УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ЖИВОТНЫХ И СПОСОБ СОДЕРЖАНИЯ ЖИВОТНЫХ Российский патент 2006 года по МПК A01K1/01 A01K1/00 A01K1/15 

Область техники

Прежде всего, данное изобретение относится к устройству для содержания животных, включающему в себя настил, устройство ухода за животными, а также приводное средство для устройства ухода за животными. Во-вторых, изобретение относится к способу содержания животных с использованием такого устройства.

Уровень техники

Животные должны содержаться на подходящей территории, которую необходимо постоянно убирать. Места лежбищ необходимо постоянно покрывать подстилочным материалом. Для некоторых животных подобный материал требуется расстилать постоянно, чтобы обеспечить им возможность естественного поведения в соответствии с их инстинктом, например, копаться или рыться в земле.

Вышеописанные меры по уходу за животными, включающие кормление, расстилание подстилки, уборку и т.п., обычно чрезвычайно трудоемки. По мере развития животноводства предпринимались попытки полностью или частично автоматизировать уход за животными.

Примеры устройств, предназначенных для автоматизированной уборки настилов, описаны в патентных документах SU 1230559, SU 1327855, SU 1667760, SU 1774845 и SE 508770. Во всех этих публикациях описывается оснащение хлева или стойла передвижным настилом в виде бесконечной транспортерной ленты. Данный способ обеспечивает возможность постоянного или периодического удаления помета животных, а также позволяет осуществлять подачу корма и подстилки.

Устройства, известные из вышеприведенных публикаций, требуют значительных материальных затрат, связанных с подсоединением внешних систем подачи энергии и соответствующего приводного оборудования. Дополнительно к этому прибавляется стоимость подаваемой энергии.

Также известны патентные документы RU 2038764, SU 1456069, SU 1797798 и SU 1535483, согласно которым перемещение животных используется для проведения мер по уходу за ними.

В отличие от устройств предшествующего уровня техники целью данного изобретения является разработка устройства для содержания животных, а также способа содержания животных, которые позволяют существенно автоматизировать уход за животными экономически выгодным образом.

Описание изобретения

Согласно первому аспекту изобретения поставленную задачу решают посредством устройства для содержания животных, тип которого указан в ограничительной части п.1 формулы изобретения. Отличительные признаки, раскрытые в п.1, заключаются в том, что настил устройства является подвижным в вертикальном направлении для поглощения энергии и имеет средство для поглощения энергии, выполненное с возможностью приема энергии, создаваемой, когда животное вследствие своего перемещения подвергает настил динамической нагрузке, вызывая вертикальное перемещение настила, причем средство поглощения энергии выполнено с возможностью снабжения энергией приводного средства, приводящего в движение устройство ухода за животными.

Энергия, создаваемая самими используемыми таким образом животными, применяется для приведения в движение устройств ухода за животными, вследствие чего исключаются затраты на энергопотребление таких устройств. Также исключаются затраты на подсоединение внешних систем энергоснабжения и на необходимое для этого оборудование. Таким образом, изобретение обеспечивает рентабельную автоматизацию процессов кормления, расстилания подстилки и уборки. Так как настил выполнен перемещаемым в вертикальном направлении для поглощения энергии, обеспечивается возможность создания простого механического устройства для поглощения энергии, поскольку сила (т.е. создаваемая животным нагрузка), преодолевая сопротивление, отжимает настил вниз на небольшое расстояние. Величина создаваемой энергии равна произведению усилия нагрузки на вертикальное перемещение.

Альтернативные предпочтительные варианты выполнения изобретения в одном случае представляют собой устройство ухода за животными, содержащее устройство подачи корма и/или подстилки, соломы и т.д., а в другом случае - чистящее устройство для уборки отходов и, естественно, комбинацию этих устройств.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения настил выполнен подвижным в направлении плоскости настила, причем настил приводится в движение посредством приводного средства. С практической точки зрения такая конструкция является целесообразной для создания чистящего устройства, поскольку отходы в этом случае перемещаются на настиле из зоны нахождения животного и отходы могут быть легко сброшены с одного из концов настила. Такое решение также является подходящим для подачи корма и соломы, которые подают по настилу к месту нахождения животного.

