Способ механизации автоматизации пастбищного животноводства на базе индивидуальных мобильных экзоскелетов
Владельцы патента RU 2701814:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству, к области механизации и автоматизации животноводства, в частности к способам разведения и выращивания сельскохозяйственных животных, и может быть эффективно использовано для пастбищного содержания сельскохозяйственных животных. Способ механизации и автоматизации пастбищного животноводства на базе индивидуальных мобильных экзоскелетов включает содержание животных на пастбище, перегон, поение, приготовление кормов и подкормку, загон на ночь в навесы и укрытия, уход за животными. На работников закрепляют мобильный экзоскелет, состоящий из каркаса с элементами крепления к туловищу, ногам и рукам, рычагов, шарнирно соединенных между собой на уровне суставов человека, которые выполняют функции бедра, голеностопа, рук, с опорой стопы и спины, с возможностью снижения трудоемкости процессов при осуществлении пастбищного содержания животных, увеличивают силу и скорость работников за счет расширения амплитуды движений с помощью внешнего каркаса и механизированных или автоматизированных узлов экзоскелета. При этом осуществляют перенос тяжелых грузов и передвижение стада в труднопроходимых местностях, а также защищают от травм при нападении крупного рогатого скота или хищников за счет металлического каркаса экзоскелета. В результате использования предложенного способа механизации и автоматизации пастбищного животноводства на базе индивидуальных мобильных экзоскелетов появляется возможность повысить качество, эффективность и безопасность содержания сельскохозяйственных животных на пастбище за счет использования индивидуальных мобильных экзоскелетов. 1 пр.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, к области механизации и автоматизации животноводства, в частности к способам разведения и выращивания сельскохозяйственных животных и может быть эффективно использовано для пастбищного содержания сельскохозяйственных животных.
Животноводство является достаточно трудоемким видом производства, содержащим различные технологические процессы, операции и работы, связанные с разведением и содержанием сельскохозяйственных животных. Для повышения эффективности и рентабельности производства в животноводстве на сегодняшний день по всему миру внедряется механизация и автоматизация технологических операций, что позволяет существенно снизить себестоимость продукции животноводства за счет упрощения рабочих процессов, таких как приготовление кормов или доение (https://agrarnyisector.ru/zhivotnovodstvo/robotizirovannye-sistemy-v-molochnom-zhivotnovodstve/).
Некоторые виды работ можно полностью автоматизировать, поручив их компьютеризированным и роботизированным механизмам. Однако другие работы может выполнять только человек, но используя механизированное оборудование (https://сельхозпортал.рф/articles/mehanizatsiya-i-tehnologii-zhivotnovod/).
Известен способ автоматизации и информатизации экономичной пастьбы животных на пастбищах с электрическими изгородями, включающий задание сигнала расстояния от пастбищного доильного центра до участка культурного пастбища и соответствующего расположению электрических изгородей маршрута перегона до него стада животных, измерение и задание сигналов количества и качества травостоя на участке культурного пастбища, выбор маршрута перегона стада животных, вычисление суммарной стоимости затрат на подготовку участка культурного пастбища и затрат перегона к нему стада животных, вычисление стоимости продукции стада животных в зависимости от вида и возраста поголовья (патент РФ № 2490875, МПК A01K 3/00, опубл. 27.08.2013).
Недостатком известного способа является то, что автоматизации подвергается только контроль перегона животных с места на место и расчет экономической составляющей, отсутствует автоматизация непосредственно разведения, выращивания и ухода за животными.
Известен также способ пастбищного содержания крупного рогатого скота, заключающийся в том, что животные перегоняются попеременно из одного облагораживаемого загона в другой, где осуществляется их кормление (патент РФ №2614813, МПК A01K 3/00, A01K 1/00, опубл. 29.03.2017). Облагораживаемые загоны обеспечивают передвижными навесами с корытами для соли-лизунца. В заданное время коровы перегоняются к месту дойки посредством установки с изменяющимся в зависимости от загрузки вакуумным режимом.
Недостатком известного способа является необходимость использования дорогостоящего топлива, а также сложность перевозки всей установки для реализации способа при перегоне животных с одного пастбища на другое, особенно для пастбищ, расположенных в труднодоступных местностях.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ традиционного пастбищного содержания сельскохозяйственных животных, когда сельскохозяйственные животные на пастбищах поедают подножный зеленый корм, а при необходимости им дают подкормку из концентратов на пастбище (Системы содержания скота и способы пастьбы/ Информационно-аналитический портал для крестьянских фермерских хозяйств, URL: http://fermer.zol.ru/a/156f9/). На ночь табунных лошадей и мелкий рогатый скот оставляют отдыхать на пастбище или загоняют под навесы и укрытия. Крупный рогатый скот, содержащийся на пастбищах, на ночь для отдыха пригоняют в летний лагерь, где животные отдыхают под навесами; кроме того, там их подкармливают концентратами и доят коров.
Недостатком известного способа является высокая трудоемкость работников при контроле за передвижениями стада, особенно в труднопроходимых местностях, отсутствие механизации и автоматизации процессов разведения, выращивания и ухода за животными, возможности переноски тяжелых грузов без применения техники, а также отсутствие защиты от производственных травм при работе с крупным рогатым скотом.
Задачей изобретения является механизация и автоматизация энергоемких процессов в животноводстве, в частности выпаса, перегона, поения, приготовления кормов и подкормки сельскохозяйственных животных с помощью универсального мобильного экзоскелета для снижения энергозатрат при повышении эффективости и увеличения силы работника.
