專利名稱：用于保護光學檢測裝置不受污染的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在污染環(huán)境中使用的光學檢測器，并且與在自動或半自動擠奶系統(tǒng)中使用的光學檢測器(例如用于確定動物奶頭位置的光學檢測器)具有特定關聯(lián)。
背景技術：
光學檢測布置，例如通常在自動擠奶系統(tǒng)中使用的光學檢測布置，典型地包括呈二極管檢測器或CCD陣列相機形式的檢測器，該檢測器用于檢測從關注對象中發(fā)出或從關注對象上反射的輻射并且利用所檢測到的輻射來確定對象和檢測器之間的距離。一些系統(tǒng)還可具有輻射源(例如激光器)，輻射源用來以適合的輻射照射關注對象。在大多數(shù)情況下，如果存在輻射檢測器和輻射源，則將輻射檢測器和輻射源布置在殼體中在保護相機或二極管不受環(huán)境污染的屏幕或窗口后面。窗口可由玻璃或者其它適合的透明材料制成，可見光或其它輻射可基本穿過玻璃或其它適合的透明材料而不會被衰減。為了此類光學檢測系統(tǒng)可靠地操作，重要的是輻射穿過窗口的透射不被沉積物(例如污垢、灰塵或水)阻擋。任何類型的沉積物使能夠到達檢測器的光學輻射的量減少，并且在包含用于照射對象的輻射源的系統(tǒng)中，任何類型的沉積物也會阻止對象被充分照射。擠奶工作室中的特殊挑戰(zhàn)是系統(tǒng)周圍存在的污垢和液體的量。與動物接觸的所有裝備必須保持清潔。通常，這是通過用清潔液或消毒液或者至少用水對擠奶系統(tǒng)的相關元件(例如擠奶杯、奶頭清潔裝置以及甚至機器臂的多個部分)周期性地清洗來實現(xiàn)的。此外，當要對動物擠奶時， 必須清洗奶頭并且通常在擠奶后還必須對奶頭進行消毒。在此過程中，液體的液滴會在空氣中傳播，因此可能會落在檢測器窗口上。在擠奶前和擠奶后，奶還可能從動物的奶頭上泄露。由于光學檢測器經(jīng)常放置在動物的奶頭附近，所以奶也可能落在檢測器窗口上。此外，由于各種清潔操作的原因，擠奶工作室的地板經(jīng)常是濕的，使得液滴會被動物腳部的移動向上拋起?，F(xiàn)有系統(tǒng)具有清潔裝置，清潔裝置或者與檢測器分離地設置，或者連接至檢測器窗口，以清洗或擦拭窗口表面并可能用氣流對保護窗口進行干燥。例如，EP-A-0688498描述了一種在擠奶布置中使用的柱形光學檢測器，該擠奶布置具有適于在窗口上移動的滑動蓋。該滑動蓋裝配有被清潔液弄濕的海綿。當滑動蓋在窗口上滑動時，窗口被海綿擦拭。US4, 843，561描述了一種農業(yè)收割機，該農業(yè)收割機具有呈相機形式的成像裝置。通過噴出清潔溶液的噴射器和自動擦拭保護相機的玻璃蓋的刮水片，對這些相機進行清潔。這種布置的問題是，花費一定的時間來完成清潔，并且在這段時間內，光學檢測器必須不操作，因為在表面上施加任何形式的液體都將妨礙檢測器的正確操作。US4, 240，691提出了一種用于保護電視攝像機的系統(tǒng)，該電視攝像機用于監(jiān)視。該系統(tǒng)本質上包括安裝在攝像機物鏡的前方并被成形為產(chǎn)生空氣通道的裝置，通過該通道持續(xù)輸送加壓空氣。保護裝置被設計為生成跨越攝像機物鏡表面的層狀氣流，從而在空氣中的任何灰塵能夠落在玻璃上以前將灰塵帶離物鏡表面。裝配有此裝置的攝像機連續(xù)操作，并且能夠無人看管數(shù)日、數(shù)周或者甚至數(shù)月。持續(xù)氣流意在確保相機保持基本沒有灰塵。然而，對連續(xù)的加壓氣流的需要使該布置昂貴。此外，盡管該裝置有效地用于防止空氣中的灰塵或較小污垢顆粒在非重度污染的位置(例如安裝至建筑物的位于地面正上方的墻壁)使攝像機物鏡變模糊，但這種布置在位于固有地臟的地板附近時可能效果較差，因為受迫氣流將產(chǎn)生湍流，湍流會從地板上帶起灰塵、顆粒物、泥土和液體至空氣中。這不僅會使物鏡模糊，還可能損壞物鏡，因為隨時間流逝，所生成的塵云中的任何磨損性顆粒都可能會擦傷相機。因此，這種布置內在并不適于在倉庫或擠奶工作室的地板附近對例如大概位于奶牛奶頭高度的相機使用。鑒于以上布置和方法的缺陷，本發(fā)明的目的是減少由對被設置在臟的環(huán)境中使用的相機的清潔所產(chǎn)生的不操作時間，同時通過確保相機窗口維持清潔來保持可靠有效的操作。