用于清潔機器人操縱設(shè)備的末端執(zhí)行器的裝置和方法
【專利摘要】本實用新型涉及用于對機器人操縱設(shè)備(9a、9b、9c)承載的末端執(zhí)行器(21)進行清潔的裝置。該裝置包括安裝在機器人操縱設(shè)備(9a、9b、9c)的工作區(qū)域中的末端執(zhí)行器清潔站(18)，其包括被配置成提供至少一個液體射流的噴灑設(shè)備(26)?？刂茊卧?11)被配置成在應(yīng)該清潔末端執(zhí)行器(21)的時候啟動機器人操縱設(shè)備(9a、9b、9c)，使得機器人操縱設(shè)備(9a、9b、9c)將末端執(zhí)行器(21)從末端執(zhí)行器清潔站(18)上方的位置向下移動至末端執(zhí)行器(21)被液體射流沖擊的位置，其中在該移動過程中末端執(zhí)行器(21)是基本豎直的。
【專利說明】
用于清潔機器人操縱設(shè)備的末端執(zhí)行器的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及用于對機器人操縱設(shè)備的末端執(zhí)行器進行清潔的裝置，其中所述末端執(zhí)行器包括被配置成執(zhí)行與在擠奶隔間中的動物的擠奶程序相關(guān)的任務(wù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在常規(guī)的旋轉(zhuǎn)室中，奶牛走到環(huán)形的旋轉(zhuǎn)臺上并進入擠奶隔間。該平臺通常以恒定的速度旋轉(zhuǎn)。奶牛的擠奶程序完成，且奶牛在平臺上旋轉(zhuǎn)一整個循環(huán)之前離開擠奶隔間。該連續(xù)的奶牛流動為旋轉(zhuǎn)室提供高的擠奶能力。為了提供完全自動的旋轉(zhuǎn)室，建議使用在擠奶程序之前準(zhǔn)備奶頭的機器人操縱設(shè)備，用于奶杯附接的機器人操縱設(shè)備，以及用于在擠奶程序之后處理奶頭的機器人操縱設(shè)備。
[0003]該機器人操縱設(shè)備例如可被布置在旋轉(zhuǎn)平臺的外側(cè)。各機器人操縱設(shè)備包括末端執(zhí)行器，其具有提供與擠奶程序相關(guān)的任務(wù)的至少一個工具。該機器人操縱設(shè)備可將末端執(zhí)行器從平臺外側(cè)的位置移動經(jīng)過在奶牛的后腿之間的空間到達(dá)在奶牛的奶頭下方的位置。在該移動過程中，總是存在著末端執(zhí)行器和工具被糞污染的風(fēng)險。具體地，用于噴灑后處理液的噴嘴形式的工具可能被糞堵塞而喪失其功能。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種裝置和方法，通過其可以簡單而有效的方式清潔被糞污染的機器人操縱設(shè)備的末端執(zhí)行器。
[0005]該目的通過最初定義的裝置實現(xiàn)的，該裝置包括被配置成控制機器人操縱設(shè)備的移動的控制單元，該裝置的特征在于還包括安裝在所述機器人操縱設(shè)備的工作區(qū)域中的末端執(zhí)行器清潔站，其包括被配置成提供至少一個液體射流的噴灑設(shè)備，其中所述控制單元在應(yīng)該清潔所述末端執(zhí)行器的時候被配置成啟動所述機器人操縱設(shè)備，從而所述機器人操縱設(shè)備將所述末端執(zhí)行器從在所述末端執(zhí)行器清潔站上方的位置向下移動至讓所述末端執(zhí)行器被所述液體射流沖擊的位置，其中在所述移動過程中所述末端執(zhí)行器是基本豎直的。
[0006]末端執(zhí)行器是針對機器人操縱設(shè)備的臂部的最后段或者末端的被普遍接受的術(shù)語。末端執(zhí)行器可包括被設(shè)計成與環(huán)境互動的抓握器或者工具。在本情況下，末端執(zhí)行器包括被配置成執(zhí)行與在擠奶隔間中的動物的擠奶程序相關(guān)的任務(wù)的工具。該末端執(zhí)行器具有在自由端部與連接至機器人操縱設(shè)備另一個部分的相反端部之間的延伸部。機器人操縱設(shè)備能夠多次將末端執(zhí)行器移動至其工作區(qū)域內(nèi)的任何位置。因此，可使用現(xiàn)有的機器人操縱設(shè)備來將末端執(zhí)行器從末端執(zhí)行器清潔站上方的位置移動至被液體射流沖擊的位置，其中在所述移動過程中，末端執(zhí)行器是基本豎直的。在清潔程序過程中，自由端部形成末端執(zhí)行器的最低部分，且相反端部形成末端執(zhí)行器的最上部分。提供固定的液體射流的噴灑設(shè)備可具有非常簡單的設(shè)計。因此，機器人操縱設(shè)備可在液體射流的前方向下移動基本豎直的末端執(zhí)行器，使得整個末端執(zhí)行器被清潔。利用末端執(zhí)行器在清潔過程中這樣的朝向，清潔液體和糞在清潔程序過程中將沿著末端執(zhí)行器向下流動并在自由端部分掉落。從而，使用過的清潔液體(通常是水或者具有合適清潔劑的水)和被移除的糞將不會接觸和污染機器人操縱設(shè)備的其它部分。
