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用于散养家畜牧场的装置和方法

阅读:221发布:2020-05-15

专利汇可以提供用于散养家畜牧场的装置和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了散养 家畜 农场(FDR),其中,乳畜可自由进入到它们的畜栏以同时进食和被 挤奶 。该FDR包括:多个畜栏;所述畜栏中的至少一个的特征在于前侧和后相对侧,乳畜至少暂时地容纳到其中,头朝所述前侧;多个主要生活区域(MLA);所述MLA中的至少一个与所述畜栏中的至少一个借助多个 门 连接。FDR还包括基本 水 平 定位 的抬高的轨道系统和多个移动挤奶单元(MMU),该轨道系统包括多个抬高的轨道,所述MMU中的每一个构造为在所述抬高的轨道上运输到在乳畜的畜栏处的乳畜,并且当动物进食时对动物挤奶。,下面是用于散养家畜牧场的装置和方法专利的具体信息内容。

1.一种散养家畜农场(FDR),其中,乳畜能自由进入到它们的畜栏以同时进食和被挤奶,包括:
a.多个s个畜栏,s是等于或大于1的整数;所述畜栏中的至少一个的特征在于前侧和后相对侧,乳畜至少暂时地被容纳进入所述后相对侧中,头部朝向所述前侧;
b.多个m个主要生活区域(MLA),m是等于或大于1的整数;所述MLA中的至少一个与所述畜栏中的至少一个借助g个连接,g是等于或大于1的整数;
其中,所述FDR还包括:
c.基本平地定位的抬高的轨道系统,包括多个e个抬高的轨道,e是等于或大于1的整数;
d.多个n个移动挤奶单元(MMU),n是等于或大于1的整数,所述MMU中的每一个构造为在所述抬高的轨道上运输到在其畜栏处的乳畜,并且当动物进食时对所述动物挤奶。
2.如权利要求1所述的FDR,其特征在于,所述乳畜选自包括奶绵羊、水牛和山羊的组。
3.在一种乳业农场中,基本水平定位的抬高的轨道系统包括多个抬高的轨道,挤奶单元在所述多个抬高的轨道上运输。
4.在一种具有至少一个畜栏的乳业农场中,转换基础设施接近所述畜栏的后部,挤奶单元能在其上移动。
5.在一种乳业农场中,至少一个单向入口门将畜栏区域与主要生活隔离,至少一个单向出口门将所述畜栏区域与医疗区域隔离,以及至少一个单向入口门将所述医疗区域从所述主要生活区域隔离。
6.如权利要求1所述的FDR,其特征在于,所述抬高的轨道中的至少一个选自以下组,所述组包括至少部分地直线的轨道、至少部分地弯曲的轨道、至少部分地倾斜的轨道、至少部分地垂直的轨道及其任何组合。
7.如权利要求4所述的FDR,其特征在于,所述多个抬高的轨道中的至少一部分在至少一个交汇点中互相连接。
8.如权利要求7所述的FDR,其特征在于,多个相互连接的抬高的轨道的所述至少一部分设置为一个或多个街道与大街构造。
9.一种FDR阵列,包括至少一个如权利要求1所述的第一FDR和至少一个如权利要求1所述的第二FDR;其中,所述第一FDR和所述第二FDR借助至少一个共同的抬高的轨道系统相互连接,由此所述一个FDR的MMU能运输到所述第二FDR,并且也能反过来。
10.如权利要求9所述的阵列,其特征在于,所述阵列包括多个f个FDR,f是等于或大于2的整数;所述FDR布置为选自以下组的至少一个形状,所述组包括三形、四边形、五边形、圆形、星形及其任何组合。
11.如权利要求1所述的FDR,其特征在于,所述畜栏的特征在于基本矩形的形状,包括后侧,所述后侧与前侧相对;并且其中所述乳畜被引导通过所述后侧,其中所述乳畜的头部面向所述前侧。
12.在权利要求1所述的FDR中,所述MMU包括以下组中的至少一个构件:滑行器、吊缆、延伸器;所述滑行器构造为沿着所述ER水平地驱动所述MMU;所述吊缆构造为(i)使所述MMU基本垂直地从所述抬高的轨道向下加载到设置在畜栏内的或与所述畜栏连接的下部对接站以及(ii)使所述MMU基本垂直地向上加载到滑行器单元;而所述延伸器构造为可逆地使挤奶组件接近乳畜的乳头
13.一种MMU,所述MMU包括以下组中的至少一个构件:滑行器、吊缆、延伸器;所述滑行器构造为沿着所述ER水平地驱动所述MMU;所述吊缆构造为(i)使所述MMU基本垂直地从所述抬高的轨道向下加载到设置在畜栏内的或与所述畜栏连接的下部对接站以及(ii)使所述MMU基本垂直地向上加载到滑行器单元;而所述延伸器构造为可逆地使挤奶组件接近乳畜的乳头。
14.如权利要求1所述的FDR,其特征在于,包括对接站,所述对接站位于所述畜栏的后部处,所述对接站构造为可逆地互连所述MMU的吊缆和/或末端器机构。
15.如权利要求13所述的MMU,其特征在于,所述MMU至少暂时地、无线地或者有线地互连计算机辅助挤奶协议和MMU的运动控制(CAP&C),以控制所述MMU的运输。
16.如权利要求13所述的MMU,其特征在于,其互连到乳头杯组件(TCA)或与所述乳头杯组件相互通信,所述TCA包括多个乳头杯,所述乳头杯中的每一个构造为通过尺寸和形状来可逆地容纳乳头,并且促进对所述乳头进行真空辅助挤奶。
17.如权利要求16所述的MMU,其特征在于,所述乳头杯的近侧部分是基本固定的:(a)MMU的乳头时间分辨的空间定向和位置以及(b)乳头时间分辨的空间定向和位置。
18.如权利要求16所述的MMU,其特征在于,所述TCA包括包含齿轮箱的乳头杯弹射拉直机构(TCESM),构造为使得乳头杯能够在挤奶之前接近乳头,并且能在挤奶之后收回所述乳头杯。
19.一种用于挤奶操作的乳头杯布置(TCA);包括:
a.至少一个挤奶杯,其能以往复的方式水平移动,所述至少一个挤奶杯还包括构造为用于接纳动物的乳头的凹入的锥形构件(363)、双牛奶-真空管件(364)和在所述凹入的锥形构件与所述双牛奶-真空管件之间将它们相互连接的连接件(362);以及
b.弹射机构(365),用于将所述至少一个挤奶杯接近所述动物的所述乳头;所述弹射机构包括齿条与齿轮机构(366)和驱动所述齿条与齿轮机构中的齿轮的马达(361),所述至少一个挤奶杯机械地连接到所述齿条与齿轮机构中的齿条。
20.如权利要求16所述的MMU,其特征在于,所述TCA与操纵挤奶臂(AM)相互连接,所述挤奶臂构造为从动物的后部致动所述TCA,经过其后腿并且在其身体下方到达邻近动物乳头并且在所述动物乳头下方的位置;并且反过来。
21.如权利要求13所述的MMU,其特征在于,多个cm个相机;cm 是大于或等于1的整数,所述相机选自以下组,所述组包括(i)与乳头杯组件或其乳头杯基部相互连接的至少一个相机,构造为聚焦在乳头杯和乳头两者中的任一个上,由此确定在相邻的乳头附近的乳头杯的2D或空间3D定向;(ii)至少一个相机,构造为聚焦所述乳畜的后腿,由此确定腿的空间
2D或3D定向中的一个或两个,并且为动物健康情况评分。
22.如权利要求21所述的MMU,其特征在于,至少一个相机选自以下组,所述组包括:数字或视频图像捕捉模、图像获取传感器、热获取传感器、CCD、CMOS、广角光学传感器、变焦启用光学传感器、热传感器、光学传感器,包括单色传感器或两个或更多个单色传感器的组合、磁性探测器、荧光探测器、激光探测器、热和光学集成传感器、飞行时间(TOF)、TOF传感器、结构光相机、结构光传感器及其任何组合。
23.如权利要求21所述的MMU,其特征在于,至少一个所述相机构造为有线地或无线地与计算机可读的介质连通,构造为对图像进行处理,由此操纵所述挤奶臂致动,从所述动物的后部、经由其后腿并且在其身体下到达在动物的乳头附近并且在动物的乳头下方的位置;并且反过来。
24.如权利要求23所述的MMU,其特征在于,还包括计算机可读磁性介质,构造为借助所述图像计算动物后腿的2D或3D时间分辨的定向,定义腿部高度(基本沿着Z轴)的中间和腿部距离(基本沿着Y轴)。
25.如权利要求23所述的MMU,其特征在于,还包括计算机可读磁性介质,构造为借助所述图像限定并且警告动物的发情情况。
26.如权利要求1所述的FDR,其特征在于,多个cm个相机;cm是大于或等于1的整数,所述相机选自以下组,所述组包括(i)与乳头杯组件或其乳头杯基部相互连接的至少一个相机,构造为聚焦在乳头杯和乳头两者中的任一个上,由此确定在相邻的乳头附近的乳头杯的2D或空间3D定向;(ii)至少一个相机,构造为聚焦所述乳畜的后腿,由此确定腿的空间2D或3D定向中的一个或两个,并且为动物健康情况评分。
27.如权利要求26所述的FDR,其特征在于,少一个相机选自以下组,所述组包括:数字或视频图像捕捉模块、图像获取传感器、热获取传感器、CCD、CMOS、广角光学传感器、变焦启用光学传感器、热传感器、光学传感器,包括单色传感器或两个或更多个单色传感器的组合、磁性探测器、荧光探测器、激光探测器、热和光学集成传感器、飞行时间(TOF)、TOF传感器、结构光相机、结构光传感器及其任何组合。
28.如权利要求27所述的FDR,其特征在于,至少一个所述相机构造为有线地或无线地与计算机可读的介质连通,构造为对图像进行处理,由此操纵所述挤奶臂致动,从所述动物的后部、经由其后腿并且在其身体下到在动物的乳头附近并且在动物的乳头下方的位置;
并且反过来。
29.如权利要求28所述的FDR,其特征在于,还包括计算机可读磁性介质,构造为借助所述图像计算动物后腿的2D或3D时间分辨的定向,定义腿部高度(基本沿着Z轴)的中间和腿部距离(基本沿着Y轴)。
30.如权利要求26所述的FDR,其特征在于,还包括计算机可读磁性介质,构造为借助所述图像限定并且警告动物的发情情况。
31.如权利要求1所述的FDR,其特征在于计算机实现的系统,用于分层机器学习中的算法组合,包括由后腿2D和3D定向中的一个或两个的数据输入构成的非线性处理单元的多层的组;每个乳头的2D和3D定向中的一个或两个的数据输入;图像处理的数据输出,经由奶牛的后腿构造挤奶臂运动;所述系统能通过这样操作:在挤奶之前将挤奶杯定位在乳头下方,并且在挤奶完成之后收回所述乳头杯和臂的收回。
32.如权利要求31所述的分层学习,其特征在于,所述分层学习包括深度结构化学习挤奶的“后腿及乳头图像处理能力”,从而提供了监测乳畜的健康状况的手段。
33.一种用于确定乳畜的发情的方法,包括以下步骤:
a.提供p个探测器的步骤,p是大于或等于1的整数,所述p个探测器选自以下组,所述组包括:单轴加速度计、多轴加速度计、相机和其任何组合;
b.i)对于所述乳畜在FDR-畜栏内的每个时间段(Δti),借助所述p个探测器中的至少一个连续地或间断地确定动物的头部加速度(ax,y,z(t)),由此对于每个所述时间段(Δti)定义动物总进食事件能量值(E进食(Δti));对于所述动物,对于每个第一预先确定的时间段n,通过将在每个所述第一预先确定的时间段n期间发生的所有进食事件能量值求和而产生总进食事件能量值E进食,总(n),
c.对于包括N个所述第一预先确定的时间段的第二预先确定的时间段,N是大于1的整数,对所有的所述总进食能量值E进食,总(n)求平均,由此产生基线进食能量E进食;
d.对于至少一个所述第二预先确定的时间段,确定最大每日进食能量值E进食,最大=max(E进食,总(n));并且当所述进食能量事件值E进食,总(n)大于(E进食,最大+E进食)/2时,产生发情警报。
34.如权利要求33所述的方法,其特征在于,所述第一预先确定的时间段是约一天,并且所述第二预先确定的时间段是约一个月。
35.一种用于确定乳畜的发情的方法,包括以下步骤:
a.提供p个探测器的步骤,p是大于或等于1的整数,所述p个探测器选自以下组,所述组包括:单轴加速度计、多轴加速度计、相机和其任何组合;
b.借助所述p个探测器中的至少一个确定乳畜不在FDR-畜栏内的每个时间段(Δti);
c.对于所述乳畜不在FDR畜栏内的每个时间段(Δtj),借助所述p个探测器中的至少一个连续地或间断地确定所述动物的头部加速度(ax,y,z(t)),由此对于每个所述时间段(Δtj)定义动物头部运动能量值(E运动(Δtj));对于所述动物,对于每个第一预先确定的时间段n,通过将在每个所述第一预先确定的时间段n期间发生的所有所述头部运动能量值求和而产生总头部运动能量值E运动,总(n),
d.对于包括N个所述第一预先确定的时间段的第二预先确定的时间段,N是大于1的整数,对于所有的所述总头部运动能量值E运动,总(n)求平均,由此产生基线头部运动能量E运动;
e.对于至少一个所述第二预先确定的时间段,确定最大每日头部运动能量值E运动,最大=max(E运动,总(n));以及
f.当所述头部运动能量值E运动,总(n)大于(E运动,最大+E运动)/2时,产生发情警报。
36.如权利要求35所述的方法,其特征在于,所述第一预先确定的时间段是约一天,并且所述第二预先确定的时间段是约一个月。
37.一种用于确定乳畜的发情的方法,包括以下步骤:
a.提供p个探测器的步骤,p是大于或等于1的整数,所述p个探测器选自以下组,所述组包括:单轴加速度计、多轴加速度计、相机和其任何组合;
b.借助所述p个探测器中的至少一个确定乳畜不在FDR-畜栏内的每个时间段(Δt在);
c.对于每个第一预先确定的时间段n,借助所述p个探测器中的至少一个连续或间断地确定所述动物的头部加速度(ax,y,z(t)),由此对于每个所述第一预先确定的时间段n定义总动物头部运动能量值E运动,总(n);
d.对于乳畜在FDR-畜栏内的每个时间段(Δt在),借助所述p个探测器中的至少一个连续地或间断地确定动物的头部加速度(ax,y,z(t)),由此对于每个所述时间段(Δt在)定义动物总进食事件能量值(E进食(Δt在));对于所述动物,对于每个所述第一预先确定的时间段n,通过将在每个所述第一预先确定的时间段n期间发生的所有所述进食事件能量值求和而产生总进食事件能量值E进食,总(n),
e.对于每个第一预先确定的时间段n,将总的非进食头部运动能量E非进食(n)定义为总动物头部运动能量值E运动,总(n)与总进食事件能量值E进食,总(Δt在)之间的差,E非进食(n)=E运动,总(n)-E进食,总(n);
f.对于包括N个所述第一预先确定的时间段的第二预先确定的时间段,N是大于1的整数,对于所有的总非进食运动能量值E运动,总(n)求平均,由此产生基线头部运动能量E运动;
g.对于至少一个所述第二预先确定的时间段,确定最大每日头部运动能量值E运动,最大=max(E非进食(n));以及
h.当所述头部运动能量值E非进食(n)大于(E运动,最大+E运动)/2时,产生发情警报。
38.如权利要求37所述的方法,其特征在于,所述第一预先确定的时间段是约一天,并且所述第二预先确定的时间段是约一个月。
39.一种在散养家畜牧场(FDR)中提供乳畜的方法,由此给它们提供自由进入它们的畜栏以同时进食并且被挤奶,包括:
a.提供多个s个畜栏,s是等于或大于1的整数;还使所述畜栏中的至少一个设有前侧和后相对侧,乳畜至少暂时地被容纳到所述后相对侧中,头部朝向所述前侧;
b.提供多个m个主要生活区域(MLA),m是等于或大于1的整数;将所述MLA中的至少一个借助多个g个门连接所述畜栏中的至少一个,g是等于或大于1的整数;
其中,所述方法还包括:
c.将抬高的轨道系统基本水平地定位,并且给所述抬高的轨道系统提供多个e个抬高的轨道,e是等于或大于1的整数;
d.设置多个n个移动挤奶单元(MMU),n是等于或大于1的整数,并且将所述MMU中的每一个构造为在所述抬高的轨道上运输到在其畜栏处的乳畜,并且当动物进食时对所述动物挤奶。
40.一种将移动挤奶单元运输到乳畜的畜栏的方法,所述方法包括以下步骤:
