NL2035965B1

NL2035965B1 - Milking system with cleanable teat detection device

Info

Publication number: NL2035965B1
Application number: NL2035965A
Authority: NL
Inventors: Baljeu Joffrey; Jan Munneke Harrold
Original assignee: Lely Patent Nv
Priority date: 2023-10-05
Filing date: 2023-10-05
Publication date: 2025-04-11
Also published as: WO2025074247A1

Abstract

Een melkrobot heeft een melkplaats, een besturing en een robotarm voor aansluiten van melkbekers. De robotarm heeft een speendetectieinrichting met een doorzichtig frontelement, en is verplaatsbaar tussen een ruststand buiten de melkplaats en een werkgebied onder het melkdier. De melkrobot is voorzien van een reinigingsinrichting voor hetfrontelement, met een persluchtinrichting op de robotarm en een vast opgestelde versproei'inrichting. De besturing voert selectief uit: met de robotarm in het werkgebied op het frontelelement blazen van perslucht, en met de robotarm in de ruststand op het 10 frontelement sproeien van vloeistof, en gelijktijdig of daarna op genoemd frontelelement blazen van perslucht. Door de vloeistof slechts te gebruiken in de ruststand buiten de melkplaats wordt vervuiling van melk en verstoring van het melkdier voorkomen. Daarentegen is reiniging met perslucht zowel op de melkplaats als in de ruststand beschikbaar. Aldus is een optimale, flexibele en veilige reiniging verschaft.A milking robot has a milking parlour, a control unit and a robot arm for connecting teat cups. The robot arm has a teat detection device with a transparent front element, and is movable between a rest position outside the milking parlour and a working area under the dairy animal. The milking robot is equipped with a cleaning device for the front element, with a compressed air device on the robot arm and a fixed spraying device. The control unit performs selectively: with the robot arm in the working area blowing compressed air on the front element, and with the robot arm in the rest position spraying liquid on the front element, and simultaneously or afterwards blowing compressed air on said front element. By only using the liquid in the rest position outside the milking parlour, contamination of the milk and disturbance of the dairy animal is prevented. In contrast, cleaning with compressed air is available both in the milking parlour and in the rest position. In this way, optimum, flexible and safe cleaning is provided.

Description

Melksysteem met reinigbare speendetectieinrichtingMilking system with cleanable teat detection device

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een melkrobot met een melkplaats voor ontvangen van een te melken melkdier, met een besturing en met een robotarm voor aansluiten van een melkbeker op een speen van het melkdier, met op de robotarm een speendetectieinrichting met een doorzichtig frontelement, waarbij de robotarm verplaatsbaar is tussen een ruststand buiten de melkplaats en een werkgebied onder het melkdier op de melkplaats ten behoeve van genoemd aansluiten, waarbij genoemd verplaatsen een vanaf de zijkant van het melkdier tot in het werkgebied verzwenken omvat, waarbij de melkrobot voorts is voorzien van een reinigingsinrichting voor reinigen van althans genoemd frontelement, waarbij de reinigingsinrichting bestuurbaar is door de besturing.The present invention relates to a milking robot with a milking parlour for receiving a dairy animal to be milked, with a control and with a robot arm for connecting a teat cup to a teat of the dairy animal, with a teat detection device with a transparent front element on the robot arm, wherein the robot arm is movable between a rest position outside the milking parlour and a working area under the dairy animal on the milking parlour for the purpose of said connecting, wherein said moving comprises pivoting from the side of the dairy animal into the working area, wherein the milking robot is further provided with a cleaning device for cleaning at least said front element, wherein the cleaning device is controllable by the control.

Dergelijke melkrobots zijn in de markt algemeen bekend. Melkrobots hebben vrijwel altijd een (optische) speendetectieinrichting. Het is zaak om deze speendetectieinrichting voldoende schoon te houden, hetgeen in een melkstalomgeving betrekkelijk lastig is. Vaak is er een reinigingsinrichting verschaft, die automatisch de speendetectieinrichting kan reinigen, dat wil zeggen zonder tussenkomst van een bedienende persoon.Such milking robots are well known in the market. Milking robots almost always have an (optical) teat detection device. It is important to keep this teat detection device sufficiently clean, which is relatively difficult in a milking parlour environment. Often a cleaning device is provided, which can automatically clean the teat detection device, i.e. without the intervention of an operator.

In de praktijk blijkt het lastig om naast een goede reiniging ook een omgeving te verschaffen die zowel voor de melkkwaliteit als voor dierenwelzijn gunstig is. Voorts dient het gebruik van reinigingsfluida flexibel te zijn, om waar nodig te kunnen besparen op verbruik. De bekende melkrobots schieten in deze opzichten tekort.In practice, it is difficult to provide an environment that is beneficial for both milk quality and animal welfare in addition to good cleaning. Furthermore, the use of cleaning fluids must be flexible, in order to save on consumption where necessary. The well-known milking robots fall short in these respects.

Het is dan ook een doel van de onderhavige uitvinding om een melkrobot van de aangegeven soort te verschaffen, die flexibel kan reinigen, en ook anderszins de bovengenoemde nadelen althans ten dele kan opheffen.It is therefore an object of the present invention to provide a milking robot of the type indicated, which can clean flexibly and can otherwise at least partially eliminate the above-mentioned disadvantages.