[0007]根據(jù)本實用新型的一實施方式，末端執(zhí)行器的縱向軸線在末端執(zhí)行器在液體射流前方移動的過程中與豎直線形成小于30°的角度。該末端執(zhí)行器通常具有細(xì)長的形狀?？v向軸線具有在自由端部與連接至機器人操縱設(shè)備另一部分的另一端部之間的延伸部。由于在清潔過程中末端執(zhí)行器具有基本豎直的延伸部，所以在水平平面中僅需要較小的空間來將末端執(zhí)行器在相對于水射流的不同清潔位置之間移動。此外，基本上只有末端執(zhí)行器的一側(cè)通常被糞污染，該側(cè)在末端執(zhí)行器處于擠奶隔間中的動物的后部下方的位置時轉(zhuǎn)向上。由于該原因，使該側(cè)朝向液體射流地將末端執(zhí)行器相對于液體射流在豎直方向上移動就是足夠的。
[0008]根據(jù)本實用新型的實施方式，噴灑設(shè)備包括以基本水平的方向指引液體射流的至少一個噴嘴。具有較小出口開口的噴嘴形成與具有較大出口開口的噴嘴相比速度更高且更細(xì)的液體射流。噴灑設(shè)備可包括至少兩個噴嘴，通過這兩個噴嘴可將液體射流以不同方向噴灑到末端執(zhí)行器的不同區(qū)域。這里可在同時對末端執(zhí)行器的幾個區(qū)域進行清潔。噴灑設(shè)備可包括至少兩個噴嘴，其形成在豎直方向上的不同高度水平的液體射流。噴灑設(shè)備可包括豎直管道，其包括在不同高度水平的至少兩個噴嘴。這種噴灑設(shè)備可具有非常簡單的設(shè)計。清潔液體可從清潔液體源經(jīng)由可布置在地板表面上的水平管道而輸送至豎直管道。豎直管道具有由上端限定的高度。噴嘴被布置在豎直管道上的不同豎直高度處。這樣，可容易地布置噴嘴，且因此使液體射流處于要求的高度且彼此相距要求的距離。如果噴嘴被布置在相同的高度水平，則在清潔過程中具有基本豎直延伸部的末端執(zhí)行器需要沿著豎直方向被移動很長一段距離。通過使用與地面相距不同高度的幾個噴嘴，末端執(zhí)行器在上清潔位置和下清潔位置之間的豎直移動可被顯著減少。
[0009]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，噴嘴沿著與末端執(zhí)行器的長度基本對應(yīng)的長度布置在豎直管道上。這樣，整個末端執(zhí)行器可被非?？焖俚厍鍧?。
[0010]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，末端執(zhí)行器清潔站包括固定地安裝的刮刀，其中控制單元被配置成控制機器人操縱設(shè)備，從而該機器人操縱設(shè)備提供末端執(zhí)行器的相對于刮刀的移動，從而在清潔過程中糞被從末端執(zhí)行器上推掉。在一些情況下，可能難以在可用的時間內(nèi)僅通過使用液體射流而以期望的方式清潔末端執(zhí)行器。在該情況下，可借助于刮刀提供對末端執(zhí)行器的初始的粗略清潔。在該情況下，機器人操縱設(shè)備可以提供末端執(zhí)行器相對于刮刀的刮削表面的移動。因此，固定刮刀可具有非常簡單的設(shè)計。刮刀可以是固定地布置在末端執(zhí)行器清潔站中的板形元件。優(yōu)選地，刮刀的至少刮削表面由較軟的塑料或者橡膠材料制成。
[0011]根據(jù)本實用新型的實施方式，末端執(zhí)行器清潔站包括形式為布置在噴灑設(shè)備附近的至少一個壁元件的防濺罩。在清潔過程中，存在著使用過的清潔液體和糞濺到布置在噴灑設(shè)備附近的構(gòu)件上的風(fēng)險。通過使用防濺罩，可保護這樣的構(gòu)件避免被污染。更加復(fù)雜的防濺罩可包括在水平平面上圍繞整個噴灑設(shè)備的延伸部，用于將末端執(zhí)行器引入由防濺罩形成的內(nèi)部空間中的上開口，以及用于移除清潔液體和糞的下開口。在該情況下，防濺罩形成內(nèi)部空間，末端執(zhí)行器從其上方被插入其中以便進行清潔。該防濺罩在所有方向上保護周圍的構(gòu)件而避免被污染。
[0012]根據(jù)本實用新型的實施方式，該裝置包括檢測裝置，其被配置成檢測末端執(zhí)行器上是否存在糞，并將該信息發(fā)送至控制單元。末端執(zhí)行器可在無法預(yù)測的時間被糞污染。因此需要使用檢測裝置來立刻檢測在末端執(zhí)行器上的糞的存在性。檢測裝置可以是安裝在末端執(zhí)行器上的照相機。為了執(zhí)行與擠奶程序相關(guān)的任務(wù)，常常需要檢測在動物隔間中的動物的奶頭的位置。在該情況下，用于檢測奶頭的照相機還可用于檢測在末端執(zhí)行器上的糞的存在性。控制單元可包括用于該目的的專用圖像分析裝置。該圖像分析裝置被配置成檢測在末端執(zhí)行器上的糞的存在性。此外，圖像分析裝置能夠估計在末端執(zhí)行器上的糞的數(shù)量，以及末端執(zhí)行器上被污染的區(qū)域的位置。根據(jù)該信息，控制單元可確定末端執(zhí)行器是否需要被清潔。此外，清潔程序可被限制在被污染的區(qū)域。
[0013]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，末端執(zhí)行器承載一工具，該工具具有在擠奶程序完成之后對擠奶隔間中的動物的奶頭進行處理的任務(wù)。在擠奶程序完成之后，使用機器人操縱設(shè)備執(zhí)行對動物奶頭進行的處理程序已經(jīng)變得越來越普遍。這種情況下，末端執(zhí)行器可包括形式為一個或幾個噴嘴的工具，處理介質(zhì)從該噴嘴噴灑至奶頭上。在這種噴嘴完全被糞覆蓋的情況下，噴嘴可能被堵塞且失去其功能。
