ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТРОЙСТВА СОСКРЕБАНИЯ НАВОЗА
SAFETY DEVICE FOR DEVICE OF SCRAPING MANURE

Настоящее изобретение относится к предохранительной системе для устройства соскребания навоза, причем устройство соскребания навоза содержит навозный скребок и приводной механизм, выполненный с возможностью приведения в движение навозного скребка вдоль поверхности пола для животных таким образом, что навозный скребок продвигает навоз по поверхности пола к поперечному каналу, расположенному у концевого участка поверхности пола.
Обычно навозный скребок совершает возвратно-поступательное движение вдоль удлиненной проходной площадки для коров в коровнике. Поперечный канал расположен в по меньшей мере одном конце удлиненной проходной площадки. Навозный скребок перемещает навоз по поверхности пола в проходной площадке к поперечному каналу. Навозный скребок может быть снабжен предохранительной системой, останавливающей навозный скребок, если он входит в контакт с тяжелым предметом в проходной площадке, например, таким как часть коровы. Однако телята и особенно маленькие телята значительно легче коров. Если навозный скребок входит в контакт с частью маленького теленка, то нет уверенности в том, что навозный скребок будет остановлен. В этом случае существует риск того, что навозный скребок будет перемещать теленка вместе с навозом вдоль проходной площадки к поперечному каналу. Если же теленок попадет в поперечный канал, то он будет удален вместе с навозом посредством устройства транспортировки навоза, которое перемещает навоз из одной или нескольких проходных площадок в зону хранения навоза. Если теленок попадет в поперечный канал, то он может получить серьезные повреждения или погибнуть.
Задачей настоящего изобретения является создание предохранительного устройства, предотвращающего выталкивание небольших животных, таких как телята, в поперечный канал посредством навозного скребка, перемещающегося вдоль поверхности пола для животных.
Данная задача достигается, в соответствии с изобретением, посредством того, что предохранительная система содержит средство обнаружения, выполненное с возможностью обнаружения наличия посторонних предметов, имеющих по меньшей мере заданную высоту над поверхностью пола, и устройство экстренного отключения, выполненное с возможностью приема информации из упомянутого средства обнаружения и отключения упомянутого приводного средства в том случае, если такой посторонний предмет, имеющий заданную высоту над поверхностью пола, будет обнаружен, так что навозный скребок автоматически экстренно отключается, прежде чем данный посторонний предмет будет задвинут в поперечный канал. Если, например, операторы в коровнике не заметили, что корова отелилась на поверхности пола, то существует большой риск того, что навозный скребок задвинет теленка вместе с навозом в поперечный канал, прежде чем теленок сможет встать на ноги. Возможно также, что небольшое животное, такое как теленок, может упасть на поверхность пола, когда она входит в контакт с навозным скребком, и может быть задвинут в поперечный канал. Устройство экстренного отключения способно остановить навозный скребок, как только средство обнаружения обнаружит посторонний предмет, имеющий заданную высоту, которым может оказаться теленок. Таким образом, можно предотвратить заталкивание по существу всех телят в поперечный канал посредством навозного скребка.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, упомянутое средство обнаружения выполнено с возможностью обнаружения наличия таких посторонних предметов в концевом участке поверхности пола, на которой совершает возвратно-поступательные движения навозный скребок. Если посторонний предмет, такой как маленький теленок, будет обнаружен на поверхности пола в положении, очень близком к поперечному каналу, то существует большой риск того, что данный теленок будет задвинут в поперечный канал навозным скребком. Средство обнаружения может быть выполнено с возможностью обнаружения наличия таких посторонних предметов в упомянутом концевом участке на расстоянии 20-100 см от поперечного канала. Для того чтобы предотвратить заталкивание теленка в поперечный канал навозным скребком, навозный скребок должен быть экстренно остановлен на некотором расстоянии от поперечного канала.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения, средство обнаружения выполнено с возможностью обнаружения наличия посторонних предметов, которые выше, чем высота навозного скребка. Навоз имеет более или менее жидкую консистенцию. Таким образом, если к поперечному каналу перемещается слишком много навоза, то навоз переливается через верхний край навозного скребка. Следовательно, высота навоза не будет больше, чем высота навозного скребка. Поэтому возможно, что навозный скребок и навоз будут перемещаться мимо средства обнаружения без приведения в действие устройства экстренного отключения. Если же средство обнаружения обнаружит предмет, имеющий большую высоту по сравнению с высотой навозного скребка, то данный предмет является посторонним предметом, который должен быть продвинут к поперечному каналу. В случае если маленькое животное будет продвигаться к поперечному каналу навозным скребком, то обычно по меньшей мере часть животного будет находиться выше уровня высоты навозного скребка. Таким образом, средство обнаружения обнаруживает наличие животного и навозный скребок подвергается экстренному отключению, прежде чем данное животное будет задвинуто в поперечный канал.