УСТРОЙСТВО ПЕРЕОРИЕНТАЦИИ ЯЙЦА В ЯЧЕЙКЕ ПОДДОНА
DEVICE FOR RE-ORIENTATION OF AN EGG IN A CELLULAR TRAY

Область техники, к которой относится изобретение
В области товарного птицеводства яйца часто помещают в ячейки или на поддоны, оснащенные ячейками. Этими поддонами и ячейками манипулируют автоматические средства, движения которых передаются на яйцо на поддоне или в ячейке и смещают ось яйца относительно вертикали. Настоящее изобретение относится к устройству переориентации или изменения положения яиц, находящихся в ячейках поддона, относительно определенной оси, как правило вертикальной оси. Изобретение находит применение, в частности, в машинах, предназначенных для манипулирования или для обработки яиц, таких как машины для инъекции вещества в яйца, которые требуют, чтобы яйца находились именно в вертикальном положении.
Уровень техники
Известна инъекция обрабатывающих веществ, таких как вакцины, антибиотики или витамины, в оплодотворенные яйца с целью оптимизации качества и/или развития эмбрионов. Известна также инъекция веществ в живые яйца с целью изготовления вакцины для человека. Кроме того, часто необходимо вводить в яйцо инструменты для наблюдения за ним или для извлечения из него содержимого или просто для осуществления простых или сложных манипуляций.
Как правило, машины, осуществляющие эти операции, выполнены с возможностью вхождения в контакт или прокалывания яйца под различными углами атаки, но положение яйца в идеале вдоль его вертикальной оси гарантирует, что его содержимое расположено предсказуемо, и позволяет, таким образом, осуществлять необходимую манипуляцию с максимальной вероятностью успеха. Как правило, предназначенные для обработки яйца расположены на поддоне, содержащем множество ячеек, при этом каждое яйцо находится в отдельной ячейке поддона, при этом, как правило, заостренный конец яйца направлен вниз. Поскольку дно ячеек поддона обычно является открытым, яйца можно прокалывать сверху или снизу или под любым углом, но их вертикальное положение обеспечивает предсказуемое расположение эмбриональных компонентов или структур в яйце. Действительно, содержимое яйца, которое в основном является жидким, включает в себя эмбриональные компоненты или структуры, которые со временем изменяются и перемещаются либо пассивно под действием силы тяжести, либо активно (сокращения эмбриона), занимая предсказуемое положение в зависимости от положения яйца.
В примере выполнения инъекционной машины игла может проникать в яйцо через его закругленный конец (или «тупой конец» яйца) или через боковую сторону яйца. Это зависит от места, куда необходимо ввести вещество. Например, если вещество необходимо вводить в хорион-аллантоисные жидкости яйца, инъекцию производят через верх (закругленный конец). Ее можно также осуществлять через боковую сторону, если вещество необходимо ввести в один из эмбриональных придатков, не доступных сверху. Во всех случаях именно расположение продольной оси яйца относительно вертикали позволяет предвидеть анатомическое положение того или иного эмбрионального компонента или структуры яйца.
Инъекцию или манипуляцию можно осуществлять в любой момент до, во время или после инкубации.
Классически машины отрегулированы для манипулирования или обработки яиц, продольная ось которых по существу является вертикальной. Однако часто бывает, что некоторые яйца не находятся в ячейках поддона в надлежащем положении, и их продольная ось наклонена относительно вертикали. Это может быть связано с разными факторами и, в частности, с тем, что во время инкубации поддоны с яйцами регулярно наклоняют, как правило, несколько раз в сутки. На практике поддоны сначала располагают под углом +45° относительно вертикали в течение половины суток, затем под углом -45° относительно вертикали в течение следующей половины суток и так далее. Плохое позиционирование яиц может быть также связано с манипулированием поддонов с яйцами или с перемещением яиц из одной емкости в другую. Движение яиц или захватных присосок может сместить некоторые из яиц, находящиеся в ячейках поддона. Поэтому необходимо выпрямлять или поправлять положение яиц перед манипулированием или обработкой.
В настоящее время существует мало эффективных инструментов для выпрямления положения яиц.