[0014]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，末端執(zhí)行器包括一工具，其具有將奶杯附接至擠奶隔間中的動物的任務(wù)。在該情況下，末端執(zhí)行器可配備有至少一個抓握構(gòu)件，其被配置成每次取來在奶杯架中的一個或者幾個奶杯，并以抓握狀態(tài)將奶杯移動至在動物的奶頭下方的位置，從而將奶杯附接至奶頭。出于衛(wèi)生原因，使用被糞污染的抓握元件是不合適的。因此，這種情況下還適于將根據(jù)本實用新型的末端執(zhí)行器清潔站布置在機器人操縱設(shè)備的工作區(qū)域中，從而使清潔末端執(zhí)行器成為可能。
[0015]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，末端執(zhí)行器包括一工具，其具有在進行擠奶程序之前對擠奶隔間中的動物的奶頭進行處理的任務(wù)。該處理程序可以是奶頭的清潔程序。在該情況下，末端執(zhí)行器可具有形式為噴嘴或者奶頭清潔杯的工具，該噴嘴將清潔液體噴灑至奶頭上，通過奶頭清潔杯按照適當(dāng)?shù)捻樞蚯鍧嵞填^。此外在這種情況下，一層糞可影響工具的功能。因此，在該情況下還適于使用根據(jù)本實用新型的裝置來在需要時清潔末端執(zhí)行器。
[0016]本實用新型還涉及包括具有多個擠奶隔間的環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺的擠奶室，其中擠奶室包括根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項所述的裝置。將機器人操縱設(shè)備用于與旋轉(zhuǎn)平臺上的動物的擠奶程序相關(guān)的不同任務(wù)越來越普遍。這些任務(wù)意味著機器人操縱設(shè)備的末端執(zhí)行器被移動至動物的奶頭下方的位置。該末端執(zhí)行器多次經(jīng)由動物的后部之間的路徑而移動至該位置。在此存在的明顯的風(fēng)險是末端執(zhí)行器及其工具被肥污染。
[0017]根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施方式，末端執(zhí)行器清潔站和機器人操縱設(shè)備被布置在平臺的外邊緣部分的徑向外側(cè)。接著動物站在擠奶隔間的徑向上，其頭部處于平臺的內(nèi)周界處。這里，旋轉(zhuǎn)室為平行旋轉(zhuǎn)類型。在這種室中，通常將末端執(zhí)行器移動經(jīng)過在動物的后腿之間的空間到達(dá)在動物的奶頭下方的位置處?？蛇x地，末端執(zhí)行器清潔站以及機器人操縱設(shè)備可被布置在平臺的內(nèi)邊緣部分的徑向內(nèi)側(cè)。
[0018]本實用新型的目的通過最初定義的方法來進一步實現(xiàn)，其特征在于其包括控制機器人操縱設(shè)備以在基本豎直的方向上引導(dǎo)末端執(zhí)行器，并將末端執(zhí)行器向下移動至安裝在機器人操縱設(shè)備的工作區(qū)域內(nèi)的末端執(zhí)行器清潔站，使末端執(zhí)行器從在末端執(zhí)行器清潔站上方的位置移動至末端執(zhí)行器被來自末端執(zhí)行器清潔站的噴灑設(shè)備的至少一個液體射流沖擊的位置。
[0019]這樣，可使用具有固定液體射流的非常簡單設(shè)計的噴灑設(shè)備，并且讓機器人操縱設(shè)備在液體射流前方向下移動基本豎直的末端執(zhí)行器，使得整個末端執(zhí)行器被清潔。利用末端執(zhí)行器在清潔過程中這種朝向，在清潔程序過程中清潔液體和糞將沿著末端執(zhí)行器向下流動，并在自由端部分處掉落。從而，使用過的清潔液體和移除的糞將不會接觸和污染機器人操縱設(shè)備的其它部分。
[0020]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，在清潔過程中末端執(zhí)行器被引導(dǎo)成與豎直線成小于30°的角度。由于在清潔過程中末端執(zhí)行器具有基本豎直的延伸部，所以在水平平面中僅需要較小的空間來讓末端執(zhí)行器在相對于液體射流的不同清潔位置之間移動。
[0021]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，在清潔程序過程中，機器人操縱設(shè)備被控制以將末端執(zhí)行器移動至沿著預(yù)定路徑的多個清潔位置。末端執(zhí)行器的某些區(qū)域比其它區(qū)域更加需要清潔。這樣的區(qū)域包括工具?？深A(yù)先確定多個清潔位置，可從該位置到達(dá)由液體射流清潔的相關(guān)區(qū)域。優(yōu)選地，更多的時間用于清潔最相關(guān)的區(qū)域。通過使用在不同的清潔位置之間的用于末端執(zhí)行器的預(yù)定路徑，末端執(zhí)行器將總是以要求的方式被清潔?？刂茊卧砂ú煌N類的程序，其中末端執(zhí)行器被沿著不同的預(yù)定路徑移動。在該情況下，可為了不同的場合選擇合適的程序。