a.将多个e个轨道固附为在畜棚的地面上方的基本上水平的抬高的构造,e是等于或大于1的整数,使得所述轨道的至少一部分位于所述畜栏的后部附近并且在其上方,所述动物后部位于该处;以及
b.将MMU互连到所述轨道,使得所述MMU能沿着抬高的轨道移动到所述畜栏的后部,并且也能反过来。
41.如权利要求40所述的方法,其特征在于,将MMU互连到所述轨道的步骤包括将所述MMU的滑行器部分互连到抬高的轨道的步骤。
42.一种用于形成FDR的阵列的方法,包括以下步骤:
a.将至少第一FDR邻接到至少一个第二FDR;以及
b.使所述至少两个FDR通过至少一个共同的抬高的轨道相互连接,由此允许MMU从至少一个FDR运输到至少一个第二FDR。
43.一种将MMU引入到乳畜的乳头的方法,所述方法包括以下步骤:
a.借助滑行器机构将MMU沿着抬高的轨道基本水平地运输;
b.借助吊缆机构,将所述MMU从所述抬高的轨道垂直下降到设置在畜栏的后部内的或与其连接的下部对接站;并且然后
c.借助延伸器机构,使乳头杯组件(TCA)基本水平地从所述对接站、在动物的后腿之间、在其身体后部下方前进到设置在动物的乳头附近并在乳头下方的位置。
44.一种用于对将MMU运输到在其畜栏中的乳畜进行控制和优先处理的方法,包括以下步骤:无线地或有线地、至少暂时地将所述MMU连通到计算机可读磁性介质,所述介质构造为具有挤奶辅助协议和MMU的运动控制协议(CAP&C)。
45.一种用于在挤奶之前将乳头杯靠近乳头并且在挤奶之后取所述回乳头杯的方法,所述方法包括以下步骤:使TCA设有包含马达齿轮箱的乳头杯弹射拉直机构(TCESM),所述乳头杯弹射拉直机构构造为用于使得乳头杯能够(i)在挤奶之前靠近乳头,以及然后(ii)在挤奶之后收回。
46.一种确定乳头杯相对于待挤奶的乳头的空间3D定向的方法,其中,所述方法包括以下步骤:
a.将TCA连接到MMU;
b.使TCA设有多个cm个相机;cm是大于或等于1的整数;并且
c.将所述相机中的至少一个朝向所述乳头和所述杯聚焦。
47.一种用于致动所述挤奶臂的方法,包括以下步骤:
a.借助至少一个光学或热传感器获得一条或两条动物后腿的2D或3D图像中的至少一个;
b.有线地或无线地将所述图像与计算可读介质(CRM)通信,并且对所述图像进行处理,由此提供一条或多条腿的时间分辨的定向;
c.借助所述CRM,定义腿部的高度(Z主轴)的中部和腿部距离(Y主轴);
d.借助所述CRM处理的图像数据,操纵挤奶臂以在动物的后腿之间、从动物的后部、在其身体下方致动到在动物的乳头附近并且在乳头下方的位置,并且反过来向后收回所述臂。
48.一种用于对动物的健康状况评分的方法,包括以下步骤:在FDR的畜栏的后部中设置热学和/或光学的传感器;获取动物的后部的图像;借助深度学习算法处理图像,并将其与参考数据作比较,由此对动物的健康状况评分。
49.一种允许乳畜自由地饲养并且用于对动物在被饲养时挤奶的方法,包括以下步骤:
为乳业农场提供至少一个畜栏,在所述畜栏的后部附近提供转换基础设施,并且使移动挤奶单元沿着转换基础设施移动。
50.一种允许乳畜自由地饲养并且用于对动物在被饲养时挤奶的方法,包括以下步骤:
借助至少一个单向入口门将畜栏区域从主要生活分区域隔开;借助至少一个单向出口门,将所述畜栏区域从医疗区域分隔开,并且借助至少一个单向入口门将所述医疗区域与所述主要生活区域分隔开。
51.一种包括TCA的MMU,其中,所述TCA构造为分别对奶牛的每个乳区进行挤奶。
52.如权利要求1所述的FDR,其特征在于,包括牛奶第一分离容器,在对至少一头第二奶牛挤奶之前,从至少一头第一动物挤奶获得的牛奶被运送到所述牛奶第一分离容器中。
53.如权利要求1所述的FDR,其特征在于,包括牛奶第二分离容器,在对所述动物的至少一个第二乳区(乳头)挤奶之前,从所述动物的至少一个第一乳区(乳头)挤奶获得的牛奶被运送到所述牛奶第二分离容器中。
54.如权利要求1所述的FDR,其特征在于,所述MMU构造为与至少一个回收站对接、通信或以其它方式与其连接。
55.如权利要求54所述的FDR,其特征在于,所述回收站包括选自以下组的至少一个模块,所述组包括牛奶收集模块;牛奶化学和生物分析模块;牛奶分离模块;MMU清空模块;MMU清洁模块;MMU回收模块;MMU水和消耗品加载模块;及其任何组合。
56.如权利要求55所述的FDR,其特征在于,所述牛奶化学和生物分析模块包括分析器,所述分析器构造为单独地分析从奶牛的每个乳区挤奶获得的每个所述牛奶。
57.如权利要求55所述的FDR,其特征在于,所述回收站能直接或通过管线连接至中央收集容器,并且其中所述回收站还构造为对所述MMU和所述管线进行清洗。
58.一种用于避免来自乳畜的被感染的乳区的牛奶与来自健康乳区的牛奶混合的方法,包括以下步骤:对每个乳区单独地挤奶;并且将所述每个乳区的牛奶清空到一个独立的容器中。
59.如权利要求19所述的TCA,其特征在于,还包括水平地构造在所述TCA顶上的一个乳头清洁杯;所述清洁杯还连接到包含热水、空气和真空的管件。
60.一种MMU,包括滑行器,其中,所述滑行器构造为沿着所述抬高的轨道水平地驱动所述MMU;其中,所述MMU还包括吊缆,所述吊缆构造为(i)使所述MMU基本垂直地从所述抬高的轨道向下加载到设置在畜栏内的或与所述畜栏连接的下部对接站以及(ii)使所述MMU基本垂直地向上加载到所述滑行器单元;并且进一步地,所述MMU包括延伸器,所述延伸器构造为可逆地使挤奶组件接近乳畜的乳头。
61.如权利要求1所述的MMU,其特征在于,所述MMU构造为用于使挤奶单元基本垂直地从所述抬高的轨道向下加载到设置在畜栏内或与所述畜栏连接的下部对接站;以及用于使该挤奶单元基本垂直地向上加载。
62.一种MMU,包括以下组中的至少一个构件:滑行器、吊缆、延伸器;所述滑行器构造为沿着抬高的轨道水平地驱动所述MMU;所述吊缆构造为(i)使所述MMU基本垂直地从所述抬高的轨道向下加载到设置在畜栏内的或与所述畜栏连接的下部对接站以及(ii)使所述MMU基本垂直地向上加载到所述滑行器;而所述延伸器构造为可逆地使挤奶组件接近乳畜的乳头。
63.一种MMU,包括以下组中的至少一个构件:滑行器、吊缆、延伸器;所述滑行器构造为沿着抬高的轨道水平地驱动所述MMU;所述MMU构造为(i)使所述挤奶单元基本垂直地从所述抬高的轨道向下加载到设置在畜栏内的或与所述畜栏连接的下部对接站以及(ii)使所述挤奶单元基本垂直地向上加载到所述滑行器单元;而所述延伸器构造为可逆地使挤奶组件接近乳畜的乳头。

说明书全文

用于散养家畜牧场的装置和方法

技术领域

[0001] 本发明总地涉及奶农场散养家畜牧场。本发明还涉及用于奶的散放饲养的装置以及拴系式(栓养栏式)系统、子系统及其模。本发明还涉及管理乳畜、特别是产奶牛的方法。

背景技术

[0002] 存在两种主要的牛舍方法,拴系式畜棚(tie-stall barn)(或拴养式牛舍(stanchion barn))或自由活动式系统(loose-housing system)。在拴系式畜中,每个动物被拴好在畜栏中,以供休息、喂养、产奶和给。典型的设计具有两排畜栏。在较老的建筑中,干草和稻草储存在架高的阁楼中,但是在现代布局中,一般使用相邻的建筑。自由活动式系统是一种乳牛管理系统,其中,动物在通常可进入露天畜栏的散放休息区(loafing 
barn)中自由活动,并且可以被带到(或替代地必须去到)分离的区域或建筑,以供产奶和/
或喂养。
[0003] 乳牛的拴系式牛舍仍然在全球广泛使用,尽管有关于对自主运动的限制和对于奶牛的天性表达的限制的福利问题。Popescu等人公开了:在欧洲在20%(低地)至80%(山地)之间的奶牛至少在冬季是被拴住的。因此,在允许奶牛运动(围场、牧场或两者)的拴系式农场中受调查的乳牛的福利质量显著好于在不允许运动的农场中的;参见Popescu、Silvana
等人的“在有或没有运动机会的拴系式牛舍系统中的乳牛的福利质量(Dairy cows’
welfare quality in tie-stall housing system with or without access to 
exercise)”,斯堪的纳维亚兽医学报(Acta Veterinaria Scandinavica)55.1(2013):43,其以参见的方式纳入本文。
[0004] Arney等人表示:近年来通过为了更高的产奶量而密集饲养导致的动物的大小(重量)方面的增长已经导致了牛舍和设备变得越来越不适合于所容纳的牛。这包括:隔间空间的长度和宽度,导致在隔间中而不是在通道中排粪以及不能舒适地躺下或站立,隔断设计
妨碍舒适地躺卧,通道中空间不足以及受限的喂食和饮水。这些因素中的每一个不仅会影
响动物的福利,而且会影响它们的采食量、生产水平、健康和生产。不应忽视在干净的区域中舒适地躺卧的机会;奶牛展示出强烈的躺卧的动机:乳牛在白天和夜间躺下7-10小时;
单独的躺卧期间平均是1.5小时长。如果不能获得舒适的且容易进入的躺卧区域,奶牛可能花更多时间躺卧或站立在肮脏的通道中,这可能导致健康问题,特别是乳房感染和腿部受
伤。跛正在变成越来越重要的影响乳牛的健康和福利的因素。通常,地面是水泥制成的,其随着时间,特别是当被泥浆覆盖时,变得湿滑。奶牛必须在摩擦较低的地面上改变它们的步态,而这会导致受伤和不愿意走路,使得它们不太愿意去饲料区,尽管有这样做的动机,可能会减少采食量和生产量;参见在Jakobsson,Christine的可持续农业(Sustainable 
Agriculture)中第324-329页中的David Arney和Andres Aland的“农畜屋舍和管理中的当
代问题牛舍和福利(Contemporary Issues in Farm Animal Housing and Management 
Cattle Housing and Welfare)”,第一波罗的海大学出版社(No.1Baltic University 
Press),2014,目前可从以下网址获得:http://www.balticuniv.uu.se/index.php/
component/docman/doc_download/1282-chapter-44-contemporary-issues-in-farm-
animal-housing-and-management--cattle-housing-and-welfare。
[0005] 关于奶牛拥挤:奶牛的拥挤、阻塞和等待在各种第一代挤奶机器人中是常见现象。如所示的,奶牛(白色箭头)堵塞了到挤奶机器人的出口,并且另外两头奶牛堵在出口巷道
中;参见图1中的现有技术照片,其取自Janice Siegford和Jacquelyn Jacobs的“出口巷道堵塞事件对自动挤奶系统的可进入性的影响(Effect of Exit Alley Blocking 
Incidences on the Accessibility of the Automatic Milking System)”,2011年1月密歇根乳业评论(January 2011Michigan Dairy Review)第18-20页;目前可在以下网址获
取:https://www.msu.edu/~mdr/voll6nol/exit_alley.html,进一步以参见的方式纳入
本文。
[0006] 约36年前,注意到了对乳牛最好并且最自然的生活路径是在它们的一些自愿访问喂食态期间对它们根据个体需要的次数自动地挤奶,每次四分之一乳房。这实际上设定为
自动挤奶的最初目标,但从未完全实现。由于技术和经济限制,使得必需采取许多折衷的概念。现在的奶牛因此仍然花费大量时间在充满压力的队伍中等待,并且不总是在需要时被
挤奶,导致次优的健康、福利、长寿、牛奶质量和农场利润,参见图2中的现有技术的照片,其示出了对挤奶厅的拥挤的等待。注意到,在散养农舍中的产奶主要在挤奶厅中并且在(第一代)挤奶机器人中完成。非常小型的农场或低技术农场可能仍然有挤奶工,其来到动物身边对其挤奶,或是借助移动挤奶机器或是完全手工地挤奶。
[0007] 在利拉伐(De Laval)的Kerstin Svennersten-Sjaunja等人所著的“高效挤奶(Efficient Milking)”(2011)中尤其表明产奶国之间在挤奶间隔方面有较大区别,其目前可从http://www.delaval.com/Global/PDF/Efficient-milking.pdf获得,以参见的方式
纳入本文。在大部分国家中,由于劳动力情况,8-16小时的挤奶间隔是惯例。在更大的农场上,常常采用12-12小时产奶间隔。对于每天两次挤奶,十二小时的间隔是最优的挤奶间隔。
相较于不等的挤奶间隔,牛奶产量(公斤牛奶,kg milk)随着相等的间隔增加。在这一现象背后的原理是什么?在前一次挤奶后10小时,乳汁分泌开始下降,而乳房压力增大。在前一次挤奶后35小时,乳汁分泌已经停止。同样,显著单单乳房压力不是调节乳汁分泌率的唯一因素,而也是所讨论的抑制剂机制。因此,为了优化牛奶产量,必须考虑挤奶间隔的长度。随着挤奶间隔延长,乳房内压力上升,并且乳汁分泌率下降。然而,在一些劳动力相当便宜的国家,采取的是更频繁的挤奶。在过去二十年中,焦点再次放在了更频繁地挤奶上,特别是在高产牛群中。更频繁地挤奶的益处有很多。从一天挤奶两次变到一天挤奶三次显著增加
了牛奶产量。已公布的数据显示了增加的范围在每天5%至25%的牛奶。此外,泌乳期变得更持久和更长。牛奶产量随着更频繁的挤奶而增加的原因可能是更加频繁地暴露于刺激乳
汁分泌到乳腺的机会。然而,如上所述,牛奶含有对于乳汁分泌具有负反馈控制的抑制剂。
更加频繁地去除这一抑制剂因此导致更高的产量。在这方面一个有趣的发现是:具有较小
的泌乳腔(udder cistern)的奶牛对于挤奶的频率更敏感。腔越小,频繁的除奶对于牛奶产量的效果就越大,而腔越大,对于频繁挤奶的响应就越小。频繁挤奶具有长期效应和短期效应。短期效应是由于泌乳细胞增强的活性而导致的提高的牛奶产量,而长期效应是由于泌
乳细胞增加的数量而导致的提高的产量。后者表明:可能在确定了的泌乳期期间影响泌乳
细胞的个数,这对于产奶能力是重要的;也参见Erdman、Richard A.和Mark Varner的“对于增加的挤奶频率的固定产量响应(Fixed yield responses to increased milking 
frequency)”,乳业科学期刊(Journal of dairy science)78.5(1995):1199-1203;
Hogeveen,II.等人的“自动挤奶系统中的挤奶间隔、牛奶产量和牛奶流速(Milking 
interval,milk production and milk flow-rate in an automatic milking system)”,畜牧生产科学(Livestock production science)72.1(2001):157-167);以及Jacobs,J.A.和J.M.Siegford的“特邀评论:自动挤奶系统对于乳牛管理、习性、健康和福利的影响
(Invited review:The impact of automatic milking systems on dairy cow-
management,behavior,health,and welfare)”,乳业科学期刊(Journal of dairy 
science)95.5(2012):2227-2247,所有都以参见的方式纳入本文。