В предпочтительном варианте изобретения подвижный настил выполнен в виде бесконечной транспортерной ленты, а приводное средство содержит приводной ролик для этой ленты. Такой вариант выполнения подвижного настила представляет собой простой и рациональный способ реализации поставленной задачи и обеспечивает легкое осуществление заполнения или опорожнения с любого конца настила.

Согласно еще одному предпочтительному варианту настил выполнен с возможностью поворота относительно вертикальной оси. Подобная конструкция может быть выгодна в некоторых случаях, поскольку вертикальное смещение можно обеспечивать для части настила и оно в результате поворота вызывает отклонение в вертикальном направлении. Длину смещения в данном случае можно увеличить посредством рычажного действия таким образом, что она будет длиннее вертикального перемещения, которому подвержено животное.

Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения изобретения настил в ненагруженном состоянии является наклоненным. Это может способствовать поглощению силы, создающей энергию, в определенной области настила, облегчая тем самым ее использование.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом выполнения изобретения приводное средство выполнено с возможностью работы в прерывистом режиме. Таким образом, кормления можно осуществлять в определенные моменты времени. Кроме того, проведение уборки не требует постоянного размещения животных на движущемся настиле, поскольку это может вызывать беспокойство у животных.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом выполнения изобретения устройство поглощения энергии содержит средство накопления энергии. Данное обстоятельство увеличивает возможности использования энергии и делает ее применение более универсальным. Наличие средства накопления энергии является особенно важным при прерывистом режиме работы, поскольку энергия в данном случае может быть сохранена для проведения мероприятий, которые требуют относительно большей мощности и осуществляются только при необходимости.

При прерывистом режиме работы и накопления энергии время проведения различных мероприятий, например время запуска приводного средства, можно предварительно задавать для каждого отдельного животного или всего стада или же указанное приводное средство может запускаться, например, при срабатывании датчиков, определяющих количество помета животных. Оба варианта можно скомбинировать, например, таким образом, что процессы кормления и покрытия свежей соломой будут проводиться по графику, тогда как осуществление уборки будет управляться по датчикам.

Учитывая наиболее предпочтительный тип средства накопления энергии, такое средство можно выполнить в виде средства пневматического или гидравлического типа или средства, содержащего груз, маятник, механическую пружину или электрическую аккумуляторную батарею. Каждый из принципов накопления энергии имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор оптимального принципа зависит от существующих обстоятельств.

Вышеописанные варианты выполнения предложенного устройства для содержания животных изложены в зависимых пунктах, подчиненных пункту 1 формулы изобретения.

Вторая задача изобретения решается посредством способа содержания животных, включающего в себя специальные меры ухода за животными при использовании предложенного устройства по пункту 1 или устройства по любому другому пункту, зависимому от пункта 1.

Данный способ обладает теми же преимуществами, что вышеописанное устройство для содержания животных и его предпочтительные варианты, поэтому дополнительное описание преимуществ этого способа является излишним.

Ниже данное изобретение пояснено более подробно на примере его предпочтительных вариантов выполнения и со ссылкой на приложенные чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает сбоку первый вариант предложенного устройства.

Фиг.2 аналогична фиг.1 и изображает второй вариант устройства.

Фиг.3 аналогична фиг.1 и изображает третий вариант устройства.

Фиг.4 аналогична фиг.1 и изображает четвертый вариант устройства.

Фиг.5 изображает первый вариант устройства поглощения энергии, входящего в предложенное устройство.

Фиг.6 изображает второй вариант устройства поглощения энергии, входящего в предложенное устройство.

Фиг.7 изображает третий вариант устройства поглощения энергии, входящего в предложенное устройство.

Фиг.8 изображает четвертый вариант устройства поглощения энергии, входящего в предложенное устройство.

Фиг.9 изображает пятый вариант устройства поглощения энергии, входящего в предложенное устройство.