В патентной заявке WO 2009094204 описано устройство, предназначенное для переориентации яиц на инкубационном поддоне, при этом указанное устройство содержит вибрационный механизм, предназначенный для передачи вибрационного движения на поддон и на содержащиеся в нем яйца, чтобы они могли расположиться по существу вдоль вертикальной оси. Такой способ не всегда работает удовлетворительно, так как конструкция поддона и трение не позволяют поправить положение яиц вдоль оси без их направления.
Сущность изобретения
Задача изобретения состоит в разработке другого решения для переориентации яиц, находящихся на поддоне.
Задача изобретения состоит также в разработке решения, позволяющего переориентировать яйца по существу вдоль вертикальной оси, не меняя поддона.
Поставленные задачи решены в устройстве переориентации яиц, находящихся в полых ячейках поддона, причем дно этих ячеек является открытым, при этом указанное устройство предназначено для переориентации по меньшей мере одного яйца на указанном поддоне по существу вдоль вертикальной оси. Согласно изобретению, устройство содержит по меньшей мере один элемент переориентации, выполненный с возможностью перемещения между нижним положением и верхним положением относительно ячейки, содержащей предназначенное для переориентации яйцо, при этом указанный элемент переориентации содержит нижний цоколь, на котором закреплены прямостоячие стержни, верхние концы которых могут раздвигаться относительно друг друга при контакте с предназначенным для переориентации яйцом, при этом прямостоячие стержни выполнены с возможностью захождения между ячейкой и яйцом в верхнем положении, чтобы сообщать яйцу движение и направлять его под действием его веса по существу в вертикальное положение.
Таким образом, согласно изобретению, яйцо скользит естественным образом между верхними концами стержней элемента переориентации, чтобы восстановить по существу вертикальную продольную ось. Переориентацию яйца инициируют верхние концы стержней, которые отводят яйцо от ячейки. Затем яйцо возвращается по существу в вертикальное положение под действием своего собственного веса.
Согласно варианту осуществления, прямостоячие стержни являются гибкими, при этом нижний цоколь может быть гибким или не гибким. Стержни деформируются и сгибаются при контакте с яйцом, когда элемент переориентации перемещают из его нижнего положения в его верхнее положение.
Согласно другому варианту осуществления, нижний цоколь выполнен из гибкого или эластичного, то есть деформирующегося материала. При этом стержни могут быть гибкими или жесткими. В этом варианте осуществления, когда стержни входят в контакт с яйцом, деформируется цоколь. Стержни отходят друг от друга при контакте с яйцом. Согласно примеру осуществления, нижний цоколь выполнен из силикона.
В варианте нижний цоколь содержит механизм шарнирного соединения нижних частей стержней, позволяющий верхним концам раздвигаться относительно друг друга, когда яйцо входит в контакт со стержнями.
Согласно частному варианту осуществления, стержни расположены таким образом, что образуют подобие конуса или воронки после раздвигания стержней при контакте с яйцом, что облегчает его скольжение в направлении вертикальной оси.
Предпочтительно стержни выполнены таким образом, чтобы входить в контакт со скорлупой яйца в одной или двух точках контакта или в небольшом количестве точек контакта, что позволяет уменьшить зоны потенциального трения и оптимизировать скольжение яйца между стержнями.
Согласно частному варианту осуществления, стержни имеют на своем верхнем конце петлю, при этом стержни входят в контакт со скорлупой яйца через указанные петли.
В варианте стержни имеют на своем верхнем конце шарик или коническое утолщение, подобное петле или шарику, при этом стержни входят в контакт со скорлупой яйца через указанные шарики. Форма шарика или утолщения рассчитана таким образом, чтобы уменьшить его контакт с яйцом до минимума, предпочтительно до одной точки контакта с целью уменьшения трений.
Согласно частному варианту осуществления, элемент переориентации содержит n стержней при n≥3, при этом нижние концы указанных стержней расположены и закреплены на нижнем цоколе в виде равностороннего многоугольника.
В первом варианте осуществления элемент переориентации содержит три стержня, нижние концы которых расположены и закреплены на нижнем цоколе в виде равностороннего треугольника. Согласно другому примеру, элемент переориентации содержит три стержня, нижние концы которых расположены и закреплены на нижнем цоколе в четырех углах квадрата. Согласно частному варианту осуществления, нижний конец стержней заделан в нижнем цоколе в ходе формования литьем.
Согласно варианту осуществления, стержни содержат верхний конец, выполненный с возможностью скольжения в ячейке во время перемещения сверху вниз нижнего цоколя. Петля или шарик на конце стержня обеспечивает такое скольжение.
