JP2001509683A - 動物の搾乳装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 搾乳ボックス（１）と、搾乳動物（３）の乳頭を処理する手段を位置決めするための複数のロボットアーム（８）を備えた搾乳ロボット（７）とを含む動物の搾乳装置において、少なくとも１つのロボットアーム（８）に単一の搾乳部材（１４）と少なくとも１つの別体の予備処理部材（１５）とを設けるか、または少なくとも１つのロボットアーム（８）に少なくとも１つの搾乳部材（１４）と少なくとも２つの別体の予備処理部材（１５）とを設けるか、または少なくとも２つのロボットアーム（８）にそれぞれ搾乳部材（１４）と別体の予備処理部材（１５）とを１つづつ設ける。この装置は一方では簡単且つ正確な方法で制御され、他方では迅速且つ効果的に操作される。

Description

【発明の詳細な説明】 動物の搾乳装置 本発明は、複数のロボットアームを備えた搾乳ロボットを含む動物の搾乳装置 に関する。搾乳部材が、搾乳動物の乳頭の予備処理のためにも使用される装置は 既知である。これは特に、搾乳部材が汚染されるため搾乳前にそれらを洗浄しな ければならないという不都合があり、時間を食うとともに面倒な処理である。ま た、予備処理部材が別のロボットアームによって位置決めされる装置が知られて いる。このような装置は面倒で費用がかかる。最後に、搾乳部材と予備処理部材 を位置決めするために単一のロボットアームを使用する装置が知られている。 本発明は、上記欠点を取り除くとともに、１つには簡単で正確な態様で制御が 可能で、他方では迅速且つ効果的に操作されるような装置を提供することを目的 とする。 本発明によれば、請求項１、２または３の特徴部分に記載の手段によってこれ は達成される。ロボットアーム毎に１つの搾乳部材と別の予備処理部材を備えた 装置は正確に制御され、効果的な搾乳処理を可能にする。またロボットアームは 多機能でありながらコンパクトである。ロボットアーム毎に少なくとも２つの予 備処理部材を備えた装置は、迅速且つ効果的な予備処理段階を可能にする。搾乳 部材と予備処理部材の双方を備えた数個のロボットアームは、一方では予備処理 段階とそれに続く搾乳段階を柔軟且つ効果的に実行する可能性を提供し、他方で は搾乳段階のための搾乳部材の位置決めが非常に簡単であるという利点を有する 。 本発明の１態様によれば、上記予備処理部材の少なくとも１つは、対応する乳 頭を洗浄、及び／または刺激、及び／または前乳分除去するようになっている。 本発明の別の態様によれば、少なくとも１つの予備処理部材は、少なくと も１つの搾乳部材に対し移動出来るようにロボットアームに固着されている（例 えば、回転可能または上下移動可能に）。この方法により、予備処理部材は搾乳 段階の間障害物とならないように位置決めすることが出来る。本発明の別の態様 によれば、予備処理部材の搾乳部材に対する相対移動は、駆動機構により実現さ れる。 本発明の別の態様によれば、予備処理部材は移動可能な且つ実質的に円筒形ま たは円錐形のケースを備え、該ケースは回転可能または上下方向に移動可能で、 駆動可能である。本発明の別の態様によれば、ケースの内側は、乳頭の予備処理 が容易であるようなスプラインを備えている。この目的のため、そのスプライン は実質的に螺旋形に延びるものでもよい。さらに他の本発明の態様によれば、ケ ースの内側は主としてゴムまたは軟質合成樹脂等の軟質材料からなる。本発明の さらに別の局面によれば、予備処理部材は下部に排出孔を備える。その結果乳頭 の予備処理中に使用された或いは出現した材料は、簡単に排出出来る。さらに別 の本発明の態様によれば、搾乳部材の乳頭孔並びに予備処理部材の乳頭孔は殆ど 同じ高さに位置する。このことは、搾乳段階のための搾乳部材の位置決めを簡単 にする。 さらに他の本発明の態様によれば、予備処理部材は対応する乳頭に対する洗浄 及び／または消毒流体を供給する少なくとも１つの供給管を備える。予備処理部 材には、該供給管のための連結片を設けることが出来、該連結片は回転及び／ま たは摺動出来るように軸支されている。この方法により、搾乳部材に対する予備 処理部材の相対移動は何らの支障もなく実行出来る。 さらに他の本発明の態様によれば、搾乳部材には消費に適したミルクを検出す る手段と、この消費可能なミルクを別個に排出する手段とを設ける。