DE69808505T2

DE69808505T2 - Tierstall und verfahren mit türsensor

Info

Publication number: DE69808505T2
Application number: DE69808505T
Authority: DE
Inventors: Mats Nilsson
Original assignee: DeLaval Holding AB
Current assignee: DeLaval Holding AB
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2018-11-10
Also published as: CA2310036C; DE69808505D1; IL135970A0; EP1030550A1; AU1059599A; WO1999025180A1; JP2001522611A; ATE225124T1; CA2310036A1; IL135970A; EP1030550B1; DK1030550T3; SE9704175D0; US6357395B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tierkäfig nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zur Durchführung einer tierbezogenen Handlung in einem derartigen Tierkäfig.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren dieser Art sind aus der EP-A-0 451 906 bekannt.
Um ein Tier auf effiziente Weise melken zu können ist es üblich das Tier in einen Melkkäfig zu stellen. Solche Melkkäfige werden nicht nur für das manuelle Melken (manuelles Befestigen und Entfernen der Zitzenbecher) oder halbautomatische Melken (manuelles Befestigen und automatisches Entfernen der Zitzenbecher), sondern auch für vollautomatisches Melken (automatisches Befestigen und Entfernen der Zitzenbecher) verwendet.
Verschiedene Arten Melkkäfige, mit denen ein Tier in die gewünschte Stellung im Melkkäfig gezwungen werden kann, wurden bereits vorgeschlagen. Einer davon ist aus der oben genannten EP-A-0 451 906 bekannt, nach der vorgeschlagen wird, das Eingangstor des Käfigs dazu zu verwenden, eine Kuh in eine gewünschte Stellung zu zwingen und das Tor unter anderem in Berührung mit der Kuh zu halten, um diese in der gewünschten Stellung zu halten. Hierzu wird ein Verriegelungsmechanismus für das Tor bereitgestellt. Nach der Positionierung der Kuh werden mittels eines Melkroboterarms Zitzenbecher an ihren Zitzen befestigt.
Falls jedoch Zwang auf eine Kuh (oder ein anderes zu melkendes Tier) ausgeübt wird während sie den Melkkäfig betritt, kann sie unwillig sein, den Käfig bei späteren Melkvorgängen zu betreten, wodurch der Melkroboter nicht in dem Maße genutzt werden könnte wie möglich. Die Ausübung von Zwang auf die Kuh kann auch die Milchausbeute beeinflussen, da eine unter Stress stehende Kuh möglicherweise weniger Milch produziert als eine sich wohl fühlende Kuh.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Tierkäfig zu schaffen, der diesen und andere Nachteile vermeidet.
Dies wird durch einen Tierkäfig der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 erreicht.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 gelöst.
Hierdurch wird erreicht, dass es möglich ist, zu überprüfen ob das Tier den Käfig richtig betreten hat, d. h. dass es nicht von dem Eingangstor eingeklemmt worden ist. Weiterhin ist es möglich zu prüfen, ob das Tor auf normale Weise funktioniert.
Vorteilhafterweise ist das Steuermittel dazu geeignet, ein Antriebsmittel für eine Öffnungs- oder Schließbewegung zu steuern. Hierdurch ist es möglich das Tor auf gewünschte Weise zu öffnen oder zu schließen.
Wenn das Tor nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit geschlossen worden ist, kann angenommen werden, dass die Kuh von dem Eingangstor eingeklemmt wurde. Dementsprechend ist ein erstes Zeiterfassungsmittel zur Messung der Zeit ab einem vorgegebenen Anfangszeitpunkt vorgesehen, und wenn das Sensormittel nicht innerhalb dieser Zeit festgestellt hat, dass das Tor geschlossen ist, wird das Antriebsmittel von dem Steuermittel derart angesteuert, dass eine Öffnung des Tors bewirkt wird. Hierdurch wird das Tier wieder losgelassen, so dass es den Käfig entweder richtig betreten oder verlassen kann.
Vorzugsweise ist der Anfangszeitpunkt der Zeitpunkt wenn das Steuermittel das Antriebsmittel ansteuert um eine Schließbewegung zu bewirken. Weiterhin ist ein Tieranwesenheitssensor vorgesehen, der dem Steuermittel zugeordnet ist, um die Anwesenheit eines Tieres in dem Tierkäfig festzustellen.
Weiterhin wirkt der Tieranwesenheits-Sensor mit einem zweiten Zeiterfassungsmittel zur Messung der seit der Feststellung der Anwesenheit eines Tieres vergangenen Zeit zusammen, wobei dieses zweite Zeiterfassungsmittel nach einer vorgegebenen Zeit ein Signal für das Steuermittel erzeugt, wobei das Steuermittel das Antriebsmittel ansteuert, um die Schließbewegung als Reaktion auf das Signal von dem zweiten Zeiterfassungsmittel zu bewirken. Hierdurch werden dem Steuermittel einfache Anfangsbedingungen mitgeteilt.