Фиг.10 изображает сбоку пятый вариант предложенного устройства.

Фиг.11 изображает сбоку шестой вариант предложенного устройства.

Фиг.12 изображает блок-схему, иллюстрирующую седьмой вариант устройства.

Описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения

Фиг.1 иллюстрирует основную идею изобретения и изображает животное 2, например корову, стоящую на настиле предложенного устройства. Бесконечная транспортерная лента 1 проходит по поверхности настила и по двум роликам 3, 4. Ролик 4, показанный на чертеже справа, приводит транспортерную ленту 1 в движение в направлении стрелки А. Отходы, например помет животных и грязная солома, транспортируются лентой 1 к ее правому концу и затем они могут быть сброшены с края ленты для дальнейшего устранения. Настил, находящийся в контакте с внутренней стороной ленты 1, оснащен устройством 5 поглощения энергии, которое выполнено с возможностью отбора энергии, создаваемой при передвижении животного 2 по настилу, при этом на настил воздействует вертикальная сила, возникающая каждый раз, когда животное поднимает копыто и переставляет его. Настил может содержать, например, упругую поверхность или размещаться на пружинах для того, чтобы забирать создаваемую таким образом энергию.

Энергия, отобранная устройством 5 поглощения энергии, используется для приведения в движение приводного ролика 4, вследствие чего обеспечивается перемещение ленты 1. Это может происходить непосредственно в ответ на передвижение животного 2. Как вариант, энергию сначала можно аккумулировать в устройстве 6 накопления энергии, как это проиллюстрировано на чертеже. Энергию, приводящую ролик 4 в движение, затем можно периодически извлекать, причем лента, которая в обычном режиме находится в неподвижном состоянии, будет совершать движение только в определенные моменты времени. Устройство может состоять из стойла на одно животное, в этом случае предпочтительно, чтобы лента покрывала весь настил стойла. Устройство также может состоять из целого хлева. В этом случае лента также может покрывать весь настил целиком. Как вариант, можно использовать несколько лент, каждая из которых покрывает лишь часть настила. На чертеже в качестве примера изображена корова, однако следует понимать, что данное изобретение применено для всех видов домашних животных - лошадей, свиней, овец и т.д. и даже для живности меньшего размера, например кур.

На фиг.2 проиллюстрировано, каким образом перемещаемый в вертикальном направлении настил 9 может поглощать энергию. Настил 9 при помощи валов роликов 3, 4 удерживается пружинами 7, 8 сжатия, установленными при каждом ролике. Создаваемая животными сила F вызывает вертикальное перемещение настила, преодолевающего действие пружин 7, 8, при этом количество получаемой энергии соответствует произведению силы на вертикальное перемещение. Каждое передвижение животного создает сравнительно небольшое количество энергии. Однако суммирование энергии, увеличивающейся с каждым передвижением животного, обеспечивает общее количество энергии, вполне достаточное для достижения назначенной цели.

Фиг.3 по существу совпадает с фиг.2, отличаясь тем, что опора 10, изображенная на данном чертеже слева, является жесткой, вследствие чего движение пружины может возникать только на правой опоре, т.е. пружине 8.

На фиг.4 изображен пример, в котором настил выполнен слегка наклоненным (на чертеже наклон преувеличен). В данном примере, так же как и на фиг.3, имеется фиксированная опора 10 и пружинная опора 8. Вариант выполнения с наклоном также может быть использован с двумя пружинными опорами, как это показано на фиг.2.

В примерах на фиг.2-4 показано, каким образом настил может вертикально перемещаться посредством упругой опоры, расположенной у одного или обоих валов роликов. Естественно, что упругая опора может быть расположена непосредственно под данным настилом 9 и может поддерживать его.

На фиг.5-9 проиллюстрированы различные примеры реализации устройства поглощения энергии и возможные принципы накопления этой энергии.

