УСТРОЙСТВО УДАЛЕНИЯ НАВОЗА ИЗ ПОМЕЩЕНИЯ ДЛЯ БЕСПРИВЯЗНОГО СОДЕРЖАНИЯ СКОТА
MANURE REMOVING APPARATUS FOR FREESTALL CATTLE BARN

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству удаления навоза из помещения для беспривязного содержания скота, включающему в себя навозно-прогулочный коридор, скребок, выполненный с возможностью протягивания вдоль навозно-прогулочного коридора, который собирает навоз перед собой и транспортирует его в отводящий канал, тяговый трос, прикрепленный к скребку, тяговый механизм для протягивания тягового троса и скребка, блок управления для управления работой тягового механизма, а также средства для измерения тягового усилия тягового троса и для останова работы тягового механизма, когда тяговое усилие превышает пороговое значение, устанавливаемое в блоке управления и основанное на скорости изменения или внезапном увеличении тягового усилия скребка, и/или адаптируемое пороговое значение, автоматически увеличиваемое в зависимости от расстояния перемещения скребка, по мере того, как скребок перемещается от наружного конца навозно-прогулочного коридора в сторону отводящего канала.
Уровень техники
В ранее известных системах удаления навоза данного типа для остановки тягового механизма и движения скребка при заданном тяговом усилии (например, 200 кг) использовалась пружина для измерения растягивающей нагрузки. Однако такая конструкция известных систем приводила к значительным проблемам техники безопасности. На переднем конце (наружном конце) навозно-прогулочного коридора нагрузка навоза все еще достаточно умеренна и, следовательно, предел безопасной нагрузки избыточно высок. Однако предел безопасной нагрузки не может быть существенно снижен, поскольку нагрузка навоза на заднем конце навозно-прогулочного коридора может приводить к нежелательному останову тяги. Кроме того, плотность и объем навоза могут меняться в зависимости от рациона питания. Обычно здоровый крупный рогатый скот без проблем перешагивает через медленно перемещающийся скребок. Однако больные или отелившиеся животные, находящиеся в навозно-прогулочном коридоре (поскольку животные в помещениях для беспривязного содержания имеют свободу перемещения), могут создавать серьезные факторы риска для известного оборудования для удаления навоза.
В публикации EP 1557082 раскрывается устройство удаления навоза вышеупомянутого типа, задача которого состоит в контроле отклонений нагрузки с целью обеспечения безопасного снятия нагрузки скопившегося навоза. Оба конца навозно-прогулочного коридора оснащаются барабанами с приводом от двигателя для тягового троса, нагрузка на который контролируется с помощью измерительного устройства на основании крутящего момента двигателей. При наматывании оборотов троса, одного поверх другого, диаметр барабана увеличивается, а крутящий момент возрастает. В результате этого, точность измерения тягового усилия снижается. Под действием веса вращающихся барабанов и двигателей возникают силы инерции, которые отрицательно влияют на чувствительность измерений и, следовательно, на точность измерений.
Раскрытие изобретения
Цель настоящего изобретения состоит в решении указанной проблемы с помощью устройства удаления навоза, которое позволяет выполнять измерение отклонений нагрузки достаточно чувствительным и точным способом.
Эта цель достигается на основе отличительных признаков, представленных в п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Весовой датчик, используемый в изобретении, непосредственно измеряет тяговое усилие тягового троса, в связи с чем весовой датчик обеспечивает точный и быстрый отклик на изменения нагрузки тягового троса.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором на Фиг. 1 показано устройство удаления навоза по настоящему изобретению, вид сверху под углом в перспективе.
Осуществление изобретения
Устройство удаления навоза содержит скребок (2) с возможностью протягивания вдоль навозно-прогулочного коридора (1), который собирает навоз перед собой и транспортирует его в отводящий канал (3). Со скребком (2) соединен тяговый трос (4), который сверху проходит по навозно-прогулочному коридору (1) вдоль всей его длины, а снизу проходит по сточному каналу для мочи, расположенному под коридором (1). Тяговый трос (4) протянут вокруг фрикционного колеса (6), встроенного в тяговый механизм (5). Фрикционное колесо (6) приводится в движение с помощью двигателя (7) и его зубчатой передачи. Навозно-прогулочный коридор на переднем конце (наружном конце) оснащен свободно вращающимся направляющим колесом, вокруг которого протянут тяговый трос (4). В процессе удаления навоза тяговый трос (4) и скребок (2) протягиваются тяговым механизмом (5) от наружного конца навозно-прогулочного коридора (1) в сторону отводящего канала (3). Это протягивающее движение происходит с такой малой скоростью, что движение скребка (2) не мешает здоровым животным перешагивать через скребок (2) при перемещении с места на место. Аналогичным образом, движение скребка в обратную сторону осуществляется достаточно медленно с точки зрения обеспечения безопасности.