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения, упомянутое средство обнаружения размещается на неподвижном элементе на по меньшей мере одной стороне упомянутого концевого участка. Такой неподвижный элемент может представлять собой уже существующий элемент, такой как элемент ограждения или элемент столба. Упомянутое средство обнаружения может содержать источник света, излучающий световой луч поперек упомянутого концевого участка поверхности пола, и датчик, выполненный с возможностью регистрации, когда какой-либо предмет прерывает световой луч. Такие средства обнаружения просты и надежны в эксплуатации. Предпочтительно, источник света выполнен с возможностью излучения ИК луча поперек упомянутого концевого участка. В качестве альтернативы, для образования светового луча может быть использовано электромагнитное излучение другого вида, например видимое излучение, ультрафиолетовое излучение или лазерное излучение.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения, упомянутый источник света и датчик размещаются на противоположных сторонах упомянутого концевого участка. В этом случае источник света образует световой луч, попадающий на датчик на противоположной стороне концевого участка поверхности пола. Если же световой луч прерывается посторонним предметом, то датчик не обнаруживает световой луч и блок управления приводит в действие устройство экстренного отключения. В качестве альтернативы, упомянутый источник света и датчик размещаются на одной стороне упомянутого концевого участка, и средство обнаружения содержит отражающий элемент, расположенный на противоположной стороне. В этом случае источник света и датчик могут представлять собой один блок.
В соответствии с другим альтернативным вариантом осуществления, средство обнаружения содержит трехмерную камеру. Посредством такой камеры можно обнаруживать предметы, имеющие заданную высоту, в концевом участке поверхности пола. Камера может быть расположена на одной стороне упомянутого концевого участка или установлена выше концевого участка. Средство обнаружения может содержать вычислительный блок или подобное устройство с соответствующим программным обеспечением, посредством которого можно анализировать изображения, полученные из камеры, и обнаруживать посторонние предметы, имеющие по меньшей мере упомянутую заданную высоту.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, упомянутое средство управления содержит выключатель, выполненный с возможностью отключения подачи энергии в приводной механизм навозного скребка, если такой посторонний предмет будет обнаружен в упомянутом концевом участке. Посредством отключения подачи энергии в приводной механизм навозный скребок будет моментально остановлен. Устройство экстренного отключения может содержать элемент ручного управления, который должен быть использован для повторного включения навозного скребка, когда он был экстренно остановлен. Таким образом, можно вручную повторно включить навозный скребок. Оператор повторно включает навозный скребок, когда обнаруженный посторонний предмет удален из упомянутого концевого участка поверхности пола. Предпочтительно, элемент ручного управления расположен рядом с концевым участком поверхности пола.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, устройство экстренного отключения выполнено с возможностью приема информации о положении навозного скребка на поверхности пола и устройство экстренного отключения выполнено с возможностью отключения навозного скребка только в том случае, если такой посторонний предмет обнаружен в упомянутом концевом участке в тот момент, когда навозный скребок находится в упомянутом концевом участке. Если же навозный скребок не находится в упомянутом концевом участке, то по меньшей мере в данный момент отсутствует риск того, что обнаруженный предмет будет задвинут в поперечный канал навозным скребком. В данном случае обнаруженным предметом может быть оператор или корова, которые временно оказались в упомянутом концевом участке. Таким образом, можно предотвратить ошибочное экстренное отключение навозного скребка.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, предохранительная система содержит устройство тревожной сигнализации, которое приводится в действие, когда навозный скребок подвергается экстренному отключению. Устройство тревожной сигнализации обращает внимание на то, что навозный скребок был экстренно отключен. Оператор в коровнике реагирует на сигнал тревоги, подходит к навозному скребку и удаляет обнаруженный предмет. Если обнаруженным предметом является теленок, то он будет спасен посредством предохранительной системы. Устройство тревожной сигнализации может быть выполнено с возможностью генерирования видимого сигнала тревоги и/или слышимого сигнала тревоги, когда навозный скребок был экстренно отключен. Видимый или слышимый сигнал надежно обращает внимание на экстренное отключение. Устройство тревожной сигнализации может быть выполнено с возможностью передачи информации в устройство связи, используемое оператором, когда навозный скребок был экстренно отключен. В этом случае можно альтернативным способом информировать оператора о том, что навозный скребок был экстренно отключен. При этом оператор может находиться на относительно большом расстоянии от навозного скребка.
