СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ РЕФЛЕКСА МОЛОКООТДАЧИ ЖИВОТНЫХ ПРИ МАШИННОМ ДОЕНИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК A01J5/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к животноводству, в частности к способам стимуляции рефлекса молокоотдачи крупного рогатого скота при машинном доении, для повышения молочной продуктивности.

Известен способ стимуляции рефлекса молокоотдачи при машинном доении, включающий наложение на молочную железу электродов и воздействие электростимулятором. Электроды накладывают на точки акупунктуры ян-мин, наиболее продуктивных долей вымени (SU 1547827, A61N 1/36, 1990 г.).

Недостатком известного способа является то, что для его осуществления в дополнение к доильному аппарату необходима дополнительная аппаратура, например электростимулятор типа ЧЭНС, что усложняет и удорожает процесс стимуляции и неудобно для применения на ферме.

Известен способ стимуляции рефлекса молокоотдачи (RU 2226342, кл. A01J 7/00, 2004 г.), включающий физическое воздействием на рецепторное поле животного вибровозбуждением на частотах биомеханического резонанса. Вибровозбуждение осуществляется модулированным по частоте, амплитуде и импульсу. Время непрерывного вибровозбуждения и величина давления составляют не более 5 с и 2 г/мм² соответственно на частоте 100-120 Гц или кратной.

Наиболее близким к заявляемому способу относится способ стимуляции функций молочных желез животных (SU 1419619, кл. A01J 7/00, A01J 5/00, 1988 г.), включающий периодическое импульсное электрическое воздействие частотой 50 Гц на рефлекторные зоны в сосковой области вымени в процессе машинного доения. Один из эклектических импульсов подают на пару электродов, один из которых устанавливают на правом соске передней доли вымени, а другой - на левом соске задней доли вымени, а следующий за ним электрический импульс подают на другую пару электродов, один из которых устанавливают на левом соске передней доли вымени, а другой на правом соске задней доли вымени, при этом амплитуду электрических импульсов устанавливают в диапазоне 10-50 мкА.

Известные способы являются недостаточно эффективными, и стимуляция рефлекса не обеспечивает высокий надой у коров.

Известно устройство для стимуляции функций молочных желез животного (SU 1329692, кл. A01J 7/00, 1987 г.), содержащее доильный стакан с гильзой, сосковой резиной и пару электродов, подключенных к электростимулятору. Устройство снабжено насадкой в виде корпуса, охватывающего опорное кольцо, подпружиненного относительно него и установленного с возможностью перемещения вдоль оси сосковой резины, при этом на боковой поверхности корпуса выполнены вертикальные направляющие пазы. Верхняя часть опорного кольца имеет ограничители, расположенные в направляющих пазах, а нижняя его часть жестко связана с верхней частью сосковой резины, причем электроды установлены на верхней части корпуса диаметрально противоположно, один из них закреплен на корпусе, а другой подпружинен с возможностью перемещения по радиусу верхней части корпуса.

Недостатком известного устройства является его сложность в изготовлении и неудобство при использовании.

Известно устройство для стимуляции молочных желез первотелок при машинном доении (RU 2190324, кл. A01J 7/00, 2002 г.), включающее высокочастотный генератор и электроды, доильный стакан, состоящий из подсосковой и межстенной камер и сосковой резины, посредством которой доильный стакан крепится на соске вымени животного. Устройство также имеет последовательно соединенные датчик давления, генератор прямоугольных импульсов, формирователь колоколообразной огибающей, амплитудный модулятор, усилитель однополярных импульсов, соединенный с одним из электродов, выполненным в виде плоского диска с осевым отверстием из токопроводящей резины и расположенным на сосковой резине в месте соприкосновения с телом животного, причем датчик давления расположен на внутренней поверхности подсосковой камеры, при этом высокочастотный генератор включен на выход формирователя колоколообразной огибающей и на вход амплитудного модулятора, а другой электрод расположен на основании вымени.

Известное устройство - сложное и недостаточно эффективное при стимуляции молочных желез.

