一种用于将禽放置在适于被悬挂在钩环上的位置的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种将具有身体和两条腿的禽放置在适于被悬挂在钩环上的位置的方法，所述身体具有胸部和背部，且每条腿包括胸侧、背侧，包括在髋关节处连接到身体的大腿(股骨)、与大腿连接的小腿(胫骨)、在跗关节处连接到小腿的跗跖骨(shank)和具有趾的脚，其中禽的身体被放置在支承表面上，胸侧朝向支承表面。本发明还涉及一种用于将禽放置在适于被悬挂在钩环上的位置的装置。
背景技术
在大多数禽屠宰场，特别是家禽屠宰场中，在被杀死和拔毛之前，待被宰杀的禽被悬挂在高架输送机上的屠宰钩环上。人工悬挂禽是一项繁重和单调的工作，因此希望提供一种可靠的自动化过程。为了实现这一点，禽须被放置在适于被悬挂的位置。
德国专利DE3048342A1描述了一种方法，其中每只禽被放置在单独的托盘中，在被带入到与钩环接合之前腿突出越过托盘的边缘。这种方法和所使用的托盘系统在结构上非常简单，但是具有这样的缺点，即由于胸部的弯曲禽往往翻到一侧，而钩环可能无法正确地钩住禽。
相反地在WO00/18245这个发明中，每只禽被放置在所谓的配合件(fit piece)上，配合件与禽的胸侧或背侧的形状相匹配。然而，在以非常高的处理速度运行的现代家禽屠宰场中，操作者不可能将所有的禽都放置在配合件上的最佳位置，因此一些禽不能被钩环正确地钩住。
在WO2011/116774这个发明中，每只禽的腿部的跗跖骨被锁定在固定夹中，以便提供对禽的精确定位，但这仍然需要对禽进行手动操作，且在某些情况下禽会因为被夹的太紧而不能适当地从夹子上释放。
申请人先前申请的专利PCT/DK2013/050294公开了一种全自动的禽的定位，其中每只禽被放置在凹面保持器中，然后凹面保持器旋转直到禽的腿在适于被转移到钩环的正确位置上。这种方法是非常可靠和有效的，但由于技术的复杂性，其价格也相对昂贵。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于定位禽的替代方法，其可以至少部分自动化并且提供相对低的错误率。
这采用一种方法来实现，其中摊开机构的至少一个摊开构件插入到禽的腿之间，使得至少一个腿的胸侧搁置在摊开构件的接触表面上，在该位置使用摊开机构迫使腿彼此远离，使得在垂直于两条腿长度的方向，跗关节之间的距离变得大于髋关节之间的距离。
如果禽没有以其脊柱直接位于龙骨的上方而正确放置，即向一侧翻转，则一条腿将比另一条腿更靠近支承表面，因此摊开构件通常先与这条腿接触。随后当腿被迫彼此远离时，最下面的腿将朝向预期位置被向外推动，并最终使得禽的整个身体旋转，至少直到另一条腿与摊开机构接合。通过摊开腿部，使得跗关节之间的距离变得大于髋关节之间的自然距离，导致腿在与由摊开机构施加的力相反的方向上产生反作用力。由于腿的关节的特性，腿的这种力将有助于将身体拉到位，从而不仅仅确保腿能被正确地定位，而且整只禽也能被正确地定位。
下面将参考实施例对本发明进行描述，其中摊开构件从胸侧插入，但应当理解的是，从背侧插入也是可以的，并且也在本发明的保护范围内。
优选地，摊开构件与小腿或者跗关节接合。在鸡和其它鹑鸡类的禽中，当从胸侧来看时，跗关节在腿上形成有向内的弯曲。当使用通常在禽的腿的长度方向上有限延伸0.5-3cm的接触表面时，在摊开顺序动作的最后阶段，一般将导致跗关节或最靠近跗关节的跗跖骨部分骑跨在该接触表面上，其中腿被最大距离地分开。这样能提供精确和稳定的定位并且能使跗跖骨自由地插入到钩环中。
