JP2001128574A - 自動搾乳機の停電処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大掛かりな設備やコストを必要とすることな
く、停電時における労力の負担と無用な時間の消費を排
除するとともに、乳牛に対する健康上の悪影響及びスト
ールや搾乳ロボットへの悪影響を回避する。 【解決手段】停電を検出したなら、無停電電源２から電
気系回路３に給電するとともに、エア駆動回路４に接続
したエアタンク５の残留エアを搾乳ロボットＲ及びスト
ールＡのエアアクチュエータに供給し、少なくとも搾乳
中の搾乳ロボットＲをホームポジションＸｈに戻す第一
停電処理及びストールＡに付設した乳牛退出側の扉７を
開く第二停電処理を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はストールに付設した
搾乳ロボットにより搾乳を行う自動搾乳機の停電処理方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ストールに付設した搾乳ロボット
により搾乳を行う自動搾乳機としては、既に、本出願人
が提案した特開平１１−５６１４２号公報で開示される
自動搾乳機が知られている。

【０００３】同公報で開示される自動搾乳機は、乳頭に
装着するティートカップを支持するエンドエフェクタを
Ｘ方向に移動させるＸ方向移動機構部，同エンドエフェ
クタをＹ方向に移動させるＹ方向移動機構部及び同エン
ドエフェクタをＺ方向に移動させるＺ方向移動機構部を
有する搾乳ロボットをはじめ駆動部を搭載する各種移動
機構部を備え、搾乳に係わる一連の操作を自動で行うと
ともに、乳牛の進入時及び退出時にストールに付設した
後扉及び前扉を自動で開閉操作する。

【０００４】ところで、この種の自動搾乳機では、搾乳
中に停電が発生した場合、全ての動作が停止するため、
通常、給電が停止してもエマージェンシー機能によりマ
ニュアル操作できるように構成し、停電時には、作業者
のマニュアル操作により、ティートカップを離脱させ、
搾乳ロボットをホームポジションまで戻すとともに、作
業者によりストールの前扉を開けて乳牛をストールから
退出させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような自
動搾乳機における従来の停電処理方法では、作業者によ
る労力の負担が大きくなり、また、無用な時間が費やさ
れるのみならず、処理時間が長引いた場合には、乳牛に
対してストレスによる健康上の悪影響を与えたり、乳牛
が暴れてストールや搾乳ロボットに悪影響を与える虞れ
がある。

【０００６】一方、バッテリ等の無停電電源を付設する
ことにより、停電が発生してもある程度の動作を継続で
きるようにすればよいが、この種の自動搾乳機では、駆
動モータを含む搾乳ロボットを備えるなど、ストールを
含む自動搾乳機全体の電力消費量はかなり多くなる。し
たがって、無停電電源を付設する場合には、相当大掛か
りな設備やコストを必要とするなど、容易に実現するこ
とができない問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来の技術に存在す
る課題を解決したものであり、大掛かりな設備やコスト
を必要とすることなく、停電時における労力の負担と無
用な時間の消費を排除できるとともに、乳牛に対する健
康上の悪影響及びストールや搾乳ロボットへの悪影響を
回避できる自動搾乳機の停電処理方法の提供を目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明に
係る自動搾乳機の停電処理方法は、ストールＡに付設し
た搾乳ロボットＲにより搾乳を行う自動搾乳機１におい
て、停電を検出したなら、無停電電源２から電気系回路
３に給電するとともに、エア駆動回路４に接続したエア
タンク５の残留エアを搾乳ロボットＲ及びストールＡの
エアアクチュエータに供給し、少なくとも搾乳中の搾乳
ロボットＲをホームポジションＸｈに戻す第一停電処理
及びストールＡに付設した乳牛退出側の扉７を開く第二
停電処理を実行するようにしたことを特徴とする。

【０００９】この場合、好適な実施の形態により、電気
系回路３には、制御コンピュータ１１及びエア制御回路
１２を含む。また、第一停電処理及び第二停電処理が終
了したなら、電気系回路３をシャットダウンする第三停
電処理を実行することができる。