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明，該目的是以一種擠奶系統(tǒng)實現(xiàn)的，所述擠奶系統(tǒng)具有:擠奶機器，具有至少一個機器臂，所述至少一個機器臂用于將擠奶杯施加至動物的奶頭；光學檢測器，用于檢測由動物的至少一部分發(fā)出和/或反射的輻射，所述檢測器具有殼體和檢測元件，所述殼體具有窗口，所述 窗口對于所述輻射是基本透明的，所述檢測元件被裝在所述殼體內并通過所述窗口接受所述輻射，其中所述光學檢測器適于移動至動物下方的位置，以檢測所述動物的奶頭的位置；以及控制器，用于控制所述機器臂和所述檢測器的操作。所述檢測器包括氣流布置，所述氣流布置適于連接至加壓空氣源并具有至少一個孔，所述至少一個孔被設置在所述檢測器窗口附近以產(chǎn)生與所述窗口的表面基本平行流動的氣簾，其中所述控制器適于控制加壓空氣向所述至少一個孔的施加，以在由所述控制器控制的至少一個進一步的操作開始時或在由所述控制器控制的至少一個進一步的操作開始以前不久產(chǎn)生所述氣簾。通過產(chǎn)生氣簾以與由所述控制器控制的另一操作同時發(fā)生并理想地與該另一操作的開始同時發(fā)生，確保了只有在窗口由于該另一操作的原因而具有污染風險時存在氣簾。這不僅降低了裝置的操作成本，還限制了在畜欄地板附近的不必要的空氣湍流的風險，因此還限制了隨之產(chǎn)生的會損壞檢測器和擠奶畜欄中的其它裝備的空氣污染物。一旦該另一個操作終止，所述控制器就可通過停止對所述孔或多個所述孔施加加壓空氣來停止產(chǎn)生所述氣簾?？商娲?，氣簾可適當?shù)乇３?，直到已?jīng)連續(xù)執(zhí)行了數(shù)個這樣的操作為止，并且認為在這些操作期間和這些操作之間保護檢測器窗口是有益的。優(yōu)選地，所述由所述控制器控制的所述至少一個進一步的操作包括所述檢測器在動物下方的定位。當檢測器移動至動物的奶頭附近時，例如以便檢測奶頭并在清潔或擠奶以前確定奶頭的位置，存在奶滴會落在檢測器窗口上的風險，這是因為在一些動物中，奶的排出簡單地由進入奶舍的動作引起，在大多數(shù)情況下，奶的排出將在清洗完奶頭時就已經(jīng)開始。此外，當檢測器位于動物下方時，存在灰塵或泥土從動物落在檢測器窗口上的更高風險。因此，適當?shù)乇３謿夂熤敝翙z測器已經(jīng)移離動物，是有益的?？商娲鼗蛘叽送猓鲇伤隹刂破骺刂频闹辽僖粋€進一步的操作包括所述檢測器的用于檢測輻射的操作。在一些情況下，產(chǎn)生氣簾以與檢測器操作的開始同時發(fā)生，可以是完全足夠的。
當由擠奶系統(tǒng)執(zhí)行任意濕操作時，顯然檢測器窗口更加處于污染的風險下。因此，當所述擠奶系統(tǒng)包括用于清潔動物的奶頭的清洗裝置時，還可能特別有益的是當由所述控制器控制的所述至少一個進一步的操作包括利用所述清洗裝置清潔動物的奶頭時。類似地，當所述擠奶系統(tǒng)包括用于對動物的奶頭進行液體處理的奶頭處理裝置時，所述由所述控制器控制的所述至少一個進一步的操作優(yōu)選地包括控制所述奶頭處理裝置來對動物的奶頭施加液體處理。優(yōu)選地，所述孔或多個所述孔相對于所述窗口布置，使得在施加加壓空氣時空氣從所述孔或多個所述孔基本向下流動。這確保了像水或奶這樣的液體的液滴(其中一些無論如何都將在重力作用下下落)將被氣簾簡單地掃除。然而，可能有益的是，相對于所述窗口布置所述孔或多個所述孔，使得在施加加壓空氣時空氣跨越所述窗口沿與向下的方向基本垂直的方向(即從窗口的一個橫向側至另一橫向側)流動。這減少了在地板平面上產(chǎn)生的湍流，因此降低了灰塵被擲向空氣中而使檢測器視場變模糊的風險。優(yōu)選地，所述檢測器被安裝在機器臂上。這可以是與用于將擠奶杯施加至動物的奶頭上的同一機器臂，或者是獨立的機器臂。以此方式，能在控制裝置的控制下結合機器臂的定位(例如當機器臂位于附近或在清洗以前已被移動至清洗裝置附近的位置時)實現(xiàn)氣簾的啟動。為了降低被動物損壞的風險，優(yōu)選地，所述氣流布置至少部分地集成在所述檢測器的殼體中，所述孔或多個所述孔被設置在所述窗口的在所述殼體外部的一側上并且與管道系統(tǒng)連通，所述管道系統(tǒng)被布置在所述殼體內或所述殼體上并且能夠連接至所述加壓氣源。