DE69719723T2

DE69719723T2 - Vorrichtung zum automatischen melken von tieren

Info

Publication number: DE69719723T2
Application number: DE69719723T
Authority: DE
Inventors: Rene Fransen
Original assignee: Maasland NV
Current assignee: Maasland NV
Priority date: 1996-08-01
Filing date: 1997-07-21
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: EP1279327B1; WO1998005201A3; EP0862360A2; EP1279327A3; EP1279327A2; ATE233997T1; JP3705821B2; ATE362311T1; US6213051B1; DE69737739T3; DE69719723D1; DK1279327T3; EP0862360B1; NZ337136A; DE69737739T2; EP1279327B2; WO1998005201A2; DK0862360T3; AU724966B2; AU3466197A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der europäischen Patentanmeldung EP-A-0647390 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Schutzvorrichtung durch eine abnehmbare Deckplatte gebildet, die zu den Zitzenbechern verschiebbar ist und, wenn die Zitzenbecher nicht an die Zitzen angeschlossen sind, die Öffnungen der Zitzenbecher abdeckt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren der oben definierten Art zu schaffen. Die Vorrichtung umfaßt daher die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1.
Das Gehäuse eines Zitzenbechers ist vorzugsweise mit dem Stützelement gelenkig verbunden. Dieses Stützelement kann dann gleichzeitig die Schutzvorrichtung zumindest für die offenen Oberseiten der Zitzenbecher bilden, wenn sich diese in der Ruhelage befinden.
Bei einer ersten Ausführungsform ist das Gehäuse eines Zitzenbechers mit einem Tragschuh für den Zitzenbecher versehen, wobei der Tragschuh mit dem Gehäuse gelenkig verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform kann zwischen dem Stützelement einerseits und dem Gehäuse eines Zitzenbechers und dem Tragschuh für den Zitzenbecher andererseits ein Arbeitszylinder angeordnet sein. Das Gehäuse kann ferner mit einem Anschlag für den Tragschuh der Zitzenbecher versehen sein, wobei der Tragschuh in diesem Gehäuse angeordnet ist, wobei ferner eine Verbindungsvorrichtung vorgesehen ist, um den Zitzenbecher mit Hilfe des Arbeitszylinders aus der Ruhelage in die Arbeitslage einzustellen, in der die Oberseite des Zitzenbechers nicht mehr geschützt ist, und um anschließend den Zitzenbecher nach oben zu bewegen.
Bei einer zweiten Ausführungsform ist ein Träger vorhanden, der in einem Gehäuse verschiebbar ist, wobei der Träger geeignet ist, einen Zitzenbecher zu tragen. Bei dieser Ausführungsform kann ein Arbeitszylinder zwischen dem Stützelement und dem in einem zugehörigen Gehäuse verschiebbaren Träger angeordnet sein. Das Gehäuse kann ferner mit einem Anschlag für den in ihm verschiebbaren Träger versehen sein, damit nach dem Verschieben des Trägers gegen den Anschlag mit Hilfe eines zugehörigen Arbeitszylinders der entsprechende Zitzenbecher anschließend nach oben bewegt wird.
Bei beiden Ausführungsformen kann mit Hilfe der entsprechenden Arbeitszylinder erreicht werden, daß beim Anschließen eines Zitzenbechers an die entsprechende Zitze der Zitzenbecher von dem Roboterarm gelöst wird. Dennoch kann der Zitzenbecher mit dem Roboterarm durch ein flexibles Element, wie z. B. ein Seil, ein Kabel oder eine Schnur, verbunden bleiben, wobei in dem Gehäuse eines Zitzenbechers ein weiterer Arbeitszylinder vorhanden sein kann, um den Zitzenbecher mittels des flexiblen Elements gegen den Roboterarm zurückzuziehen.
Außerdem besteht die Möglichkeit, den an einen Zitzenbecher angeschlossenen Milchschlauch über und hinter dem obengenannten weiteren Arbeitszylinder durch das Gehäuse des Zitzenbechers zu führen. Beim Zurückziehen eines Zitzenbechers gegen den Roboterarm kann der Milchschlauch in dem betreffenden Gehäuse nach hinten bewegt werden, so daß die Gefahr des Knickens des Milchschlauches vermieden wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann an dem Roboterarm, vorzugsweise an dem Stützelement, ein Detektor angeordnet sein, um die Position der Zitzen eines zu melkenden Tieres zu ermitteln. Dieser Detektor kann zwei Kameras umfassen, die - wenn auch in unterschiedlichen Winkeln - fest angeordnet sind, oder eine schwenkbare Kamera. In beiden Fällen kann mittels Bildanalyse die Position der Zitzen in horizontaler Ebene genau ermittelt werden. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung 24 Stunden pro Tag in Betrieb sein kann, ist es zweckmäßig, den Detektor so auszuführen, daß er mindestens eine Infrarotkamera enthält.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum automatischen Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, mittels eines Melkroboters mit einem Roboterarm, der zum Tragen von Zitzenbechern geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zitzenbecher von einer Ruhelage, in der zumindest die offene Oberseite des Zitzenbechers durch ein Roboterarm-Teilstück geschützt ist, in die Arbeitslage eingestellt wird, in der die Oberseite des Zitzenbechers nicht mehr geschützt ist, und anschließend nach oben bewegt wird, um den Zitzenbecher an eine entsprechende Zitze des zu melkenden Tieres anzuschließen. Die Aufwärtsbewegung des Zitzenbechers kann dann dadurch erfolgen, daß das Gehäuse dieses Zitzenbechers in dem Roboterarm nach oben bewegt wird. Nach Anschluß eines Zitzenbechers an die entsprechende Zitze kann das Gehäuse dieses Zitzenbechers in dem Roboterarm nach unten bewegt werden, wobei der Zitzenbecher mit dem Gehäuse nur durch ein flexibles Element, wie z. B. ein Seil, ein Kabel oder eine Schnur, verbunden bleibt. Nach der Abwärtsbewegung des Gehäuses des Zitzenbechers in dem Roboterarm kann zumindest bei der ersten Ausführungsform der Tragschuh des Zitzenbechers in die Position eingestellt werden, die er in der Arbeitslage einnimmt. Wenn dann, nachdem das betreffende Euterviertel nahezu ausgemolken ist, der Zitzenbecher abzunehmen und mittels des flexiblen Elements gegen den entsprechenden Tragschuh zu ziehen ist, kann der Zitzenbecher in die Ruhelage eingestellt werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
Fig. 1 einen Melkroboter mit einem Roboterarm, in dem die erfindungsgemäße Konstruktion angeordnet ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht dieses Melkroboters;
Fig. 3 eine andere Art von Melkroboter mit einem Roboterarm, in dem die erfin¬ dungsgemäße Konstruktion angeordnet ist;
Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Konstruktion;
Fig. 5 eine Draufsicht auf diese Konstruktion, wobei das Stützelement wegge¬ lassen ist;
Fig. 6 ein Detail dieser Konstruktion;
Fig. 7 bis 10 die verschiedenen Positionen, die von einem Gehäuse und einem Zitzenbecher während des Anschließens und während Melkens eingenommen werden;
Fig. 11 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konstruktion, wobei diese Ausführungsform in einem Melkroboter gemäß den Fig. 1 bis 3 ver¬ wendet werden kann, und
Fig. 12 und 13 zwei Positionen, die von einem Gehäuse und einem Zitzenbecher während des Anschließens des Zitzenbechers eingenommen werden können.
Entsprechende Teile in den Zeichnungen sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Melkbox 1 ist in herkömmlicher Weise von einer Einfassung 2 umgeben und mit einer (nicht dargestellten) Eingangs- und Ausgangstür versehen. In der Melkbox und in ihrer unmittelbaren Nähe ist eine automatische Melkmaschine angeordnet, die neben der üblichen Melkausrüstung einen Melkroboter zum automatischen Anschließen von Zitzenbechern an die Zitzen eines in der Melkbox befindlichen, zu melkenden Tieres, zum automatischen Melken dieses Tieres und zum automatischen Abnehmen der Zitzenbecher von den Zitzen enthält. Der Melkroboter umfaßt eine Roboterarm-Konstruktion 3, die in Längsrichtung der Melkbox 1 bewegbar ist. Die Roboterarm-Konstruktion ist mit einer Trageinheit 4 versehen, die auf Schienen 5 und 6 bewegbar ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Schiene 5 rohrförmig ausgebildet und in der Mitte über der Melkbox 1 in Längsrichtung derselben mittels an der Einfassung 2 angebrachter Stützen 7 angeordnet. Die Schiene 6 ist etwa in halber Höhe der Melkbox an der Längsseite der Einfassung 2 angeordnet, d. h. an der Seite, an der sich die Roboterarm-Konstruktion befindet. Die Schiene 6 ist durch ein Winkelprofil gebildet, dessen Anlagefläche, auf der die Trageinheit 4 bewegt werden kann, sich relativ zu der Melkbox 1 in einem Winkel von etwa 45º schräg nach unten und außen erstreckt. Die Trageinheit 4 ist sowohl an ihrer Oberseite als auch an ihrer Unterseite mit Rollen 8 und 9 versehen. Die Rollen 8 und 9 sind an der Trageinheit 4 rechtwinklig zueinander und in einem Winkel von etwa 45º relativ zu einer in Längsrichtung der Melkbox ste¬ henden, vertikalen Ebene derart angeordnet, daß die Trageinheit 4 an der Schiene 5 mittels der Rollen 8 und an der Schiene 6 mittels der Rollen 9 abgestützt ist. Um zu verhindern, daß die Trageinheit 4 aus den Schienen 5 und 6 herausgedrückt wird, ist eine Verriegelungsvorrichtung vorhanden, die beispielsweise durch eine an der Schiene 6 ausgebildete aufrechte Kante 10 oder zusätzliche (nicht dargestellte) Rollen gebildet ist, die ebenfalls an der Trageinheit 4 angebracht und relativ zu der Schiene 5 diametral gegenüberliegend zu den Rollen 8 angeordnet sind, so daß sich die Schiene 5 zwischen den Rollen erstreckt. Die Trageinheit 4 kann auf den Schienen 5 und 6 mit Hilfe eines Motors 11 bewegt werden.