【００１０】このような停電処理方法によれば、自動搾
乳機１を構成するに際して、搾乳ロボットＲ及びストー
ルＡの駆動部には、駆動モータを使用することなくエア
駆動回路４により駆動されるエアシリンダ等のエアアク
チュエータが用いられ、かつエア駆動回路４にはエアタ
ンクが接続される。したがって、電気系回路３には、比
較的電力消費の少ない制御コンピュータ１１と、エア駆
動回路４におけるエアアクチュエータを除いたエア制御
回路１２を備えれば足りるとともに、無停電電源を設け
るも比較的小型の無停電電源２で足りる。よって、停電
が発生しても、無停電電源２の電力とエアタンク５の残
留エアの利用により、搾乳中の搾乳ロボットＲをホーム
ポジションＸｈに戻す第一停電処理及びストールＡに付
設した乳牛退出側の扉７を開く第二停電処理が実行可能
となる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１２】まず、本発明の理解を容易にするため、自
動搾乳機１に備えるストールＡ及び搾乳ロボットＲの概
要について、図３及び図４を参照して説明する。

【００１３】ストールＡは、図３に示すように、複数の
フレーム１００…の組合わせにより構成し、前部には餌
槽１０１を備える。また、ストールＡの左後半部には、
エアシリンダ１０２ｃにより開閉する後扉１０２を付設
する。後扉１０２は前端を回動支点に開閉し、開くこと
により乳牛ＣはストールＡの内部に進入できる。一方、
ストールＡの左前半部にはエアシリンダ７ｃにより開閉
する前扉７を付設する。前扉７は後端を回動支点に開閉
し、開くことにより乳牛ＣはストールＡから退出でき
る。他方、ストールＡの右側面を構成するフレーム１０
０…には、図４に示す支持フレーム１０４を固定し、こ
の支持フレーム１０４により搾乳ロボットＲを支持す
る。

【００１４】搾乳ロボットＲは、図３及び図４に示すよ
うに、マニュピレータＭを備える。マニュピレータＭ
は、Ｘ方向移動機構部３０，Ｚ方向移動機構部３１及び
Ｙ方向移動機構部３２を備え、このＹ方向移動機構部３
２によりエンドエフェクタＥを支持する。

【００１５】Ｘ方向移動機構部３０は、支持フレーム１
０４に固定した上下一対のＸ方向ガイドレール３３，３
４を備え、このガイドレール３３，３４に移動シャーシ
３５を移動自在に装填する。また、ガイドレール３３と
３４間に位置する支持フレーム１０４には、ロッドレス
タイプのエアシリンダ３６を取付け、このエアシリンダ
３６のスライダは移動シャーシ３５に結合する。これに
より、エアシリンダ３６を駆動制御すれば、エンドエフ
ェクタＥをＸ方向（前後方向）へ移動させることができ
る。

【００１６】一方、移動シャーシ３５には、Ｚ方向移動
機構部３１を配設する。Ｚ方向移動機構部３１は、移動
シャーシ３５の表面部３５ｆに固定した左右一対のＺ方
向ガイドレール３７，３８を備え、このガイドレール３
７，３８に、昇降盤３９を昇降自在に装填する。また、
ガイドレール３７と３８間にはロッドレスタイプのエア
シリンダ４０を配し、このエアシリンダ４０は表面部３
５ｆに取付ける。エアシリンダ４０は駆動シリンダとし
て機能し、このエアシリンダ４０のスライダ４０ｓは、
結合リンク４１を介して昇降盤３９に結合する。さら
に、移動シャーシ３５の裏面部には、エンドエフェクタ
Ｅ側からエアシリンダ４０に付加される荷重に対抗する
力を付与してエアシリンダ４０を補助する図に現れない
片ロッドタイプのエアシリンダ（補助シリンダ）を取付
け、下方に向けたロッドの先端は昇降盤３９に結合す
る。これにより、エアシリンダ４０を駆動制御すれば、
エンドエフェクタＥをＺ方向（上下方向）へ移動させる
ことができるとともに、補助シリンダにより、エンドエ
フェクタＥ側からエアシリンダ４０に付加される荷重を
相殺することができる。