別の本発明 の態様によれば、搾乳ロボットはロボットアームのための制御機構を含み、該制 御機構は予備処理段階で乳頭に予備処理部材を連結し、続く搾乳段階で乳頭に搾 乳部材を連結するようになっている。 本発明の好適な実施例では、搾乳ロボットは搾乳動物の乳頭の状態を検出す る手段を備え、制御機構は検出された状態に応じて予備処理部材を対応する乳頭 に連結する。 本発明の１局面によれば、制御機構は検出された状態に応じて、予備処理部材 の乳頭への連結順序及び／または連結時間を調整する。こうして例えば汚染のひ どい乳頭の場合は予備処理を長くする一方、汚染の少ない乳頭は同時に搾乳出来 る。汚染のひどい乳頭に最初に予備処理部材を連結することも可能であり、予備 処理段階の最後に予備処理部材を殆ど同時に取り外すことが出来る。 さらに別の本発明の態様によれば、動物の搾乳装置において、ロボットアーム は四角形ヒンジ構造または平行四辺形構造等の少なくとも１つの枢支構造を含み 、その少なくとも１つの枢支点に玉軸受けを設ける。このような玉軸受けは、該 枢支構造が搾乳ロボットの制御機構により課せられた運動をより迅速に実行する のを可能にする。またこの軸受けは１回油をさすだけでよい。 本発明の別の態様によれば、該枢支構造のすべての枢支点に玉軸受けを設け、 ロボットアーム全体がより迅速に動くようにする。さらに別の本発明の態様によ れば、該枢支構造の少なくとも１つの枢支点にロボットアームの傾斜を確定する ためのクリノメータを設ける。 添付の図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。 図１は動物の自動搾乳装置の側面図である。 図２は図１に示す装置の平面図である。 図３は図１及び図２に示す装置の後面図である。 図４はロボットアームの概略側面図である。 図５は図４のＶ−Ｖ線による横断面図である。 図６は図４の矢印ＶＩによる、図４のロボットアームの詳細を示す平面図であ る。 図７は図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線による概略的横断面図である。 図８は本発明の装置の別の実施例を概略的に示す。 図１、２、３は本発明による動物の自動搾乳装置のそれぞれ側面図、平面図、 後面図である。該装置は搾乳ボックス１内に搾乳スタンドを有し、該搾乳ボック ス１には長手方向において１側面に、搾乳動物３が搾乳ボックス１に入るため通 る入り口ドア２と、動物３が搾乳ボックス１を離れるため通る出口ドア４が設け てある。搾乳ボックス１の前部には飼料おけ５が設けられ、この中で、例えば濃 厚飼料等の飼料が飼料計量装置（図示せず）によって動物３に供給される。入り 口ドア２と出口ドア４は、図示しないコンピュータによって自動的に操作可能で ある。動物３は、動物識別システム（図示せず）と協動するトランスポンダを付 けたカラー６をはめられているので、搾乳ボックス１内の動物３は自動的に識別 されるようになっている。もちろん注入等の別の方法で、動物３にトランスポン ダを連結することも可能である。 搾乳ボックス１はさらに、搾乳動物３の乳頭を処理する手段を位置決めするた めの、複数（例えば４つ）のロボットアーム８を有する搾乳ロボット７を含む。 ロボットアーム８はそれぞれ、例えば平行四辺形構造９、１０、１１等の３つの 枢支構造により、搾乳ボックス１のフレーム１３の上方ビーム１２に固着されて いる。この平行四辺形構造９、１０、１１は図示しない制御手段により自動的に 制御され、各ロボットアーム８が三次元で運動することを可能にする。該制御手 段は、サーボ空気圧及び／またはサーボ油圧シリンダー（図１乃至３参照）及び ／またはステップモータを含んでもよい。 図示の実施例では、４つの全ロボットアーム８は各々１つの搾乳部材１４と、 別個の予備処理部材１５とを備える。各搾乳部材１４が、搾乳動物３の乳頭の１ つを搾乳するようになっており、そのために産出されたミルクを収集して運搬す るティートカップ（それ自体既知の）を有する。該ティートカップの内部には、 図７を参照して後に詳細に説明する脈動手段が設けてある。各予備処理部材１５ は、これも図７を参照して後に詳細に説明するが、搾乳動物３の乳頭の１つを洗 浄、及び／または刺激、及び／または前乳分除去するようになっている。保護ブ ラケット１６（図２参照）が、ロボットアーム８を備える平行四辺形構造９、１ ０、１１を確実に保護する。ロボットアーム８はまた、搾乳動 物３の乳頭位置を対応のロボットアーム８に対し正確に決定するための図示しな い検出器を備えている。