[0022]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，噴灑設(shè)備被控制以在末端執(zhí)行器處于清潔位置時提供液體射流?？刂茊卧稍趯⒛┒藞?zhí)行器移動至第一清潔位置時啟動噴灑設(shè)備，且該控制單元可在末端執(zhí)行器在最后的清潔位置處被清潔之后停用噴灑設(shè)備。在該情況下，液體射流僅僅在清潔程序過程中被啟動。這樣，可將清潔液體的消耗減到最少。
[0023]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，機器人操縱設(shè)備被控制以在清潔程序過程中以糞被從末端執(zhí)行器推掉的方式在末端執(zhí)行器清潔站中相對于固定安裝的刮刀移動末端執(zhí)行器。在一些情況下，可能難以在可用的時間內(nèi)僅使用液體射流以要求的方式清潔末端執(zhí)行器。在該情況下，可借助于刮刀提供對末端執(zhí)行器的初始的粗略清潔。在該情況下該機器人操縱設(shè)備可相對于刮刀的刮削表面移動末端執(zhí)行器。
[0024]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，檢測在末端執(zhí)行器上糞的存在性，且根據(jù)該檢測啟動清潔程序。該末端執(zhí)行器可在無法預(yù)料的時間被糞污染。因此，需要使用檢測裝置，其立刻檢測到在末端執(zhí)行器上糞的存在性，并且如果末端執(zhí)行器被污染則啟動清潔。
[0025]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，該機器人操縱設(shè)備將末端執(zhí)行器移動經(jīng)過在動物的后腿之間的空間到達(dá)在擠奶隔間中的動物的奶頭下方的位置。用于該機器人操縱設(shè)備將末端執(zhí)行器移動至奶頭下方位置的最短路徑要多次經(jīng)過后腿之間的空間。在該移動過程中，末端執(zhí)行器被糞污染的風(fēng)險增加。然而，當(dāng)末端執(zhí)行器位于動物的后部下方時，總是存在著末端執(zhí)行器被糞污染的風(fēng)險。因此，本清潔方法可用于末端執(zhí)行器在某一刻會位于動物的后部下方的所有情況。
【附圖說明】
[0026]現(xiàn)將參考附圖以及通過作為示例而公開的優(yōu)選實施方式的方式，更加詳細(xì)地說明本實用新型。
[0027]圖1示出了設(shè)置有根據(jù)本實用新型的裝置的旋轉(zhuǎn)室，
[0028]圖2示出了從旋轉(zhuǎn)室的擠奶隔間其中之一的側(cè)面看到的視圖，
[0029 ]圖3更詳細(xì)地示出了圖2中的末端執(zhí)行器，
[0030]圖4更詳細(xì)地不出了圖2中的嗔灑設(shè)備，和
[0031]圖5示出了在末端執(zhí)行器的清潔程序過程中的擠奶隔間的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0032]圖1示出了用于為奶牛I擠奶的旋轉(zhuǎn)室。該旋轉(zhuǎn)室包括環(huán)形平臺2，其具有內(nèi)邊緣部分2a和外邊緣部分2b。該平臺2在操作過程中圍繞豎直軸線2c旋轉(zhuǎn)。該平臺2具有形成用于奶牛I的地板表面的上表面。多個圍欄裝置4可被布置在平臺2上。該圍欄裝置4形成擠奶隔間3，用于將個體的奶牛I接收在預(yù)定擠奶位置。在該情況下，該圍欄裝置4具有在平臺2上的基本直的徑向延伸部，其位于平臺的內(nèi)邊緣部分2a附近的內(nèi)端與平臺的外邊緣部分2b附近的外端之間。圍欄裝置4以等間隔圍繞環(huán)形平臺2布置。內(nèi)圍欄裝置5a可安裝為圍繞平臺2的內(nèi)周界的主要部分。外圍欄裝置5b可安裝為圍繞平臺2的外周界的大部分(通常不是在平臺本身上)ο圍欄裝置5a、5b的目的是防止在擠奶隔間3中的奶牛I從平臺2走出來。
[0033]每個擠奶隔間3配備有在平臺的內(nèi)周界2a附近的飼槽6。每個擠奶隔間3還配備有四個奶杯7，用于被附接至站在擠奶隔間3中的奶牛I的奶頭。每個奶杯7配備有奶管道和脈動管道(pulsat1n conduit)。每個擠奶隔間3可包括用于在奶杯7沒被使用時保存該奶杯7的奶杯架8。第一機器人操縱設(shè)備9a，第二機器人操縱設(shè)備9b和第三機器人操縱設(shè)備9c被布置在平臺2的外側(cè)上的不同位置處。
[0034]控制單元11被配置成控制示意性示出的用于對平臺2進行驅(qū)動的驅(qū)動機構(gòu)12。該驅(qū)動機構(gòu)12可包括驅(qū)動輪機構(gòu)，其被配置成與在平臺2的下側(cè)上的圓形軌道相接觸。位置傳感器13適于感應(yīng)平臺2的旋轉(zhuǎn)位置以及將與平臺2的實際位置相關(guān)的信號發(fā)送至控制單元U。該旋轉(zhuǎn)室包括進入平臺2的入口通道14。該入口通道14可配備有探測傳感器15和活動門16。出口區(qū)域17布置成與平臺2相連。當(dāng)奶牛I離開平臺2時，奶牛I進入該出口區(qū)域17。
