni dla owadów, prędkość podawania jest mniejsza.
c) system precyzyjnego prowadzenia robota po torze wzdłuż układ linii na podłożu. System trakcji przelicza drogę wirtualną przód-tył na fizyczne ruchy silników jazdy i skrętu. Dzięki temu możliwe jest podanie adresu docelowego w mm długości namalowanej ścieżki. Proste bazowanie na podstawie punktów kontrolnych zapewnia ciągłą znajomość położenia i zakładaną precyzję ruchu po torze.
d) system poruszania dyszą karmiącą zamocowaną do głowicy karmiącej sprzężony na zasadzie krzywek programowych z drogą, przy czym głowica karmiąca wyposażona jest w czujniki optyczne zamontowane w linii osi napędowych przedniej i tylnej platformy do podawania paszy, po jednym czujniku długiego zasięgu po każdej stronie dyszy karmiącej działającym równolegle do jej osi wzdłużnej oraz po jednym czujniku krótkiego zasięgu na lewo i prawo pod kątem prostym do osi wzdłużnej dyszy karmiącej, przy czym głowica karmiąca jest zamocowana do platformy ruchomej, poruszającej się wzdłuż masztu. Rozwiązanie to umożliwia wjazd w regał dyszy karmiącej o długości większej niż szerokość regału oraz umieszczanie jej precyzyjnie nad dowolnym miejscem półki niebędącym martwym polem. Oczujnikowanie głowicy czujnikami optycznymi o regulowanym zasięgu umożliwia precyzyjne poruszanie się pomiędzy i w regałach z jednoczesnym rozpoznawaniem możliwości kolizji. Jednocześnie, ciągła kontrola momentów silników daje możliwość wykrywania niespodziewanych zmian w obciążeniu (przeszkody, zużycia).
e) system zasilania dyszy karmiącej działający w oparciu o odczyt enkodera pompy z kalibracją tej wartości w trakcie pracy na podstawie odczytów wagi tensometrycznej, na której jest zawieszony zbiornik z karmą. Rozwiązanie to umożliwia robotowi „samodzielne” tworzenie mieszanek pasz przy użyciu kilku źródeł zasilania w paszę oraz uniezależnia podawanie karmy od jej gęstości.
W korzystnej realizacji wynalazku długość (d) dyszy karmiącej wynosi wg. wzoru (I):
d = gp + ½ opr (I), gdzie: gp - głębokość półki i wynosi ona 100 mm, opr - odległość pomiędzy regałami.
W innej korzystnej realizacji wynalazku szerokość półki (szp) wynosi wg. wzoru (II):
szp = 0.707d - ½ opr + 100 mm (II) gdzie: d - długość dyszy wg. wzoru (I), opr - odległość pomiędzy regałami.
W następnej korzystnej realizacji wynalazku zasięg czujnika długiego zasięgu jest równy długości dyszy (d) powiększony o 100 mm.
W jeszcze innej korzystnej realizacji wynalazku zasięg czujnika krótkiego zasięgu wynosi 600 mm.
W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku zakres ruchu platformy ruchomej wynosi od 200 mm do 4100 mm.
W jeszcze innej korzystnej realizacji wynalazku układ zasilania robota podzielony jest na sekcje. Umożliwia to odzysk energii wynikający z zatrzymywania jednego silnika, dostarczał energię potrzebną na rozbieg innego. Jest możliwość wyłączania odbiorników energii w celu efektywnego wykorzystywania jej i zapewnienia możliwości powrotu do stacji ładującej. Wspólna szyna zasilająca DC umożliwia akumulację
PL 241 738 B1 energii powstającej w wyniku zatrzymywania poszczególnych jednostek napędowych, która jest wykorzystywana do pracy dla pozostałych podłączonych do wspólnej szyny. Wszystkie zasilacze silników podłączone są do wspólnej szyny DC. Gdy jedne oddają energię przy hamowaniu, drugie z niej korzystają.
W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku średnica dyszy karmiącej jest dostosowana do gęstości podawanej karmy, przy czym dla cieczy typu woda wynosi ona 15 mm a dla karmy zagęszczonej od 32 mm do 40 mm.
System precyzyjnego prowadzenia robota po torze wymaga dokładnej informacji o pozycji robota względem regałów, a ich budowa przy hodowli owadów uniemożliwia poruszanie się na podstawie pomiaru odległości. Dlatego, powinien być zastosowany układ prowadzenia robota po linii na posadzce. Takie systemy są znane w dziedzinie. Ich zastosowanie, w połączeniu z pozostałymi opisanymi cechami zapewnia układ autonomicznej, samojezdnej platformy do podawania paszy, która umożliwia zastosowanie w karmieniu owadów, bez niedogodności towarzyszących wcześniejszym rozwiązaniom.
Drugim przedmiotem wynalazku jest sposób odchowu owadów, charakteryzujący się tym, że obejmuje etap karmienia owadów w każdym stadium rozwojowym z zastosowaniem systemu zdefiniowanego w pierwszym przedmiocie wynalazku, przy czym autonomiczna platforma do podawania paszy jest przemieszczana do pojemników hodowlanych wzdłuż układu linii na podłodze za pomocą czujników i w zbiorniku przygotowywana jest mieszanka paszowa, która jest mieszana za pomocą mieszadła, następnie mieszanka paszowa jest przetłaczana ze zbiornika przez układ rur za pomocą pompy do dyszy karmiącej, która jest pozycjonowana za pomocą czujników dalekiego zasięgu i krótkiego zasięgu, względem pojemnika hodowlanego, do którego ma być podawana mieszanka paszowa, przy czym owady hodowane są w pojemnikach hodowlanych, umieszczanych na regałach wyposażonych w półki o głębokości do 1,7x większej niż szerokość, przy odstępie pomiędzy półkami min. 50 mm.
W korzystnej realizacji wynalazku ilość podawanej mieszanki paszowej jest określona na podstawie wskazań wagi. Umożliwia to zmniejszenie strat oraz dostosowanie ilości paszy do optymalnych warunków hodowlanych.
