DE60111033T2

DE60111033T2 - Vorrichtung und verfahren zur entnahme von milchproben

Info

Publication number: DE60111033T2
Application number: DE60111033T
Authority: DE
Inventors: Mats Gudmundsson; Sten Mellberg
Original assignee: DeLaval Holding AB
Current assignee: DeLaval Holding AB
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: DK1267608T3; CA2404397A1; US20030077203A1; SE517143C2; ATE296028T1; WO2001074150A1; SE0001195D0; DE60111033D1; IL151989A0; JP2003528640A; AU2001244957A1; EP1267608A1; SE0001195L; EP1267608B1; IL151989A; US7171920B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Melkmaschine für die Milchwirtschaft und ein damit verbundenes Milchprobenentnehmen.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Milchproben-Entnahmevorrichtung zur Verwendung in einem automatisierten Melksystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Probenentnahme von Milch aus dem automatisierten Melksystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 17.
Beschreibung des Standes der Technik und Hintergrund der Erfindung
Wenn ein Tier durch Anwenden eines automatisierten Melksystems gemolken wird, wird die Milch von den Zitzen des Tieres durch mit einem Unterdruck verbundene Zitzenschalen gezogen. Die Milch wird durch einen Melkschlauch und in einen Flussmesser gezogen, in dem die Milchmenge gemessen wird. Die Milch wird weiter zu einem Lagertank oder ähnlichem transportiert, in dem sie zusammen mit Milch von anderen Tieren gelagert wird, solange auf einen einsammelnden Milchlaster gewartet wird.
In regelmäßigen Zeitabständen, beispielsweise einmal im Monat, wird eine Probe der Milch jedes Tieres genommen, die üblicherweise zur Analyse an ein Labor gesandt wird, in dem verschiedene Parameter überprüft werden, beispielsweise der Inhalt von Fett, Protein, Zellen und Harnstoff. Es ist teuer, die Analyse an der Milchprobe-Entnahmevorrichtung durchzuführen, und ferner ist die erforderliche Laborausrüstung Platz beanspruchend, weshalb die Proben üblicherweise genommen und an ein Labor gesandt werden. Einfachere Messungen können möglicherweise in der Milchproben-Entnahmevorrichtung durchgeführt werden.
Die Milchprobenentnahme wird üblicherweise in Verbindung mit dem Melken der Tiere durch Verwenden einer Milchproben-Entnahmevorrichtung durchgeführt, die mit einer befestigten oder entfernbaren Kassette, in der Milchteströhrchen angeordnet sein können, und mit einem Einfüllelement versehen ist, das mit dem Melksystem verbunden und zum Befüllen der entsprechenden Röhrchen mit Milch der entsprechenden Tiere geeignet ist. Wenn alle Röhrchen befüllt sind, werden sie von der Milchproben-Entnahmevorrichtung entfernt, entweder manuell eine nach der anderen oder durch Entfernen der kompletten Kassette, und sie werden an das Labor gesandt.
Die Laborausstattung ist an die Kassetten und an die Teströhrchen angepasst, die von den Landwirten verwendet werden, die durch das Labor bedient werden. Die Laborausstattung, die Kassetten und Teströhrchen variieren außerdem ziemlich stark von Land zu Land.
Weiterhin sind die Probenröhrchen üblicherweise mit einem Schutzmittel vor der Milchprobenentnahme präpariert, das die Milch am Sauerwerden hindert, bevor die Proben an das Labor geliefert und analysiert wurden. Dieses Schutzmittel muss in der Milch aufgelöst werden, was üblicherweise eine Zeitspanne beansprucht, während der die Zunahme von Bakterien in der Milch beschleunigt ist, wodurch sich das Risiko erhöht, dass die Milch sauer wird.
Eine Milchproben-Entnahmevorrichtung aus dem Stand der Technik ist in der EP 0 564 023 A1 (LELY/MAASLAND) offenbart. Diese Vorrichtung ist mit einer Kassette vorgesehen, die als eine rotierende Box ausgebildet ist, in der entlang ihres Außenumfangs Milchproben-Sammelelemente angeordnet sein können. Das Einfüllelement ist in einer festen Position angeordnet, während die Sammelelemente nacheinander unter dem Einfüllelement platziert werden können. Das Einfüllelement ist weiter mit einer vertikal beweglichen Art einer Injektionsnadel vorgesehen, die in die Sammelelemente einzuführen ist. Bei dieser Konstruktion müssen die Kassette und die Injektionsnadel synchron bewegt werden, was erfordert, dass bestimmte Maße eingehalten werden.
Außerdem ist im Fall einer relativ großen Anzahl von Sammelelementen der Raum in der Box ungenügend ausgenutzt. Deshalb benötigt die Kassette relativ viel Raum, was im Hinblick auf die teure Ausstattung, die in heutigen Melksystemen vorhanden ist, als ein Nachteil erfahren wird.
Eine andere bekannte Milchproben-Entnahmevorrichtung ist in der EP 0 749 681 A1 (LELY/MAASLAND) offenbart. Diese Vorrichtung ist mit einer entfernbaren Kassette, in der Milchproben-Sammelelemente angeordnet sein können, und zumindest mit einem Einfüllelement vorgesehen, das geeignet ist, nacheinander oberhalb verschiedener Sammelelemente platziert zu werden und Milchproben, die aus der Milch genommen werden, die von einer automatischen Melkmaschine bereitgestellt wird, zu den entsprechenden Sammelelementen zu bringen. Ein Führungselement zum Tragen des Einfüllelementes ist derart vorgesehen, dass das Einfüllelement durch sukzessives Erhöhen und Erniedrigen des Abstandes zwischen dem Führungselement und der Kassette von einer Position oberhalb eines Sammelelementes zu einer benachbarten Position oberhalb eines in der Nähe angeordneten Sammelelementes bewegt wird. Auf diese Weise kann das Einfüllelement von Sammelelement zu Sammelelement entlang eines vorbestimmten, festgelegten, geschlossenen, zickzackförmigen Weges schreiten.