[0035]這種情況下，旋轉(zhuǎn)室是自愿擠奶系統(tǒng)。如果奶牛I希望被擠奶，則它走到通向旋轉(zhuǎn)平臺2的入口通道14。入口通道14具有的寬度使得使得一次僅僅一只奶牛I能夠位于通道14的前端位置。檢測傳感器15檢測奶牛I何時到達(dá)通道14的前端位置，并將該信息發(fā)信號通知控制單元11。檢測傳感器15可以是感測奶牛I的身份的識別傳感器。門16在奶牛I到達(dá)入口通道14的前端位置時處于關(guān)閉位置。該控制單元11從位置傳感器13接收與平臺2的實際轉(zhuǎn)動位置相關(guān)的基本連續(xù)信息。當(dāng)擠奶隔間3到達(dá)正好位于門16的前方的第一旋轉(zhuǎn)位置?1時，控制單元11打開門16，奶牛I進入平臺2。奶牛I的全身一進入擠奶隔間3內(nèi)部，門16就移動至其關(guān)閉位置。飼槽6吸引奶牛I，并且?guī)椭四膛在擠奶隔間3中的定位。旋轉(zhuǎn)室是PR(平行旋轉(zhuǎn))類型。奶牛I以徑向方向站在平臺2上，其頭部處于平臺2的內(nèi)部邊緣部分2a。
[0036]當(dāng)具有奶牛I的擠奶隔間3旋轉(zhuǎn)至第二旋轉(zhuǎn)位置^時，控制單元11啟動第一機器人操縱設(shè)備9a。第一機器人操縱設(shè)備9a的任務(wù)是在奶杯7被附接之前執(zhí)行對奶牛I的奶頭進行的處理。此處理可以包括對奶頭進行的清潔程序。這里，第一機器人操縱設(shè)備9a包括末端執(zhí)行器21，其具有用于向奶頭噴灑清潔液體的至少一個噴嘴形式的工具。用于第一機器人操縱設(shè)備9a的末端執(zhí)行器21的清潔站(cleaning stat1n) 18被布置在平臺2的外側(cè)接近第一機器人操縱設(shè)備9a處。
[0037]當(dāng)具有奶牛I的擠奶隔間3旋轉(zhuǎn)至第三旋轉(zhuǎn)位置r3時，控制單元11啟動第二機器人操縱設(shè)備％。第二機器人操縱設(shè)備9b的任務(wù)是取來在奶杯架8中的奶杯7，且將其附接到奶牛I上。第二機器人操縱設(shè)備9b包括末端執(zhí)行器21，其具有抓握構(gòu)件的形式的工具，該抓握構(gòu)件一次抓握一個或幾個奶杯7并將奶杯7附接至奶牛I的奶頭上。用于第二機器人操縱設(shè)備9b的末端執(zhí)行器21的清潔站18布置在平臺2的外側(cè)接近第二機器人操縱設(shè)備9b處。該平臺2被間斷地驅(qū)動，或者以一定速度驅(qū)動，該速度使得對于機器人操縱設(shè)備9a、9b來說在執(zhí)行它們的任務(wù)時對平臺2的相對移動進行補償不成問題。
[0038]奶杯一附接到奶牛I的奶頭上，對奶牛I進行的擠奶程序就開始。奶流量計(milkmeter)(未示出)在擠奶程序期間監(jiān)視奶流量。一旦奶流量降至預(yù)定值以下，則移除裝置(未示出)將奶杯7從奶牛I的奶頭移除。擠奶程序在平臺2的幾乎一轉(zhuǎn)期間進行。如果奶杯7沒有稍早一些被移除，則至少在擠奶隔間3到達(dá)倒數(shù)第三個旋轉(zhuǎn)位置rn-2時被移除。該控制單元11在具有奶牛I的擠奶隔間3到達(dá)倒數(shù)第二個旋轉(zhuǎn)位置γμ時啟動第三機器人操縱設(shè)備9c。
[0039]第三機器人操縱設(shè)備9c的任務(wù)是在擠奶程序結(jié)束時執(zhí)行對奶牛I的奶頭進行的后處理程序。該后處理程序可包括將消毒介質(zhì)噴灑到奶牛I的奶頭上的步驟。第三機器人操縱設(shè)備9c包括末端執(zhí)行器21，其具有用于向奶頭上噴灑諸如消毒介質(zhì)的處理介質(zhì)的一個或幾個噴嘴的形式的工具。當(dāng)奶頭的后處理程序完成且擠奶隔間3到達(dá)最后旋轉(zhuǎn)位置&時，奶牛I離開擠奶隔間3且進入出口區(qū)域17。用于第三機器人操縱設(shè)備9c的末端執(zhí)行器21的清潔站18被布置在平臺2的外側(cè)接近第三機器人操縱設(shè)備9c處。
[0040]圖2示出了在對奶牛I的奶頭進行的后處理程序過程中在旋轉(zhuǎn)平臺2上的一個擠奶隔間3的側(cè)視圖。奶杯架8包括將奶杯7收回存放位置的未示出的移除裝置。奶杯架8具有柜式結(jié)構(gòu)(cabinet-1 ike structure)，且被安裝在平臺I的地板表面上。該奶杯架8將奶杯7保持在平臺2的地板表面上方一距離處的存放位置，該存放位置位于奶牛I的一側(cè)在平臺2的外邊緣部分2b附近。奶杯7懸掛在存放位置，使得奶杯7的開口被向下引導(dǎo)。滾動裝置19允許平臺2相對于在平臺2下方的地板表面20的旋轉(zhuǎn)運動。第三機器人操縱設(shè)備9c被安裝在地板表面20上位于旋轉(zhuǎn)平臺2的側(cè)面。第三機器人操縱設(shè)備9c包括多個聯(lián)動元件的形式的臂部機構(gòu)，該聯(lián)動元件通過接頭而彼此連接，從而允許該聯(lián)動元件圍繞在不同的平面上的樞轉(zhuǎn)軸線移動。末端執(zhí)行器21形成機器人操縱設(shè)備9c的臂部機構(gòu)的外端。