Zweckmäßig weist der Tieranwesenheits-Sensor eine Photozelle, einen Laser-Sensor oder einen Ultraschall-Sensor auf.
Vorzugsweise führt die einem Tier zugeordnete Apparatur die tierbezogene Handlung als Reaktion auf das Steuermittel durch, wenn das Eingangstor geschlossen ist. Hierdurch wird ein Startsignal für die tierbezogene Handlung ausgelöst.
Ein Tier kann jedoch in einer eingeklemmten Stellung verbleiben, beispielsweise auf Grund einer Erkrankung. Es besteht daher der Bedarf, die Wiederholung der Schließbewegung zu beenden. Daher hält das Steuermittel das Tor geöffnet, wenn es nicht möglich war, es nach einer vorgegebenen Zeit ordnungsgemäß zu schließen. Alternativ oder zusätzlich hält das Steuermittel das Tor offen, wenn es nicht möglich war, es nach einer vorgegebenen A nzahl von Versuchen ordnungsgemäß zu schließen.
Zweckmäßigerweise weist das tierbezogene Mittel einen Roboterarm zur Durchführung der tierbezogenen Handlung auf, wobei der Roboterarm mit dem Steuermittel zusammenwirkt.
Vorzugsweise weist der Roboterarm ein Maniputatormittel zum Ergreifen eines tierbezogenen Organs auf.
Zweckmäßigerweise ist das tierbezogene Organ ein Zitzenbecher oder eine Zitzenreinigungseinheit.
Bevorzugt weist das Torsensormittel eine Berührungssensoreinheit auf.
Die Berührungssensoreinheit weist zweckmäßig einen Kippschalter auf.
Das Torsensormittel weist bevorzugt eine berührungsfreie Sensoreinheit auf.
Die berührungsfreie Sensoreinheit weist zweckmäßig einen induktiven Sensor, einen kapazitiven Sensor oder einen Laser-Sensor auf.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1a und 1b einen Tierkäfig;
Fig. 2 eine Kuh, die den in Fig. 1b dargestellten Tierkäfig betritt; und
Fig. 3 eine Kuh, die den in Fig. 1b dargestellten Tierkäfig vollständig betreten hat.
Fig. 1a zeigt einen Melkkäfig 1, umfassend vordere, hintere und seitliche Begrenzungen 2, 3, 4, in der Form von beispielsweise Gitterstäben. Er weist weiterhin ein Paar oberer Streben 5, 6, ein Eingangstor 7 und ein Ausgangstor 8 auf. Ein Antriebsmittel 9 verbindet die obere Strebe 6 und das Käfigtor. Weiterhin verbindet ein Antriebsmittel 10 die obere Strebe 5 mit dem Ausgangstor 8. Die Antriebsmittel 9 und 10 können als Pneumatik- oder Hydraulikzylinder oder als elektrischer Motor ausgebildet sein. Die Bewegung der Antriebsmittel 9 und 10 wird jeweils durch ein Steuermittel (nicht dargestellt) gesteuert.
Die Antriebsmittel 9, 10 weisen jeweils Endanschlagsensoren 11, 12, 13 und 14 auf, die ein Signal erzeugen, ob sich das Antriebsmittel in einer ausgefahrenen Stellung (Sensoren 12 und 14) oder einer zurückgezogenen Stellung (Sensoren 11 und 13) befindet, und senden dieses Signal an ein (nicht dargestelltes) Steuermittel. In Fig. 2 ist der Zylinder 9 in der ausgefahrenen Stellung dargestellt, während der Zylinder 10 in zurückgezogener Stellung dargestellt ist.
Fig. 1a zeigt weiterhin eine Vorrichtung 15 zur Durchführung einer tierbezogenen Handlung, beispielsweise Melken. Hierzu ist ein Roboterarm 16 mit einem Greifer 17 und einer Zitzenbecheranordnung 18 mit Zitzenbechern 19 vorgesehen.
Ein Transponder-Lesegerät 20 ist für Identifizierungszwecke (siehe unten) vorgesehen.
Fig. 1b zeigt denselben Käfig wie Fig. 1a, jedoch mit einem Tieranwesenheits-Sensor 21 in Form einer Photozelle, eines Lasersensors oder eines Ultraschallsensors, der an der oberen Strebe 6 angeordnet ist. Der Sensor 21 ist auf den Boden des Käfigs gerichtet und erzeugt ein Signal, das an ein (nicht dargestelltes) Steuermittel gesendet wird, wenn sich ein Teil eines Tieres unter dem Sensor 21 befindet.
Fig. 2 zeigt eine Kuh auf ihrem Weg in den Käfig 1. Das Eingangstor 7 ist geöffnet, was durch den Sensor 11 an dem Zylinder 9 angezeigt wird. Das Ausgangstor ist geschlossen, was durch den Sensor 14 des Zylinders 10 angezeigt wird.
Der Kopf der Kuh befindet sich unter dem Tiersensor. Dementsprechend wird nun die Anwesenheit der Kuh in dem Tierstall durch den Sensor 21 angezeigt.
Die Kuh ist mit einem Transponder 22 versehen, der mit dem mit einem (nicht dargestellten) Steuermittel verbundenen Transponder-Lesegerät 20 zusammenwirkt. Das Steuermittel entscheidet ob die Kuh den Tierstall 1 betreten darf.
In Fig. 3 hat die Kuh den Tierstall 1 vollständig betreten. Das Eingangstor 7 ist geschlossen, was durch den Sensor 12 an dem Zylinder 9 angezeigt wird.