在特別有益的實施例中，所述管道系統(tǒng)用于在所述檢測器未操作時提供用于清洗所述窗口的清潔液。為此，所述管道系統(tǒng)進一步適于連接至清潔液源，其中所述控制器控制清潔液的施加來迫使清潔液通過所述孔或多個所述孔流出，以清潔所述窗口。接下來可以將所述管道系統(tǒng)連接至所述加壓氣源來產(chǎn)生氣簾，以便對所述窗口進行干燥。本發(fā)明還存在于一種用 于防止光學檢測器污染的方法，所述光學檢測器用于確定產(chǎn)奶動物的奶頭的位置，其中所述檢測器包含在擠奶系統(tǒng)中，所述擠奶系統(tǒng)具有擠奶機器，所述擠奶機器具有至少一個機器臂，所述至少一個機器臂用于將擠奶杯施加至動物的奶頭，并且其中所述檢測器包括殼體、檢測元件以及窗口，所述檢測元件被裝在所述殼體內，所述窗口形成所述殼體的一部分并由對通過所述檢測元件檢測的輻射基本透明的材料制成。所述檢測器進一步包括氣流布置，所述氣流布置適于連接至加壓氣源并具有至少一個孔，所述至少一個孔被設置在所述檢測器窗口附近。所述方法包括下列步驟:啟動加壓空氣向所述至少一個孔的施加，以在由所述擠奶系統(tǒng)執(zhí)行的至少一個進一步的操作開始時或在由所述擠奶系統(tǒng)執(zhí)行的至少一個進一步的操作開始以前不久產(chǎn)生氣簾。優(yōu)選地，所述產(chǎn)生所述氣簾以與至少一個進一步的操作同時發(fā)生的步驟包括:將所述檢測器移動至待擠奶的動物下方的位置；以及產(chǎn)生所述氣簾，以與所述檢測器的移動同時發(fā)生。有利地，在將所述檢測器從動物下方的位置移動走或在該移動結束時，通過停止加壓空氣向一個或多個孔的施加，關閉所述氣簾。在可替代的實施例中，所述產(chǎn)生所述氣簾以與至少一個進一步的操作同時發(fā)生的步驟包括:產(chǎn)生所述氣簾，以與朝向動物的奶頭噴射處理液體同時發(fā)生，與利用奶頭清潔裝置清潔動物的奶頭同時發(fā)生，和/或與向動物的奶頭施加擠奶杯同時發(fā)生。在所述氣流布置適于連接至清潔液源的布置中，所述方法進一步包括下面的步驟:控制清潔流體向所述至少一個孔的施加以實現(xiàn)對所述窗口的清潔。


本發(fā)明的進一步的目的和優(yōu)勢將從下面對照附圖通過示例給出的優(yōu)選實施例的描述中變得清晰。在附圖中:圖1示意性圖示根據(jù)本布置的具有自動擠奶系統(tǒng)的擠奶畜欄；圖2示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的檢測器；圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的控制檢測器窗口上的氣簾的流程圖；以及圖4a至4d示意性圖示根據(jù)本發(fā)明可啟動檢測器氣簾的四種情境。
具體實施例方式圖1示出自動擠奶系統(tǒng)，該自動擠奶系統(tǒng)包括用于圈住待擠奶的動物的奶舍30和設置在奶舍30 —側的擠奶機器I。奶舍30包括入口門310和出口門320。在入口門310附近在奶舍30上或在奶舍30旁邊安裝識別裝置330。此裝置330通過檢測或探詢應答器340對站立在奶舍前的動物的唯一標識進行檢測，應答器340由動物攜帶(例如在項圈上)并且保存有分配給動物的唯一標識號或標識碼。對這些門的控制將在下文中更詳細地進行描述。擠奶機器I包括機器臂構造10以及在附圖中未示出但在此類布置中常規(guī)存在的多個其它部件。這些部件典型地包括但不限于奶管線和脈動管線以及奶和真空回路的相關元件，例如收集罐和調節(jié)閥 、流和真空傳感器以及生理傳感器，相關元件可包括傳導性傳感器和溫度傳感器等。在布置在儲料庫中的休息位置設置與奶管線(未示出)連接的一組四個擠奶杯50，儲料庫位于機器臂構造10旁邊在機器臂構造10容易達到范圍內。在被布置在機器臂構造旁邊的休息位置，還示出用于逐個清洗動物奶頭的清洗杯60。優(yōu)選地，清洗杯60包括位于其內部的噴嘴，清潔和/或漂洗液體可通過噴嘴施加給動物的奶頭。可替代地，不是在擠奶杯內噴射清潔和/或漂洗液體，而是迫使清潔和/或漂洗液體通過一個或多個出口，一個或多個出口中的至少一些出口朝清洗杯60的上邊緣設置，使得液體可在清洗杯中向下并在奶頭各處流動，這可能與一些機械裝置(例如刷子或海綿)共同起作用。