具有最小断奶应激的小牛自动喂奶系统 【技术领域】
本发明涉及一种具有最小断奶应激的小牛自动喂奶系统，其中，新生小牛经受最小的断奶应激，因此生长为健康且强壮的牛。
背景技术
在新生的哺乳动物能够消化包括固体饲料的更多不同食物之前，它们只有一种营养源，它们完全依赖来自它们的母亲的奶来生长。另外，随着来自它们的母亲的奶量减少，幼崽开始摄取固体饲料来补充奶中不足的营养。断奶是将幼崽逐渐地引入到将成为它们的成年食物的食物并撤销奶的供应的过程。只要幼崽不再收到任何母乳并开始依靠固体食物作为它们的全部营养，则认为幼崽已经完全断奶。
在把生产奶作为主要目标的乳牛业中，长期以来做出许多努力来提高来自母牛的奶超出小牛需要的量以上的日产量，并在下次分娩之前保持奶的产量处于高的比率。例如，防止母牛在分娩日为新生小牛喂奶，以生产乳制品。作为替代，用挤出的母乳来人工饲喂新生小牛，这称为人工喂奶。
传统地，奶农使用奶瓶以2kg的剂量每天两次用奶来饲喂小牛，总计的量为4kg，或者以1.5kg的剂量每天饲喂三次或四次，总计的量为体重的10％。
随着最近对幼牛健康的兴趣的提高，已经进行尝试来允许它们被不受限制地用奶饲喂。当幼牛自由地接近人工饲喂者或者母牛的乳房时，观察到幼牛每天吃奶10次，总计的量为10kg。然而，据报导，在出生后180天至200天之后，自由饲喂的小牛的体重与以体重的10％为最大量限制地饲喂的小牛的体重实际上没有差异。
所有这些传统的喂奶方法的缺点在于：由于幼牛被突然地断奶，它们不能充分地适应固体饲料(草料、干草等)的摄取，因此它们经受很长时间段的营养不良，这会导致生长不充分或免疫缺陷。
具体地说，惯于吃足量奶的小牛经受更强的应激，因此它们需要更长的时间段来从应激中恢复。由于下面的原因，奶农不情愿地让幼牛自由地接近乳房或奶瓶。每次出现哺乳时将新生牛和母牛分开需要很多劳动。另外，来自牛的奶的产量降低。此外，在断奶时，幼牛除了经受身体上的应激，还经受心理上的应激，因此它们会变得身体虚弱。
传统的喂奶方法的问题在于以下事实，即，幼牛在没有充分适应固体饲料的情况下被断奶，或者幼牛因此而营养不良。因此，需要一种能够将小牛的断奶应激最小化的精确的喂奶方法，并需要一种采用该方法的系统。
因此，本申请人于2006年7月28日提交了题目为“STEP-DOWNSUCKLING METHOD FOR MINIMIZING WEANING STRESS INNEWBORN CALF”(用于使新生小牛的断奶应激最小化的渐减式的喂奶方法)的第2006-0071228号的专利申请(该申请被授权，韩国专利号为804,309)，并且基于上述韩国专利提交了PCT国际申请(WO 2008-013344)。该专利提供一种用于给新生小牛喂奶的方法，该方法包括以下步骤：在小牛出生后，用对应于体重的15％至25％的足量的奶来饲喂新生小牛3周至4周；然后，用最终达到对应于体重的8％至15％的逐步减少的奶量来饲喂3至7天，差别的量用水替代；然后，在从出生后3-5周至6-8周的时间段中，用从体重的8％-15％至0％的逐渐减少的奶量来饲喂，并用固体饲料来饲喂。
该方法显示了与报导完全不同的数据，在所述报导中，在以体重的10％的量喂奶的传统的喂奶方法和自由接近方法之间，出生后饲养180天或200天的小牛的体重没有差异。与当根据传统方法饲喂时相比，当根据该方法饲喂时，到出生后50天为止，观察到小牛对干饲料的进食量提高了31％或更高，并且到出生后120天为止，提高了16％或更高。另外，与根据传统方法饲喂的小牛相比，发现根据该发明的方法饲喂的小牛的重量增加到出生后50天为止，提高了75％，并且到出生后120天为止，提高了54％。