Согласно фиг.5 энергия забирается за счет приложения силы F к упору 36, перемещаемому вследствие этого на короткое расстояние. Чтобы обеспечить накопление энергии, упор 36 выполнен с возможностью закручивания спиральной пружины 11. Спиральная пружина 11 снабжена храповым механизмом (не показан), предотвращающим возврат пружины при прекращении действия силы. Повторяющиеся перемещения все больше натягивают пружину, вследствие чего может накопиться значительное количество энергии. При помощи стержня 15, снабженного муфтой 12, накопленная в пружине энергия может привести во вращение первое колесо 13 в трансмиссионном механизме 14 для того, чтобы привести во вращение приводной ролик 4, показанный на фиг.2-4.

Согласно фиг.6 сила приложена к храповому колесу 16, которое в нормальных условиях может поворачиваться только против часовой стрелки. Груз 17 подвешен на канате 18, проходящем по храповому колесу. Повторяющаяся нагрузка F, воздействующая на периферическую часть храпового колеса 16, вызывает подъем груза 17, вследствие чего происходит накопление энергии. Если ленту 1, показанную на любом из фиг.2-4, необходимо переместить, то высвобождают храповое колесо 16, вследствие чего оно может вращаться по часовой стрелки и груз обеспечивает его вращение в этом направлении. Вращение храпового колеса может быть передано к приводному ролику 4 транспортерной ленты 1 таким же образом, как показано на фиг.5.

В примере, показанном на фиг.7, движение пружины 8 вниз передается через натянутый шнур к концу маятника 20, который на другом конце имеет груз 21. В результате действия рычага вес поднимается в положение 21а, после чего маятник освобождается, так что он может откинуться назад и переместиться вверх к положению, обозначенному позицией 21b. Это движение маятника приводит в движение соединенный с ним стержень 37, который посредством приводного ремня 22 приводит в движение ролик 4 для перемещения ленты 1.

Фиг.8 иллюстрирует гидравлическое устройство для поглощения и накопления энергии. В данном случае вертикальная сила воздействует на поршень 23, который выполнен с возможностью перемещения в цилиндре 24 насоса, имеющем впуск 25 с обратным клапаном 27 и выпуск с обратным клапаном 28, при этом при перемещении поршня жидкость из впуска 25 через выпуск закачивается в резервуар 29, в котором накапливается потенциальная энергия. Через запорный клапан 30 резервуар 19 сообщается с гидравлическим двигателем 31, приводящим в движение ролик 4 ленты 1 (фиг.2-4). В альтернативном варианте устройство, подобное показанному на фиг.8, может быть пневматическим, в этом случае резервуар 19 представляет собой резервуар со сжатым воздухом, а двигатель 31 является пневматическим двигателем.

В варианте, изображенном на фиг.9, происходит преобразование энергии в электричество посредством генератора, содержащего железный сердечник 32, который выполнен с возможностью перемещения в индукционной катушке за счет действия силы F. Индуцируемый ток накапливается в аккумуляторной батарее 34, снабжает энергией электродвигатель 35 для приведения ролика 4 в движение.

На фиг.10 показан альтернативный вариант выполнения чистящего устройства для настила. В данном примере настил 43 является стационарным, но выполнен с возможностью вертикального перемещения. Энергия поглощается и накапливается одним из вышеописанных способов в блоке 38, выполненном с возможностью приведения в движение приводного ролика 39 для приводной цепи 40, проходящей по каждому ролику. Скребок 41, установленный у приводных цепей 40, проходит под прямым углом к плоскости чертежа. Возможна установка нескольких таких скребков, расположенных друг за другом. При приведении в движение цепей 40 приводным роликом 39 в направлении стрелки скребки проталкивают отходы перед собой до тех пор, пока те не будут сброшены с края настила (в 42а).

Фиг.11 изображает вариант, в котором энергия, полученная при помощи устройства для поглощения и накопления энергии при вертикальном перемещении настила, приводит в движение загрузчик соломы или корма 48. Загрузчик может представлять собой, например, шнековый транспортер 47. Настил может быть как стационарным, так и подвижным, как описано выше.

