一种奶杯收纳机构的制作方法

本发明属于奶牛场自动化设备技术领域，具体涉及一种对奶牛挤奶用的奶杯收纳机构。

背景技术：

国内大型农场目前挤奶的自动化程度较低，挤奶过程是一个动态的过程，不想传统的自动化设备领域。自动化挤奶过程涉及到有生命特征的奶牛，在挤奶的过程中需要尽量去模拟人工挤奶来提高牛奶的舒适感，同时还要兼顾挤奶效率。

随着人工成本的增加，国内大型牧场急需相关的自动化设备，能够实现对奶牛高效挤奶的设备。中国发明专利申请cn111699976a公开了一种挤牛奶装置，该装置用于在牛奶平躺装置下对牛奶进行挤奶，需要人工引导奶牛躺下以及上下楼梯，挤奶效率低且与传统的人工挤奶姿势不同，对奶牛的顺从性提出了较高的要求。

中国专利cn210226483u公开了一种用于挤牛奶机器人的奶杯托盘，该种奶杯托盘中奶杯的运动行程有限，挤奶的自动化程度受到限制。

技术实现要素：

本发明针对上述技术问题，提供了奶杯收纳机构，该种奶杯收纳机构中奶杯具有较大的运动行程，从而适应于与机械手配合，对奶牛进行自动挤奶操作。

本发明采用的技术方案如下：一种奶杯收纳机构，包括奶杯收纳架，奶杯杯口朝下竖直放置在奶杯收纳架，牵引机构设置在奶杯收纳架的一侧，气缸竖直安装在牵引机架上，牵引机构包括牵引机架、定滑轮和动滑轮，气管接头、奶管接头均设置在牵引机架的上端面，定滑轮转动设置在牵引机架上部，动滑轮支架与气缸的缸杆相连，动滑轮转动安装在动滑轮支架上，气缸带动动滑轮竖直运动，气管依次经过奶杯的真空接口、定滑轮、动滑轮接入气管接头，牛奶流通管依次经奶杯的牛奶通道接口、定滑轮和动滑轮接入奶管接头。

进一步的，还包括导引机构，所述导引机构设置在奶杯收纳架与定滑轮之间，牛奶流通管依次经奶杯的牛奶通道接口、导引机构进入定滑轮，气管依次经过奶杯的真空接口、导引机构进入定滑轮。

进一步的，所述导引机构包括两个平行设置的导向杆，滚筒套在导向杆的外部，气管和牛奶流通管位于两个导向杆之间。

进一步的，还包括导向机构，所述导向机构包括导向滑轨和滑块，导向滑轨沿气缸中缸杆的运动方向设置在牵引机架上，滑块嵌套在导向滑轨上，滑块与气缸中缸杆通过连接板相连，滑块与动滑轮支架固连。

进一步的，所述滑块为分体式滑块，所述滑块包括上滑块和下滑块，所述下滑块与所述气缸的缸杆通过连接板相连，上滑块与动滑轮支架相连，上滑块与下滑块之间通过连接轴固连。

进一步的，所述气缸选用无杆气缸。

进一步的，所述牛奶通道接口、真空接口均在奶杯上端面上。

进一步的，还包括收纳盘，所述收纳盘的下端面固定在奶杯的上端面，收纳盘为中空结构，牛奶通道接口、真空接口位于收纳盘的内部，收纳盘的上部开有类似跑道形状的通槽，牛奶流通管、气管的中部穿过通槽。

进一步的，所述收纳盘的上部外侧设置成凸台形状。

进一步的，所述奶杯收纳架从下到下依次开有进入孔、收纳孔，进入孔的孔径从上到下逐渐减少，收纳孔为竖直通孔，奶杯的中部贯穿收纳孔，奶杯的下部设置挡环，挡环与过渡孔为仿形设计。

本方案的有益效果：通过定滑轮和动滑轮的配合，在不需要挤奶时保证奶杯在能够稳定地放置在奶杯收纳架，在挤奶时将奶杯从奶杯收纳架中取出，奶杯的运动行程大，适应于自动化挤奶操作。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为本发明装置中动滑轮处的结构示意图。

图4为本发明装置中安装竖杆及其上部件的结构示意图。

图5为本发明装置中奶杯收纳架的剖视结构示意图。

图6为本发明装置中奶杯的结构示意图。

图中：1.气缸；2.导向机构；2-1.上滑块；2-2.下滑块；2-3.连接轴；2-4.连接板；3.牵引机架；4.气管接头；5.奶管接头；6.定滑轮支架；7.定滑轮；8.导引机构；8-1.导向杆；8-2.滚筒；9.奶杯；9-1.牛奶通道接口；9-2.真空接口；9-3.收纳盘；9-4.通槽；9-5.挡环；10.奶杯收纳架；10-1.进入孔；10-2.收纳孔；11.动滑轮；12.动滑轮支架；13.安装竖杆。

具体实施方式

如图1-图6所示，一种奶杯收纳机构，包括奶杯收纳架10，奶杯9杯口朝下竖直放置在奶杯收纳架10，牵引机构设置在奶杯收纳架10的一侧，牵引机构包括牵引机架3、定滑轮7和动滑轮11，气管接头4、奶管接头5均设置在牵引机架3的上端面，牵引机架3包括固定底座、连接竖板和上板，连接竖板竖直设置，上板、固定底座分别安装在连接竖板的上下两端。定滑轮支架6安装在上板的下端面，定滑轮7转动安装在定滑轮支架6上，气缸1竖直安装在牵引机架3中连接竖板上，动滑轮支架12与气缸1的缸杆相连，动滑轮11转动安装在动滑轮支架12上，气缸1带动动滑轮11竖直运动，气管依次经过奶杯9的真空接口9-2、定滑轮7、动滑轮11接入气管接头4，牛奶流通管依次经奶杯9的牛奶通道接口9-1、定滑轮7和动滑轮11接入奶管接头5。