De uitvinding verschaft daartoe een melkrobot volgns conclusie 1, in het bijzonder een melkrobot met een melkplaats voor ontvangen van een te melken melkdier, met een besturing en met een robotarm voor aansluiten van een melkbeker op een speen van het melkdier, met op de robotarm een speendetectieinrichting met een doorzichtig frontelement, waarbij de robotarm verplaatsbaar is tussen een ruststand buiten de melkplaats en een werkgebied onder het melkdier op de melkplaats ten behoeve van genoemd aansluiten, waarbij genoemd verplaatsen een vanaf de zijkant van het melkdier tot in het werkgebied verzwenken omvat, waarbij de melkrobot voorts is voorzien van een reinigingsinrichting voor reinigen van althans genoemd frontelement, waarbij de reinigingsinrichting bestuurbaar is door de besturing, en omvat een persluchtinrichting met een op de robotarm aangebrachte persluchtleiding met een persluchtuitstroom- opening die is gericht op genoemd frontelement, en een versproeiinrichting op de vaste wereld, en met een vloeistofleiding met een vloeistofuitstroomopening om, met de robotarm in de ruststand, vloeistof tegen genoemd frontelement te sproeien, waarbij de besturing is ingericht voor het selectief doen uitvoeren van tenminste de volgende reinigingsprogramma's: met de robotarm in het werkgebied op genoemd frontelelement doen uitstromen van perslucht vanuit de persluchtuitstroomopening, en met de robotarm in de ruststand op genoemd frontelement doen uitstromen van vloeistof vanuit de vloeistofuitstroomopening, gevolgd door op genoemd frontelelement doen uitstromen van perslucht vanuit de persluchtuitstroomopening.The invention provides for this purpose a milking robot according to claim 1, in particular a milking robot with a milking parlour for receiving a dairy animal to be milked, with a control and with a robot arm for connecting a teat cup to a teat of the dairy animal, with a teat detection device with a transparent front element on the robot arm, wherein the robot arm is movable between a rest position outside the milking parlour and a working area under the dairy animal on the milking parlour for the purpose of said connecting, wherein said moving comprises pivoting from the side of the dairy animal into the working area, wherein the milking robot is further provided with a cleaning device for cleaning at least said front element, wherein the cleaning device is controllable by the control, and comprises a compressed air device with a compressed air line mounted on the robot arm with a compressed air outlet opening directed at said front element, and a spraying device on the fixed world, and with a liquid line with a liquid outlet opening for spraying liquid against said front element with the robot arm in the rest position, wherein the control is designed to selectively execute at least the following cleaning programs: with the robot arm in the work area, causing compressed air to flow out of the compressed air outlet opening on said front element, and with the robot arm in the rest position, causing liquid to flow out of the liquid outlet opening on said front element, followed by causing compressed air to flow out of the compressed air outlet opening on said front element.

De uitvinding is hierbij gestoeld op de volgende gedachte. Het is niet raadzaam om vloeistof te versproeien onder het melkdier. Niet alleen is het onaangenaam voor het dier, maar voorts is er het risico dat vloeistof in de melkbeker, en dus eventueel in de melk terechtkomt. Anderzijds is vloeistof vaak het effectiefste reinigingsfluidum. Derhalve is er bij de onderhavige uitvinding voor gekozen om de vloeistofuitstroomopening buiten de melkbox te verschaffen. Om anderzijds wel de mogelijkheid te bieden om de speendetectieinrichting te kunnen reinigen wanneer deze zich onder het melkdier bevindt, dus in het werkgebied, is de persluchtleiding op de robotarm aangebracht, en zodanig dat de persluchtuitstroomopening gericht is op het frontelement, en aldus altijd beschikbaar is om met perslucht het frontelement te reinigen.The invention is based on the following idea. It is not advisable to spray liquid under the dairy animal. Not only is it unpleasant for the animal, but there is also the risk that liquid will end up in the teat cup, and therefore possibly in the milk. On the other hand, liquid is often the most effective cleaning fluid. Therefore, in the present invention, it was decided to provide the liquid outlet opening outside the milk box. On the other hand, in order to offer the possibility of cleaning the teat detection device when it is located under the dairy animal, i.e. in the working area, the compressed air line is mounted on the robot arm, and in such a way that the compressed air outlet opening is directed at the front element, and is thus always available to clean the front element with compressed air.

Voorts is de besturing ingericht om selectief verschillende reinigingsprogramma’s te kunnen uitvoeren, te weten reiniging met perslucht wanneer de speendetectieinrichting zich bevindt in het werkgebied, of op enige andere positie, alsmede reinigen met vloeistof en daama met perslucht wanneer de robotarm zich bevindt in de ruststand, althans buiten het werkgebied. Uiteraard bestaat de mogelijkheid dat de bsturing de robotarm van het werkgebied naa rde ruststand overbrengt voor het reinigen, indien dat nodig blijkt om überhaupt melkbekers te kunnen aansluiten, of anderszins een diergerelateerde actie uit te voeren waarvoor de speendetectieinrichting correct moet werken.Furthermore, the control is designed to selectively execute different cleaning programs, namely cleaning with compressed air when the teat detection device is located in the working area, or in any other position, as well as cleaning with liquid and then with compressed air when the robot arm is in the rest position, or at least outside the working area. Of course, it is possible for the control to transfer the robot arm from the working area to the rest position for cleaning, if this proves necessary in order to be able to connect teat cups at all, or otherwise to perform an animal-related action for which the teat detection device must function correctly.

In de afhankelijke conclusie, alsmede in het nu volgende deel van de beschrijving, zijn bijzondere uitvoeringen beschreven.In the dependent conclusion, as well as in the following part of the description, special embodiments are described.

In uitvoeringsvormen is de besturing ingericht voor doen uitvoeren van een aanvullend reinigingsprogramma, omvattende met de robotarm in de ruststand op genoemd frontelement gelijktijdig doen uitstromen van vloeistof vanuit de vloeistofuitstroomopening en perslucht vanuit de persluchtuitstroomopening. Door tegelijk perslucht en vloeistof toe te voeren verbetert de (mechanische) werking van de reiniging, net zoals dat het geval zou zijn als vloeistof en perslucht door één en dezelfde leiding zouden worden toegevoerd.In embodiments, the control is designed to perform an additional cleaning program, comprising, with the robot arm in the rest position on said front element, simultaneously allowing liquid to flow out from the liquid outlet opening and compressed air to flow out from the compressed air outlet opening. By simultaneously supplying compressed air and liquid, the (mechanical) operation of the cleaning improves, just as would be the case if liquid and compressed air were supplied through one and the same line.