盡管僅圖示出一個清洗杯60，但本領域技術人員將理解，可提供兩個或兩個以上的清洗杯60來同時清洗一個以上的奶頭。機器臂構造10包括機器臂110，機器臂110可豎直地和水平地移動并且能夠繞兩個軸線旋轉，從而使機器臂110能夠移動至存在于奶舍30內的動物下方的一個或多個精確位置并且能夠在未用于擠奶時收回至奶舍30的位于所示出位置上的側部。機器臂110在其端部攜帶夾具120，在所圖示的實施例中，夾具120包括電磁體，該電磁體可被供電來拾取擠奶杯50或清潔杯60并且可被斷電來釋放擠奶杯50和清潔杯60。為此，擠奶杯50和清潔杯60配備有外殼體，該外殼體是磁性的或者配備有磁性材料條。然而，將理解，其它系統(tǒng)可以替代電磁體。例如，此處也可以等同地使用用于物理上夾住擠奶杯和清潔杯的張開機械元件和閉合機械元件，或者用于抱住每個擠奶杯的杯狀元件。在機器臂110的端部，在夾具120稍后方和上方，設置有用于檢測和確定待擠奶的動物的奶頭位置的光學檢測器40。在可替代實施例中，檢測器40可布置在單獨的機器臂上，該單獨的機器臂獨立于攜帶擠奶杯的機器臂110運動。下面將更詳細地描述該檢測器。在奶舍30側部還設置用于對夾具120進行清潔的清潔裝置70。該裝置具有連接至清潔液源和/或水源并且可能還連接至消毒劑的一個或多個噴嘴。該裝置70的位置使得能夠將夾具120移動至位于噴嘴正前方的位置，并且對夾具120進行噴射來除去灰塵和污垢。還提供多個其它清潔裝置，但是這些其它清潔裝置在圖1中未示出。這些裝置包括用于清潔擠奶杯50和清潔杯60的裝置。在這種布置中，最重要的是，該裝置的可能與動物接觸的任何部件(或者通過連接至奶頭，或者僅通過在裝置或動物移動時在動物的乳房、腿或肋部上拂過)可被徹底地清潔，并且還可能被消毒，以降低動物之間交叉污染的風險。通常由黑框20表示的控制器控制擠奶機器的操作。這包括下列功能:機器臂110、檢測器40、將真空應用至奶管線和脈動管線來連接和斷開清潔杯60和擠奶杯50及來擠奶、提供清潔和漂洗流體、通過適當?shù)膫鞲衅鞅O(jiān)控真空和奶流以及通過生理傳感器監(jiān)控奶質和奶牛的健康?？刂破?0還可存儲與由擠奶系統(tǒng)服務的每個動物相關的信息，并且控制器20可利用該信息來通過控制入口門310和出口門320的操作及識別裝置330對進入和穿過奶舍30進行調節(jié)。優(yōu)選地，控制器20通過具有相關存儲器的計算機體現(xiàn)，但是控制器20也可由通過有線連接或無線連接或者通過外部網(wǎng)絡鏈接在一起的數(shù)個計算機構成。圖2中更詳細地示意性地圖示了檢測器40，圖2示出了部分剖視圖。檢測器40是具有基本矩形剖面的盒 狀結構。檢測器40的頂面和四個側面由殼體410構成。殼體410在側面之一中包括窗口 420。窗口 420是半透明的并且對于由檢測器40所檢測的輻射基本透明。用于窗口 420的適合材料包括玻璃和塑料。殼體410的其余部分對考慮中的輻射不透明。在殼體410中在窗口 420后面設置有檢測元件430，檢測元件43可包括一個或多個光電二極管或者CCD陣列或相機。檢測元件430對從位于窗口 420前方的對象中發(fā)出或從在位于窗口 420前方的對象上反射的特定頻率或頻段的輻射敏感。檢測元件430可以對可見光敏感，然而優(yōu)選地，其對紅外輻射敏感。此外，可提供光源(未示出)，例如用于發(fā)出對要檢測的對象進行照射的具有所需頻率的輻射的激光光源。殼體410的頂面突出至窗口外，以形成邊沿411。邊沿411保護窗口表面不受從上落下的污垢的影響，還防止窗口與動物的任何部分(特別是與動物的乳房和奶頭)接觸。盡管在附圖中未示出，但是優(yōu)選地，殼體的位于窗口 420附近的側壁也向外延伸到窗口表面外來提供額外的側向保護，以不受損壞和污染。此外且根據(jù)本發(fā)明，殼體410裝備有管道系統(tǒng)440，管道系統(tǒng)440從檢測器40后側的位于殼體外面的連接器460穿過殼體410延伸至檢測器的前側，并且管道系統(tǒng)440開放至在殼體410上側的突出部411的下表面中布置的一個或多個孔450。連接器460以如下方式配置:其可連接至加壓空氣源或清潔液源?？?50或一系列孔450延伸通過窗口的長度并且以如下方式布置:在經(jīng)由連接器460提供加壓空氣時提供如箭頭A所示的越過窗口420整個表面的基本均勻的平坦的氣流?？