Манипулятор к доильным аппаратам

Щ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Чувашский сельскохозяйственныйинститут и Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексныхпроблем машиностроения для животноводства и кормопроизводства(56) 1. Авторское свидет РР 791347, кл. А 01 3 7/002. Авторское свидетельпо заявке Р 2941435/15,кл, А 01 3 7/00, 13.06.80,(54) Г 57) 1. МАНИПУЛЯТОР К ДОИЛЬНЬМАППАРАТАМ, содержащий штангу с двумяшарнирно соединенными между собойзвеньями, одно из которых связано соштоком пневмоцилиндра, а на другомустановлены доильные стаканы, имеющие упругие сильфоны и датчик положения и связанные с первь 1 м и вторымлогическими блоками, коллектором икоммутатором, соединенным с генератором импульсов, коллектором и вторым логическим блоком, соединеннымс реле времени, которое подключенок датчику окончания доения, связанному с коллектором, при этом генератор импульсов подсоединен к первомулогическому блоку и к генераторулинейно нарастающего давления, соединенному с первым логическим блоком, который через задатчик вакуумасвязан с молокосборником, пневмотумблеры и пневмоклапаны, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения трудозатрат на обслуживание, он снабжен элементом ЗАПРЕТ, аодно из звеньев штанги выполнено ввиде параллелограммного механизмас исполнительным механизмом и пневмофиксатором, установленным с возможностью продольного перемещения.1113055 2, Манипулятор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что второй логический блок снабжен пневмоэлементом ЗАПРЕТ, нерегулируемым сопротивлением, пневмоклапаном с одной управляющей камерой и пневмотумблером, подключенным к первому входу пневмоэлемента ЗАПРЕТ, второй вход которого через нерегулируемое пневмо. сопротивление подключен к датчику окончания доения, а выходы пневмоэлемента ЗАПРЕТ соединены с пневмоклапаном с одной управляющей камерой, соединенной с пневмоцилиндром и пневматическим фиксатором. 3. Манипулятор по и. 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что коммутатор Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к доению животных.Известен манипулятор к доильным аппаратам, включающий тягу, состоящую из шарнирно соединенньгх между собой звеньев, одно из которых связано со штоком силового цилиндра, а дру гое - с подвесной частью доильного аппарата 11.Недостаток этого манипулятора большие трудозатраты на обслуживание.Наиболее близким к предлагаемому является манипулятор, содержащий15 штангу с двумя шарнирно соединенными между собой звеньями, одно из которых связано со штоком пневмоцилиндра, а на другом установлены доильные стаканы, имеюшие упругие сильфоны и датчик положения и связанные с первым и вторым логическими блоками, коллектором и коммутатором, соединен. ным с генератором импульсов, коллектором и вторым логическим блоком, соединенным с реле времени, которое подключено к датчику окончания доения, связанному с коллектором, при этом генератор импульсов подсоединен к первому логическому блоку и к гене. ратору линейно нарастающего давления соединенного с первым логическим блоснабжен пневмоэлементами ОТРИЦАНИЕи ИМПЛИКАЦИЯ, причем выход последнего соединен с пневмореле и реле, первый вход - с выходом пневмоэлемента ЗАПРЕТ, второй вход - с пневмотумблером, а третий вход - с выходом пневмоэлемента ОТРИЦАНИЕ первого логического блока, при этом выход пневмоэлемента ОТРИЦАНИЕ подключен к выходам пневмотумблеров манипулятора, связанных с пневмореле и коллектором, а его выход связан с датчиком окончания доения.4. Манипулятор по и. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что доильные стаканы установлены шарнирно с возможностью сложения в горизонтальной плоскости в одном направлении,ком, который через задатчик вакуумасвязан с молокосборником, пневмотумб -леры и пневмоклапаны 12 .