支承表面可以是用于定位禽的装置的一部分，有利地，也可以是经过紧邻定位装置放置的装置或其它单独单元的输送机的一部分。目前优选的是，用于将禽放置在适当位置的装置包括多个分离机构，每个分离机构适于一次处理单只禽，并适于与用作禽的支承表面的输送机平行移动，所述输送机可被分成多个部分，每个部分适于支承单只禽。然后可以在摊开机构沿着输送机上的支承表面行进的同时进行禽的定位，这个稍后将做详细解释，可使用输送机和/或摊开机构的运动来启动摊开构件。以相同的方式，钩环输送机可以与用于将每只禽带到与钩环接合的装置的摊开机构并行运行，这也将在后面进行解释。
优选地，为了使禽的身体旋转到正确的位置，摊开构件和腿之间的接触使禽的身体从支承表面上提升。这意味着腿在髋关节处转动，使得大腿被尽可能远地推向背侧，从而到达一个稳定且限定性好的位置。此外，禽和支承表面之间的摩擦被最小化。
单个摊开构件足以定位每只禽，但是在更复杂的实施例中，两个摊开构件彼此远离，从而迫使腿彼此远离，每个摊开构件各包括适于与禽的一个腿接触的接触表面。为了该目的，摊开机构包括适于使两个摊开构件彼此远离的启动机构，以迫使禽的腿彼此远离。优选地，两个摊开构件作为一个单元插入在禽的腿之间，但也可以一个接一个插入，完全在插入另一个之前插入一个，或者在插入过程中保持一个在另一个之前，和/或以不同的速度插入。
使用单个摊开构件提供了简单结构的解决方案，其相对容易维护和清洁，而使用两个摊开构件提供了更精确的控制。当使用单个摊开构件时，当禽的腿或多或少地固定在分离的摊开构件的各自接触表面上时，将会在摊开过程中在接触表面上滑动。因此，使用两个摊开构件可以减少禽的腿与摊开机构之间的摩擦。为了使损伤禽的风险最小化，可为摊开机构提供力传感器或摊开构件的弹性悬架，以允许控制施加到腿的力。
摊开构件可包括锥形部，锥形部的窄端适于首先插入到禽的腿之间，以便随着摊开构件的前进逐渐迫使禽的腿彼此远离。
为了允许禽以最小的摩擦力定位，优选地，腿被松弛地搁置在接触表面上，但是可提供止动件以保持腿不从接触表面的两侧脱离。例如，可以通过使用具有字母W形状的接触表面或者一起形成该形状的接触表面的组合来实现。接下来W的中心峰进入到腿之间，而外臂将防止腿分离地太远，腿被定位在由W下面的点形成的凹谷(valleys)中。
关于摊开构件和/或限制构件固定腿的实施例也是可能的，包括在定位过程中用于保持腿抵靠在摊开构件和/或限制构件的一个或多个固定构件的实施例。在这样的一个实施例中，固定构件紧密地放置在摊开构件和/或限制构件的上方，仅留下一个或两个窄开口，禽的腿部通过该窄开口突出。目前，优选地，在任何固定构件和腿之间不进行接触或只有有限的接触，以将损伤腿的风险最小化，特别是由摩擦引起的损伤，但腿的紧固定在本发明的保护范围内。
钩环通常设置有接收腿的开口，接收腿的开口之间的距离大致对应于跗关节之间的自然距离，为了便于将腿转移到钩环，该方法还进一步包括在已经展开之后将腿彼此回移的步骤。这可以简单地通过释放腿和/或摊开构件或通过使用限制构件或机构迫使腿回到一起来实现，所述限制构件或机构适于在展开之后将腿向彼此回移。例如限制构件可以具有锥形凹陷部并连接到适于使限制构件朝禽的腿前进的启动机构，以迫使腿进入到凹陷部并因此逐渐朝向彼此。如上所述的摊开构件，两个或更多个限制构件可以包括在限制机构中，优选地，这样的限制构件与禽的腿同步接合。然而，简单地将摊开构件向初始位置回移也是可以的。