В результате использования предложенного способа механизации и автоматизации пастбищного животноводства на базе индивидуальных мобильных экзоскелетов появляется возможность повысить качество, эффективность и безопасность содержания сельскохозяйственных животных на пастбище за счет использования индивидуальных мобильных экзоскелетов.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе механизации и автоматизации пастбищного животноводства на базе индивидуальных мобильных экзоскелетов, включающем содержание животных на пастбище, перегон, поение, приготовление кормов и подкормку, загон на ночь в навесы и укрытия, уход за животными, согласно изобретению, на работников закрепляют мобильный экзоскелет состоящий из каркаса с элементами крепления к туловищу, ногам и рукам, рычагов, шарнирно соединенных между собой на уровне суставов человека, которые выполняют функции бедра, голеностопа, рук, с опорой стопы и спины, с возможностью снижения трудоемкости процессов при осуществлении пастбищного содержания животных, увеличивают силу и скорость работников за счет расширения амплитуды движений с помощью внешнего каркаса и механизированных или автоматизированных узлов экзоскелета, при этом осуществляют перенос тяжелых грузов и передвижение стада в труднопроходимых местностях, а также защищают от травм при нападении крупного рогатого скота или хищников за счет каркаса экзоскелета.
Способ механизации и автоматизации пастбищного животноводства на базе индивидуальных мобильных экзоскелетов осуществляют следующим образом.
При содержании животных на пастбище на работников (фермеров, скотников, дояров или пастухов) надевают мобильные экзоскелеты, представляющие собой металлический каркас с опорой для стопы, спины, плеч, с рычагами, шарнирно соединенными между собой, которые выполняют функции бедра, голеностопа, рук. Известны экзоскелеты, реализующие разгрузки опорно-двигательной системы работников, состоящие из каркаса с элементами крепления к туловищу с механизированными и автоматизированными узлами (патенты РФ № 2116063, МПКА61Н 3/00, опубл. 27.07.1998, № 2200529, МПК А61Н 3/00, опубл. 20.03.2003, заявки США US № 20050258210, МПК A45F 3/04, 24.11.2005, US № 2007056592,МПК A61G 15/00, 15.03.2007, патент Японии №2011251057, МПК A61H 3/00, опубл. 15.12.2011).Элементы и узлы экзоскелета закрепляют к туловищу, рукам и ногам работника. Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях и служит для снижения энергозатрат, увеличения силы за счет механизированных и автоматизированных узлов.
Работники с закрепленными на них экзоскелетами перегоняют с одного места на другое по мере необходимости животных, водят их к водопою, подают подкормку, загоняют под навесы и укрытия при необходимости, осуществляют уход за животными. С помощью механизированных и автоматизированных узлов экзоскелета работники осуществляют перенос тяжелых грузов и передвижение стада в труднопроходимых местностях. В случае нападения быков-производителей, бодливых коров или хищников каркас экзоскелета частично защищает от переломов, укусов, увеличивает силу и скорость, амплитуды движений за счёт внешнего каркаса и приводящих элементов. Каркас экзоскелета может быть выполнен из металлических сплавов, металлопластика или из других прочных материалов.
Пример.
При пастбищном содержании КРС на рабочих животноводческих бригад закрепляют экзоскелеты. При загонной системе все пастбища делят на участки, которые используют поочередно. Разбивают пастбища на загоны, закрепляют пастбищные участки за отдельными гуртами, оборудуют подступы к открытым водоемам, устанавливают водопойные корыта у колодцев. Расчищают и подрезают копыта, опиливают острые концы рогов иформулируют нагульные гурты, водят к водопою, подают подкормку, загоняют под навесы и укрытия при необходимости. При этом увеличивают силу и скорость работников за счет механизированных или автоматизированных узлов, расширения амплитуды движений за счёт внешнего каркаса и приводящих элементов. А в случае нападения животных металлический каркас экзоскелета частично защищает от переломов и укусов. В результате снижения нагрузки с мышц и скелета работника при выполнении операций пастбищного животноводства, снижается утомляемость работника, появляется возможность снизить трудоемкость пастбищного животноводства на 50%.
Предлагаемый способ механизации и автоматизации пастбищного животноводства на базе индивидуальных мобильных экзоскелетов позволяет более эффективно осуществлять разведение и выращивание сельскохозяйственных животных.
Способ механизации и автоматизации пастбищного животноводства на базе индивидуальных мобильных экзоскелетов, включающий содержание животных на пастбище, перегон, поение, приготовление кормов и подкормку, загон на ночь в навесы и укрытия, уход за животными, отличающийся тем, что на работников закрепляют мобильный экзоскелет, состоящий из каркаса с элементами крепления к туловищу, ногам и рукам, рычагов, шарнирно соединенных между собой на уровне суставов человека, которые выполняют функции бедра, голеностопа, рук, с опорой стопы и спины, с возможностью снижения трудоемкости процессов при осуществлении пастбищного содержания животных, увеличивают силу и скорость работников за счет расширения амплитуды движений с помощью внешнего каркаса и механизированных или автоматизированных узлов экзоскелета, при этом осуществляют перенос тяжелых грузов и передвижение стада в труднопроходимых местностях, а также защищают от травм при нападении крупного рогатого скота или хищников за счет металлического каркаса экзоскелета.
