CN114521106B - 自动挤奶系统和确定动物的健康状况的方法 - Google Patents
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Abstract
一种自动挤奶系统，其包括电子控制单元(1)、挤奶站(2)、生产奶罐(3)、第二奶罐(4)、动物标识系统、被配置成测量动物疾病的至少一个指标的第一传感器(7)、数据存储器(8)，在所述数据存储器中，收集由所述第一传感器(7)对来自由所述标识系统标识的个体动物的奶进行的测量。所述控制单元(1)被配置成：记录第一时间点(t1)，在所述第一时间点处，来自动物的奶被转移到所述第二罐而不是被输送到所述生产奶罐(3)；记录第二时间点(t2)，在所述第二时间点处，来自所述动物的奶从被输送到所述第二罐转移到被输送到所述生产奶罐(3)；并且如果所述第一时间点t1与所述第二时间点t2之间的时间段处于预定天数内，则所述控制单元(1)被配置成确定所述动物在所述第一时间点(t1)与所述第二时间点(t2)之间处于疾病状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动挤奶系统，其包括：控制系统，所述控制系统包括电子控制单元；至少一个挤奶站，所述至少一个挤奶站被配置成对动物进行挤奶；生产奶罐，所述生产奶罐用于从所述挤奶站接收奶；第二奶罐，所述第二奶罐被配置成接收从所述挤奶站转移而不是被输送到所述生产奶罐的奶；动物标识系统，所述动物标识系统连接到所述控制单元，所述动物标识系统被配置成向所述控制单元提供在所述自动挤奶系统中挤奶的动物的个体标识信息；至少一个第一传感器，所述至少一个第一传感器被配置成测量动物疾病的至少一个指标。
所述自动挤奶系统可以是常规系统，包含将挤奶杯手动连接到要挤奶的动物的奶头，或者机器人系统，在所述机器人系统中，机器人将挤奶杯自动附接到要挤奶的动物的奶头。用于测量疾病指标的一个或多个传感器可以布置在从挤奶站到生产罐的奶管线中。特别是在机器人系统的情况下，可以提供与每个挤奶杯连接的单独的传感器。
本发明还涉及一种确定在自动挤奶系统中挤奶的动物的健康状况的方法。
背景技术
关于奶牛场中奶牛的工业挤奶，经常发生奶牛患有乳腺炎，无论是临床型还是亚临床型的。可以通过对不同奶特性的测得值的单变量或多变量分析来实现动物疾病，特别是乳腺炎的早期检测。在检测到乳腺炎的迹象时，农场主通常必须进一步研究奶或相关动物，以确定其是乳腺炎还是临床型或亚临床型乳腺炎。如果乳腺炎是临床型乳腺炎，则应向动物施用抗生素，并且从施用抗生素之日算起，动物的奶必须在一定数量的天数内从生产奶中转移。
用抗生素治疗动物之后，了解动物是否已康复(慢性乳腺炎)很重要。控制系统可以用于确定听诊中的个体动物是否患有或已经患有疾病，如乳腺炎，特别是临床型乳腺炎，并在检测到乳腺炎或其它疾病之后的一段时间内确定动物的健康状况。本发明的目的是提出这样一种控制系统。
发明内容
本发明的目的通过一种自动挤奶系统实现，所述自动挤奶系统包括：
-控制系统，所述控制系统包括电子控制单元；
-至少一个挤奶站，所述至少一个挤奶站被配置成对动物进行挤奶；
-生产奶罐，所述生产奶罐用于从所述挤奶站接收奶；
-第二奶罐，所述第二奶罐被配置成接收从所述挤奶站转移而不是被输送到所述生产奶罐的奶；
-动物标识系统，所述动物标识系统连接到所述控制单元，所述动物标识系统被配置成向所述控制单元提供在所述自动挤奶系统中挤奶的动物的个体标识信息；
-至少一个第一传感器，所述至少一个第一传感器被配置成测量动物疾病的至少一个指标，所述传感器连接到所述控制单元；
-数据存储器，在所述数据存储器中，收集由所述第一传感器对来自由所述标识系统标识的个体动物的奶进行的测量，其中每次测量的时间也被记录并保存在所述存储器中，所述自动挤奶系统的特征在于，所述控制单元被配置成：