谆蚨鄠€孔450可以是狹長形的或是基本圓形的，這取決于在突出部411中提供多少個孔。本質上，該平坦的氣流是氣簾，該氣簾被形成為與窗口表面基本平行并被設計為防止空氣中的污染物(例如灰塵，更特別地例如水汽)落在窗口上并阻礙輻射(如果存在)向檢測元件430的透射和/或來自光源的輻射的透射。在所圖示的實施例中，孔450均設置在殼體的上邊緣411上，以生成基本指向下的氣簾。然而，為了減少地面高度處的湍流，優(yōu)選地，可將孔設置在窗口 420的一側，但同樣地設置在殼體410的突出部分，使得氣流的平面總是基本平行于窗口表面420。無論氣流是橫向的還是基本豎直的，殼體410的與孔或多個孔411相對的側壁的形狀可被定制為減少空氣湍流，空氣湍流會打亂平坦流。通往管道系統(tǒng)440的加壓空氣的啟動是通過控制器20控制的。因為使用加壓空氣是相對經(jīng)濟的并且奶舍30可以晝夜不停地工作而只為清潔和保養(yǎng)保留的短暫間隔，所以任何時候操作氣簾都不允許是昂貴的。此外已發(fā)現(xiàn)，任何時候操作氣簾都會降低檢測器40的可靠性，因為其趨向于卷起位于地板上的污垢和灰塵并將污垢和灰塵擲于空氣中，從而使檢測器40和待檢測對象之間的空間變得混亂。這在沙子用于奶舍周圍區(qū)域的地板上的倉棚中時是特別成問題的，因為由氣簾產(chǎn)生的沙云是高度磨損性的并且除了對窗口表面420造成持久損壞以外還將對奶舍30中和奶舍30周圍存在的所有裝備有害。然而，只在檢測器40操作時操作氣簾可能不是令人期望的。這樣的原因是檢測器窗口 420 —直暴露于污染，但是氣簾對除去已經(jīng)沉積在檢測器窗口 420上的污垢或水分是不起作用的，而是主要用于防止沉積物形成。因此，有利的是，只在氣簾可有效地降低窗口 420污染的風險而不增加空氣中的灰塵時啟動氣簾。為此，只在正在執(zhí)行由控制器20控制的另一操作時由控制器建立氣簾。理想地在其它操作開始時或在其它操作開始以前不久建立氣簾，以保證氣簾在污染的風險隨著其它操作增加時就緒并且有效，通常，檢測器窗口 420在以下時刻處于污染的風險中:當檢測器窗口 420靠近動物時(特別是在動物下方或靠近動物乳房和乳頭)時，當灰塵、泥土或奶能夠撞在窗口上時，或者當產(chǎn)生額外空氣污染的操作(例如清洗過程)在進行中時。特別地，當在擠奶之前或者甚至在擠奶之后檢測器處于動物奶頭下方的位置時，存在奶會滴至或噴射至檢測器窗口 420上的風險。由于經(jīng)常在動物一進入奶舍時(甚至更早)就引起排奶，所以在清潔奶頭之前，即在已經(jīng)利用檢測器40確定奶頭位置且清潔杯60已經(jīng)附接至每個奶頭上之前，奶就可能開始流出。而且，在清潔每個奶頭的過程中，機器臂110的夾具120以及因此還有檢測器40，將從其它奶頭下方通過，因此將處于被奶噴射的風險中。這在檢測奶頭位置和附接用于擠奶的擠奶杯50的過程中是真實的。將理解，檢測器40的操作不受氣簾的存在影響，或者甚至不受氣簾的啟動影響。因此，氣簾可在檢測器40處于操作中之前或在檢測器處于 操作中時啟動。下面將參照圖3中的流程圖和在圖4a至圖4d中示意性地圖示的各個過程更詳細地描述氣簾的操作，在圖4a至圖4d中圖示的所有過程可能需要根據(jù)本發(fā)明的氣簾操作。圖3的流程圖從步驟510開始，此時動物已進入奶舍30。由于控制器20在奶舍30的入口處識別動物并且僅在根據(jù)從之前的擠奶運行中獲得的所存儲的數(shù)據(jù)而應對該動物擠奶時才允許該動物進入奶舍，所以動物的出現(xiàn)意味著其已經(jīng)為擠奶做好準備。因此，在步驟520，控制器20控制機器臂構造10來利用夾具120拾取奶頭清潔杯60并使該奶頭清潔杯60向動物乳房移動。在該點，如步驟530所示，啟動氣簾以保護檢測器窗口 420。該情境在圖4a中示出，圖4a示出了攜帶夾具120和檢測器40的機器臂110的端部，夾具120握住清潔杯60，接近動物的奶頭。然后，使用利用檢測器得到的光學圖像數(shù)據(jù)確定奶頭的位置，并且機器臂110移向被識別的第一奶頭并施加清潔杯60，隨后如步驟540所示，實現(xiàn)清潔。對其它奶頭重復該過程。在此過程中，在檢測器窗口 420上保持氣簾，這確保了灰塵或污垢或者奶或清潔液的任何液滴在到達窗口 420之前被氣簾沖走，從而保持檢測器40的視場清晰并保證檢測器40的操作不間斷。