带有嵌入式CAN网络的机械助手

对农民来说，一天通常在凌晨3点或4点开始。他们得照看牛，喂牛，挤牛奶。直到现在:多亏了挤奶机器人，奶牛可以自己挤奶和喂食。

这意味着农民的生活更加舒适。他们可以在下雨天回到床上，或者可以做其他事情(比如做饭)，或者可以处理其他任务，因为现在是奶牛决定什么时候挤奶。机器不会抱怨早起。机器人在没有人类帮助的情况下给奶牛喂食和挤奶;没人需要把奶牛搬到挤奶箱里。动物们自己去那里，因为它们知道盒子里有食物，有定量的谷物。

机器人在农业中的应用

服务机器人正在彻底改变农业部门。他们越来越自主地播种、除草、施肥和喂养动物。总部位于荷兰的Lely公司是一家机器人挤奶系统制造商，提供从摊位清洁系统到自动喂食系统的产品，其中包括Lely宇航员A4挤奶机器人，包括机械手臂、乳头清洁设备和CAN网络通信。根据Lely的说法，提高劳动生产率是为了确保未来乳制品业务的健康发展。该公司的目标是以动物友好的方式让每个工人生产更多升牛奶。他们认为一个人每年可以挤200万升牛奶。在传统的奶牛场，现在每天挤奶两次，一台挤奶机器人每天可以处理大约180次挤奶，产量可以提高10%到15%。

一个机器人挤奶系统是高度可靠的，提供全天候的能力，除了维护。它被训练为奶牛准备挤奶，连接乳头杯，并在需要时重新连接，在挤奶后分离，并进行后处理。由于机器人挤奶系统，可以监测每头奶牛的许多因素，这些因素在传统挤奶牛群中无法提供。有了机器人，挤奶的决定权就从农民转移到了奶牛身上。这一切都与早期信号有关。业主可以再次单独对待奶牛，这将改善奶牛的健康状况，缩短产仔间隔，并降低饲料成本。

在所谓的“奶牛交通”中，奶牛决定什么时候吃东西、挤奶或躺下，从而改善奶牛的健康状况。这会影响奶牛拜访机器人时的行为。机器人挤奶在许多方面与传统挤奶不同。其中一个主要的区别是，挤奶可以更符合奶牛的自然行为。这使得奶牛的过程更容易，从而缩短了学习曲线，提高了吞吐量，从而提高了机器人的容量。

来自英国威尔士的农民林登·威廉姆斯(Lyndon Williams)说:“我们总是需要把一头奶牛带给机器人。但现在，由于宇航员A4机器人的入口更加开放，就连这头奶牛也会定期主动上门。她来得太频繁了!”

机械臂位于奶牛下方，控制整个挤奶过程。由于几乎所有的传感器都安装在手臂上，测量工作在乳房附近完成，这提高了精度。附着速度和精度是影响机器人能力的关键因素。当一头牛进入盒子时，不锈钢机械臂会移动到牛的身下，用激光扫描奶牛，找到奶牛的乳头，并安装四个乳头杯。该公司的乳头检测系统(TDS)采用三级扫描技术，可以找到乳头。在奶牛上方安装了一个摄像机，可以测量奶牛的位置，这意味着如果奶牛移动，机械臂也会跟着移动。

MQC(牛奶质量控制)是一种测量牛奶质量的工具。它位于机器人手臂内部，乳房旁边。在挤奶过程中，每夸脱的牛奶是连续监测的。这为用户提供了有关乳腺炎、脂肪和蛋白质以及乳糖的重要信息，以便管理牛奶质量和奶牛的健康。乳腺炎是乳房组织的炎症。为了防止它，可选的MQC-C体细胞计数(SCC)测量系统监测每头奶牛每次挤奶的SCC。注意并报告令人震惊的偏差。牛奶质量控制-体细胞计数指示器(MQC-C)是挤奶机器人的可选部件，用于测量体细胞计数的类别。这是一个自动化的过程，可以在Lely的管理系统T4C(奶牛时间)中设置，以每头奶牛、一组奶牛或整个牛群进行测试。该测试是基于牛奶和Astri-Cell(一种用于测量牛奶中体细胞计数的液体)混合物的排出时间。 The test also indicates the udder health. The MQC-C gets its input (when to test) from the MQC and sends its output (test results, number of visitations) to the MQC. Results and class attentions of the test can be found in the T4C software. Hardware-related alarm messages can be found on the X-Link. The visitation lists generated by T4C can be found on the X-Link. The MQC-C can be built into the Astronaut A3 ex-factory but also installed on an existing Astronaut A3 milking robot. Depending on the production date, it is possible some other modifications must be done to install the MQC-C on existing milking robots. It has three primary parts: the sampler, the processor and the wall socket.

采样器安装在MQC和牛奶罐之间的支架上。取样器的作用是在必须进行测试时，将少量牛奶分离出来进行测试。采样器从处理器获取输入并将输出发送给处理器。处理器是一个盒子(底座和盖子)，有泵、阀、腔室和电子设备。它安装在中间面板后面的挤奶机器人框架上，并连接到处理器安装支架上。该处理器有三个主要功能:运输、混合、测试和排出混合物。处理器将牛奶从采样器泵入处理器，并将Astri-Cell添加到牛奶中。当测试完成后，处理器将混合物泵入下水道。处理器从采样器(电子和牛奶样品)、壁式插座(Astri-Cell、水和压缩空气)和MQC(通过CAN连接器)获得输入。处理器向采样器和MQC发送输出。 The wall socket is installed behind the intermediate panel on the right side of the machine room above the pumps. The wall socket joins the input of the water, Astri-Cell, and compressed air supply with the tube bundle that leads to the processor. It is provided with pressure reducers for the water and the air supply.

成本节约随着时间的推移而增加。重要的不仅仅是最初的投资，而是未来几年的所有成本。该公司表示，该系统每年最多只需要四次维护，而且由于不需要清洁地板(因为牛奶杯不会掉到地板上，乳房是用刷子清洗的)，该系统不会浪费任何水。

节约能源也能降低成本。连接和取出奶杯只需要几个动作。所有挤奶机器人和谷仓内的相关设备(如选择门)只需要一个气动系统。

来自加拿大的农民Jean-Philippe Côté说:“水、肥皂、电力和饲料等生产成本的效率非常好。”

- Cindy Weissmueller是自动化杂志CAN的编辑。由CFE Media数字项目经理Anisa Samarxhiu编辑，控制工程，设备工程。

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