Diese Vorrichtung weist einen einfachen Aufbau auf, aber die Bewegung des Einfüllelementes ist nicht flexibel, da sie durch den festgelegten Weg vorbestimmt ist. Dies kann ein großer Nachteil sein, wenn ein einzelnes Sammelelement zum Sammeln einer zweiten nicht fortlaufenden Probe verwendet wird, beispielsweise zur Probenentnahme einer Kuh zum zweiten Mal ein paar Stunden später, wenn das Führungselement durch einen relativ langen Weg schreiten muss, bevor es das fragliche Sammelelement erreicht.
Ein weiterer Nachteil von beiden bekannten Milchproben-Entnahmevorrichtungen ist, dass sie nur zu einer einzigen Kassettengröße passend ausgeführt sind. Da mehrere verschiedene Standards für Kassetten und Probensammelelementen in verschiedenen Ländern bestehen, muss eine Vorrichtung in verschiedenen Ausführungen hergestellt werden, wenn sie auf verschiedene Märkte gebracht werden soll.
Weiterhin besteht ein bestimmtes Risiko eines Mischens bzw. Verwechselns der Proben auf dem Milchwirtschaftshof, während des Transports oder in dem Labor, da die einzelnen Probensammelelemente nur durch ihre entsprechenden Positionen in der Kassette identifiziert werden.
Wenn die einzelnen Probensammelelemente von der Kassette der Milchproben-Entnahmevorrichtung entfernt und in einer anderen Kassette oder Box zum Versenden an das Labor angeordnet werden, ist dieses Risiko des Probenverwechselns beträchtlich gesteigert sowie dies eine zeitaufwändige, arbeitsintensive und deshalb teuere Vorgehensweise ist.
Weiterhin benennen die vorstehend aufgeführten Dokumente weder das offensichtliche Problem, dass die Milchproben sauer werden können, bevor sie das Labor erreichen, noch diskutieren sie das Auflösen eines Schutzmittels in den Milchproben.
Zusammenfassung der Erfindung
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Milchproben-Entnahmevorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die zumindest einige der Probleme vermeiden, die mit den bekannten Vorrichtungen verbunden sind.
Es ist eine bestimmte Aufgabe der Erfindung eine Milchproben-Entnahmevorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäß den Schritten des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 17 anzugeben, die flexible sind und die für eine variable Einfüllelementbewegungsfähigkeit vorgesehen sind.
Es ist immer noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Milchproben-Entnahmevorrichtung und ein Verfahren anzugeben, in denen Kassetten verschiedener Ausführungen und Größen angeordnet sein können.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Milchproben-Entnahmevorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die zum Anpassen für eine Kommunikation mit einem automatisierten Melksystem geeignet sind.
Es ist immer noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Milchproben-Entnahmevorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die durch ein automatisiertes Melksystem steuerbar ausgebildet sind.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Milchproben-Entnahmevorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die zur Fehlererkennung und zur Warnung geeignet sind.
Es ist eine noch weitere Aufgabe der Erfindung, eine Milchproben-Entnahmevorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die wirksam, schnell, exakt, zuverlässig, sicher, einfach zu verwenden und preiswert sind.
Diese Aufgaben und andere gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch eine Milchproben-Entnahmevorrichtung und ein Verfahren erzielt, die mit einem Prozessorvermögen versehen sind, so dass eine "intelligente" Kommunikation zwischen einer Prozessoreinrichtung der Milchproben-Entnahmevorrichtung und einem Prozessor gesteuerten Melksystem möglich ist. Beispielsweise durch eine Zwei-Wege-Kommunikationsschnittstelle zwischen der Milchproben-Entnahmevorrichtung und dem Prozessor gesteuerten Melksystem und durch geeignete Software ist die Prozessoreinrichtung für eine Zwei-Wege-Kommunikation mit dem Prozessor gesteuerten Melksystem ausgebildet.
Die Milchproben-Entnahmevorrichtung weist ferner eine Kassette, in der Milchproben-Sammelelemente angeordnet sind, und ein Einfüllelement auf, das geeignet ist, oberhalb der Milchproben-Sammelelemente durch ein flexibles Positionier- bzw. Nachlaufsystem angeordnet zu werden, und das geeignet ist, Milchproben, die repräsentativ von der Milch genommen wurden, die während des Melkens der Tiere durch ein Prozessor gesteuertes Melksystem erhalten wurde, in die Milchproben-Sammelelemente zu bringen.
Die Zwei-Wege-Kommunikation kann üblicherweise verschiedene Arten an Steuerbefehlen und Abfrage- und Informationsnachrichten aufweisen, die von dem Prozessor gesteuerten Melksystem an die Milchprobenentnahmevorrichtung übertragen werden, wohingegen die Kommunikation in die entgegengesetzte Richtung verschiedener Arten an Informations- und Alarmnachrichten aufweisen kann.
Bevorzugt ist die Prozessoreinrichtung in der Milchproben-Entnahmevorrichtung zum Empfangen einer Angabe eines ausgewählten Milchproben-Sammelelementes von dem Prozessor gesteuerten Melksystem und zum Steuern des Positioniersystems geeignet, um das Einfüllelement derart zu bewegen, dass es oberhalb des ausgewählten Milchproben-Sammelelementes in Abhängigkeit des Empfanges eines derartigen Signals angeordnet ist.
Weiterhin ist die Prozessoreinrichtung der Milchproben-Entnahmevorrichtung üblicherweise ausgebildet, das Bringen einer Milchprobe in das ausgewählte Milchproben-Sammelelement zu steuern.
Weitere Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen ausgedrückt.