搾乳ボックス１にはさらに、搾乳ボックス１に対する動 物３の位置を確定するためのセンサを設ける。この位置に基づき、やはり図示し ないコンピュータによって、搾乳ボックス１内の動物３の可能な移動を追跡する ために、制御手段は搾乳部材１４及び／または予備処理部材１５を後制御するこ とが可能である。図示のように４つの機械センサ１７が動物３の横及び背後に配 置されている。これらは例えばステップモータによって動物３に対し調節可能な 軽い圧力をかけているので、常に動物３と接触し、いつでも正確に追跡すること が出来る。この目的のため、センサ１７は図示しない受信素子に連結され、この 受信素子は平行四辺形構造９、１０、１１の制御手段に制御信号を発する。 図４は、搾乳位置におけるロボットアームの概略的側面図である。ロボットア ーム８は平行四辺形構造１１、１０、９（本図には図示せず。図１乃至３参照） を介して搾乳ボックス１のフレーム１３に連結されている。平行四辺形構造９は 、搾乳ボックス１の長手方向におけるロボットアームの運動を確実にする。平行 四辺形構造１０と１１は、該長手方向に直角であって主として水平方向垂直方向 の運動をそれぞれ確実にする。 各平行四辺形構造９、１０、１１は、枢支点１９を介し平行四辺形の形状に配 列された４本のアーム１８を含む。さらに制御可能なサーボ空気圧（及び／また はサーボ油圧）シリンダ２０が、該シリンダ２０のピストンの運動により対応の 平行四辺形構造が移動出来るように、平行四辺形の２本の両側部に枢動可能に固 着されている。 図４で左側にあるその端部に、ロボットアーム８は搾乳部材１４と別体の予備 処理部材１５とを備え、後者は搾乳部材１４に対し移動可能であるように、ロボ ットアーム８に固着されている。図示の実施例では、図７を参照して後でさらに 詳細に説明するが、予備処理部材１５はほぼ円筒形の搾乳部材１４の中心軸の周 りに回転可能に配置されている。 図５は、図４のＶ−Ｖ線による横断面を示す。平行四辺形構造１１のアーム１ ８間の枢支点１９には、玉軸受け２１が設けてある。王軸受け２１即ち枢支点の 摩擦力が少ないため、これに沿って全体の平行四辺形構造はより迅速に移動出来 、その結果搾乳ロボット７のより迅速な制御が可能である。図５において、上方 アーム１８は、玉軸受け２１内に軸支されると共に該上方アーム１８に固着され た、水平ピンとして示す中心ビンによって枢支点１９で軸支されている。ロボッ トアーム８の傾斜を確定するために、上記ピンと協動するクリノメータ２２が枢 支点１９にさらに設けてある。その結果極めて正確なロボットアーム８の運動が 達成される。平行四辺形構造９、１０、１１の代わりに、四角形ヒンジ構造等の 他の枢支構造も当然使用出来る。 図６は、図４の矢印ＶＩの方向に見た、図４のロボットアームの詳細を示す平 面図である。実質的に円筒形の搾乳部材１４と、同様に実質的に円筒形の予備処 理部材１５が、互いにほぼ平行にロボットアーム８に固着されている。予備処理 部材１５は、搾乳部材１４の周りに回転可能に配置され、対応する乳頭に洗浄及 び／または消毒液を供給する供給管２３を備えている。搾乳部材１４を中心とす る予備処理部材１５の回転運動を何ら支障なく可能にするため、該供給管２３に 回転可能に軸支された連結片を設ける。これについては図７を参照してさらに詳 細に後述する。 図７は図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線による概略的横断面図である。ロボットアーム ８の端部に、搾乳部材１４と、該搾乳部材１４に対し移動（回転または摺動可能 に）出来るようにロボットアーム８に取り付けられた予備処理部材１５が設けて ある。図示の実施例では、予備処理部材１５は実質的に円筒形の搾乳部材１４の 中心軸の周りに回転可能に配置されている。 各搾乳部材１４は、搾乳動物３の乳頭の１つを搾乳するようになっていて、そ のために産出ミルクを収集し輸送するためのティートカップ２４（それ自体既知 の）を含む。ティートカップ２４の内部には（図示しない）軟質の変形可能な内 側ケース等の脈動手段が設けられ、これは脈動管２５により創出された 気圧変化によって、対応の乳頭を交互に搾乳し解除する。常時真空（即ち大気圧 より低い圧力）が存在する搾乳管２６を介して、ティートカップ２４からバルブ ２７にミルクが排出され、バルブ２７はミルク品質センサ２８により供給される 信号に応じて消費可能なミルクを生産ミルク管２９に案内し、その他の物質（例 えば、もしあれば前乳分または洗浄液など）は残滓管３０に案内する。 