Die Roboterarm-Konstruktion ist ferner mit einem seitwärts schwenkbaren Abschnitt 12 versehen, der einen sich im wesentlichen nach unten erstreckenden Träger 13 und einen daran angebrachten Roboterarm 14 umfaßt. Der seitwärts schwenkbare Abschnitt 12 und folglich auch der Roboterarm 14 sind um eine im wesentlichen horizontale Schwenkachse 15 schwenkbar, die an oder nahe der Oberseite der Melkbox in deren Längsrichtung angeordnet ist. Die Schwenkachse 15 und die Mittellinie der Schiene 5 liegen in einer im wesentlichen vertikalen Ebene.
Die seitwärts gerichtete Schwenkbewegung des Abschnittes 12 wird mittels eines Arbeitszylinders 16 erzielt, der zwischen dem schwenkbaren Abschnitt 12 und der Trageinheit 4 angeordnet ist. Wie bereits erwähnt, umfaßt der seitwärts schwenkbare Abschnitt 12 den Träger 13 und den Roboterarm 14. Der Roboterarm 14 ist mittels eines Arbeitszylinders 17 höhenbewegbar mit dem Träger 13 verbunden. Parallel zu diesem Arbeitszylinder 17 sind eine oder mehrere Führungsstangen 18 angeordnet, um einer Drehbewegung des Roboterarmes 14 relativ zu dem Träger 13 um eine Achse in Längsrichtung des Arbeitszylinders 17 entgegenzuwirken.
Der Roboterarm 14 umfaßt ein Teilstück 19, das sich schräg nach unten in Richtung der Melkbox erstreckt, sowie ein sich horizontal erstreckendes Teilstück 20. Das letztgenannte Teilstück 20, das sich als Träger für die Zitzenbecher 21 eignet, ist im folgenden im einzelnen beschrieben. An dem Teilstück 20 ist zusätzlich ein Detektor 22 zum Ermitteln der Position der Zitzen angeordnet.
Damit ein Tier die Melkbox 1 betreten kann, ohne den Melkroboter zu beschädigen, kann der seitwärts schwenkbare Abschnitt 12 der Roboterarm-Konstruktion so weit nach außen geschwenkt werden, daß der Roboterarm 14 fast vollständig außerhalb der Melkbox 1 angeordnet ist. Wenn sich ein Tier in der Melkbox befindet und die Zitzenbecher 21 angeschlossen werden sollen, muß zunächst die Roboterarm-Konstruktion 3 mit Hilfe des Motors 11 in Längsrichtung der Melkbox so weit bewegt werden, d. h. in eine Position, in der der Roboterarm 14 vollständig oder nahezu vollständig aus der Melkbox herausgeschwenkt ist, daß der Roboterarm 14 mittels des Arbeitszylinders 16 unter das Tier in eine Position geschwenkt werden kann, in der der Detektor 22 die Position der Zitzen ermitteln kann. Durch anschließendes Betätigen des Motors 11 und der Arbeitszylinder 16 und 17 können die Zitzenbecher 21 an die Zitzen angeschlossen werden. Beim Einstellen eines Zitzenbechers in die richtige Position zum Anschließen an eine zugehörige Zitze kann die Schwenkbarkeit des Roboterarmes 14 um die Schwenkachse 15 von großem Vorteil sein, wenn die Zitzen des Tieres etwas nach außen gerichtet sind; diese Situation tritt insbesondere dann ein, wenn relativ viel Zeit seit dem letzten Melkvorgang verstrichen ist.