Прототипом устройства является устройство для стимуляции функций молочных желез животных, содержащее электроды, совмещенные с доильным стаканом, схему управления, соединенную с первыми электродами каждой пары электродов, генератор импульсов, связанный со схемой управления и блоком индикации, блок питания, подключенный к схеме управления, при этом схема управления выполнена в виде двух позиционных переключателей, переключающих контакты, подключенные к соответствующим выводам токоограничивающих сопротивлений, вторые выводы объединены и связаны с соответствующими первыми электродами из каждой пары электродов, а генератор импульсов выполнен в виде двух транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером, параллельно эмиттерно-базовым переходам которых включены соответствующие диоды, а коллектор каждого из транзисторов связан посредством нагрузочного сопротивления и защитного диода с первым выходом блока питания, второй выход которого подключен к эмиттерам транзисторов импульсного генератора и посредством встречно включенных стабилизаторов и добавочного сопротивления - к первому входу блока питания, кроме того, точка соединения стабилитронов с добавочным сопротивлением подключена к вторым электродам каждой пары электродов.

Недостатком прототипа является невысокая стимуляция желез животного и, как следствие, невысокая молокоотдача при машинном доении.

Задачей изобретения является уменьшение времени реакции и усиление эффективности проведения нервного импульса к гипофизу животного.

Техническим результатом изобретения является повышение стимуляция рефлекса молокоотдачи при машинном доении.

Поставленная задача и, как следствие, указанный технический результат достигаются тем, что в способе стимуляции рефлекса молокоотдачи животных при машинном доении, включающем периодическое импульсное электрическое воздействие через электроды на рефлекторные зоны в сосковой области вымени, согласно изобретению электроды накладывают с латеральной и медиальной сторон вымени, причем на латеральную сторону вымени накладывают активный электрод с отрицательным импульсом тока, а на медиальную - пассивный электрод с положительным импульсом тока, импульсное электрическое воздействие на рефлекторные зоны осуществляют пачкой импульсов количеством от 4 до 8, плотностью тока 104-110 мкА/см², с частотой 400-800 Гц, соотношение длительности воздействия импульса к продолжительности паузы относится как 6 к 4.

Способ реализуется в устройстве для стимуляции рефлекса молокоотдачи животных при машинном доении, включающем электроды, совмещенные с доильным стаканом, схему управления, генератор импульсов, связанный со схемой управления и блоком индикации, блок питания, подключенный к схеме управления. Согласно изобретению активные и пассивные электроды расположены на диаметрально противоположных сторонах с внутренней стороны доильных стаканов, при этом активные электроды с отрицательным импульсом расположены со стороны воздействия на латеральную сторону вымени, а пассивные электроды с положительным импульсом расположены со стороны воздействия на медиальную сторону вымени, кроме того, в схему управления дополнительно подключен сенсорный блок, связанный с электродами, входы блока связаны с выходом генератора формирователя стимулирующего сигнала и ключом управления сигнала, а выход - с входом блок управления.

Кроме того, целесообразно площадь каждого электрода выполнять 0,95-1,00 см².

Наложение активных и пассивных электродов с латеральной и медиальной сторон вымени, где активный электрод с отрицательным импульсом тока, а пассивный электрод с положительным импульсом тока, создают благоприятные условия для стимуляции, т.к. расположение электродов именно с латеральной и медиальной стороны связано с местами нахождения наиболее чувствительных (рефлекторных) зон, образованных при естественной тактильной стимуляции губами теленка в процессе сосания.

Воздействие на рефлекторные зоны пачкой импульсов позволяет осуществлять синхронное возбуждение рецепторов алгоритмом, наиболее близким к естественному процессу возникновения возбуждающего рецепторного импульса.

Количество импульсов в пачке определено опытным путем и составляет от 4 до 8. Если в пачке будет меньше 4 импульсов, количество электричества будет недостаточно для возникновения необходимой гарантированной генерации потенциала действия на нервную ткань для проведения сигнала стимуляции до гипофиза, а если больше 8, то это приведет к снижению эффективности возбуждения нерва за счет возрастания эффекта поляризации нервной ткани и, как следствие, повышения критического уровня деполяризации (КУД), приводящего к противодействию ткани стимуляции.