Ein großer Vorteil der Erfindung ist, dass sie eine sehr flexible Verwendung vorsieht, insbesondere in Bezug auf die Bewegungen des Einfüllelementes. In der Tat kann das Einfüllelement direkt zu jeder gewünschten Position (in Ausdrücken der Positionskoordinaten) oberhalb der Kassette bewegt werden kann, wodurch die Bewegung des Einfüllelementes zu vorbestimmten Positionen nicht in ungerechtfertigter Weise entlang eines vorbestimmten Weges eingeschränkt ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Anwendbarkeit in einem großen Bereich von Kassetten- und Probensammelelement-Ausführungen und -größen.
Weitere Eigenschaften der Erfindung und Vorteile derselben werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die nachfolgend gegeben wird, und den beigefügten 1–4 verstanden, die lediglich beispielhaft sind, und deshalb nicht einschränkend für die vorliegende Erfindung sind.
1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Milchproben-Entnahmevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2a–d zeigen vier verschiedene Ausführungsformen eines XY-Positioniersystems, das die Milchproben-Entnahmevorrichtung aus 1 aufweist.
3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der Milchproben-Entnahmevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, das mit einem automatisierten Melksystem verbunden ist, wobei die Probenentnahmevorrichtung für eine Zwei-Wege-Kommunikation mit dem Melksystem ausgebildet ist.
4 zeigt eine Ausführungsform eines Rütteltisches, der in der Milchproben-Entnahmevorrichtung aus 1 enthalten ist.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erklärung und nicht der Einschränkung bestimmte Details ausgeführt, beispielsweise bestimmte Techniken und Anwendungen, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu liefern. Es ist allerdings für einen Fachmann offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung in anderen Ausführungsformen praktiziert werden kann, die von diesen bestimmten Details abweichen. An anderen Stellen werden detaillierte Beschreibungen von bekannten Verfahren und Vorrichtungen weggelassen, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht mit unnötigen Details unverständlich zu machen.
Unter Bezug auf 1 weist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Milchproben-Entnahmevorrichtung 1 ein Edelstahlchassis 3 auf, an dem ein Rüttel- oder Vibrationstisch 5 befestigt ist. An dem Tisch 5 sind eine oder bevorzugt zwei Kassetten 7 entfernbar befestigt, in denen Milchproben-Sammelelemente oder -röhrchen 9 angeordnet sind. Die Röhrchen 9 sind vertikal mit ihren Öffnungen nach oben zeigend angeordnet.
Eine Gummifläche oder Einlage 11 kann an der Oberseite des Tisches 5 mit einer durchbohrten Öffnung vorgesehen sein, in der die Kassette(n) 7 angeordnet sein kann (können). Die Öffnung ist derart ausgebildet, dass ein enger Sitz zwischen der Kassette 7 und der Gummifläche 11 erhalten wird. Die Fläche 11 ist bevorzugt etwa 25 mm dick und kann aus jeglichem anderen geeigneten Material sein, beispielsweise aus Stahl. Die Vorsehung der Gummifläche 11 gestattet die Möglichkeiten, die Probenentnahmevorrichtung Maß zu schneidern, um mit einer bestimmten Kassette oder einer bestimmten Praxis oder Standard zusammenzupassen.
Die seitlichen Abmessungen des Chassis 3, des Rütteltisches 5 und der Gummifläche 11 sind bevorzugt derart, dass Raum für zwei übliche deutsche Probekassetten vorhanden ist, welche die größten Kassetten sind, die die vorliegenden Erfinder auf dem Markt gefunden haben. In einer derartigen Kassette ist Platz für 70 Proberöhrchen und 140 Proberöhrchen sind wahrscheinlich ausreichend, um 50 Melktiere während einer Zeitdauer von 24 Stunden zu handhaben, wenn jedes Tier eine Probe pro Melken ergibt. Wenn ein einzelnes Proberöhrchen mehr als einmal für ein bestimmtes Tier verwendet werden kann, das während des 24-Stundenintervalls zum Melken erscheint, kann die Milchproben-Entnahmevorrichtung entweder mehr Tiere handhaben oder es kann alternativ die Anzahl der Proberöhrchen reduziert werden.
Ferner weist die Milchproben-Entnahmevorrichtung einen Sammelbehälter 13 auf, der in einer Fluidverbindung mit einer Milchdurchführung, beispielsweise ein Behälter oder eine Leitung, einer automatisierten Melkstation angeordnet sein kann, mit der die Milchproben-Entnahmevorrichtung mittels einer Einstellung eines Ventils (nicht gezeigt in 1) verbindbar ist.
Bevorzugt ist der Sammelbehälter 13 durch einen Unterdruck liefernden Schlauch mit einem ebenso Unterdruck liefernden Flussmeter des automatischen Melksystems verbunden, durch den die gesamte Milch durchgeführt wird, die von dem Melktier gezogen wurde. Eine repräsentative Milchmenge, üblicherweise etwa 2% (entsprechend etwa ½ l) der gesamten Milchmenge eines Melkvorgangs, fließt aufgrund der Schwerkraft in den Sammelbehälter 13, wenn eine Probe zu entnehmen ist. Der Schlauch weist in einer bevorzugten Ausführungsform einen Innendurchmesser von 10 mm und eine Materialstärke von etwa 3 mm auf.
Der Sammelbehälter 13 ist ebenfalls mit einer Druckluftquelle mittels eines Druckreglers (nicht gezeigt in 1) zum Luftliefern verbunden.
Weiterhin sind zwei verschiedene Auslaufablässe in verschiedenen Höhen des Sammelbehälters 13 angeordnet, von denen der obere Ablass 15 mit einer Auslaufleitung (nicht gezeigt in 1) und der untere Ablass 17, der in dem Boden des Behälters 13 angeordnet ist, über eine Leitung mit einem Schlauch (nicht gezeigt in 1) verbunden ist, der in einer mit einer Feder vorgespannten Spule 23 angeordnet ist.