W następnej korzystnej realizacji wynalazku owadami z rzędu Coleoptera są owady z rodzaju czarnuchowatych (Tenebrionidae), korzystnie gatunki wybrane z pleśniakowiec lśniący (Alphitobius diasperinus), mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), trojszyk ulec (Tribolium confusum), trojszyk gryzący (Tribolium castaneum), trojszyk ciemny (Tribolium madens), korzystniej mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), pleśniakowiec lśniący (Alphitobius moddiaperinus).
W jeszcze innej korzystnej realizacji wynalazku owadami z rzędu Diptera są owady z rodzaju Hermetia, korzystnie Hermetia illucens.
Trzecim przedmiotem wynalazku jest zastosowanie systemu, jak zdefiniowano w pierwszym przedmiocie wynalazku, w sposobie odchowu owadów i/lub monitoringu parametrów odchowu owadów z rodzaju Coleoptera lub Diptera.
W korzystnej realizacji wynalazku owadami z rzędu Coleoptera są owady z rodzaju czarnuchowatych (Tenebrionidae), korzystnie gatunki wybrane z pleśniakowiec lśniący (Alphitobius diasperinus), mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), trojszyk ulec (Tribolium confusum), trojszyk gryzący (Tribolium castaneum), trojszyk ciemny (Tribolium madens), korzystniej mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), pleśniakowiec lśniący (Alphitobius diaperinus).
W następnej korzystnej realizacji wynalazku owadami z rzędu Diptera są owady z rodzaju Hermetia , korzystnie Hermetia illucens.
Według niniejszego rozwiązania korzystne jest zastosowanie autonomicznej, samojezdnej platformy do podawania paszy, której integralną częścią są urządzenia pomiarowe monitorujące parametry odchowu owadów. System pozwala na precyzyjne dozowanie paszy w oparciu o monitoring kluczowych parametrów hodowlanych, przy jednoczesnym zminimalizowaniu długości magistrali i przewodów do podawania paszy.
Przykłady realizacji wynalazku zobrazowano na rysunku, gdzie: Fig. 1 przedstawia schemat autonomicznej, samojezdnej platformy do podawania paszy, Fig. 2 przedstawia autonomiczną, samojezdną platformę do podawania paszy w widoku rozstrzelonym (widoczne poszczególne elementy), Fig. 3 przedstawia autonomiczną, samojezdną platformę do podawania paszy w widoku z góry, z tyłu, z boku, Fig. 4 przedstawia autonomiczną, samojezdną platformę do podawania paszy w widoku od spodu, Fig. 5 przedstawia głowicę z napędem i czujnikami, w widoku z góry w widoku perspektywicznym, Fig. 6 przedstawia rozwiązanie napędu ruchu góra-dół, Fig. 7 przedstawia budowę układu kierowniczego, Fig. 8 przedstawia konstrukcję układu jezdnego, osi napędowej, Fig. 9 przedstawia obudowę
PL 241 738 B1 wraz z elementami sterowania i sygnalizacji, Fig. 10 przedstawia rozmieszczenie elementów elektrycznych na płycie montażowej w szafie sterowniczej, Fig. 11 Schemat uproszczony obwodów elektrycznych, Fig. 12 Schemat obwodu zasilania, Fig. 13 Schemat obwodu sterowania, Fig. 14 Schemat zasilania i sterowania obwodów napędowych.
PRZYKŁADY
Przykład 1: Konstrukcja autonomicznej, samojezdnej platformy do podawania paszy
Skonstruowano przykładową autonomiczną, samojezdną platformę do podawania paszy w hodowli owadów (Fig. 1-10). Poniżej wymieniono poszczególne elementy konstrukcji.
I. Podzespoły:
a) Układ jezdny robota karmiącego (Fig. 8):
• Koła układu napędowego 4 twarde ogumowane, napędzane indywidualnie silnikiem servo 30 o mocy 0,5-0,9 kW z enkoderem o rozdzielczości 4194304 impulsów/obrót poprzez przekładnię mechaniczną.
• Podwójny wzmacniacz servo 40 dobrany do silników (27, 30), wyposażony w interfejs światłowodowy do podłączenia ze sterownikiem ruchu „Motion” 37.
• Programowy układ różnicowy.
b) Układ kierowniczy układu jezdnego robota karmiącego (Fig. 7) • Koła układu kierowniczego 10 (takie same jak napędowe 4) zamontowane na układzie zwrotnicy 29, ramiona reakcyjne 28 połączone cięgnami.
• Silnik servo 27 o mocy 0,4-0,7 kW z enkoderem o rozdzielczości 4194304 impulsów/obrót.
• Wzmacniacz servo 40 dobrany do silnika, wyposażony w interfejs światłowodowy do podłą- czenia ze sterownikiem ruchu „Motion” 37.
c) Układ ruchu dyszy robota karmiącego (Fig. 5 i 6):
• Maszt 5 wykonany z aluminium, wyposażony w prowadnice liniowe 26 oraz bezlufowe śruby trapezowe 23.
• Platforma ruchoma 11, jeżdżąca góra-dół, zgodnie z wymaganym zakresem przesuwu od 200 mm do 4100 mm.
• Silnik podnoszenia i opuszczania 25 servo o mocy 0,7-1 kW z enkoderem o rozdzielczości 4194304 impulsów/obrót i luzownikiem elektrycznym, z przekładnią planetarną.
• Silnik (z przekładnią) 20 obrotu głowicy 6 typu servo, o mocy 0,4-0,6 kW z enkoderem o rozdzielczości 4194304 impulsów/obrót, kołami pasowymi 24 i pasem napędowym 22.
• Wzmacniacze servo 40 dobrane dla obu silników, wyposażone w interfejs światłowodowy do podłączenia ze sterownikiem ruchu „Motion” 37.
• Układ zasilania luzownika, którego schemat przedstawiono na Fig. 14 (L1).