一旦完成了奶頭清潔并且機器臂110從動物乳房下方移走，就如步驟550所示，解觸發(fā)氣簾。然后，如步驟560所示，移動機器臂110來拾取第一擠奶杯50，并且隨后再一次向動物乳房移動機器臂110。在該點，如步驟570所示，再次由控制器20啟動氣簾。這種情境還由圖4a示出，除了此時夾具120握住擠奶杯50而非清潔杯60以外。然后，如步驟580所示，檢測第一奶頭的位置并將第一擠奶杯50附接至該奶頭，此后從動物乳房下方撤回機器臂。在該點，如步驟590所示，解觸發(fā)氣簾。對每個其它奶頭重復該過程(步驟560至590)，直到所有擠奶杯50均附接至奶頭為止，如步驟600所示。這可以完成對動物的擠奶過程，但是還能夠對奶頭執(zhí)行進一步處理，如步驟610至650以及圖4b所示。首先轉向圖4b，示出了機器臂110的具有夾具120的端部，夾具120握住消毒劑噴射器80。消毒劑噴射器80附接至常規(guī)使用的液體消毒劑源，常規(guī)使用的液體消毒劑源用于在擠奶之后對動物奶頭進行處理來防止感染。該過程在步驟610開始，機器臂110由控制器20控制來從消毒劑噴射器的休息位置拾取消毒劑噴射器80，消毒劑噴射器的休息位置優(yōu)選地位于奶舍30旁。應當注意，不需要在該過程中操作檢測器40，因為能夠利用之前存儲的與當前動物的尺寸相關的數(shù)據(jù)來將機器臂移動至大致在乳房前方的位置。然而，由于需要檢測器40檢測隨后的奶牛的奶頭，并且奶舍一被空出，該奶牛就會進入奶舍，所以啟動氣簾排除對檢測器窗口 420的額外清潔。在步驟620，向動物乳房移動機器臂110，并且在步驟630，由控制器20啟動氣簾來保護檢測器窗口 420。在步驟640，觸發(fā)消毒劑噴射器80來向動物奶頭上噴射消毒劑。當此過程完成時，在步驟650解觸發(fā)氣簾，并且將機器臂110撤回至奶舍30旁來使消毒劑噴射器80返回至其休息位置，將理解，可在檢測器開始在動物下方移動時或在檢測器開始在動物下方移動以前不久產(chǎn)生氣簾，或者可替代地可在開始執(zhí)行其它像檢測奶頭位置、清洗奶頭、對奶頭施加后續(xù)處理噴射這樣的操作之一時或在開始執(zhí)行其它操作以前不久產(chǎn)生氣簾。此外，如果污染的風險低，則可在每個單獨的操作之后關閉氣簾，或者可替代地可保持氣簾，直至對動物的一系列操作已完成為止。在圖4c和4d中圖示兩種進一步的情境，在這兩種情境期間，可由控制器20啟動檢測器窗口 420上的氣簾的觸發(fā)。在兩種情況下，由于機器臂的所需位置事先已知且不依賴于移動對象，所以檢測器40不需要在操作中。圖4c所示的第一情境是對擠奶杯50或清潔杯60的清潔。在所圖示的示例中，這是利用噴嘴配件90來執(zhí)行的，噴嘴配件90被布置在儲料庫附近，儲料庫將擠奶杯50和清潔杯60保持在休息位置。為了清潔擠奶杯50或清潔杯60，該杯子由機器臂的夾具拾取并被輸送至噴嘴配件。噴嘴配件90包括錐形突出部，該錐形突出部將被插入 擠奶杯50或清潔杯60內，杯子50、60的邊緣擱置在突出部周圍的凸緣上。錐形突出部和凸緣均具有噴嘴，噴嘴用于向杯子50、60內和杯子50、60周圍噴射清潔流體，以清潔杯子的內側和外側。在圖4c中，噴嘴配件90適于清潔擠奶杯50和清潔杯60。然而，將理解，清潔杯可具有比擠奶杯更大的直徑，在此情況下，將為每種杯子提供獨立的噴嘴配件90。對于前面在圖4a和4b中圖示的情況而言，利用噴嘴配件90的擠奶杯清潔將產(chǎn)生一定量的噴射。在該清潔操作期間落在檢測器窗口 420上的任何液體會阻礙輻射的通過，因此需要在下次使用檢測器之前對檢測器進行清潔。為了避免這種情境，就在執(zhí)行清潔以前啟動氣簾。當清潔結束且沒有液體被進一步釋放至空氣中時，解觸發(fā)氣簾。在圖4c所示的示例中，在清潔期間，夾具120將擠奶杯50或清潔杯60握持在適當位置。然而，即使夾具120釋放擠奶杯或清潔杯并在清潔以前移離噴嘴配件90，由噴嘴配件產(chǎn)生的噴射物仍會留在檢測器窗口 420上，因此在該情況下也可以產(chǎn)生氣簾。圖4d示出可產(chǎn)生氣簾的情境的最后一個示例。在該圖中，機器臂110已經(jīng)移動至夾具清潔裝置70旁邊的位置，夾具被置于噴嘴前方。