Fig. 3 zeigt die Melkbox 1 mit der Einfassung 2 und eine Ausführung der Roboterarm-Konstruktion 23, die sich von der der Fig. 1 und 2 unterscheidet. Auch in diesem Fall ist die Roboterarm-Konstruktion 23 mit Hilfe eines Motors in Längsrichtung der Melkbox mittels Rollen 25 auf einer Schiene 24 bewegbar. Die Roboterarm-Konstruktion 23 ist mit einem Träger versehen, der mittels einer Parallelogrammführung und eines Arbeitszylinders höhenverstellbar ist, wobei der Träger auf der obengenannten Schiene 24 mittels eines Tragrahmens bewegbar ist. An der Unterseite des Trägers ist ein Roboterarm 26 mit einem Teilstück 20 angebracht, das in einer horizontalen Ebene schwenkbar ist. Mit Hilfe von Arbeitszylindern 27 und 28 ist das schwenkbare Teilstück 20 aus einer Position außerhalb der Einfassung 2 unter das Euter eines zu melkenden Tieres schwenkbar. Die Roboterarm-Konstruktion in Fig. 3 wurde bereits im einzelnen in der EP-A-0 519 544 beschrieben; diese Beschreibung wird als Bestandteil der vorliegenden Beschreibung der Zeichnungen betrachtet. Das sich in horizontaler Richtung erstreckende Teilstück 20 des Roboterarmes ist in den Fig. 1 bis 3 identisch und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 10 beschrieben. Die Fig. 11 bis 13 zeigen eine alternative Ausführungsform des sich in horizontaler Richtung erstreckenden Roboterarm-Teilstückes 20; diese alternative Ausführungsform kann ebenfalls in der Roboterarm- Konstruktion der Fig. 1 und 2 sowie in der von Fig. 3 verwendet werden.
Das sich in horizontaler Richtung erstreckende Roboterarm-Teilstück 20 umfaßt ein Stützelement 29. Dieses Stützelement weist mindestens eine obere Seite 30 und eine hintere Seite 31 auf. Zum Zwecke des Einbaus in den Roboterarm der Fig. 1 und 2 ist das Stützelement ferner mit einer Seitenplatte versehen, wobei diese Seitenplatte mittels Bolzen 32 an dem nach unten gerichteten Roboterarm-Teilstück 19 befestigt ist (Fig. 1) Zum Zwecke des Einbaus in den Roboterarm von Fig. 3 ist das Stützelement mit zwei Ansätzen 33 versehen, in die eine vertikale Drehachse 34 eingesetzt werden kann, mittels der das horizontal ausgerichtete Roboterarm-Teilstück 20 unter Steuerung durch den Arbeitszylinder 28 in einer horizontalen Ebene unter dem Euter eines zu melkenden Tieres bewegbar ist.
Für jeden Zitzenbecher 21 ist ein Gehäuse 35 vorgesehen. Jedes Gehäuse ist um einen Gelenkstift 36 drehbar mit dem Stützelement 29 einzeln gelenkig verbunden und besteht aus zwei Platten, zwischen denen ein Zitzenbecher 21 beweglich angeordnet ist. Jedes Gehäuse 35 ist mit einer Verbindungsvorrichtung 37 versehen, die aus einem Kniehebel 38 und einem Steuerhebel 39 besteht. An einem Ende ist der Kniehebel 38 um einen Gelenkstift 40 drehbar mit einem Gehäuse 35 gelenkig verbunden. Am anderen Ende ist der Kniehebel um einen Gelenkstift 41 drehbar mit dem Steuerhebel 39 gelenkig verbunden. Von dem Kniehebel 38 im unteren Teil des Gehäuses 35 erstreckt sich der Steuerhebel 39 nach vorn und ist an seinem vorderen Ende um einen Gelenkstift 42 drehbar mit einem Tragschuh 43 für einen Zitzenbecher 21 gelenkig verbunden. Der Tragschuh 43 ist ferner um einen Gelenkstift 44 drehbar mit dem Gehäuse 35 gelenkig verbunden. In dem Gehäuse 35 ist ein Arbeitszylinder 45 angeordnet, der an einem Ende mittels eines Verbindungselementes 46 um einen Gelenkstift 47 drehbar mit dem Stützelement 29 und am anderen Ende um einen Gelenkstift 48 drehbar mit dem Kniehebel 38 verbunden ist, insbesondere an einer Stelle zwischen den beiden Gelenkstiften 40 und 41. In der Konfiguration von Fig. 4 ist der Arbeitszylinder 45 eingefahren, so daß sich das Gehäuse 35 in seiner niedrigsten Position befindet und der Tragschuh 43 eine solche Position einnimmt, daß der von ihm getragene Zitzenbecher von dem Tragschuh 43 in einer sich schräg nach hinten erstreckenden Richtung abgestützt ist. In dieser Position, der Ruhelage, ist die offene Oberseite des Zitzenbechers 21 durch das Stützelement 29, insbesondere durch dessen obere Wand 30, geschützt. Wenn der Arbeitszylinder 45 aktiviert wird, wird der sich um den Gelenkstift 40 drehende Kniehebel 