• Głowica obrotowa 6 wyposażona w przegub obrotowy 21 rury 7 o średnicy 30 mm ze ścianką 2 mm oraz czujniki optyczne wzdłużne (dalekiego zasięgu) 15 o zasięgu 0-2 m i poprzeczne (krótkiego zasięgu) 16 o zasięgu 0,6 m.
d) Układ zasilania dyszy karmiącej robota karmiącego:
• Zbiornik 1 do karmy o pojemności min. 400 kg, wyposażony w wagę tensometryczną 19.
• Mieszalnik 12 zasilany silnikiem asynchronicznym o mocy 0,7-1 kW i przekładnią ślimakową 35 o przełożeniu 80-140.
• Falownik FR-A 41 wyposażony w interfejs RS485 lub Ethernet do komunikacji ze sterownikiem FX5U 36.
• Pompa zębata 2 ssąco-tłocząca, utwardzana powierzchniowo do produktów płynnych i plastycznych.
• Silnik servo 17 o mocy odpowiednio dla ferm z owadami 1-2 kW, dla ferm zwierząt futerkowych 2-7 kW, z enkoderem o rozdzielczości 4194304 impulsów/obrót oraz przekładnią planetarną.
• Wzmacniacz servo 40 dobrany do silnika, wyposażony w interfejs światłowodowy do podłączenia ze sterownikiem ruchu „Motion” 37.
• Sprzęgło mechaniczne 18 łączące przekładnię z pompą.
• System rur 9 do zasilania dyszy karmiącej o średnicy 30-60 mm jest podzielony na odcinki połączone przegubem obrotowym w celu umożliwienia swobodnego podnoszenia i opuszczania ruchomej platformy.
• Dysza karmiąca 7 o średnicy odpowiednio dla ferm z owadami 15-40 mm i ferm zwierząt futerkowych 35-60 mm.
PL 241 738 B1 • Długość (d) dyszy karmiącej (7) wynosi wg. wzoru (I):
d = gp + ½ opr (I), gdzie: gp - głębokość półki i wynosi ona 100 mm, opr - odległość pomiędzy regałami.
e) Układ elektryczny i elektroniczny 3 robota karmiącego (Fig. 11-14):
• Zestaw baterii 8 o napięciu wyjściowym 48 V i maksymalnym prądzie chwilowym min. 100 A.
• Zestaw inwertorów DC-DC 42 o napięciu wejściowym 48 V i wyjściowych 24, 340 i 560 V oraz mocach minimalnych odpowiednio: 200 W, 1 kW i 2 kW.
• Sterownik Mitsubishi FX5U 36.
• Sterownik Mitsubishi Motion 37.
• Wyświetlacz Mitsubishi 2103 34.
• Przekaźnik bezpieczeństwa Welland 39.
• Manipulator ręczny typu joystick 33.
• Wyposażenie elektryczne (przyłączeniowe, zabezpieczenia itp.), znajdujące się w szafie 3.
f) Nadrzędny układ sterowania ERP robotem karmiącym:
• Sterownik PLC Mitsubishi FX5U.
• HMI robocze z rodziny 2103 dla operatorów.
• HMI zarządcze z rodziny 2510 dla kadry zarządczej z licencją Mobile na dostęp zdalny oraz MES na wymianę danych z bazą.
• Serwer z systemem z rodziny Windows Pro, pełniący rolę serwera SQL i serwera raportów.
• Silosy i zbiorniki wyposażone w wagi i mieszalniki zasilane z odpowiednio dobranych falowników, wpięte w magistralę sterującą MODBUS.
• Pompy z agregatami hydraulicznymi sterowane 3-stanowo.
• Zawory kulowe sterowane elektrycznie 2-stanowo.
• Systemy rur do transportu karm.
• System podciśnienia z separatorem, sterowany z falownika podłączonego do magistrali sterującej MODBUS.
• Sieć czujników termo-higroskopijnych podłączonych do magistrali pomiarowej MODBUS.
• System nawilżaczy z sekcjami załączanymi dwustanowo.
Nadrzędny układ sterowania ERP stanowi instalację zewnętrzną, z którą robot karmiący kontaktuje się w stacji dokującej.
II. Systemy:
a) Jazda i pozycjonowanie (Fig. 12):
Robot porusza się po ścieżce namalowanej z użyciem farby odblaskowej. Rozpoznaje ją za pomocą optycznych czujników odbiciowych 14, po dwa na każdą oś (przednią i tylną), dążąc do jazdy wszystkimi czujnikami 14 po namalowanej ścieżce. Czujniki optyczne 14 zamontowane są w linii osi układu napędowego 4 (przedniej) i układu kierującego 10 (tylnej), Fig. 4.
Skręcanie zrealizowane jest za pomocą osi skrętnej układu kierującego 10 znajdującego się z tyłu, ze zwrotnicami, drążkami reakcyjnymi i listwą zębatą z silnikiem servo 27 marki Mitsubishi.
Oba przednie koła napędowe 31 układu napędowego 4, napędzane są silnikami servo 30 z przekładniami 30 i enkoderami. Zasilane są z podwójnego wzmacniacza servo 40, z komunikacją światłowodową, tworząc programowy układ różnicowy.
W/w trzy osie fizyczne ruchu sterowane są za pomocą przeliczeń w procesorze Motion 37, z osi wirtualnej jazdy przód-tył.
Jazda góra-dół platformy ruchomej 11 wzdłuż masztu 5 realizowana jest za pomocą silnika servo 25 z przekładnią planetarną, hamulcem i enkoderem. Napęd przenoszony jest poprzez koła pasowe 24 na śruby trapezowe 23.