然而，这种高级的逐步减少的喂奶方法不可避免地需要奶农来执行相当多的奶农的劳动。例如，必须人工地记录对象的信息(日龄、重量、进食频率、进食时间等)，并且必须根据所测量的重量来确定奶的饲喂量。另外，在饲喂之后，必须使新生小牛与喂奶装置分开，并且必须将使用过的喂奶装置消毒。
此外，用人工喂奶可能导致过量饲喂或导致新生小牛遭受应激，因而使人工喂奶的实际应用变得困难。
【发明内容】
因此，本发明的一方面在于提供一种喂奶系统，其中，能够自动地执行对小牛的喂奶，并且能够使新生小牛的断奶应激最小化。
将在下面的描述中部分地阐述本发明的附加方面和/或优点，并且将通过描述而部分地明白，或者可以通过实施本发明而习知。
根据本发明的一方面，提供一种具有最小的断奶应激的小牛自动喂奶系统，所述自动喂奶系统包括喂奶单元和供奶单元，以将奶饲喂给小牛，其中，所述喂奶单元包括奶嘴构件，并且奶嘴构件控制其高度，并且奶嘴构件能够前后移动。
喂奶单元可包括重量计。
喂奶单元可包括：喂奶框，小牛被装载在喂奶框中；目标识别装置，识别在喂奶框中的小牛的存在。
自动喂奶系统还可包括清洗器，以清洗奶嘴构件和供奶单元。
清洗器可包括加热器。
供奶单元可包括热交换器和混合箱，热交换器加热储藏在储藏箱中的奶，混合箱储藏加热的奶或液态奶粉。
根据本发明的另一方面，提供一种具有最小断奶应激的小牛自动喂奶系统，所述自动喂奶系统包括：喂奶单元和供奶单元，以将奶饲喂给小牛；控制模块，控制所述喂奶单元和所述供奶单元，其中，所述喂奶单元包括重量计以测量小牛的重量，所述控制模块基于所述重量控制供奶单元的供应量。
所述自动喂奶系统还包括输入模块，所述输入模块包括检测器，以将小牛信息输入到控制模块。
根据本发明的又一方面，提供一种具有最小断奶应激的小牛自动喂奶系统，所述自动喂奶系统包括喂奶单元和供奶单元，以将奶饲喂给小牛，其中，供奶单元包括热交换器和混合箱，热交换器加热储藏在储藏箱中的奶，混合箱储藏加热的奶或液态奶粉。
【附图说明】
通过下面结合附图进行的对实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得明显且更加容易理解，其中：
图1是示出根据本发明的一个实施例的具有最小断奶应激的小牛自动喂奶系统的框图；
图2是示意性地示出根据本发明的一个实施例的具有最小断奶应激的小牛自动喂奶系统的喂奶单元和喂奶单元的视图；
图3是示出使用根据本发明的一个实施例的具有最小断奶应激的小牛自动喂奶系统的最佳喂奶方法的曲线图。
【具体实施方式】
现在将详细参照本发明的实施例，在附图中示出了实施例的示例，其中，相同的标号始终表示相同的元件。下面将参照附图描述实施例，以解释本发明。
图1示出了根据本发明的一个实施例的具有最小断奶应激的小牛自动喂奶系统(在下文中，简称“喂奶系统”)。
参照附图，喂奶系统包括：输入模块10，接收小牛信息；控制模块20，根据输入的信息来控制喂奶量；执行模块30，执行喂奶。
输入模块10包括：检测器12，识别为小牛分配的特定的号码；重量传感器14，测量小牛的重量。例如，检测器12可以是围绕小牛的脖子佩戴的项链或附着到耳朵的耳号(earmark)，并且检测器12可以使用诸如能够无线地发送/接收数据的无线射频识别标签(RFID)的电子标签。重量传感器14可以使用重量计。