Ниже предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны посредством примеров и со ссылками на прилагаемые чертежи, из которых:
Фиг.1 изображает коровник, содержащий несколько устройств соскребания навоза, снабженных предохранительной системой в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 изображает устройство соскребания навоза и предохранительную систему в соответствии с первым вариантом осуществления, и
Фиг.3 изображает устройство соскребания навоза и предохранительную систему в соответствии со вторым вариантом осуществления.
На фиг.1 показан коровник на примерно 60 дойных коров. В данном случае коровник содержит зону 1 подачи грубых кормов, включающую в себя зоны 2 отдыха и удлиненный подающий транспортер 3 для коров. Коровник дополнительно содержит доильную площадку 4, содержащую произвольную доильную установку 5. Доильный робот 6 прикрепляет доильные стаканы к коровам в доильной установке 5. Кроме того, коровник содержит зону 7 подачи концентрированных кормов, которая содержит участки 8 подачи концентрированных кормов, и зону 9 сепарирования и обработки.
Зона 1 подачи грубых кормов представляет собой основную часть коровника. Зона 1 подачи грубых кормов содержит четыре удлиненные проходные площадки 11 для коров. По сторонам проходных площадок 11 размещен ряд боксов, включающих в себя зоны 2 отдыха. Зона 1 подачи грубых кормов содержит коридоры 12, соединяющие проходные площадки 11. Коридоры 12 позволяют коровам по существу свободно перемещаться по всей зоне 1 подачи грубых кормов. Каждая проходная площадка 11 содержит навозный скребок 13. Навозные скребки 13 совершают возвратно-поступательные движения вдоль удлиненных проходных площадок 11. Навозные скребки 13 перемещают навоз в проходных площадках 11 к общему поперечному каналу 14, расположенному в конце удлиненных проходных площадок. Устройство 15 транспортировки навоза перемещает навоз в общем поперечном канале 14 в зону 16 хранения.
На фиг.2 показан навозный скребок 13 в проходной площадке 11. Проходная площадка 11 образована посредством углубленной поверхности 11а пола и вертикальных боковых поверхностей 11b. Навозный скребок 13 содержит центральную часть 13а и две боковые части 13b, каждая соединенная с возможностью поворота с центральной частью 13а. Навозный скребок 13 совершает возвратно-поступательное движение вдоль поверхности 11а пола посредством приводного механизма 18. Приводной механизм 18 содержит гибкий приводной вал 17, подсоединенный к центральной части 13а навозного скребка 13. Гибкий приводной вал 17 выполнен с возможностью приведения в движение гидравлическим способом. Блок 19 управления выполнен с возможностью управления приводным механизмом 18 и перемещением навозного скребка 13 вдоль проходной площадки 11.