38 relativ zu dem Gehäuse 35 nach vorn geneigt, und diese Bewegung wird über den Steuerhebel 39 auf den Tragschuh übertragen, so daß sich dieser um den Gelenkstift 44 dreht, bis er an einem Anschlag 49 an dem Gehäuse 35 festgelegt wird. Der von dem Tragschuh getragene Zitzenbecher wird dadurch in die Arbeitslage eingestellt, d. h. die Lage, in der die offene Oberseite des Zitzenbechers nicht mehr durch das Stützelement geschützt ist. Aus dieser Position, die in Fig. 7 gezeigt ist, kann der Zitzenbecher nach oben bewegt werden. Eine solche Aufwärtsbewegung wird dadurch erreicht, daß der Arbeitszylinder 45 weiter aktiviert wird, so daß das sich um den Gelenkstift 26 drehende Gehäuse nach oben gedrückt wird. Diese Situation ist in Fig. 8 dargestellt. Wenn der Zitzenbecher 21 nach dieser Aufwärtsbewegung an eine zugehörige Zitze angeschlossen wird, kann das Gehäuse 35 nach unten bewegt werden, was dadurch erreicht wird, daß der Arbeitszylinder 45 in der anderen Richtung aktiviert wird; siehe Fig. 9. Obwohl der Zitzenbecher 21, der aufgrund des Vakuums in dem Zitzenbecher an die Zitze angeschlossen bleibt, dann von dem Tragschuh 43 gelöst ist, bleibt eine Verbindung zwischen dem Zitzenbecher 21 und dem Gehäuse durch ein flexibles Element 50, wie z. B. ein Seil, ein Kabel oder eine Schnur, bestehen. Das flexible Element 50 erstreckt sich von der Unterseite eines Zitzenbechers 21 durch einen Tragschuh 43 und unter einer Rolle 51 im unteren Teil des Gehäuses 35 zwischen dessen beiden Seitenplatten zu einem Arbeitszylinder 52. Während der nach unten gerichteten Schwenkbewegung des Gehäuses muß der Arbeitszylinder freigegeben sein, so daß das flexible Element, mittels dessen der Zitzenbecher 21 zuvor gegen den Tragschuh 43 gezogen wurde, den Zitzenbecher nicht behindert, wenn er von dem Tragschuh gelöst ist. Um eine unnötige Länge des Arbeitszylinders 52 zu vermeiden, ist das flexible Element 50 über ein Führungselement 53 am Ende der Kolbenstange 54 geführt und anschließend an dem Zylinderkörper 55 befestigt. Fig. 9 zeigt die Position des Arbeitszylinders 52, nachdem das Gehäuse 35 relativ zu dem Stützelement nach unten bewegt und der Zitzenbecher 21 von dem Roboterarm gelöst worden ist. Nachdem der Milchfluß aus dem entsprechenden Euterviertel versiegt oder nahezu versiegt ist, muß der Zitzenbecher von der betreffenden Zitze abgenommen werden. Zuerst muß jedoch sichergestellt werden, daß der Tragschuh 43 in die Position eingestellt ist, in der er den von der Zitze abgekoppelten Zitzenbecher problemlos aufnehmen kann. Zu diesem Zweck wird der Arbeitszylinder 45 in dem Maße aktiviert, daß der Tragschuh dieselbe Position wie in der Arbeitslage einnimmt, d. h. in der Lage, in der der Zitzenbecher nach oben bewegt werden kann; diese Situation ist in Fig. 10 gezeigt. Wenn danach das Vakuum in dem Zitzenbecher beseitigt und der Arbeitszylinder 52 aktiviert worden ist, wird der herabfallende Zitzenbecher unverzüglich gegen den Tragschuh 43 gezogen. Durch anschließendes erneutes Aktivieren des Arbeitszylinders 45 kann der Zitzenbecher aus der Arbeitslage wieder in die Ruhelage eingestellt werden, in der die offene Oberseite des Zitzenbechers geschützt ist. Fig. 4 zeigt ferner, in welcher Weise sich ein an einen Zitzenbecher 21 angeschlossener Milchschlauch 56 durch das Gehäuse 35 erstreckt. Vom Anschlußpunkt an dem Zitzenbecher 21 erstreckt sich dieser Milchschlauch über dem Arbeitszylinder 52 und verläuft dann hinter diesem nach unten zu einer Anschlußstelle an dem Anschlußstück 57. Die weiteren, an diesem Anschlußstück angeschlossenen Milchleitungen sind in den Figuren nicht gezeigt. Durch die relativ große Schlaufe in dem Milchschlauch kann der Roboterarm in ausreichender Entfernung von einem angeschlossenen Zitzenbecher bewegt werden.
Wenn beim Zurückziehen eines Zitzenbechers an den Roboterarm der Arbeitszylinder 52 ausgefahren wird, wird der Milchschlauch gleichzeitig mittels des Führungselementes 53 nach oben und hinten bewegt, so daß sich der Milchschlauch immer in einer kontrollierten Position befindet und keine Gefahr besteht, daß der Milchschlauch knickt.