[0041]圖3更詳細(xì)地示出了末端執(zhí)行器21。該末端執(zhí)行器21具有沿縱軸線22的細(xì)長的形狀，在末端執(zhí)行器21的自由端部21a與內(nèi)端部21b之間延伸。該末端執(zhí)行器21可包括在內(nèi)端部21b附近處的連接構(gòu)件23a，其允許可釋放地連接至機器人操縱設(shè)備9c的臂部機構(gòu)的相鄰聯(lián)動元件。該末端執(zhí)行器21還可包括在內(nèi)端部2 Ib處的線纜連接部23b ο末端執(zhí)行器21包括多個噴嘴24的形式的工具，該多個噴嘴24布置在末端執(zhí)行器21上表面中位于自由端部21a附近的相應(yīng)凹部中。每個噴嘴24將處理介質(zhì)噴灑至奶牛I的奶頭上，該處理介質(zhì)可以是消毒介質(zhì)。該末端執(zhí)行器21包括在距離自由端部21a的一定距離處的照相機25。該照相機包括鏡頭25a。噴嘴25b被布置在鏡頭25a的前方。噴嘴25b的目的是允許向相機鏡頭25a提供清潔液體。該噴嘴25b被布置在末端執(zhí)行器21的上表面中的凹部中。
[0042]控制單元11控制機器人操縱設(shè)備9c，使得機器人操縱設(shè)備9c將末端執(zhí)行器21從平臺I外側(cè)的停放位置移動通過在奶牛I的后腿之間的空間到達(dá)在奶牛I的奶頭下方的處理位置。在該移動過程中控制單元11從相機25接收與奶牛I的奶頭的位置相關(guān)的信息。當(dāng)末端執(zhí)行器21到達(dá)處理位置時，控制單元11啟動栗或者打開閥，使得處理介質(zhì)被輸送至噴嘴24，于是噴嘴24將處理介質(zhì)噴灑至奶牛I的奶頭上。
[0043]在末端執(zhí)行器21在奶牛I的后腿之間移動的過程中，總是存在著末端執(zhí)行器21會被糞污染的風(fēng)險。如果末端執(zhí)行器21在其上側(cè)遇到糞層，則噴嘴23b、24可能被堵塞。此外，照相機鏡頭25a可能被涂上糞。為了解決該問題，上述清潔站18被布置在平臺2的外側(cè)。清潔站18包括圖4中具體不出的噴灑設(shè)備26。該噴灑設(shè)備包括管狀管道26。該管狀管道包括布置在地板表面20上的水平部分26a以及豎直部分26b，該豎直部分26b具有延伸至地板表面20上方適宜高度處的上端的豎直延伸部。水平部分26a被連接至未示出的水源。豎直部分26b配備有在不同的高度處的多個噴嘴27。各噴嘴27以基本水平的方向噴水。管狀管道26包括閥28，通過該閥28可調(diào)節(jié)對豎直部分26b中的噴嘴27進行的水供應(yīng)。
[0044]清潔站18還包括在管狀管道的豎直部分26b附近固定地布置的刮刀29。刮刀29可由適當(dāng)設(shè)計的板形元件形成。刮刀29具有刮削表面，其由諸如橡膠或者適當(dāng)塑料材料等撓性材料制成。清潔站18包括圍繞管狀管道26b和刮刀29安裝的防濺罩30。該防濺罩30在水平面上可具有圓形或者矩形的形狀。防濺罩30具有上開口 30a，其允許將末端執(zhí)行器21引入清潔站18的內(nèi)部空間。防濺罩26具有下開口 30b，其允許將水和糞從清潔站18的內(nèi)部空間排出至被布置在地板表面20中的糞通道31。防濺罩30的下開口30b被安裝在地板表面20上方的較小距離處。
[0045]在該情況下，照相機25具有檢查末端執(zhí)行器21的上表面，尤其是檢查包括噴嘴24的區(qū)域的附加任務(wù)?？刂茊卧?1包括用于該目的的圖像分析裝置。照相機25發(fā)送圖像至控制單元11，且圖像分析裝置配置成檢測糞24的存在。此外，圖像分析裝置還可被配置成檢測在噴嘴25b上和在照相機鏡頭25a上的糞的存在。
[0046]當(dāng)具有奶牛I的擠奶隔間3到達(dá)倒數(shù)第二個旋轉(zhuǎn)位置時，該控制單元11啟動第三機器人操縱設(shè)備9c，使得其將末端執(zhí)行器21從在平臺2外側(cè)的停放位置移動經(jīng)過奶牛I后腿之間的空間到達(dá)奶牛I的奶頭下方的處理位置?？刂茊卧?1啟動通過噴嘴24向奶頭供應(yīng)處理介質(zhì)的操作。對奶頭的處理一完成，控制單元11就控制機器人操縱設(shè)備，使得機器人操縱設(shè)備將末端執(zhí)行器21移動經(jīng)過在奶牛I的后腿之間的空間而返回到在平臺2的外側(cè)處的停放位置。在末端執(zhí)行器21在奶牛I的后腿之間的空間來回移動的過程中，存在著末端執(zhí)行器21被糞污染的明顯的風(fēng)險。