-记录第一时间点，在所述第一时间点处，来自动物的奶被转移到所述第二罐中，而不是被输送到所述生产奶罐；并且
-如果在所述第一时间点之后的多个连续挤奶时段内，所述动物的所述奶已经从所述挤奶站转移到所述第二奶罐，则记录第二时间点，在所述第二时间点处，来自所述动物的奶从被输送到所述第二罐转移到被输送到所述生产奶罐；并且
-如果所述第一时间点与所述第二时间点之间的时间段处于预定天数内，则所述控制单元被配置成确定所述动物在所述第一时间点与所述第二时间点之间处于疾病状态。
所述第一时间点可以通过对向动物施用抗生素的记录而触发。施用可以由人决定并由人执行，或者由电子控制单元决定并由人或由用于向动物自动施用抗生素的装置执行，所述装置由电子控制装置控制。所述标识系统通常包括布置在每只动物处的标签和布置在挤奶站处并连接到电控制单元的标签阅读器。
所述第二罐应作广义解释，并且可以是直接连接到挤奶站的罐，或者是单独的桶，或者是用于所转移的奶的排放管线。
根据一个实施例，所述第一时间点与所述第二时间点之间的所述时间段是2-10天。根据另一个实施例，所述时间段是5-10天。较短的时间段可以指示较不严重的疾病状态，而较长的时间段可以指示较严重的疾病状态。所述控制单元可以被配置成根据所述时间段的长度确定不同的疾病状态。
根据一个实施例，所述控制单元被配置成基于所述第一传感器从所述第二时间点到预定的第三时间点的重复测量来确定所述动物的健康状况。优选地，在每个单独的挤奶时段进行测量。结果收集在数据存储器中。
根据一个实施例，所述控制单元被配置成确定从所述动物在所述第三时间点处的所述疾病状态恢复的状态。
根据一个实施例，所述控制单元被配置成当来自所述第一传感器的测得值已经稳定在所述第二时间点与所述第三时间点之间的预定范围内时，确定从所述疾病状态恢复的所述状态。在出现任何疾病迹象之前，当通过第一传感器确定体细胞数时，所述范围的上限可以比所讨论动物的“正常”体细胞数高出25％。“正常”体细胞数是由保存在数据存储器中的动物的体细胞数的一个或多个先前历史测量给出的细胞数。发明人已经发现，应该出现稳定作为恢复迹象的第三时间点是从第一时间点开始的3-4周。
根据一个实施例，所述第一传感器是被配置成测量奶的电导率的传感器或被配置成直接或间接确定所述动物的所述奶中的体细胞数量的传感器。
根据一个实施例，所述控制单元被配置成将先前存储的数据与从所述第一传感器接收到的测量结果进行比较，并且所述控制单元被配置成基于所述比较确定所述动物的所述健康状况。先前存储的数据可以是对所讨论的动物进行先前对应测量的结果，例如与所述动物先前的疾病状态有关，或先前对畜群中的其它动物进行对应测量的结果。数据存储在控制系统的存储器中。
根据一个实施例，所述自动挤奶系统的特征在于，其包括多个另外的传感器，所述多个另外的传感器用于测量除或除了由所述第一传感器测量的所述疾病指标之外的多个参数，并且所述另外的传感器连接到所述控制单元，并且所述控制单元被配置成对测得的参数进行数学分析，并在其基础上基于来自所述另外的传感器和来自所述第一传感器的输入确定指示疾病的疾病指示性指数，并且如果所述指数超过阈值，则生成警报，
-并且所述控制单元被配置成如果所述第一时间点处于从生成针对所述动物的所述警报的时间点起的预定时间段内，则基于由所述第一传感器从所述第二时间点到预定的第三时间点的重复测量来确定所述动物的所述健康状况。所述另外的传感器可以被配置成测量以下参数中的一个或多个：产奶量、血乳酸、脱氢酶(LDH)、活动或身体状况评分。由控制单元1执行的数学分析可以是对来自另外的传感器的测得结果的多变量分析。