In uitvoeringsvormen is of omvat de vloeistofleiding een waterleiding. Dit is uiteraard de eenvoudigste vorm van een vloeistofleiding, die in beginsel altijd onbeperkt beschikbaar is, die toch al een behoorlijke reinigende werking heeft. Het is uiteraard ook mogelijk om een andere vloeistof te gebruiken, met name water met daaraan toegevoegd een of meer reinigingsmiddelen, zoals een zeep of dergelijke. Bijvoorbeeld is op de waterleiding een menginrichting verschaft, die een houder voor reinigingsmiddel alsmede een mengventiel, mengpomp of dergelijke omvat.In embodiments, the fluid line is or comprises a water line. This is of course the simplest form of a fluid line, which in principle is always available without limits, which already has a considerable cleaning effect. It is of course also possible to use another fluid, in particular water with one or more cleaning agents added to it, such as soap or the like. For example, a mixing device is provided on the water line, which comprises a container for cleaning agent as well as a mixing valve, mixing pump or the like.

Bijvoorbeeld omvat de speendetectieinrichting een 2D-camera of een 3D-For example, the teat detection device includes a 2D camera or a 3D

ToF-camera. Bij gebruik van een 2D-camera (video-camera) wordt vaak een bron van gestructureerd licht gebruikt om de speenpositie te bepalen. Voorbeelden daarvan zijn laserlijnen en ook stippenpatronen, waarbij de vervorming van het patroon wordt gebruikt om spenen en hun positie te detecteren. Een 3D-ToF-camera, oftewel time-of-flight- camera, zendt gepulst of gemoduleerd licht uit, waarbij de rondlooptijd respectievelijk de faseverschuiving van het gereflecteerde licht ten opzichte van het uitgezonden licht wordt gebruikt om de afstand van het reflecterende object te bepalen. Aldus kan een 3D-beeld van de omgeving worden opgebouwd, waarna met behulp van beeldverwerking spenen en hun positie kunnen worden gedetecteerd. Al dergelijke speendetectie-inrichtingen werken met licht, en zijn betrekkelijk gevoelig voor vervuiling, zodat een goede reiniging zeer gewenst is. Er zijn echter nog alternatieven mogelijk, zoals een stereocamera, of ook een 2D-camera die op de robotarm verplaatsbaar is, en daardoor de facto als een stereocamera functioneert.ToF camera. When using a 2D camera (video camera), a structured light source is often used to determine the teat position. Examples of this are laser lines and also dot patterns, where the deformation of the pattern is used to detect teats and their position. A 3D ToF camera, or time-of-flight camera, emits pulsed or modulated light, where the round trip time or the phase shift of the reflected light relative to the emitted light is used to determine the distance of the reflecting object. In this way, a 3D image of the environment can be built up, after which teats and their position can be detected using image processing. All such teat detection devices work with light, and are relatively sensitive to contamination, so that good cleaning is highly desirable. However, there are still alternatives possible, such as a stereo camera, or also a 2D camera that can be moved on the robot arm, and therefore functions de facto as a stereo camera.

Alternatief of aanvullend omvat de speendetectieinrichting een laserdetector. Dit is een detector die laserlijnen werpt met behulp van roterende spiegels, en de reflectie meet met behulp van een reeks lichtgevoelige detectoren. Uit de fotodetectoren die zo'n reflectie meten kan worden bepaald hoe groot de hoek van de reflectie op bijvoorbeeld een speen is. Daaruit kan vervolgens de positie en afstand van spenen en dergelijke worden bepaald. Op zich is een dergelijke laserdetector minder gevoelig voor vervuiling, met name van druppels of dergelijke. Aldus is reiniging met behulp van perslucht vaak afdoende. Niettemin kan het nog steeds in voorkomende gevallen wenselijk of nodig zijn om de laserdetector, althans het frontelement daarvan, te reinigen met vloeistof.Alternatively or additionally, the teat detection device comprises a laser detector. This is a detector that casts laser lines using rotating mirrors, and measures the reflection using a series of light-sensitive detectors. From the photodetectors that measure such a reflection, it can be determined how large the angle of the reflection is on, for example, a teat. From this, the position and distance of teats and the like can then be determined. In itself, such a laser detector is less sensitive to contamination, in particular from drops or the like. Cleaning using compressed air is therefore often sufficient. Nevertheless, it may still be desirable or necessary in certain cases to clean the laser detector, or at least the front element thereof, with liquid.

In het bijzonder omvat de speendetectie-inrichting een laserdetector met een behuizing, alsmede een 2D-camera met een hoofdkijkrichting, die in het bijzonder is ingebouwd in genoemde behuizing, en is de persluchtuitstroomopening schuin van boven gericht op een punt boven een snijpunt van genoemde hoofdkijkrichting en het frontelement. Hierbij is er in aanvulling de laserdetector dus nog een 2D-(video)camera verschaft. Deze laatste kan zijn verschaft als losse camera, dwz. buiten de behuizing van de laserdetector, maar bij voorkeur is deze in de behuizing ingebouwd, zodat de kijkrichting zo veel mogelijk dezelfde is als die van de laserdetector. Dit is gunstig bij onderling vergelijken en verwerken van de gemeten gegevens.In particular, the teat detection device comprises a laser detector with a housing, as well as a 2D camera with a main viewing direction, which is in particular built into said housing, and the compressed air outlet opening is directed obliquely from above at a point above an intersection of said main viewing direction and the front element. In addition to the laser detector, a 2D (video) camera is also provided. The latter can be provided as a separate camera, i.e. outside the housing of the laser detector, but it is preferably built into the housing, so that the viewing direction is as much as possible the same as that of the laser detector. This is advantageous when comparing and processing the measured data.