[0008] 关于“挤奶群”,如在Lely Patent N.V.的美国专利第8925482号中强调的,一群乳畜,例如一群奶牛可以总体包括给出不同类型的乳汁的乳畜的不同子群。
[0009] 这些不同类型的乳汁可以例如供消费的牛奶、牛初乳、来自患有乳腺炎的奶牛的牛奶或来自用抗生素治疗的奶牛的牛奶。不期望在同一个牛奶容器中收集这些不同种类
的。将供消费的牛奶和其它类型的牛奶混合可能导致供消费的牛奶不再适于消费。不应与
供消费的牛奶混合的牛奶在下文中将称为分离牛奶。在对给出分离牛奶的奶牛挤奶之后,
期望并且常常强制地在对给出供消费的牛奶的奶牛挤奶之前对挤奶系统进行冲洗。对挤奶
系统进行冲洗耗时相对较长。此外,对挤奶系统进行冲洗需要大量的冲洗液体、例如是洁净的水。对于包括相对较多的给出分离牛奶的乳畜的乳畜群,挤奶系统因此必须相对频繁地
被清洁。在冲洗的过程中,挤奶系统不能使用,因此,挤奶系统使用得不太高效。包括相对较大数量的给出分离牛奶的乳畜的乳畜群的例子是:一群乳畜,其挤奶周期高度同步。在这样的群中,相对较多的乳畜可以同时给出初乳,初乳是不适合消费的,并且不应与供消费的牛奶混合。另一个示例是具有相对较大数量的、用抗生素治疗的病牛的一群乳畜。对于特定奶牛随着其不断变化的需求和挤奶能力进行挤奶的乏味的管理问题(在此奶牛是挤奶群中的
一个成员)仍然是有问题未满足的,特别是在大规模乳品业中。
[0010] 作为参见纳入本文的Alfa-Laval AB的US 4508058“挤奶方法及其设备”公开了一种对自由活动式奶牛挤奶的方法,这些奶牛找到它们单独地到一个或多个饲养栏的路,在
该饲养栏中它们被自动识别并且借助连接到识别和喂养装置的计算机进行饲养。电脑用于
记录每头奶牛被挤奶的时间点,并且用于启动与对到达饲养栏待进食的奶牛的识别相连的
装置,并且如果在先前的挤奶操作之后预先确定的时间已经过去,则该装置被启动用于自
动将挤奶装置施加到奶牛的乳房并且用于开始挤奶操作。
[0011] Texas Industries Inc.(德州工业公司)(Lely)的EP0635203“一种用于对动物自动挤奶的构造(A construction for automatically milking animals)”和EP1336337“用于饲养动物和挤奶的组件,以及饲养和对动物挤奶的方法(An assembly for feeding and milking animals,and a method of feeding and milking animals)”公开了设有挤奶机
器人的用于对奶牛进行自动挤奶的构造。该构造包括棚1或任何其它的空间,动物被允许在其中自由移动。棚1或其它空间设计为使得挤奶机器人14移动到待挤奶的动物,并且当场执行挤奶。
[0012] Lely的名称为“用于饲养动物和挤奶的组件、以及饲养和对动物挤奶的方法(Assembly for feeding and milking animals,and a method of feeding and milking 
animals)”的US 7,640,889和US 7,836,848分别公开了用于饲养和对动物进行的组件及其
方法。组件设有一区域,动物被允许在该区域中自由移动;多个并置的用于动物的饲养站;
固定地布置在饲养站处的保持装置,用于将动物保持在该饲养站处,该保持装置可以被启
动用于保持该动物,并且可以停用,以释放该动物;自推进的挤奶机器人,包括挤奶装置,用于对动物挤奶,包括至少一个乳头杯用于连接到动物的乳头;以及计算机系统,用于控制挤奶机器人的运行和移动。这里,所要求保护的新颖新和创造性在于组件能够确定存在有待
挤奶的动物的饲养站,并且启动相关的保持装置用于将动物保持在预先确定的饲养站处,
以及启动与预先确定的饲养站相邻的至少一个饲相邻养站的保持装置。所公开的饲养和挤
奶组件的一个关键和基本特征是对于与预先确定的饲养站相邻的至少一个相邻饲养站的
保持装置的进一步限制,奶牛必须机动或以其它方式操纵。
[0013] 奶牛的自由活动式牛棚(散养家畜牧场-FDR,free dome range)将更好地支持奶牛的健康和福利、使得能够优化地生产具有更高质量的牛奶,特别是在上文所限定的挤奶
群中,改进运营毛利、使得农场工作更简单且更令人满意,以及减少土地使用,因此其是长期的需要。

发明内容

[0014] 由此以非限制性的方式呈现本发明的各种目的。本发明的一个目的是公开一种用于对奶牛挤奶的散养家畜牧场或自由牧场FDR,其中,奶牛在以同步的方式自由饲养时被挤奶。挤奶单元在乳畜进食的时刻接近乳畜,这恰恰与其它大规模挤奶系统相反,在这些大规模挤奶系统中动物以预先限定的时间间隔被引导朝向挤奶单元移动。
[0015] 本发明的另一目的是公开一种用于对奶牛挤奶的FDR,其中,根据本发明的一个实施例,FDR包括从包含主要生活区域MLA的组中选择的模块,主要生活区域具有至少一个出
口大形式和至少一个入口大门,在至少一个出口大门形式处,乳畜可自由地进入畜栏区
域,在至少一个入口大门处,动物可自由地或者可控地从畜栏区域进入到另一主要生活区
域,或替代地到医疗区域。主要生活区域MLA与至少一个进食区域例如借助一个或多个单向门互相连接。进食区域由多个畜栏构成以及可动的饲养单元MFU构成,这些畜栏例如通过轨道彼此隔开并且可选地从后方可关闭的。一个或多个移动挤奶单元MMU设置在抬高的轨道
系统上,用于在喂养奶牛时对预先限定的奶牛挤奶。移动准备和杯放置单元MPCPU或是移动自主单元,临时或永久地附连到MMU并且进一步设置。一个或多个牛奶清空和MMU回收单元
MEMR是可利用的,以及一个或多个牛奶容器和牛奶管道。医疗区域是斜道,其中可以提供进一步的治疗。完整的农场可包括一个或多个、相同或不同的FDR的、可选地互连并且共享资源的例如MMU或MEMR。
[0016] 本发明的另一目的是公开一种用于管理乳畜、特别是奶牛的方法,包括以下步骤:提供如在本发明中所限定和描述的FDR;连续且不中断地以非操纵的方式将已喂养的奶牛
从MLA引导到进食区域而没有排队或堵塞,在进食区域中,奶牛在进食时如果需要并且在需要时被舒适地挤奶,可选地然后经由医疗区域回到MLA,等等等等。
[0017] 本发明的另一目的是公开一种FDR,其中,乳畜自由进入到它们的畜栏中以同时进食并且被挤奶,FDR包括多个s个栏,s是等于或大于1的整数;至少一个畜栏的特征在于前侧和后相对侧,乳畜至少暂时地被容纳到后侧中,头朝前侧;以及多个m个MLA,m是等于或大于
1的整数;MLA中的至少一个与畜栏中的至少一个借助多个g个门连接,g是等于或大于1的整数。FDR还包括基本上水平定位的抬高的轨道系统,包括多个e个抬高的轨道,e是等于或大于1的整数;以及多个n个移动挤奶单元(MMU),n是等于或大于1的整数,每个MMU构造为在抬高的轨道上运输到在其畜栏处的乳畜,并且在动物进食时对动物挤奶。
[0018] 本发明的另一目的是公开如上文中任一个中限定的FDR,其中,乳畜从包括奶牛、绵羊、水牛和山羊的组中选择。
[0019] 本发明的另一目的是公开一种乳业农场,农场的至少一部分包括基本上水平地布置的抬高的轨道系统,包括多个抬高的轨道,挤奶单元在该多个抬高的轨道上运输。
[0020] 本发明的另一目的是公开一种乳业农场,农场的至少一部分包括至少一个畜栏,接近畜栏的后部的转换基础设施,挤奶单元在其上可动。
[0021] 本发明的另一目的是公开一种乳业农场,农场的至少一部分包括将畜栏区域与主要生活隔开的至少一个单向入口门、将畜栏区域与医疗区域隔开的至少一个单向出口门和
将医疗区域与主要生活的主要生活区域隔开的至少一个单向入口门。
[0022] 本发明的另一目的是公开如上文中的任一种所限定的FDR,其中,抬升的轨道中的至少一个选自以下组,该组包括:至少部分地直线的轨道、至少部分地弯曲的轨道、至少部分地倾斜的轨道、至少部分地垂直的轨道及其任何组合。
[0023] 本发明的另一目的是公开如上文中的任一种所限定的FDR,其中,多个抬高的轨道中的至少一部分在至少一个交汇点中互相连接。
[0024] 本发明的另一目的是公开如上文中的任一种所限定的FDR,其中,相互连接的多个抬高的轨道中的至少一部分以一个或多个街道和大街构造(streets-and-avenues 
configuration)布置。
[0025] 本发明的另一目的是公开FDR的阵列,包括至少一个如上文中任一种所限定的第一FDR和包括至少一个第二FDR;其中,第一和第二FDR借助至少一个共同的轻轨系统相互连接,由此一个FDR的MMU可以运送到第二FDR,并且反之亦然。
[0026] 本发明的另一目的是公开如上文中任一种所限定的FDR的阵列,其中,阵列包括多个f个FDR,f是等于或大于2的整数;各FDR以选自以下组的至少一个形状布置,该组包括:三形、四边形、五边形、圆形、星形形状及其组合。
[0027] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,畜栏特征在于基本矩形的形状,包括后侧,后侧与前侧相对;并且其中乳畜被引导通过后侧,而其头部面向前侧。
[0028] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,在前的MMU包括以下组中的至少一个构件:滑行器、吊缆、延伸器;滑行器构造为沿着ER水平地驱动MMU;吊缆构造为(i)使MMU基本垂直地从抬升的轨道向下加载到设置在畜栏内的或与畜栏连接的下
部对接站以及(ii)使MMU基本垂直地向上加载到滑行器单元;而延伸器构造为可逆地使挤
奶组件接近乳畜的乳头。
[0029] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,其中,MMU包括以下组中的至少一个构件:滑行器、吊缆、延伸器;滑行器构造为沿着ER水平地驱动MMU;吊缆构造为(i)使MMU基本垂直地从抬升的轨道向下加载到设置在畜栏内的或与畜栏连接的下部对接
站以及(ii)使MMU基本垂直地向上加载到滑行器单元;而延伸器构造为可逆地使挤奶组件
接近乳畜的乳头。
[0030] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,其包括位于畜栏的后部的对接站,该对接站构造为可逆地互连MMU的吊缆和/或末端器机构。
[0031] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,其中,MMU至少暂时地、无线地或者有线地互连计算机辅助挤奶协议和MMU运动控制(CAP&C),以控制MMU的运输。
[0032] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,其中,其互相连接到乳头杯组件(TCA)或与乳头杯组件相互连通,TCA包括多个乳头杯,乳头杯中的每一个构造为通
过尺寸和形状来可逆地容纳乳头,并且促进对乳头真空辅助的挤奶。
[0033] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,其中,乳头杯的近侧部分是基本固附的:(a)MMU的乳头时间分辨的空间定向和位置以及(b)乳头时间分辨的空间定
向和位置。
[0034] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所述的MMU,其中,TCA包括包含达齿轮箱的乳头杯弹射拉直机构TCESM,构造为使得乳头杯能够在挤奶之前接近乳头,并且能在挤奶之后收回该乳头杯。
[0035] 本发明的另一目的是公开TCA,其中用于挤奶操作;包括:至少一个挤奶杯,其能以往复的方式水平移动,该至少一个挤奶杯还包括构造为用于接纳动物的乳头的凹入的圆锥形构件、双牛奶-真空管件364和在凹入的锥形构件与双牛奶-真空管件之间将它们相互连
接的连接件362;以及用于将至少一个挤奶杯接近动物的乳头的弹射机构;弹射机构包括齿条齿轮机构366和驱动齿条与齿轮机构的(小)齿轮的马达361,至少一个挤奶杯机械地连
接到齿条与齿轮机构的齿条。
[0036] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,其中,TCA与操纵挤奶臂AM相互连接,挤奶臂构造为从动物的后部致动TCA,经过其后腿并且在其身体下方到邻近动物乳头并且在乳头下方的位置;并且反过来。
[0037] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,其中,该MMU包括多个cm个相机或与该多个cm个相机互相连接以与其互相连通(相互通信);cm是大于或等于1的整
数,相机选自以下组,该组包括(i)与乳头杯组件或其乳头杯基部相互连接的至少一个相
机,构造为聚焦在乳头杯和乳头两者中的任一个上,由此确定在相邻的乳头附近的乳头杯
的2D或空间3D定向;(ii)至少一个相机,构造为聚焦在乳畜的后腿上,由此确定后腿的空间
2D或3D定向(一者或两者),并且为动物健康情况评分。
[0038] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,其中,至少一个相机选自以下组,该组包括:数字或视频图像捕捉模块、图像获取传感器、热获取传感器、CCD、CMOS、广角光学传感器、变焦启用光学传感器、热传感器、光学传感器,包括单色传感器或两个或更多个单色传感器的组合、磁性探测器、荧光探测器、激光探测器、热和光学集成传感器、飞行时间(TOF)、TOF传感器、结构光相机、结构光传感器及其任何组合。
[0039] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,其中,至少一个相机构造为有线地或无线地与计算机可读的介质连通,构造为对图像进行处理,由此操纵挤奶臂致
动,从动物的后部、经由其后腿并且在其身体下到在动物的乳头附近并且在乳头下方的位
置;并且反过来。
[0040] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,其中,该MMU还包括计算机可读磁性介质,构造为借助图像计算动物后腿2D或3D时间分辨的定向,定义腿部高度(基本沿着Z轴)的中间和腿部距离(基本沿着Y轴)。
[0041] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,该FDR还包括计算机可读磁性介质,构造为借助图像限定并且警告动物的发情情况。
[0042] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,其中,该MMU包括多个cm个相机;cm是大于或等于1的整数,相机选自以下组,该组包括(i)与乳头杯组件或其乳头杯基部相互连接的至少一个相机,构造为聚焦在乳头杯和乳头两者中的任一个上,由此确定
在相邻的乳头附近的乳头杯的2D或空间3D定向;(ii)至少一个相机,构造为聚焦在乳畜的
后腿上,由此确定腿的空间2D或3D定向(一者或两者),并且为动物健康情况评分。
[0043] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,该FDR包括选自以下组的至少一个相机,该组包括:数字或视频图像捕捉模块、图像获取传感器、热获取传感器、CCD、CMOS、广角光学传感器、变焦启用光学传感器、热传感器、光学传感器,包括单色传感器或两个或更多个单色传感器的组合、磁性探测器、荧光探测器、激光探测器、热和光学集成传感器、飞行时间(TOF)、TOF传感器、结构光相机、结构光传感器及其任何组合。