Wjazd nad półkę regału realizowany jest przez układ obrotowy 24 i synchronizację po programowej krzywce ruchu przód-tył. Obliczenia wykonywane są przez moduł Motion 37. Obrót napędzany jest silnikiem servo 40 z przekładnią planetarną i enkoderem. Głowica obrotowa 6 zamontowana jest na osi wyjściowej przekładni przez łożysko. Wyposażona jest w wymienną dyszę karmiącą 7 oraz głowicę pomiarową z czujnikami optycznymi działającymi wzdłuż dyszy 15 i w poprzek niej 16.
b) System prefabrykowania, transportu i przygotowania karmy
Skład karmy przygotowywany jest w zbiorniku 1 z mieszalnikiem 12 i wagą 19. Jej aktualne proporcje wyliczane są za pomocą wskazań wagi 19 oraz zadań i ich rezultatów przechowywanych w bazie danych. System umożliwia podgląd stanu oraz procentowy składu karmy.
PL 241 738 B1
Karma transportowana jest do robota karmiącego za pomocą pompy 2 z systemem rur 9 i zaworów kulowych z siłownikami elektrycznymi. Decyzję o podawaniu karmy podejmuje robot będąc w stacji dokującej. Załącza on bezprzewodowo (za pomocą układu optycznego nadajnik-odbiornik) układ transportu karmy i wyłącza na podstawie wbudowanej wagi 19.
Karma w robocie przed procesem karmienia jest zagęszczana otrębami podawanymi za pomocą systemu transmisji paszy suchej, sterowany analogicznie do karmy. Średnica dyszy 7 powinna także być dostosowana do gęstości karmy. W zależności od gęstości pokarmu może ona mieć różną średnicę: dla cieczy typu woda 15 mm, dla karmy zagęszczonej 32-40 mm.
Następnie robot miesza karmę w określonym cyklu (kierunek obrotów, prędkość i czas).
c) Karmienie
Robot otrzymuje polecenia karmienia z nadrzędnego systemu ERP współpracującego z bazą danych (zob. poniżej). W tej bazie przechowywany jest m.in. harmonogram karmienia zawierający informacje: adres karmienia, termin i porcję. Harmonogram jest tworzony na podstawie planów produkcyjnych zgodnie z przypisanymi im procesami. Robot po wykonaniu zadania zwraca do bazy danych poprzez nadrzędny system informacje zwrotne zawierające: faktycznie podaną porcję karmy, czas karmienia oraz koszt energetyczny operacji. Te informacje, w oparciu o obserwacje umożliwiają obliczenie kosztów produkcji (ilość i jakość karmy, czas, energia) oraz zamykają sprzężenie zwrotne procesu hodowli umożliwiając tworzenie i modyfikację harmonogramu karmienia w kierunku optymalizacji w zależności od przyjętych kryteriów.
d) Gromadzenie i analiza danych
Nadrzędny system ERP, działający poza robotem karmiącym, jest oparty o:
• sterownik PLC Mitsubishi FX5U • HMI robocze z rodziny 21xx dla operatorów (menu w dowolnym języku, dane tylko w języku domyślnym) • HMI zarządcze z rodziny 25xx dla kadry zarządczej z licencją Mobile na dostęp zdalny oraz MES na wymianę danych z bazą danych (menu i dane w dowolnym języku) • serwer SQL do:
o gromadzenia danych i procedur o śledzenia danych o automatycznego wysyłania maili informujących o zdarzeniach i zadaniach • serwer SQL Reports do prezentacji przygotowanych raportów • serwer aplikacji internetowych IIS dla użytkowników systemu, podzielonych na działy:
o Magazyn - zarządzanie stanami magazynowymi, przyjęcia, wydania, raporty księgowe o Pomieszczenia - zarządzanie parametrami klimatycznymi i statystyki dotyczące klimatu oraz eksploatacji urządzeń będących wyposażeniem pomieszczenia o Projektowanie procesów - zakładanie, edycja i akceptacja procesów z uwzględnieniem harmonogramu zadań oraz punktów kontrolnych CCP o Produkcja - planowanie zadań produkcyjnych oraz podgląd realizacji i analizy statystyczne o HR - edycja i zmiana statusu zadań dla poszczególnych pracowników, wnioski o urlopy, chorobowe, rejestracja czasu pracy • oprogramowanie SQL Management Studio zapewniające dostęp do danych oraz możliwość opracowywania i testowania procedur.
Sterownik 36 kontroluje wyposażenie techniczne linii realizując zadania z bazy danych określające: termin, czynność oraz zasoby. Każde zadanie kończone jest raportowaniem czasu jego realizacji oraz kosztów zasobowych i energetycznych. Identyfikacja obiektów na podstawie numerów identyfikacyjnych umożliwia jednoznaczną konfigurację w bazie danych i odzwierciedlenie jej w sterowniku linii. Każdy zapis powiązany jest jednoznacznie z zasobami. Dzięki temu możliwe jest wykonywanie analiz matematycznych, statystycznych i ekonomicznych różnych elementów systemu i czynności oraz prezentowanie wyników w czytelny sposób w przeglądarce internetowej z wykorzystaniem SQL Reports.
Możliwości systemu automatyki są wycinkiem bazy danych i zawartych w niej danych. Ilości poszczególnych obiektów, przykładowo:
• 128 pracowników aktywnych z (posiadających uprawnienia do pracy w automatyce) • 256 elementów wyposażenia (przeznaczonego do zarządzania poprzez system automatyki) • 256 magazynów (wliczając w to półki regałów) • 512 elementów asortymentu (przeznaczonego do obsługi w systemie automatyki) • 16 zbiorników (wyposażonych w wagi oraz mieszadła)
PL 241 738 B1 • 16 robotów • 32 pozostałe elementy wyposażenia (taśmociągi, pompy, wilki itp.) • 32 urządzenia wykonawcze 3-stanowe (np. pompy, elektrozawory) przypisywane do dowol- nego urządzenia • 16 falowników przypisywanych do dowolnego urządzenia • 16 wag przypisywanych do dowolnego zbiornika lub wolnostojących • 32 mierniki przypisywane do dowolnej lokalizacji (pomiary temperatury, wilgotności itp.) • 256 opisy czynności (operacje) • 200 aktywnych zadań dla urządzeń i pracowników
Głowica obrotowa 6 dzięki zakresowi ruchu 300 stopni, może być ustawiona nad zbiornikiem tworząc obieg zamknięty. Takie rozwiązanie daje możliwość jazdy bez zabrudzeń oraz płukania całej instalacji robota.
