ТОЛКАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КОРМОВ ПО ЗЕМЛЕ И МАШИНА, ОБОРУДОВАННАЯ ТАКИМ ТОЛКАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ
PUSHER DEVICE FOR PUSHING FEED ALONG THE GROUND AND VEHICLE EQUIPPED WITH SUCH PUSHER DEVICE

Изобретение относится к области животноводства и, в частности, к области кормления скота.
Как правило, хлев включает в себя стойло, отделенное от кормового прохода кормовой решеткой, которая позволяет находящимся в стойле животным просовывать через нее голову для поедания кормов в кормовом проходе. Кормовая решетка может быть, например, выполнена в виде решетчатой кормушки.
Корма (фураж, гранулы…) насыпают вдоль кормовой решетки. Состав кормов и их количество определяют для соответствующего питания скота. Во время еды животные отодвигают корма от кормовой решетки. Поэтому необходимо придвигать корма к кормовой решетке, чтобы животные могли съедать соответствующую дозу кормов.
В документе ЕР 1 779 722 А1 раскрыты машины для перемещения кормов по земле к кормовой решетке. Машина содержит скребок V-образной формы с направленным вперед заострением, чтобы раздвигать корма по сторонам машины по мере ее перемещения. Другая машина содержит прямолинейный скребок, выполненный с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, для сдвигания кормов сбоку машины за счет возвратно-поступательного поворотного движения скребка в сочетании с пошаговым перемещением машины. Еще одна машина содержит прямолинейный скребок, расположенный параллельно продольному направлению машины и выполненный с возможностью поступательного перемещения в поперечном направлении машины для сдвигания кормов возвратно-поступательным движением в сочетании с пошаговым перемещением машины.
В документе ЕР 2 007 191 А1 раскрыта автономная машина без экипажа для перемещения кормов по земле, содержащая тележку, оборудованную вращающимся круговым элементом, окружающим тележку и установленным с возможностью вращения вокруг оси, близкой к вертикали, для сдвигания кормов по земле к кормовой решетке.
Одна из задач изобретения состоит в том, чтобы предложить эффективное и легкое в применении толкающее устройство.
В связи с этим объектом изобретения является толкающее устройство для перемещения кормов по земле, предназначенное для оснащения машины, при этом толкающее устройство содержит опору и толкающий механизм, установленный на опоре, при этом толкающий механизм выполнен с возможностью сдвигания кормов по земле в поперечном направлении вследствие перемещения толкающего устройства в продольном направлении, перпендикулярном к поперечному направлению, причем толкающий механизм выполнен подвижным с возможностью поступательного перемещения относительно опоры в поперечном направлении.
Согласно другим вариантам осуществления, толкающее устройство имеет один или несколько следующих отличительных признаков, взятых отдельно или в любых технически возможных комбинациях:
- толкающий механизм выполнен подвижным с возможностью перемещения между сложенным положением и по меньшей мере одним развернутым положением, предпочтительно двумя развернутыми положениями с двух сторон от сложенного положения;
- толкающее устройство выполнено с возможностью опускания толкающего механизма к земле или подъема толкающего механизма над землей;
- толкающий механизм выполнен подвижным с возможностью приближения или удаления толкающего механизма от земли, когда толкающее устройство установлено на машине;
- толкающий механизм выполнен подвижным с возможностью перемещения в вертикальном направлении, перпендикулярном к продольном направлению и к поперечному направлению;
- опора выполнена подвижной с возможностью перемещения в вертикальном направлении, перпендикулярном к продольному направлению и к поперечному направлению;
- оно содержит устройство обнаружения наличия препятствия перед толкающим устройством;
- устройство обнаружения имеет нижнюю конфигурацию для обнаружения препятствий перед толкающим устройством на первой высоте относительно земли и верхнюю конфигурацию для обнаружения препятствий перед толкающим устройством на второй высоте, превышающей первую высоту;
- устройство обнаружения является контактным или бесконтактным устройством обнаружения;
- устройство обнаружения содержит щуп для обнаружения препятствия, прикасающегося к щупу, при этом щуп расположен в поперечном направлении на расстоянии от толкающего механизма в продольном направлении;
- если смотреть в продольном направлении, толкающий механизм в сложенном положении находится в одном створе с щупом и толкающий механизм в развернутом положении выступает в поперечном направлении относительно щупа.
Объектом изобретения является также машина, содержащая тележку и толкающее устройство, установленное на конце тележки для сдвигания кормов с одной стороны машины в поперечном направлении машины вследствие перемещения машины в продольном направлении машины.