Следует иметь в виду, что варианты выполнения, проиллюстрированные на фиг.9-11, можно комбинировать друг с другом с образованием установки, которая состоит из настила, выполненного с возможностью бокового перемещения, скребка для настила и загрузочного устройства для корма, а также загрузочного устройства для соломы. Естественно, что установка может обладать дополнительными функциональными возможностями, энергия для осуществления которых может быть получена за счет передвижения животных по настилу. Примером является промывочное устройство.

На фиг.12 изображена блок-схема, показывающая, как можно объединить различные функции предложенного устройства для содержания животных, а также как ими можно управлять. Позицией 44 обозначено средство поглощения энергии, которое подает энергию к устройству 45 накопления энергии, причем эти элементы могут быть выполнены в соответствии с вышеприведенными примерами или каким-то другим подходящим образом. Блок накопления энергии подводит энергию для осуществления различных функций элементами 49-52, где 49 может представлять подвижный настил, 50 - скребок, 51 - средство для подачи корма и 52 - загрузчик соломы. Подача энергии для осуществления данных функций 49-52 регулируется управляющим блоком 46, получающим сигналы от программы в микропроцессоре 47, а также от датчиков 48. В ответ на данные сигналы управляющий блок открывает клапаны, переключает муфту, освобождает обратное колесо храповика или замыкает электрическую цепь в зависимости от принципа вышеприведенных примеров аккумулирования энергии. Устройство, проиллюстрированное блок-схемой, является относительно сложным и следует понимать, что его можно упростить, изменив его функциональные возможности и способы управления.

Устройство содержит настил, устройство ухода за животными и приводное устройство для устройства ухода за животными. Настил выполнен подвижным в вертикальном направлении для поглощения энергии и имеет средство поглощения энергии, выполненное с возможностью приема энергии, создаваемой, когда животное вследствие своего перемещения подвергает настил динамической нагрузке, вызывая вертикальное перемещение настила. Средство поглощения энергии выполнено с возможностью снабжения энергией приводного средства. Обеспечивается автоматизация процесса ухода за животными экономически выгодным образом. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство для содержания животных, содержащее настил (1), устройство ухода за животными и приводное средство (4) для устройства ухода за животными, отличающееся тем, что настил (1) выполнен подвижным в вертикальном направлении для поглощения энергии и имеет средство (5) поглощения энергии, выполненное с возможностью приема энергии, создаваемой, когда животное (2) вследствие своего перемещения подвергает настил (1) динамической нагрузке (F), вызывая вертикальное перемещение настила (1), причем средство (5) поглощения энергии выполнено с возможностью снабжения энергией приводного средства (4).2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство ухода за животными содержит подающее устройство (47), предназначенное для подачи корма и/или подстилки (соломы) (48).3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что устройство ухода за животными содержит чистящее приспособление, предназначенное для удаления с настила отходов, например помета животных.4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что настил (1) выполнен подвижным в направлении плоскости настила и с возможностью приведения в движение посредством приводного средства (4).5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что настил (1) включает в себя бесконечную транспортерную ленту (1), а приводное средство (4) содержит приводной ролик (4) для этой ленты (1).6. Устройство по пп.1-5, отличающееся тем, что настил выполнен с возможностью поворота вокруг, по существу, горизонтальной оси,7. Устройство по пп.1-6, отличающееся тем, что в ненагруженном состоянии настил наклонен относительно горизонтальной плоскости.8. Устройство по п.3, отличающееся тем, что чистящее приспособление содержит скребок (41), выполненный с возможностью перемещения по настилу.9. Устройство по пп.1-8, отличающееся тем, что приводное средство выполнено с возможностью работы в прерывистом режиме.10. Устройство по пп.1-9, отличающееся тем, что устройство (5) поглощения энергии содержит средство (6) накопления энергии.11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что средство (6) накопления энергии является пневматическим или гидравлическим (29).12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что средство (6) накопления энергии содержит механическое средство накопления, например груз (17), маятник (20) или механическую пружину (7, 8, 11).13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что устройство (6) накопления энергии содержит электрическую аккумуляторную батарею (34).14. Способ содержания животных, отличающийся тем, что уход за животными осуществляют с использованием устройства по любому из пп.1-13.