Dzięki ruchowi tylko po namalowanej linii na podłożu, robot może opuścić strefę karmienia i przemieścić się do lokalizacji, w której będzie umyty i zdezynfekowany. Tam też może być montowany inny osprzęt, np. do dezynfekcji pustych linii.
Istnieje też możliwość wymiany pakietu rozładowanych baterii 8 na naładowane, co ograniczy znacznie czas przestojów robota.
Sposób wjazdu w regały ogranicza działanie robota do półek, których geometria umożliwia wjazd dyszy i jej wyjazd. Dla dyszy o długości 1,4 m minimalna szerokość półki, to 0,5 m. Przy czym szerokość półki szp można opisać wyrażeniem (II):
szp = 0.707d - ½ opr + 100 mm (II)
IV. Funkcjonalność systemu - zalety względem stanu techniki
Umiejscowienie czujników optycznych 15, 16 na głowicy obrotowej 6 zgodnie z zasadą: po jednym czujniku długiego zasięgu 15 po każdej stronie dyszy 7 działającym wzdłuż niej oraz po jednym czujniku krótkiego zasięgu 16 na lewo i prawo pod kątem prostym do dyszy, umożliwia wykonanie precyzyjnego pomiaru przestrzeni obsługiwanej przez robota oraz zabezpiecza przed kolizjami niezależnie od rodzaju ruchu i jego kierunku. W ten sposób osiągnięty został cel pracy robota przy wąskich odstępach pomiędzy półkami oraz dopuszczalny jest większy błąd przeliczeń odczytów enkoderów na wielkości fizyczne bez utraty precyzji pracy robota.
Ciągłe porównywanie pozycji wynikających z odczytów enkoderów i zadziałania czujników 15, 16 z zapamiętanymi w rejestrach robota koordynatami (w trakcie procesu skanowania) zapewnia wykrycie nieprawidłowości i uślizgów oraz umożliwia automatyczną obsługę tych błędów w akceptowalnym zakresie. W sytuacji rozpoznania błędu grubego, robot zostanie zatrzymany i poczeka na obsługę.
Konstrukcja robota umożliwia obsługę półek o głębokości do 1,7x większej niż szerokość, przy odstępie pomiędzy półkami min. 50 mm.
Zastosowanie serwomechanizmów w ruchu głowicy 6 umożliwia monitorowanie momentów silników i reakcję w sytuacji przekroczenia limitów (przeciążenia, najazd na przeszkody nierozpoznany przez czujniki).
Istniejące systemy dystrybucji karmy zazwyczaj są oparte na systemie rur i zaworów elektrycznych lub taśmociągów, które umożliwiają transmisję karmy pod określony adres. Główne wady tego typu rozwiązania:
• Każdy punkt karmienia otrzymuje ten sam skład karmy.
• Wymagane jest regularne karmienie każdego punktu ze względu na zalegający w rurach pokarm. Pokarm ten się starzeje i zmienia swoje właściwości.
• Czyszczenie i ponowne napełnienie rurowego lub taśmowego systemu jest bardzo czasochłonne i generuje duże zużycie karmy.
• Karmienie tego typu nie jest precyzyjne (pracujemy na fermentującej paszy, która zmienia swoją objętość).
• Dystrybucja taśmociągowa powoduje duże ryzyko zanieczyszczenia karmy.
• Istnieją wózki karmiące, napędzane silnikiem spalinowym, obsługiwane przez operatora. Tutaj, człowiek decyduje o wielkości dawki i sposobie jej podania (punktowo, liniowo itp.).
Zalety systemu karmienia przy użyciu robota karmiącego:
• System rur niezbędnych do transmisji karmy do robota jest minimalny tym bardziej, że robot jest w stanie podjechać do miejsca załadunku zoptymalizowanego pod względem transmisji.
• Karmienie poszczególnych punktów jest zależne tylko i wyłącznie od potrzeb i zaplanowanego harmonogramu.
PL 241 738 Β1 • Robot umożliwia lepszy rozkład karmy na powierzchni.
• Istnieje możliwość podawania różnych karm w zależności od potrzeb i harmonogramu karmienia.
• Pojemność instalacji rurowej robota jest znacznie mniejsza od konkurencyjnych rozwiązań co zmniejsza straty związane z czyszczeniem.
• Ponowne napełnianie robota jest bezstratne, ponieważ, zamknięty obieg (dla dyszy ustawionej nad zbiornikiem) nie powoduje strat karmy i umożliwia jej lepsze mieszanie.
• Sposób karmienia przez robota jest precyzyjny i powtarzalny. Obliczana na podstawie enkodera silnika napędowego pompy dawka jest korygowana w trybie ciągłym przez wskazania wagi (co około 5 kg podanej karmy) co powoduje brak konieczności kalibracji urządzenia.
• Energia potrzebna do nakarmienia z pomocą robota jest znacznie niższa.
• Istnieje możliwość zastosowania robota do innych celów niż karmienie, przy wykorzystaniu zdolności robota do dotarcia w dowolną lokalizację przestrzeni pracy.
• Zasilanie elektryczne o wysokiej sprawności jest korzystne środowiskowo.
Tabela 1. Porównanie funkcjonalności proponowanego rozwiązania w stosunku do obecnego stanu techniki.