摊开构件和/或限制构件可以是板形的或由弯曲杆制成，这两者都提供了简单结构和可靠的设计。优选地，它们由耐用并且易于保持清洁的不锈钢制成，但是也可以使用其它材料，例如金属、聚合物或复合材料。
本发明的方法可以不考虑禽的状态，但从动物福利的角度来看，优选地，在定位过程之前将禽打晕或杀死。如果手动地将禽放置在支承表面上，这也将便于处理。
一旦禽如上所述被定位，通过钩环和摊开机构和/或限制构件之间的相对移动，腿可以插入钩环中的一个或多个开口，然后从支承表面被提升或拉离。优选地，通过经过摊开机构和/或限制构件的钩环的向上移动来实现，例如根据钩环的设计，其它移动模式可能更有利，包括降低支承表面、摊开构件和/或限制构件。
如果支承表面是凹面的或以防止禽定位之后翻转的其它形状，禽在被带到与钩环接合之前可能从摊开构件和/或限制构件上被释放，但目前被认为有利于的是保持禽与其中至少一个接合直到被钩住。
一旦禽被定位就固定住其身体和/或腿以便于转移到钩环也是可行的，如WO2014/026695发明中所描述的，也可在跗关节处弯曲腿，使得脚更靠近禽的胸部，同时移动脚趾以更靠近彼此，以便于将脚插入到钩环中。
附图说明
下面，通过示意图对本发明进行更详细的描述，其中:
图1为从侧面观察的趴在支承表面上的鸡和摊开机构的略图，
图2-4对应于图1，但显示了摊开机构的不同操作阶段，图4还示出了钩环，
图5对应于图1，但按图1中的箭头V所示方向的从另一侧来观察，并且显示了位于略少倾斜的位置的鸡，
图6对应于图3，但与图5中的相同侧来观察，
图7显示了输送机的透视图，该输送机包括每个分别承载一只鸡的若干支承表面、一系列如图1-4所示类型的摊开机构和用于接收鸡的钩环，
图8对应于图7，但从顶部观察，且还示出了将禽从进料输送机移动到支承表面输送机的操作者、摊开机构输送机和钩环输送机的轮廓，
图9对应于图8，但以透视图的方式来显示，且还示出了用于控制摊开和限制构件的导轨，
图10显示了支承表面和摊开机构的另一实施例的透视图，
图11和12按图10中的箭头XI所示侧显示了图10中的摊开机构的不同操作阶段，
图13对应于图12，但以透视图的方式来显示，且还示出了钩环，
图14和15显示了与图11和12的相同侧的图10-13中的机构的进一步操作阶段，
图16对应于图10，但显示了支承表面和摊开机构的不同实施例，
图17-19按图16中的箭头XVII所示侧观察显示了图16中的摊开机构的不同操作阶段，
图20对应于图19，但以透视图的方式来显示，且还示出了钩环，
图21对应于图20，但显示了摊开机构的进一步操作阶段，以及
图22和23显示了与图17-19的相同侧的图16-21中的摊开机构的进一步操作阶段。
具体实施方式
图1-9显示了将禽2放置在适于被悬挂在钩环上的位置的装置1。该装置包括摊开机构3，该摊开机构包括两个几乎完全隐藏在图1中的盖构件4后面的摊开构件30a、30b。通过比较图1-4可以看出，摊开构件可从图1中的被动位置通过图2和3中的位置移动到图4中的延伸和摊开位置，其中摊开构件已经相对于盖构件向上移动并且以相对的方向远离中心平面C。
在本实施例中，摊开构件30a、30b的运动由在滑过盖构件上的导向突起41的摊开构件中的导轨31来控制，因此，摊开构件的最低部分简单向上的推动产生预期的运动模式，将在下文中进行描述。
通过比较图1-4还可以看出，盖构件4相对于支承鸡2的支承表面5保持在相同的高度，而摊开构件被升高，但在装置的操作期间降低支承表面和/或盖构件也完全在本发明的保护范围内。提供摊开构件、支承表面和盖构件之间位置相对变化的其它运动模式也是可能的。
