С. М. Ведищев - "Механизация доения коров" (учебное пособие). Глава 5. Применение роботизированных доильных установок.

Главная » История доения » С. М. Ведищев - "Механизация доения коров" (учебное пособие). Глава 5. Применение роботизированных доильных установок.

5. ПРИМЕНЕНИЕ РОБОТИЗИРОВАННЫХ ДОИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Первые роботы были выпущены в 1980-х гг. в Западной Европе. Разработкой роботизированных систем занимались фирмы "Lely" и "Prolion" (Нидерланды), "Fullwood" (Великобритания), "Alfa-Laval-Agri" (Швеция), "Westfalia Landtechnik" (Еермания), "Gascoigne Melotte" (Франция) и др.

Рис. 5.1 Схема доильного робота Astronaut: 

1 - манипулятор позиционирования животного; 2 - входная дверца; 3 - выходная дверца; 4 - автомати­ческая кормораздаточная станция; 5 - блок регулирования перемещения руки; 6 - доильные стаканы; 7 - лазерные датчики; 8 - рука робота; 9 - ролики обмыва вымени лазерные датчики; 8 - рука робота; 9 - ролики обмыва вымени

 

Доильный робот "Astronaut" фирмы "Lely" состоит из доильного бокса с размерами 4,5х2,5х2,5 м (рис. 5.1). При входе коровы в бокс происходит ее идентификация, и компьютер определяет: необходимость доения коровы сейчас, или немедленно выпустить ее из бокса. Если необходимо доить корову, то в кормушку выдается порция 1,5    2,5 кг концентрированного корма. Движение животного сзади ограничивается специальным мани­

пулятором 1. Примерно через 10 с после позиционирования коровы рука 8 робота захватывает устройство 9 для обмыва вымени с двумя роликами, покрытыми хлопчатобумажной тканью, увлажненной водой, и подводит под вымя животного. Определяется место расположения сосков и начинается процесс их очистки вращающимися в разные стороны роликами. После очистки рука робота отводит ролики в специальную выемку, где происходит их промывка водой и обеззараживание дезинфицирующими растворами.

Рука робота снова подводится под корову, но уже с доильным аппаратом 6 и с помощью лазера 7 начина­ется его позиционирование. Для позиционирования в качестве точки отсчета служат передние соски, по окон­чании позиционирования робот начинает последовательно надевать доильные стаканы на соски, начиная с зад­них четвертей вымени. При этом подвижная тестовая плита передает движение коровы с помощью ультразву­кового датчика руке робота, которая повторяет движения коровы. При неудачной попытке надеть доильные стаканы робот делает еще две дополнительные попытки. При неудачной третьей попытке робот выпускает ко­рову, выдает звуковой сигнал и сообщение на дисплей компьютера. Первые струйки молока сдаиваются в спе­циальный резервуар. Количество надоенного молока и его электропроводность из каждой четверти вымени жи­вотного поступает по отдельному молокопроводу. Доильные стаканы снимаются с каждого соска вымени от­дельно, по мере прекращения из него молокоотдачи.

Многобоксовая роботизированная доильная установка "Liberty" фирмы "Prolion" включает до 4-х боксов, обслуживаемых одной рукой (рис. 5.2).

При входе коровы происходит ее идентификация и принимается решение о необходимости доения. При положительном решении в кормушку выдается соответствующая порция концентрированного корма. Предва­рительное позиционирование животного осуществляется за счет перемещения передней стенки с кормушкой (размеры животного занесены в компьютер). Затем рука робота перемещается в доильный бокс, захватывает боковой консоль с доильным аппаратом и подводит его под вымя животного. Места расположения сосков вы­мени определяются двумя ультразвуковыми датчиками. При этом относительной точкой отсчета является пе­редний правый сосок, координаты которого определяет один из ультразвуковых датчиков. Другой датчик, пе­ремещаясь сверху вниз, определяет расстояния между относительной точкой и другими сосками. При движении животного подвижный модуль соответственно изменяет свое положение.

Рис. 5.2 Технологическая схема работы доильного робота "Liberty 

При завершении позиционирования последовательно надеваются на отдельные четверти вымени доильные стаканы и начинается процесс обмыва сосков в стаканах струями воды. Использованная вода вместе с первыми струйками молока отводится в специальный бак. Через 8_10 с после этого начинается процесс доения. Коли­чественные показатели и электропроводность контролируются по каждой четверти вымени.

После надевания доильных стаканов рука робота возвращается в исходное положение и может использо­ваться в других боксах. Под выменем животного доильный аппарат поддерживается при помощи специального бокового консоля. По окончании доения доильные стаканы спадают с сосков вымени и консолем возвращаются в исходное положение. Передняя стенка с кормушкой отходит от коровы, открывается дверца, и корова выхо­дит из бокса.

Поставляемые во Францию доильные роботы "Miros" фирмы "Manus" отличаются от доильных роботов "Liberty" только доильной аппаратурой, которая разработана фирмой "Manus".

Однобоксовый доильный робот "Merlin", выпускаемый фирмой Fullwood", ориентирован на робот "Astronaut" фирмы "Lely". Программное обеспечение и технология доения этого робота разработаны в Велико­британии. Основными отличиями робота "Merlin" от робота "Astronaut" заключаются в следующем:

  • идентификация и регистрация всех перемещений животного осуществляется с помощью шагомера, за­крепленного на ноге коровы;
  • используется энергосберегающая система шестиминутной промывки и дезинфекции доильного обору­дования кипящей водой.