Zalety Inne systemy Robot karmiący
System rur niezbędnych do transmisji karmy do robota jest minimalny tym bardziej, że robot jest w stanie podjechać do miejsca załadunku zoptymalizowanego pod względem transmisji Do karmienia ręcznego potrzeba: - 6x 15m węża elastycznego, z systemem podwieszania -10Om rury nierdzewnej Do napełnienia robota potrzeba 30m rury nierdzewnej
Karmienie poszczególnych punktów jest zależne tylko i wyłącznie od potrzeb i zaplanowanego harmonogramu Do karmienia potrzebny jest personel Robot może sam pobrać paszę i wykonać cykl karmienia
Robot umożliwia lepszy rozkład karmy na powierzchni Ręcznie karmi się „falą” max 4 paski Aktualny program robota umożliwia położenie towaru w max 6 paskach, ale istnieje możliwość zwiększenia tej wartości
Istnieje możliwość podawania różnych karm w zależności od potrzeb i harmonogramu karmienia System rur wymaga opróżnienia/ wyczyszczenia w celu podania innej karmy Robot może karmić do minimalnego poziomu 30kg w zbiorniku, później można wypompować karmę tak, że zostanie ok. 10kg. Po wyczyszczeniu można napełnić go inną karmą, lub zmieszać te 10kg z 500kg innej karmy jeśli jest to dopuszczalne. Robot może
Pojemność instalacji rurowej robota jest znacznie mniejsza od konkurencyjnych rozwiązań co zmniejsza straty związane z czyszczeniem. Pojemność systemu rur, to 240m x 6,5cm2= 156I Pojemność systemu napełniania, to 30m x 6,55cm2 = 20I Pojemność rur robota, to 7m x 2,6cm2 = 2I RAZEM: 22I
PL 241 738 Β1
Ponowne napełnianie robota jest bezstratne, ponieważ, zamknięty obiea (dla dyszy ustawionej nad zbiornikiem) nie powoduje strat karmy i umożliwia jej lepsze mieszanie. W systemie rur, po dłuższej przerwie w karmieniu istnieie potrzeba czyszczenia zepsutej karmy. Robot karmiąc regularnie w trybie 7 dni w tygodniu nie doouszcza do zepsucia się karmy.
Sposób karmienia przez robota jest precyzyjny i powtarzalny. Obliczana na podstawie en kodera silnika napędowego pompy dawka jest korygowana w trybie ciągłym przez wskazania wagi (co około 5kg podanej karmy) co powoduje brak konieczności kalibracji urządzenia - dokładność wagi zbiornika 1 kg, czas włoki odświeżania - pilotem można podawać mniejsze porcje ale na zasadzie wyczucia pracownika - dokładność wagi zbiornika 0,5kg - przy kalibracji pompy co 5kg uzyskujemy dokładność podawania wg obrotów pompy 0,05kg - dokładność podawania karmy (napełnianie dyszy oraz gubienie towaru 0,1 kg
Energia potrzebna do nakarmienia z pomocą robota jest znacznie niższa Ręcznie 1 rząd 6 metrowych przęseł 10miń. Karmienie na nowej hali będzie trwało (4 regały* 16 linii* 50 metrów) 89h - energia 89h*5kW= 445kWh - pracownik 89h/ 7,5h = 12 pracowników/ doba Karmienie robotem 6 przęseł trwa 5min. Karmienie na nowej hali będzie trwało 45h Napełnianie zbiornika robota (10min x 32) 5,5h - energia 45h*0,7kW + 5,5h+5kWh= 60kWh - pracownik - nadzór 1 osoba
Istnieje możliwość zastosowania robota do innych celów niż karmienie, przy wykorzystaniu zdolności robota do dotarcia w dowolną lokalizację przestrzeni pracy. Mycie i dezynfekcja wymagają dodatkowego wyposażenia oraz podnośnika i pracownika Po wymianie dyszy na dyszę spryskiwacza i umyciu robota, można wykonać proces mycia i dezynfekcji regałów
Zasilanie elektryczne o wysokiej sprawności jest korzystne środowiskowo. Karmienie ręczne lub za pomocą systemu rur zużywa ponad 7x więcej energii. Karmienie robotem zużywa 13% energii elektrycznej w stosunku do karmienia ręcznego
Przykład 2. Karmienie owadów
Owady są hodowane w pojemnikach ułożonych w wielokondygnacyjne stosy. Robot karmiący przed etapem karmienia jest zadokowany w stacji, gdzie pobiera dane z systemu ERP. Platforma jest przemieszczana do pojemników hodowlanych wzdłuż układu linii na podłodze za pomocą czujników (14) i w zbiorniku (1) przygotowywana jest mieszanka paszowa, która jest mieszana za pomocą mieszadła (12), następnie mieszanka paszowa jest przetłaczana ze zbiornika (1) przez układ rur (9) za pomocą pompy (2) do dyszy karmiącej (7), która jest pozycjonowana za pomocą czujników dalekiego zasięgu (15) i krótkiego zasięgu (16), względem pojemnika hodowlanego, do którego ma być podawana mieszanka paszowa, i mieszanka paszowa jest podawana do za pomocą dyszy karmiącej (7) do pojemnika hodowlanego. Po wykonaniu wszystkich zadań lub w momencie uzyskania zbyt niskiego poziomu paszy w zbiorniku 1, robot wraca do miejsca zadokowania.
Przykład 3. Zastosowanie autonomicznej, samojezdnej platformy w żywieniu owadów z rodzaju Coleoptera lub Diptera
Konstrukcja ferm insektów nakłada bardzo duże wymagania na precyzję wjazdu w regały oraz równomierność i powtarzalność rozkładu karmy przy jednoczesnym zachowaniu bardzo wysokiego poziomu czystości. Dlatego, robot karmiący powinien:
PL 241 738 B1
- być wyposażony w dyszę 7 o zmniejszonej średnicy 15-40 mm
- program karmienia ma mieć możliwość jak najbardziej równomiernego podawania karmy na półki poprzez:
• Możliwość określenia ilości linii podawania karmy, • Ciągłe modyfikowanie prędkości pompy tak, żeby rozłożyć zadaną dawkę paszy równomiernie, • Ciągłą aktualizację gęstości paszy na podstawie obrotów pompy i odczytów wagi.
- Ze względu na sposób podawania karmy, prędkość podawania jest mniejsza.
Dlatego układ napędu pompy 17 powinien mieć od 0,5 kW do 1 kW,
- System precyzyjnego prowadzenia robota po torze wymaga dokładnej informacji o pozycji robota względem regałów, a ich budowa uniemożliwia poruszanie się na podstawie pomiaru odległości. Dlatego, powinien być zastosowany układ prowadzenia robota po linii na posadzce.