在图1中，鸡2趴在支承表面5上，胸部朝下，但向左倾斜，使得在装置的中心平面C和延伸穿过鸡的脊柱和龙骨的平面B之间具有大约为35度的角度A，平面B即禽的对称平面。如图1和图2所示，当禽由于禽的胸部的自然弯曲而放置在平坦的支承表面上时，这种倾斜是非常普遍的，并且在倾斜的方向上重力可迫使最上面的腿21的脚抵靠在最下面的腿22的脚上。靠在一起的两脚和具有倾斜方向的腿的组合使得腿难以自动地插入到图4所示类型的钩环6中，这种类型的钩环非常普遍地用在家禽屠宰场中。
如图2和图3中所示，使摊开构件前进时，这里由两个摊开构件30a、30b的三角形突起形成的锥形部32将逐渐插入到腿21、22之间，最终其中一个摊开构件的接触表面，这里指的是左边的一个，接触到最下面的腿22。还如图6所示，摊开构件进一步前进，摊开构件在这里同时向上移动，如同它们是单个构件一样，使得所述摊开构件推动最下面的腿的胸侧，从而将禽的身体24从支承表面上提升。这导致整个禽在重力的影响下旋转，直到两个腿都与摊开构件接触。
在本实施例中，摊开构件30a、30b组合在一起具有W形状，在接触表面中形成两个中空部33，一个凹陷部位于锥形部32的一侧。当摊开构件开始与腿21、22接触时，腿将逐渐地滑入到中空部中，并且如图5和图6所示，两腿将最终通过跗关节23跨骑在摊开构件中的这些中空部33上。摊开构件的外部部分作为保持腿不从接触表面上脱离的止动件，在非常高的处理速度下特别有意义。
在摊开构件的侧向运动过程中，一旦与接触表面接触就松弛地搁置在接触表面上的腿，将滑动和/或旋转接触表面，直到它们基本上对称地靠在相应的摊开构件的接触表面上，且身体的中心平面B基本上是竖直的。
在一些情况下，从支承表面上进行身体24的提升可足以实现禽的令人满意的定位，但特别地，当处理重的禽时，禽的腿关节即髋关节、膝关节和跗关节的自然灵活性，对以这种方式实现的身体旋转设了限制。因此，对应于图7和图8中的IV阶段的图4所示，使摊开机构适于迫使腿在垂直于腿的长度轴线L的方向上彼此远离，使得跗关节23之间的距离D变得大于髋关节25之间的距离。这使得关节处于其极端状态并迫使身体旋转。在这方面应注意的是，装置应当根据待处理禽的尺寸来设计和/或设置有的安全机构以防止腿部的过度摊开，这可能会对禽造成损伤，例如髋关节的移位。这种安全机构例如可以是测量腿的抵抗力的测力计，使得当达到预定的力的上限时，可以停止腿的摊开。
通过比较图3和图4可以看出，使适于接收禽的腿的钩环6中的开口61之间的距离只稍大于跗关节23之间的自然距离，因此认为有利的是，腿21、22在插入到钩环之前至少部分地一起回移。可以通过使摊开构件30a、30b朝着中心平面C往回移动来实现，但也可以通过提升盖构件4将盖构件4用作为限制构件，使得其中的V形凹陷部42绊住腿部并强制地将它们向一起推，如图7和图8的VI阶段所示。还如图7所示，如果同时升高钩环6，然后降低盖构件4，如图7中的VIII阶段所示，禽的腿部被自动地带入到钩环中，然后可以将禽从支承表面上提升。提供导向构件43来引导当作为限制构件使用时的盖构件4的运动，将在下面进行更详细描述。
在图1至图9所示的实施例中，禽搁置在带式输送机上，带式输送机具有由直立凸缘51分隔的多个支承表面5，并在框架结构52上运行，带的回程53在框架结构的底面上。然而，也可以使用没有分隔的更简单的带式输送机或具有用于各个禽的支承表面的分开的载体单元的更复杂的输送机，例如通过提供一系列以易弯曲方式例如用铰链相互连接的托盘。
带式输送机可以由片材或互连模块制成，以及由适于与食品接触并且耐彻底清洗的任何材料，例如金属和聚合物制成。将类似的考虑应用于分开的载体单元，其实施例将在下面进行描述。