Согласно другим вариантам осуществления, машина имеет один или несколько следующих отличительных признаков, взятых отдельно или в любых технически возможных комбинациях:
- толкающий механизм выполнен с возможностью перемещения в поперечном направлении между сложенным положением, в котором толкающий механизм находится между боковыми краями тележки, и по меньшей мере одним развернутым положением, в котором толкающий механизм выступает в боковом направлении относительно тележки;
- машина является автономной, работает без экипажа и содержит автоматическое устройство управления;
- тележка оснащена колесами качения по земле, включая по меньшей мере одно моторное ведущее колесо и по меньшей мере одно направляющее колесо.
Объектом изобретения является установка для кормления домашних животных, содержащая описанную выше машину.
Изобретение и его преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 и 2 показана передняя часть автономной машины без экипажа, оснащенная толкающим устройством для перемещения кормов по земле, схематичный вид в перспективе;
на фиг. 3 и 4 показана машина, перемещающаяся вдоль кормовой решетки, схематичный вид спереди;
на фиг. 5 и 6 показана машина, перемещающаяся вдоль кормовой решетки, схематичный вид сверху;
на фиг. 7 и 8 показана машина, оснащенная кормораздаточным механизмом, схематичный вид сбоку и в перспективе.
Машина, показанная на фиг. 1–6, является автоматической машиной. Она является автономной и работает без экипажа. Она выполнена с возможностью автоматического перемещения в соответствии с определенной заложенной программой и ориентируется в своей окружающей среде, в случае необходимости, при помощи направляющей или маяков.
Машина 2 выполнена с возможностью перемещения в кормовом проходе хлева вдоль кормовой решетки 3, отделяющей кормовой проход от стойла для скота, и толкает корма по земле к кормовой решетке 3. Решетка позволяет животным просовывать сквозь нее голову для поедания кормов, насыпанных по земле вдоль кормовой решетки.
Машина 2 выполнена с возможностью перемещения в продольном направлении L, соответствующем направлению прямолинейного перемещения машины передним или задним ходом.
В дальнейшем тексте описания термины «продольный», «поперечный», «вертикальный», «передний», «задний», «»левый, «правый», «верхний» и «нижний» следует рассматривать относительно продольного направления L и направления перемещения передним ходом (вверх на фиг. 5 и 6).
Машина 2 содержит тележку 4, оснащенную колесами 6 качения по земле (фиг. 3). Тележка 4 содержит по меньшей мере одно моторное ведущее колесо для управления перемещением машины 2 вперед или назад и по меньшей мере одно направляющее колесо для управления направлением машины 2.
Как показано на фиг. 5 и 6, машина 2 содержит автоматическое устройство 8 управления автоматическими перемещениями машины.
Устройство 8 управления содержит, например, электромагнитный датчик, взаимодействующий со сплошным проводом, закопанным в землю, или с магнитными маяками, закопанными в землю на расстоянии друг от друга. В варианте устройство управления содержит оптический датчик, взаимодействующий с линией по земле, с знаками по земле или с знаками по высоте, распределенными в хлеву. В варианте устройство содержит лазерный детектор и отражающие маяки, распределенные в хлеву. В варианте устройство управления содержит устройство наблюдения, содержащее по меньшей мере одну камеру, предпочтительно две камеры для стереоскопического наблюдения, и устройство анализа изображения, выполненное с возможностью распознавания окружающей среды машины после обучения.
Устройство 8 управления управляет вращением ведущего колеса или каждого ведущего колеса и ориентацией направляющего колеса или каждого направляющего колеса для управления перемещениями машины 2.
Как показано на фиг. 1-6, машина 2 содержит толкающее устройство 12 для перемещения кормов по земле перед машиной 2.
Толкающее устройство 12 содержит толкающий механизм 14 или скребок, выполненный с возможностью перемещения вдоль земли и сдвигания кормов по земле в боковом направлении с одной стороны машины 2 в поперечном направлении Т вследствие перемещения толкающего устройства 12 в продольном направлении L, при этом поперечное направление Т является перпендикулярным к продольном направлению L.
В данном случае толкающий механизм 14 выполнен с возможностью сдвигания кормов в боковом направлении с двух сторон толкающего механизма 14. Толкающий механизм образует скребковое устройство V-образной формы с заострением в продольном направлении наружу машины 2, в данном случае в переднем направлении.