De 2D-camera kan onafhankelijke gegevens bepalen, zoals een speenbeeld voor speengezondheid of -reinheid. De 2D-camera kan ook ondersteunend werken voor de laserdetector, bijvoorbeeld door in het 2D-beeld via beeldverwerking te bepalen in welke richting er speenkandidaten zijn, of anderszins een of meer regions-of- interest te bepalen. Hierbij kunnen op hun beurt de door en voor de laserdetector geworpen laserlijnen ondersteunend werken. De uiteindelijke positie van de spenen wordt hierbij door de nauwkeuriger en bij meten robuustere laserdetector bepaald. Deze bijzondere combinatie verschaft derhalve de robuustheid van de laserdetector en tevens de veelzijdigheid en flexibiliteit van een (optische) 2D-camera. De 2D-camera is echter zoals gezegd vaak gevoeliger voor vervuiling, met name voor druppels, zoals van water.The 2D camera can determine independent data, such as a teat image for teat health or cleanliness. The 2D camera can also support the laser detector, for example by determining in the 2D image via image processing in which direction there are teat candidates, or otherwise determining one or more regions of interest. In turn, the laser lines cast by and in front of the laser detector can provide support. The final position of the teats is determined by the more accurate and, when measuring, more robust laser detector. This special combination therefore provides the robustness of the laser detector and also the versatility and flexibility of an (optical) 2D camera. However, as mentioned, the 2D camera is often more sensitive to contamination, in particular to droplets, such as water.

Door nu de persluchtuitstroomopening, en dus de persluchtstroom, te richten op een punt boven het punt waar de kijkrichting van de 2D-camera het frontelement snijdt, waarbij de persluchtstroom bij voorkeur naar beneden is gericht, zal deze grotendeels over het frontelement strijken, en daarmee eventueel aanwezige vuildeeltjes en/of druppels meenemen en aldus verwijderen van het frontelement. Het over het frontelement uitstromen van perslucht zal verder voorts over dat deel van het frontelement plaatsvinden dat voor de laserdetector aanwezig is, wat echter in het algmeen minder krachtig meer zal zijn. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de omstandigheid dat een laserdetector minder gevoelig is voor vervuiling.By now directing the compressed air outlet opening, and thus the compressed air flow, to a point above the point where the viewing direction of the 2D camera intersects the front element, whereby the compressed air flow is preferably directed downwards, it will largely sweep over the front element, and with it any dirt particles and/or droplets present and thus remove them from the front element. The outflow of compressed air over the front element will further take place over that part of the front element that is present in front of the laser detector, which will however generally be less powerful. Use is made here of the fact that a laser detector is less sensitive to contamination.

In alle bovenstaande uitvoeringen kan desgewenst in de ruststand ook vloeistof worden versproeid over het frontelement. Dit zal bij voorkeur geschieden vanuit een positie boven het frontelement, zodat de vloeistof onder invloed van de zwaartekracht zal kunnen wegvloeien, samen met mee te nemen vuil. Achterblijvende druppels kunnen vervolgens met behulp van de perslucht worden verwijderd. Op vaste momenten, of bijvoorbeeld ingeval er hardnekkig vuil aanwezig is, door de speendetectieinrichting te detecteren doordat er bijvoorbeeld een gebrek aan scherpe begrenzingen in het beeld is, kan de besturing ervoor kiezen om een apart reinigingsprogramma uit te voeren, waarbij dus de vloeistof wordt versproied en tegelijk perslucht wordt uitgestroomd over het frontelement.In all of the above versions, liquid can also be sprayed over the front element in the rest position if desired. This will preferably be done from a position above the front element, so that the liquid can flow away under the influence of gravity, together with any dirt that is carried along. Any remaining droplets can then be removed using compressed air. At fixed times, or for example in the event of stubborn dirt, by detecting the teat detection device because there is, for example, a lack of sharp boundaries in the image, the control can choose to execute a separate cleaning program, in which the liquid is sprayed and compressed air is simultaneously flowed out over the front element.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van enkele voorbeelduitvoeringsvormen, alsmede van de tekening. Daarin toont: - Figuur 1 een schematisch zijaanzicht van een melkrobot volgens de 5 uitvinding, en - Figuur 2 detail van de melkrobot volgens Figuur 1, in een schematisch aanzicht van de robotarm 3 in ruststand.The invention will be explained in more detail below by means of a few exemplary embodiments, as well as the drawing. Therein shows: - Figure 1 a schematic side view of a milking robot according to the invention, and - Figure 2 detail of the milking robot according to Figure 1, in a schematic view of the robot arm 3 in rest position.

Figuur 1 toont in schematisch zijaanzicht een melkrobot 1 volgens de uitvinding voor melken van een melkdier 50 met spenen 51. De melkrobot 1 omvat een melkplaats 2 met een werkgebied W, alsmede een robotarm 3 die verplaatsbaar is in de richtingen van de dubbele pijl A, en is ingericht voor aansluiten melkbekers 4 met behulp van een speendetectieinrichting 5. Met 6 is een versproeiïnrichting aangeduid, met een waterleiding 7, en met een optionele menginrichting 8. Een besturing is aangeduid met 9.Figure 1 shows a schematic side view of a milking robot 1 according to the invention for milking a dairy animal 50 with teats 51. The milking robot 1 comprises a milking parlour 2 with a working area W, as well as a robot arm 3 which is movable in the directions of the double arrow A, and is designed for connecting teat cups 4 with the aid of a teat detection device 5. A spraying device is indicated at 6, with a water pipe 7, and with an optional mixing device 8. A control is indicated at 9.

De melkrobot 1 omvat voorts een voertrog 10, dwarsliggers 11 en staanders 12. Met 13 is een bevestiging van de versproeiinrichting 6 aan de staander 12 aangeduid.The milking robot 1 further comprises a feeding trough 10, cross beams 11 and uprights 12. Reference numeral 13 indicates a mounting of the spraying device 6 on the upright 12.