再次就在觸發(fā)夾具清潔裝置70以前，觸發(fā)氣簾來防止液滴到達檢測器窗口 420。在清潔結束之后，解觸發(fā)氣簾。檢測器40不僅處于來自空氣中的灰塵和液滴的污染風險下，還處于可能被動物蹄子向上帶起的尿、泥土和糞便的污染風險下，這部分地因為檢測器40至少在操作期間被相對鄰近地板放置的在機器臂110上的位置。氣簾不太能有效防止大塊污垢影響窗口表面420，并且無論如何，氣簾大多數(shù)時間將不工作。因此，提供用于清潔窗口 420的輔助清潔布置。為此，管道系統(tǒng)440和孔450也用于輸運清潔液和/或水，以在檢測器不操作時清洗窗口 420的表面。連接器460選擇性地連接至加壓氣源或者清潔液源或水源。當用清潔液或水清潔窗口 420時，隨后可通過孔發(fā)送加壓空氣流來對窗口進行干燥。這防止了隨時間流逝在窗口表面420上堆積會妨礙輻射透射的殘留物。對氣源或液體源的選擇由控制器20控制作為在它們之間切換?？商娲鼗蛘叽送猓稍卩徑鼨C器臂構造的位置提供獨立的清潔裝置，使得檢測器可在需要清潔時使用該清潔裝置。該裝置可使用噴嘴或海綿或織物來對窗口 420施加清潔和可能的漂洗以及使用用于干燥或掃除過多水分的一些裝置。由于檢測器殼體410處于與動物接觸的風險下，所以其可能變成污染源并且必須對其進行清潔。因此，清潔裝置應當既能夠清潔殼體表面又能夠清潔窗口 420。將理解，對擠奶系統(tǒng)的多個部分執(zhí)行的其它自動或半自動清洗操作也可引起氣簾的啟動。這將顯著地降低清潔 窗口的頻率，并且還可能縮短清潔窗口所需的時間。
權利要求
1.一種擠奶系統(tǒng),包括: 擠奶機器(I )，具有至少一個機器臂(110)，所述至少一個機器臂(110)用于將擠奶杯施加至動物的奶頭； 光學檢測器(40)，用于檢測由動物的至少一部分發(fā)出和/或反射的輻射，所述檢測器具有殼體(410)和檢測元件(430 )，所述殼體(410)具有窗口( 420 )，所述窗口( 420 )對于所述輻射是基本透明的，所述檢測元件(430)被裝在在所述殼體內并通過所述窗口(420)接受所述輻射，其中所述光學檢測器適于移動至動物下方的位置，以檢測所述動物的奶頭的位置；以及 控制器(20 )，用于控制所述機器臂(110)和所述檢測器(40 )的操作， 其特征在于， 所述檢測器(40)包括氣流布置(440)，所述氣流布置(440)適于連接至加壓氣源并具有至少一個孔(450)，所述至少一個孔(450)被設置在所述檢測器窗口(420)附近以產(chǎn)生與所述窗口的表面基本平行流動的氣簾， 其中所述控制器(20)被配置為控制加壓空氣向所述至少一個孔(420)的施加，以在由所述控制器控制的至少一個進一步的操作開始時或在由所述控制器控制的至少一個進一步的操作開始以前不久產(chǎn)生所述氣簾。
2.如權利要求1所述的擠奶系統(tǒng)，其中所述由所述控制器(20)控制的至少一個進一步的操作包括所述檢測器(40)在動物下方的定位。
3.如權利要求1至權利要求3中任一項所述的擠奶系統(tǒng)，其中所述由所述控制器(20)控制的至少一個進一步的操作包括所述檢測器(40)的用于檢測輻射的操作。
4.如前述任一項權利要求所述的擠奶系統(tǒng)，其中所述擠奶系統(tǒng)進一步包括用于清潔動物的奶頭的清洗裝置(60)，并且所述由所述控制器控制的至少一個進一步的操作包括利用所述清洗裝置清潔動物的奶頭。
5.如前述任一項權利要求所述的擠奶系統(tǒng)，其中所述擠奶系統(tǒng)進一步包括用于對動物的奶頭施加液體處理的奶頭處理裝置(80)，并且所述由所述控制器(20)控制的至少一個進一步的操作包括控制所述奶頭處理裝置來對動物的奶頭施加液體處理。
6.如前述任一項權利要求所述的擠奶系統(tǒng)，其中所述至少一個孔(450)相對于所述窗口(420)布置，使得在施加加壓空氣時空氣從所述孔或多個所述孔(450)基本向下流動。
7.如權利要求1至權利要求5中任一項所述的擠奶系統(tǒng)，其中所述至少一個孔(450)相對于所述窗口(420)布置，使得在施加加壓空氣時空氣從所述孔或多個所述孔(450)沿與向下的方向基本垂直的方向流動。
8.如前述任一項權利要求所述的擠奶系統(tǒng)，其中所述檢測器(40)被安裝在機器臂上。
9.如權利要求8所述的擠奶系統(tǒng)，其中所述檢測器被安裝在用于將擠奶杯(50)施加至動物的奶頭的所述機器臂(110)上。