Толкающий механизм 14 имеет два боковых сегмента 16 (фиг. 6 и 4), каждый из которых ориентирован таким образом, чтобы толкать корма в боковом направлении с соответствующей стороны машины 2. Каждый боковой сегмент имеет наклон относительно продольного направления L и поперечного направления Т, будучи ориентированным вперед к соответствующей боковой стороне машины. Оба боковых сегмента 16 соединены расположенным поперечно криволинейным выпуклым промежуточным сегментом 18.
Толкающий механизм 14 оснащен на своем нижнем краю фрикционной лентой 20 (фиг. 1 и 4), через которую толкающий механизм 14 трется о землю. После износа фрикционную ленту 20 заменяют.
Толкающий механизм 14 выполнен подвижным с возможностью поступательного движения в поперечном направлении Т между сложенным положением (фиг. 1 и 3), в котором толкающий механизм 14 вписывается, если смотреть в продольном направлении L, в ширину тележки 4, не выступая в боковом направлении относительно тележки 4, и развернутым положением (фиг. 2 и 4), в котором толкающий механизм 14 оказывается смещенным в поперечном направлении относительно сложенного положения, при этом толкающий механизм 14 выступает в поперечном направлении от тележки 4 с ее одной боковой стороны.
Предпочтительно толкающий механизм 14 выполнен с возможностью поперечного перемещения в двух направлениях в развернутое положение справа, выступая справа от тележки 4, и в развернутое положение слева, выступая слева от тележки 4.
Толкающее устройство 12 имеет неактивную конфигурацию (фиг. 1 и 3), в которой толкающий механизм 14 поднят над землей, и активную конфигурацию (фиг. 2 и 4), в которой толкающий механизм 14 опущен для перемещения кормов по земле.
Предпочтительно в неактивной конфигурации толкающий механизм 14 находится в сложенном положении, как показано на фиг. 1 и 3, чтобы не выступать сбоку тележки 4.
Толкающее устройство 12 содержит опору 22, на которой установлен толкающий механизм 14. Толкающий механизм 14 установлен на опоре 22 с возможностью поступательного перемещения в поперечном направлении Т относительно опоры 22. Это обеспечивает перемещение толкающего механизма 14 между сложенным положением и развернутым положением.
Толкающее устройство 12 содержит привод развертывания для управления перемещением толкающего механизма 14 в поперечном направлении Т между сложенным положением и развернутым положением. Привод развертывания расположен между толкающим механизмом 14 и опорой 22.
Опора 22 установлена на тележке 4 подвижной с возможностью поступательного перемещения в вертикальном направлении Z относительно тележки 4 для опускания толкающего механизма 14 в активной конфигурации толкающего устройства 12 или подъема толкающего механизма 14 в неактивной конфигурации толкающего устройства 12.
Толкающее устройство 12 содержит привод подъема (не показан) для управления вертикальным перемещением опоры 22 между неактивной конфигурацией и активной конфигурацией. Привод подъема расположен между опорой 22 и тележкой 4. Привод подъема является, например, пневматическим, гидравлическим или электрическим приводом.
Толкающее устройство 12 содержит фронтальное устройство 28 обнаружения препятствий перед машиной 2, в частности перед толкающим механизмом 12. Устройство 28 обнаружения выполнено с возможностью подачи команды на автоматическую остановку машины 2 при обнаружении препятствия на траектории движения машины 2.
В данном случае устройство 28 обнаружения содержит щуп 30, расположенный в консольном положении перед толкающим механизмом 14. Щуп 30 расположен поперечно по существу по всей ширине машины 2. Щуп 30 установлен по меньшей мере на одной стойке, в данном случае на двух стойках 32. Каждая стойка 32 расположена в продольном направлении L. Каждая стойка 32 является телескопической, что позволяет щупу 30 отодвигаться назад, когда он встречает препятствие.
Устройство 28 обнаружения отслеживает любой контакт щупа 30 с препятствием и моментально подает команду на остановку машины 2.
Если смотреть на толкающее устройство 12 спереди, в опущенном и сложенном положении толкающего механизма 14 (фиг. 4) толкающий механизм 14 не выступает сбоку относительно щупа 30.
В данном случае устройство 28 обнаружения является контактным устройством обнаружения. В варианте устройство обнаружения является дистанционным бесконтактным устройством обнаружения. Такое устройство обнаружения является, например, оптическим устройством с камерой и с возможностью анализа изображения, лазерным отслеживающим устройством, ультразвуковым отслеживающим устройством или любым другим бесконтактным устройством обнаружения препятствия.