Die Milchproben-Entnahmevorrichtung aus 1 weist ferner ein Servobetriebenes XY-Positioniersystem oder -Tisch 25 auf, das bzw. der parallel zu und oberhalb der Kassette(n) 7 angeordnet ist. Das XY-Positioniersystem 25 ist eine Vorrichtung, die zum flexiblen Positionieren eines Einfüllelementes 27 oberhalb eines ausgewählten der Vielzahl der Proberöhrchen in der (den) Kassette(n) 7 angepasst ist. Das XY-Positioniersystem weist zwei Servosysteme 29, 31 auf, von denen ein erstes einen Arm 34 in die X-Richtung bewegt, so dass die Position des Armes proportional zu einem ersten bereitgestellten Signalwert (beispielsweise eine Spannung) oder einer ersten bereitgestellten Anzahl von Pulsen ist. Das Einfüllelement, das mit dem Schlauch oder der Schlauchspule 23 verbunden ist, ist an einem Läufer 32 befestigt, der entlang des Armes in die Y-Richtung beweglich ist, so dass die Position des Läufers 32 und des Einfüllelementes 27 proportional zu einem zweiten bereitgestellten Signalwert (beispielsweise eine Spannung) oder einer zweiten bereitgestellten Anzahl von Pulsen ist. Der Betrieb ist einem üblichen XY-Schreiber ähnlich.
Eine Prozessoreinrichtung 33 ist für eine Zwei-Wege-Kommunikation mit dem automatisierten Melksystem vorgesehen, die nachstehend unter Bezug auf 3 näher dargestellt ist. Die Prozessoreinrichtung 33 steuert sowohl die Position des Einfüllelementes als auch aller Ventile, die in der Vorrichtung enthalten sind.
Alle Ventile sind bevorzugt der Art einer Schlauchklemme, so dass keine Taschen oder Räume existieren, in denen sich Schmutz und Bakterien absetzen können. Die Schlauchklemmen sind bevorzugt elektromechanisch, wobei der Schlauch durch ei ne Feder geklemmt und durch einen Elektromagneten geöffnet wird. Alternativ können pneumatische Ventile verwendet werden.
Die Milchproben-Entnahmevorrichtung kann bevorzugt mit Rädern 35 und einem Handgriff 37 versehen sein, so dass die Vorrichtung in einfacher Weise durch den Landwirt transportiert werden kann. Die Vorrichtung weist ebenfalls einen Deckel 39 auf, um vor Schmutz zu schützen. Der Deckel ist bevorzugt transparent, so dass der Betrieb der Vorrichtung durch den Landwirt beobachtet werden kann. Weiterhin ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass der Abstand zwischen der Kassette und dem Boden groß ist und das Handhaben der Proberöhrchen von oben stattfindet. In diesem Fall ist das Risiko der Kontamination der Proben minimiert und eine gute Hygiene ist gesichert.
Als nächstes werden unter Bezug auf die 2a–d vier verschiedene Ausführungen des XY-Positioniersystems als Teil der Milchproben-Entnahmevorrichtung aus 1 kurz diskutiert.
Eine einfache und preiswerte Verwirklichung der Kraftübertragung ist, wie in 2a dargestellt, die Verwendung von synchronen Förder- oder Antriebsriemen 41. Bei Verwenden einer derartigen Übertragung wird eine zuverlässige Ausführung erhalten, die keine Wartung erfordert. Die Genauigkeit ist nicht ausgezeichnet aber annehmbar für den vorliegenden Zweck. Die Kraft, die die Förderung beherrschen muss, ist lediglich die Zugkraft der Schlauchspule und jegliche auftretende Reibung.
Eine alternative Verwirklichung, die in 2b gezeigt ist, verwendet lineare Schienen mit Läufern. Die Beförderung der Läufer wird durch Zahnstangen 43 entlang der Schienen 44, 45 und durch Motoren 29, 31 realisiert, die an entsprechenden Läufern 46, 47 befestigt sind, wobei die Schiene 44 fest an dem Läufer 47 angebracht ist. Die Durchführung dieser Verwirklichung ist ähnlich zu der Verwirklichung aus 2a. Ein Nachteil bei der Verwendung dieser Verwirklichung ist jedoch, dass mehr Leitungen flexibel und beweglich sein müssen.
Eine weitere Alternative, die in 2c gezeigt ist, ist mit einer drehbaren Schraube 49 mit einem Trapezgewinde und einem Läufer oder einer Mutter 50 zur Förderung, Übersetzen und Lasttragen in die X-Richtung ausgeführt. Der Läufer wird an einem Drehen gehindert. Die Bewegung in die Y-Richtung ist durch einen Draht 51 realisiert, der achsgelagert 53 an dem Läufer 50 und an einem weiteren Läufer 54 befestigt ist, der wiederum mit einer vorgespannten beweglichen Feder 55 befestigt ist. In dieser Alternative können die Feder 55 und das an der Feder befestigte Ende des Drahtes 51 vorgesehen sein, den Arm 34 aus 1 zu bilden.
Noch eine weitere alternative Verwirklichung, die in 2d gezeigt ist, verwendet eine entsprechend drehbare Schraube 56 und einen entsprechenden Läufer 57 zur Förderung, Übersetzen und Lasttragen in die entsprechende Richtung. In diesem Fall können schwache Schrittmotoren verwendet werden.
Es sollte anerkannt werden, dass jede Kombination der vorstehend diskutierten Förderverwirklichung verwendet werden kann. Die Bewegungen in die X- und Y-Richtungen weisen verschiedene Voraussetzungen beispielsweise bezüglich des verfügbaren Raums auf.