[0047]照相機25定期地向控制單元11發(fā)送圖像。在圖像指示在末端執(zhí)行器21上存在糞的情況下，啟動對末端執(zhí)行器進行的清潔程序。在該情況下，控制單元11控制第三機器人操縱設(shè)備9c，從而該第三機器人操縱設(shè)備9c將末端執(zhí)行器21向下移動經(jīng)過防濺罩30的上開口30a進入清潔站18的內(nèi)部空間。控制單元11打開閥28，從而水被輸送至管狀管道的豎直部分26b，于是噴嘴27將水射流基本上水平地引導(dǎo)向末端執(zhí)行器21。該控制單元11在清潔程序過程中控制機器人操縱設(shè)備9c的移動，使得末端執(zhí)行器21被移動至相對于水射流的多個清潔位置。該細(xì)長的末端執(zhí)行器21具有在清潔位置處的基本豎直的延伸部。該末端執(zhí)行器21的縱軸線22優(yōu)選地與豎直軸線V形成小于30°的角度。該自由端部21a是末端執(zhí)行器21在所有清潔位置中的最低部分。第三機器人操縱設(shè)備9c在清潔程序過程中可執(zhí)行相對于在清潔站18的內(nèi)部空間中的液體柱進行的豎直移動、較小的樞轉(zhuǎn)移動以及圍繞其縱軸線22的轉(zhuǎn)動移動。防濺罩30防止水和糞噴濺在相鄰的部件上。用過的水和糞向下流入在清潔站18下方的糞通道31中。
[0048]在末端執(zhí)行器21被大量的糞覆蓋的情況下，清潔程序還可包括借助于刮刀8對末端執(zhí)行器21進行的刮削處理。這種情況下，控制單元11控制機器人操縱設(shè)備9c的移動，使得該機器人操縱設(shè)備9c以這樣一種方式移動末端執(zhí)行器21，使得末端執(zhí)行器21的至少大部分被污染的區(qū)域移動成與刮刀29的刮削表面相接觸。用這種方式，末端執(zhí)行器21在其被水射流清潔之前接受初始的粗清潔。可選地，末端執(zhí)行器21可同時被刮削和被水射流清潔。當(dāng)末端執(zhí)行器21的清潔程序完成時，控制單元11關(guān)閉閥28，使得水的供應(yīng)停止。該控制單元11控制機器人操縱設(shè)備9c，從而其將末端執(zhí)行器21從末端執(zhí)行器清潔站18的內(nèi)部空間移動至平臺2的外側(cè)的預(yù)定停放位置。末端執(zhí)行器21現(xiàn)在準(zhǔn)備好開始對在倒數(shù)第二個旋轉(zhuǎn)位置ry的擠奶隔間中的動物進行后處理程序。
[0049]然而，末端執(zhí)行器21的清潔程序需要一些時間且平臺可以較高速度旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)末端執(zhí)行器12的清潔程序進行時，可讓一頭或幾頭奶牛I移動通過倒數(shù)第二個旋轉(zhuǎn)位置m而不被處理?？蛇x地，控制單元11可控制驅(qū)動機構(gòu)12，使得平臺2在末端執(zhí)行器21的清潔程序過程中停止或者以降低的速度移動。
[0050]第一機器人操縱設(shè)備9a包括末端執(zhí)行器21，其具有用于在對奶牛I進行擠奶之前對其奶頭進行清潔的工具，且第二機器人操縱設(shè)備9b包括末端執(zhí)行器21，其具有用于取回奶杯7并將奶杯7附接至奶牛I的奶頭的工具。此外在該情況下，末端執(zhí)行器21從在平臺2外側(cè)的停放位置移動經(jīng)過在奶牛I的后腿之間的空間而到達(dá)在奶頭下方的位置。因此，在這些情況下，還存在著末端執(zhí)行器21將被糞污染的風(fēng)險。為了解決該問題，如上所述的清潔站18還可被布置在機器人操縱設(shè)備9a、9b的工作區(qū)域內(nèi)的位置。
[0051]本實用新型不限于所述實施方式，而可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)自由地修改。末端執(zhí)行器21在清潔過程中為基本上豎直的，這應(yīng)理解為該末端執(zhí)行器在清潔過程中比起水平方向更加偏向豎直方向-即，縱軸與豎直方向形成的角度應(yīng)當(dāng)小于45°。以上描述的末端執(zhí)行器清潔站18包括噴灑設(shè)備26、刮刀29和防濺罩30。簡單的末端執(zhí)行器清潔站18可以沒有刮刀26和防濺罩30。此外，防濺罩可具有更簡單的設(shè)計，從而其僅在一個或者幾個方向上防濺。末端執(zhí)行器清潔站僅僅被描述為接近機器人操縱設(shè)備，然而其還可被安裝在機器人操縱設(shè)備的底座上。
【主權(quán)項】
1.一種用于對機器人操縱設(shè)備(9a、9b、9c)的末端執(zhí)行器(21)進行清潔的裝置，其中所述末端執(zhí)行器(21)包括工具，其被配置成執(zhí)行與在擠奶隔間(3)中的動物(I)的擠奶程序相關(guān)的任務(wù)，且其中該裝置包括控制單元(11)，其被配置成控制所述機器人操縱設(shè)備(9a、9b、9c)的移動，該裝置的特征在于:該裝置還包括安裝在所述機器人操縱設(shè)備(9a、9b、9c)的工作區(qū)域內(nèi)的末端執(zhí)行器清潔站(18)，其包括被配置成提供至少一個液體射流的噴灑設(shè)備(26)，其中所述控制單元(11)被配置成在應(yīng)該清潔所述末端執(zhí)行器(21)的時候，啟動所述機器人操縱設(shè)備(9a、9b、9c)，使得所述機器人操縱設(shè)備(9a、9b、9c)將所述末端執(zhí)行器(21)從在所述末端執(zhí)行器清潔站(18)上方的位置向下移動至一位置，在該位置所述末端執(zhí)行器(21)被所述液體射流沖擊，其中在所述移動過程中所述末端執(zhí)行器(21)是基本豎直的。