挤奶机器人国内外研究现状.pdf

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1、第７期总第２５３期农业科技与装备Ｎｏ.７ＴｏｔａｌＮｏ．２５３２０１５年７月ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＪｕｌｙ.２０１５挤奶机器人国内外研究现状刘俊杰，王秀珍，余涛，陈蕾（黑龙江农业机械研究院，哈尔滨１５００８１）摘要：阐述发展挤奶机器人的必要性，介绍国内外挤奶机器人的研究现状。对比挤奶机器人的市场可知，国外挤奶机器人的自动化、智能化水平非常高，且普遍采用优良的材质，卫生、安全、坚固耐用；国内机器人在自动化挤奶装置上虽有突破，但技术相对落后，需研发出具有自主知识产权的机器。关键

2、词：挤奶机器人；研究现状；综述；自动化；挤奶装置中图分类号：Ｓ８１７．２＋１文献标识码：Ａ文章编号：1674-1161（201５）０７-00３０-0４近年来，随着我国人民生活水平的不断提高，对动‘软’机器人臂，放置吸奶杯并清洁和干燥挤奶部鲜奶及牛奶制品数量及品质的需求与日俱增，标准位。也可以对奶牛乳房的１／４部位进行挤奶，有利于化、集约化、规模化、现代化养殖成为奶牛养殖的趋势奶牛健康。该机器人系统可以全天对４０头奶牛进行和目标。机械化挤奶设备是奶牛养殖业规模化发展的监控和挤扔，并自动对各头奶牛的状态进行数据收关键，其技术水平直接影响牛

3、奶生产的效率和质量，集。同时，使奶牛以更接近自然状态的生活周期进食、在提高劳动生产率，改善挤奶工人工作环境，降低劳休息和产奶，最大限度地减少对奶牛的人为干扰，从动强度、乳房炎发生，促进奶牛健康养殖等方面起着而提高挤奶效率并改善奶牛的健康状况。决定性作用。挤奶机械化程度高低已成为衡量现代规Ｄｅｌａｖａｌ公司生产的全自动挤奶机器人（ＶＭＳ）模化奶牛场发展水平的重要指标。（如图１所示）采用四个自由度液压系统机械臂，机械自１９０３年澳大利亚牧民ＡｌｅｘａｎｄｅｒＧｉｌｌｉｅｓ发明臂末端配备有光学摄像头和双激光器，用来捕捉定位第一台挤奶机开始，

4、挤奶机产业的发展已有百余年的乳头，末端执行器从机械臂一侧奶杯放置处单个夹取历史。随着传感器技术、自动控制技术、计算机视觉技奶杯进行套杯挤奶。此机械臂能够轻松地适应奶牛乳术、机器人技术等高新科技的发展应用，全自动挤奶房的高、宽、低情况，最大可以达４５°倾斜。机器人应运而生。全自动挤奶机器人可以实现最接近于奶牛自然状态的无人化挤奶作业，达到保证奶牛健康、有效控制牛奶品质、提高产奶量和大幅度节省劳动力的目标。国内外都积极研究各自的挤奶机器人，并在作业中得到广泛的应用。１国内外挤奶机器人现状１．１国外挤奶机器人发展现状英国Ｓｉｌｓｏｅ研究所开

5、发成功ＶＭＳ挤奶机器人。该机器人装有一套用激光和摄像机的视觉导向的气图１全自动挤奶机器人Ｆｉｇｕｒｅ１Ｆｕｌｌ－ａｕｔｏｍａｔｉｃｍｉｌｋｉｎｇｒｏｂｏｔ２０１０年９月１４日，利拉伐发布全球首台全自动收稿日期：２０１５－０６－１２机器人转台挤奶系统（ＡＭＲＴＭ）（如图２所示）。它由作者简介：刘俊杰（１９６９—），男，高级工程师，从事农业机械自一个类似“旋转木马”的圆柱形设备和电脑终端组成。动化方面的研究工作。２０１５年第７期刘俊杰等：挤奶机器人国内外研究现状３１该系统最高可以同时对９０头奶牛进行挤奶，且只需５个机器人操作。其中２个机器

6、人进行挤奶器的清洗、按摩等工作，另２个机器人负责套奶杯，第５个机器人负责挤奶后的消毒工作。整个系统呈流水化作业形式，并有３Ｄ摄像头对每个环节进行监控。整个挤奶过程还会被电脑终端实时记录，并在屏幕上显示挤奶量和运作速度等主要数据。此外，系统还会自动对鲜奶质量和奶牛健康状况进行监控，以保证奶源安全。这一革命性的全自动挤奶解决方案操作灵活，适图３ＰｒｏＦｌｅｘ机器人挤奶系统Ｆｉｇｕｒｅ３ＰｒｏＦｌｅｘｒｏｂｏｔｍｉｌｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ用于散栏式、散放式、放牧式等不同牧场。自动完成识别、扫描和产奶过程。此系统的应用，可以让奶牛自己决定何时去

7、产奶，并完成产奶全过程，且奶质较高。机器可以记录奶牛的身体状况、产奶规律等，有助于改善奶牛的喂养计划。奶农的主要工作是打开电脑，检查夜间和早上的产奶情况，明确哪头奶牛需要照顾，或者哪头奶牛患病。当地牧场从此不需要人力介入，依靠奶牛完成产奶的全过程，奶质也有大幅提高。图２转台式挤奶系统Ｆｉｇｕｒｅ２Ｒｏｔａｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｍｉｌｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ美国ｂｏｕｍａｔｉｃ公司生产的ＰｒｏＦｌｅｘ机器人挤奶系统如图３所示，机械臂座位于挤奶室的一侧。挤奶时，机械臂伸入挤奶室，进行清洗、套杯、挤奶等动作。挤奶机械臂为电子驱动ＩＰ－６７工业

8、级机械手臂，共有６个自由度。通过激光、摄像头三角测量法，对不同形状和类型的乳头进行准确定位，一次性完成乳头清洗、消毒、吹干和挤头把奶操作。此机械臂两侧各安置图４ＬＥＬＹ挤奶机器人Ｆｉｇｕｒｅ４ＬＥＬＹｍｉｌｋｉｎｇｒｏｂ