Nun unter Bezug auf 3, die ein schematisches Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Milchproben-Entnahmevorrichtung zeigt, die eine Zwei-Wege-Kommunikationsschnittstelle mit dem automatisierten Melksystem aufweist, wird die Milchproben-Entnahmevorrichtung, und insbesondere die Funktion derselben, weiter beschrieben.
Wenn eine Probe zu entnehmen ist, wird ein Startsignal von einer Prozessoreinrichtung 59 eines automatisierten Melksystems 61 über die Leitung 63 an die Prozessoreinrichtung 33 der Milchproben-Entnahmevorrichtung 1 zusammen mit XY-Koordinaten für das Proberöhrchen gesandt, das für die aktuelle Probe verwendet werden soll. Der Prozessor 33 sendet ein Steuersignal, um das Ventil 65 zu öffnen und ein repräsentativer Anteil der Milch von einem Melkvorgang fließt dann aufgrund der Gravitation von dem automatisierten Melksystem 61 durch die Leitung 67 und in den Sammelbehälter 13. Zu diesem Zeitpunkt sind alle anderen Ventile 69, 71, 73 geschlossen, Währenddessen sendet der Prozessor 33 Steuersignale an die Servosysteme 29, 31, die diese instruieren, das Einfüllelement 27 an die Koordinaten zu bewegen, die von dem automatisierten Melksystem erhalten wurden.
Wenn die gesamte Milch in den Behälter 13 geflossen ist, wird ferner Druckluft dem Behälter durch die Leitung 75 durch Öffnen des Ventils 69 zugeführt, das durch den Prozessor 33 gesteuert wird. Während des Zuführens der Druckluft ist das Ventil 65 entweder geöffnet oder geschlossen; im letzteren Fall muss die Menge der zugeführten Druckluft gesteuert werden, so dass der Druck in dem Sammelbehälter 13 nicht übermäßig stark ansteigt. Die Leitung 75 endet innerhalb der des Behälters 13 in der Nähe von dessen Boden, und durch das Blasen von Luft durch die Milch wird diese am Absetzen gehindert, was nicht zu einer repräsentativen Probe führen würde.
Als nächstes wird das Ventil 71 durch den Prozessor 33 geöffnet, so dass ein großer Teil der Milch durch die Leitung 77 abgelassen wird. Die Milch, die in dem Behälter 13 zurückbleibt, wird durch den Querschnitt des Behälters 13 und der Höhe bestimmt, in der der Ablass 15 angeordnet ist. Ein übliches Volumen ist 8–16 ml. Die abgelassene Milch kann weggeschüttet, dem automatisierten Melksystem wieder zugeführt oder beispielsweise zu einem Milchlagertank (nicht gezeigt in 3) transportiert werden.
Das Ventil 71 ist geschlossen und das Ventil 73 ist geöffnet. Zu diesem Zeitpunkt ist das Einfüllelement an dem Ort der gegebenen Koordinaten, d. h. oberhalb des ausgewählten Proberöhrchens. Aufgrund der Druckluft fließt die Milchprobe aus dem Ablass 17 durch eine Leitung 19 und einen Schlauch 21 und durch eine Öffnung des Einfüllelementes 27 aus und wird schließlich in dem ausgewählten Proberöhrchen gesammelt. Die Luft wird eine Zeit lang ausgeblasen, so dass sichergestellt ist, dass die gesamte Milchprobe an das Proberöhrchen überbracht wurde. Der vertikale Abstand zwischen der Öffnung des Einfüllelements 27 und dem oberen Ende des Proberöhrchens muss schmal genug sein, um sicherzustellen, dass die gesamte Milchprobe in dem richtigen Röhrchen gesammelt wird.
Wenn die Probe gesammelt wurde, sendet der Prozessor 33 ein Signal an den Motor 79, der den Rütteltisch 5 und damit auch die Proberöhrchen rüttelt, siehe ferner die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf 4.
Schließlich sendet der Mikroprozessor 33 eine Abschlussnachricht an das automatisierte Melksystem über die Leitung 81.
Es sollte anerkannt werden, dass alle Ventile und alle Motoren durch den Prozessor 33 gesteuert werden, was durch die Steuerleitungen 83 angedeutet ist.
Der Prozessor 33 ist weiterhin bevorzugt mit einem Speicher, einer geeigneten Software und einer Stromversorgung (nicht gezeigt in 3) versehen. Auch die Motoren und Ventile sind in geeigneter Weise mit Strom versorgt. Bevorzugt ist die Milchproben-Entnahmevorrichtung mit einer Batterie zur Stromlieferung versehen, und deshalb müssen keine elektrischen Verbindungen bei der Installation der Vorrichtung hergestellt werden.
Die flexible Funktion der Milchproben-Entnahmevorrichtung impliziert, dass das Einfüllen der Proberöhrchen in jeglicher Reihenfolge durchgeführt werden kann. Das Einfüllelement kann direkt zu jeglicher gewünschten Position (unter Pasitionskoordinatenbedingungen) oberhalb der Kassette bewegt werden. Deshalb ist keine unangemessene Einschränkung der Bewegung des Einfüllelementes zu vorbestimmten Positionen entlang eines vorbestimmten Weges auferlegt.
Wenn ferner ein einzelnes Proberöhrchen zum Sammeln einer zweiten nicht fortlaufenden Probe verwendet wird, beispielsweise zum Probeentnehmen bei einer Kuh ein zweites Mal ein paar Stunden später, wird dies in einfacher Weise durch Anweisen des Servosystems des XY-Positioniersystems durchgeführt, das Einfüllelement an die fraglichen Koordinaten zu bewegen.
Reinigen aller Teile der Milchproben-Entnahmevorrichtung 1, die in Kontakt mit Milch kommen, kann einfach durch Anwenden der üblichen Reinigung des automatisierten Melksystems durchgeführt werden.