De melkrobot 1 is van het type waarbij de robotarm 3 voor aansluiten van de melkbekers 4 vast aan de melkplaats 2 is gekoppeld, en die tijdens melken van het melkdier 50 voortdurend in het werkgebied W blijft. Ook al is hier eenvoudigheidshalve slechts één melkbeker 4 getekend, de getekende robotarm 3 draagt in beginsel alle melkbekers 4 voor het melkdier 50, voor een koe bijvoorbeeld vier. Alternatief is het ook mogelijk om een melkrobotsysteem te kiezen waarbij de robotarm naar twee of meer melkplaatsen verplaatsbaar is ten behoeve van aansluiten van de melkbekers, of bijvoorbeeld om een melkrobot te kiezen waarbij melkbekers in een magazijn zijn opgeslagen, vanwaaruit ze één voor één worden opgepakt door een robotarm. Bij dergelijke melkrobots blijft de robotarm na aansluiten, tijdens melken, meestal juist niet in het werkgebied. Voor de uitvinding maakt dit niet uit.The milking robot 1 is of the type in which the robot arm 3 for connecting the teat cups 4 is fixedly coupled to the milking parlour 2, and which remains continuously in the working area W during milking of the dairy animal 50. Even though for the sake of simplicity only one teat cup 4 is drawn here, the drawn robot arm 3 in principle carries all the teat cups 4 for the dairy animal 50, for example four for a cow. Alternatively, it is also possible to choose a milking robot system in which the robot arm can be moved to two or more milking parlours for the purpose of connecting the teat cups, or for example to choose a milking robot in which the teat cups are stored in a magazine, from where they are picked up one by one by a robot arm. With such milking robots, the robot arm usually does not remain in the working area after connecting, during milking. This does not matter for the invention.

In de getoonde uitvoeringsvorm is de robotarm tenminste verplaatsbaar over de dwarsligger 11 in de richting van de dubbele pijl A. Daarnaast is althans een deel van de robotarm 3 verplaatsbaar in een loodrichting op pijl A. Hierbij kan de robotarm 3, althans het gedeelte dat de melkbekers 4 draagt, worden verplaatst tussen een werkgebied W en een ruststand. Het werkgebied W is hierbij gedefinieerd als het gebied waar de robotarm 3 werkzaam kan zijn, hier onder het melkdier 50 tussen voor- en achterpoten. De ruststand is hierbij gedefinieerd als de stand die de robotarm 3 inneemt tussen melkbeurten door, hier functioneel bij of tegen de versproeiinrichting 6, zodanig dat deze laatste de speendetectieinrichting 5 op de robotarm kan reinigen.In the embodiment shown, the robot arm is at least movable over the crossbeam 11 in the direction of the double arrow A. In addition, at least a part of the robot arm 3 is movable in a perpendicular direction to arrow A. Here, the robot arm 3, or at least the part that carries the teat cups 4, can be moved between a working area W and a rest position. The working area W is defined here as the area where the robot arm 3 can be active, here under the dairy animal 50 between the front and rear legs. The rest position is defined here as the position that the robot arm 3 assumes between milking sessions, here functionally at or against the spraying device 6, such that the latter can clean the teat detection device 5 on the robot arm.

De getoonde melkrobot 1 omvat voorts een melkbox met dwarsliggers 11 gedragen door staanders 12. Voorts zal er ook ten minste één toegangshek en één uitgangshek zijn verschaft, dat in de tekening aan de andere zijde van het melkdier 50 zijn verschaft, en daarom hier niet zichtbaar zijn. Overigens kunnen de hekken ook aan de voor- en achterzijde van de melkplaats 2/de melkbox zijn verschaft. De melkrobot 1 is ook voorzien van standaard onderdelen zoals een voertrog 10, alsmede niet getoonde onderdelen zoals een vacuümsysteem, een melkglas enzovoort. Deze zijn verder niet relevant voor de uitvinding.The milking robot 1 shown further comprises a milking box with crossbeams 11 supported by uprights 12. Furthermore, at least one entrance gate and one exit gate will be provided, which in the drawing are provided on the other side of the dairy animal 50, and are therefore not visible here. Incidentally, the gates can also be provided at the front and rear of the milking parlour 2/the milking box. The milking robot 1 is also provided with standard components such as a feeding trough 10, as well as components not shown such as a vacuum system, a milk glass and so on. These are further not relevant to the invention.

Voor het aansluiten van de melkbekers 4 dient de positie van de spenen 51 te worden bepaald. Daartoe omvat de melkrobot 1 een speendetectieinrichting 5, bijvoorbeeld een laserscanner of 3D-camera. In gebruik in de bepaald niet schone melkstalomgeving zal deze speendetectieinrichting kunnen vervuilen, met stof, mestspetters enzovoorts. Deze vervuiling kan de goede werking van de speendetectieinrichting negatief beïnvloeden, en dient dan ook regelmatig te worden verwijderd. Voor dit verwijderen van vervuiling is volgens de uitvinding zowel een versproeiinrichting 6 verschaft als een hier niet getoonde persluchtinrichting.For connecting the teat cups 4, the position of the teats 51 must be determined. For this purpose, the milking robot 1 comprises a teat detection device 5, for example a laser scanner or 3D camera. When used in the certainly not clean milking parlour environment, this teat detection device can become dirty, with dust, manure splashes, etc. This contamination can negatively affect the proper functioning of the teat detection device, and must therefore be removed regularly. For this removal of contamination, according to the invention, both a spraying device 6 and a compressed air device (not shown here) are provided.