根据一个实施例，所述控制单元被配置成基于生成所述警报的时间点来设置第一时间点。
根据一个实施例，所述控制单元被配置成基于生成所述警报的时间点来设置第二时间点。所述第三时间点也可以基于所述警报来设置，根据一个实施例，所述第三时间点是警报之后的3-4周。
根据一个实施例，所述第一时间点与生成所述警报的时间点一致。
根据一个实施例，所述挤奶系统的特征在于，其包括用于向动物施用抗生素的装置，所述装置连接到所述控制单元，并且所述控制单元被配置成命令在从生成针对所述动物的警报的时间起的预定时间内向所述动物施用抗生素。用于施用的装置可以是与在US2019/0008117中公开的装置类似的装置。
根据一个实施例，所述疾病的指标是乳腺炎的指标。
根据一个实施例，所述疾病的指标是临床型乳腺炎的指标。
根据一个实施例，所述挤奶系统的特征在于，如果所述第一时间点与所述第二时间点之间的时间段处于确定疾病状态的第一预定天数，优选地5-10天内，则所述控制单元被配置成确定向所述动物施用抗生素已经发生。
根据一个实施例，所述挤奶系统的特征在于，如果所述第一时间点与所述第二时间点之间的所述时间段处于确定疾病状态的第二预定天数，优选地2-4天内，则所述控制单元被配置成确定向所述动物施用抗生素尚未发生。
本发明的目的还通过一种在自动挤奶系统中确定动物的健康状况的方法来实现，所述自动挤奶系统包括：
-控制系统，所述控制系统包括电子控制单元；
-至少一个挤奶站，所述至少一个挤奶站被配置成对动物进行挤奶；
-生产奶罐，所述生产奶罐用于从所述挤奶站接收奶；
-第二奶罐，所述第二奶罐被配置成接收从所述挤奶站转移而不是被输送到所述生产奶罐的奶；
-动物标识系统，所述动物标识系统连接到所述控制单元，所述动物标识系统被配置成向所述控制单元提供在所述自动挤奶系统中挤奶的动物的个体标识信息；
-至少一个第一传感器，所述至少一个第一传感器被配置成测量动物疾病的至少一个指标，所述传感器连接到所述控制单元；
-数据存储器，在所述数据存储器中，收集由所述第一传感器对来自由所述标识系统标识的个体动物的奶进行的测量，其中每次测量的时间也被记录并保存在所述存储器中，所述方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：
-记录第一时间点，在所述第一时间点处，来自动物的奶被转移到所述第二罐中，而不是被输送到所述生产奶罐；并且
-如果在所述第一时间点之后的多个连续挤奶时段内，所述动物的所述奶已经从所述挤奶站转移到所述第二奶罐，则记录第二时间点，在所述第二时间点处，来自所述动物的奶从被输送到所述第二罐转移到被输送到所述生产奶罐；并且
-如果所述第一时间点与所述第二时间点之间的所述时间段处于预定天数内，则通过控制单元确定所述动物在所述第一时间点与所述第二时间点之间处于疾病状态。
根据一个实施例，所述方法包括通过所述电控制单元进行数学分析以确定从所述动物在所述第三时间点处的所述疾病状态恢复的状态的步骤。
根据一个实施例，所述方法包括以下步骤：如果来自所述第一传感器的测得值已经稳定在所述第二时间点与所述第三时间点之间的预定范围内，则确定从所述疾病状态恢复的状态。
根据一个实施例，所述方法包括以下步骤：
-将从所述传感器接收到的数据存储在所述存储器中，以及
-将先前存储的此类数据与从所述传感器接收到的测量结果进行比较，并且通过所述控制单元基于所述比较确定所述动物的所述健康状况。
根据一个实施例，所述方法包括测量除或除了由所述第一传感器测量的所述疾病指标之外的多个参数，并对测得的参数进行数学分析，并且在其基础上基于所述测量确定指示动物的疾病的疾病指示性指数，并且如果所述指数超过阈值，则生成警报，
-并且如果所述第一时间点处于从生成针对所述动物的所述警报的时间点起的预定时间段内，则基于由所述第一传感器从所述第二时间点到预定的第三时间点的重复测量来确定所述动物的所述健康状况。