【００１７】他方、昇降盤３９には、Ｙ方向移動機構部
３２を取付ける。Ｙ方向移動機構部３２は、昇降盤３９
に固定した上下一対のブラケット４３…により一端部が
回動自在に支持される駆動アーム４４を備え、この駆動
アーム４４の他端部に、エンドエフェクタＥから突出し
たエフェクタアーム４５の端部を回動自在に支持する。
駆動アーム４４には図に現れないロッドレスタイプのエ
アシリンダを用いた駆動部を内蔵し、この駆動部により
駆動アーム４４をブラケット４３…を支点に回動変位さ
せることができる。また、エフェクタアーム４５と昇降
盤３９間には、平行リンク機構を構成するリンク部が架
設されており、エフェクタアーム４５の向きを一定にし
たまま移動可能となる。なお、エフェクタアーム４５は
円弧に沿ってＹ方向に旋回移動するため、駆動アーム４
４の回転角に応じてＸ方向移動機構部３０を制御し、当
該駆動アーム４４の回転に基づくエフェクタアーム４５
のＸ方向変位を零にする補正機能を備えている。よっ
て、Ｙ方向移動機構部３２によりエンドエフェクタＥを
Ｙ方向（左右方向）へ移動させることができる。

【００１８】また、エンドエフェクタＥは、エフェクタ
アーム４５に対してＬ形に連続したベース部Ｅｂを有
し、このベース部Ｅｂの先端側上面に、伸縮機構Ｎ…を
介して四つのティートカップＴ…が支持される。

【００１９】このような、自動搾乳機１に備えるストー
ルＡ及び搾乳ロボットＲは、搾乳時において次のように
機能する。まず、ストールＡの後扉１０２を開けば、乳
牛ＣはストールＡ内に進入する。ストールＡ内に乳牛Ｃ
が進入したなら、後扉１０２を閉じて乳牛Ｃの識別処理
を行う。乳牛ＣはＩＤコードを設定した首輪を掛けてお
り、ストールＡに取付けた牛体識別センサにより当該Ｉ
Ｄコードを読取って乳牛Ｃの識別を行う。そして、乳牛
Ｃを識別したなら、当該乳牛Ｃにおける乳頭の位置をデ
ータベースから読出す。また、牛体位置検出装置により
牛体の位置を検出する。

【００２０】次いで、搾乳ロボットＲのマニュピレータ
Ｍ、即ち、Ｘ方向移動機構部３０，Ｚ方向移動機構部３
１及びＹ方向移動機構部３２を駆動制御し、エンドエフ
ェクタＥを、図３に仮想線で示す位置（乳房の下方）へ
移動させる。そして、マニュピレータＭ及びエンドエフ
ェクタＥに備える各駆動系を制御してティートカップＴ
…を乳牛Ｃの乳頭に自動装着する。なお、この際の具体
的な装着方法及び離脱方法は、特開平１１−５６１４２
号公報で開示される方法と同じである。

【００２１】次に、本実施例に係る停電処理方法を実施
できる自動搾乳機１のブロック構成について、図２を参
照して説明する。

【００２２】２１は入力側を交流電源２０に接続した直
流電源部であり、この直流電源部２１にはバッテリを用
いた無停電電源２を内蔵する。また、直流電源部２１に
は停電の発生を検出する停電検出回路を内蔵し、この停
電検出回路は、停電が発生したなら無停電電源２から電
気系回路３に給電できるように切換える機能を有する。
この場合、電気系回路３には、制御コンピュータ１１及
びエア制御回路１２を含み、このエア制御回路１２はエ
ア駆動回路４の一部を構成する。