Недостаток известного манипулятора - большие трудозатраты на обслуживание,Цель изобретения - снижение трудозатрат на обслуживание,Поставленная цель достигается тем,что манипулятор к доильным аппаратамснабжен элементом ЗАПРЕТ, а одно иззвеньев штанги выполнено в виде параллелограммного механизма с исполнительным механизмом и пневмофиксатором, установленным с возможностью продольного перемещения.Кроме того, второй логический блок снабжен пневмоэлементом ЗАПРЕТ, нерегулируемым сопротивлением, пневмоклапаном с одной управляющей камерой и пневмотумблером, подключенным к первому входу пневмоэлемента ЗАПРЕТ, второй вход которого через нерегулируемое пневмосопротивление подключен к датчику окончания доения, а выходы пневмоэлемента ЗАПРЕТ соединены с пневмоклапаном с одной управляющей камерой, соединенной с пневмоцилиндром и пневматическим фиксатором.Помимо этого, коммутатор снабжен пневмоэлементами ОТРИЦАНИЕ и ИМПЛИКАЦИЯ, причем выход последнего соединенс пневмореле и реле, первый вход -с выходом пневмоэлемента ЗАПРЕТ, второй вход - с пневмотумблером, а третий вход - с выходом пневмоэлементаОТРИЦАНИЕ первого логического блока,при этом выход пневмоэлемента ОТРИЦАНИЕ подключен к выходам пневмотумблеров манипулятора, связанных с пневмореле и коллектором, а его выход 10связан с датчиком окончания доения,Доильные стаканы установлены шарнирно с возможностью сложения в горизонтальной плоскости в одном направлении. 15На фиг. 1 показана конструкцияштанги, вид сбоку; на фиг. 2 - то же,вид сверху; на фиг. 3 - блок-схемауправления; на фиг. 4 - принципиальная схема управления; на фиг. 5 - 20исполнительныи механизм манипулятора; на фиг. 6 - элемент установкидоильных стаканов; на фиг. 7 - циклограмма,Автоматизированный манипулятор для механического доения коров включает штангу с первым звеном 1, выполненным в виде параллелограммного механизма с нижней и верхней планками 2 и 3, двумя пружинами 4 и 5, пневматическим фиксатором 6, осью 7, корпусом 8, нижним и верхним кронштейнами 9 и 10, шарнирно соединенными соответственно с нижней и верхней планками 2 и 3, взаимосвязанны ми стойкой 11, на которой шарнирно установлено второе звено 12 штанги с доильными стаканами, пневмотумблер 13, пневмоцилиндр 14, шток которого соединен шарнирно с тягой 15, уста новленной неподвижно на корпусе 8. Манипулятор также содержит исполнительный механизм в виде тросового привода 16 с тросом 17, роликом 18, упором 19, соединенным неподвижно 45 со стойкой 20 и стягивающей планкой 21, первый логический блок 22 соединенный с двухконтактнымн пневмоклапанами 23 и 24, с тремя управляющими камерами, пневмоэлементом 25 ИМПЛИ КАЦИЯ, пневмоэлементом 26 ОТРИЦАНИЕ, пневмоповторителем 27 с мощным выходом, задатчиком 28 давления и пневмосопротивлением 29, второй логический блок 30 с пневмотумблером 13., 55 пневмоэлементом 3 1 ЗАПРЕТ и двухконтгктным пневмоклапаном 32 с одной управляющей камерой, генератор 33 импульсов, генератор 34 линейно нарастающего давления, пневмоэлемент 35 ЗАПРЕТ, пневматическое реле 36 времени, коммутатор 37 с реле 38 и 39, пневмореле 40 - 47, пневмосопротивлениями 48 - 51, пневмоэлементом 52 ИМПЛИКАЦИЯ, пневмотумблерами 53 - 56 и пневмоэлементом 57 ОТРИЦАНИЕ, пневмотумблер 58 "Пуск", задатчик 59, вакуума, коллектор 60, датчик 61 окончания доения, доильный стакан 62 с сосковой резиной 63, датчиком 64 положения и упругим сильфоном 65, счетчик 66 количества выдоенного молока, молокопровод 67, молокосборник 68 и первое и второе звенья 69 и 70 штанги доильного стакана 62.Автоматизированный манипулятор работает следующим образом.