10.如前述任一項權利要求所述的擠奶系統(tǒng)，其中所述氣流布置至少部分地集成在所述檢測器的殼體(410)中，并且所述至少一個孔(450)被設置在所述窗口的在所述殼體外部的一側上且與管道系統(tǒng)(440)連通，所述管道系統(tǒng)(440)被布置在所述殼體內或所述殼體上并且能連接至所述加壓氣源。
11.如權利要求10所述的擠奶系統(tǒng)，其中所述管道系統(tǒng)進一步適于連接至清潔液源，其中所述控制器控制清潔液的施加來迫使清潔液通過所述至少一個孔(450)流出，以清潔所述窗口(420)。
12.一種用于防止光學檢測器(40)污染的方法，所述光學檢測器(40)用于確定產(chǎn)奶動物的奶頭的位置， 其中所述檢測器包含在擠奶系統(tǒng)中，所述擠奶系統(tǒng)具有擠奶機器(1)，所述擠奶機器(I)具有至少一個機器臂(110)，所述至少一個機器臂(110)用于將擠奶杯(50)施加至動物的奶頭，并且 其中所述檢測器包括殼體(410)、檢測元件(430)以及窗口(420)，所述檢測元件(430)被裝在所述殼體內，所述窗口(420)形成所述殼體的一部分并由對通過所述檢測元件(430)檢測的輻射基本透明的材料制成， 其特征在于， 所述檢測器進一步包括氣流布置(440)，所述氣流布置(440)適于連接至加壓氣源并具有至少一個孔(450)，所述至少一個孔(450)被設置在所述檢測器窗口(420)附近，并且其中所述方法包括下列步驟: 利用控制器啟動加壓空氣向所述至少一個孔(450)的施加，以在由所述控制器執(zhí)行的至少一個進一步的操作開始時或在由所述控制器執(zhí)行的至少一個進一步的操作開始以前不久產(chǎn)生氣簾。
13.如權利要求13所述的方法，其中所述產(chǎn)生所述氣簾以與至少一個進一步的操作同時發(fā)生的步驟包括: 將所述檢測器移動至待擠奶的動物下方的位置，以及 產(chǎn)生所述氣簾，以與所述檢測器的移動同時發(fā)生， 隨后將所述檢測器移動至離開動物下方的位置并在所述移動終止時或在所述檢測器的移動過程中停止對所述至少一個孔(450)施加加壓空氣。
14.如權利要求12或權利要求13所述的方法，其中所述產(chǎn)生所述氣簾以與至少一個進一步的操作同時發(fā)生的步驟包括:產(chǎn)生所述氣簾，以與朝向動物的奶頭噴射處理液體同時發(fā)生。
15.如權利要求12至權利要求14中任一項所述的方法，其中所述產(chǎn)生所述氣簾以與至少一個進一步的操作同時發(fā)生的步驟包括:產(chǎn)生所述氣簾，以與利用奶頭清潔裝置清潔動物的奶頭同時發(fā)生。
16.如權利要求12至權利要求15中任一項所述的方法，其中所述產(chǎn)生所述氣簾以與至少一個進一步的操作同時發(fā)生的步驟包括:產(chǎn)生所述氣簾，以與向動物的奶頭施加擠奶杯同時發(fā)生。
17.如權利要求12至權利要求16中任一項所述的方法,其中所述氣流布置(440)進一步適于連接至清潔液源， 所述方法進一步包括下面的步驟:控制清潔流體向所述至少一個孔(450)的施加，以實現(xiàn)所述窗口的清潔。
全文摘要
描述了一種擠奶系統(tǒng)，其包括具有機器臂的擠奶機器，機器臂用于將擠奶杯施加至動物的奶頭；光學檢測器(40)，用于檢測由動物發(fā)出和/或反射的輻射；以及控制器，用于控制機器臂和檢測器的操作。檢測器具有殼體(410)和檢測元件(430)，殼體(410)具有窗口(420)，檢測元件(430)被裝在殼體內，檢測元件對被發(fā)出或被反射的穿過窗口的輻射敏感。為了防止污染撞在檢測器窗口上，提供氣流布置，該氣流布置可連接至加壓氣源并具有至少一個孔(411)，至少一個孔被設置在檢測器窗口(420)附近以產(chǎn)生與窗口的表面平行流動的氣簾?？刂破骺刂茪夂煹漠a(chǎn)生，以與由控制器控制的至少一個進一步的操作的開始同時發(fā)生。
文檔編號A01J5/017GK103228127SQ201180056985
公開日2013年7月31日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者賈恩·埃瑞克·安德松, 安德斯·哈爾斯特倫 申請人:利拉伐控股有限公司