[0044] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,至少一个相机构造为有线地或无线地与计算机可读的介质连通,构造为对图像进行处理,由此操纵挤奶臂致
动,从动物的后部、经由其后腿并且在其身体下到在动物的乳头附近并且在乳头下方的位
置;并且反过来。
[0045] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,该FDR还包括计算机可读磁性介质,构造为借助图像计算动物后腿2D或3D时间分辨的定向,定义腿部高度(基本沿着Z轴)的中间和腿部距离(基本沿着Y轴)。
[0046] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,该FDR还包括计算机可读磁性介质,构造为借助图像限定并且警告动物的发情情况。
[0047] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,该FDR使用和/或包括计算机实现的系统,用于分层机器学习中的算法组合,包括由后腿2D和3D定向中的一个
或两个的数据输入构成的非线性处理单元的多层的组;每个乳头的2D和3D定向中的一个或
两个的数据输入;图像处理能力的数据输出,经由奶牛的后腿构造挤奶臂运动;系统可以这样操作:在挤奶之前通过将挤奶杯定位在乳头下方,并且在挤奶完成之后收回乳头杯和臂
的收回。分层学习可包括深度结构化学习挤奶的“后腿及乳头图像处理能力”,提供了监测乳畜的健康状况的手段。
[0048] 本发明的另一目的是公开一种用于确定乳畜中的发情的方法。该方法包括以下步骤:提供p个探测器,p是大于或等于1的整数,该p个探测器选自以下组,该组包括:单轴加速度计、多轴加速度计、相机和其任何组合;对于每个时间段(Δti),乳畜在FDR畜栏内,借助p个探测器中的至少一个,连续地或间断地确定动物的头部加速度(ax,y,z(t)),由此对于每个时间段(Δti)限定动物进食事件能量值(E进食(Δti));对于该动物、对于每个第一预先确定的时间段n,通过对每个第一预先确定的时间段n期间发生的所有进食事件能量值求和,产
生总进食能量值E进食,总(n), 对于包括N个第一预先确定的时
间段的第二预先确定的时间段,N是大于1的整数,对所有总进食能量值E进食,总(n)求平均,由此产生基线进食能量E进食;并且对于至少一个第二预先确定的时间段,确定最大日进食能量值E进食,最大=max(E进食,总(n));并且当进食能量事件值E进食,总(n)大于(E进食,最大+E进食)/2时产生发情警告。
[0049] 本发明的另一目的是公开一种用于确定乳畜中的发情的方法。该方法包括以下步骤:提供p个探测器,p是大于或等于1的整数,该p个探测器选自以下组,该组包括:单轴加速度计、多轴加速度计、相机和其任何组合;借助该p个探测器中的至少一个确定乳畜不在FDR畜栏内的每个时间段(Δti);对于乳畜不在FDR畜栏内的每个时间段(Δti),借助p个探测器中的至少一个连续地或间断地确定动物的头部加速度(ax,y,z(t)),由此对于每个时间段(Δti),定义动物头部运动能量值(E运动(Δti));对于该动物、对于每个第一预先确定的时间段n,通过将在每个第一预先确定的时间段n期间发生的所有头部运动能量值求和得到总头部
运动能量值E运动,总(n), 对于包括N个第一预先确定的时间
段的第二预先确定的时间段,N是大于1的整数,对所有总头部运动能量值E运动,总(n)求平均,由此产生基线头部运动能量E运动;对于至少一个第二预先确定的时间段,确定最大每日头部运动能量值,E运动,最大=max(E运动,总(n));并且当头部运动能量值E运动,总(n)大于(E运动,最大+E运动)/
2时产生发情警告。
[0050] 本发明的另一目的是公开一种用于确定乳畜中的发情的方法。动物包括以下步骤:提供p个探测器,p是大于或等于1的整数,该p个探测器选自以下组,该组包括:单轴加速度计、多轴加速度计、相机和其任何组合;借助p个探测器中的至少一个确定乳畜不在FDR的畜栏内的每个时间段(Δt在);对于每个第一预先确定的时间段n,借助p个探测器中的至少一个连续或间断地确定动物的头部加速度(ax,y,z(t)),由此对于每个第一预先确定的时间段n定义总动物头部运动能量值E运动,总(n);对于乳畜在FDR畜栏内的每个时间段(Δt在),借助p个探测器中的至少一个连续地或间断地确定动物的头部加速度(ax,y,z(t)),由此对于每个时间段(Δt在)限定动物总进食事件能量值(E进食(Δt在));对于该动物,对于每个第一预先确定的时间段n,通过将在每个第一预先确定的时间段n期间发生的所有进食事件能量值求
和而产生总进食事件能量值E进食,总(n), 对于每个第一预先
确定的时间段n,将总非进食头部运动能量E非进食(n)定义为总动物头部运动能量值E运动,总(n)与总进食事件能量值E进食,总(Δti)之间的差,E非进食(n)=E运动,总(n)-E进食,总(n);对于包括N个第一预先确定的时间段的第二预先确定的时间段,N是大于1的整数,对于所有的总非进食运
动能量值E运动,总(n)求平均,由此产生基线头部运动能量E运动;对于至少一个第二预先确定的时间段确定最大每日头部运动能量值E运动,最大=max(E非进食(n));并且当头部运动能量值E非进食(n)大于(E运动,最大+E运动)/2时,产生发情警报。
[0051] 本发明的另一目的是,公开如上述方法中的一种或多种,其中,第一预先确定的时间段是约一天,而第二预先确定的时间段是约一个月。
[0052] 本发明的另一目的是公开这样的一种方法:在散养家畜牧场(FDR)中提供乳畜,由此给它们提供自由进入它们的畜栏,由此同时进食并且被挤奶。该方法包括以下步骤:提供多个s个畜栏,s是等于或大于1的整数;还为至少一个畜栏中设有前侧和后相对侧,乳畜至少暂时被容纳在该后侧中,头部面向前侧;并且提供多个m个主要生活区域(MLA),m是等于或大于1的整数;将MLA中的至少一个与畜栏中的至少一个借助多个g个门连接,g是等于或
大于1的整数。该方法还包括以下步骤:将抬高的轨道系统定位为基本上水平,并且给该抬高的轨道系统提供多个e个抬高的轨道,e是等于或大于1的整数;以及提供多个n个移动挤
奶单元(MMU),n是等于或大于1的整数,并且将每个MMU构造为在抬高的轨道上运输到在其
畜栏处的乳畜,并且在动物进食时对动物挤奶。
[0053] 本发明的另一目的公开将移动挤奶单元运输到乳畜的畜栏的方法。该方法包括以下步骤:将多个e个轨道固附为在畜棚地面(地板)上方的基本上水平的抬高的构造,e是等
于或大于1的整数,以使得轨道的至少一部分位于畜栏的后部附近并且在其上方,动物的后部位于该处;并且将MMU互连到轨道,使得MMU能沿着抬高的轨道移动到畜栏的后部,并且反之。
[0054] 本发明的另一目的是公开一种上述方法,其中,将MMU互连到轨道的步骤包括将MMU的滑行部分互连到抬高的轨道的步骤。
[0055] 本发明的另一目的是公开一种用于形成FDR的阵列的方法,包括以下步骤:将至少第一FDR邻接到至少一个第二FDR;并且使至少两个FDR通过至少一个共同的抬高的轨道相
互连接,由此允许MMU从至少一个FDR运输到至少一个第二FDR。
[0056] 本发明的另一目的是公开一种用于将MMU引入到乳畜的乳头的方法。该方法包括以下步骤:借助滑行机构将MMU沿着抬高的轨道基本水平地运输;借助吊缆机构,将MMU从抬高的轨道垂直下降到设置在畜栏的后部内的或与其连接的下部对接站;并且然后借助延伸
器机构,使乳头杯组件(TCA)基本水平地从对接站、在动物的后腿之间、在其身体后部下方前进到设置在动物的乳头附近并在其下方的位置。
[0057] 本发明的另一目的是公开一种用于对将MMU运输到在其畜栏中的乳畜进行控制和优先处理的方法,包括以下步骤:无线地或有线地、至少暂时地将MMU连通到计算机可读磁性介质,该介质构造为具有挤奶辅助协议和MMU运动控制协议(CAP&C)。
[0058] 本发明的另一目的是公开一种用于在挤奶之前将乳头杯靠近乳头并且在挤奶之后取回乳头杯的方法,该方法包括以下步骤:使TCA设有包含马达齿轮箱的乳头杯弹射拉直机构(TCESM),构造为用于使得乳头杯能够(i)在挤奶之前靠近乳头,以及然后(ii)在挤奶
之后收回。
[0059] 本发明的另一目的是公开一种确定乳头杯相对于待挤奶的乳头的空间3D定向的方法,其中,该方法包括以下步骤:将TCA连接到MMU;使TCA设有多个cm个相机,cm是大于或等于1的整数;并且将相机中的至少一个朝向乳头和乳头杯聚焦。
[0060] 本发明的另一目的是公开一种用于致动挤奶臂的方法,包括以下步骤:借助至少一个光学或热传感器获得一条或两条动物后腿的2D或3D图像中的至少一个;有线地或无线
地将图像与计算可读介质(CRM)通信,并且对图像进行处理,由此提供一条或多条腿的时间分辨的定向;借助CRM,定义腿部的高度(Z轴)的中部和腿部距离(Y轴);借助CRM处理的图像数据,操纵挤奶臂以在动物的后腿之间、从动物的后部、在其身体下方致动到在动物的乳头附近并且在乳头下方的位置,并且反过来向后收回臂。
[0061] 本发明的另一目的是公开一种用于对动物的健康状况评分的方法,包括以下步骤:在FDR的畜栏的后部中设置热学和/或光学的传感器;获取动物的后部的图像;借助深度学习算法处理图像,并将其与参考数据作比较,由此对动物的健康状况评分。
[0062] 本发明的还有一目的是公开一种允许乳畜自由地饲养并且用于对动物在被饲养时挤奶的方法,包括以下步骤:为乳业农场提供至少一个畜栏,在畜栏的后部附近提供转换基础设施,并且使移动挤奶单元沿着转换基础设施移动。
[0063] 本发明的还有另一目的是公开一种允许乳畜自由地饲养并且用于对动物在被饲养时挤奶的方法,包括以下步骤:借助至少一个单向入口门将畜栏区域从主要生活分隔开;
借助至少一个单向出口门,将畜栏区域从医疗区域分隔开,并且借助至少一个单向入口门
将医疗区域与主要生活主要生活区域分隔开。
[0064] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,多个抬高的轨道中的至少一部分在至少一个交汇点中互相连接。
[0065] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,相互连接的多个抬高的轨道中的至少一部分以一个或多个“街道和大街构造”布置。
[0066] 术语“约“在下文中指等于、大于或小于所定义的量度的25%的任何数。本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,至少一个畜栏特征在于,具有约247cm长度和约90cm宽度的矩形形状。
[0067] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,至少一个畜栏特征在于基本矩形的形状;长度和宽度尺寸的比例约为1:2.7。
[0068] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,畜栏特征在于基本矩形的形状,包括后侧,后侧与前侧相对;并且乳畜被引导通过后侧,而其头部面向前侧。
[0069] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,权利要求9的入口侧特征在于宽度为约76.5cm。
[0070] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,畜栏具有基本水平的地面,并且其中以下至少一项是适用的:畜栏包括主要排水道,其特征在于,长度和宽度分别为约100cm和约18cm;畜栏包括设置为基本垂直于主要排水道的畜栏排水道;特征在
于,宽度为约35cm,深度为约12cm,长度范围在约90cm至约120cm之间;畜栏包括一个或多个侧入口,至少一个侧入口固附为基本垂直于入口侧,并且具有约70的宽度;畜栏包括一个或多个高压水洒水器,至少一个洒水器构造为用于对畜栏的地面或畜栏的排水道进行冲洗;1个畜栏包括朝向地面倾斜约1.5度的主要排水道;并且畜栏包括约18cm的台阶。
[0071] 本发明的另一目的是公开具有基本水平的地面的畜栏,其中,以下至少一项是适用的:畜栏包括主要排水道,其特征在于,长度和宽度分别为约100cm和约18cm;畜栏包括设置为基本垂直于主要排水道的畜栏排水道;特征在于,宽度为约35cm,深度为约12cm,长度范围在约90cm至约120cm之间;畜栏包括一个或多个侧入口,至少一个侧入口固附为基本垂直于入口侧,并且具有约70的宽度;畜栏包括一个或多个高压水洒水器,至少一个洒水器构造为用于对畜栏的地面或畜栏的排水道进行冲洗;畜栏包括朝向地面倾斜约1.5度的主要
排水道;并且畜栏包括约18cm的台阶。
[0072] 本发明的另一目的是公开用于确定乳畜中的发情的第一方法。该方法包括提供p个探测器的步骤,p是大于或等于1的整数,该p个探测器选自以下组,该组包括:单轴加速度计、多轴加速度计、相机和其任何组合;对于乳畜在FDR畜栏内的每个时间段(Δti),借助p个探测器中的至少一个连续地或间断地确定动物的头部加速度(ax,y,z(t)),由此对于每个时间段(Δti)定义动物总进食事件能量值(E进食(Δti));对于该动物,对于每个第一预先确定的时间段n,通过将在每个第一预先确定的时间段n期间发生的所有进食事件能量值求和
而产生总进食事件能量值E进食,总(n), 对于包括N个第一预先
确定的时间段在内的第二预先确定的时间段,N是大于1的整数,通过将总进食能量值E进食,总(n)除以N个第一预先确定的时间段而对总进食能量值E进食,总(n)求平均,由此产生基线进食能量E进食;对于至少一个第二预先确定的时间段确定最大每日进食能量值E进食,最大=max(E进食,总(n));并且当进食能量事件值E进食,总(n)大于(E进食,最大+E进食)/2时,产生发情警报。第一预先确定的时间段是约例如1天。更短或更长的时间段也证明是有用的。附加地,能量值可以随着一个时间段进行测量,或作为当乳畜在FDR畜栏内时,整个多个时间段中测量的每个值的总和。第二预先确定的时间段是约例如1个月。更短或更长的时间段也证明是有用的。
术语“求平均”在下文中是指用于定义可行的基线的、本领域已知的、任何合适的数学和统计学方程。
[0073] 本发明的另一目的是公开用于确定乳畜中的发情的第二方法,该方法包括以下步骤:提供p个探测器,p是大于或等于1的整数,该p个探测器选自以下组,该组包括:单轴加速度计、多轴加速度计、相机和其任何组合;借助p个探测器中的至少一个确定乳畜不在FDR畜栏内的每个时间段(Δti);对于乳畜不在FDR畜栏内的每个时间段(Δti),借助p个探测器中的至少一个连续地或间断地确定动物的头部加速度(ax,y,z(t)),由此对于每个时间段(Δti)定义动物头部运动能量值(E运动(Δti));对于该动物,对于每个第一预先确定的时间段n,通过将在每个第一预先确定的时间段n期间发生的所有头部运动能量值求和而产生总头部
运动能量值E运动,总(n), 对于包括N个第一预先确定的时间