De versproeiinrichting 6 is door middel van een stang 13 verbonden met de melkbox, en aldus met de vaste wereld. Uiteraard zijn ook andere manieren mogelijk, zoals een voet of dergelijke die direct met de bodem, een muur enz. is verbonden. De versproeiinrichting 6 bevindt zich buiten he twerkgebied W, met name om te voorkomen dat versproeide vloeistof in de melk of op het melkdier 50 terechtkomt.The spraying device 6 is connected to the milking box by means of a rod 13, and thus to the fixed world. Of course, other methods are also possible, such as a foot or the like that is directly connected to the floor, a wall, etc. The spraying device 6 is located outside the working area W, in particular to prevent sprayed liquid from ending up in the milk or on the dairy animal 50.

De versproeiïïnrichting 6 versproeit vloeistof, hier water, uit een (water)leiding 7. Deze laatste kan direct aftakken van het waterleidingnet, of ook vanuit een aparte houder zoals een boiler voor verwarmd water. Voorts is hier een optionele menginrichting 8 verschaft, die is ingericht om ten minste één additief aan het water toe te voegen, zoals met name een zeep of andere detergent. De menginrichting 8 kan daartoe bijvoorbeeld ten minste één additiefhouder met een bijvoorbeeld met een klep afsluitbare verbinding naar de leiding 7 omvatten, of ook een pomp of andere doseerinrichting. Dergelijke menginrichtingen zijn op zich in de stand van de techniek bekend.The spraying device 6 sprays liquid, here water, from a (water) pipe 7. The latter can branch directly from the water mains, or also from a separate container such as a boiler for heated water. Furthermore, an optional mixing device 8 is provided here, which is designed to add at least one additive to the water, such as in particular a soap or other detergent. The mixing device 8 can for this purpose comprise, for example, at least one additive container with a connection to the pipe 7 that can be closed with a valve, or also a pump or other metering device. Such mixing devices are known per se in the state of the art.

De besturing 9 is hier werkzaam verbonden met de versproeiinrichting 6 alsmede met de niet getoonde persluchtinrichting op de robotarm 3. Daarnaast kan deze werkzaam zijn verbonden met andere al dan niet getoonde onderdelen van de melkrobot 1, zoals de robotarm 3, te weten de actuatoren daarvan, het vacuümsysteem om te melken, de voertrog 10 met een voerafgeefsysteem, enzovoort. Op zich kunnen daarvoor ook een of meer afzonderlijke besturingen zijn verschaft. De besturing 9 kan dan optioneel met die afzonderlijke besturingen zijn verbonden. Het is echter ook mogelijk dat de besturing 9 autonoom de reiniging van de speendetectieinrichting 5 verzorgt.The control 9 is here operatively connected to the spraying device 6 as well as to the compressed air device (not shown) on the robot arm 3. In addition, it can be operatively connected to other components of the milking robot 1, whether or not shown, such as the robot arm 3, namely its actuators, the vacuum system for milking, the feeding trough 10 with a feed delivery system, etc. One or more separate controls can also be provided for this purpose. The control 9 can then optionally be connected to these separate controls. However, it is also possible for the control 9 to autonomously clean the teat detection device 5.

De reiniging van de speendetectieinrichting 5 met behulp van de versproeiïnrichting 6 alsmede de niet getoonde persluchtinrichting zal nader worden beschreven aan de hand van Figuur 2.The cleaning of the teat detection device 5 using the spraying device 6 and the compressed air device (not shown) will be described in more detail with reference to Figure 2.

Figuur 2 toont een detail van de melkrobot volgens Figuur 1, in een schematisch aanzicht van de robotarm 3 in ruststand.Figure 2 shows a detail of the milking robot according to Figure 1, in a schematic view of the robot arm 3 in rest position.

De speendetectieinrichting 5 omvat een behuizing 15, met daarin een laserdetector 16 en een videocamera 17, alsmede een frontelement 18. Met 20 is een persluchtinrichting aangeduid, omvattende een persluchtleiding 21 en een perslucht- uitstroomopening 22, voor een persluchtstroom 23 met een eerste hoofduitstroomrichting 24 gericht op eerste punt 28.The teat detection device 5 comprises a housing 15, containing a laser detector 16 and a video camera 17, as well as a front element 18. Reference numeral 20 designates a compressed air device, comprising a compressed air line 21 and a compressed air outlet opening 22, for a compressed air flow 23 with a first main outlet direction 24 directed towards first point 28.

De versproeiïnrichting 6 heeft een vloeistofuitstroomopening oftewel sproeiopening 25 voor een sproeiwolk 26 met een tweede hoofduitstroomrichting 27 gericht op een tweede punt 29, en krijgt vloeistof uit een vloeistofleiding 30.The spraying device 6 has a liquid outlet or spray opening 25 for a spray cloud 26 with a second main outlet direction 27 directed to a second point 29, and receives liquid from a liquid line 30.

De videocamera 17 heeft een derde hoofdkijkrichting 31, die het frontelement 18 snijdt in het derde punt 32.The video camera 17 has a third main viewing direction 31, which intersects the front element 18 at the third point 32.

De getoonde speendetectieinrichting 5 is slechts een voorbeeld, waarbij alternatieven verderop worden toegelicht. In gebruik van de speendetectieinrichting 5 kan deze vervuilen met stof, mestdruppels enzovoort. Deze kunnen de werking verslechteren als zij op het frontelement 18 terechtkomen. Dit element 18 is vervaardigd van een doorzichtig materiaal, veelal glas of een harde kunststof zoals polycarbonaat. Het element 18 kan met de hand worden gereinigd, maar dat is uiteraard zeer arbeidsintensief, al is het in het geval van hardnekkige vervuiling niet altijd te voorkomen.The teat detection device 5 shown is only an example, alternatives will be explained later. When using the teat detection device 5 it can become dirty with dust, manure drops etc. These can impair the operation if they end up on the front element 18. This element 18 is made of a transparent material, usually glass or a hard plastic such as polycarbonate. The element 18 can be cleaned by hand, but this is of course very labour-intensive, although it cannot always be avoided in the case of stubborn dirt.