Плотность тока и частота также выбраны экспериментальным путем. При этом, если плотность тока будет меньше 104 мкА/см², а частота меньше 400 Гц, то этого количества электричества будет недостаточно для адекватного возбуждения нервных волокон рецепторов, а если больше 110 мкА/см², а частота больше 800 Гц, то такое количество электричества вызывает болевые ощущения у животного в месте подведения тока, что приведет к резкому снижению продуктивности молокоотдачи. Соотношение длительности воздействия импульса к продолжительности паузы должно относиться как 6:4, т.к. в противном случае произойдет неполное наполнение альвеол молоком и произойдет снижение молокоотдачи.

Включение в схему управления сенсорного блока, связанного с электродами, позволяет включить работу стимулятора одновременно с надеванием одного из доильных стаканов на сосок вымени и начать стимуляцию автоматически. Выполнение каждого электрода площадью электрического контакта с соском вымени 0,95-1,00 см² позволяет обеспечить необходимую плотность тока для надежной стимуляции. При этом, если площадь будет меньше, то плотность тока будет меньше 104 мкА/см², а если больше, то плотность тока будет больше 110 мкА/см².

Способ стимуляции рефлекса молокоотдачи животных при машинном доении и устройство для осуществления этого способа поясняются чертежами, где на фиг.1 представлена схема наложения электродов на рефлекторные зоны вымени; на фиг.2 - схема подключения блока управления к доильным стаканам; на фиг.3 - диаграмма соотношения длительности стимуляции и продолжительности паузы воздействия импульса.

Устройство для стимуляции рефлекса молокоотдачи животных при машинном доении включает активные электроды 1 с отрицательным импульсом и пассивные электроды 2 с положительным импульсом. Площадь контактной поверхности электродов 1 и 2 равна 0,95-1,00 см². Электроды 1 и 2 совмещены с доильным стаканом 3 и расположены с внутренней его стороны. Схема управления импульсом на электроды 1 и 2 включает управляемый блок 4 питания, выход которого связан с входом блока индикации 5 и входом генератора 6 формирователя стимулирующего сигнала. Выходы генератора 6 в свою очередь связаны с входом ключа 7 управления и входом сенсорного блока 8, выходы которого соединены с электродами 1 и блоком 9 управления. Выходы блока 9 управления связаны с входом ключа 7 управления и входом управляемого блока 4 питания.

Способ стимуляции вымени животного осуществляют следующим образом. Устройство работает в двух режимах: пауза (ждущий режим) и режим стимуляции. В режиме паузы идет минимальное потребление тока. Соски вымени отсутствуют во всех стаканах 3. Отсутствует и ток в электродах 1 и 2. Выключены блок индикации 5 и генератор-формирователь 6 стимулирующего сигнала. Ключ 7 управления подключает подпирающее напряжение между электродами 1 и 2. Блок управления 6 блокирует работу управляемого блока 4 питания, и напряжение питания не поступает на блок индикации 5 и генератор-формирователь 6 стимулирующего сигнала.

В режиме стимуляции стаканы 3 устанавливают на вымени животного так, чтобы активный электрод 1 с отрицательным импульсом тока располагался с латеральной стороны вымени, а пассивный электрод 2 - с положительным импульсом тока - с медиальной стороны вымени. Как только в любом из стаканов 3 появился хотя бы один сосок, цепь между электродами 1 и 2 замыкается через электрическое сопротивление соска. Резистивно-сенсорный блок 8 выдает сигнал блоку управления 6 и блоку 4 управления питания, который подает напряжение питания на блок 5 индикации. Блок 5 индикации включает световой индикатор работы стимулятора. Одновременно подается напряжение питания на генератор-формирователь 6 стимулирующего сигнала плотностью тока 104-110 мкА/см² с частотой 400-800 Гц, который через ключ 7 управления отключает подпирающее напряжение между электродами 1 и 2 и подключает стимулирующий сигнал пачкой от 4 до 8 импульсов импульсного электрического воздействия на рефлекторные зоны между электродами 1 и 2 на всех доильных стаканах 3. Начинается стимуляция рефлекса молокоотдачи с одновременным процессом доения. Соотношение длительности воздействия импульса к продолжительности паузы составляет как 6 к 4. При окончании процесса доения одновременно со снятием стаканов 3 с сосков вымени устройство автоматически переходит в ждущий режим.

