Концепция, модели и схемы дифференцированного управления в роботизированном манипуляторе доения

В статье проведен анализ и сравнение циклограмм работы современных доильных роботов компаний Lely, DeLaval и GEA Farm. Разработаны концепции, модели и схемы для дифференцированного управления доильными стаканами для точного соблюдения физиологии доения животных. Разработанные модели позволят сократить задержки между подключением доильных стаканов или избавиться от них вовсе, так как основным недостатком, влияющим на время подключения в существующих доильных роботах, является поочередное подключение доильных стаканов. Использование одной из предложенных схем и моделей, в свою очередь, позволит наиболее полно простимулировать рефлекс молокоотдачи и равномерно отдоить все четверти вымени. Были рассмотрены работы отечественных и зарубежных авторов по роботизированному доению и его анализу. В качестве методов анализа были сформулированы циклограммы работ различных роботов. Для предложения концепции разработаны геометрические схемы и модели управления доильными стаканами. Предложены и описаны пять схем дифференцированного управления доильными стаканами и семь моделей управления, две из которых осуществляют попарное подключение, а остальные одновременное. Реализация предложенной концепции, моделей и схем управления доильными стаканами в роботизированном манипуляторе с попарным или одновременным подключением позволит нормализовать продолжительность полных циклов преддоильной обработки и подключения доильных стаканов, приблизив их к физиологически приемлемым величинам (не более 60 секунд).

1. Шляйтцер Г. Кому бокс, а кому и карусель? Новое сельское хозяйство. 2011;(6):46-51. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=38485888

2. Dzidic A., Weiss D., Bruckmaier R. M. Oxytocin release, milk ejection and milking characteristics in a single stall automatic milking system. Livestock Production Science. 2004;86(1-3):61-68. DOI: https://doi.org/10.1016/S0301-6226(03)00150-7

3. Краснов И. Н. Доильные аппараты. Ростов н/Д: Изд-во Рост. ун-та, 1974. 227 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01007417434

4. Никитин Е. А., Кирсанов В. В., Павкин Д. Ю. Обоснование структурно-кинематических схем автоматических манипуляторов для почетвертного доения. Труды ГОСНИТИ. 2017;128:112-117. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29871188

5. Bruckmaier R. M., Macuhova J., Meyer H. H. D. Specific aspects of milk ejection in robotic milking: a review. Livestock production science. 2001;72(1-2):169-176. DOI: https://doi.org/10.1016/S0301-6226(01)00277-9

6. Negrao J. A., Marnet P. G. Milk yield, residual milk, oxytocin and cortisol release during machine milking in Gir, Gir x Holstein and Holstein cows. Reproduction nutrition development. 2006;46(1):77-85. DOI: https://doi.org/10.1051/rnd:2005068

7. Besier J., Schupbach-Reо 2017;100(4):3091-3095. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2016-11712

8. Wildridge A. M., Thomson P. C., Garcia S. C., Jongman E. C., Kerrisk K. L. Transitioning from conventional to automatic milking: Effects on the human-animal relationship. Journal of dairy science. 2020;103(2):1608-1619. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2019-16658

9. Dzidic A., Macuhova J., Bruckmaier R. M. Effects of cleaning duration and water temperature on oxytocin release and milk removal in an automatic milking system. Journal of dairy science. 2004;87(12):4163–4169. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(04)73559-6

10. Hogenboom J. A., Pellegrino L., Sandrucci A., Rosi V., D'Incecco P. Invited review: Hygienic quality, composition, and technological performance of raw milk obtained by robotic milking of cows. Journal of dairy science. 2019;102(9):7640-7654. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2018-16013

11. Lassen B. Relationsship between farm structure, milking technology and productivity − survey results from European dairy farmers. Berichte über Landwirtschaft. 2011;89(3):376-399. URL: https://www.researchgate.net/publication/287093205_Relationsship_between_farm_structure_milking_technology_and_productivity_-_Survey_results_from_European_dairy_farmers

12. Switlyk M., Koloszycz E., Sompolska-Rzechula A. Selected technical and organizational problems in various milk production systems. Bulgarian journal of agricultural science. 2019;25(6):1069-1075. URL: https://agrojournal.org/25/06-02.pdf

13. Павкин Д. Ю., Кирсанов В. В., Дорохов А. С., Лобачевский Я. П., Рузин С. С., Цой Ю. А., Шилин Д. В., Любимов В. Е., Чирков А. В. Манипулятор доильной установки с управляемым режимом доения по четвертям вымени коровы: пат. № 2715859 (Российская Федерация). № 2019107891: заявл. 19.03.2019; опубл. 03.03.2020. Бюл. № 7. 2 с. Режим доступа: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&rn=7652&DocNumber=2715859&TypeFile=html

14. Dorokhov A., Kirsanov V., Pavkin D., Shilin D., Shestov D., Ruzin S. Calculation of the Manipulator’s Kinematic Model and Mounting Points of the Drive Equipment. In Proc. 2nd International Conference on Intelligent Computing and Optimization. 2019;1072:339-348. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-33585-4_34