Um einen Zitzenbecher durch Hochschwenken an eine entsprechende Zitze anzuschließen, muß die Position der Zitze relativ zu dem Roboterarm bekannt sein. Zu diesem Zweck ist ein Detektor 22 vorgesehen. Obwohl hierfür ein rotierender oder schwenkbarer Laserdetektor verwendet werden kann, wird eine schwenkbare Kamera oder zwei in unterschiedlichen Winkeln fest angeordnete Kameras bevorzugt. Um den Detektor 24 Stunden lang einsetzen zu können, also auch, wenn es in der Melkbox dunkel ist, sollten diese Kameras vorzugsweise als Infrarot-Kameras ausgeführt sein. Beim Einsatz solcher Kameras werden mittels Bildanalyse die Konturen einer Zitze relativ zu einem bestimmten Bezugspunkt, beispielsweise der Mitte des von der Kamera abgedeckten Bildes, ermittelt. Wenn z. B. eine. Zitze in einem Abstand a auf der rechten Seite des vertikalen Durchmessers durch den Bezugspunkt und nach einer Schwenkbewegung der Kamera über einen Winkel φ in einem Abstand b auf der linken Seite dieses vertikalen Durchmessers angeordnet ist, so gilt für den Abstand r der Zitze relativ zu der Kamera r · φ = a + b. Die Winkelposition β der Zitze relativ zu der Position der Kamera in einer horizontalen Ebene kann z. B. nach der Gleichung a = β · r ermittelt werden. Da die Höhe, in der der Roboterarm beim Ermitteln der Position der Zitze angeordnet ist, aufgrund der Position des Arbeitszylinders 17 bekannt sein kann, kann die in Zylinderkoordinaten ausgedrückte Position einer Zitze ständig auf dem neuesten Stand gehalten werden.
Die Fig. 11 bis 13 zeigen eine alternative Ausführungsform des sich in horizontaler Richtung erstreckenden Roboterarm-Teilstückes 20. In Fig. 11 befinden sich die Zitzenbecher in der Ruhelage, d. h. in der Lage, in der das offene obere Ende der Zitzenbecher vollständig geschützt ist. Jeder der Zitzenbecher 21 ist seinerseits von einem Tragschuh 43 abgestützt. Dieser Tragschuh 43 ist starr an einem Träger 58 angebracht, der in einem zugehörigen Gehäuse 35 verschiebbar ist. Der Träger 58 ist mit Ansätzen 59 versehen, die in Schlitzen 60 in zwei Seitenplatten eines Gehäuses 35 bewegbar sind. Das Gehäuse 35 ist ferner mit einem Arbeitszylinder 61 versehen, der um Gelenkstifte 62 und 63 drehbar zwischen dem Stützelement 29 und einem Träger 58 gelenkig angeordnet ist. Nach dem Aktivieren dieses Arbeitszylinders kann der Träger 58 von dem Gehäuse 35 nach vorn bewegt werden, bis die vorderen Ansätze 59 die Vorderkante 64 der Schlitze 60 berühren; diese Vorderkanten 64 bilden einen Anschlag für den Träger 58, der in einem Gehäuse 35 verschiebbar ist. Nach einer solchen Bewegung wird ein Zitzenbecher 21 in die Arbeitslage eingestellt, d. h. in die Lage, in der er nach oben schwenken kann. Diese Position ist in Fig. 12 dargestellt. Wird der Arbeitszylinder 61 weiter aktiviert, so dreht sich das betreffende Gehäuse, wobei sich der darin angeordnete Träger 58 in ausgefahrener Position befindet, um den Gelenkstift 36 in der Weise nach oben, wie es in der Ausführungsform der Fig. 4 bis 10 gezeigt ist. Diese Situation ist in Fig. 13 dargestellt. Wie bei der ersten Ausführungsform, wenn nach einer Aufwärtsbewegung ein Zitzenbecher an eine Zitze angeschlossen wird, kann ein Gehäuse, in diesem Fall mit ausgefahrenem Träger, durch Einfahren des Arbeitszylinders 61 nach unten bewegt werden. Auch in dieser Situation bleibt der Zitzenbecher durch eine flexibles Element 50 mit dem Roboterarm verbunden. Abgesehen von der Tatsache, daß der Arbeitszylinder 52 für dieses flexible Element in dem Träger 58 angeordnet ist, ist bei dieser Ausführungsform die Art und Weise, in der ein Zitzenbecher gegen den zugehörigen Tragschuh gezogen werden kann, identisch mit der der Ausführungsform gemäß den Fig. 4 bis 10.
Der Melkroboter ist ferner mit einer (nicht dargestellten) Gewichtsentlastungsvorrichtung versehen, mit deren Hilfe das Gewicht der Roboterarm-Konstruktion 3 derart kompensiert wird, daß die Roboterarm-Konstruktion 3 von einer Bedienungsperson von Hand in eine vertikale Ebene geschwenkt werden kann, wofür nur sehr wenig Kraft erforderlich ist.
Bei einer ersten (nicht dargestellten) Ausführungsform umfaßt die Gewichtsentlastungsvorrichtung eine Drucksteuerungsvorrichtung, mit deren Hilfe nach Aktivieren der Gewichtsentlastungsvorrichtung der Druck in den Arbeitszylindern 16 und 17 derart eingestellt wird, daß die Roboterarm-Konstruktion eine schwimmende Position einnimmt, während beim Bewegen der Roboterarm-Konstruktion in die vertikale Ebene die schwimmende Posi¬ tion der Roboterarm-Konstruktion in jeder Position beibehalten wird.