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述末端執(zhí)行器(21)具有的縱軸線(22)在所述移動過程中與豎直線(V)形成小于30°的角度(a)。3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于:所述噴灑設(shè)備(26)包括至少一個噴嘴(27)，其將所述液體射流引導(dǎo)到基本水平的方向。4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于:所述噴灑設(shè)備(26)包括至少兩個噴嘴(27)，該至少兩個噴嘴(27)形成處于豎直方向上的不同高度水平的液體射流。5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于:所述噴灑設(shè)備(26)包括豎直管道(26b)，其包括的所述至少兩個噴嘴(27)在不同高度水平處。6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于:所述噴嘴(27)沿著與所述末端執(zhí)行器的長度基本對應(yīng)的一長度布置在所述豎直管道(26b)上。7.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于:所述末端執(zhí)行器清潔站(18)包括固定地安裝的刮刀(29)，其中所述控制單元(11)被配置成控制所述機器人操縱設(shè)備(9a、9b、9c)，從而所述機器人操縱設(shè)備(9a、9b、9c)提供所述末端執(zhí)行器(21)相對于所述刮刀(29)的移動，使得在清潔程序過程中糞被從所述末端執(zhí)行器(21)上推掉。8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述末端執(zhí)行器清潔站(18)包括防濺罩(30)，該防濺罩(30)的形式為布置在所述噴灑設(shè)備(26)附近的至少一個壁元件。9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于:所述防濺罩(30)包括壁元件、上開口(30a)和下開口( 30b)，該壁元件具有在水平平面中圍繞整個所述噴灑設(shè)備(26)的延伸部，該上開口(30a)用于將所述末端執(zhí)行器(21)引入至所述防濺罩形成的內(nèi)部空間中，所述下開口(30b)用于將清潔液體和糞移除。10.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于:所述裝置包括檢測裝置，其被配置成檢測在所述末端執(zhí)行器(21)上糞的存在性，并將信息發(fā)送至所述控制單元(11)。11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于:所述檢測裝置是安裝在所述末端執(zhí)行器(21)上的照相機(25)。12.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于:所述末端執(zhí)行器(21)包括一工具，該工具具有在完成擠奶程序之后對所述擠奶隔間(3)中的所述動物(I)的奶頭進行處理的任務(wù)。13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述末端執(zhí)行器(21)包括具有將奶杯(7)附接至在所述擠奶隔間(3)中的動物(I)的任務(wù)的工具。14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述末端執(zhí)行器(21)包括具有在進行擠奶程序之前對所述擠奶隔間(3)中的所述動物(I)的奶頭進行處理的任務(wù)的工具。15.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于:所述末端執(zhí)行器(21)包括形式為至少一個噴嘴(24)的工具，其具有將處理介質(zhì)噴灑到奶牛的奶頭上的任務(wù)。16.一種包括具有多個擠奶隔間(3)的環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺的擠奶室，其特征在于:所述擠奶室包括根據(jù)權(quán)利要求1-15的任一項所述的裝置。17.如權(quán)利要求16所述的擠奶室，其特征在于:所述噴灑設(shè)備(26)和所述機器人操縱設(shè)備(9a、9b、9c)布置在所述平臺(2)的外邊緣部分(2b)的徑向外側(cè)。
【文檔編號】A01J7/02GK205546841SQ201490000870
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2014年4月7日
【發(fā)明人】T.阿克塞爾森, K.霍爾姆斯特羅姆
【申請人】利拉伐控股有限公司