如图8和图9所示，在支承表面输送机或载体单位上放置禽可以手动进行，其中操作者7将每只禽从进料输送机8上拉到支承表面5上，但这个过程也可能是自动化的。不管使用哪种方法，必须使禽的头部位于相同的方向，即远离定位装置1的方向，并且胸侧向下搁置。通常，即使偶然禽的背部向下放置也可以实现对禽的钩挂，但该定位将不太精确，并且所导致的镜像颠倒钩挂可能引起屠宰线上的其它处理的问题。
在装置1的实施例中，摊开机构3和相关联的盖构件和/或限制构件4安装在沿行水平平面中的环形椭圆路径的输送机上，使得在经过图7和8中标记的I-VIII的位置时，摊开机构在支承表面输送机的旁边行进。以这种方式，禽可以在支承表面输送机上向前行进时被定位，以允许每小时高速处理大量禽，但也可以仅使用单个固定摊开机构。不管使用哪种类型的支承表面和摊开机构，单个固定摊开机构均可以适用。
在图8和图9中，钩环6悬挂在设置于屠宰场的天花板下方的钩环输送机9上，每个钩环以本领域技术人员公知的方式通过连杆臂62和连接构件63连接到输送机上。在本实施例中，钩环连接构件63之间的以及因此悬挂在钩环连接构件上的钩环6之间的距离是支承输送机上的禽之间的以及定位装置1的摊开机构3之间的距离的一半。意图是使用所示的定位装置1填充每隔一个的钩环，而剩余的钩环由第二后续定位装置(未示出)填充。然而，在支承表面5之间、摊开机构3之间和钩环6之间也可具有相同的距离。
应当理解的是，钩环输送机9为环形输送机并如箭头E所示的方向延续到屠宰场中的至少一个其它处理站，通常为浸烫站(未示出)，并且它是沿行环形路径的连续输送机。还应当理解的是，例如根据屠宰场中可用的空间，钩环输送机以及支承表面输送机和装置输送机可以沿行与所示的路径不同的路径。
如图9所示，这里的定位装置1还包括一对引导部36、46，其在定位装置的输送机的两侧上延伸，并且分别适于与摊开机构3和盖构件4的下端一起交互作用。如图7所示，每个盖构件包括位于外侧并面向引导部46的导向构件47。当摊开构件及与其相关联的盖构件通过装置输送机向前移动并到达该引导部时，盖构件上的导向构件47进入到引导部46中的轨道中，并且在摊开机构3中的相应的导向构件(未示出)进入到导向部36中的轨道中。当继续向前移动时，各个导向构件沿行由导向部限定的路径，参考图1-4所描述的，先引起了由摊开构件30a、30b中的导轨31控制的摊开机构的启动，随后引起了盖构件的升高。
摊开机构和/或盖构件的类似控制可以通过不带附加导向构件的与引导部直接作用来实现，或者通过突出到摊开机构和盖构件中的凹陷部中的轨道来实现。同样地，应当理解的是，可以完全不同的方式实现摊开机构和/或作为限制构件的盖构件的控制，包括在每个机构上使用单独的马达。
图10-15显示了摊开机构和支承表面的另一个实施例。在这些图中，使用了与图1-9中相同的附图标记，并且应当理解的是，如果没有其它说明，则具有相同附图标记的特征具有同样的功能。还应当理解的是，参考图7-9所描述的不同输送机的设置等和可能替代方案也适用于本实施例。
如图10所示，这里的禽2放置在摇篮形状的支承表面5上，这里的支承表面由环形带形成，该环形带设置在两个辊(未示出)上的两个底座构件54之间，两个辊在轴55处连接到底座构件。当辊自由转动时，带可跟随由上述摊开机构引起的禽的旋转，从而最大限度地减少禽和支承表面之间的摩擦。一旦定位，支承表面的凹面形状将有助于避免禽的再次翻转。由于具有一定阻力阻止了例如由摩擦引起的辊旋转，禽可以在没有附加装置的情况下保持定位，直到禽已经被钩住，但是也可包括适用于在定位禽时固定带和/或固定至少一个辊的制动机构。