段的第二预先确定的时间段,N是大于1的整数,通过将总头部运动能量值E运动,总(n)除以N个第一预先确定的时间段而对总头部运动能量值E运动,总(n)求平均,由此产生基线头部运动能量E运动;对于至少一个第二预先确定的时间段,确定最大每日头部运动能量值E运动,最大=max(E运动,总(n));并且当头部运动能量值E运动,总(n)大于(E运动,最大+E运动)/2时,产生发情警报。在此再一次地,第一预先确定的时间段是约例如1天。更短或更长的时间段也证明是有用的。
附加地,能量值可以随着一个时间段进行测量,或作为当乳畜不在FDR畜栏内时,整个多个时间段中测量的每个值的总和。第二预先确定的时间段是约例如1个月。更短或更长的时间段也证明是有用的。
[0074] 本发明的另一目的是公开包括TCA的MMU,其中,TCA构造为分别对奶牛的每个乳区进行挤奶。
[0075] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,该FDR包括牛奶第一分离容器,在对至少一头第二奶牛挤奶之前,从至少一头第一动物挤奶获得的牛奶被运
送到该牛奶第一分离容器中。
[0076] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,该FDR包括牛奶第二分离容器,在对动物的至少一个第二乳区(乳头)挤奶之前,从所述动物的至少一个第一
乳区(乳头)挤奶获得的牛奶被运送到该牛奶第二分离容器中。
[0077] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,所述MMU构造为与至少一个回收站对接、通信或以其它方式连接于其。
[0078] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,所述回收站包括选自以下组的至少一个模块,该组包括牛奶收集模块;牛奶化学和生物分析模块;牛奶分离模块;MMU清空模块;MMU清洁模块;MMU回收模块;MMU水和消耗品加载模块;及其任何组合。
[0079] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,所述牛奶化学和生物分析模块包括分析器,该分析器构造为单独地分析从奶牛的每个乳区挤奶获得的每个所
述牛奶。
[0080] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的FDR,其中,所述回收站可直接或通过管线连接至中央收集容器,并且其中所述回收站还构造为对所述MMU和所述管线进
行清洗。
[0081] 本发明的另一目的是公开一种用于避免来自乳畜的感染的乳区的牛奶与来自健康乳区的牛奶混合的方法,包括以下步骤:对每个乳区单独地挤奶;并且将所述每个乳区的牛奶清空到(腾到)一个独立的容器中。
[0082] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的TCA,其中,该TCA还包括水平地构造在所述TCA顶部上的一个乳头清洁杯;所述清洁杯还连接到包含热水、空气和真空的管件。
[0083] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,该MMU包括滑行器,其中,所述滑行器构造为沿着所述抬升的轨道水平驱动所述MMU;其中,所述MMU还包括吊缆,吊缆构造为(i)使所述MMU基本垂直地从所述抬高的轨道向下加载到设置在畜栏内或与畜栏连接的下部对接站以及(ii)将所述MMU基本垂直地向上加载到所述滑行器单元;并且进一步
地其中,所述MMU包括延伸器,该延伸器构造为使挤奶组件可逆地朝向乳畜的乳头接近。
[0084] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,所述MMU构造为用于使挤奶单元基本垂直地从所述抬升的轨道向下加载到设置在畜栏内或与畜栏连接的下部对接
站;以及用于使该挤奶单元基本垂直地向上加载。
[0085] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,该MMU包括以下组中的至少一个构件,该组包括滑行器、吊缆和延伸器;所述滑行器构造为沿着所述抬升的轨道水平地驱动所述MMU;所述吊缆构造为(i)使所述MMU基本垂直地从所述抬高的轨道向下加载到
设置在畜栏内或与畜栏连接的下部对接站,以及(ii)将所述MMU基本垂直地向上加载到所
述滑行器;并且所述延伸器构造为使挤奶组件可逆地朝向乳畜的乳头接近。
[0086] 本发明的另一目的是公开如上文中任一项所限定的MMU,该MMU包括以下组中的至少一个构件,该组包括滑行器、吊缆和延伸器;所述滑行器构造为沿着所述抬升的轨道水平地驱动挤奶单元;所述MMU构造为(i)使所述挤奶单元基本垂直地从所述抬高的轨道向下加
载到设置在畜栏内或与畜栏连接的下部对接站,以及(ii)将所述挤奶单元基本垂直地向上
加载到所述滑行器单元;并且所述延伸器构造为使挤奶组件可逆地朝向乳畜的乳头接近。
附图说明
[0087] 在附图中示出了示例性实施例。本文中所公开的实施例和附图意在考虑为说明性的而非限制性的。然而,在结合附图阅读时,通过参照以下详细描述,可能最好地理解本申请的操作组织和操作方法两者以及其目的、特征和优点,附图中:
[0088] 图1示出在现有技术的乳业技术中奶牛的拥挤、堵塞和等待的照片;
[0089] 图2示出在现有技术的乳业技术中拥挤地等待挤奶厅的照片;
[0090] 图3-图16示出根据本发明的一些实施例的FDR;图3示意地示出根据本发明的一个实施例的FDR设计。
[0091] 图4示意地示出根据本发明的一个实施例的、在FDR设计内的畜栏,MMU靠近待挤奶的牛奶的后侧;
[0092] 图6示意地示出根据本发明的一个实施例的、在FDR设计内的一排畜栏,这里奶牛在进食同时等待MMU;
[0093] 图7示意地示出根据本发明的一个实施例的、在FDR内的一排畜栏,其中,悬置/抬高的轨道在畜栏上方;
[0094] 图8示意地示出根据本发明的一实施例借助共同的(一个或多个)MMU互相连接的FDR的阵列;
[0095] 图9A-图9B示意地示出根据本发明的一实施例的两个FDR设计;当被喂养的奶牛高兴时,以非操纵的方式连续地且不间断地引导它们移动,从MLA到进食区域然和可选地经由医疗区域回到MLA而没有排队和阻塞,等等。
[0096] 图10示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0097] 图11示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0098] 图12示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0099] 图13示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0100] 图14示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0101] 图15示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0102] 图16示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0103] 图17A-图17F示意地示出根据本发明的一实施例的畜栏;
[0104] 图18示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0105] 图19示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0106] 图20示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0107] 图21示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0108] 图22示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0109] 图23示意地示出根据本发明的一实施例的FDR格局;
[0110] 图24A示意地示出根据本发明的一实施例的“吊缆”-自由“滑行”使能MMU运输系统的第一方式的一组三个视图;图24B-图24F示意地示出根据本发明的一实施例的“具有吊缆的滑行器”的MMU运输系统的第二方式的多个视图;图24G-图24L示意地示出根据本发明的一实施例的MMU延伸系统的多个视图;
[0111] 图25示意地示出以下中的至少一个的一组三个视图:TCA、TCA AM、MMU、挤奶臂及其模块、运行单元及其子单元、操作轴线(x、y、z)及其格局以及根据本发明的一实施例的它们的运行的自由度(D-线性自由度-力矩自由度;e-臂肘、s-肩部、w-手腕);
[0112] 图26示意地示出以下中的至少一个的一组五个视图:TCA、TCA AM、MMU、挤奶臂及其模块、运行单元及其子单元、操作轴线及其格局以及根据本发明的它们的运行的自由度;
[0113] 图27示意地示出根据本发明的一个实施例的FDR格局内的畜栏;
[0114] 图28示意地示出根据本发明的一个实施例的FDR格局内的畜栏,左边——牛进入畜栏;中间——滑行器将MMU运送到其位置;右边——滑行器将MMU定位为与上部接口位置
靠近。
[0115] 图29示意地示出根据本发明的一个实施例的FDR格局内的畜栏,滑行器将MMU装载到对接站的轨道上;左边—定位MMU;中间——装载MMU;右边——MMU对接;
[0116] 图30示意地示出根据本发明的一个实施例的FDR格局内的畜栏;滑行器射出其装载臂并且将MMU装载以在站内与其接合;然后收回弹射臂,右边——滑行器弹射臂收回;
[0117] 图31示意地示出根据本发明的一个实施例的FDR格局内的畜栏;滑行器移动到下一目标;MMU下降到下部对接站;
[0118] 图32示意地示出根据本发明的一个实施例的FDR格局内的畜栏;在挤奶之后,垂直单元使MMU升高并且等待滑行器拾取。奶牛可自由离开畜栏;
[0119] 图33示意地示出根据本发明的一个实施例的FDR格局内的畜栏;滑行器到达站并且与MMU接合;
[0120] 图34示意地示出根据本发明的一个实施例的FDR格局内的畜栏;滑行器拉起MMU;
[0121] 图35示意地示出根据本发明的一个实施例的FDR格局内的畜栏;滑行器将MMU运输到回收站;
[0122] 图36-图41示意地示出根据本发明的一实施例的IV型挤奶组件及其使用模式、引入到乳头、和塌缩/取回的各种视图;
[0123] 图42示意地示出将根据本发明的一实施例的两个或更多个相邻的FDR相互连接的轨道弯曲部;
[0124] 图43示意地示出根据本发明的一实施例的FDR的中间,其中,FDR是圆形的或以其它方式形成或设置成闭合结构,该闭合结构至少部分是弯曲的和/或以多边形的方式成形;
[0125] 图44示意地示出圆形的FDR的一实施例,包括主要是食物和物流中心、干燥奶牛区域、主要生活区域和奶牛医疗区域;
[0126] 图45示意地示出根据本发明的一实施例的星状的FDR布置,包括主要是食物和物流中心、干燥奶牛区域、主要生活区域和奶牛医疗区域;以及
[0127] 图46示出在奶牛的后腿处的CRM使能中间十字的四张相机照片。

具体实施方式

[0128] 因此提供以下描述,从而使得任何本领域技术人员能够使用本发明,并且阐述了由发明人所设想的执行该发明的最佳模式。然而,待采用各种改型以保持对本领域技术人
员明了,因为本发明的主要原理已经具体地限定为提供挤奶系统、子系统、模块、设施并且特别是奶牛的挤奶系统,包括FDR、MMU、CPA&C及其方法。
[0129] 散养家畜牧场(FDR是颠覆性技术、乳业牧场布局、运行的范式转换并且支持自动化技术。其显著地优于普遍的乳业牧场布局,散放饲养(挤奶厅和第一代挤奶机器人)和拴
养式牛舍。FDR更好地支持奶牛的健康和福利,使得能够优化地生产更高质量的牛奶、改进运营毛利、使得农场工作更简单并且更令人满意以及减少土地使用。
[0130] 在本发明的范围中良好地公开了一种新颖的FDR方式、技术、系统、和子系统,呈现了方法及应用场合(参见下方附图)。在该FDR中,乳畜可自由进入它们的畜栏以同时地进食且以同步的方式被挤奶。FDR主要包括多个s个畜栏,s是等于或大于1的整数;至少一个畜栏的特征在于前侧和后相对侧,乳畜至少暂时被容纳到其中,头部面向前侧;以及多个m个主要生活区域MLA,m是等于或大于1的整数;MLA中的至少一个与畜栏中的至少一个借助多个g个门连接,g是等于或大于1的整数。FDR还包括:基本上水平定位的抬高的轨道系统,包括多个e个抬高的轨道,e是等于或大于1的整数;以及多个n个移动挤奶单元MMU,n是等于或大于1的整数,每个MMU构造为在抬高的轨道上运输到在其畜栏处的乳畜,并且在其进食时对动
物挤奶。
[0131] 奶牛花费它们每天约30%时间等待,这大约是8小时一天:奶牛一天等待挤奶约3次,在这些挤奶过程结束之后,控制奶牛以等待被操纵返回到牧场,等待进食,在它们进食之后的路上等待,等待医疗等。在运输时,奶牛生理上和情感上都是被操纵的并且有被刺激的。当被操纵到它们繁琐的日常生活时,许多奶牛失去了它们的挤奶群组等。所有这些等
待、操纵和失去它们的奶牛同伴对奶牛造成伤害、损害其健康,并且不可逆地损害其牛奶生产力。如在本发明中所定义、描述、示出和要求保护的本FDR技术消除了等待、减少了动物操纵的量和力,改进了动物的生活质量并且作为回报,增大了牛奶生产力以及动物短期和长
期健康。因此,现参照图3至图39,示意地以非限制性且不按比例的方式呈现在此公开FDR、MMU、TCA及其模块的各种实施例。在此公开的FDR方法及其技术公开了新颖的、高度农业高效的、经济上优选的和避免动物残忍的、用于对乳畜、主要是奶牛挤奶的手段。在金钱方面,在浪费的8小时方面的减少显著地增大了乳业农场的盈利能力和商业经济结构。
[0132] 不止于此,如弗朗西斯培根爵士(Sir Francis Bacon)所述:山不过来,我就过去,参见随笔集(Essays),1625。在此公开的FDR技术革命性改变了挤奶产业:焦躁的动物不会被操纵以来到挤奶机构,而是将挤奶设施带到休息中的动物。因此,现具体参照图3-图16,其示出根据本发明的多个实施例的FDR。
[0133] 如例如图3所示,FDR 100是位于各个不同的限定位置的各个不同模块的协同集成:主要生活区域MLA 1具有至少一个出口门13;MLA借助一个或多个单向门3互相连接到至少一个进食区域2。奶牛从MLA到进食区域的自愿运动以非操纵的方式提供,使得每当奶牛
感到高兴,它们就去进食。在进食区域中,奶牛在多个开放的畜栏4内被喂养,例如,然而喂养是供应、累积、设置、调节并且借助移动挤奶单元(MFU,参见椭圆5以其它方式处理的。在以计算机化的方式喂养时,一个或多个移动挤奶单元(MMU,参见方块6)如果需要则可以移
动,从而对那些需要被挤奶的喂养的奶牛进行挤奶。
[0134] 牛奶借助MMU从奶牛的乳头经由牛奶管路流动到一个或多个牛奶容器;其中,牛奶容器以非限制性的方式选自以下组,该组主要包括:可动MMU容器、两个或多更多个牛奶收集容器的阵列(参见三角7)、中央容器(在此未示出)及其任何组合。在喂养之后,奶牛以非操纵的方式经(一个或多个)单向隔离门11走到MLA或医疗区域10。当在医疗区域9中时,奶