モータ３１（例えばステップモータ）は、ティートカップ２４の周りに回転可 能に軸支された環状スリーブ３２を駆動する。この環状スリーブ３２に、予備処 理部材１５が連結されている。各予備処理部材１５が搾乳動物３の乳頭の１つを 洗浄、及び／または刺激、及び／または前乳分をとるようになっている。このた め予備処理部材１５に、可動の実質的に円筒形または円錐形のケース３３を設け る。ケース３３は上下方向に移動可能で、図示の実施例におけるように、予備処 理部材１５のハウジング３４内に軸支され、モータ３５（例えばステップモータ ）により駆動可能である。 乳頭の洗浄及び／または刺激処理を改良するため、ケース３３の内部に実質的 に螺旋状に延びるスプライン３６が形成されている。ケース３３の内部は好適に は、ゴムまたは軟質合成材料等の軟質材料からなる。予備処理部材１５の下部に は、洗浄及び／または消毒液、及び／またはもしあれば前乳分を、搾乳部材１４ を汚染することなく排出出来る排出孔３７が形成されている。搾乳部材１４の乳 頭孔と予備処理部材１５の乳頭孔とは、ほぼ同じ高さに位置している。 洗浄及び／または消毒液用供給管２３には、回転可能に軸支された連結片３８ を設け、予備処理部材１５が搾乳部材１４の周りを回転する際の該連結片３８の 傾斜は、ほぼ同一のままである。もちろん摺動可能な予備処理部材１５の場合は 、予備処理部材１５が摺動する際の供給管２３との問題を回避するため、連結片 ３８は同様に摺動出来るように軸支される。 図７はロボットアーム８を予備処理位置において示している。乳頭は予備処理 部材内で予備処理される。予備処理段階が終了すると、次の搾乳段階で搾乳 部材１４は制御機構により対応する乳頭に接続される。予備処理部材１５が乳頭 から取り外された後で、該予備処理部材１５はモータ３１によって回転しながら 去り、その後ロボットアーム８が、予備処理部材１５が占めていた場所に搾乳部 材１４を持ってくる。予備処理部材１５の位置が既に判っているので、この位置 決めは非常に簡単である。予備処理部材１５を回転させつつ取り去ることにより 、該予備処理部材１５が搾乳段階で障害物となることなく、また例えば別のロボ ットアーム８を妨害することがない。図４及び６では、ロボットアーム８を搾乳 位置において示している。予備処理部材１５は回転して去り、乳頭は搾乳部材１ ４内で搾乳可能となる。予備処理位置をとるためには、モータ３１により予備処 理部材１５を枢動させて、図７に示す位置に戻す。 図８は別の実施例を概略的に示す。２つのロボットアーム８は、それぞれ２つ の搾乳部材１４と２つの別の予備処理部材１５を備えている。この実施例は、予 備処理段階がより迅速に実行出来るという利点をもつ。ロボットアーム８が２つ だけ設けてあるので、この制御は簡単である。また可動予備処理部材１５は極め て正確且つ迅速な位置決めを行うことが出来る。 本発明による装置は、簡単な手段を使用して迅速且つ効果的に予備処理段階を 実行することを可能にする。また別々の乳頭に対する予備処理段階と搾乳段階を 違った方法で実行し、特定の条件に合わせることが出来る。さらに、予備処理部 材１５と搾乳部材１４の相互移動性の故に、ロボットアーム８はコンパクトでサ イズが不必要に大きくない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数のロボットアーム（８）を備えた搾乳ロボット（７）を含み、少なくと も１つのロボットアーム（８）に単一の搾乳部材（１４）と、少なくとも１つの 別体の予備処理部材（１５）とを設けたことを特徴とする動物の搾乳装置。 ２．複数のロボットアーム（８）を備えた搾乳ロボット（７）を含み、少なくと も１つのロボットアーム（８）に少なくとも１つの搾乳部材（１４）と、少なく とも２つの別体の予備処理部材（１５）とを設けたことを特徴とする動物の搾乳 装置。 ３．複数のロボットアーム（８）を備えた搾乳ロボット（７）を含み、少なくと も２つのロボットアーム（８）にそれぞれ少なくとも１つの搾乳部材（１４）と 、少なくとも１つの別体の予備処理部材（１５）とを設けたことを特徴とする動 物の搾乳装置。 ４．前記予備処理部材（１５）が対応する乳頭を洗浄、及び／または刺激、及び ／または前乳分除去するようになっていることを特徴とする請求項１から３のい ずれかに記載の動物の搾乳装置。 ５．