【００２３】一方、エア駆動回路４は、交流電源２０に
接続したエアコンプレッサ２２を備え、このエアコンプ
レッサ２２から吐出する圧縮空気は、エアタンク５を介
してエア制御回路１２に供給され、エア制御回路１２に
より制御された圧縮空気は、搾乳ロボットＲに備えるエ
アシリンダ３６，４０…等のエアアクチュエータに供給
されるとともに、ストールＡにおける前扉７を開閉する
エアシリンダ７ｃに供給される。なお、図２は、本実施
例に係る停電処理方法に関係する構成のみを示す。した
がって、実際の構成では、制御コンピュータ１１により
制御される表示ランプや他の制御系を含む電気系回路を
備えるとともに、ストールＡにおける前述したエアシリ
ンダ１０２ｃ等の各種エアクチュエータを備え、これら
のエアクチュエータはエア制御回路１２に接続される。

【００２４】また、図２中、２３は交流電源２０に接続
された真空ポンプ、２４は交流電源２０に接続された受
乳装置（搾乳された乳の処理装置）を示す。したがっ
て、停電が発生した場合には、エアコンプレッサ２２，
真空ポンプ２３及び受乳装置２４の動作（運転）は停止
する。

【００２５】次に、本実施例に係る停電処理方法につい
て、各図を参照しつつ図１に示すフローチャートに従っ
て説明する。

【００２６】まず、停電が発生すれば、直流電源部２１
に内蔵する停電検出部により検出される（ステップＳ
１）。これにより、直流電源部２１は、無停電電源２か
ら制御コンピュータ１１及びエア制御回路１２に給電を
行う。また、直流電源部２１から制御コンピュータ１１
に停電検出信号が付与され、制御コンピュータ１１では
停電処理プログラムが実行される（ステップＳ２）。

【００２７】制御コンピュータ１１における停電処理プ
ログラムの実行により、第一停電処理と第二停電処理が
行われる。即ち、搾乳ロボットＲが搾乳中であれば、制
御コンピュータ１１は搾乳モードを中止し、ティートカ
ップＴ…を乳頭から離脱させた後、Ｘ方向移動機構部３
０，Ｚ方向移動機構部３１及びＹ方向移動機構部３２等
を駆動制御してエンドエフェクタＥ（搾乳ロボットＲ）
をホームポジションＸｈに戻す処理を行う（ステップＳ
３）。この際、停電によりエアコンプレッサ２２の運転
も停止するため、Ｘ方向移動機構部３０，Ｚ方向移動機
構部３１及びＹ方向移動機構部３２等におけるエアアク
チュエータ（エアシリンダ３６，４０…）には、エアタ
ンク５の残留エアが供給される。以上が第一停電処理と
なる。

【００２８】次いで、ストールＡに付設した乳牛退出側
の前扉７を開く処理を行う（ステップＳ４）。この場
合、エアタンク５の残留エアが、ストールＡにおけるエ
アシリンダ７ｃに供給され、前扉７が開くとともに、こ
の前扉７に連動する牛追板１０５が追出方向に変位す
る。図３中、仮想線で示す７ｓは開いた前扉、仮想線で
示す１０５ｓが追出方向に変位した牛追板を示す。これ
により、乳牛ＣはストールＡから退出できる。以上が第
二停電処理となる。

【００２９】また、第二停電処理が終了したなら、停電
発生アラームを所定の送信先、例えば、管理室２５等に
送信し、この後、制御コンピュータ１１及び無停電電源
２をシャットダウンする第三停電処理を実行する（ステ
ップＳ５，Ｓ６）。以上の第一停電処理から第三停電処
理を経て本実施例に係る停電処理が終了する。なお、停
電が解除されれば、制御コンピュータ１１をはじめ各部
が自動で起動し、エンドエフェクタＥを、図３に示す洗
浄ユニット４６の下方となる洗浄位置へ移動させる。そ
して、洗浄ユニット４６によりティートカップＴ…を洗
浄するとともに、前扉７を閉じ、かつ後扉１０２を開い
て搾乳準備を行う。

【００３０】このように、本実施例に係る停電処理方法
によれば、自動搾乳機１を構成するに際して、搾乳ロボ
ットＲ及びストールＡの駆動部には、駆動モータを使用
することなくエア駆動回路４により駆動されるエアシリ
ンダ等のエアアクチュエータが用いられるとともに、エ
ア駆動回路４にはエアタンクが接続される。したがっ
て、電気系回路３には、比較的電力消費の少ない制御コ
ンピュータ１１とエア駆動回路４におけるエアアクチュ
エータを除いたエア制御回路１２を備えれば足りるとと
もに、無停電電源を設けるも比較的小型の無停電電源２
で足りる。よって、停電が発生しても、無停電電源２の
電力とエアタンク５の残留エアの利用により、搾乳中の
搾乳ロボットＲをホームポジションＸｈに戻す第一停電
処理及びストールＡに付設した乳牛退出側の扉７を開く
第二停電処理が実行可能となり、大掛かりな設備やコス
トを必要とすることなく、停電時における労力の負担と
無用な時間の消費を排除できるとともに、乳牛に対する
健康上の悪影響及びストールや搾乳ロボットへの悪影響
を回避することができる。

【００３１】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の構成，手法等において、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で任意に変更，追加，削除することができる。例
えば、実施例は、停電により、第一停電処理，第二停電
処理及び第三停電処理を実行する場合を示したが、本発
明では、少なくとも第一停電処理及び第二停電処理を実
行すれば足り、第三停電処理は必要により行うことがで
きるとともに、エアタンク５や無停電電源２の容量（能
力）に応じて他の必要な処理を実行することもできる。

【００３２】

【発明の効果】このように、本発明に係る自動搾乳機の
停電処理方法は、停電を検出したなら、無停電電源から
電気系回路に給電するとともに、エア駆動回路に接続し
たエアタンクの残留エアを搾乳ロボット及びストールの
エアアクチュエータに供給し、少なくとも搾乳中の搾乳
ロボットをホームポジションに戻す第一停電処理及びス
トールに付設した乳牛退出側の扉を開く第二停電処理を
実行するようにしたため、大掛かりな設備やコストを必
要とすることなく、停電時における労力の負担と無用な
時間の消費を排除することができるとともに、乳牛に対
する健康上の悪影響及びストールや搾乳ロボットへの悪
影響を回避することができるという顕著な効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る自動搾乳機の停電
処理方法の処理手順を示すフローチャート、

【図２】同停電処理方法を実施できる自動搾乳機のブロ
ック系統図、

【図３】同自動搾乳機の平面図、

【図４】同自動搾乳機に備える搾乳ロボットの斜視図、

【符号の説明】

１ 自動搾乳機 ２ 無停電電源 ３ 電気系回路 ４ エア駆動回路 ５ エアタンク ７ 扉 １１ 制御コンピュータ １２ 制御回路 Ａ ストール Ｒ 搾乳ロボット Ｘｈ ホームポジション

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ストールに付設した搾乳ロボットにより
   搾乳を行う自動搾乳機の停電処理方法において、停電を
   検出したなら、無停電電源から電気系回路に給電すると
   ともに、エア駆動回路に接続したエアタンクの残留エア
   を前記搾乳ロボット及び前記ストールのエアアクチュエ
   ータに供給し、少なくとも搾乳中の前記搾乳ロボットを
   ホームポジションに戻す第一停電処理及び前記ストール
   に付設した乳牛退出側の扉を開く第二停電処理を実行す
   ることを特徴とする自動搾乳機の停電処理方法。
2. 【請求項２】 前記電気系回路には、制御コンピュータ
   及びエア制御回路を含むことを特徴とする請求項１記載
   の自動搾乳機の停電処理方法。
3. 【請求項３】 前記第一停電処理及び前記第二停電処理
   が終了したなら、電気系回路をシャットダウンする第三
   停電処理を実行することを特徴とする請求項１記載の自
   動搾乳機の停電処理方法。