Ein Tier, das nah an dem Käfig steht und einen Transponder 22 trägt, wird durch das Transponder-Lesegerät 20 identifiziert. Falls dem Tier erlaubt wird den Käfig 1 zu betreten wird das Tor 7 durch Betätigung des Zylinders 9 geöffnet. Der Sensor 11 zeigt an, dass das Tor vollständig geöffnet ist.
In dem in Fig. 1a dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anzeige des Sensors 11 das Startsignal für das Schließen des Tors 7. Dementsprechend fängt der Zylinder 9 an, das Tor 7 in Reaktion auf das Startsignal von dem Steuermittel nach einer vorgegebenen Dauer, beispielsweise 10 Sekunden, die durch ein - nicht dargestelltes, aber vorzugsweise in dem Steuermittel vorhandenes - Zeitsteuermittel zu schließen.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1b wird das Tor geöffnet, wenn es einem identifizierten Tier erlaubt ist, den Käfig zu betreten. Der Sensor 11 kann, als Anzeige seines Funktionierens, verwendet werden um anzuzeigen, dass das Tor vollständig geöffnet ist, wird jedoch nicht als Startanzeige benötigt.
Stattdessen ermittelt der Sensor 21 die Anwesenheit eines Tieres in dem Käfig. Wenn der Sensor 21 lediglich zeitweise ermittelt, dass etwas, beispielsweise ein Tier, vorhanden ist, wird keine Anzeige ausgelöst. Wenn der Sensor jedoch kontinuierlich über einen vorbestimmten Zeitraum, beispielsweise 4 Sekunden, die Anwesenheit beispielsweise eines Tieres in dem Käfig feststellt, wird der Zylinder 9 zum Schließen des Tors 7 angesteuert. Falls während des Schließens des Tors der Sensor feststellt, dass kein Tier in dem Käfig anwesend ist, wird das Tor derart angesteuert, dass das Tor sofort wieder geöffnet wird.
Im Folgenden werden weitere Schritte beschrieben, die sowohl das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1a als auch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1b betreffen.
Wenn das Startsignal an den Zylinder 9 gesendet wird, wird das Zeiterfassungsmittel erneut gestartet. Wenn der Sensor 12 nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit, beispielsweise 5 Sekunden, ermittelt, dass das Tor geschlossen ist, besteht die Gefahr, dass
- ein Tier (oder eine Person) von dem Tor 7 eingeklemmt worden ist; oder
- das Tor 7 und/oder der Zylinder 9 und/oder die Sensoren nicht richtig funktionieren; oder
- das Steuermittel nicht in Betrieb ist.
Das Tor 7 wird erneut geöffnet, so dass das Tier sich entweder von dem Käfig entfernen oder diesen vollständig betreten kann.
Nach einer vorbestimmten Zeitdauer wird die Schließprozedur des Tors 7 erneut ausgeführt. Wenn das Schließen des Tors nicht gelingt, wird das Tor erneut geöffnet.
Wenn das Schließen des Tors nach beispielsweise 3 Versuchen nicht gelungen ist, wird das Tor 7 vollständig geöffnet. Zusätzlich kann ein Signal durch das Steuermittel an einen von einer Aufsichtsperson getragenen Summer oder dergleichen gesendet werden, um anzuzeigen, dass der Tierkäfig aufgesucht werden soll.
Wenn der Sensor 12 jedoch innerhalb der vorbestimmten Zeit feststellt, dass das Tor 7 geschlossen ist, wird das Starten einer tierbezogenen Handlung genehmigt. Die tierbezogene Handlung kann durch den Roboter 15 durchgeführt werden und umfasst das Durchführen beispielsweise des Melkens mittels einer Melkeinheit, die Reinigung der Zitzen mittels einer Zitzenreinigungseinheit oder das Bürsten mittels einer Bürste.
Es sollte festgehalten werden, dass das automatische Öffnen und Schließen des Eingangstors nach der Durchführung der tierbezogenen Handlung oder falls das Tier aus anderen Gründen den Käfig verlassen soll auf das Ausgangstor übertragbar ist.
Es sollte auch festgehalten werden, dass der Sensor 21 ein Berührungssensor sein kann, beispielsweise ein druckempfindlicher Sensor im Boden.
Weiterhin kann die Anzeige, dass das Tor geschlossen ist, durch Erfassung der Stellung des Tors mittels eines Berührungssensors, beispielsweise eines Kippschalters, oder mittels eines berührungslosen Sensor, beispielsweise eines kapazitiven Sensors oder Lasersensors, durchgeführt werden.
Anstelle der oberen Streben 5 und 6 kann auch eine einzelne Strebe zur Verbindung der Seitenteile 4 verwendet werden. In diesem Fall sollte der Sensor 21 natürlich an der einzelnen Strebe angeordnet werden.
Wenn hier eine Kuh genannt wurde versteht sich, dass die Erfindung auch auf andere zu melkende Tiere, beispielsweise Schafe, Ziegen, Büffel und Pferde, anwendbar ist.