Устройство 28 обнаружения имеет нижнюю конфигурацию (фиг. 1 и 3), в которой устройство 28 обнаружения отслеживает препятствия на первой высоте Н1, и верхнюю конфигурацию (фиг. 2 и 4), в которой устройство 28 обнаружения отслеживает препятствия на второй высоте Н2, превышающей первую высоту Н1.
Нижняя конфигурация обеспечивает отслеживание с более высоким уровнем безопасности, обеспечивая обнаружение препятствий, начиная от первой высоты Н1, а верхняя конфигурация обеспечивает отслеживание с менее высоким уровнем безопасности, обеспечивая обнаружение препятствий, начиная только от второй высоты Н2.
Вторую высоту Н2 выбирают таким образом, чтобы она превышала высоту кормов по земле, отодвигаемых животными от кормовой решетки, и чтобы избегать таким образом бесполезной остановки машины 2, когда она перемещает корма по земле.
Устройство 28 обнаружения перемещают в нижнюю конфигурацию, когда толкающее устройство 12 находится в неактивной конфигурации, для обеспечения повышенного уровня безопасности, и устройство 28 обнаружения перемещают в верхнюю конфигурацию, когда толкающее устройство 12 находится в активной конфигурации.
В данном случае щуп 30 выполнен подвижным с возможностью вертикального перемещения между нижним положением (фиг. 3), соответствующим нижней конфигурации, и верхним положением (фиг. 4), соответствующим верхней конфигурации. Первая высота Н1 соответствует высоте нижнего края щупа 30 в нижнем положении, и вторая высота Н2 соответствует высоте нижнего края щупа 30 в верхнем положении.
Устройство 28 обнаружения установлено, например, на опоре 22. Устройство 28 обнаружения установлено подвижно с возможностью вертикального перемещения на опоре 22 с достаточной амплитудой, позволяющей поднять щуп 30 в верхнее положение, компенсируя движение опускания опоры 22 для опускания толкающего механизма 13 ближе к земле или в положение контакта с землей.
Устройство 28 обнаружения содержит регулировочный привод (не показан) для опускания щупа 30 или для подъема щупа 30. Регулировочный привод расположен между опорой 22 и стойками 32. Регулировочный привод является, например, пневматическим, гидравлическим или электрическим приводом.
Толкающее устройство 12 с его устройством 28 обнаружения образует толкающий модуль, выполненный с возможностью установки на уже существующей машине.
Во время работы, когда машина перемещается, устройство 28 обнаружения по умолчанию находится в нижней конфигурации и толкающий механизм 14 поднят.
Для сдвигания кормов по земле в сторону кормовой решетки устройство 28 обнаружения располагают в верхней конфигурации и толкающий механизм 14 опускают.
Устройство 8 управления управляет машиной 2 для перемещения машины 2 вдоль кормовой решетки 3 предпочтительно на заранее определенном постоянном расстоянии от кормовой решетки.
Вследствие перемещения машины толкающий механизм 14 сдвигает корма, находящиеся на пути движения машины 2, к кормовой решетке 3.
Как показано на фиг. 5, машина 2 осуществляет, например, первый проход на заранее определенном расстоянии D относительно кормовой решетки, при этом толкающий механизм 14 опущен и находится в сложенном положении.
Как показано на фиг. 6, машина 2 осуществляет затем второй проход на том же расстоянии D, но толкающий механизм 14 опущен в развернутом положении. Толкающий механизм 14 смещен в боковом направлении относительно тележки 4 в сторону кормовой решетки 3.
Таким образом, тележка 4 остается на расстоянии D от кормовой решетки 3, позволяя сдвигать корма к кормовой решетке 3 на соответствующее расстояние для кормления скота.
Предпочтительно устройство 8 управления выполнено таким образом, чтобы машина 2 перемещалась на первой скорости, когда устройство 28 обнаружения находится в нижней конфигурации, и на второй скорости, когда устройство 28 обнаружения находится в верхней конфигурации, при этом вторая скорость меньше первой скорости.
Это позволяет ограничить последствия возможного столкновения с низким препятствием, которое не обнаружено, так как устройство 28 обнаружения находится в верхней конфигурации.
Как показано на фиг. 7 и 8, в варианте осуществления машина 2 оснащена передним толкающим устройством 12 и задним толкающим устройством 12, например, если машина выполнена с возможностью работы на переднем ходу и на заднем ходу, что позволяет, например, осуществлять проходы вперед и назад без разворота.
Как показано на фиг. 7 и 8, в варианте осуществления машина 2 предпочтительно оборудована кормораздаточным механизмом для распределения кормов вдоль кормовой решетки 3. Таким образом, машина 2 является автоматической машиной раздачи кормов.