Подвод доильных стаканов 62 к вымени коровы осуществляется вручную. Для установки их на требуемой высоте включается пневмотумблер 13, что позволяет сбросить давление воздуха в рабочей камере пневматического фиксатора 6. После установки доильных стаканов 62 на соответствующей высоте пневмотумблер 13 отключается. Отыскание взаимного расположения доильных стаканов 62 и сосков достигается вручную при свободном перемещении первого и второго звеньев 1 и 12 штан ги и штока пневмоцилиндра 14 в горизонтальной плоскости. В процессе доения высота установки манипулятора остается постоянной, и постоянство силы подпора доильных стаканов 62 на вымя коровы достигается за счет регулирования давления воздуха в упругих сильфонах 65.После совмещения доильных стаканов 62 и сосков включаются последовательно пневмотумблеры 53 - 56 выходы которых связаны с управляющими камерами пневмореле 40 - 43 и коллектора 60, Давление воздуха поочередно через пневмореле 40 - 47 и пневмосопротивления 48 - 51 поступает в чпрчгие сильфоны 65 четырех доильных стаканов 62, а низкий вакуум - в их подсосковые камеры. При достижениидавления воздуха до величины, при которой сила подпора доильного стакана 62 на вымя соответствует 8-10 Н, пневмореле 44 - 47 по команде датчика 64 положения исключают дальнейшее ее увеличение. Затем включается пнев; мотумблер 58 "Пуск", и давление воз 11 13055духа, проходя через пневмоэлемент 35 ЗАПРЕТ, подается в генератор 33 импульсов, который формирует такт наполнения цистерны соска новой порцией молока и такт извлечения молока 5из цистерны соска.При первом такте на выходе генератора 34 линейно нарастающего давления устанавливается нулевой сигнал,а при втором такте - непрерывное линейно нарастающее давление, образующее на сосковой резине 63 волну длявыдавливания молока из цистерны соска,Перед началом образования волны 15при такте извлечения в кольцевую камеру коммутатором 37 подается давление воздуха, равное по величине давлению воздуха в межстеночной камередоильного стакана 62. Настройка вели 20чины давления производится с помощьюзадатчика 28 давления через пневмоповторитель 27 с мощным выходом. Одновременно происходит стравливаниепорции воздуха из упругих сильфонов65 через нормально закрытое соплореле 39 и пневмосопротивление в вакуумную магистраль. Количество стравливаемого воздуха определяется расходной характеристикой пневмосопротивления,При такте наполнения на выходегенератора 33 импульсов появляетсяединичный сигнал, переключающий реле 39, пневмореле 44 - 47, двухконтактные пневмоклапаны 23 и 24 с тремя управляющими камерами и пневмоэлемент 26 ОТРИЦАНИЕ . При этом вновьпроисходит наполнение рабочих камерупругих сильфонов 65 давлением воздуха до величины, соответствующей8-10 Н, а в межстеночную и кольцевуюкамеры доильных стаканов 62 подаетсявысокий вакуум необходимый для ускорения процесса наполнения цистернысоска новой порцией молока. Послетакта наполнения появляется вновьтакт извлечения молока, и, таким образом, процесс доения продолжается.В конце процесса доения на выходе одатчика 61 окончания доения устанавливается единичный сигнал, которыйпоступает в управляющие камеры пневмоэлементов 31 и 35 ЗАПРЕТ и двухкон-.тактного пневмоклапана 32 с однойуправляющей камерой.На выходе пневмоэлемента 35 ЗАПРЕТ появляется "0", и генератор 33 импульсов прекращает свою работу.