牛可进一步被喂养,例如,在准备和杯放置单元PCPU,8中,该单元构造为用于乳头准备和附连。可以在斜道12中提供其它医疗。在医疗区域中的奶牛可以使用MMU、MPCPU或PCPU以与在进食区域2中相同的方式挤奶。
[0135] 在本发明的范围中,其中,根据本技术的一实施例,挤奶容器是MMU中的集成模块,因此,牛奶直接从乳头杯流动通过牛奶管线(管道)到容器,一个容器用于所有四个乳头杯,或者四个容器,一个容器用于来自每个乳区(四分之一乳房,quearter)的牛奶的各个乳头杯,因此实施了乳区挤奶(单独的附连、挤奶控制和测量以及每个乳头杯和乳区的脱开)。在MMU通过运输系统、例如沿着悬置的轨道移动时,来自一个容器、例如上述集成容器MMU的牛奶被清空到另一个容器中。因此,牛奶可以由管线管路系统运输,通过使挤奶容器移动到另一个容器,或对用于清空牛奶的单元进行清空和回收,或通过其任何组合。
[0136] 在本发明的范围中,其中,根据本技术的一实施例,其中,MMU及其挤奶子系统构造为对奶牛的每个乳区单独地挤奶,然后分析,运输并且将其单独地容纳(如果必要);因此感染的(一个或多个)乳区的牛奶不会污染其它牛奶。
[0137] 如图9A-图9B和以下所附的其它图片部分地示出的,当被喂养的奶牛高兴时,以非操纵的方式连续且不间断地引导它们移动,从MLA到进食区域,可选地然后经由医疗区域回到MLA而没有排队和阻塞,等等。
[0138] 在本发明的范围中的是,其中,术语“奶牛”可互换地指代奶牛、水牛、绵羊、山羊和其它产奶农畜家族中的任何成员。
[0139] FDR生产成本估计为每头牛$1000。在每头牛$3000的估计销售价格下(类似于第一代挤奶机器人和先进的现代挤奶厅),公司期望在6年内销售并且在约70家农场中安装价值
$50,000,000($50M)的产品,平均每个农场250头奶牛。这一市场是由令人信服的运营收益
和获得熟练的挤奶劳动力的难度的增长提供的。
[0140] 以下示出,如果农场选择FDR对比现代挤奶厅或1代挤奶机器人,FDR公开了期望收益。基于这些收益,FDR使得能够销售到大部分的新农场中以及寻求对过时的挤奶厅或第一代机器人现代化/替换的农场中。也可能能够销售到这样的具有更当代的挤奶厅的乳业农
场中,它们想要自动化并且寻求对于雇佣足够的挤奶职工的挑战的解决方案。具有最近引
入的机器人的农场不太可能在它们的机器人磨损之前选择FDR。
[0141] 如在本发明中所呈现的FDR是成本有效且经济可行的技术。可能期望能够销售到大部分的新农场中以及寻求对过时的挤奶厅或第一代机器人现代化/替换的农场中。也可
能能够销售到这样的具有更当代的挤奶厅的乳业农场中,它们想要自动化并且寻求对于雇
佣足够的挤奶工的挑战的解决方案。具有最近引入的机器人的农场在它们的机器人磨损之
前选择FDR的可能性较低。
[0142] 在本发明的范围在,其中,该新颖的奶牛的散放饲养的布置、建筑和模块集成提供为对于乳牛有用的,同时散养的(非拴系的)奶牛在进食饲料,饲料是建议并且被引入到它们的,例如,它们(潜在地定制的)总混合率TMR,而没有任何干扰。
[0143] 也在本发明的范围中的是,其中,一些MMU有效地覆盖了单个FDR、畜棚/畜栏。
[0144] 现参照图8,示出本发明的一实施例,其中公开了FDR的阵列。在该阵列中,至少一些街道(这里是平行于X轴的一连串FDR,即,X1Y1、X2Y1、XnY1;和X1Y2、X2Y2、XnY2等)和大街(这里是平行于Y轴的一连串FDR,即,X1Y1、X1Y2、X1Yn;和X1Y2、X2Y2、XnY2等)借助共同的ER,例如街道ER 51、52、大街ER 53-55和互相连接的街道/大街ER子系统和主系统51-55而相互连接。自然地,能够以其它几何形状连接FDR并且也共享在它们之间的其它资源。
[0145] 在这方面已认可的是,挤奶站可以以许多几何形状设置,沿着线、角落、内和外圆或椭圆等。此外,PCPU可独立于MMU移动并且为了挤奶的目的而暂时与它们对齐,或可以永久或半永久地固定于它们。附加地或替代地,杯放置可以有人类操作员辅助或引导。
[0146] 上述FDR布置和阵列可以在形状和尺寸方面改变:矩形、圆形、星形等。因此,现在尊敬地参考图40,示意地示出将根据本发明的一实施例的使两个或更多个相邻的FDR相互连接的轨道弯曲部。图41示意地示出根据本发明的一实施例的圆形FDR,其中食物和物流中心定位在FDR的中间,其中,FDR是圆形的或以其它方式形成的或设置成闭合结构,该闭合结构至少部分地弯曲和/或以多边形的方式成形;图42示意地示出前述圆形FDR的一实施例,
包括主要是食物和物流中心、不产乳奶牛(dry cow)区域、主要生活畜棚和奶牛医疗区域;
图43示意地示出根据本发明的一实施例的星状的FDR布置,包括主要是食物和物流中心、不产乳奶牛区域、主要生活畜棚和奶牛医疗区域。
[0147] 也在本发明的范围中的是,其中,MMU6,构造为在奶牛喂食时来到并且接近静止的奶牛,而不是可操纵的奶牛被操纵以来到静止的机器人的挤奶系统。
[0148] 如上所述,也在本发明的范围中的是,其中,奶牛直觉地且自由地被动地被建议并且能够从一个区域和一个活动移动到另一个区域和另一个活动,所有这些是由该新颖的奶牛的散放饲养的布置、建筑和模块提供的,而没有应用如本领域中所利用的有压力的操纵。
[0149] 也在本发明的范围中的是,抬高的轨道、例如架高和/或悬置的轨道的阵列用于MMU6的移动,所有这些轨道可互换地在本文中称为抬高的轨道、ER。因此,根据本发明的一个实施例,ER构造为使得其位于选自以下组中的一个构件的上方并且在该一个构件的顶
上,该组包括(i)上述FDR、(ii)任何有规律的和普通的(非FDR)畜棚或乳业畜栏、以及(iii)它们的一部分。这样的ER设计为不干扰产奶牛,并且适应任何畜棚/畜栏布置、尺寸和位置,而这是一些可购得的轨道的缺点,它们位于地面高度,即,在畜栏(yard)和畜栏(stall)旁边。因此在该方面中已认可的是,所有或部分移动单元借助各种手段和方法而是可动的,诸如通过缆绳、链或是自推进式的。
[0150] 也在本发明的范围中的是,挤奶管道设置为与ER物理连接。因此根据本发明的一实施例,其中,由MMU从奶牛挤奶获得的牛奶从MMU流经整个牛奶管线、沿着ER到中央收集容器,到收集容器的阵列中的一个或到它们的组合。替代地或附加地,MMU也能够沿着轨道移动,并且对接到中央/回收单元以清空牛奶并且以被处理。清空/回收单元可以直接连接到
或通过管线连接到中央收集容器,从而能够对单元和牛奶管线进行清洗。
[0151] 根据本发明的一实施例,MMU设计为从奶牛的侧面和/或后侧接近奶牛。在此提供包括一组3个步骤的有用的序列:步骤1是重要的,是到达在牛后方的MMU的开始位置;步骤2是从该位置开始,PCPU或MPCPU操纵乳头杯到第二位置,在该位置处其“看见”奶牛的乳头;
以及步骤3是附连。
[0152] MMU可以在相邻的畜棚之间运输。作为示例,MMUi位于畜棚X2Y3的T0处。在该处结束对奶牛挤奶之后,通过计算机辅助的挤奶协议和MMU移动控制CAP&C自动地并且被输送到
相邻的畜棚,例如,以下直接相邻的X2Y2、X1Y3中的一个;或间接相邻的X4Y3、X2Y1或X1Y4以对在该处并且在Ti处的第二奶牛挤奶。CAP&C因此优化了挤奶性能并且减少了运行成本。它也通过使得能够克服在单个单元中的失效(故障)、减少了对备用容量的需求和提供舒适的
性能降级而增加了系统的总体可靠性。
[0153] 本技术避免了挤奶排队。CAP&C辅助的FDR避免了奶牛的疲劳和压力,由此减小了由于现有技术中典型的每天永无休止的挤奶排队而导致的牛奶损失和奶牛受伤,如图1和
图2所示。
[0154] 同样重要的是,由于奶牛是高度群居的动物,在此描述的技术避免了与奶牛暂时或永久的从其挤奶群组分离相关的压力,如上文所定义的。本技术确保了奶牛能连续且不
间断地保持在由群居在它们的FDR中的群组所提供的它们的安全社交环境中,由此避免了
进一步的奶牛的压力、牛奶的损失、受伤并且进一步地增加了奶牛的健康和总体福利。即便当它们需要被暂时地分开以进行医疗时,它们可以与它们群组的其它成员互动并且看见还
有的其它成员。
[0155] 自动的隔离也使对要在MLA内的人员的需求急剧减少,因此再次减少了对奶牛的干扰。
[0156] 本文中所呈现的技术提供给小的、年轻的并且相对被动的奶牛平等的机会以靠近喂食和挤奶;而不是关于食物接触机会、挤奶设施接触机会等建立并且维持有害的、主导的奶牛的优势,如在大部分现有技术中是特征的那样。
[0157] 该技术进一步在管理不产乳奶牛、不产乳期等方面、通过其单独地运行的MMU的协同装置和前述独特的FDR结构而提供为有效的,不产乳和不产乳的奶牛不再需要被从它门
的群组中隔离。
[0158] 同样地,本技术提供了在与奶牛营养、特别是自动和无可挑剔地为单独各奶牛提供个体化营养有关的所有方面出乎意料的优越的结果。因此,例如,特别低能量的饲料用于不产乳奶牛。同样地,通过上述成本有效地的、独特的FDR布置,并行于并且在线与个体营养连接地管理的个体化医疗护理是可能的,参见例如医疗区域9(参见图3和图9A-9B),其在线跟随MMU运行区域2。
[0159] 新颖的FDR及其特殊布置的特征在于由如上所述的(一个或多个)CAP&C操作员操作的(一个或多个)可扩展的MMU子系统,新颖的FDR及其特殊布置提供了个体化的(个体)奶
牛管理的可能性,而不是如目前所实践的那样为统计学上的非个体的奶牛群组的管理。
[0160] 也在本发明的范围内的是,畜栏可以在任何特定的时间间隔内容纳任意数量的挤奶群组。MMU,CAP&C方面是针对预定义的奶牛的,而非针对特定的挤奶组。
[0161] 因此,进一步在本发明的范围中的是,其中,本文所限定的新颖的FDR、CAP&C及其模块提供为对任何特定奶牛在任何时间和任何健康状况下等对如上文所定义和阐释的挤奶间隔和挤奶频率进行定制和改进是有用的。
[0162] 本发明的FDR详细阐述了自由接触的喂养技术。本技术的一方面因此涉及奶牛操纵的最少化。这里新颖的作用是:MMU是以CAP&C方式操纵到奶牛,其中,奶牛从不被操纵到挤奶设施,而是如果需要并且需要时,在奶牛喂食时,挤奶“顺便”完成。
[0163] FDR,MMU,CAP&C等具有可扩展的系统、布置、子系统及其形式、运行方式、控制等。所有这些设计和构造为确保(i)当农场规模扩大时,小心、逐步的成本有效的设施扩大,以及(ii)大规模扩大FDR的容量、能力、规模和尺寸的可能性,支持大型农场(数千头奶牛)和巨型农场(成千上万头奶牛)。因此,例如,第一FDR可以包括两个MMU,三个相邻的畜棚(例如,X1Y1、X1Y2&X1Y3模块),然后略有发展的第二FDR包括以X1Y1至X2Y5模块的三个NMU)。否则,当第二FDR包括例如CAP&C方面在九个相邻畜棚的近似正方形布置(例如,X1Y1,X1Y2和X1Y3;X2Y1,X2Y2和X2Y3和X3Y1,X3Y2和X33Y3模块)等的四个NMU时,提供一个数量级大小和显著的扩大。
[0164] 关于上述US'058,本文公开的FDR,MMU,CAP&C的集成通过提供设计为用于接近有需要的牛的便携式挤奶单元而协同地增强了牛奶产量,并且减小了牛的压力和操作成本两
者,而没有本领域的挤奶系统所需要的操纵。
[0165] 由Delaval  Holdings  Ab的US 8291860“用于定位乳头杯的装置和方法(Apparatus and method for positioning a teat cup)”作为参照纳入本文,公开了一种用于定位用于在挤奶厅中使用的乳头杯的装置和方法。该装置包括设置在可旋转平台上的
挤奶畜栏和用于控制乳头杯箱相对于畜栏移动的系统。移动控制系统允许该乳头杯箱相对
于挤奶畜栏在第一和第二预先限定的位置之间移动。然而,本发明并未公开使用相机来指
示奶牛乳头附近的杯位置
[0166] 也本发明的范围中的是,FDR进一步包括或以其它方式结合一种或多种附加的辅助件、形式和用途(简称设施)提供。
[0167] 因此,在本发明的范围内的是,其中,FDR还包括至少一个养殖设施。在一个实施例中,应用机器人耕机干燥并以其它方式处理(通过将气引入土壤中来诱导用于制造和利用堆肥的过程)畜棚的地面(地板)。在另一个实施例中,机器人耕机自动用于机器人地面清洁、土壤侵蚀等。其运行通过一种或多种方式提供,诸如操纵控制的方式,由处理器结合计算机可读介质装置自动提供,和以机器人方式提供,使得机器人地面清洁器结合MMU及其传感器(参见下面的相机定义)在CPA&C的控制中及其组合下在给定区域中运行。
[0168] 在这方面公认的是,在此公开的FDR中可以连接到和操作各种其它设施。其非限制性列表主要包括至少一个牛奶容器;电源和通用电源及其线路,其中电源和通用线路包括
例如能量(机械功率,热,电等)、蒸汽、压缩空气、处理和清洁和/或消毒流体、真空、流体出口装置及其污水等;原料供应部及其生产线,包括例如动物饲料及其成分、饮用水等;产品容器及其管线,特别是牛奶临时容器,最终产品牛奶容器及其管线。管线以任何合适的方式提供,包括地面下,地面和上方的(抬高的)悬置的、悬挂的或浮动的管线,例如固定化的或以其它方式固定到上部导轨的管线。这种上方的(抬高的)悬置轨道和包括该该上方轨道的
各种布置的FDR的示例主要在图7、图17A、图19-图22和图24A-图24F中提供。
[0169] 现在参考图17B,示出了根据本发明又一实施例的畜栏和挤奶站。MMU的服务进口和对接站(与其相关联并且)主要包括水、电源、空气、真空供应和快速连接件1701、喂食管线1702、多个高压水喷洒器,例如约六个喷洒器,喷洒器构造为用于冲洗(i)畜栏地面(ii)
1703、废水排水道1704,畜栏宽度约为80/100cm(分别是内/外尺寸),宽度入口侧约为73至约80cm(1705)以及畜栏长度约为247cm(1706)。
[0170] 现在参照图17C-图17F,每幅图示出了上面限定的畜栏的独特尺寸,其中,地面朝向主排水道(约100cm宽)倾斜(约1.5度),约18cm台阶;与主排水道基本垂直的畜栏排水道
是凹入的凹陷部(约142.15度),约35cm左右的圆锥宽(约4度的开度),约12cm深,约115/
122cm长(分别是净长度和总长度),
[0171] 图24A-L到图33进一步公开了以下中的至少一个:FDR、TCA、AM、MMU、挤奶臂及其模块、运行单元及其子单元、操作轴线及其格局(设计、布局)、以及根据本发明的又一实施例的它们的运行的自由度。在这方面进一步认可的是,根据本发明的一个实施例,MMU包括自主设施。因此,例如,关于牛奶流出系统,MMU包括或设置为与一头奶牛的或一个乳区的(同一个或多个)牛奶容器、电力设施及其线路暂时(偶尔)或持续连接。根据该实施方案,将一头或几头奶牛的牛奶保持在MMU中或与MMU连接,直到它由牛奶运输线促进流动到随后的牛奶容器,或者MMU移动到牛奶容器并清空牛奶。替代地或附加地,来自MMU的牛奶立即通过适当构造的牛奶管线的阵列而引导至远处的牛奶容器,而不会暂时停留在MMU的牛奶容器中。
替代地或附加地,来自MMU的牛奶被引导至可动或固定的MMU卫星设施,其至少暂时地容纳
其容器中的牛奶。
[0172] 现参考图24A,公开了移动挤奶系统、MMU及其子系统的第一方法。在此,挤奶单元在畜栏线上方的轨道上滑动,以从后面接近奶牛。自主的和/或至少部分在线操作和控制的“滑行器(Taxi)”单元沿着轨道将挤奶单元驱动到畜栏。滑行器的移动是基本水平的移动,沿着X轴和Y轴。)