Когда навозный скребок 13 перемещают в направлении вперед к поперечному каналу 14, боковые части 13b навозного скребка 13 автоматически поворачиваются наружу, так что их свободные концы входят в контакт с вертикальными боковыми поверхностями 11b проходной площадки 11. Когда боковые части 13b навозного скребка 13 находятся в данном положении, навозный скребок 13 продолжается по всей ширине проходной площадки 11. Таким образом, весь навоз, расположенный на поверхности 11а пола впереди навозного скребка 13, будет продвигаться к поперечному каналу 14 посредством навозного скребка 13, когда его перемещают к поперечному каналу. Навозный скребок 13 автоматически останавливается в переднем концевом положении проходной площадки 11. В данном положении центральная часть 13а навозного скребка 13 расположена очень близко к передней концевой кромке 11с проходной площадки 11 и поперечному каналу 14. Когда навозный скребок 13 достигает данного переднего концевого положения, по существу весь навоз впереди него задвинут в поперечный канал 14.
Затем блок 19 управления приводит в действие приводной механизм 18 таким образом, что навозный скребок 13 начинает перемещаться обратно вдоль проходной площадки 11. Во время обратного перемещения боковые части 13b навозного скребка 13 могут поворачиваться внутрь таким образом, что между вертикальными боковыми поверхностями 11b проходной площадки 11 и навозным скребком 13 образуются промежутки. Когда навозный скребок 13 перемещается обратно, навоз на поверхности 11а пола позади навозного скребка 13 будет проходить через данные промежутки. Когда навозный скребок 13 достигается заднего концевого положения в проходной площадке 11, блок 19 управления отключает приводной механизм 18. Затем блок 19 управления приводит в действие приводной механизм 18 таким образом, что он снова перемещает навозный скребок 13 в направлении вперед к поперечному каналу 14.
Каждый навозный скребок 13 содержит предохранительную систему. Предохранительная система выполнена с возможностью предотвращения заталкивания посторонних предметов, имеющих некоторый размер, таких как телята, в поперечный канал 14 посредством навозного скребка 13. Существует риск выталкивания особенно маленьких телят в поперечный канал 14 посредством навозного скребка 13. Если теленка выталкивают в поперечный канал 14, он может получить серьезные повреждения или погибнуть. Предохранительная система содержит источник 20 света, размещенный на одной стороне переднего концевого участка 11d проходной площадки 11 вблизи поперечного канала 14. В данном случае источник света выполнен в виде источника 20 инфракрасного света, излучающего инфракрасный луч 21 поперек проходной площадки 11. На противоположной стороне проходной площадки 11 размещен инфракрасный (ИК) датчик 22. В данном случае ИК датчик 22 размещен на неподвижном элементе 23 ограждения на одной стороне проходной площадки 11. Источник 20 ИК света может быть также размещен на уже существующем элементе 23 ограждения на противоположной стороне проходной площадки 11.
ИК луч 22 должен быть расположен на высоте х, которая несколько выше, чем высота навозного скребка 13, над поверхностью 11а пола, чтобы он не прерывался навозным скребком 13, когда он перемещает навоз к поперечному каналу 14. Если же теленок продвигается навозным скребком 13 к поперечному каналу, то обычно по меньшей мере часть теленка будет находиться выше уровня высоты навозного скребка 13. Таким образом, ИК луч 22 будет прерываться теленком. Кроме того, ИК луч должен быть расположен на расстоянии y от передней концевой кромки 11с проходной площадки 11, чтобы навозный скребок 13 экстренно останавливался на безопасном расстоянии от передней концевой кромки 11с проходной площадки 11. Таким образом, по существу отсутствует риск того, что теленок попадет в поперечный канал 14. Расстояние y может находиться в пределах 20-100 см.
ИК датчик 22 подсоединен к блоку 19 управления. Блок 19 управления принимает информацию из ИК датчика 22, по меньшей мере когда ИК луч 21 прерывается. Блок 19 управления принимает также информацию о положении навозного скребка 13 в проходной площадке 11. В этом случае блок управления принимает информацию из второго датчика 24 положения о положении навозного скребка 13. Приводной механизм 18 приводится в действие посредством источника 25 питания, которым может быть, например, источник электроэнергии. Между источником 25 питания и приводным механизмом 18 расположен выключатель 26. Выключатель выполнен с возможностью приведения в положение «включено» и в положение «выключено». Блок 19 управления подсоединен к устройству 27 тревожной сигнализации.