С появлением 0" на выходе пневмоэле. мента 25 И 1 ПЛИКАЦИЯ устанавливаетсяна выходе пневмоэлемента 26 ОТРИЦАНИЕ - "0", а на выходе пневмоэлемента 52 ИМПЛИКАЦИЯ - "1". В коль. цевые и межстеночные камеры доильных стаканов 62 подается высокий вакуум от первого логического блока 22, а давление в рабочей камере упругогосильфона 65 принимает отрицательнуюполярность и становится равным величине высокого вакуума. Это достигается за счет установки в управляющихкамерах реле 39 и пневмореле 44 - 47единичного сигнала. Происходит съемдоильных стаканов 62 с сосков. Дляисключения отсасывания атмосферного воздуха через коллектор 60 пневмоэлемент 57 ОТРИЦАНИЕ соединяет его управляющие камеры с атмосферой, и сопла под действием упругой силы резины закрываются заслонками. Одновременно переключаются пневмоэлемент 31 ЗАПРЕТ и двухконтактный пневмоклапан 32 с одной управляющей камерой, первый из которых соединяет управляющую камеру пневматического фиксатора 6 с атмосферой, а второй - управляющие камеры пневмоцилиндра 14 одностороннего действия плавающего типа с магистралью избыточного давления, Такое выполнение пневмоцилиндра 14 позволяет свести к минимуму силы трения с целью исключения возможного сбивания доильных стаканов 62 с сосков при свободном перемещении коровы в процессе доения. С расфиксацией пневматического фиксатора 6 доильные стаканы 62 совместно со штангой опускаются относительно корпуса 8 под действием силы тяжести, Таким образом происходит окончательное снятие доильных стаканов 62 с сосков вымени коровы.При перемещении штока пневмоцилиндра 14 начинает поворачиваться по ходу часовой стрелки вокруг оси 7 первое звено 1 штанги за счет шарнирной- взаимосвязи тяги 15 со штоком, В пре- делах заданного углапервое и второе звенья 1 и .12 штанги поворачиваются как одно целое, но при превышении угланачинается процесс сложения первого звена 1 штанги относительно второго звена 12 с помощью тросового привода. Для этого стягивающая планка 21 упирается в упор 19, и при дальнейшем повороте первого звена 1 штанги происходит поворот второго звена 12 против хода часовой стрелки за счет разматывания троса 17, один конец которого соединен с роликом 18 второго звена 12. При достижении углаперемещение первогоч и второго звеньев 1 и 12 штанги прекращается, что соответствует завершению процесса автоматического отвода доильных стаканов 62 в пассивное положение. Для перевода автоматизированного манипулятора из пассивного режима в активный выключается пневмотумблер 58 "Пуск".Количество выдоенного молока индивидуально от каждой коровы определяется счетчиком 66, установленным в герметичной камере между датчиком 6 1 окончания доения и молокосборником 68 доильной установки.Доильные стаканы 62 установлены на штангах с двумя звеньями 69 и 70, причем первое звено 69 относительно второго звена 70 складывается только в одном принятом направлении, позволяющем исключить помехи при установке доильных стаканов 62 в рабочее положение (фиг. 6) .Циклограмма (фиг, 5) работы автоматизированного манипулятора включает два такта 4 - наполнения и в извлечения. При такте наполнения в кольцевыхкамерах доильных стаканов 62 устанавливается высокий вакуум, в упругихсильфонах - непрерывное нелинейно 5 нарастающее давление, в межстеночныхкамерах - высокий вакуум, на выходегенератора 33 импульсов - единичныйсигнал, в подсосковых камерах - низкий вакуум. При такте извлечения вкольцевых камерах доильных стаканов62 устанавливается избыточное давление, в упругих сильфонах - непрерывное нелинейно убывающее давление, вмежстеночных камерах - непрерывноелинейно нарастающее давление, на выходе генератора 33 импульсов - нулевой сигнал, а в подсосковых камерах - низкий вакуум. В .конце процесса доения через время Ь в управляющей камере пневматического Фиксатора 6 устанавливается атмосферноедавление.По истечении времени М, в управляющие камеры пневмоцилйндра 14одностороннего действия подается избыточное давление. Условием нормального функционирования актоматизированного манипулятора является2 1ЗО Таким образом, предлагаемый манипулятор обеспечивает, снижение трудозатрат на обслуживание.113055 О О О ОФиг. 7Составитель Ф.Салов Редактор С.Лисина Техред Т,Маточка Корректор В.Синицкая Заказ 6478/3 Тираж 721 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4