挤奶系统的制作方法

本发明涉及挤奶系统。更具体地，描述了一种挤奶系统，该挤奶系统包括多个挤奶杯、多个排奶管、真空泵、奶罐、多个真空调节装置、多个真空压力传感器和处理设备。处理设备通信地连接到真空调节装置和真空压力传感器。处理设备被配置为连续地调节由相应真空调节装置提供给相应相关联的挤奶杯的入口真空压力水平，以便在挤奶过程期间在每个挤奶杯处实现期望的挤奶真空压力水平，而与动物的身份无关。

背景技术：

1、在奶牛场，通常通过将具有衬垫的挤奶杯附接到动物的每个乳头上，并且除了脉动真空之外还在乳头的尖端下方施加挤奶真空来从动物身上提取奶。因此，模仿了小牛的有节奏的吮吸，使得挤奶真空的吮吸被由脉动真空引起的衬垫的有节奏的运动(打开和关闭)打断。因此，乳头受到按摩，这刺激动物释放催产素，这又激活了排奶反射，导致在将第一个挤奶杯附接到第一个乳头上后释放乳腺泡奶约40秒-60秒。此外，通过施加按摩来防止乳头末端充血。

2、人们希望尽可能快地将奶从动物身上提取以便有效地使用挤奶装备并允许最大数量的动物被挤奶，同时避免由于过度的挤奶真空而对乳头造成伤害。

3、然而，动物乳头的奶流量通常不会在乳头之间均匀分布，由于不同的原因，例如遗传变异和/或乳头的大小/形状可能有偏差，使得乳头不太适合所使用的挤奶杯/衬垫(不管乳头的实际尺寸如何，通常在所有乳头上使用相同尺寸的挤奶杯/衬垫)。

4、不仅奶流量分布不均匀，而且在刺激相应乳头期间奶流量的增加率也不同。在挤奶过程期间，对于动物的所有乳头，每时间单位的奶流量可能是不同的。

5、已经观察到，至少有一些动物即使在挤奶真空急剧增加时，也不会以更高的奶流量释放奶，这就是为什么对这些动物来说增加对动物乳头施加的挤奶真空只会导致乳头暴露于高挤奶真空，而这可能会伤害乳头。

6、这些上述特征可以同时发生并相互加强，从而加剧了问题。

7、希望通过进一步的研究和开发来发展一种理念，从时间和效率方面改善奶的排出，同时确保和/或增强满意的乳头完整性。

技术实现思路

1、因此，本发明的一个目的是解决上述问题中的至少一些问题并改进挤奶系统中动物的挤奶。

2、根据本发明的第一方面，该目的通过一种挤奶系统实现。该挤奶系统包括多个挤奶杯，每个挤奶杯被配置为在挤奶过程的奶提取期间适配到动物的相应乳头上。该挤奶系统还包括多个排奶管，其中每个排奶管连接到相应挤奶杯。另外，挤奶系统包括真空泵，该真空泵被配置为在系统真空压力水平下产生系统真空压力，该系统真空压力可以被称为系统真空。另外，该挤奶系统还包括奶罐，该奶罐经由相应的所连接的排奶管连接到挤奶杯中的每个挤奶杯，并且还连接到真空泵。此外，挤奶系统包括多个真空调节装置，每个真空调节装置与一个挤奶杯相关联并且被配置为调节提供到相应挤奶杯的入口真空压力水平。此外，挤奶系统还包括多个真空压力传感器，每个真空压力传感器与一个挤奶杯相关联并且被配置为在挤奶过程期间测量在乳头中的一个乳头下方的相关联的挤奶杯中占主导的真空压力水平。

3、该挤奶系统包括处理设备。处理设备通信地连接到真空调节装置和真空压力传感器。

4、处理设备被配置为向每个真空调节装置生成相应的命令，以将入口真空压力水平设置为入口挤奶真空压力水平，并且将入口真空压力水平提供给与挤奶杯附接相关联的相关联的挤奶杯。此外，处理设备被配置为在挤奶过程期间重复地从相关联的挤奶杯的真空压力传感器获得在乳头中的一个乳头下方的相关联的挤奶杯中占主导的真空压力水平的测量结果。另外，处理设备还被配置为在挤奶过程期间重复地将所获得的真空压力水平的相应测量结果与期望的挤奶真空压力水平进行比较。处理设备被配置为基于所进行的比较，在挤奶过程期间重复地计算将由每个相应的真空调节装置提供给相关联的挤奶杯的入口真空压力水平的调节量，以便在相关联的挤奶杯中实现期望的挤奶真空压力水平。