奶杯9中部的外径小于奶杯收纳架10最小的孔径，奶杯9依靠牛奶流通管对奶杯9上牛奶通道接口9-1之间的摩擦力保持在奶杯收纳架10上。

从奶杯收纳架10下部取下奶杯9，同时气缸1带动动滑轮11上行，气管、牛奶流通管沿定滑轮7、动滑轮11滑动，奶杯9的运动行程等于气缸1的行程，即气缸1带动动滑轮11滑行的距离。

为了奶杯9的收放行程，气缸1选用无杆气缸，从而在同样的竖直长度内，增加动滑轮11的运动距离。

为了减少气管和牛奶流通管的弯折，在奶杯收纳架10与定滑轮7之间设置件导引机构8，牛奶流通管依次经奶杯9的牛奶通道接口9-1、导引机构8、定滑轮7、动滑轮11接入奶管接头5的下端，气管依次经过奶杯9的真空接口9-2、导引机构8、定滑轮7、动滑轮11接入气管接头4的下端。

如图4所示，导引机构8包括转动两个平行设置的导向杆8-1，滚筒8-2套在导向杆8-1的外部，气管和牛奶流通管位于两个导向杆8-1之间。导引机构8对气管、牛奶流通管的运动区域和方向进行限制。

如图4所示，奶杯收纳架10和导引机构8均可拆卸地安装在安装竖杆13的一侧，安装竖杆13上开有竖直滑槽，奶杯收纳架10和导引机构8相对于安装竖杆13的位置在竖直方向能够调节，即奶杯收纳架10与定滑轮7之间的高度差能够调节。

为了气缸1运动稳定性，设置导向机构2，导向机构2包括导向滑轨和滑块，导向滑轨沿气缸1中缸杆的运动方向设置，滑块嵌套在导向滑轨上，滑块与气缸1中缸杆通过连接板2-4相连，滑块与动滑轮支架12固连，从而气缸1通过滑块带动动滑轮11竖直运动。

为了动滑轮11的安装空间，滑块为分体式滑块，滑块包括上滑块2-1和下滑块2-2，下滑块2-2与气缸1的缸杆通过连接板2-4相连，上滑块2-1与动滑轮支架12相连，上滑块2-1与下滑块2-2之间通过连接轴2-3固连，从而保证上滑块2-1与下滑块2-2同步运动。

为了提高对奶牛的挤奶效率，在奶杯收纳架10上开有多个奶杯容纳单位，本实施例中优选为四个，每个奶杯容纳单位放置一个奶杯9，每个奶杯容纳单元配套一个牵引机构，牵引机构之间的运动相互独立。从而能够对同一个牛奶的多个乳头位置进行挤奶，减少单个牛奶挤奶的时长，提高挤奶的效率。

如图6所示，为了方便奶杯9从奶杯收纳架10中取出以及放回，牛奶通道接口9-1设置在奶杯上端面上，奶杯的真空接口9-2也设置在奶杯上端面，改变传统将真空接口9-2偏置在奶杯外表面的布置方式，该种改进，有助于将奶杯9从奶杯收纳架10的下方取出及将奶杯9放回奶杯收纳架10。

奶杯9放回时的步骤:机械手夹持奶杯9，真空接口9-2停止抽气，牛奶通道接口9-1停止抽气，机械手从牛奶的乳房部取下奶杯9中，带动奶杯9回位，气缸1带动动滑轮11下行，奶杯9进入奶杯收纳架10中。

如图6所示，为了防止气管和牛奶流通管的转动，还包括收纳盘9-3，收纳盘9-3的下端面固定在奶杯9的上端面，收纳盘9-3为中空结构，牛奶通道接口9-1、真空接口9-2位于收纳盘9-3的内部，收纳盘9-3的上部开有类似标准跑道形状的通槽9-4，牛奶流通管、气管穿过通槽9-4。气管和牛奶流通管的外表面与通槽9-4接触防止气管和牛奶流通管的转动。另一方面，防止回位时，机械手与真空接口9-2、牛奶通道接口9-1产生干涉，对气密性产生不利影响以及防止奶杯9掉落。

收纳盘9-3的上部外侧设置成凸台形状，从而方便奶杯9进入奶杯收纳架10。

如图5所示，奶杯收纳架10从下到下依次开有进入孔10-1、收纳孔10-2，进入孔10-1的孔径从上到下逐渐减少，从而方便奶杯9进入，收纳孔10-2为竖直通孔，奶杯9的中部贯穿收纳孔10-2，奶杯9的下部设置挡环9-5，挡环9-5与进入孔10-1为仿形设计。奶杯9的上部进入从下往下进入奶杯收纳架10中，挡环9-5与进入孔10-1接触时，挡环9-5与进入孔10-1接触，限制奶杯9继续向上运动，起到限位作用。收纳孔10-2的孔径大于奶杯9中部的外径。

上述奶杯收纳机构配合机械手，能够对牛奶进行自动挤奶，节约人工，奶品质量高。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际结构可以有多种方式和变化。凡在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施实例，均属于本发明的保护范围。

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