控制模块20根据从检测器12和重量传感器14输入的信息来确定将要喂给小牛的奶量，并且控制模块12包括通信接口(例如RS422)以从输入模块10接收信息并将信息发送到输入模块10。控制模块20可以是包括监视器、主机、键盘、鼠标等的通用计算机。控制模块20包括存储器22，在存储器22中存储了单独营养控制程序和自动奶进食监测程序，以控制并监测小牛的进食行为。控制模块20还包括数据库24，以存储小牛信息，所述小牛信息包括对象名称、月龄、重量、进食频率和周期、进食量、进食率、警告指示(用红色来表示表现出小于75％的进食率的对象)、总进食率(总进食量/总饲喂量)、平均饲喂量和平均进食量。
执行模块30包括：供奶器32，根据输入的小牛信息和管理程序来供应适当量的奶；清洗器34，在完成喂奶之后清洗喂奶系统。
图2示出了根据本发明的喂奶系统。所述喂奶系统包括喂奶单元100和供奶单元200。
喂奶单元100包括：喂奶框110，小牛被装载在喂奶框110中；目标识别装置120，识别在喂奶框110中的小牛的存在；重量计130，测量小牛的重量；奶嘴构件140。
喂奶框110可以是矩形框。喂奶框110具有预定的高度和窄的宽度，使得小牛沿一个方向进出喂奶框。
用于确定小牛的存在的目标识别装置120安装在喂奶框110的中部，并且目标识别装置120可以使用诸如光电传感器的普通装置。
当小牛完全进入喂奶框110时，重量计130利用连接到喂奶框110的底部的装置来执行重量测量。重量计130可以使用吊秤，以减小由于动物废物或外部杂物造成的出错。
奶嘴构件140设置在喂奶框110的一个端部112上，即，设置在假如小牛完全进入喂奶框110时小牛接触的一个表面上。可以自动控制奶嘴构件140的高度。根据小牛的高度和重量，在大约70cm至110cm的范围内基于5个等级来控制奶嘴构件140的高度。当奶嘴的高度比小牛的高度低时，奶会被注射到小牛的胃或支气管中。
![]()
当喂奶完成时，奶嘴构件140能够向前和向后移动，以防止因向后移动导致的损坏。通过训练小牛响应铃声信号并向小牛施加电脉冲2秒至3秒，来实现小牛的离开。用标号“142”来表示奶嘴构件140的移动装置。
供奶单元200包括热交换器220和混合箱230，热交换器220用于使储藏在储藏箱210中的奶加热，混合箱230用于稀释奶或用液态奶粉来混合奶。
比例为大约7∶1至大约8∶1的奶(或固态奶粉)和水在储藏箱210中以大约4℃的平均温度冷藏。
热交换器220使储藏在储藏箱210中的大约4℃的平均冷却温度的奶或固态奶粉(代乳品)的温度被调节至适于小牛饮用的水平。热交换器220设置有循环电机、供水传感器、过热报警传感器和过载等。
以每个循环200mL的量将加热过的(稀释过的)奶或水储藏在混合箱230中。混合箱230可包括传感器232，从而在小牛将奶完全消耗之后，如果还需要，则再次充装奶或水。由于奶经常形成乳垢，所以优选地，混合箱130由耐热玻璃制造，以确保清洁和透明。
同时，图2中还示出了阀门和泵。第一阀门241允许奶被供应到奶嘴构件140，第二阀门242允许水被供应。第三阀门243用于清洁容纳在系统中的管线，并通过泵251使管线回转，以去除残留在管线中的奶。当第三阀门243开启时，第一阀门241和第二阀门242关闭。第四阀门244允许水被供应，第五阀门245允许奶被供应。由于通过水管供应的水处于高压，所以降压阀门247将压力控制到适于该系统的水平。第六阀门246用于清洁奶嘴构件140。第七阀门248将水供应到热交换器，热交换器工作泵252将奶或水供应到热交换器220。工作泵252可以是对经过管线的奶不造成污染的磁循环泵。
用于清洁奶嘴构件140的清洗器34的喷嘴260通过第六阀门246接收清洗水，在清洗水到达喷嘴260之前，清洗水经过包括在清洗器34中的加热器262，然后保持不低于90℃的高温，以对奶嘴构件140消毒。
如上所述，在第一阀门241和第二阀门243关闭，并且第三阀门243开启的条件下，利用清洗泵251来清洗供奶单元200。通过第二阀门242将清洗水排放到外部。
同时，将描述一种利用所述喂奶系统来为小牛喂奶的方法。所述方法利用第10-2006-71228号韩国专利申请中公开的渐减式喂奶方法，以使新生小牛的断奶应激最小化。
如图3所示，该方法包括五步。
在第一步中，如图1所示，每3至7天测量小牛的体重，并以每日总量为各自体重的15％至25％的量来将奶饲喂给小牛。优选地，所诉量为各自体重的20％。剂量限制在从1500cc至2000cc的量之内。这时，以足够小牛小口咬的量来将小牛初始饲料饲喂给小牛。
第二步是使小牛适于减少了的奶量。用每日总饲喂量(体重的15％至25％)的1.5％至2.5％的量来用水稀释牛奶，从小牛出生后3周至5周开始，用稀释的奶饲喂小牛3天至7天的时间段。这时，提供量增加的小牛初始饲料和高品质干草，以促进小牛提高它们吸收固体饲料的能力。
第三步是低量喂奶步骤，在第三步中，以小牛各自体重的8％至15％的量来为小牛喂奶，并且从出生后的4周至5周到断奶日(由奶农设定，通常为出生后的6周至8周)，以每头1kg的量为小牛提供高营养的小牛初始饲料和高品质干草。
在第四步中，再次使小牛适应奶量减少。从断奶日之前的3天至7天，以体重的8％至15％的量并且用水稀释的奶来饲喂小牛，所述水以每天饲喂的奶的1.5％至2.5％的比率增加，最后从出生后的6周至8周开始，只用100％的水饲喂。
第五步是通过检验来确定断奶，从出生后6周至8周开始，只用水饲喂小牛3天至7天。
[饲喂量确定示例：7周(49日龄)喂奶程序]
![]()
测量重量(kg)
1：变量(下一天的正常平均体重的平均值)
同时，根据实施例的用于执行渐减式喂奶方法的喂奶系统执行系统检验操作，例如，当施加功率时，预热重量计和热交换器，并且清洁管线，因此准备就绪。
当目标识别装置120检测到小牛进入喂奶框110时，测量小牛的体重并读取电子标签信息，然后将所述体重和信息传输到控制模块20。控制模块20根据相应的信息和体重来计算喂奶量，并且当奶嘴构件140在自动高度控制的同时向前移动时，控制模块20使得喂奶开始。
在饲喂过程中，连续地检测小牛的重量。在饲喂之后，小牛离开并收回奶嘴构件140。用加热过的清洗水对收回的奶嘴构件140消毒，并用加热过的清洗水来清洗管线，以准备后续的喂奶。
根据诸如日龄、周期、步骤和目标的项目将小牛的喂奶量存储在数据库24中。
由上可知，根据本发明的具有最小断奶应激的小牛自动喂奶系统具有下面的优点。第一，可以均匀地饲喂被设定为母乳的温度的奶(或液态奶粉)。第二，可将根据日龄和体重确定的预定量的奶自动地饲喂给小牛。第三，奶嘴构件的高度可在适合小牛的范围内控制。第四，在喂奶之后，可自动清洗奶嘴构件和供奶单元。
虽然已经示出并描述了本发明的一些实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定。