Стенд для регистрации параметров траектории движения доильного аппарата при снятии с вымени коровы

Название	Стенд для регистрации параметров траектории движения доильного аппарата при снятии с вымени коровы
Разработчик (Авторы)	Ужик В.Ф., Некипелов С.И., Китаёва О.В., Кабашко А.А., Прокофьев В.В.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2683478
Дата регистрации	28.03.2019
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина"
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к доильному оборудованию молочного животноводства и может быть использовано при испытаниях манипуляторов доильных аппаратов.

Известны следующие аналогичные устройства: стенд для испытаний доильных аппаратов [RU 2279797 С2, A01J 7/00 (2006.01), 01.11.2004], который содержит раму, искусственные соски, емкость с имитатором молока, коллектор, молочные и вакуумные шланги, доильное ведро, приборы управления стендом и вакуум-провод; стенд для испытаний манипуляторов доения [RU 2120744 C1, A01J 7/00 (1995.01), G09B 9/00 (1995.01), G09B 23/00(1995.01), G09B 23/28(1995.01), G09B 23/30(1995.01), G09B 23/36(1995.01), 08.04.1997], технической задачей которого является расширение области применения стенда за счет регистрации погрешности при определении местоположения имитаторов сосков путем измерения отклонения доильных стаканов в процессе их надевания на имитаторы сосков манипулятора. Доильный стакан, перемещаемый манипулятором поступательно вверх, воздействует на имитатор соска, утапливая его внутрь корпуса имитатора вымени. Контактный датчик, установленный на горловине доильного стакана, соприкасаясь с датчиком положения соприкосновения, установленным на имитаторе вымени, замыкает его секторы.

Данные устройства не обеспечивают регистрацию параметров траектории движения доильного аппарата при снятии с вымени коровы, вакуумметрического давления в полости пневмоцилиндра и развиваемого усилия в тросе.

Наиболее близким к изобретению является использование для регистрации движения исполнительного механизма доильного манипулятора испытательного комплекса, который включает в себя две видеокамеры, компьютер и программное обеспечение. На исследуемый объект крепится светодиод, выполняющий функцию маркера. Видеофильтр накладывается на изображение камер программно таким образом, чтобы был виден только маркер. С помощью специальных алгоритмов, реализованных в программном обеспечении испытательного комплекса, перемещение маркера регистрируется камерами, после чего рассчитываются пространственные координаты объекта в отдельные моменты времени. Регистрация движения осуществляется дискретно, т.е. в результате испытания получают упорядоченные наборы значений (массив) пространственных координат объекта и интервалов времени, через которые были получены координаты [Соловьев С.А., В.Д. Павлидис, В.Г. Солдатов Теоретические основы определения плавности движения исполнительной части доильного манипулятора / С.А. Соловьев, В.Д. Павлидис, В.Г. Солдатов // Известия Оренбургского аграрного университета, №2(30). - 2011. - С. 75-78.].

Однако данный испытательный комплекс также не обеспечивает регистрацию параметров траектории движения доильного аппарата при снятии с вымени коровы, вакуумметрического давления в полости пневмоцилиндра и развиваемого усилия в тросе.

Задача изобретения - обеспечить регистрацию параметров траектории движения доильного аппарата при снятии с вымени коровы, вакуумметрического давления в полости пневмоцилиндра и развиваемого усилия в тросе.

Для достижения этого для фиксации доильного аппарата в исходном положении на требуемом удалении от пневмоцилиндра платформа с искусственными сосками прикреплена к остову посредством ползуна с фиксаторами; вакуумный насос через вентиль и далее двухходовой электровентиль соединен с пневмоцилиндром, эластичным молокопроводным шлангом с коллектором доильного аппарата и далее с подсосковыми камерами доильных стаканов, а также патрубком с пульсатором, который в свою очередь вакуумным шлангом соединен с коллектором и далее с межстенными камерами доильных стаканов; пневмоцилиндр на остове установлен вертикально и к его верхнему обрезу прикреплен рычаг с обводными роликами; поршень пневмоцилиндра содержит обводной ролик; для управления положением клапана отключения доильного аппарата от вакуума при снятии доильного аппарата с искусственных сосков платформы в процессе исследования траектории движения доильного аппарата на коллекторе установлен рычаг, одним концом соединяемый с клапаном, а к другому присоединен трос пневмоцилиндра снятия доильного аппарата; противоположный конец троса через обводные ролики рычага и далее обводной ролик поршня прикреплен к верхнему обрезу пневмоцилиндра; для удержания троса в исходном положении перед установкой доильного аппарата на искусственные соски рычаг снабжен фиксатором, имеющим возможность механического удержания троса до подачи вакуумметрического давления через двухходовой электровентиль в пневмоцилиндр, а также переключения двухходового электровентиля на подачу атмосферного давления в пневмоцилиндр; для регистрации угла отклонения от вертикали троса в процессе исследования траектории движения доильного аппарата при снятии с искусственных сосков рычаг содержит датчик, для измерения перемещения доильного аппарата в вертикальной плоскости пневмоцилиндр снабжен датчиком положения поршня, для регистрации вакуумметрического давления, развиваемого в пневмоцилиндре в процессе движения доильного аппарата, установлен датчик давления, для измерения усилия в тросе установлен силоизмерительный датчик, при этом все датчики соединены с регистратором сигналов.