Claims

1. Tierkäfig (1), der einer Apparatur (15) zur Durchführung einer tierbezogenen Handlung zugerodnet ist, wobei der Käfig ein Eingangstor (7), ein Ausgangstor (8) und ein Torsensormittel (12) aufweist, wobei das Torsensormittel mit einem Steuermittel zusammenwirkt, und mit mindestens dem Eingangstor um dessen Position zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Zeiterfassungsmittel zur Messung der Zeit ab einem vorgegebenen Anfangszeitpunkt vorgesehen ist, und dass, wenn das Sensormittel nicht innerhalb dieser Zeit festgestellt hat, dass das Tor geschlossen ist, Antriebsmittel eine Öffnung des Tors bewirken.

2. Tierkäfig nach Anspruch 1, wobei der Anfangszeitpunkt dann ist, wenn das Steuermittel das Antriebsmittel zur Durchführung einer Schließbewegung ansteuert.

3. Tierkäfig nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein mit dem Steuermittel zusammenwirkendes Tieranwesenheits-Sensormittel (21) vorgesehen ist, um die Anwesenheit eines Tieres in dem Tierkäfig (1) festzustellen.

4. Tierkäfig nach Anspruch 3, wobei der Tieranwesenheits-Sensor mit einem zweiten Zeiterfassungsmittel zur Messung der seit der Feststellung der Anwesenheit eines Tieres vergangenen Zeit zusammenwirkt, wobei dieses zweite Zeiterfassungsmittel nach einer vorgegebenen Zeit ein Signal für das Steuermittel erzeugt, wobei das Steuermittel das Antriebsmittel (9) ansteuert, um die Schließbewegung als Reaktion auf das Signal von dem zweiten Zeiterfassungsmittel zu bewirken.