Voor eenvoudig vuil kan het reeds voldoende zijn om het weg te blazen.For simple dirt, it may be sufficient to blow it away.

Daartoe is de persluchtinrichting 20 verschaft. Deze voert perslucht van een niet getoonde persluchtbron aan via de persluchtleiding 21, en doet die via de persluchtuitstroomopening 22 uitstromen in een persluchtstroom 23. Uiteraard is dat geen heel scherp afgegrensde stroom, doch de hoofduitstroomrichting, overeenkomend met de "richting" van de persluchtuitstroomopening 22, is aangeduide met de streeplijn 24.For this purpose, the compressed air device 20 is provided. This supplies compressed air from a compressed air source (not shown) via the compressed air line 21, and causes it to flow out via the compressed air outlet opening 22 into a compressed air flow 23. Of course, this is not a very sharply defined flow, but the main outflow direction, corresponding to the "direction" of the compressed air outlet opening 22, is indicated by the dashed line 24.

De perslucht is betrekkelijk effectief om stof en dergelijke weg te blazen.The compressed air is relatively effective at blowing away dust and the like.

Voorts vormt het geen probleem om perslucht te gebruiken wanneer de speendetectieinrichting 5 zich in het werkgebied W onder het melkdier bevindt. De besturing is dan ook ingericht voor uitvoeren van een reinigingsprogramma indien de robotarm zich in het werkgebied W bevindt, omvattende op het frontelelement 18 doen uitstromen van perslucht vanuit de persluchtuitstroomopening 22.Furthermore, it is no problem to use compressed air when the teat detection device 5 is located in the working area W under the dairy animal. The control is therefore designed to execute a cleaning program when the robot arm is located in the working area W, comprising causing compressed air to flow out of the compressed air outlet opening 22 on the front element 18.

Voor hardnekkiger vuil is het mogelijk om reinigingsvloeistof op het frontelement 18 te sproeien. Dit kan wanneer de robotarm 3 zich in de ruststand bevindt, dat wil zeggen nabij de versproeiïnrichting 6, zoals getoond in Figuur 2. De ruststand is niet onder het melkdier, om te voorkomen dat vloeistof in de melk terecht kan komen, of het melkdier kan verstoren. De besturing kan in de ruststand zo ook een ander reinigingsprogramma uitvoeren, omvattende op het frontelement 18 doen uitstromen van vloeistof vanuit de vloeistofuitstroomopening 25, gevolgd door op het frontelelement 18 doen uitstromen van perslucht vanuit de persluchtuitstroomopening 22. Hierbij is beoogd dat het water het hardnekkiger vuil losmaakt en meeneemt, waarna overblijvende druppels en eventueel losgemaakt maar achtergebleven vuil worden weggeblazen.For more stubborn dirt, it is possible to spray cleaning fluid onto the front element 18. This can be done when the robot arm 3 is in the rest position, i.e. near the spraying device 6, as shown in Figure 2. The rest position is not under the dairy animal, to prevent fluid from getting into the milk or disturbing the dairy animal. In the rest position, the control can also perform another cleaning program, comprising letting fluid flow out of the fluid outlet opening 25 onto the front element 18, followed by letting compressed air flow out of the compressed air outlet opening 22 onto the front element 18. The aim here is for the water to loosen and carry away the more stubborn dirt, after which remaining droplets and any loosened but remaining dirt are blown away.

Bij bijzonder hardnekkig vuil is het mogelijk dat de besturing nog een ander reinigingsprogramma uitvoert, omvattende op het frontelement 18 gelijktijdig doen uitstromen van vloeistof vanuit de vloeistofuitstroomopening 25 en perslucht vanuit de persluchtuitstroomopening 22. De perslucht zorgt er hierbij voor dat de mechanische werking van de vloeistof wordt versterkt, doordat de kracht op het vuil snel zal variëren.In the case of particularly stubborn dirt, it is possible for the control to carry out another cleaning program, comprising simultaneously allowing liquid to flow out of the liquid outlet opening 25 and compressed air from the compressed air outlet opening 22 onto the front element 18. The compressed air ensures that the mechanical action of the liquid is enhanced, because the force on the dirt will vary rapidly.

Uiteraard kan dit waar nodig omvatten dat de perslucht als laatste of aanvullend op het frontelement 18 wordt geblazen om losgemaakt vuil en/of druppels van het frontelement 18 te verwijderen.Of course, where necessary, this may include blowing the compressed air onto the front element 18 last or additionally to remove loosened dirt and/or droplets from the front element 18.

In dit getoonde voorbeeld omvat de speendetectieinrichting 5 in de behuizing 15 een laserscanner 16 en een videocamera 17. De laserscanner 16 omvat hierbij, zoals bekend in de stand van de techniek, een laserbron en een reeks lichtdetectoren die de reflectie van de uitgezonden laserbundel detecteren, en daaruit een afstand van het reflecterende lichaam bepalen. De videocamera 17 kan hierbij zijn verschaft om aanvullende functies uit te oefenen, zoals bepalen van speengezondheid, bijvoorbeeld roodverkleuring bij een wond, maar ook reinheid van de speen, enzovoort.In this example shown, the teat detection device 5 in the housing 15 comprises a laser scanner 16 and a video camera 17. The laser scanner 16 comprises, as is known in the art, a laser source and a series of light detectors which detect the reflection of the emitted laser beam and determine a distance from the reflecting body therefrom. The video camera 17 may be provided here to perform additional functions, such as determining the health of the teat, for example red discolouration in the case of a wound, but also cleanliness of the teat, etc.