Предлагаемое изобретение будет понято из следующего описания и приложенного чертежа.

На фиг. 1 приведена схема стенда для регистрации параметров траектории движения доильного аппарата при снятии с вымени коровы, общий вид.

Стенд для регистрации параметров траектории движения доильного аппарата при снятии с вымени коровы (фиг. 1) включает остов 1, на котором установлен вакуумный насос 2 с вакуумрегулятором 3 и вакуумметром 4, платформу 5 с искусственными сосками 6, доильный аппарат 7 и пневмоцилиндр 8 снятия доильного аппарата 7. Для фиксации доильного аппарата 7 в исходном положении на требуемом удалении от пневмоцилиндра 8 платформа 5 с искусственными сосками 6 прикреплена к остову 1 посредством ползуна 9 с фиксаторами 10. Вакуумный насос 2 через вентиль 11 и далее двухходовой электровентиль 12 соединен с пневмоцилиндром 8, эластичным молокопроводным шлангом 13 - с коллектором 14 доильного аппарата 7 и далее с подсосковыми камерами доильных стаканов 15, а также патрубком 16 с пульсатором 17, который в свою очередь вакуумным шлангом 18 соединен с коллектором 14 и далее с межстенными камерами доильных стаканов 15. Пневмоцилиндр 8 на остове 1 установлен вертикально и к его верхнему обрезу прикреплен рычаг 19 с обводными роликами 20 и 21. Поршень 22 пневмоцилиндра 8 содержит обводной ролик 23. Для управления положением клапана 24 отключения доильного аппарата от вакуума, при снятии доильного аппарата 7 с искусственных сосков 6 платформы 5 в процессе исследования траектории движения доильного аппарата 7, на коллекторе 14 установлен рычаг 25, одним концом соединенный с клапаном 24, а к другому присоединен трос 26 пневмоцилиндра 8 снятия доильного аппарата 7. Противоположный конец троса 26 через обводные ролики 20 и 21 рычага 19 и далее обводной ролик 23 поршня 22 прикреплен к верхнему обрезу пневмоцилиндра 8. Для удержания троса 26 в исходном положении перед установкой доильного аппарата 7 на искусственные соски 6 рычаг 19 снабжен фиксатором 27, имеющим возможность механического удержания троса 26 до подачи вакуумметрического давления через двухходовой электровентиль 12 в пневмоцилиндр 8, а также переключения двухходового электровентиля 12 на подачу атмосферного давления в пневмоцилиндр 8. Для регистрации угла отклонения от вертикали троса 26 в процессе исследования траектории движения доильного аппарата 7 при снятии с искусственных сосков 6 рычаг 19 снабжен датчиком 28. Для измерения перемещения доильного аппарата 7 в вертикальной плоскости, пневмоцилиндр 8 снабжен датчиком 29 положения поршня 22. Для регистрации вакуумметрического давления, развиваемого в пневмоцилиндре 8 в процессе движения доильного аппарата 7, установлен датчик давления 30. Для измерения усилия в тросе 26 установлен силоизмерительный датчик 31. Датчики 28, 29, 30 и 31 соединены с регистратором сигналов 32.

Измерение и регистрацию параметров траектории движения доильного аппарата 7 при снятии доильных стаканов 15 с прикрепленных к платформе 5 искусственных сосков 6 пневмоцилиндром 8 (фиг. 1), вакуумметрического давления в пневмоцилиндре 8, а также усилия в тросе 26, осуществляют следующим образом.

Перемещая ползун 9 по остову 1 устанавливают платформу 5 с искусственными сосками 6 на требуемом удалении от пневмоцилиндра 8 и фиксируют фиксаторами 10. Включают установленный на остове 1 вакуумный насос 2. Вакуумрегулятором 3 устанавливают заданное вакуумметрическое давление, например 48 кПа, контролируя его значение вакуумметром 4. Посредством двухходового электровентиля 12 пневмоцилиндр 8 сообщают с атмосферой. Затем открывают вентиль 11. При этом вакуумметрическое давление от вакуумного насоса 2 поступает к двухходовому электровентилю 12, по эластичному молокопроводному шлангу 13 к закрытому клапану 24 коллектора 14 доильного аппарата 7, а также по патрубку 16 в пульсатор 17, откуда уже пульсирующий вакуум по вакуумному шлангу 18 поступает к коллектору 14 и далее в межстенные камеры доильных стаканов 15. Удерживая руками доильный аппарат 7 фиксатором 27 освобождают трос 26. Доильный аппарат перемещают к платформе 5. При этом трос 26, обкатываясь по обводным роликам 20 и 21 рычага 19, выдвигается из пневмоцилиндра 8, одновременно, обкатываясь по обводному ролику 23, перемещая поршень 22 вверх, в исходное положение. Открывают клапан 24. В результате вакуумметрическое давление поступает в коллектор 14 доильного аппарата 7 и далее в подсосковые камеры доильных стаканов 15. Доильные стаканы 15 устанавливают на искусственные соски 6 платформы 5, тем самым зафиксировав доильный аппарат 7 в исходном положении. Включают регистратор сигнала 29.