Durch Vorsehen eines Auslaufablasses unterhalb jeglicher geeigneten XY-Koordinatenposition und durch Bewegen des Einfüllelementes 27 an diese Position wird das Reinigen in einfacher Weise durch Öffnen der Ventile 65 und 73 (und möglicherweise durch Öffnen eines Ventils (nicht gezeigt) an der Leitung 67 auf der Seite der auto matisierten Melkstation) und Durchlassen des Reinigungsfluids durch die Leitung 67, den Behälter 13, die Leitungen 19, 21 und das Einfüllelement 27 und Auslassen durch den Auslaufablass durchgeführt werden. Das Ventil 73 kann wiederholt während des Reinigungsprozesses geschlossen und geöffnet werden, so dass der Behälter 13 wiederholt vollständig mit Reinigungsfluid gefüllt wird, um das Reinigen des Behälters 13 zu verstärken. Das Ventil 69 kann geöffnet werden, so dass Druckluft mit dem Reinigungsfluid vermischt wird, und falls gewünscht, ebenfalls die Leitung 77 zu reinigen, wird das Ventil 71 geöffnet.
Wenn ein häufigeres Reinigen gewünscht ist, beispielsweise im Anschluss an jede durchgeführte Probenentnahme, kann Reinigungsfluid durch die Leitung 77 durch Verbinden dieser mit einer Pumpe und mit einem Reinigungsfluidvorrat (nicht gezeigt in 3) geliefert werden. Um den Abstand zu minimieren, den das Einfüllelement überfahren muss, um den Auslaufablass zu erreichen, können Auslaufablasskanäle entlang einer oder mehrerer Seiten der Milchproben-Entnahmevorrichtung angeordnet sein. Wenn derartige Kanäle entlang aller Seiten angeordnet sind, muss das Einfüllelement 27 niemals mehr als die Hälfte der Breite der Milchproben-Entnahmevorrichtung bewegt werden.
Die Zwei-Wege-Kommunikation zwischen dem Prozessor der automatisierten Melkmaschine und dem Prozessor der erfindungsgemäßen Milchproben-Entnahmevorrichtung wird durch einen Kommunikationsbus 63, 81 realisiert. Eine Verbindung dieses Busses und der Milchleitung 67 sind die einzigen Verbindungen, die notwendigerweise bei der Installation der Milchproben-Entnahmevorrichtung durchgeführt werden müssen. Aber auch die Verbindung der Leitungen 75 mit der Druckluftquelle sowie die Verbindung der Leitung, wenn die durch diese Leitung geflossene Milch zurückgewonnen werden soll, werden üblicherweise bei der Installation ausgeführt.
Die Kommunikation von der automatisierten Melkstation zu der Milchproben-Entnahmevorrichtung kann bevorzugt verschiedene Arten von Steuerkommandos und Abfragen und Informationsnachrichten aufweisen, wohingegen die Kommunikation in die entgegengesetzte Richtung verschiedene Arten von Information- und Alarmnachrichten aufweist.
Die Kommunikation von der automatisierten Melkstation zu der Milchproben-Entnahmevorrichtung kann insbesondere Folgendes aufweisen:

i. Beginn der Milchprobenentnahme (die Nachricht enthält die XY-Koordinaten für das ausgewählte Proberöhrchen).
ii. Beginn eines Reinigungszyklus, der den Prozessor 33 der Milchproben-Entnahmevorrichtung anweist, die vorstehend beschriebenen Schritte auszuführen.
iii. Anweisungen, dass das automatische Reinigen durchgeführt werden soll, nachdem jede Probe entnommen wurde.

Die Kommunikation von der Milchproben-Entnahmevorrichtung zu der automatisierten Melkstation kann insbesondere Folgendes aufweisen:

i. Information über erfolgreichen Abschluss der Milchprobenentnahme.
ii. Alarmnachricht über einen elektrischen Fehler.
iii. Alarmnachricht über einen lockeren Deckel.
iv. Alarmnachricht über ein falsch angeordnetes Proberöhrchen oder Fehlen eines Proberöhrchens.

Verschiedene Arten von Alarmfunktionen können eingerichtet werden durch Versehen der Milchproben-Entnahmevorrichtung mit geeigneten Sensoren.
Schließlich wird unter Bezug auf 4, die eine Ausführungsform des Rütteltisches 5 als Teil der Milchproben-Entnahmevorrichtung 1 aus 1 zeigt, dieser Aspekt der Erfindung näher beschrieben.
Die Proberöhrchen sind üblicherweise mit einem Schutzmittel vor dem Milchprobenentnehmen präpariert, wobei das Schutzmittel verhindern soll, dass die Milch sauer wird, bevor die Proben an das Labor geliefert und analysiert wurden. Dieses Schutzmittel muss in der Milch aufgelöst werden. Derartiges Auflösen beansprucht üblicherweise eine bestimmte Zeitspanne, während der die Zunahme von Bakterien in der Milch beschleunigt ist, und deshalb das Risiko erhöht ist, dass die Milch sauer wird.
Die Proberöhrchen werden üblicherweise an den Landwirt in einem gereinigten und mit Schutzmittel präparierten Zustand ausgeliefert. Das Schutzmittel kann 2-Brom-2-Nitropropan-1,3-Diol sein, das auch unter dem Handelsnamen BRONOPOL verbreitet im Handel erhältlich ist, und das auf dem Boden der Röhrchen kristallisiert vorliegt. Die Kassetten mit den präparierten Proberöhrchen müssen üblicherweise während einer 24-Stunden-Zeitspanne verwendet werden, was nach sich zieht, dass die Röhrchen für eine derartige Zeitspanne in den Milchproben-Entnahmevorrichtungen in einer Milchwirtschaftsumgebung ohne irgendwelche Abdeckungen stehen. Es ist unter derartigen Umständen wünschenswert, ein schnelles Auflösen des Schutzmittels in der Milch sicherzustellen. Der Rütteltisch 5 der Milchproben-Entnahmevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird deshalb verwendet, das Auflösen durch Rütteln der Proberöhrchen 9 zu beschleunigen.
Der Rütteltisch in 4 wird auf einem Chassis 3 aus 1 durch vier elastische Isolatorfüße 85 angeordnet, die bevorzugt aus Gummi oder Kunststoff hergestellt sind, von denen in 4 nur zwei gezeigt sind. Zwei Kassetten 7 mit Proberöhrchen 9 sind auf dem Rütteltisch 5 angeordnet, wie in 4 schematisch gezeigt ist. Der Tisch 5 wird durch einen Motor 79 gerüttelt, der eine exzentrische Scheibe 83 dreht. Der Rütteltisch 5 kann in zwei Querrichtungen (X- und Y-Richtung) bewegt werden und dreht sich um eine dritte Achse, die Z-Achse, die senkrecht zur X- und Y-Dimension ist.
Der Rüttelvorgang kann durch das wechselseitige Anordnen der verschiedenen Teile der Milchproben-Entnahmevorrichtung, beispielsweise Rütteltisch, Motor, exzentrische Scheibe, Kassette, Proberöhrchen und elastische Isolatorfüße bewirkt werden. Weiterhin können die Gewichte und Gewichtverteilungen der exzentrischen Scheibe und des Rütteltisches variieren. Systemkonstanten, beispielsweise Drehgeschwindigkeit der exzentrischen Scheibe, Federkonstante und Dämpfungskonstante des elastischen Isolatorfußes können ebenfalls variiert werden. All diese Parameter bewirken die Rüttelfunktion und deshalb kann eine Anzahl von Eingriffen durchgeführt werden, um den Rütteltisch geeignet auszubilden, um eine geeignete Bewegung der Proben zu erhalten. Andere Rütteltische, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind in den US-Patenten Nr. 4,102,649 und 5,259,672 offenbart, die hier durch Bezugnahme enthalten sind.
Wenn keine Erregung der Proberöhrchen durchgeführt wird, ist das Schutzmittel nach etwa einer Stunde teilweise oder vollständig aufgelöst, aber dies kann in einigen Anwendungen eine zu lange Zeitspanne sein, da das Anwachsen der Bakterien begonnen hat. Durch Verwendung des Rütteltisches der vorliegenden Erfindung wird das Auflösen des Schutzmittels in der Milch stark beschleunigt. Vorzugsweise wird das Rütteln im Anschluss an jede entnommene Milchprobe durchgeführt.
Andere Auflösungsbeschleunigungs-Einrichtungen können als Ergänzung oder Ersatz für den Rütteltisch verwendet werden, beispielsweise Ultraschallvorrichtungen oder andere geeignete bekannte Erregungseinrichtungen.
Es soll weiter anerkannt werden, dass eine repräsentative geringe Menge (beispielsweise 8–16 ml) der Milch direkt aus dem automatisierten Melksystem entnommen werden kann, siehe beispielsweise US-Patent Nr. 5,303,598. In einer derartigen Version der vorliegenden Erfindung kann auf den Sammelbehälter 13 der 1 verzichtet werden und eine geringe Menge der Milch (üblicherweise in der Größenordnung von 10^–4 der Gesamtmenge der Milch) kann aus dem automatisierten Melksystem durch einen Schlauch und ein Einfüllelement in ein Proberöhrchen bevorzugt während der gesamten Zeit des Melkens eines Tieres fließen, um eine repräsentative Probe zu erhalten.
Es ist klar, dass die Erfindung in einer Vielzahl von Weisen variiert werden kann. Derartige Variationen werden nicht als ein Abweichen von dem Umfang der Erfindung betrachtet. Alle derartigen Modifikationen, die einem Fachmann offenbart sind, sind vorgesehen, in dem Umfang der beigefügten Ansprüche eingeschlossen zu sein.

Claims

Milchproben-Entnahmevorrichtung zur Verwendung mit einem Prozessor gesteuerten Melksystem, die eine Kassette (7), in der Milchproben-Sammelelemente (9) angeordnet sind, und zumindest ein Einfüllelement (27) aufweist, das geeignet ist, oberhalb eines Ausgewählten der Milchproben-Sammelelemente (9) durch ein Positioniersystem angeordnet zu werden und eine Milchprobe, die repräsentativ aus der Milch genommen wird, die während des Melkens eines Tieres durch das Prozessor gesteuerte Melksystem erhalten wird, in das Ausgewählte der Milchproben-Sammelelemente (9) zu bringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Milchproben-Entnahmevorrichtung ferner eine Prozessoreinrichtung (33) aufweist, die für eine Zwei-Wege-Kommunikation mit dem Prozessor gesteuerten Melksystem ausgebildet ist.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Prozessoreinrichtung (33) zum Empfangen einer Angabe der Ausgewählten der Milchproben-Sammelelemente (9) von dem Prozessor gesteuerten Melksystem und zum Steuern des Positioniersystems geeignet ist, um das Einfüllelement (27) zu bewegen, so dass das Einfüllelement oberhalb des Ausgewählten der Milchproben-Sammelelemente (9) in Abhängigkeit eines Empfangens eines derartigen Signals positioniert ist.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Prozessoreinrichtung (33) ausgebildet ist, das Bringen der Milchprobe, die repräsentativ aus der Milch genommen wird, die während des Melkens eines Tieres durch das Prozessor gesteuerte Melksystem erhalten wird, in das Ausgewählte der Milchproben-Sammelelemente (9) zu steuern.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Prozessoreinrichtung (33) ausgebildet ist, eine Abschlussnachricht an das Prozessor gesteuerte Melksystem im Anschluss an das Bringen der Milchprobe in das Ausgewählte der Milchproben-Sammelelemente (9) zu senden.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner einen Sensor aufweist, der mit der Prozessoreinrichtung (33) verbunden ist, und bei der die Prozessoreinrichtung (33) zum Senden eines Alarmsignals an das Prozessor gesteuerte Melksystem (61) in Abhängigkeit des Erkennens des Sensors ausgebildet ist.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Sensor ausgebildet ist, ein fehlendes oder falsch angeordnetes Proberöhrchen zu erkennen und bei der das Alarmsignal ein Proberöhrchen-Fehlersignal ist.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner eine Reinigungseinrichtung für die Milchproben-Entnahmevorrichtung aufweist, die durch die Prozessoreinrichtung (33) steuerbar ist, und bei der die Prozessoreinrichtung ausgebildet ist, die Reinigungseinrichtung zu steuern, um die Milchproben-Entnahmevorrichtung in Abhängigkeit des Empfangens eines Reinigungsbeginnsignals von dem Prozessor gesteuerten Melksystem zu reinigen.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das Positioniersystem Folgendes aufweist: – einen Arm (34, 44, 56, 51, 55), der sich in eine ersten Richtung (Y) in einer Ebene (XY) oberhalb der Milchproben-Sammelelemente (9) erstreckt und in eine zweite Richtung (X) in der Ebene (XY) beweglich ist, wobei die erste (Y) und die zweite (X) Richtung orthogonal sind; – einen ersten Läufer (32, 46, 54, 57), der das Einfüllelement (27) hält und entlang des Armes (34) beweglich ist; und – erste (29) und zweite (31) Antriebseinrichtungen; – wobei die erste Antriebseinrichtung bewirkt, den Arm zu bewegen und die zweite Antriebseinrichtung bewirkt, den ersten Läufer zu bewegen, so dass das Einführelement (27) oberhalb des Ausgewählten der Milchproben-Sammelelemente (9) positioniert ist.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach Anspruch 8, bei der die ersten und zweiten Antriebseinrichtungen einen entsprechenden servobetriebenen Motor (29, 31) aufweisen.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die ersten und zweiten Antriebseinrichtungen (29, 31) durch die Prozessoreinrichtung (33) steuerbar sind.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die ersten und zweiten Antriebseinrichtungen (29, 31) in Abhängigkeit der Zuführung eines entsprechenden elektrischen Signals steuerbar sind.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach Anspruch 11, bei der die ersten und zweiten Antriebseinrichtungen (29, 31) in Abhängigkeit der Zuführung einer entsprechenden Anzahl von elektrischen Impulsen steuerbar sind.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die ferner eine Erregungseinrichtung (5) aufweist, die zur Erregung der Milchprobe fähig ist.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Erregungseinrichtung einen Rütteltisch (5) aufweist, auf dem die Kassette entfernbar befestigt ist.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei der die Erregungseinrichtung durch die Prozessoreinrichtung (33) steuerbar ist.
Milchproben-Entnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, die ferner eine Vielzahl von Ventilen aufweist, die durch die Prozessorvorrichtung (33) steuerbar sind.
Verfahren zur Milchprobenentnahme in einer Milchproben-Entnahmevorrichtung, die eine Kassette (7), in der Milchproben- Sammelelemente (9) angeordnet sind, und zumindest ein Einfüllelement (27) aufweist, das oberhalb der Milchproben-Sammelelemente (9) beweglich und geeignet ist, eine Milchprobe, die repräsentativ aus der Milch genommen wird, die während eines Melkens eines Tieres durch ein Prozessor gesteuertes Melksystem erhalten wird, in irgendeines der Milchproben-Sammelelemente (9) zu bringen, gekennzeichnet durch – Versehen der Milchproben-Entnahmevorrichtung mit einer Prozessoreinrichtung (33); und – Ausbilden der Milchproben-Entnahmevorrichtung in einer Zwei-Wege-Kommunikation mit dem Prozessor gesteuerten Melksystem durch die Prozessoreinrichtung (33).
Verfahren nach Anspruch 17, das Folgendes aufweist: – Bewegen des Einfüllelementes, so dass das Einfüllelement oberhalb eines Ausgewählten der Milchproben-Sammelelemente (9) positioniert ist; und – Bringen der Milchprobe in das Ausgewählte der Milchproben-Sammelelemente (9), wobei die Schritte des Bewegens und Bringens durch die Prozessoreinrichtung (33) gesteuert sind, die ein Entnahmestartsignal von der Prozessor gesteuerten Melkstation empfängt.
Verfahren nach Anspruch 18, das Senden einer Abschlussnachricht an das Prozessor gesteuerte Melksystem durch die Prozessoreinrichtung (33) im Anschluss an das Bringen der Milchprobe in das Ausgewählte der Milchproben-Sammelelemente (9) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, das ferner Messen eines Parameters der Milchproben-Entnahmevorrichtung und Senden eines Alarmsignals an das Prozessor gesteuerte Melksystem (61) durch die Prozessoreinrichtung (33) in Abhängigkeit des gemessenen Parameters aufweist.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der gemessene Parameter das Auftreten eines fehlenden oder falsch angeordneten Proberöhrchens und das Alarmsignal ein Proberöhrchen-Fehlersignal ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, das ferner automatisches Reinigen der Milchproben-Entnahmevorrichtung in Abhängigkeit des Empfangens eines Reinigungsstartsignals von dem Prozessor gesteuerten Melksystem aufweist, wobei das Reinigen durch die Prozessoreinrichtung (33) steuerbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, das ferner Erregen der Milchprobe aufweist.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem das Erregen durch einen Rütteltisch (5) ausgeführt wird, auf dem die Kassette entfernbar befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, bei dem das Erregen durch die Prozessoreinrichtung (33) steuerbar ist.