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