Стенд подготовлен к измерению параметров траектории движения доильного аппарата 7 после снятия его с искусственных сосков 6.

Затем посредством двухходового электровентиля 12 пневмоцилиндр 8 сообщают с вакуумным насосом 2. При этом поршень 22 посредством обводного ролика 23 воздействует на трос 26, втягивая его, тем самым создавая усилие снятия и перемещения доильного аппарата 7 в вертикальной плоскости. При этом трос 26, обкатываясь по обводным роликам 20 и 21 рычага 19, натягиваясь и взаимодействуя с датчиком 28 регистрации угла отклонения от вертикали троса 26, воздействует на рычаг 25, установленный на коллекторе 14, который противоположным концом закрывает клапан 24, тем самым отсоединяя доильный аппарат 7 от вакуумного насоса 2 и снимая его с искусственных сосков 6. Начинается движение доильного аппарата 7 под воздействием земного притяжения и усилия, развиваемого пневмоцилиндром 8. При этом сигналы, формируемые датчиком 28 регистрации угла отклонения от вертикали троса 26, датчиком 29 положения поршня 22 в пневмоцилиндре 8, датчиком давления 30 вакуумметрического давления в пневмоцилиндре 8, а также силоизмерительным датчиком 31 усилия, развиваемого в тросе 26, фиксирует во временном интервале регистратор сигнала 32. При достижении доильным аппаратом 7 крайнего верхнего положения фиксатором 27 закрепляют трос 26 и выключают вакуумный насос 2.

Измерение параметров траектории движения доильного аппарата 7 после снятия с искусственных сосков 6 завершено.

Полученные данные используют при графическом отображении, математическом описании траектории движения доильного аппарата, а также обосновании конструктивно-режимных параметров пневмоцилиндра снятия доильного аппарата.

Формула изобретения

Стенд для регистрации параметров траектории движения доильного аппарата при снятии с вымени коровы, включающий остов, на котором установлен вакуумный насос с вакуумрегулятором и вакуумметром, платформу с искусственными сосками, доильный аппарат и пневмоцилиндр снятия доильного аппарата, в котором для фиксации доильного аппарата в исходном положении на требуемом удалении от пневмоцилиндра платформа с искусственными сосками прикреплена к остову посредством ползуна с фиксаторами, вакуумный насос через вентиль и далее двухходовой электровентиль соединен с пневмоцилиндром, эластичным молокопроводным шлангом с коллектором доильного аппарата и далее с подсосковыми камерами доильных стаканов, а также патрубком с пульсатором, который в свою очередь вакуумным шлангом соединен с коллектором и далее с межстенными камерами доильных стаканов, пневмоцилиндр на остове установлен вертикально и к его верхнему обрезу прикреплен рычаг с обводными роликами, поршень пневмоцилиндра содержит обводной ролик, для управления положением клапана отключения доильного аппарата от вакуума при снятии доильного аппарата с искусственных сосков платформы в процессе исследования траектории движения доильного аппарата на коллекторе установлен рычаг, одним концом соединяемый с клапаном, а к другому присоединен трос пневмоцилиндра снятия доильного аппарата, противоположный конец троса через обводные ролики рычага и далее обводной ролик поршня прикреплен к верхнему обрезу пневмоцилиндра, для удержания троса в исходном положении перед установкой доильного аппарата на искусственные соски, рычаг снабжен фиксатором, имеющим возможность механического удержания троса до подачи вакуумметрического давления через двухходовой электровентиль в пневмоцилиндр, а также переключения двухходового электровентиля на подачу атмосферного давления в пневмоцилиндр, для регистрации угла отклонения от вертикали троса в процессе исследования траектории движения доильного аппарата при снятии с искусственных сосков рычаг содержит датчик, для измерения перемещения доильного аппарата в вертикальной плоскости, пневмоцилиндр снабжен датчиком положения поршня, для регистрации вакуумметрического давления, развиваемого в пневмоцилиндре в процессе движения доильного аппарата, установлен датчик давления, для измерения усилия в тросе установлен силоизмерительный датчик, при этом все датчики соединены с регистратором сигналов.

Изобретение "Стенд для регистрации параметров траектории движения доильного аппарата при снятии с вымени коровы" (Ужик В.Ф., Некипелов С.И., Китаёва О.В., Кабашко А.А., Прокофьев В.В.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога