Манипулятор доильной установки с управляемым режимом доения по четвертям вымени коровы
MILKING UNIT MANIPULATOR WITH CONTROLLED MODE OF MILKING BY QUARTER OF UDDER OF COW

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к устройствам для механизации и автоматизации процесса доения коров.
Известно приспособление для автоматической дойки молочного скота, содержащее доильный станок, датчик изображения и доильный робот для автоматического присоединения доильных стаканов к соскам животных на основе информации, полученной от датчика изображения (патент РФ № 2473211 C2, МПК A01J 5/017, опубл. 27.01.2013, бюлл. № 3).
Недостатками известного приспособления являются высокая стоимость, конструктивная сложность, большая материалоемкость, отсутствие возможности полуавтоматического подвода доильных стаканов оператором в случае отказа системы управления и невозможность использования в существующих конструкциях доильных залов.
Известен автоматический рычажный механизм, в котором рычаг и держатель доильных стаканов имеют возможность независимого поворота друг от друга в горизонтальной плоскости и совместного перемещения посредством общего привода в вертикальной плоскости (патент РФ № 2650392 C9, МПК A01K 1/12, опубл. 30.05.2018 бюлл. № 16). Вся конструкция размещается в специальной перегородке, расположенной между соседними животными (например, на доильной установке типа «Карусель»). При этом рычажный механизм может выдвигаться из перегородки для подключения доильных стаканов к соскам животных и убираться в нее при выпуске коров с доильной площадки.
Недостатками данной системы является значительная стоимость автоматической доильной установки из-за необходимости оборудования перегородкой, с расположенной в ней автоматической рукой-манипулятором, каждого доильного места, конструктивная сложность и затрудненность вмешательства в процесс обслуживания животных оператора или механика для проведения несложных ремонтов или перезапуска системы автоматики в процессе дойки по причине труднодоступности рычажного механизма и системы приводов, расположенных между животными.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является манипулятор доильной установки, содержащий держатель доильных стаканов, снабженных сильфонными механизмами додаивания и  ловушкой, установленными на штоке, управляемом первым пневмоцилиндром, который в свою очередь соединен с  поворотным рычагом, управляемым вторым пневмоцилиндром вывода манипулятора, блок управления, состоящий из четырех датчиков, каждый из которых своими входами соединены через коллекторы с доильными стаканами, а выходами с молочным шлангом через управляемый пневмозажим с общим молокопроводом (А.С. СССР № 1750511 A1, М.Кл.A01J7/00, опубл. 30.07.1992, бюлл. № 28).
К недостаткам прототипа относятся конструктивная сложность, невозможность индивидуального отключения выдоенной доли вымени от вакуума с целью исключения холостого доения, невозможность учета количества надаиваемого с каждой четверти молока, отсутствие регулирования режимов работы доильного аппарата по каждой доли (частота пульсации, соотношение тактов) в зависимости от скорости молокоотдачи, отсутствие контроля температуры и электропроводности молока для диагностики состояния вымени животного с последующей цифровой обработкой и передачей данных в компьютерную сеть.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности машинного доения с учетом неравномерности развития и выдаивания отдельных четвертей вымени животных, облегчение труда оператора, исключение  холостого доения и отрицательного воздействия высокого вакуума на соски и четверти вымени, контроль их состояния и качества молока, снижение заболеваемости коров маститом, исключение попадания загрязнений в молоко в результате случайного спадания (сбивания коровой) доильных стаканов на пол, повышение полноты выдаивания животных и  их продуктивного долголетия.