[0173] 本文公开了移动挤奶系统,MMU及其子系统的第二方法。自主的和/或至少部分在线操作和控制的MMU类似地通过上述“滑行器”沿着抬高的轨道水平地运输,但是该基本水平的移动是借助至少一个“吊缆”而可能的,即,MMU-运输机构,其将MMU从抬高的轨道向下垂直向下加载到设置在畜栏内或与畜栏连接的下部对接站。在奶牛被挤奶之后,吊缆将MMU向上加载到滑行器。
[0174] 现参考图24B-图24G,公开了移动挤奶系统、MMU及其子系统的第二方法。这里再次地,自主的和/或至少部分在线操作和控制的MMU通过上述“滑行器”沿着抬高的轨道水平地运输,但是该基本垂直的移动是借助至少一个“吊缆”而可能的,即,MMU-运输机构,其将MMU从抬高的轨道向下垂直向下加载到设置在畜栏内或与畜栏连接的下部对接站。在奶牛被挤奶之后,吊缆将MMU向上上传(加载)到滑行器。
[0175] 当通过滑行器机构实现沿着抬高的轨道或其等同物的第一水平MMU移动,并且通过吊缆实现第二垂直移动时,挤奶设备的在下方的、从对接站到奶牛的下部后侧的水平移
动由第三结构、即MMU'的延伸器实现。现在参照图24J-图24G,公开了本发明的又一个方面,其中,延伸器使挤奶组件朝向奶牛的乳头可逆地接近。这种挤奶组件的一个实施例在下面
以IV型机构呈现,参见图36-图41。
[0176] MMU与其它自主设施结合,诸如回收站,在回收站中收集牛奶,MMU对接并被清空。测量牛奶的量,并且对从来自一个容器的整个乳房的牛奶或来自四个容器的奶牛的每个乳
区的牛奶分析化学和生物成分。因此,异常的牛奶从一个或多个乳区或从整个乳房分离。然后,MMU被回收,清洁,装载(例如用水和消耗品)并供应。牛奶运输到中央容器用于储存和收集。因此,自主设施还包括牛奶容器的清洁器。
[0177] 关于从外部FDR环境向MMU的电力和任何其它供应,根据本发明的一个实施例,电力和其它供应通过固定的线路,例如轨道安装的线路而直接提供给MMU。替代地或附加地,电力和其它供应间接地提供给MMU,例如,通过MMU-卫星设备,是例如MMU-货车运载装置、可移动设施-站、固定设施-站、其它MMU或用于电力、水和其它所需供应的车载MMU存储箱。
[0178] 因此,还在本发明的范围内的是,引入了乳头杯组件。这种交互式、可通信的乳头杯组件TCA包括(a)四个杯,其设计成(i)同时且同时发生地,或(ii)以预先限定的顺序或动态确定的顺序引入到乳头;(b)TCA操纵器AM,构造为致动乳头杯远端朝向奶牛的乳头端部、(c)至少一个与TCA连接的相机,聚焦在杯子和乳头上,因此确定了位于(一个或多个)相邻的乳头附近的(一个或多个)乳头杯的空间3D方向;(d)与相机有线地或无线地通信的计算
机可读介质CRM,具有指示AM将乳头杯朝向奶牛的乳头致动的指令。
[0179] 术语“相机”在下文中表示为图像的任何传感器或编码器,例如IR,NIR中或具有任何合适的透镜组件的可观察光谱中,设计为用于捕获2D或3D信息(例如,通过立体装置和/或飞行时间测量和/或任何其它手段)或基于声学数据的传感器。该术语同样指的是数字或
视频图像捕获模块、传感器和其设备,并且用于至少一个设备,其中可以使用两个,三个或更多个相机。以非限制性方式,提供可用于此目的的有或没有变焦的(一个或多个)CCD和
CMOS数字相机。在本发明的一实施例中,该术语也指至选自以下组的少一个相机,该组包
括:数字或视频图像捕捉模块、图像获取传感器、热获取传感器、CCD、CMOS、广角光学传感器、变焦启用光学传感器、热传感器、光学传感器,包括单色传感器或两个或更多个单色传感器的组合、磁性探测器、荧光探测器、激光探测器、热和光学集成传感器、飞行时间(TOF)、TOF传感器、结构光相机、结构光传感器及其任何组合。
[0180] 在本发明的范围内的是,相机用于感测单个奶牛的(一个或多个)乳头的空间3D定向和位置,从而因此便于挤奶装置朝向(一个或多个)乳头接近。因此,在本技术的另一个实施例中,并非所有牛的乳头都被认为是由单个乳头杯组件要接近的目标,而是借助相机反
馈机构接近具有其自身的3D定向和位置的单独各乳头。在本发明的范围内的是,一个相机
瞄准所有四个乳头的情况,或利用多个相机的来反馈挤奶组件接近多个乳头的情况。术语
“多个”在这里指的是等于或大于1的整数或项数,例如1、2、3、4等。
[0181] 在本发明的范围内的是,其中,一个相机/多个相机设置在可操纵的挤奶组件或可反馈操作的可操纵挤奶组件中或与其相连接,并且进一步地其中挤奶组件设置为与本文定
义的抬高的/悬置的轨道相连接。
[0182] 也在本发明的范围中的是,一个相机/多个相机设置在挤奶组件中或与挤奶组件连接,所述挤奶组件包括多个乳头杯,所述乳头杯具有面向奶牛的乳头的远端部分和与基
部连接的近端部分;其中所述基部选自以下组,该组包括:多平面基部、多面基部、分段基部、可缩回基部和任何其它基部,其特征在于相对于位置、(一个或多个)相机的空间构造的
3D定向、底座的基面和(一个或多个)乳头杯的多于一个的自由度。
[0183] 也在本发明的范围内的是,公开了可通信的乳头杯组件TCA。TCA主要包括多个挤奶杯、TCA操纵器、至少一个相机和与相机有线地或无线地连通的计算机可读介质CRM,其具有操纵器用于朝向奶牛的乳头致动乳头杯的指令。在该技术的一实施例中,TCA从奶牛的后侧接近奶牛的乳头,即在奶牛的后腿之间并穿过后腿。TCA的这种操纵由图像处理CRM实现
和控制,该图像处理CRM构造为2D或3D地分配奶牛的右后腿和左后腿,定义腿的高度(Z轴)
的中部(中间位置)和腿部距离(间距)(Y轴),从而使在中间能够并引导TCA在中部处或与该
位置相邻处通过。
[0184] 因此参照图46,显示了奶牛的后腿441-444的四张相机照片。CRM构造为分配左后腿和右后腿的中间部分(例如,分别为十字445和446。如在这些照片中所见的,系统在所有情况下都是有用的,即在两条腿基本上直立或基本上倾斜441的情况下,两条腿均匀地放
置,并且其中右或左后腿位于另一条腿前面。
[0185] 十分类似地,本发明的CRM构造为分配奶牛的每个乳头,并且通过一个或多个相机提供乳头2D或3D定向。因此,这种挤奶系统在所有情况下都是有用的,即在乳头基本上竖立(垂直于畜栏的地面)的情况下,或者在一个或多个乳头基本上倾斜的情况下,两个乳头不
均匀地放置,并且其中一个或多个乳头位于其它乳头前面。
[0186] 或者,根据本技术的又一实施例,公开了一种无相机的乳头组件机构。在该挤奶系统中,一旦一个杯子正在容纳或设置在乳头附近,则非光学地计算其它相邻乳头的位置,并提供那些相邻乳头的3D定向。
[0187] 根据本技术的又一个实施例,通过深度学习(机器学习)提供对奶牛的状况的调查和评分。
[0188] 根据本发明的一实施例,使用了机器学习算法。这些用于深度学习的装置和方法使用多层非线性处理单元的级联以供进行特征提取和变换,从而提供如上所述的后腿2D或
3D定向,进一步获得每个乳头的2D或3D定向。每个相继的层使用来自前一层的输出作为2D
或3D的输入,通过奶牛的后腿对挤奶臂运动进行构造,并且在挤奶之前将挤奶杯固附在乳
头下面;在完成挤奶之后,以相同的方式取回杯和臂。在本发明的范围内的是,算法是受监督的、无监督的或部分受监督的,并且应用场合包括模式分析(无监督的)和分类(受监督
的)。
[0189] 因此,根据本发明的一个实施例,其中,分层学习的装置和方法至少部分地基于对多级特征或数据表示的部分无监督的学习。较高级别的特征源自较低级别的特征以形成分层表示。深度结构化学习挤奶系统的这种“后腿和乳头图像处理能力”是更广泛的机器学习手段的一部分,并且该方法在这种新颖的FDR中设置为是有用的,其进一步构造为用于学习数据表示;与不同抽象层次相对应的挤奶学习多层次表征;层次构成了概念的层次结构。
[0190] 根据本发明的一实施例,上述机器学习算法及其装置还用于对奶牛进行健康评分;见Heinrichs,A.J.和V.A.Ishler的身体状况评分作为乳畜群管理的工具(Body 
condition scoring as a tool for dairy herd management),农业科学学院(College 
of Agricultural Sciences),合作推广,1989;Roche,John R.等的“特邀评论:身体状况评分及其与奶牛生产力、健康和福利的关联(Invited review:Body condition score and 
its association with dairy cow productivity,health,and welfare)”,乳业科学期刊(Journal of dairy science)92.12(2009):5769-5801;Spoliansky、Roii等人的“使用低成本的三维Kinect相机开发自动身体状况评分(Development of automatic body 
condition scoring using a low-cost 3-dimensional Kinect camera)”,乳业科学期刊(Journal of dairy science)99.9(2016):7714-7725;和Lynn、Nay Chi、Thi Thi Zin和Ikuo Kobayashi的“通过主动形状模型和多重回归技术从数字图像自动评估身体状况评分
(Automatic Assessing Body Condition Score from Digital Images by Active Shape 
Model and Multiple Regression Technique)”(2017);这些作为参考纳入本文。因此,例如,对奶牛的后部进行成像,以便确定后腿的空间定向。那时,评估了牛的健康状况。类似地,还分析了乳头,并且还提供了它们的热图像和状况。
[0191] 因此,根据本技术的一实施例,MMU或其一部分,例如延伸器,包括一个或多个静物相机(CCD)、摄像机、(一个或多个)光学传感器、(一个或多个)热成像传感器或其组合,或者与其互相连通。根据本技术的又一个实施例,通过深度学习(机器学习)提供对奶牛的状况的调查和评分是有用的,例如,由Tedín,Rafael等人所公开的“基于计算智能的用于牛的身体状况评估系统的构建(Computational Intelligence based construction of a Body 
Condition Assessment system for cattle)”用于测量系统和应用的计算智能和虚拟环
境(CIVEMSA),2013年IEEE国际会议,IEEE,2013;Tedin,Rafael等人的“利用手持图像和活动形状模型自动估计奶牛的身体状况评分(Towards Automatic Estimation of the Body 
Condition Score of Dairy Cattle Using Hand-held Images and Active Shape 
Models)”KES卷243,2012;Huo,Xiaojing等人的“关于数据套接技术(on Datasocket 
Technology)”,信息技术期刊(Information Technology Journal)12.21(2013):6385-
6390;Spoliansky、Roii等人的“使用低成本的三维Kinect相机开发自动身体状况评分
(Development of automatic body condition scoring using a low-cost 3-
dimensional Kinect camera)”,乳业科学期刊(Journal of dairy science)99.9(2016):
7714-7725;和Chay-Canul、Alfonso J.等人的“身体脂肪储备及其与Pelibuey母羊声波背部脂肪测量的关系(Body fat reserves and their relationship to ultrasound 
back fat measurements in Pelibuey ewes)”,生态系统和农业资源(Ecosistemas y 
Recursos Agropecuarios)3.9(2016):407-413等,所有这些都作为参考纳入本文。
[0192] 根据本发明的另一实施例,包括为与MMU及其子单元连接的上述传感器设定为以这样的方式用于识别奶牛中的发情情况,以Chowdhury,Sujan等人所公开“用于在奶牛中自动热探测的基于深度学习的计算机视觉技术(Deep Learning Based Computer Vision 
Technique for Automatic Heat Detection in Cows)”,数字图像计算:技术与应用
(DICTA),2016年IEEE国际会议,2016;Halli,K.等人的“在发情间对奶牛中自动测量的采食量的调查(Investigations on automatically measured feed intake amount in dairy 
cows during the oestrus period)”,动物繁殖档案(Archiv fuer Tierzucht)58.1
(2015):93;Shahriar,Md Sumon等人的“带有颈圈传感器的奶牛的热事件探测:无监督的机器学习方法(Heat event detection in dairy cows with collar sensors:An 
unsupervised machine learning approach)”,传感器(SENSORS),2015IEEE.IEEE,2015;
Chen、Chien-Hsing和Hung-Ru Lin的“使用基于ZigBee的传感器网络对奶牛的发情检测
(Estrus Detection for Dairy Cow Using ZigBee-Based Sensor Networks)”,信息与电子工程国际期刊(International Journal of Information and Electronics 
Engineering)5.4(2015):250等,所有这些作为参照并入本文。
发情确定
[0193] 根据本发明的一实施例,上述探测器可用于识别发情状况。探测器主要包括相机、单轴加速度计或多轴加速度计。这些探测器包含为与MMU及其子单元连接,或作为传感器互连在乳畜的(一个或两个)朵或颈部上。
[0194] 这些检测器连续地或间歇地确定和测量乳畜的头部加速度。在动物在FDR内的畜栏中进食时或在动物不在FDR-畜栏内时,执行探测器测量,或者在整个预先确定的周期中
测量头部加速度,而不区分乳畜的位置。
[0195] 本发明的该实施例提供了用于识别发情时间的三种手段。第一种识别方法(A)通过在乳畜在FDR内的畜栏中进食的同时测量其头部加速度来提供。第二种方法(B)利用在非
进食期间(当动物不在FDR-畜栏内时)测量的头部加速度值。第三种方法(C)利用同一乳畜
在非进食期间(当动物不在FDR-畜栏内时)测量的头部加速度值和在进食期间(当动物在
FDR-畜栏内时)测量的值之间的差异。
[0196] 为了确定奶牛是否处于发情,作为沿至少两个方向的时间的函数测量与奶牛的头部运动相关的至少一个参数,并且多次计算至少一个参数的加权和。该一个参数或多个参
数至少沿两个方向测量,其中沿一个方向的移动可以是沿着轴线的直线移动,或者可以是