Блок (8) управления устанавливается на стене помещения для беспривязного содержания скота и используется для управления работой тягового механизма (5). Блок (8) управления содержит дисплей и клавиатуру, а также управляющую электронику, которая может включать в себя программно-управляемый процессор вместе с блоком памяти.
Тяговый механизм (5) прикрепляется к торцевой стене или к другой опорной конструкции вместе с весовым датчиком (9), причем указанный весовой датчик непрерывно измеряет тяговое усилие скребка (2) на протяжении всего цикла протягивания. Весовой датчик (9) передает в блок (8) управления данные измерений тягового усилия на протяжении всей дистанции перемещения скребка (2). Весовой датчик представляет собой тензометрический датчик, который измеряет растягивающее или сжимающее усилие. Могут быть предусмотрены также и другие типы датчиков усилия.
Блок (8) управления выполнен с возможностью реагирования на изменение скорости изменения тягового усилия скребка (2). Обычно, тяговое усилие возрастает с относительно постоянной скоростью, а резкие изменения тягового усилия являются весьма незначительными. На основании этого, блок управления был оснащен набором пороговых значений для скорости изменения тягового усилия. В этой связи, изменение скорости соотносится с изменением за период времени, продолжительность которого (например, менее 1 секунды) является подходящей с точки зрения выполняемой работы. Иными словами, пороговое значение скорости изменения превышается, если тяговое усилие возрастает более того, что ожидалось в течение заданного периода времени. Если, например, проход скребка будет заблокирован ногой коровы, то скребок может остановиться, а тяговое усилие резко возрастет. При превышении порогового значения протягивание скребка прекращается и подается аварийный сигнал. Скребок может быть также немного отведен назад с последующей попыткой возобновления движения. Если пороговое значение будет превышено снова, только тогда протягивание скребка будет остановлено и будет подан аварийный сигнал. Пороговое значение может быть определено и задано экспериментальным путем. Пороговое значение скорости изменения тягового усилия в большей или меньшей степени не зависит от абсолютного значения тягового усилия, что позволяет добиться высокой чувствительности без ложных аварийных сигналов. Этот вариант осуществления изобретения легко реализуем на практике.
В качестве альтернативы, в микропроцессор блока (8) управления может быть загружена программа, управление которой конфигурирует блок (8) управления, на основе результатов измерения, поступающих от весового датчика, для автоматического получения и задания меняющегося порогового значения тягового усилия, которое позволяет безопасно снимать нагрузку накопившегося навоза. Таким образом, в этом альтернативном варианте осуществления изобретения пороговое значение, по которому останавливается протягивание, адаптируется к автоматическому увеличению, в определенных границах, в зависимости от расстояния перемещения скребка (2), когда нагрузка навоза транспортируется скребком (2) от наружного конца навозно-прогулочного коридора (1) в сторону отводящего канала (3). В этом случае, также, останов протягивания выполняется только при выявлении экстраординарных отклонений нагрузки. Допустимо, что абсолютная величина нагрузки является небольшой в начале дистанции протягивания, при этом останов вызывается увеличением нагрузки, которое является слишком быстрым по отношению к расстоянию протягивания. В конце протягивающего перемещения допускается, чтобы нагрузка была достаточной большой, т.е. такой, какую устройство во время работы регистрирует и записывает в память в качестве безопасной тяговой нагрузки на последнем участке дистанции перемещения.
При первом использовании в обоих вариантах осуществления изобретения устройство может быть подвергнуто испытательным прогонам, во время которых устройство настраивается (или устройство обучается) с помощью безопасных пороговых значений либо для скорости изменения тягового усилия, либо для тягового усилия в зависимости от расстояния перемещения скребка. В результате этого, устройство способно безопасно и эффективно удалять навозные массы, образующиеся в рабочих условиях, имеющих место в произвольный момент времени.