Согласно варианту осуществления, устройство предназначено для переориентации яиц на поддоне, содержащем n полых ячеек, расположенных рядами, при этом указанное устройство содержит n элементов переориентации, при этом каждый элемент переориентации предназначен для переориентации одного яйца на поддоне.
Краткое описание фигур
Другие преимущества будут более очевидны для специалиста в данной области из описания нижеследующих примеров со ссылками на прилагаемые фигуры, представленные в качестве иллюстраций:
На фиг. 1 показан элемент переориентации в соответствии с изобретением, вид в перспективе;
на фиг. 2 показан элемент переориентации, изображенный на фиг. 1, вид сбоку;
на фиг. 3 показан элемент переориентации, изображенный на фиг. 1, вид сверху;
на фиг. 4a-4d представлено перемещение элемента переориентации, изображенного на фиг. 1, с целью переориентации яйца, расположенного в ячейке поддона для яиц.
Осуществление изобретения
Согласно изобретению, устройство переориентации яиц, находящихся в ячейках поддона, содержит по меньшей мере один элемент 1 переориентации, показанный на фиг. 1-3. Этот элемент переориентации выполнен с возможностью перемещения из нижнего положения в верхнее положение и из верхнего положения в нижнее положение относительно ячеек поддона. Это перемещение элемента 1 переориентации осуществляют при помощи соответствующих средств перемещения, например, при помощи пневматических или механических средств перемещения.
Как показано на фиг. 1-3, элемент 1 переориентации содержит нижний цоколь 10, на котором закреплены прямостоящие стержни или спицы 11, верхние концы которых могут раздвигаться относительно друг друга при контакте с предназначенным для переориентации яйцом. Эти спицы выполнены с возможностью захождения между яйцом и поддоном, когда элемент переориентации находится в верхнем положении, чтобы начать и направлять движение яйца под действием его веса по существу в вертикальное положение. Под вертикальным положением яйца следует понимать положение яйца, в котором продольная ось яйца (проходящая через заостренный конец и через закругленный конец яйца) является по существу вертикальной.
Таким образом, когда элемент переориентации находится в верхнем положении, яйцо отходит от ячейки под действием верхних концов спиц, затем скользит между ними и/или вдоль них (форма конуса или воронки) под действием собственного веса, чтобы восстановить положение по существу вдоль вертикальной продольной оси.
В примере осуществления, показанном на фиг. 1-3, элемент переориентации содержит четыре спицы 11, расположенные в четырех углах квадрата.
В целом, элемент переориентации может содержать n спиц при n≥3, при этом нижние концы спиц расположены и закреплены на нижнем цоколе в виде равностороннего многоугольника.
Чтобы спицы 11 могли отходить друг от друга при контакте с яйцом, используют гибкие спицы 11 или цоколь 10 из гибкого материала или то и другое одновременно.
Например, спицы представляют собой металлические стержни, а цоколь выполнен, например, из силикона. Нижний конец спиц 11 погружен в цоколь из силикона. В этом случае, когда спицы входят в контакт с яйцом, они отходят друг от друга, слегка изгибаясь и/или перемещаясь в цоколе.
Согласно варианту осуществления, вместо использования гибких спиц, погруженных в деформирующийся или не деформирующийся материал, можно предусмотреть, чтобы нижний цоколь содержал механизм шарнирного соединения нижних концов стержней, позволяющий верхним концам раздвигаться, когда яйцо входит в контакт со стержнями.
Чтобы облегчить скольжение яйца между спицами 11, на верхнем конце каждой из спиц 11 имеется петля 12. Преимуществом этой петли является то, что она не оказывает агрессивного воздействия на яйцо. Она позволяет также уменьшить трение с яйцом и ограничить число точек контакта между яйцом и спицей.
В варианте верхний конец каждой спицы может содержать шарик из металла или из соответствующего материала для оптимизации скольжения яйца по шарику. Например, шарик можно выполнить из керамики.
Цоколь 10 выполнен полым в центре, чтобы яйцо не входило с ним в контакт при раздвигании спиц 11. В варианте можно предусмотреть цоколь без полости, в котором длина спиц и промежуток между ними определяют таким образом, чтобы яйцо, независимо от его размера и веса, не входило в контакт с цоколем при раздвинутых спицах.