少なくとも１つの予備処理部材（１５）が、少なくとも１つの搾乳部材（１ ４）に対し移動出来るようにロボットアーム（８）に固着されていることを特徴 とする請求項１から４のいずれかに記載の動物の搾乳装置。 ６．前記予備処理部材（１５）が、回転可能または土下移動可能なようにロボッ トアーム（８）に固着されていることを特徴とする請求項５に記載の動物の搾乳 装置。 ７．前記予備処理部材（１５）の搾乳部材（１４）に対する相対移動は、駆動機 構により実現されることを特徴とする請求項５または６に記載の動物の搾乳装置 。 ８．前記予備処理部材（１５）に、移動可能な且つ実質的に円筒形または円錐形 のケース（３３）を設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記 載の動物の搾乳装置。 ９．前記ケース（３３）が回転可能または上下方向に移動可能であることを特徴 とする請求項８に記載の動物の搾乳装置。 １０．前記ケース（３３）が駆動可能であることを特徴とする請求項８または９ に記載の動物の搾乳装置。 １１．前記ケース（３３）の内側にスプライン（３６）を備えていることを特徴 とする請求項８から１０のいずれかに記載の動物の搾乳装置。 １２．上記スプライン（３６）が実質的に螺旋形に延びることを特徴とする請求 項１１に記載の動物の搾乳装置。 １３．前記ケース（３３）の内側は主としてゴムまたは軟質合成樹脂等の軟質材 料からなることを特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載の動物の搾乳装 置。 １４．前記予備処理部材（１５）の下部に排出孔を（３７）を設けたことを特徴 とする請求項１から１３のいずれかに記載の動物の搾乳装置。 １５．前記搾乳部材（１４）の乳頭孔並びに予備処理部材（１５）の乳頭孔は殆 ど同じ高さに位置することを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の動 物の搾乳装置。 １６．前記予備処理部材（１５）が、対応する乳頭に洗浄及び／または消毒流体 を供給する少なくとも１つの供給管（２３）を備えることを特徴とする請求項１ から１５のいずれかに記載の動物の搾乳装置。 １７．前記予備処理部材（１５）には、前記供給管（２３）のための連結片（３ ８）を設け、該連結片は回転及び／または摺動出来るように軸支されていること を特徴とする請求項１６に記載の動物の搾乳装置。 １８．前記搾乳部材（１４）に、消費に適したミルクを検出する手段（２８）と 、この消費可能なミルクを別個に排出する手段（２７、２９、３０）とを設けた ことを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の動物の搾乳装置。 １９．前記搾乳ロボット（７）が前記ロボットアーム（８）のための制御機構 を含み、該制御機構は予備処理段階で乳頭に予備処理部材（１５）を連結し、続 く搾乳段階で乳頭に搾乳部材（１４）を連結するようになっていることを特徴と する請求項１から１８のいずれかに記載の動物の搾乳装置。 ２０．前記搾乳ロボット（７）が、搾乳動物（３）の乳頭の状態を検出する手段 を備え、上記制御機構が検出された状態に応じて予備処理部材（１５）を対応す る乳頭に連結することを特徴とする請求項１９に記載の動物の搾乳装置。 ２１．前記制御機構が検出された状態に応じて、予備処理部材（１５）の乳頭へ の連結順序及び／または連結時間を調整することを特徴とする請求項２０に記載 の動物の搾乳装置。 ２２．複数のロボットアーム（８）を備えた搾乳ロボット（７）を含み、該ロボ ットアーム（８）が、四角形ヒンジ構造または平行四辺形構造等の少なくとも１ つの枢支構造（９、１０、１１）を含み、その少なくとも１つの枢支点（１９） に玉軸受け（２１）を設けたことを特徴とする動物の搾乳装置。 ２３．前記ロボットアーム（８）が、四角形ヒンジ構造または平行四辺形構造等 の少なくとも１つの枢支構造（９、１０、１１）を含み、その少なくとも１つの 枢支点（１９）に玉軸受け（２１）を設けたことを特徴とする請求項１から２１ のいずれかに記載の動物の搾乳装置。 ２４．前記枢支構造（９、１０、１１）のすべての枢支点（１９）に、玉軸受け （２１）を設けたことを特徴とする請求項２２または２３に記載の動物の搾乳装 置。 ２５．前記枢支構造（９、１０、１１）の少なくとも１つの枢支点（１９）に、 ロボットアーム（８）の傾斜を確定するためのクリノメータ（２２）を設けたこ とを特徴とする請求項２２から２４のいずれかに記載の動物の搾乳装置。