如图10所示的支承表面的类型，非常适合用作分开的支承载体，并且一系列这样的载体可以与所示的用于所述摊开机构的方式基本相同的方式连接到通用输送机上。
图10-15中的摊开机构3仅包括具有锥形形状的单个摊开构件30。如图11和12所示，摊开构件30从初始位置升高到禽2的腿21、22之间的位置，在该初始位置，摊开构件30几乎完全隐藏在盖构件4的后面。具有锥形凹陷部42的盖构件4在此用作限制构件，用于防止腿离太远地到达两侧，摊开构件30和盖构件4一起形成如上所述的W形状。摊开构件向上移动，直到腿已经展开到一定的位置，如上所述在该位置中，跗关节23之间的距离D大于髋关节之间的距离，因此禽放置在对应于图7和图8中的IV阶段的图11所示的期望位置。如图13所示，然后盖构件4上升，以使腿回移到一起，对应于图7和图8中的VI阶段的图14所示，使得它们可以更容易地插入到钩环中。
图16-23显示了摊开机构和支承表面的另一实施例。在这些附图中，使用了与图1-15中相同的附图标记，并且应当理解的是，如果没有其它说明，则具有相同附图标记的特征具有同样的功能。还应当理解的是，参考图8和9所示的不同输送机的设置等和可能的替代方案也适用于本实施例。
在本实施例中，支承表面类似于图10-15中的支承表面，除了凹度稍微更深外，其以相同的方式工作，然而如图1-9中的实施例的，摊开机构3包括两个摊开构件30a、30b。这里，如图16-18所示，这里的两个摊开构件30a、30b不像图1-9中那样重叠，而是彼此的镜像并且当靠在一起设置时位于同一平面中形成单个单元。事实上，这种组合不包括盖构件，意味着该摊开机构占据的空间比图1-9中的摊开机构占据的空间小。
如图17-18所示，在操作的过程中，两个摊开构件30a、30b的锥形部32作为一个单元插入到禽的腿之间。由于锥形部在这里相对较小，导致腿最初如图18所示连在一起，当两个摊开构件随后彼此远离时，如图19所示，腿也随着彼此远离，从而使跗关节23之间的距离D增大到大于髋关节之间的距离。如图22所示，通过将摊开构件一起往回移动，实现腿之间的距离的限制，但让它们保持升高状态，如图23所示，从而使腿部进入到适于进行钩挂的位置。
当如图19所示向上推动摊开构件时，摊开构件30a、30b的运动由摊开构件中的导轨31和摊开机构的底座构件上的固定构件35之间的相互作用来控制。因此，这些固定构件起到与图1-9中的盖构件上的导向突起41相同的功能。这里也可理解为，可以采用其它方式实现期望的运动模式。
在上述的实施例中，摊开构件3和盖构件4都由金属板制成，但是应当理解的是，它们中的一些或全部也可以由其它材料制成。作为一个例子，摊开构件或构件可以由具有与所示实施例的接触表面相同形状的弯曲杆制成，并且同样适用于任何盖构件，特别是当用作限制构件时的盖构件。
上面，已经以胸侧面向支承表面的禽来描述了本发明，但是应当理解的是，原则上也可以使用背部面向支承表面的禽，即使禽的腿的生理机能使这种效率降低。同样地，应当理解的是，如果设计适当，摊开构件可以从背侧插入。
如果禽在定位过程之前被击晕或杀死，它们在定位时不会抵抗，但是该方法和装置原则上也可以用于活的和清醒的禽，在这种情况下可以提供用于将它们固定在支承表面上的装置。
鸡被用来说明本发明，因为鸡是最常见的被用来屠杀以供人类消费的禽，但是应当理解的是，本发明的方法和装置还可以用于其它种类的禽，包括火鸡，鹌鹑，鸽子，鸭和鹅。