围绕轴线的旋转。
[0197] 该参数典型地是加速度(直线或旋转)或运动的能量的量级,尽管可以使用诸如动量或运动幅度的其它参数。
[0198] 典型地,沿至少三个方向测量移动,其中,移动方向是沿着Z(垂直)轴的直线移动,沿着X轴(横向于奶牛)的直线移动,以及围绕Y轴的旋转,其中,Y轴基本上平行于奶牛头部的纵向轴线。
[0199] 每个移动方向的加权因子可是恒定的,或可以取决于测量时奶牛的位置、变化的平滑度以及时间中的至少一个。
[0200] 加权因子其取决于奶牛的位置的非限制性示例是奶牛的头部的垂直运动。随着时间的推移,垂直运动的增加可以表明发情;它也可以表明一奶牛已经开始用餐。因此,垂直移动的加权因子通常在移动时减小,如果奶牛在移动时在畜栏内的话。
[0201] 取决于时间但不取决于位置的加权因子的非限制性示例是移动的快速增加。移动的快速增加通常表明奶牛正在打斗或不舒服或疼痛,而不是她发情了。因此,对于任何移动方向,如果在短时间内发生较大的移动增加,则该移动方向或多个移动方向的加权因子将
减小。
[0202] 沿一个方向的移动量可以平滑地改变或可以显示波动。当在一个或几个时间间隔内奶牛改变其行为时,则波动会出现,诸如,举个非限制性的例子:如果奶牛躺下来休息,咀嚼她的反刍或停止进食,则运动减少;如果她从休息中起身,开始进食,与其它动物互动或是不舒服或疼痛,则可能发生增长。可以平滑测量数据以消除波动;平滑方法的非限制性实例包括:随机平滑、随机漫步平滑、移动平均平滑、简单指数平滑、线性指数平滑和季节性指数平滑。
[0203] 平滑加权的非限制性示例包括计算沿至少一个方向的平滑了的移动数据与沿该方向测量的移动数据之间的差值。如果平滑的数据与测量的数据之间的差值太大,则沿该
方向的移动的加权因子可减小。
加权加速度,示例I
[0204] 一个或多个加速度计附连到动物的身体,例如动物的颈圈。当动物在FDR内的畜栏中进食时,(一个或多个)加速度计正在测量头部和身体的运动。
[0205] 加速度被连续地测量和储存。确定了基线。在任何给定时间,或者替代地在预先限定的时间段,将当前加速度与基线进行比较。或者,将对于时间段(例如,对于2分钟的时间段)定义加速度,并且将该加速度的平均值与基线进行比较。在一个示例中,同时但分别地测量与三个轴线相关的加速度,即x、y、z轴。在第二示例中,同时但分别地测量与六个轴线相关的加速度,即x、y、z轴和其旋转。
[0206] 示例I定义了当动物(例如,产奶牛)暂时容纳在FDR的畜栏内时的发情确定。这里,例如并且以非限制性的方式,由于奶牛是周期性地沿着Z轴低下它的头以在其畜栏处抓取食物,因此Z轴移动和其加速度获得的加权比X和Y运动和其加速度的少。
加权加速度,示例II
[0207] 十分类似地,一个或多个加速度计附连到动物的身体,例如动物的耳标。当动物停留在FDR内的畜栏中时,(一个或多个)加速度计正在测量头部和身体的运动。
[0208] 因为乳畜在MLA处反刍和休息并且喂食少得多,沿着Z轴和围绕Z轴的运动及其加速度相较于X和Y轴运动及其加速度获得的加权基本相等。
加权加速度,示例III
[0209] 一个或多个加速度计附到动物的身体。潜在地,进一步利用一个或多个光学或热传感器,例如相机、CCD、视频设备等来确定动物运动及其加速度。这种集成运动的跟踪系统通过基于计算机可读媒体的数字手段构造为用于测量动物运动:在进食时、停留在MLA中时等的动物运动。
[0210] 存储和更新特定动物行为的基线。该行为特征在于各种参数,诸如动物ID、时间、位置、移动、沿着一个或多个轴线的加速度、每日例程、其日常活动的模式、以及动物的特定参数(年龄、体重、健康评分、先前的发情时间、最近一次怀孕和哺乳参数等)。在本技术的范围中的是,基线是时间分辨的(例如相较于晚上在早晨是不同的移动模式)并且是案例(情形)分辨的(其中动物的行为不同)。因此,在技术的范围内的是,每只动物的特征在于特定的时间分辨的且案例分辨的基线指纹,并且一些动物具有有点平滑的基线,而其它则具有
不平滑的基线。
[0211] 发情之前和发情时,运动和加速度会发生变化。本文提出了基于FDR的发情确定技术,可用于探测动物行为的各种变化:例如,相较于上述基线的平滑的或以其它方式非平滑的总运动和其加速度的增加,相较于上述基线的总运动和其加速度的急剧增加、沿着六根
轴线的一部分的运动和加速度的增加、以及相较于上述基线的沿其它轴线的同时较少的变
化、相较于前述基线的加速度方面的短期增长和(相对)更长期的增长等。
确定发情的方法,第一示例
[0212] 检测器确定在若干时间段进食时的进食动物的头部加速度。乳畜在FDR-畜栏内的每个时间段表示为(Δti)。
[0213] 对于该动物在FDR-畜栏内的每个时间段(Δti)测量进食的动物的头部加速度(ax,y,z(t)),探测器定义“动物进食事件能量值”(E进食(Δti))。附加地,对于每个第一预先确定的时间段n,通过将在每个第一预先确定的时间段n期间发生的所有“进食事件能量值”求和而产生“总进食事件能量值”E进食,总(n), (例如,一天、一个
月)。对于包括第一预先确定的时间段中的至少N个时间点在内的每个第二预先确定的时间
段,通过将所有的总进食能量值E进食,总(n)用预先确定的时间段(例如,一天、一个月)的数量求平均,探测器产生基线进食能量值E进食。对于第二预先确定的时间段中的至少一个,探测器确定“最大每日进食能量值”E进食,最大=max(E进食,总(n))。当“进食能量事件值”E进食,总(n)大于“最大每日进食能量值”与“基线进食能量值”之和的一半((E进食,最大+E进食)/2)时,这些探测器进一步产生发情警报。
确定发情的方法,第二示例
[0215] 当动物不在FDR-畜栏内时,探测器确定和测量乳畜的头部加速度。乳畜不在FDR-畜栏内的每个时间段表示为(Δti)。
[0216] 对于每个时间段Δti,测量非进食的动物的头部加速度(ax,y,z(t))。每当该动物不在FDR-畜栏内时,探测器对于每个时间段定义“动物头部运动能量值”(E运动(Δti))。附加地,对于每个第一预先确定的时间段n,对于每个动物将在每个第一预先确定的时间段n期间发生的所有“头部运动能量值”求和,探测器产生总头部运动事件能量E运动,总(n),
(例如,一天、一个月)。
[0217] 对于包括第一预先确定的时间段中的至少N个时间点在内的每个第二预先确定的时间段,通过将所有的总能量值E运动,总(n)用预先确定的时间段(例如,一天、一个月)的数量求平均,探测器产生“基线头部运动能量”E运动。对于第二预先确定的时间段中的至少一个,探测器确定“最大每日头部能量运动值”E运动,最大=max(E运动,总(n))。当“能量事件值”E运动,总(n)大于“最大每日头部运动能量值”与“基线头部运动能量值”之和的一半(E运动,最大+E运动)/2)时,这些探测器进一步产生发情警报。
确定发情的方法,第三示例
[0218] 对于同一乳畜,探测器确定和测量乳畜非进食期间(当乳畜不在FDR-畜栏内时)的头部加速度、以及测量乳畜进食期间(当乳畜在FDR-畜栏内时)的头部加速度。
[0219] 对于每个第一预先确定的时间段n,探测器确定“总非进食头部运动能量”E非进食(n)为在每个第一预先确定的时间段n(例如一天、一个月)期间发生的总动物头部运动能量值E运动,总(n)与总进食事件能量值E进食,总(Δt在)之间的差值,E非进食(n)=E运动,总(n)–E进食,总(n)。对于包括第一预先确定的时间段中的至少N个时间点在内的每个第二预先确定的时间段,通
过将所有的总非进食运动能量值E运动,总(n)用预先确定的时间段(例如,一天、一个月)的数量求平均,探测器产生“基线头部运动能量”E运动。对于至少一个第二预先确定的时间段,探测器确定“最大每日头部运动能量值”E运动,最大=max(E非进食(n))。
[0220] 当“总非进食头部运动能量”E非进食(n)大于“最大每日头部运动能量值”与“基线头部运动能量值”之和的一半((E运动,最大+E运动)/2)时,这些探测器进一步产生发情警报。
[0221] 本文呈现的FDR包括一个新颖的畜栏,为奶牛提供了非操纵的自由进入其中的机会。当奶牛想要进食时,它会自由地且自主地接近一个畜栏。随后,在奶牛完成进食之后,它会离开畜栏,并且在一整天中以此类推。根据本发明的一个实施例,畜栏包括用于为每头奶牛探测当前累积饲料、进食习惯、咀嚼率、饲料适宜性等的装置,从而为FDR的挤奶系统提供奶牛喂养和食物参数、健康状况,连续地探测喂养和食物参数、健康状况以及预先定义的情况及其参数的变化,事先发出警告。
[0222] 本文呈现的FDR包括一个新颖的畜栏,为奶牛提供了非操纵的自由进入其中的机会。当奶牛想要进食时,它会自由地且自主地接近一个畜栏。随后,在奶牛完成进食之后,它会离开畜栏,并且在一整天中以此类推。根据本发明的一个实施例,畜栏包括用于为每头奶牛探测当前累积饲料、进食习惯、咀嚼率、饲料适宜性等的装置,从而为FDR的挤奶系统提供奶牛喂养和食物参数、健康状况,连续地探测喂养和食物参数、健康状况以及预先定义的情况及其参数的变化,事先发出警告。
[0223] 也在本发明的范围内的是,TCA与MMA连接,为CPA&C提供增强的能力。根据本发明的一个方面,四个乳头杯以近似垂直的方式从具有长度和宽度(X轴和Y轴)的共用的基部中
超出,其中乳头奶杯以其近端部分连接到基部。在该实施例中,至少一个相机位于基部附
近、基部上或基部内,并且是聚焦各乳头杯的远端。根据本发明的另一方面,相机机可沿着基部操纵,例如经由往复线性运动。因此提供了X轴和Y轴的可操纵性(可机动性),而还可以实现Z轴的可操纵性以及沿着至少一个轴线的旋转。根据本发明的另一方面,乳头杯基部相对于乳头和/或相对于MMU的/奶牛乳头的时间分辨的空间定向和定位是可操纵(机动)的。
根据本发明的又一方面,还提供了相机的镜头清洁机构,并且以非限制性方式选自水冲洗
器、蒸汽发射器、物理擦洗或擦拭模块或其组合中。
[0224] 同样在本发明的范围内的是,TCA还包括其它模块,它们中的一些模块可借助相机反馈地控制和操作。这些模块以非限制性方式选自以下组,该组主要包括乳头清洗和清洁
模块、水冲洗器、水供应部、喷嘴和压力调节器、消毒溶液供应管线及其喷嘴、真空管线、开/关开关、FDR的耕机、门及其配件和它们的任何组合。
[0225] 也在本发明的范围中的是,TCA及其系统还包括用于分析异常牛奶和牛奶成分的探测器、用于分离探测到的异常牛奶的牛奶分离器。
[0226] 现在参考图36,其示意性地示出了根据本发明的又一实施例的挤奶机构的IV型。该IV型机构包括位于水平位置中的四个(可能更多或更少)挤奶杯以及在顶上的、处于垂直
位置中的单个清洁杯。挤奶杯子在一次机械操作中被射出(弹出)并伸直(整理)到垂直位
置。图35示出了一组清洁杯的三个视图。将热水351和空气352注入真空启用353的清洁杯
中。图36公开了IV型挤奶模块的弹射和伸直机构,其主要包括马达齿轮箱361、杯接纳部
362、挤奶杯363、双管牛奶和真空364、弹射机构365和齿条与齿轮366。图39-图41公开了根据本发明的一个方面的折叠和缩回机构动作。图41公开了从乳头的断开运动。齿轮箱架拉
回双软管,且挤奶杯与其接纳部接合。
FDR,示例1
[0227] 现在参考图9A,示意地示出了根据本发明的一个实施例的FDR畜棚畜栏MLA总体概览。该FDR布置如下:喂养线和挤奶站901、牛奶排放和清洗单元902、不产乳奶牛区域903、产犊区904、主要生活牛棚905、公路和隔离门906、奶牛医疗区域907和拴系斜道908。现在参考图9B,示意性地示出了该FDR,示出了拴系在斜道中的奶牛910、在喂养线中进食并且准备被挤奶的奶牛911,奶牛通过单向门进入喂养挤奶区域912,和奶牛离开挤奶区域(公路或分
离)以进行医疗913。
[0228] FDR因此集成了各种相互连接的动物栖息地区域:一个或多个生活区域是牛、在这里是奶牛可以自由地和间断地做任何它们想做的事情,而不会有人类或外部的操纵的中
断。可以提供一种或多种用于(一个或多个)生活区的耕机,用于处理动物的土壤,以便从它们的粪便中产生堆肥。(一个或多个)进食和挤奶区用于动物的自由进食(奶牛在它想进食
的时候进食它相进食的),没有人类或其它动物的干扰。如果需要并且在需要时,动物以干净的方式同时挤奶,同时动物粪便由一个或多个耕机自动处理。在一个或多个处理区域中,奶牛可自由进入其中,建议对动物进行食物和挤奶,并且因此可以延长它们的停留。动物压力这样最小化:奶牛与该群体的成员一起停留在该区域中。一个可选的不产乳动物区,其
中,不产乳的奶牛可以自由进入,同时保持与其群组的其它成员的连续的目光接触。
FDR,示例2
[0229] 根据本发明的另一模式,包含有上述示1中定义的各种细节,进食和挤奶模块构造为用于奶牛的个体不受干扰的喂养,例如借助一个动物与其它的纵向分离。它还构造为借
助在预先限定的识别的喂养托盘中的个体化批量饲料来用于奶牛的单独和个体化的饲料。
它还构造为用于模块上每头奶牛的在线和内联的个体饲料控制。它还构造为用于在其需要
的挤奶之前避免奶牛的逃逸。它还构造为用于鼓励和支持动物排出,例如食物操纵等。物理上,它还构造为不限制动物的头部运动和用于服务各种类型和尺寸的动物。清空和回收模
块用于清洁MMU、牛奶出口流量、测量和控制、模块清洁、一次性材料上传、提供各种维护和维修设施。挤奶模块构造为用于乳头清洁和准备、挤奶和挤奶后护理,用于整个乳房或乳区挤奶。它还构造为用于乳区的挤奶。它还构造为用于挤奶剂量计量,例如分批或连续挤奶加权。乳头杯管理模块构造为使用至少一个可动相机。它还构造为用于以预先限定的顺序管
理乳头杯。它还构造为用于各种运输和操纵性机构和性能。轨道运输模块构造为用于安装
挤奶组件和以其它方式使挤奶组件到挤奶位置和离开挤奶位置。它还构造为用于从轨道脱
开拆卸的可动单元。进食/喂养线构造为包括奶牛数量的约30%。该进食/喂养线构造为平
直的、锯齿形的、弯曲的、连续的或断开的。自动喂食模块构造成确保为每头奶牛提供足够的食物。它还构造为用于确保个体化的饲料,意味着食品质量、数量的优化和对特定奶牛的合适性。培养模块可用于自主移位,例如,在生活区和医疗区中以及从生活区和医疗区(离开)。耕机还构造为用于在动物不受惊吓的地方确保较慢的且安静的运动。耕机还构造为用于反馈机器人运动,适于绕行静止的物体,睡觉的动物等。还提供了用于穿过FDR的门。耕机还构造为用于土壤组合物,例如利用发酵细菌和其它相关微生物
[0230] 现在参考图27-图34,公开了本发明的第四实施例,示出了MMU及其子系统的运输方法。这里再次,MMU通过滑行器沿着抬高的轨道水平运输。在本发明的以下实施例中,滑行器是驱动单元,其沿着限定的根部、可能是包括一个或多个站的根部水平地滑动、致动或以其它方式运输挤奶单元,而不需要将挤奶单元降低或升高到奶牛畜栏中。根据本发明的该
实施例,滑行器推动、拉动或其它方式致动挤奶单元向前到位于奶牛畜栏顶上的上部对接
站,而挤奶单元包括其自身的垂直驱动单元,构造为用于使自身独立地降低或升高,而不依赖于滑行器。此外,MMU在挤奶过程结束时、或者奶牛抗拒挤奶过程或抵抗挤奶过程时离开乳畜。此外,该实施例的MMU连续地或间或地连接到电力线、例如,在抬升的轨道系统内部分配的电力线。这种连接避免了在畜栏内和畜栏之间使用运行的电力电缆以及与电源关闭相
关的操作缺陷
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