Ook is het mogelijk om de videocamera 17 een ondersteunende rol te geven bij de speendetectie, zoals aangeven dat de laserscanner de laserbundel niet op de juiste speen werpt, maar bijvoorbeeld op een verkeerde speen of op een achterpoot, Tot slot is het ook mogelijk om de videocamera 17 naast de reeks lichtdetectoren voor de laserscanner 16 te laten werken als een detector voor de reflectie van de laserbundel om daarmee de positie van de spenen en dergelijke te bepalen, zoals op zich eveneens in de stand van de techniek bekend is.It is also possible to give the video camera 17 a supporting role in teat detection, such as indicating that the laser scanner does not throw the laser beam at the correct teat, but for example at the wrong teat or at a hind leg. Finally, it is also possible to let the video camera 17 function, in addition to the series of light detectors for the laser scanner 16, as a detector for the reflection of the laser beam in order to determine the position of the teats and the like, as is also known in the prior art.

In de praktijk blijkt de laserscanner 16, dus de laserbron in combinatie met de reeks lichtdetectoren, vaak minder gevoelig voor vuil op het frontelement 18, en met name druppels, dan de videocamera 17. In het getoonde voorbeeld in Figuur 2 is de vloeistofstroom 26 loodrecht op het frontelement 18 gericht, en wel op punt 29 iets boven de hoofdkijkrichting 31 van de videocamera 17. Uiteraard zal de vloeistofstroom 26 verbreden op het frontelement 18, en aldus in beginsel het hele frontelement kunnen reinigen. Hierbij wordt een redelijk compromis bereikt tussen reinigen van een eerste deel van het frontelement 18 voor de videocamera 17 en een ander deel voor de laserdetector 16. Het is uiteraard ook mogelijk om de vloeistofstroom 26 voor wat betreft de tweede hoofduitstroomrichting 27 ervan loodrecht te richten op de videocamera, zodat punt 29 voor de videocamera 17 ligt. Dit waarborgt optimale reiniging van genoemd eerste deel van het frontelement.In practice, the laser scanner 16, i.e. the laser source in combination with the series of light detectors, often proves to be less sensitive to dirt on the front element 18, and in particular drops, than the video camera 17. In the example shown in Figure 2, the liquid flow 26 is directed perpendicularly to the front element 18, namely at point 29 slightly above the main viewing direction 31 of the video camera 17. Of course, the liquid flow 26 will widen on the front element 18, and thus in principle be able to clean the entire front element. A reasonable compromise is hereby achieved between cleaning a first part of the front element 18 for the video camera 17 and another part for the laser detector 16. It is of course also possible to direct the liquid flow 26 perpendicularly to the video camera with regard to its second main outflow direction 27, so that point 29 lies in front of the video camera 17. This guarantees optimum cleaning of said first part of the front element.

Voor drogen van het frontelement 18 wordt perslucht gebruikt uit de persluchtinrichting 20. De hoofduitstroomrichting 24 van de persluchtstroom 23 is schuin van boven gericht op punt 28 op het frontelement 18. Dit punt 28 ligt boven punt 32, dat het snijpunt vormt van de hoofdkijkrichting 31 van de videocamera 17 en het frontelement 18. In de praktijk blijkt het gunstig om de lucht schuin en boven de videocamera aan te voeren, zodat de lucht de druppels naar beneden mee kan nemen, daarbij ondersteund door de zwaartekracht. Daarnaast is het wel zo dat de luchtstroom over het frontelement 18 uiteen zal waaieren, zodat uiteindelijk in beginsel alle druppels zullen worden weggeblazen. Niettemin is de getoonde positionering van de luchtstroom voordelig voor de voor vervuiling gevoeliger videocamera.For drying the front element 18, compressed air from the compressed air device 20 is used. The main outflow direction 24 of the compressed air flow 23 is directed obliquely from above at point 28 on the front element 18. This point 28 is located above point 32, which forms the intersection of the main viewing direction 31 of the video camera 17 and the front element 18. In practice, it has been found to be advantageous to supply the air obliquely and above the video camera, so that the air can carry the droplets downwards, supported by gravity. In addition, it is true that the air flow over the front element 18 will fan out, so that ultimately all droplets will in principle be blown away. Nevertheless, the positioning of the air flow shown is advantageous for the video camera that is more sensitive to contamination.

Claims

CONCLUSIONS

1. Milking robot with a milking parlour for receiving a dairy animal to be milked, with a control and with a robot arm for connecting a teat cup to a teat of the dairy animal, with a teat detection device with a transparent front element on the robot arm, the robot arm being movable between a rest position outside the milking parlour and a working area under the dairy animal on the milking parlour for the purpose of said connecting, said moving comprising pivoting from the side of the dairy animal into the working area, the milking robot further being provided with a cleaning device for cleaning at least said front element, the cleaning device being controllable by the control, and comprising - a compressed air device with a compressed air line mounted on the robot arm with a compressed air outlet opening directed at said front element, and - a spraying device on the fixed surface, and with a liquid line with a liquid outlet opening for spraying liquid against said front element with the robot arm in the rest position, the control being designed for selectively performing at least the following cleaning programs: - with the robot arm in the working area, causing compressed air to flow out of the compressed air outlet opening on said front element, and - with the robot arm in the rest position, causing liquid to flow out of the liquid outlet opening on said front element, followed by causing compressed air to flow out of the compressed air outlet opening on said front element.

2. Milking robot according to claim 1, wherein the control is designed to perform an additional cleaning program, comprising, with the robot arm in the rest position on said front element, simultaneously allowing liquid to flow out from the liquid outlet opening and compressed air to flow out from the compressed air outlet opening.

3. Milking robot according to any of the preceding claims, wherein the liquid line is or comprises a water line.

4. Milking robot according to any of the preceding claims, wherein the teat detection device comprises a 2D camera or a 3D-ToF camera.

5. Milking robot according to any of the preceding claims, wherein the teat detection device comprises a laser detector.

6. Milking robot according to any one of claims 1 to 4, wherein the teat detection device comprises a laser detector with a housing, as well as a 2D camera with a main viewing direction, which is in particular built into said housing, and wherein the compressed air outlet opening is directed obliquely from above at a point above an intersection of said main viewing direction and the front element.