5. Tierkäfig nach Anspruch 4, wobei der Tieranwesenheits-Sensor (21) eine Photozelle, einen Laser-Sensor oder einen Ultraschall-Sensor aufweist.

6. Tierkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die einem Tier zugeordnete Apparatur (15) die tierbezogene Handlung als Reaktion auf das Steuermittel durchführt, wenn das Eingangstor geschlossen ist.

7. Tierkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuermittel das Tor (9) geöffnet hält, wenn es nicht möglich war, es nach einer vorgegebenen Zeit ordnungsgemäß zu schließen.

8. Tierkäfig nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Steuermittel das Tor (9) offen hält, wenn es nicht möglich war, es nach einer vorgegebenen Anzahl von Versuchen ordnungsgemäß zu schließen.

9. Tierkäfig nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das tierbezogene Mittel einen Roboterarm (16) zur Durchführung der tierbezogenen Handlung aufweist, wobei der Roboterarm mit dem Steuermittel zusammenwirkt.

10. Tierkäfig nach Anspruch 9, wobei der Roboterarm (16) ein Manipulatormittel (17) zum Ergreifen eines tierbezogenen Organs aufweist.

11. Tierkäfig nach Anspruch 10, wobei das tierbezogene Organ ein Zitzenbecher (19) oder eine Zitzenreinigungseinheit ist.

12. Tierkäfig nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Torsensormittel eine Berührungssensoreinheit aufweist.

13. Tierkäfig nach Anspruch 12, wobei die Berührungssensoreinheit einen Kippschalter aufweist.

14. Tierkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Torsensormittel eine berührungsfreie Sensoreinheit aufweist.

15. Tierkäfig nach Anspruch 14, wobei die berührungsfreie Sensoreinheit einen induktiven Sensor, einen kapazitiven Sensor oder einen Laser- Sensor aufweist.

16. Verfahren zur Durchführung einer tierbezogenen Handlung in einem Tierkäfig (1) mit einer tierbezogenen Apparatur (15), wobei der Käfig ein Eingangstor (7), ein Ausgangstor (8) und ein Torsensormittel (12), das einem Steuermittel zur Feststellung der Position mindestens des Eingangstors (7) zugeordnet ist, wobei das Steuermittel dem Tor zugeordnet ist, aufweist, gekennzeichnet durch

- Bestimmung einer Anfangszeit

- Messung der vergangenen Zeit nach der Anfangszeit mittels eines ersten Zeiterfassungsmittels

- Steuerung eines Antriebsmittels um eine Öffnungsbewegung des Tors zu bewirken, wenn eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist und das Torsensormittel nicht festgestellt hat, dass das Tor geschlossen ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Anfangszeit als die Zeit bestimmt wird, bei der das Steuermittel anfängt das Antriebsmittel anzusteuern, um eine Schließbewegung zu bewirken.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei dem die Anwesenheit eines Tiers in dem Käfig (1) mittels eines dem Steuermittel zugeordneten Tieranwesenheit-Sensormittels (21) erfaßt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem

- die verstrichene Zeit seit der Feststellung der Anwesenheit eines Tiers mittels eines zweiten Zeiterfassungsmittels gemessen wird

- nach einer vorgegebenen Zeitspanne ein Signal für das Steuermittel erzeugt wird,

- das Antriebsmittel angesteuert wird, die Schließbewegung in Reaktion auf das Signal von dem zweiten Zeiterfassungsmittels zu bewerkstelligen.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die tierbezogene Handlung durchgeführt wird, wenn das Eingangstor (7) geschlossen ist.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, bei dem die tierbezogene Handlung mittels eines ein Manipulatormittel (17) aufweisenden Robotorarms (16) durchgeführt wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, bei dem ein Zitzenbecher (19) an einer Zitze eines im Käfig anwesenden Tiers befestigt wird, um das Tier zu melken.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, bei dem mindestens eine Zitze eines in dem Tierkäfig anwesenden Tiers gereinigt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, bei dem das Steuermittel das Tor (7) geöffnet hält, wenn es nicht möglich war, es nach einer vorgegebenen Zeit ordnungsgemäß zu schließen.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, bei dem das Steuermittel das Tor (7) geöffnet hält, wenn es nicht möglich war, es nach einer vorgegebenen Anzahl von Versuchen ordnungsgemäß zu schließen.