ИСКУССТВЕННОЕ ВЫМЯ Российский патент 2008 года по МПК G09B9/00 A01J7/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к искусственному вымени в составе тренажера для подготовки операторов машинного доения.

Известен имитатор вымени коровы, содержащий чашеобразный корпус с четырьмя эластичными сосками и систему управления и контроля, включающую блоки питания, контроля параметров внешнего воздействия на вымя с датчиками этих параметров, имитации тонуса сфинктера соска, внутривыменного давления, припуска молока и реакции коровы на физический параметр внешнего биообъекта (Патент РФ №2099938, кл. A01J 7/00, G09B 9/00, G09B 23/28, G09B 23/36, 1997).

Наиболее близким по функциональному назначению подходит муляж вымени, содержащий чашевидный корпус с сосками и емкость для жидкости, электромагнитные клапана, контактные пары (Патент РФ №2101769, кл. G09B 9/00, A01J 7/00, 1998).

Однако имеющиеся приспособления имеют недостатки: неполная имитация упругости, интенсивности молокоотдачи, продуктивности; исключается возможность применения современных технических систем управления и контроля устройством.

Задачей изобретения является повышение точности имитации физиологических и аналитических особенностей вымени коровы и применение современных технических систем управления и контроля устройством.

Сущность изобретения: искусственное вымя содержит блок задания исходных условий, блоки задания управляющих воздействий температурой вымени, жидкостью, имитирующей молоко, блоки управления объемом циркулирующей жидкости в корпусе вымени, температурой циркулирующей жидкости в корпусе вымени, циркуляцией жидкости в корпусе вымени, охлаждением циркулирующей жидкости в корпусе вымени, объемом жидкости, имитирующей молоко, температурой жидкости, имитирующей молоко, подачей жидкости, имитирующей молоко в вымени, блок контроля качества массажа, а также емкость с жидкостью, имитирующей молоко, емкость с жидкостью для поддержания требуемой температуры вымени, центробежный насос, нагревательные элементы, реле, датчики уровня, датчики температуры, причем в межстенном пространстве корпуса вымени циркулирует жидкость для создания определенной "упругости" вымени, посредством изменения упругости резины, из которой изготовлено вымя, при изменении ее температуры.

На фиг.1 приведена структурная схема искусственного вымени; на фиг.2 - функциональная схема искусственного вымени.

Устройство (фиг.1) содержит блок 1 задания исходных условий, блок 2 задания управляющих воздействий температурой вымени, блок 3 задания управляющих воздействий жидкостью, имитирующей молоко, блок 4 управления объемом циркулирующей жидкости в корпусе вымени, блок 5 управления температурой циркулирующей жидкости в корпусе вымени, блок 6 управления циркуляцией жидкости в корпусе вымени, блок 7 управления охлаждением циркулирующей жидкости в корпусе вымени, блок 8 управления объемом жидкости, имитирующей молоко, блок 9 управления температурой жидкости, имитирующей молоко, блок 10 управления подачей жидкости, имитирующей молоко в вымени, блок 11 контроля качества массажа. При этом выходы блока 1 задания исходных условий соединены с входами блоков 2 задания управляющих воздействий температурой вымени, 3 задания управляющих воздействий жидкостью, имитирующей молоко и 11 контроля качества массажа, а также выход блока 11 контроля качества массажа соединен с входом блока 3 задания управляющих воздействий жидкостью, имитирующей молоко. Выходы блока 2 задания управляющих воздействий температурой вымени соединены с входами блоков 4 управления объемом циркулирующей жидкости в корпусе вымени и 5 управления температурой циркулирующей жидкости в корпусе вымени, выходы блока 5 управления температурой циркулирующей жидкости в корпусе вымени соединены с входами блоков 6 управления циркуляцией жидкости в корпусе вымени и 7 управления охлаждением циркулирующей жидкости в корпусе вымени, блоки 6 управления циркуляцией жидкости в корпусе вымени и 7 управления охлаждением циркулирующей жидкости в корпусе вымени связаны между собой. Выходы блока 3 задания управляющих воздействий жидкостью, имитирующей молоко, соединены с входами блоков 8 управления объемом жидкости, имитирующей молоко, 9 управления температурой жидкости, имитирующей молоко, 10 управления подачей жидкости, имитирующей молоко в вымени. Блоки управления и контроля искусственного вымени реализованы на основе физической модели комплекса оборудования применительно, в частности, к искусственному вымени (см. фиг.2).

Функциональная схема искусственного вымени содержит (фиг.2) общий резервуар 12, разделенный на две части, емкость 13 с жидкостью, имитирующей молоко, емкость 14 с жидкостью для поддержания требуемой температуры вымени, корпус вымени 15, выполненный из нескольких слоев резины и в межстенном пространстве которого циркулирует жидкость, электромагнитные клапаны 16-17 (перепускающие жидкость из общего резервуара в емкость с жидкостью, имитирующей молоко, емкость с жидкостью для поддержания требуемой температуры вымени), центробежный насос 18, электромагнитный клапан 19 трубопровода для охлаждения циркулирующей жидкости в вымени, электромагнитный клапан 20 прямого трубопровода подачи циркулирующей жидкости в вымя, источник питания 21, электромагнитный клапан 22, регулирующий подачу жидкости, имитирующей молоко, в вымя, реле 23 нагревательного элемента жидкости, циркулирующей в вымени, реле 24 нагревательного элемента жидкости, имитирующей молоко, датчики 25 уровня в емкости с жидкостью, имитирующей молоко, датчик 26 уровня в емкости с жидкостью для поддержания требуемой температуры вымени, датчики 27-28 температуры жидкостей (имитирующих молоко, циркулирующих в вымени), нагревательные элементы 29, 30, соски 31, контактные пары 32, 33, 34.