Lista oznaczeń:
- zbiornik z układem wagowym
- pompa zębata z silnikiem
- szafa z wyposażeniem elektrycznym
- układ napędowy robota
- maszt robota
- głowica obrotowa z czujnikami optycznymi
- dysza karmiąca
- zestaw baterii
- system rur
- układ kierowniczy robota
- platforma ruchoma
- mieszalnik
- rama główna
- czujniki optyczne do prowadzenia po ścieżce
- czujniki optyczne wzdłużne
- czujniki optyczne poprzeczne
- silnik pompy
- sprzęgło
- tensometry
- napęd obrotu (silnik z przekładnią)
- złącze obrotowe wózka
- pas zębaty obrotu
- śruby trapezowe
- koła pasowe
- silnik podnoszenia i opuszczania windy
- prowadnice
- silnik skrętu
- drążki
- mocowanie koła
- silnik jazdy
- koła jazdy
- przekładnia jazdy
- joystick
- ekran
- przekładnia ślimakowa (motoreduktor mieszadła)
- sterownik PLC
- moduł motion
- moduł wagowy
- przekaźnik bezpieczeństwa
- wzmacniacze servo
- falownik mieszalnika
- inwertery DC-DC

Claims (15)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. System do odchowu owadów, znamienny tym, że zawiera autonomiczną platformę do podawania paszy i monitoringu parametrów odchowu owadów, przy czym wymieniona autonomiczna platforma zawiera:
    a) dyszę karmiącą (7) o średnicy w zakresie 15-40 mm;
    b) układ napędu pompy (2) o mocy w zakresie od 0,5 kW do 1 kW;
    c) system precyzyjnego prowadzenia robota po torze wzdłuż układ linii na podłożu z czujnikami optycznymi (14);
    d) system poruszania dyszą karmiącą (7) zamocowaną do głowicy karmiącej (6) sprzężony na zasadzie krzywek programowych z drogą, przy czym głowica karmiąca (6) wyposażona jest w czujniki optyczne zamontowane w linii osi napędowych przedniej i tylnej platformy do podawania paszy, po jednym czujniku długiego zasięgu (15) po każdej stronie dyszy karmiącej (7) działającym równolegle do jej osi wzdłużnej oraz po jednym czujniku krótkiego zasięgu (16) na lewo i prawo pod kątem prostym do osi wzdłużnej dyszy karmiącej (7), przy czym głowica karmiąca (6) jest zamocowana do platformy ruchomej (11), poruszającej się wzdłuż masztu (5);
    e) system zasilania dyszy karmiącej (7) działający w oparciu o odczyt enkodera pompy (2), z kalibracją w trakcie pracy na podstawie odczytów wagi tensometrycznej (19) zbierającej odczyty masy dla zbiornika/(ów) (1) z karmą, przy czym owady hodowane są w pojemnikach hodowlanych, umieszczanych na regałach wyposażonych w półki o głębokości do 1,7x większej niż szerokość, przy odstępie pomiędzy półkami min. 50 mm.
  2. 2. System wg. zastrz. 1, znamienny tym, że długość (d) dyszy karmiącej (7) wynosi wg. wzoru (l): d = gp + ½ opr (I), gdzie: gp - głębokość półki i wynosi ona 100 mm, opr - odległość pomiędzy regałami.
  3. 3. System wg. zastrz. 1, znamienny tym, że szerokość półki (szp) wynosi wg. wzoru (II):
    szp = 0.707d - ½ opr + 100 mm (II) gdzie: d- długość dyszy wg. wzoru (I), opr - odległość pomiędzy regałami.
  4. 4. System wg. zastrz. 1, znamienny tym, że zasięg czujnika długiego zasięgu (15) jest równy długości dyszy (d) powiększony o 100 mm.
  5. 5. System wg. zastrz. 1, znamienny tym, że zasięg czujnika krótkiego zasięgu (16) wynosi 600 mm.
  6. 6. System wg. zastrz. od 1 od 5, znamienny tym, że zakres ruchu platformy ruchomej (11) wynosi od 200 mm do 4100 mm.
  7. 7. System wg. zastrz od 1 do 6, znamienny tym, że układ zasilania robota podzielony na sekcje.
  8. 8. System wg. zastrz. 1, znamienny tym, że średnica dyszy karmiącej (7) jest dostosowana do gęstości podawanej karmy, przy czym dla cieczy typu woda wynosi ona 15 mm a dla karmy zagęszczonej od 32 mm do 40 mm.
  9. 9. Sposób odchowu owadów, znamienny tym, że obejmuje etap karmienia owadów w każdym stadium rozwojowym z zastosowaniem systemu zdefiniowanego w zastrz. 1, przy czym autonomiczna platforma do podawania paszy jest przemieszczana do pojemników hodowlanych wzdłuż układu linii na podłodze za pomocą czujników (14) i w zbiorniku (1) przygotowywana jest mieszanka paszowa, która jest mieszana za pomocą mieszadła (12), następnie mieszanka paszowa jest przetłaczana ze zbiornika (1) przez układ rur (9) za pomocą pompy (2) do dyszy karmiącej (7), która jest pozycjonowana za pomocą czujników dalekiego zasięgu (15) i krótkiego zasięgu (16), względem pojemnika hodowlanego, do którego ma być podawana mieszanka paszowa, i mieszanka paszowa jest podawana do za pomocą dyszy karmiącej (7) do pojemnika hodowlanego, przy czym owady hodowane są w pojemnikach hodowlanych, umieszczanych na regałach wyposażonych w półki o głębokości do 1,7x większej niż szerokość, przy odstępie pomiędzy półkami min. 50 mm.
  10. 10. Sposób odchowu wg. zastrz. 9, znamienny tym, że ilość podawanej mieszanki paszowej za pomocą dyszy karmiącej (7) jest określona na podstawie wskazań wagi (19).
