[發(fā)明專利]擠奶機(jī)器人和擠奶裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180027110.1
• 申請(qǐng)日: 2011-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN102933355A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈恩·埃瑞克·安德松;托馬斯·阿克塞爾松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 利拉伐控股有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/10
• 分類號(hào): B25J9/10;A01J5/017
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 張紅霞;王誠(chéng)華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于操縱擠奶機(jī)的奶杯和用于在擠奶之前清潔動(dòng)物的奶頭的清潔杯的擠奶機(jī)器人。擠奶機(jī)器人特別地被配置為將清潔杯和/或奶杯附接到動(dòng)物的奶頭。更準(zhǔn)確而言，本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的擠奶機(jī)器人。本發(fā)明還涉及一種擠奶裝置。

背景技術(shù)

在制造行業(yè)使用工業(yè)機(jī)器人是已知的。使用如同所謂擠奶機(jī)器人那樣與動(dòng)物的擠奶有關(guān)的工業(yè)機(jī)器人也是已知的，例如參見EP-A-900522。

根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN?ISO?10218-1:2008，工業(yè)機(jī)器人為自動(dòng)控制的能再編程(在三個(gè)或更多軸上能編程)的多用途操縱器，其用于工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用時(shí)可被固定就位或者能移動(dòng)。

工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)已知問題是奇點(diǎn)現(xiàn)象。若干原因引起奇點(diǎn)。工作空間內(nèi)部奇點(diǎn)出現(xiàn)在工作空間邊界內(nèi)但遠(yuǎn)離工作空間邊界，并通常由排成一行的兩個(gè)或更多接合部軸引起，參見Introduction?to?ROBOTICS;mechanics?and?control;second?edition;John?J.Craig,1995;page?173（機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論，機(jī)械與控制，第二版，John?J.Craig,1995,第173頁）。當(dāng)一個(gè)連桿的加速度為無限時(shí)，在多連桿機(jī)器人的接合部中出現(xiàn)奇點(diǎn)。換言之，奇點(diǎn)意味著，機(jī)器人可在兩個(gè)或更多不同的連桿位置之間選擇，以在三維工作空間中到達(dá)任意位置。如果出現(xiàn)奇點(diǎn)，工業(yè)機(jī)器人會(huì)失去控制，因而不安全。

EP-A-900522中公開的擠奶機(jī)器人包括第一連桿、第二連桿和第三連桿，第一連桿通過第一接合部圍繞第一豎直軸在第一角度范圍內(nèi)能旋轉(zhuǎn)至第一角度，第二連桿被附接到第一連桿并通過第二接合部圍繞第二軸在第二角度范圍內(nèi)能旋轉(zhuǎn)至第二角度，第三連桿被附接到第二連桿并通過第三接合部圍繞第三軸線在第一角度范圍內(nèi)能旋轉(zhuǎn)至第三角度。抓取器被附接到第三連桿。

EP-A-900522中的抓取器能圍繞平行于第三連桿的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線并圍繞垂直于該第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)，以使抓取器能將奶杯保持在豎直位置或與奶頭的可能傾斜對(duì)應(yīng)的傾斜位置。然而，由于抓取器能圍繞第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線旋轉(zhuǎn)，出現(xiàn)奇點(diǎn)。對(duì)于抓取器相對(duì)于第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的特定傾斜或定位，第一角度、第二角度和第三角度的若干值是可能的。因此，EP-A-900522中所示的設(shè)計(jì)在擠奶操作期間在擠奶畜欄中可能出現(xiàn)的所有可能情況下不能被認(rèn)為是足夠安全的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有簡(jiǎn)單、廉價(jià)以及輕質(zhì)設(shè)計(jì)的擠奶機(jī)器人。此外，本發(fā)明的目的是提供這樣一種擠奶機(jī)器人，該擠奶機(jī)器人是安全的并能在動(dòng)物和人之中使用而不使他們?cè)馐苋魏挝ｋU(xiǎn)。另外，其目的在于一種擠奶機(jī)器人，該擠奶機(jī)器人順從于由動(dòng)物施加的力并為剛性的，從而能夠?qū)崿F(xiàn)適當(dāng)?shù)木_度。

該目的通過最初限定的擠奶機(jī)器人而實(shí)現(xiàn)，其特征在于，末端執(zhí)行器在工作空間內(nèi)的每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)于第一角度、第二角度和第三角度的單一組合。

通過對(duì)第一連桿、第二連桿和第三連桿的移動(dòng)的這種限制，能確保不會(huì)出現(xiàn)奇點(diǎn)。因而，在能預(yù)測(cè)到連桿移動(dòng)到工作空間內(nèi)任意位置的意義上，根據(jù)本發(fā)明的擠奶機(jī)器人是安全的。通過限制軸（自由度）的數(shù)量和/或通過限制角范圍來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的限制。

由于連桿的數(shù)量有限，所以擠奶機(jī)器人的制造成本可相對(duì)低，并且設(shè)計(jì)可相對(duì)輕和簡(jiǎn)單。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，分別借助第一止動(dòng)裝置、第二止動(dòng)裝置和第三止動(dòng)裝置來限制第一連桿、第二連桿和第三連桿的旋轉(zhuǎn)，使得末端執(zhí)行器被保持在工作空間內(nèi)。第一止動(dòng)裝置、第二止動(dòng)裝置和第三止動(dòng)裝置被配置為分別限制第一角度范圍、第二角度范圍和第三角度范圍。

根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例，第一止動(dòng)裝置、第二止動(dòng)裝置和第三止動(dòng)裝置分別包括物理止動(dòng)構(gòu)件。這種物理止動(dòng)構(gòu)件可包括限定連桿的端部位置并由此限制連桿的移動(dòng)的鄰接表面。

根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例，第一止動(dòng)裝置、第二止動(dòng)裝置和第三止動(dòng)裝置包括由控制單元包括的軟件程序。這種軟件止動(dòng)裝置可被提供作為物理止動(dòng)構(gòu)件的替代或補(bǔ)充。

根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例，工作空間朝向與通過第一接合部的優(yōu)選豎直的線重合或與第一軸線重合的線逐漸縮減。例如，沿第一軸線的方向觀察，工作空間可具有三角形范圍。第一連桿旋轉(zhuǎn)所圍繞的第一軸線可為豎直的，其中工作空間從第一軸線沿朝向存在待擠奶的動(dòng)物的擠奶場(chǎng)所的方向變寬。第一軸線還可為水平的，其中工作空間從所述優(yōu)選豎直的線朝向存在動(dòng)物的擠奶場(chǎng)所變寬。