5、处理设备另外被配置为在挤奶过程期间重复地向每个真空调节装置生成相应的命令，以根据分别计算的调节量来调节入口真空压力水平，从而在每个相应相关联的挤奶杯处实现期望的挤奶真空压力水平，该期望的挤奶真空压力水平是由乳头中的每个乳头下方的相应真空压力传感器测量的，而与动物的身份无关。

6、通过连续地测量每个动物乳头下方的挤奶杯中的相应真空压力水平，将该真空压力水平与期望的挤奶真空压力水平进行比较，并且基于所进行的比较来调节由真空调节装置提供的入口真空压力水平，每个挤奶杯中的相应真空压力水平被保持在期望的挤奶真空压力水平，而与真空调节装置和相应的挤奶杯之间的任何真空压力泄漏；和/或相应乳头的奶流量的任何变化无关。因此，确保了乳头的完整性，同时实现了挤奶杯的期望/高真空压力水平，对于具有高奶流量的乳头也是如此。

7、由此，通过使相应的入口真空压力水平适应于挤奶杯中的每个挤奶杯下方的真空压力水平的变化，奶提取得到了根本性改善。减少了挤奶站/挤奶机器人中的每个动物的总挤奶时间(与常规解决方案相比)，这使得该挤奶系统每个时间单位可以为更多的动物提供服务。然而，挤奶以温和的方式进行，从而消除或至少减少了由作用在乳头上的过大真空压力引起的动物的不适。过大真空压力可引起损伤，这又可导致乳房疾病，例如乳腺炎，这除了使个体动物遭受痛苦之外，还可能会对农场造成严重的经济后果。

8、在根据第一方面的挤奶系统的具体实施中，处理设备被配置为在挤奶过程期间重复地生成调节入口真空压力水平的命令，以便在每个相应相关联的挤奶杯处保持期望的挤奶真空压力水平基本上恒定，该期望的挤奶真空压力水平是在挤奶过程的至少大部分时间期间由乳头中的每个乳头下方的相应真空压力传感器测量的。

9、在根据第一方面的挤奶系统的另一具体实施中，处理设备被配置为估计在一定时间段期间由相应真空压力传感器测量的挤奶杯中的一个挤奶杯中的真空压力水平的相应最高测量结果和最低测量结果之间的差值。处理设备还被配置为在估计的差值小于阈值极限的情况下，将期望的挤奶真空压力水平临时设置为针对该挤奶杯的高流量挤奶真空压力水平。

10、当挤奶杯中的真空压力水平在该时间段内相当恒定(即，低于阈值极限)时，如由真空压力传感器至少在该时间段内的两个不同时刻所测量的，这被解释为动物的乳头的奶流量已经在最大奶流量峰值处或附近达到平稳阶段。因此，挤奶杯的期望真空压力水平可以增加到高流量挤奶真空压力水平，而没有使动物乳头暴露于过大真空压力的风险。

11、当乳头的奶流量非常高/在最大奶流量水平附近时增加挤奶杯中的真空压力水平的优点在于，挤奶过程可以比根据先前已知的解决方案或者当保持恒定时更早地终止，这就是相同的挤奶装备每时间单位可以服务更多动物的原因。农场主可以招募更多的动物到农场而不必投资新的挤奶装备，从而增加农场的总产奶量。

12、在根据第一方面的挤奶系统的具体实施中，处理设备被配置为在挤奶过程期间重复地向与附接到相应乳头的每个挤奶杯相关联的真空调节装置生成相应的命令，以增加或降低要提供到挤奶杯的入口真空压力水平。

13、该真空调节装置因此被配置为：当从真空压力传感器获得的乳头下方的挤奶杯中的最近获得的真空压力水平低于乳头下方的挤奶杯中的期望的挤奶真空压力水平时，利用调节量来增加要提供给挤奶杯的入口真空压力水平；或者当从真空压力传感器获得的乳头下方的挤奶杯中的最近获得的真空压力水平超过乳头下方的挤奶杯中的期望的挤奶真空压力水平时，利用调节量来降低要提供给挤奶杯的入口真空压力水平。