  11. 11. Sposób odchowu wg. zastrz. 9, znamienny tym, że owadami z rzędu Coleoptera są owady z rodzaju czarnuchowatych (Tenebrionidae), korzystnie gatunki wybrane z pleśniakowiec lśniący (Alphitobius diasperinus), mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoopho
    PL 241 738 Β1 bas morio), trojszyk ulec (Tribolium confusum), trojszyk gryzący (Tribolium castaneum), trojszyk ciemny (Tribolium madens), korzystniej mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), pleśniakowiec lśniący (Alphitobius diaperinus).
  12. 12. Sposób odchowu wg. zastrz. 11, znamienny tym, że owadami z rzędu Diptera są owady z rodzaju Hermetia, korzystnie Hermetia illucens.
  13. 13. Zastosowanie systemu, jak zdefiniowano w zastrz. 1 w sposobie odchowu owadów i/lub monitoringu parametrów odchowu owadów z rodzaju Coleoptera lub Diptera.
  14. 14. Zastosowanie wg. zastrz. 13, znamienne tym, że owadami z rzędu Coleoptera są owady z rodzaju czarnuchowatych (Tenebrionidae), korzystnie gatunki wybrane z pleśniakowiec lśniący (Alphitobius diasperinus), mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), trojszyk ulec (Tribolium confusum), trojszyk gryzący (Tribolium castaneum), trojszyk ciemny (Tribolium madens), korzystniej mącznik młynarek (Tenebrio molitor), drewnojad (Zoophobas morio), pleśniakowiec lśniący (Alphitobius diaperinus).
  15. 15. Zastosowanie wg. zastrz. 14, znamienne tym, że owadami z rzędu Diptera są owady z rodzaju Hermetia, korzystnie Hermetia illucens.
PL432782A 2020-02-03 2020-02-03 System do odchowu owadów zawierający autonomiczną platformę do podawania paszy i monitoringu odchowu, sposób odchowu owadów i zastosowanie systemu do odchowu owadów PL241738B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL432782A PL241738B1 (pl) 2020-02-03 2020-02-03 System do odchowu owadów zawierający autonomiczną platformę do podawania paszy i monitoringu odchowu, sposób odchowu owadów i zastosowanie systemu do odchowu owadów

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL432782A PL241738B1 (pl) 2020-02-03 2020-02-03 System do odchowu owadów zawierający autonomiczną platformę do podawania paszy i monitoringu odchowu, sposób odchowu owadów i zastosowanie systemu do odchowu owadów

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL432782A1 PL432782A1 (pl) 2021-08-09
PL241738B1 true PL241738B1 (pl) 2022-11-28

Family

ID=77560940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL432782A PL241738B1 (pl) 2020-02-03 2020-02-03 System do odchowu owadów zawierający autonomiczną platformę do podawania paszy i monitoringu odchowu, sposób odchowu owadów i zastosowanie systemu do odchowu owadów

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL241738B1 (pl)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023153948A1 (en) * 2022-02-10 2023-08-17 Hipromine S.A. Container set for breeding and/or rearing of insects and/or larval forms of insects and use of the container set
PL446374A1 (pl) * 2023-10-13 2025-04-14 Tenebria Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Platforma do karmienia i obserwacji larw owadów, zwłaszcza dla owada Tenebrio molitor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023153948A1 (en) * 2022-02-10 2023-08-17 Hipromine S.A. Container set for breeding and/or rearing of insects and/or larval forms of insects and use of the container set
PL446374A1 (pl) * 2023-10-13 2025-04-14 Tenebria Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Platforma do karmienia i obserwacji larw owadów, zwłaszcza dla owada Tenebrio molitor
PL249049B1 (pl) * 2023-10-13 2026-02-23 Tenebria Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Platforma do karmienia i obserwacji larw owadów, zwłaszcza dla owada Tenebrio molitor

Also Published As

Publication number Publication date
PL432782A1 (pl) 2021-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8499719B2 (en) Automated system for controlled distribution of substances to animal containment devices in an animal housing facility
US8744633B2 (en) Input dispenser and recorder
PL241738B1 (pl) System do odchowu owadów zawierający autonomiczną platformę do podawania paszy i monitoringu odchowu, sposób odchowu owadów i zastosowanie systemu do odchowu owadów
CN202269278U (zh) 一种智能化饲料投喂装置
NL1021534C2 (nl) Voertuig voor het mengen en verspreiden van biomassa, toepassing van het voertuig en werkwijze voor het automatisch voederen van dieren.
WO2016014632A1 (en) Animal feed loading, transporting and mixing system
US8504211B2 (en) Input dispenser and recorder
KR20130106037A (ko) 살포장치
US12478039B2 (en) Multitasking mobile robot used to distribute products and supplies and to perform livestock rearing handling activities
EP3038460B1 (en) Mixer feeder and method for performing maintenance on such a mixer feeder
HUT51445A (en) Electronic control system for distributing the fodder of animals
CN111776585B (zh) 一种饲料仓仓储取料装置及方法
CN102392339B (zh) 一种重量法染缸助剂自动配送系统及其方法
CN212414218U (zh) 自动避让牛粪清理与收集机器人
Wichitwechkarn et al. Design and validation of an open-sourced automation system for vertical farming
CN110963322B (zh) 数字化铺叶摆把喂料方法及系统
CN108207685A (zh) 一种自动喂料机器人
CN219939327U (zh) 一种种鸡养殖自动输配料系统
CN117256541A (zh) 一种水产养殖智能化饲喂机器人
KR102754230B1 (ko) Tmr 사료급이기의 무인 급이 시스템
CN213695235U (zh) 自动避让牛粪收集控制系统
CN212374160U (zh) 一种饲料仓仓储取料装置
CN213277177U (zh) 一种教学用实训机器人
US20240122158A1 (en) Feed-Delivery Container for Automated Dairy Feeding System
BR202020007098U2 (pt) Equipamento para distribuição de ração com válvula dosadora aletada