Алгоритм осуществления способа стимуляции (фиг.3), где верхняя диаграмма - это эпюра подводимого вакуума - P, соответствующая режиму сосания, по времени это 60% от полного цикла доения. Одновременно, с подключением вакуума, включаются импульсы стимулирующего тока - I, плотностью 104-110 мкА/см² и частотой 400-800 Гц. После этого следует пауза-отдых, которая составляет 40% от полного цикла доения. Затем весь цикл повторяется до окончания доения.

На данный момент есть действующие опытные образцы, а устройство находится в стадии серийного производства.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Для стимуляции рефлекса молокоотдачи животных при машинном доении производят периодическое импульсное электрическое воздействие через электроды на рефлекторные зоны в сосковой области вымени. Электроды накладывают с латеральной и медиальной сторон вымени. На латеральную сторону вымени накладывают активный электрод с отрицательным импульсом тока, а на медиальную - пассивный электрод с положительным импульсом тока. Импульсное электрическое воздействие на рефлекторные зоны осуществляют пачкой импульсов количеством от 4 до 8, плотностью тока 104-110 мкА/см² с частотой 400-800 Гц, соотношение длительности воздействия импульса к продолжительности паузы относится как 6:4. Устройство для стимуляции рефлекса молокоотдачи животных содержит электроды, совмещенные с доильным стаканом, схему управления, генератор импульсов, связанный со схемой управления и блоком индикации, блок питания, подключенный к схеме управления. Активные и пассивные электроды расположены на диаметрально противоположных сторонах с внутренней стороны доильных стаканов. Активные электроды с отрицательным импульсом расположены со стороны воздействия на латеральную сторону вымени. Пассивные электроды с положительным импульсом расположены со стороны воздействия на медиальную сторону вымени. В схему управления дополнительно подключен сенсорный блок, связанный с электродами. Входы блока связаны с выходом генератора формирователя стимулирующего сигнала и ключом управления сигнала, а выход - с входом блока управления. Изобретение обеспечивает повышение рефлекса молокоотдачи при машинном доении. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ стимуляции рефлекса молокоотдачи животных при машинном доении, включающий периодическое импульсное электрическое воздействие через электроды на рефлекторные зоны в сосковой области вымени, отличающийся тем, что электроды накладывают с латеральной и медиальной сторон вымени, причем на латеральную сторону вымени накладывают активный электрод с отрицательным импульсом тока, а на медиальную - пассивный электрод с положительным импульсом тока, импульсное электрическое воздействие на рефлекторные зоны осуществляют пачкой импульсов количеством от 4 до 8, плотностью тока 104-110 мкА/см² с частотой 400-800 Гц, соотношение длительности воздействия импульса к продолжительности паузы относится как 6:4.

2. Устройство для стимуляции рефлекса молокоотдачи животных при машинном доении, включающее электроды, совмещенные с доильным стаканом, схему управления, генератор импульсов, связанный со схемой управления и блоком индикации, блок питания, подключенный к схеме управления, отличающееся тем, что активные и пассивные электроды расположены на диаметрально противоположных сторонах с внутренней стороны доильных стаканов, при этом активные электроды с отрицательным импульсом расположены со стороны воздействия на латеральную сторону вымени, а пассивные электроды с положительным импульсом расположены со стороны воздействия на медиальную сторону вымени, кроме того, в схему управления дополнительно подключен сенсорный блок, связанный с электродами, входы блока связаны с выходом генератора формирователя стимулирующего сигнала и ключом управления сигнала, а выход - с входом блока управления.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что площадь каждого электрода равна 0,95-1,00 см².