根据一个实施例，所述方法包括基于生成所述警报的所述时间来设置所述第一时间点的步骤。
根据一个实施例，所述方法包括基于生成所述警报的所述时间来设置所述第二时间点的步骤。
根据一个实施例，所述方法包括在从生成针对所述动物的警报的时间起的预定时间内向所述动物施用抗生素的步骤。
附图说明
图1是根据本发明的自动挤奶系统的示意性图示，
图2是示出了本发明的方法的第一实施例的流程图，
图3是示出了本发明的方法的第二实施例的流程图，
图4是示出了在确定未恢复的情况下体细胞数/ml对时间的图，并且
图5是示出了在确定恢复的情况下体细胞数/ml对时间的图。
具体实施方式
图1示出了自动挤奶系统，所述自动挤奶系统包括：包含电子控制单元1的控制系统、被配置成对动物进行挤奶的挤奶站2、用于从所述挤奶站接收奶的生产奶罐3以及被配置成接收从挤奶站2转移而不是被输送到生产奶罐3的奶的第二奶罐4。生产奶罐3通过生产奶管线5连接到挤奶站2，并且第二奶罐4通过第二奶管线6连接到挤奶站。
所述系统还包括连接到控制单元1的动物标识系统(未示出)，所述动物标识系统被配置成向所述控制单元1提供在所述自动挤奶系统中挤奶的动物的个体标识信息。所述标识系统通常包括附接到相应动物的标识标签。
所述挤奶系统还包括至少一个第一传感器7，所述至少一个第一传感器被配置成测量动物疾病的至少一个指标，所述传感器7连接到所述控制单元1。第一传感器7布置在生产奶管线5中。可替代地，第一传感器7布置在奶生产管线5的旁通管线中。根据一个实施例，第一传感器7是能够测量奶的电导率的传感器。根据另一个实施例，第一传感器7是能够检测奶中的体细胞数量的传感器。所述挤奶系统还包括数据存储器8，在所述数据存储器中，收集由第一传感器7对来自由标识系统标识的个体动物的奶进行的测量。每次测量的时间也被记录并保存在存储器中，使得在存储器中创建时间日志。
所述挤奶系统还包括多个另外的传感器，用9、10、11指示，所述另外的传感器用于测量除或除由了第一传感器7测量的疾病指标之外的多个参数。另外的传感器9、10、11连接到控制单元1，并且控制单元1被配置成对另外的传感器9、10、11的测得的参数进行数学分析，并在其基础上基于来自所述另外的传感器和来自所述第一传感器的输入确定指示疾病的疾病指示性指数，并且如果所述指数超过阈值则生成警报。所述另外的传感器可以被配置成测量以下参数中的一个或多个：产奶量、血乳酸、脱氢酶(LDH)。可替代地，另外的传感器还可以包含用于测量活动或身体状况评分的传感器。由控制单元1执行的数学分析可以是对来自另外的传感器9、10、11的测得的结果的多变量分析。
所述挤奶系统还包括用于向动物施用抗生素的装置12，所述装置连接到控制单元1，并且控制单元1被配置成控制施用装置12的操作。
图2示出了流程图，其中执行通过本发明的自动挤奶系统的动作执行的方法步骤。执行以下步骤：
S1：记录第一时间点t1并且从第一时间点t1开始将动物的奶从挤奶站2转移到第二奶罐4而不是生产奶罐。
S2：记录第二时间点t2，在所述第二时间点处，来自动物的奶从被输送到第二罐转移为被输送到生产奶罐。如果在第一时间点t1之后在多个连续的挤奶时段内，动物的奶已经从挤奶站转移，则记录第二时间点t2。
S3：确定动物是否已经处于或处于疾病状态：如果所述第一时间点t1与所述第二时间点t2之间的时间段处于预定天数内，则所述控制单元被配置成确定所述动物处于或已经处于疾病状态。
S4：通过所述电控制单元进行数学分析以确定从所述动物在所述第三时间点t3处的所述疾病状态恢复的状态。所述步骤包括确定从疾病状态恢复的状态。如果来自所述第一传感器的测得值已经稳定在所述第二时间点与所述第三时间点之间的预定范围内，则假定已经发生恢复。所述第一传感器是被配置成测量奶的电导率的传感器或被配置成直接或间接确定所述动物的所述奶中的体细胞数量的传感器。图5是示出了在确定恢复的情况下体细胞数/ml对时间的图。