Während der Bewegung der Roboterarm-Konstruktion in die vertikale Ebene bewegen sich die Arbeitszylinder 16 und 17 in aktiver Weise gemeinsam mit dieser, um die Roboterarm-Konstruktion mit möglichst wenig Kraftaufwand zu bewegen. Die Drucksteuerungsvorrichtung umfaßt ferner ein einstellbares Ventil, mittels dessen die schwimmende Position der Roboterarm-Konstruktion eingestellt werden kann, wenn sich z. B. das Gewicht der Roboterarm-Konstruktion verändert hat, beispielsweise dadurch, daß Veränderungen an der Roboterarm-Konstruktion vorgenommen wurden.
Bei einer zweiten (nicht dargestellten) Ausführungsform umfaßt die Gewichtsentlastungsvorrichtung eine Federkonstruktion, die zwischen denjenigen Teilstücken der Roboterarm-Konstruktion und den anderen Teilstücken des Melkroboters angeordnet sind, die relativ zueinander in einer vertikalen Ebene mittels der Arbeitszylinder 16 und 17 der Roboterarm-Konstruktion bewegt werden können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung enthält die Federkonstruktion Federn, deren Druck einstellbar ist. Die obengenannte Gewichtsentlastungsvorrichtung in einem Melkroboter hat den Vorteil, daß im Falle erforderlicher Wartungsarbeiten an der Roboterarm-Konstruktion die Möglichkeit gegeben ist, die Roboterarm-Konstruktion ohne Abstützung in einer bestimmten Position zu halten.

Claims

1. Vorrichtung zum automatischen Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, die mit einem Melkroboter mit einem Roboterarm (14; 26) versehen ist, der zum Tragen von Zitzenbechern (21) geeignet ist, wobei in der Ruhelage der Zitzenbecher an dem Roboterarm (14; 26) zumindest die offenen Oberseiten der Zitzenbecher (21) durch Schutzvorrichtungen geschützt sind, wobei der Roboterarm (14; 26) ein Stützelement (29) umfaßt, das unter das Euter eines Tieres schwenkbar und/oder schiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils in einem eigenen Gehäuse (35) angeordneten Zitzenbecher (21) in dem Stützelement (29) beweglich angeordnet sind, wobei das Stützelement (29) die Schutzvorrichtung bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (35) eines Zitzenbechers (21) mit dem Stützelement (29) gelenkig verbunden ist. ·

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (35) eines Zitzenbechers (21) mit einem Tragschuh (43) für den Zitzenbecher (21) versehen ist, wobei der Tragschuh (43) mit dem Gehäuse (35) gelenkig verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragschuh (43) mit einer konisch geformten Ausnehmung versehen ist und der Zitzenbecher (21) an seiner Unterseite einen entsprechenden, konisch geformten Vorsprung aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stützelement (29) einerseits und dem Gehäuse (35) eines Zitzenbechers (21) und dem Tragschuh (43) für den Zitzenbecher (21) andererseits ein Arbeitszylinder (16, 17; 27, 28; 45, 52, 61) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (35) eines Zitzenbechers (21) mit einem Anschlag (49) für einen Tragschuh (43) des Zitzenbechers (21) versehen ist, wobei der Tragschuh (43) in diesem Gehäuse (35) angeordnet ist, wobei ferner eine Verbindungsvorrichtung (37) vorgesehen ist, um den Zitzenbecher (21) mit Hilfe des Arbeitszylinders (16, 17; 27, 28; 45, 52, 61) aus der Ruhelage in die Arbeitslage einzustellen, in der die Oberseite des Zitzenbechers (21) nicht mehr geschützt ist, und um anschließend den Zitzenbecher (21) nach oben zu bewegen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung (37) durch einen Kniehebel (38) gebildet ist, der am einen Ende mit dem Gehäuse (35) eines Zitzenbechers (21) gelenkig verbunden ist und am anderen Ende mittels eines Steuerhebels (39) mit einem entsprechenden Tragschuh (43) gelenkig verbunden ist, wobei der Arbeitszylinder (16, 17; 27, 28; 45, 52, 61) zwischen beiden Enden gelenkig mit dem Kniehebel (38) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger (13; 58) vorhanden ist, der in einem Gehäuse (35) verschiebbar ist, wobei der Träger (13; 58) geeignet ist, einen Zitzenbecher (21) zu tragen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Arbeitszylinder (16, 17; 27, 28; 45, 52, 61) zwischen dem Stützelement (29) und dem in einem zugehörigen Gehäuse (35) verschiebbaren Träger (13; 58) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (35) mit einem Anschlag (49) für den in ihm verschiebbaren Träger (13; 58) versehen ist, damit nach dem Verschieben des Trägers (13; 58) gegen den Anschlag (49) in die Arbeitslage mit Hilfe eines zugehörigen Arbeitszylinders (16, 17; 27, 28; 45, 52, 61) der entsprechende Zitzenbecher (21) anschließend nach oben bewegt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Computer vorhanden ist, um den Arbeitszylinder (16, 17; 27, 28; 45, 52, 61) in der Weise zu steuern, daß bei einer Bewegung des Zylinders in einer Richtung ein Zitzenbecher (21) aus der Ruhelage in die Arbeitslage eingestellt und anschließend nach oben bewegt werden kann, damit ein Zitzenbecher (21) an eine Zitze angeschlossen werden kann, während bei an die entsprechende Zitze angeschlossenem Zitzenbecher (21) eine Bewegung des Zylinders in der anderen Richtung bewirkt, daß der Zitzenbecher (21) von dem Roboterarm (14; 26) gelöst wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einstellen des Melkroboters in die Position, in der ein Zitzenbecher (21) von dem Roboterarm (14; 26) gelöst ist, der Computer dazu ausgelegt ist, den Arbeitszylinder (16, 17; 27, 28; 45, 52, 61) derart zu steuern, daß der entsprechende Tragschuh (43), falls noch nicht in dieser Weise positioniert, in die Position eingestellt wird, die er in der Arbeitslage einnimmt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (35) eines Zitzenbechers (21) mit einem weiteren Arbeitszylinder (16, 17; 27, 28; 45, 52, 61) versehen ist, der geeignet ist, rechnergesteuert und mit Hilfe eines flexiblen Elements (50), wie z. B. einem Seil, einem Kabel oder einer Schnur, einen Zitzenbecher (21), der an eine entsprechende Zitze angeschlossen und von dem Roboterarm (14; 26) gelöst ist, gegen den Roboterarm (14; 26) zurückzuziehen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der an einen Zitzenbecher (21) angeschlossene Milchschlauch (56) über und hinter dem weiteren Arbeitszylinder (16, 17; 27, 28; 45, 52, 61) durch das Gehäuse (35) des Zitzenbechers (21) geführt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen vorhanden sind, um beim Zurückziehen eines Zitzenbechers (21) gegen den Roboterarm (14; 26) den Milchschlauch (56) in dem betreffenden Gehäuse (35) nach hinten zu bewegen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtungen durch den weiteren Arbeitszylinder (16, 17; 27, 28; 45, 52, 61) gebildet sind.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Roboterarm (14; 26) ein Detektor (22) angeordnet ist, um die Position der Zitzen eines zu melkenden Tieres zu ermitteln.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (22) an einem Stützelement (29) angeordnet ist, das zumindest die offenen Oberseiten der Zitzenbecher (21) schützt, wenn sich diese an dem Roboterarm (14; 26) in der Ruhelage befinden.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (22) zwei Kameras umfaßt, die - wenn auch in unterschiedlichen Winkeln - fest angeordnet sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (22) eine schwenkbare Kamera umfaßt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (22) mindestens eine Infrarotkamera umfaßt.

22. Verfahren zum automatischen Melken von Tieren, wie z. B. Kühen, das einen Melkroboter mit einem Roboterarm (14; 26) umfaßt, der zum Tragen von Zitzenbechern (21) geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zitzenbecher (21) von einer Ruhelage, in der zumindest die offene Oberseite des Zitzenbechers (21) durch ein Roboterarm-Teilstück (19, 20) geschützt ist, in die Arbeitslage eingestellt wird, in der die Oberseite des Zitzenbechers (21) nicht mehr geschützt ist, und anschließend nach oben bewegt wird, um den Zitzenbecher (21) an eine entsprechende Zitze des zu melkenden Tieres anzuschließen.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwärtsbewegung des Zitzenbechers (21) dadurch erfolgt, daß das Gehäuse (35) dieses Zitzenbechers (21) in dem Roboterarm (14; 26) nach oben bewegt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß nach Anschluß eines Zitzenbechers (21) an die entsprechende Zitze das Gehäuse (35) dieses Zitzenbechers (21) in dem Roboterarm (14; 26) nach unten bewegt wird, wobei der Zitzenbecher (21) mit dem Gehäuse (35) nur durch ein flexibles Element (50), wie z. B. ein Seil, ein Kabel oder eine Schnur, verbunden bleibt.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Abwärtsbewegung des Gehäuses (35) des Zitzenbechers (21) in dem Roboterarm (14; 26) der Tragschuh (43) des Zitzenbechers (21) in die Position eingestellt wird, die er in der Arbeitslage einnimmt.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Zitzenbecher (21) in die Ruhelage eingestellt werden kann, wenn der Zitzenbecher (21), nachdem das betreffende Euterviertel nahezu ausgemolken ist, abgenommen und mittels des flexiblen Elements (50) gegen den entsprechenden Tragschuh (43) gezogen worden ist.