Во время работы навозного скребка 13 он совершает возвратно-поступательное движение вдоль поверхности 11а пола. Навозный скребок 13 перемещает навоз из проходной площадки 11 к поперечному каналу 14. ИК луч 21 расположен на некоторой высоте над поверхностью 11а пола, так что навозный скребок 13 и навоз могут перемещаться к поперечному каналу под ИК лучом 21. Если же теленок или другой посторонний предмет, имеющий высоту, которая соответствует высоте (х) ИК луча, перемещается к концевому участку 11d проходной площадки 11, то такой предмет будет прерывать ИК луч 21. Когда это происходит, блок 19 управления принимает информацию из ИК датчика 22. Блок 19 управления также принимает информацию из датчика 24 положения о положении навозного скребка 13. Если же в упомянутом переднем концевом участке 11d обнаружен как посторонний предмет, так и навозный скребок, то блок 19 управления переводит выключатель 26 в положение «выключено», так что подача электроэнергии из источника 25 питания в приводной механизм 19 прекращается. Навозный скребок 13 экстренно останавливается, и блок 19 управления приводит в действие устройство 27 тревожной сигнализации.
Устройство 27 тревожной сигнализации может генерировать видимый сигнал тревоги и/или слышимый сигнал тревоги. В качестве альтернативы или одновременно, устройство 27 тревожной сигнализации передает информацию в устройство связи, используемое оператором в коровнике, когда скребок экстренно останавливается. Такое устройство связи может представлять собой мобильный телефон или др. Устройство 27 тревожной сигнализации обращает внимание на то, что навозный скребок 13 был экстренно остановлен. Оператор в коровнике подходит к навозному скребку 13 и удаляет посторонний предмет, который прервал ИК луч 21. Если данным предметом является теленок, то он будет спасен посредством предохранительной системы. Для того чтобы повторно включить навозный скребок 13, оператор должен использовать элемент 28 ручного управления. Если же навозный скребок 13 не находится в переднем концевом участке 11d проходной площадки 11, когда ИК луч 21 прерван, то блок 19 управления не будет переводить выключатель 26 в положение «выключено». В этом случае ИК луч 21 прерывается не предметом, перемещенным в передний концевой участок 11d посредством навозного скребка 13. В этом случае ИК луч может быть прерван коровой или оператором, находящимся в переднем концевом участке 11d проходной площадки 11.
На фиг.3 показан альтернативный вариант осуществления предохранительной системы. В данном случае трехмерная камера 29 используется для обнаружения посторонних предметов, имеющих заданную высоту над поверхностью 11а пола, в переднем концевом участке 11d проходной площадки 11 вблизи поперечного канала 14. В данном случае камера 29 установлена на неподвижном элементе в виде элемента 30 столба на одной стороне переднего концевого участка 11d проходной площадки 11. В качестве альтернативы, камера 29 может быть установлена в положении над передним концевым участком 11d проходной площадки 11. В этом случае камера 29 может быть установлена на элементе крыши или на неподвижном элементе, продолжающемся над передним концевым участком 11d проходной площадки 11. Блок 19 управления по существу непрерывно принимает и анализирует изображения из камеры 29. Если блок 19 управления принимает изображения, показывающие как посторонний объект, имеющий упомянутую заданную высоту, так и навозный скребок 13 в переднем концевом участке 11d, то блок 19 управления переводит выключатель 26 в положение «выключено», так что подача энергии в приводной механизм 18 прекращается. Блок 19 управления приводит в действие устройство 27 тревожной сигнализации, и оператор обращает внимание на то, что навозный скребок 13 был экстренно остановлен. Оператор подходит к навозному скребку 13 и удаляет предмет/теленка из переднего концевого участка 11d проходной площадки 11. Оператор повторно включает навозный скребок 13 посредством элемента 28 ручного управления.
Изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления и при желании может быть изменено и модифицировано в пределах объема формулы изобретения. Навозный скребок может, например, иметь по существу произвольную конструкцию.