图3示出了所述方法的另一个实施例，其包括以下步骤
S101：通过控制单元1，基于另外的传感器9、10、11的测量结果，并且通过对所获得的值应用多变量分析，确定预定动物患有临床型乳腺炎。
S102：根据来自控制单元1的命令，通过施用装置12向动物施用抗生素。
S103：记录第一时间点t1，在所述第一时间点处，来自控制单元1的命令将动物的奶从挤奶站2转移到第二奶罐4，而不是被输送到生产奶罐3。控制单元1被配置成例如通过控制阀13控制奶到第二奶罐4的转移，通过所述阀，第二奶管线6从生产奶管线5转移(参见图1)。
S104：确定并记录第二时间点t2，在所述第二时间点处，来自动物的奶从被输送到第二罐4转移为被输送到生产奶罐3。如果在第一时间点t1之后在多个连续的挤奶时段内，动物的奶已经从挤奶站转移，则记录第二时间点t2。
S105：确定动物是否已经处于或处于疾病状态：如果所述第一时间点与所述第二时间点之间的时间段处于预定天数，优选地5-10天内，则所述控制单元1被配置成确定所述动物处于或已经处于疾病状态。
S106：通过所述电控制单元进行数学分析以确定从所述动物在所述第三时间点t3处的所述疾病状态恢复的状态。所述步骤包括确定从疾病状态恢复的状态。如果来自所述第一传感器的测得值已经稳定在所述第二时间点与所述第三时间点之间的预定范围内，则假定已经发生恢复。所述第一传感器是被配置成测量奶的电导率的传感器或被配置成直接或间接确定所述动物的所述奶中的体细胞数量的传感器。图5是示出了在确定恢复的情况下体细胞数/ml对时间的图。恢复之后的体细胞数可以比警报前高出大约20-25％。
如果奶的体细胞数或电导率没有稳定在预定范围内，则假定没有发生恢复。图4示出了其中第三时间点t3处的体细胞数与第一时间点t1处的体细胞数处于相同的高水平处的实例。发明人已经观察到，如果完全恢复，则从奶牛所患疾病尤其是乳腺炎等疾病的第一时间点起3-4周内就会恢复，无论是否施用抗生素或其它治疗。如果3-4周之后仍未恢复，则所述疾病很可能是慢性病。
Claims (14)
1.一种自动挤奶系统，其包括：
-控制系统，所述控制系统包括电子控制单元(1)；
-至少一个挤奶站(2)，所述至少一个挤奶站被配置成对动物进行挤奶；
-生产奶罐(3)，所述生产奶罐用于从所述挤奶站(2)接收奶；
-第二奶罐(4)，所述第二奶罐被配置成接收从所述挤奶站(2)转移而不是被输送到所述生产奶罐(3)的奶；
-动物标识系统，所述动物标识系统连接到所述电子控制单元(1)，所述动物标识系统被配置成向所述电子控制单元(1)提供被所述自动挤奶系统挤奶的动物的个体标识信息；
-至少一个第一传感器(7)，所述至少一个第一传感器被配置成测量动物疾病的至少一个指标，所述传感器连接到所述电子控制单元(1)；
-数据存储器(8)，在所述数据存储器中，收集由所述第一传感器(7)对来自由所述标识系统标识的个体动物的奶进行的测量，其中每次测量的时间也被记录并保存在所述存储器(8)中，所述自动挤奶系统的特征在于，所述电子控制单元(1)被配置成：
-记录第一时间点(t1)，在所述第一时间点处，来自动物的奶被转移到所述第二奶罐中，而不是被输送到所述生产奶罐(3)；并且
-如果在所述第一时间点(t1)之后的多个连续挤奶时段内，所述动物的所述奶已经从所述挤奶站(2)转移到所述第二奶罐(4)，则记录第二时间点(t2)，在所述第二时间点处，来自所述动物的奶从被输送到所述第二奶罐转移到被输送到所述生产奶罐(3)；并且