В результате использования предлагаемого изобретения повышаются надежность, физиологичность и эргономичность работы доильного аппарата за счет автоматизированного подвода доильных стаканов к соскам вымени коровы, располагающихся на различной высоте у разных животных, индивидуальное автоматическое управление процессом доения по каждой четверти вымени электромагнитным пульсатором с регулируемыми параметрами на основе точного непрерывного измерения датчиками-счетчиками потока  количества и качества молока, надаиваемого от каждой четверти вымени животного, контроль температуры и электропроводности молока, отключение от вакуума после выдаивания соответствующей четверти каждого доильного стакана с последующей их фиксацией в индивидуальных держателях, установленных на управляемом по высоте рычаге манипулятора, который по окончании выдаивания  последней четверти отводится из зоны расположения вымени животного для свободного выхода животного с доильной установки.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом манипуляторе доильной установки с  управляемым режимом доения по четвертям вымени коровы, содержащем держатель доильных стаканов, установленный на рычаге поддержки, который имеет возможность поворота в вертикальной плоскости посредством линейного привода за счет шарнирного соединения с промежуточным рычагом, который в свою очередь шарнирно соединен с рычагом отведения манипулятора с возможностью его поворота в горизонтальной плоскости посредством второго линейного привода, шарнирно соединенного одним концом с неподвижной стойкой, а вторым - с промежуточным рычагом; электромагнитный пульсатор, блок  электромагнитных клапанов, блок питания,  датчики-счетчики потока молока, датчики температуры и электропроводности молока, подключенные к блоку управления, вакуумпроводу и молокопроводу, согласно изобретению, рычаг поддержки имеет возможность поворота в вертикальной плоскости посредством управляемого  линейного привода и выполнен в виде параллелограммного механизма, сохраняющего  горизонтальное положение блока индивидуальных держателей доильных стаканов, шарнирно прикрепленного к одной из вертикальных сторон параллелограммного механизма, причем индивидуальные держатели доильных стаканов выполнены  в виде независимо поворачивающихся на определенный угол продолговатых колец, в которых могут свободно перемещаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях доильные стаканы, фиксируясь в них при отключении вакуума по окончании доения соответствующей доли вымени, при этом электромагнитный пульсатор выполнен в виде четырех независимых пневмораспределителей, обеспечивающий индивидуальный управляемый режим доения в каждом доильном стакане.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1 и фиг. 2, где на фиг. 1 представлена общая схема манипулятора доильной установки с  управляемым режимом доения по четвертям вымени коровы, на фиг. 2 представлен вид сверху манипулятора с блоком держателей доильных стаканов.
Манипулятор доильной установки с  управляемым режимом доения по четвертям вымени коровы содержит блок индивидуальных держателей 1 доильных стаканов 2, установленный на рычаге поддержки 3, выполненном в виде параллелограммного механизма 4, имеющего возможность поворота в вертикальной плоскости посредством линейного привода 5 за счет шарнирного соединения с промежуточным рычагом 6, который, в свою очередь, шарнирно соединен с рычагом отведения 7 с возможностью его поворота в горизонтальной плоскости посредством второго линейного привода 8, шарнирно соединенного одним концом с неподвижной стойкой 9, а вторым - с промежуточным рычагом 6; электромагнитный пульсатор 10 с четырьмя независимыми пневмораспределителями 11 и блок электромагнитных клапанов 12, подключенные своими входами к вакуумпроводу 13 и блоку питания 14, а выходами, соответственно к доильным стаканам 2 и датчикам-счетчикам потока молока 15 (патент РФ № 153672 «Счетчик молока», опубл. 27.07.2015 в бюлл. №21), которые снабжены датчиками температуры 16 и электропроводности молока 17 и подключены к блоку управления 18 и молокопроводу 19.
Манипулятор доильной установки с  управляемым режимом доения по четвертям вымени коровы работает следующим образом.
Блок индивидуальных держателей 1 доильных стаканов 2, установленный на рычаге поддержки 3, выполненном в виде параллелограммного механизма 4, при включении оператором линейного привода 5 подводится под вымя животного. Наличие параллелограммного механизма 4 позволяет блоку индивидуальных держателей 1 всегда сохранять горизонтальное положение доильных стаканов 2 для их удобного подключения к соскам вымени коровы и последующего по окончании доения отключения.  Оператор останавливает линейный привод 5  соответствующей кнопкой на блоке управления 18, а другой кнопкой включает в работу через блок электромагнитных клапанов 12 датчики-счетчики потока молока 15, которые подают вакумметрическое давление к доильным стаканам 2 от молокопровода 19. Доильные стаканы 2 по очереди подключаются к соскам вымени животного и начинается процесс доения. Одновременно от  электромагнитного пульсатора 10, имеющего четыре независимых пневмораспределителя 11, переменный вакуум с регулируемой частотой пульсации и соотношением тактов в зависимости от скорости молокоотдачи в соответствующей четверти вымени коровы индивидуально подводится в каждый доильный стакан. По окончании доении соответствующей четверти вымени один из четырех датчиков - счетчиков потока молока 15, посредством блока электромагнитных клапанов 12,  получающих сигналы от блока управления 18,  отключает от вакуума соответствующий доильный стакан 2. При этом отключенный доильных стакан опускается с соска вымени и фиксируется в соответствующем индивидуальном держателе, не влияя на процесс доения других четвертей вымени коровы. Одновременно один их четырех пневмораспределителей 11 электромагнитного пульсатора 10 также отключает переменный вакуум от соответствующего  доильного стакана 2. Так происходит до тех пор, пока последняя четверть вымени не будет выдоена. После чего поступает команда на выведения рычагов манипулятора из-под вымени животного. Вначале срабатывает рычаг отведения 7, которым управляет второй линейный привод 8, а затем поднимается рычаг поддержки 3 с блоком держателей доильных стаканов 2, освобождая выход коровы из доильного станка.