14、通过能够频繁地测量每个挤奶杯的真空压力水平，实现对当前/瞬时真空压力的更好控制。然后，可以经由与挤奶杯相关联的真空调节装置对所施加的入口真空压力水平进行连续地调整。因此，可以为每个挤奶杯提供适当的入口真空压力水平，从而在挤奶杯中产生期望的真空水平，以便高效地挤奶，同时避免真空对乳头造成的损坏或刺激。

15、在根据第一方面的第一具体实施的挤奶系统的又一具体实施中，调节量的大小可以与由相应真空压力传感器测量并从相应真空压力传感器获得的最近获得的真空压力水平和先前获得的真空压力水平之间的差值成比例。

16、通过指示真空调节装置以可与检测到的测量结果之间的差值成比例的步长改变入口真空压力水平，通过在每个相应乳头下方的挤奶杯中保持基本上恒定的真空压力水平，避免了不适当的真空压力水平施加到挤奶杯。

17、在根据第一方面的挤奶系统的另一具体实施中，或其任何具体实施中，处理设备被配置为：向至少一个真空调节装置生成相应的命令，以在估计挤奶过程接近结束时降低对应挤奶杯处的入口真空压力水平。

18、通过在接近挤奶过程结束时降低入口真空压力水平，乳头下方的挤奶杯中的真空压力水平降低，这有利于挤奶杯取出。

19、在根据第一方面的挤奶系统的另一具体实施中，或其任何具体实施中，真空调节装置包括相应的真空调节器和阀设备。

20、在根据第一方面的挤奶系统的另一具体实施中，或其任何具体实施中，真空调节装置包括具有通道的可操作阀，其中该阀布置在排奶管中，并且在挤奶过程期间提取的奶经过通道。

21、因此，具体说明了真空调节装置的实施方案，其中可以基于电控制信号由螺线管调节可操作阀。

22、在根据第一方面的挤奶系统的另一具体实施中，或其任何具体实施中，处理设备被配置为检测挤奶杯将被附接到动物的乳头上。此外，处理设备被配置为向每个真空调节装置生成相应的命令，以将入口真空压力水平设置为入口附接真空压力水平并且将入口真空压力水平提供给与挤奶杯附接相关联的相关联的挤奶杯，其中入口附接真空压力水平表示比入口挤奶真空压力水平更小的负压。

23、通过在附接挤奶杯时提供比挤奶真空压力水平更低(即，涉及更小的负压)的专用入口附接真空压力，有利于挤奶杯的附接。

24、在根据第一方面的挤奶系统的另一具体实施中，或其任何具体实施中，由真空压力传感器测量的允许在乳头中的任一个乳头下方的挤奶杯中的任一个挤奶杯中占主导的最大允许真空压力水平在35kpa至55kpa的区间内，优选地在44kpa至49kpa的区间内。

25、由此避免了在乳头的奶流量与所施加的真空压力不对应的情况下，任何乳头暴露于过大真空压力。因此，确保了对动物乳头的温和处理，还能够施加适应乳头容量的有效真空压力，这改善并精简了挤奶过程，因为奶由此在短时间内被提取，同时不会损害动物乳头的完整性。

26、在根据第一方面的挤奶系统的又一具体实施中，或其任何具体实施中，真空压力传感器被配置为以每秒基本上10-1000次测量、优选地每秒100-1000次测量来测量在相应乳头下方的每个挤奶杯处占主导的真空压力水平。

27、越频繁地测量挤奶杯中的真空压力水平，就可以对所施加的真空压力水平进行越精确的微调，以便在与较早的挤奶过程相比和/或在不同的乳头和/或动物之间动物的奶流量存在偏差时也能实现期望的真空压力水平。

28、在根据第一方面的挤奶系统的又一具体实施中，或其任何具体实施中，该处理设备被配置为基于从相应的相关联真空压力传感器获得的预先确定数量的最近真空压力水平，计算相应乳头下方的每个挤奶杯处占主导的真空压力水平的滚动平均值。另外，与期望的挤奶真空压力水平的比较是利用所计算的真空压力水平的滚动平均值来进行的。

29、所计算的(例如最近5个或10个)测量的真空压力水平的滚动平均值消除了测量结果中的任意波动，使得与期望真空压力水平的比较更可靠和稳定。

30、在根据第一方面的挤奶系统的又一具体实施中，或其任何具体实施中，由真空泵产生的、在奶罐中占主导的系统真空压力在挤奶过程的大部分时间期间被保持为基本上恒定。

31、因此，提供了具有时效性且对乳头友好的奶提取方法。

32、其他优点和附加新颖特征将通过后续详细描述变得显而易见。