-如果所述第一时间点(t1)与所述第二时间点(t2)之间的时间段处于预定天数内，则所述电子控制单元(1)被配置成确定所述动物在所述第一时间点(t1)与所述第二时间点(t2)之间处于疾病状态。
2.根据权利要求1所述的自动挤奶系统，其特征在于，所述电子控制单元(1)被配置成基于所述第一传感器(7)从所述第二时间点(t2)到预定的第三时间点(t3)的重复测量来确定所述动物的健康状况。
3.根据权利要求2所述的自动挤奶系统，其特征在于，所述电子控制单元(1)被配置成确定从所述动物在所述第三时间点(t3)处的所述疾病状态恢复的状态。
4.根据权利要求3所述的自动挤奶系统，其特征在于，所述电子控制单元(1)被配置成当来自所述第一传感器(7)的测得值已经稳定在所述第二时间点(t2)与所述第三时间点(t3)之间的预定范围内时，确定从所述疾病状态恢复的所述状态。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的自动挤奶系统，其特征在于，所述第一传感器(7)是被配置成测量奶的电导率的传感器或被配置成直接或间接确定所述动物的所述奶中的体细胞数量的传感器。
6.根据权利要求1所述的自动挤奶系统，其特征在于，所述电子控制单元(1)被配置成将先前存储的数据与从所述第一传感器(7)接收到的测量结果进行比较，并且所述电子控制单元(1)被配置成基于所述比较确定所述动物的健康状况。
7.根据权利要求1到4中任一项所述的自动挤奶系统，其特征在于，所述自动挤奶系统包括多个另外的传感器(9，10，11)，所述多个另外的传感器用于测量除由所述第一传感器(7)测量的所述疾病指标之外的多个参数，并且所述另外的传感器(9，10，11)连接到所述电子控制单元(1)，并且所述电子控制单元(1)被配置成对测得的参数进行数学分析，并在其基础上基于来自所述另外的传感器(9，10，11)和来自所述第一传感器(7)的输入确定指示疾病的疾病指示性指数，并且如果所述指数超过阈值，则生成警报，
-并且所述电子控制单元(1)被配置成如果所述第一时间点(t1)处于从生成针对所述动物的所述警报的时间点起的预定时间段内，则基于由所述第一传感器(7)从所述第二时间点(t2)到预定的第三时间点(t3)的重复测量来确定所述动物的健康状况。
8.根据权利要求7所述的自动挤奶系统，其特征在于，所述电子控制单元(1)被配置成基于生成所述警报的所述时间点来设置所述第一时间点(t1)。
9.根据权利要求7所述的自动挤奶系统，其特征在于，所述电子控制单元(1)被配置成基于生成所述警报的所述时间点来设置所述第二时间点(t2)。
10.根据权利要求7所述的自动挤奶系统，其特征在于，所述自动挤奶系统包括用于向动物施用抗生素的装置(12)，所述装置(12)连接到所述电子控制单元(1)，并且所述电子控制单元(1)被配置成命令在从生成针对动物的警报的时间起的预定时间内向所述动物施用抗生素。
11.根据权利要求1到4中任一项所述的自动挤奶系统，其特征在于，所述疾病的指标是乳腺炎的指标。
12.根据权利要求11所述的自动挤奶系统，其特征在于，所述疾病的指标是临床型乳腺炎的指标。
13.根据权利要求1到4中任一项所述的自动挤奶系统，其特征在于，如果所述第一时间点(t1)与所述第二时间点(t2)之间的时间段处于确定疾病状态的第一预定天数内，则所述电子控制单元(1)被配置成确定向所述动物施用抗生素已经发生。
14.根据权利要求13所述的自动挤奶系统，其特征在于，如果所述第一时间点(t1)与所述第二时间点(t2)之间的时间段处于确定疾病状态的第二预定天数内，则所述电子控制单元(1)被配置成确定向所述动物施用抗生素尚未发生。
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