Кроме того, цоколь 10 оснащен так называемым соединительным стержнем 13 для соединения элемента 1 переориентации со средствами вертикального перемещения, предназначенными для перемещения элемента переориентации между нижним положением и верхним положением. Этот соединительный стержень 13 является, например, резьбовым стержнем, предназначенным для завинчивания в пластину, перемещаемую пневматическим домкратом.
На фиг. 4a-4d представлена операция переориентации яйца при помощи элемента 1 переориентации. Яйцо, обозначенное позицией 2, расположено в ячейке 3 поддона для яиц.
Перед переориентацией продольная ось А яйца имеет наклон относительно вертикали, как показано на фиг. 4a. Яйцо 2 опирается на стенки ячейки 3. Элемент 1 переориентации находится в нижнем положении.
Чтобы переориентировать яйцо 2, элемент 1 переориентации перемещают из нижнего положения в положение, показанное на фиг. 4b. При этом спицы 11 заходят между яйцом 2 и стенками ячейки 3. При контакте с яйцом верхние концы спиц 11 отходят друг от друга, затем приподнимают яйцо 2.
Яйцо 2 больше не входит в контакт или имеет лишь ограниченный контакт со стенками ячейки 3 и скользит под действием своего веса по существу в вертикальное положение, показанное на фиг. 4c. При этом продольная ось А оказывается по существу вертикальной.
Затем элемент 1 переориентации возвращается в нижнее положение, как показано на фиг. 4d.
Выпрямленное яйцо 2 опускается в положение опоры на стенки ячейки 3. Выполненный в виде петли верхний конец спиц способствует одновременному скольжению яйца между спицами и скольжению спиц по стенкам ячейки, если они входят в контакт со стенками ячейки во время перемещения верх или вниз элемента переориентации.
Операцию переориентации яиц можно осуществлять на поддонах, открытых по меньшей мере снизу, причем этот проем предусмотрен, как известно, для циркуляции горячего воздуха вокруг яиц во время операций инкубации.
Операцию переориентации можно осуществлять перед операцией инъекции обрабатывающего вещества в яйца или перед операцией просвечивания яиц. В этом последнем случае иногда возникает необходимость в перемещении яйца в вертикальное положение для облегчения обнаружения зародышей посредством обработки изображений или другой обработки.
В целом, элемент 1 переориентации может содержать по меньшей мере три спицы 11, расположенные в виде равностороннего треугольника или равностороннего многоугольника, чтобы приподнимать яйцо над поддоном, когда элемент переориентации перемещают из нижнего положения в верхнее положение.
Наличие петель или шариков на верхних концах спиц 11 позволяет получить не агрессивный контакт с яйцом и ограничить число точек контакта между яйцом и каждой из спиц. Предпочтительно с учетом присутствия петли или шарика верхний конец спицы выполнен таким образом, чтобы получить только одну точку контакта между яйцом и каждой из спиц, что способствует скольжению яйца.
Следует отметить, что скорость подъема и соответственно скорость опускания элемента переориентации предпочтительно является высокой, чтобы сообщаемый яйцу импульс был достаточным для облегчения изменения его положения и его приведения к вертикали.
Чтобы переориентировать яйца на всем поддоне, предпочтительно устройство содержит множество элементов 1 переориентации. Эти элементы переориентации расположены относительно друг друга в виде рядов, как и яйца на поддоне. Если поддон содержит n ячеек, устройство может содержать n элементов переориентации или меньшее число, соответствующее числу яиц в одном или нескольких рядах на поддоне. Например, если поддон содержит m рядов из р яиц, где m является четным числом, устройство может содержать (m×-p)/2 элементов переориентации, сгруппированных в m/2 рядов из p элементов переориентации. При этом переориентацию яиц осуществляют в два последовательных этапа.
Элементы 1 переориентации закреплены при помощи соединительных стержней 13 на пластине, выполненной с возможностью перемещения между нижним положением и верхним положением. Крепление стержней на пластине можно осуществлять, например, завинчиванием. Пластину перемещают, например, при помощи пневматических средств.
Хотя изобретение было описано для частного варианта осуществления, разумеется, оно не ограничивается этим вариантом и может включать в себя все технические эквиваленты описанных средств, а также их комбинации, если они не выходят за рамки изобретения. Можно также предусмотреть варианты с другим числом спиц или с другими материалами.