Доильный робот фирмы "Alfa-Laval Agri" марки VMS (Voluntary Milking System) имеет следующие отли­чительные особенности:

  • использование пневматической системы для привода некоторых элементов робота (в том числе и меха­низмы надевания и съема доильных стаканов);
  • применение четырехточечного механизма подвески доильных стаканов, обеспечивающих их переме­щение в горизонтальной плоскости.

Роботизированная доильная система "Duvelsdorf' (фирма "Westfalia") включает 2...4 бокса тандемного ти­па, установленных в ряд. К ним подключен дополнительный бокс мойки и селекции коров, благодаря чему уве­личивается производительность всей установки в целом.

Система работает следующим образом. Для подготовки коровы к доению входящая в доильный зал корова удерживается в боксе селекции, где промывается ее вымя. Рычаг робота с круглой щеткой выдвигается под ко­рову. Для очистки сосков и вымени щетка с поступающей к ней промывочной водой вращается, движется впе­ред и назад. По истечении установленного заранее времени подача воды прекращается и щетка высушивает вымя. После корова входит в один из доильных станков, идентифицируется, и компьютер принимает решение о необходимости доения животного. Затем рука этого робота захватывает доильный аппарат и перемещает под вымя, с помощью ультразвуковых и оптических датчиков определяет месторасположение сосков (при загрязне­нии оптических датчиков они автоматически промываются влажной губкой). Доильные стаканы надеваются последовательно. При этом если корова изменяет свое положение, то рука робота тоже перемещается. Одна рука робота обслуживает все доильные боксы, перемещаясь по специальной направляющей. Процесс доения, снятия доильных стаканов, контроль качества и количества молока осуществляется аналогично другим автома­тизированным системам доения.

Фирма "Gascoigne Melotte" разработала роботизированную систему "Zenith", состоящую из одного доиль­ного бокса, сконструированного в виде комбинированной секции для доения и раздачи концентрированных кормов. Позиционирование животного осуществляется при помощи стенки. Доение ведется через задние ноги животного. Удары по доильному аппарату исключаются при помощи двух специальных скоб. Рука робота удерживает доильный аппарат во время всего процесса доения.

Модуль доильный универсальный МДУ-1 (рис. 5.3) предназначен для автоматизированного доения коров со сбором молока в доильное ведро на универсальной доильной станции типа УДС-3 и ее модификациях в лет­них лагерях и на пастбищах. Модуль доильный монтируется на станции УДС-3, состоит из доильного аппарата, пульсатора АДУ.02.000.01, пневмодатчика МДФ.02.010 и позволяет без участия доярки выполнить следующие операции доения: машинное доение; контроль за процессом доения; машинное додаивание при снижении мо­локоотдачи; отключение доильного аппарата и снятие его с вымени коровы; вывод аппарата из-под вымени для свободного выхода коровы из стакана.

Своевременное автоматическое додаивание (путем оттягивания доильных стаканов за коллектор вниз и вперед к голове коровы, которое открывает каналы, соединяющие цистерны соска и вымени) позволяет увели­чить полноту выдаивания, не травмирует соски вымени, что практически исключает заболевание маститом. Отличительная особенность модуля состоит в том, что устройство додоя и вывода доильного аппарата выпол­нено в виде гофрированного элемента, один конец которого через нить додоя закреплен на коллекторе доильно­го аппарата.

Рис. 5.3 Модуль доильный универсальный МДУ-1

Доильный аппарат с помощью вертикального регулируемого подвеса закреплен на вращающейся штанге, и при автоматическом снятии с вымени по окончании дойки удерживается от падения на пол. Доильное ведро модуля снабжено специальной крышкой, которая позволяет с помощью гофрированного трубопровода осуще­ствлять подачу молока из ведра в молокопровод станции УДС-3.

Основные технические характеристики доильного модуля МДУ-1 представлены в табл. 5.1.

Развитие автоматизированных систем доения идет в двух направлениях: один бокс с одной рукой робота и роботизированная система из нескольких доильных боксов, обслуживаемых одной рукой.

Производительность однобоксовых доильных роботов до 60 коров в сутки. Для крупных молочных ферм могут быть использованы несколько однобоксовых роботов или одна многобоксовая роботизированная доиль­ная система.

Использование роботов позволяет учитывать индивидуальные суточные ритмы каждой коровы. Корова сама идет для доения в бокс, где ей одновременно с доением выдается суточная норма концентратов. Животные быстро привыкают к доению роботами и самостоятельно посещают бокс. При этом продуктивность коров воз­растает до 15 %. Использование роботов позволяет в 4 раза снизить затраты труда на доение в сравнении с до­ильными установками типа "Карусель".

Применение роботов сдерживается их высокой стоимостью (до 250000 DM). Также для доения роботами необходим тщательный отбор коров при формировании стада.

В настоящее время в Западной Европе эксплуатируются около 300 доильных роботов различных фирм. Из них около 160 фирмы "Lely", около 100 доильных роботов фирмы "Liberty"

Контрольные вопросы и задания

1.                   Назовите фирмы, занимающиеся разработкой доильных роботов.
2.                   Чем обусловлена необходимость разработки доильных роботов?
3.                   Какие доильные роботы Вы знаете? Поясните их работу.
4.                   В чем преимущества и недостатки доильных роботов?

 

Вернуться к списку новостей