Кормораздаточный механизм 34 содержит бункер 36, разделитель 38 для разделения кормов, содержащихся в бункере 36, конвейер 40 для перемещения содержащихся в бункере 36 кормов в сторону разделителя 38, и кормораздатчик 42 для распределения кормов с одной стороны машины 2.
Конвейер 40 является, например, цепным или ленточным конвейером.
Разделитель 38 содержит по меньшей мере один ротор 44, в данном случае два параллельных ротора 44. Роторы 42 ориентированы горизонтально и вращаются вокруг своих соответствующих осей. Вращение роторов 42 позволяет разделять корма, перемещаемые конвейером 40 в сторону разделителя 38. Корма поступают в бункер 36, например, из силосного бурта в спрессованном виде.
Кормораздатчик 42 является ленточным кормораздатчиком, выходящим сбоку машины 2 для укладки кормов вдоль кормовой решетки 3, вдоль которой перемещается машина 2, например между машиной 2 и кормовой решеткой 3.
Сохранение одинакового расстояния D на первом проходе и на втором проходе позволяет кормораздатчику 42 укладывать корма соответствующим образом вдоль кормовой решетки 3 во время двух проходов.
Сохранение одинакового расстояния D на первом проходе и на втором проходе позволяет удерживать достаточное расстояние относительно скота, чтобы не наносить травмы животным.
Поперечное перемещение толкающего механизма 14 позволяет регулировать его поперечное положение для соответствующего сдвигания кормов и одновременно сохранять расстояние D для машины.
Во время первого прохода и/или второго прохода машина 2 распределяет корма. Кормораздатчик насыпает корма вдоль кормовой решетки.
Предпочтительно машина 2 перемещается автономно для сбора кормов в автоматических пунктах загрузки корма, затем для распределения кормов вдоль кормовых решеток. В документе WO 2010/094902 раскрыта автоматическая установка для кормления животных, содержащая такую автономную машину без экипажа и пункты подготовки кормов, предназначенных для раздачи машиной.
Как показано на фиг. 7 и 8, в варианте осуществления машина 2 содержит боковое устройство 50 обнаружения, содержащее, например, боковые щупы 52, расположенные вдоль нижнего края бокового обтекателя 54 машины, для обнаружения препятствий, которые соприкасаются с машиной сбоку. В развернутом положении толкающий механизм 14 выходит в боковом направлении за пределы боковых щупов 52.
Во время прохода машины 2 вдоль кормовой решетки 3 толкающий механизм 14, смещенный в боковом направлении, защищает щупы 52, которые не активируются сдвигаемыми кормами.
Машина 2 независимо оснащена двумя толкающими устройствами 12, одним боковым устройством 50 обнаружения или кормораздаточным механизмом для распределения кормов.
Изобретение не ограничивается представленным вариантом осуществления.
В варианте машина выполнена с возможностью перемещения вдоль предусмотренного по земле рельсового пути. В другом варианте машина подвешена к рельсу, вдоль которого она перемещается. В этих двух вариантах предпочтительно машина является автономной и работает без экипажа. Машина автоматически перемещается вдоль рельсового пути или рельса для перемещения кормов по земле и, в случае необходимости, для сбора кормов в автоматических пунктах загрузки корма.
В варианте на машине с экипажем установлено скребковое устройство для сдвигания кормов, при этом машина имеет кабину для оператора. Машина содержит устройство управления направлением с ручным приводом, или направляется вдоль предусмотренного по земле рельсового пути, или подвешена к рельсу. Если машина не является автономной, устройство обнаружения является факультативным.
В любом случае объединение толкающего механизма и устройства обнаружения препятствий представляет интерес, независимо от типа толкающего механизма.
Таким образом, изобретение в целом относится к толкающему устройству для перемещения кормов по земле, предназначенному для применения на машине, при этом толкающее устройство содержит опору и установленный на опоре толкающий механизм, при этом толкающий механизм выполнен с возможностью сдвигания кормов по земле, а также устройство обнаружения препятствия перед толкающим устройством.
Предпочтительно толкающее устройство выполнено с возможностью опускания толкающего механизма к земле или подъема толкающего механизма над землей, и устройство обнаружения имеет нижнюю конфигурацию для отслеживания препятствий перед толкающим устройством на первой высоте относительно земли, когда толкающий механизм поднят, и верхнюю конфигурацию для отслеживания препятствий перед толкающим устройством на второй высоте, превышающей первую высоту, когда толкающий механизм поднят.