Устройство работает следующим образом.

В блоке 1 программируются исходные условия, т.е. выбирается корова, характеризующаяся индивидуальными физиологическими особенностями: упругостью, интенсивностью молокоотдачи и продуктивностью. От блока 1 данные передаются к блокам управления 2, 3 и 11. От блока 2 данные передаются к блокам управления 4, 5, 6 и 7. Блок 4, управляющий электромагнитным клапаном 17 и получающий сигналы от датчика уровня 26, выполнен с возможностью осуществления наполнения емкости 14 жидкостью и регулирующий ее объем. Блок 5 управления источником питания 21, реле 23 нагревательного элемента 29 и получающий сигнал от датчика температуры 28, осуществляет нагревание жидкости, циркулирующей в межстенном пространстве корпуса вымени и поддерживающий температуру, необходимую для создания определенной "упругости" вымени, посредством изменения упругости резины, из которой изготовлено вымя, при изменении ее температуры. Блок 6 управления электромагнитным клапаном прямого трубопровода подачи циркулирующей жидкости в корпус вымени и центробежным насосом 18, обеспечивающий циркуляцию жидкости в корпусе вымени. Блок 7 управления электромагнитными клапанами 17 и 19 выполнен с возможностью осуществления охлаждения жидкости, циркулирующей в корпусе вымени. Блок 11, получающий данные о качестве выполнения массажа от контактных пар, т.е. по количеству замкнутых контактных пар 32 наружного, 33 среднего и 34 внутреннего слоев, которые замыкаются при поглаживании, растирании и разминании вымени. Блок 11, сравнивающий полученные данные выполнения массажа с исходными и передающий блоку 3 задания управляющих воздействий жидкостью, имитирующей молоко. От блока 3 данные передаются к блокам управления 8, 9 и 10. Блок 8, управляющий электромагнитным клапаном 16 и получающий сигналы от датчика уровня 25, выполнен с возможностью осуществления наполнения емкости 13 жидкостью, имитирующей молоко, позволяющий осуществить имитацию продуктивности. Блок 9, управляющий источником питания 21, реле 24 нагревательного элемента 30 и получающий сигнал от датчика температуры 27, выполнен с возможностью осуществления нагревания жидкости, имитирующей молоко и поддерживающий ее температуру в интервале, соответствующем физиологическому состоянию животного. Блок 10, управляющий электромагнитным клапаном 22, осуществляющий подачу жидкости, имитирующей молоко в вымя и регулирующий "интенсивность молокоотдачи", в зависимости от количества замкнутых контактных пар, т.е. при замыкании контактных пар 32 наружного слоя интенсивность молокоотдачи составляет 0,8 кг/мин, 33 среднего слоя 1,0 кг/мин и 34 внутреннего слоя 1,2 кг/мин.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к искусственному вымени в составе тренажера для подготовки операторов машинного доения. Искусственное вымя включает чашевидный корпус с сосками, емкость для жидкости, электромагнитные клапаны, контактные пары. Оно также снабжено блоком задания исходных условий, характеризующих свойства вымени, выходы которого соединены с входом блока задания управляющих воздействий температурой вымени. Выходы блока задания управляющих воздействий температурой вымени соединены с входами блоков управления объемом и температурой циркулирующей жидкости в корпусе вымени. Выходы последнего соединения с входами связанных между собой блоков управления циркуляцией и охлаждением циркулирующей жидкости, блоком контроля качества массажа, выходы которого соединены с входом блока задания управляющих воздействий жидкостью, имитирующей молоко, а его выходы соединены с входами блоков управления объемом, температурой жидкости, имитирующей молоко, и подачей жидкости, имитирующей молоко, в вымя. Блоки управления, посылающие сигналы источнику питания, электромагнитному клапану, регулирующему подачу жидкости, имитирующей молоко, в вымя, электромагнитным клапаном трубопровода подачи и охлаждения циркулирующей жидкости в вымя, центробежному насосу и получающие сигналы датчиков уровня в емкости с жидкостью, имитирующей молоко, и для поддержания требуемой температуры вымени, датчиков уровня и температуры выполнены с возможностью осуществления и регулирования работы искусственного вымени в соответствии с исходными условиями. Использование изобретения позволит повысить точность имитации физиологических и аналитических особенностей вымени коровы. 2 ил.

Искусственное вымя, включающее чашевидный корпус с сосками, емкость для жидкости, электромагнитные клапаны, контактные пары, отличающееся тем, что оно снабжено блоком задания исходных условий, характеризующих свойства вымени, выходы которого соединены с входом блока задания управляющих воздействий температурой вымени, при этом его выходы соединены с входами блоков управления объемом и температурой циркулирующей жидкости в корпусе вымени, а выходы последнего соединены с входами связанных между собой блоков управления циркуляцией и охлаждением циркулирующей жидкости, блоком контроля качества массажа, выходы которого соединены с входом блока задания управляющих воздействий жидкостью, имитирующей молоко, а его выходы соединены с входами блоков управления объемом, температурой жидкости, имитирующей молоко, и подачей жидкости, имитирующей молоко, и вымя, при этом блоки управления, посылающие сигналы источнику питания, электромагнитному клапану, регулирующему подачу жидкости, имитирующей молоко, в вымя, электромагнитным клапаном трубопровода подачи и охлаждения циркулирующей жидкости в вымя, центробежному насосу и получающие сигналы датчиков уровня в емкости с жидкостью, имитирующей молоко, и для поддержания требуемой температуры вымени, датчиков уровня и температуры выполнены с возможностью осуществления и регулирования работы искусственного вымени в соответствии с исходными условиями.