JP2023160211A - Livestock barn washing device - Google Patents

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Yuji Endo
智之 篠田
Tomoyuki Shinoda
準也 堀内
Junya Horiuchi
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Abstract

To provide a livestock barn washing device capable of automatically washing a ceiling surface, a wall surface, a floor surface, etc. in a labor saving manner while executing self-position estimation in a large scale livestock barn for executing autonomous travelling, in which a lifting and lowering mechanism is mechanically stabilized even when washing liquid is jetted from a jet nozzle, and remote control can be executed easily.SOLUTION: Automatic washing of a ceiling surface, a wall surface, a floor surface, etc. of a poultry barn 12 is carried out by a washing module 4 in a labor saving manner while executing self-position estimation of a poultry barn washing device 1 by a sensor module 5 in a large scale poultry barn 12 and causing a travelling module 3 to perform autonomous travelling along a travelling route 14 input in advance according to the position estimation.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、畜舎内を自律走行しながら洗浄動作を行なう畜舎洗浄装置に関する。 The present invention relates to a livestock barn cleaning device that performs cleaning operations while autonomously traveling inside the livestock barn.

例えばブロイラー(肉用鶏)の飼育期間は、現在48日程度と言われ、出荷は鶏舎内の全ての鶏が出荷され、出荷日から次の雛が鶏舎に入るまでの1~2週間が空舎期間となる。この空白期間内に、鶏糞除去、鶏舎の水洗い、消毒(1~2回)、乾燥、新たな敷料(木製チップ)の搬入、鶏舎の加温、餌の準備を行なって次の雛を飼育する準備作業が行われる。 For example, the breeding period for broiler chickens (chicken for meat) is currently said to be about 48 days, and when all the chickens in the chicken house are shipped, there is a gap of 1 to 2 weeks from the shipping date until the next chick enters the chicken house. It will be a temporary period. During this blank period, remove chicken manure, wash the chicken house, disinfect it (1-2 times), dry it, bring in new bedding (wooden chips), warm the chicken house, prepare food, and raise the next chick. Preparatory work is carried out.

準備作業のなかでも、鶏糞除去、鶏舎の水洗い、消毒作業は、重量物の運搬や長時間に渡る高圧ノズルの操作といった作業員とって重労働が強いられ、鶏糞が混じった埃の吸引や汚水の付着等の衛生面でも過酷な作業となる。
生産者は、空舎期間を可及的に短くすることで、飼育期間を確保し生産性を向上することを目指すため、鶏舎の洗浄作業をロボットで代替することができれば、省力化を図り衛生管理面においても好ましい。
Among the preparatory work, the removal of chicken manure, washing of chicken houses, and disinfection work requires heavy labor for the workers, such as transporting heavy objects and operating high-pressure nozzles for long periods of time. The work is also difficult in terms of hygiene such as adhesion.
Producers aim to secure breeding periods and improve productivity by shortening empty house periods as much as possible, so if robots can replace the cleaning work in poultry houses, they can save labor and improve hygiene. It is also favorable in terms of management.

このため、本件出願人は、すでに畜舎全体に車両本体を走行させて洗浄消毒できる畜舎洗浄消毒システムを提案した。具体的には、車両本体に伸縮する複数のアームを設け、各アームの先端に洗浄液を噴出するノズルを設けて広範囲を洗浄できるようになっている。また、ノズルが回転することにより鶏舎に対して様々な角度から洗浄を可能としている(特許文献1;特開2016-220655号公報)。 For this reason, the applicant has already proposed a livestock barn cleaning and disinfection system that can clean and disinfect the entire livestock barn by driving the vehicle body over the entire livestock barn. Specifically, a plurality of arms that extend and retract are provided on the vehicle body, and a nozzle that spouts cleaning liquid is provided at the tip of each arm so that a wide area can be cleaned. In addition, by rotating the nozzle, it is possible to clean the chicken house from various angles (Patent Document 1; Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-220655).

特開2016-220655号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-220655

しかしながら、上述した特許文献1の畜舎洗浄消毒システムにおいては、ノズルの反力やノズルの回転機構の重量によりアームに対してねじり方向と曲げ方向の撓みが発生する。また、ノズルが回転するため、アームが鳥の羽ばたきのように振動してしまう。このため、洗浄対象に洗浄液が当たらなくなるおそれがあり、車両本体が振動して走行が不安定となるおそれがあった。これに対して、アームや車両本体の剛性を上げるとすれば、車体重量が嵩み、コストが高くなり、駆動源であるバッテリーの消耗が激しくなる。 However, in the livestock barn cleaning and disinfection system of Patent Document 1 mentioned above, the arm is deflected in the torsional and bending directions due to the reaction force of the nozzle and the weight of the nozzle rotation mechanism. Also, because the nozzle rotates, the arm vibrates like the flapping of a bird's wings. For this reason, there is a possibility that the cleaning liquid may not hit the object to be cleaned, and there is a possibility that the vehicle body may vibrate and the vehicle may become unstable. On the other hand, increasing the rigidity of the arms and vehicle body would increase the vehicle weight, increase costs, and increase the consumption of the battery, which is the driving source.

また、複数のノズルから同時に洗浄液を噴出することで使用する液量が増えて、より高性能なポンプを用いて送液する必要があるため、設備コストが高くなる。 Furthermore, by ejecting the cleaning liquid from multiple nozzles at the same time, the amount of liquid used increases, and it is necessary to use a higher-performance pump to send the liquid, which increases equipment costs.

更には、車両本体はガイド部となる給水管に吊り下げられた給餌機の下を通過するものであるため、洗浄できるエリアが限られる。近年では特に農場の大規模経営化が進み、畜舎自体も巨大化する傾向にあるため、畜舎全体を洗浄することが困難となっている。 Furthermore, since the vehicle body passes under a feeder suspended from a water supply pipe serving as a guide, the area that can be washed is limited. In recent years, especially as farms have become larger-scale operations, livestock barns themselves have also tended to become larger, making it difficult to clean the entire livestock barn.

本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、大規模化した畜舎内で自己位置推定を行なって自律走行を行いながら天井面、壁面、床面等を省力化して自動洗浄することができ、しかも噴出ノズルから洗浄液を噴出しても昇降機構が機械的に安定し、遠隔操作が容易に行える畜舎洗浄装置を提供することにある。 The present invention was made to solve these problems, and its purpose is to estimate the self-position in a large-scale livestock barn and move autonomously while moving the ceiling, wall, floor, etc. To provide a livestock shed cleaning device that can perform automatic cleaning with labor saving, has a lifting mechanism that is mechanically stable even when cleaning liquid is jetted from a jet nozzle, and can be easily operated remotely.

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
入力端末より入力された洗浄径路に沿って自律走行しながら車両本体から洗浄液を噴出させて畜舎内の洗浄動作を行なう畜舎洗浄装置であって、前記車両本体底部に一対の駆動モータにより各々回転駆動される駆動輪及び従動回転する従動輪を有する走行モジュールと、前記車両本体から昇降可能かつ旋回可能であって、昇降方向先端に向かって延設された噴出ノズルより洗浄液を噴出して前記走行ラインに沿った洗浄プログラムに沿って畜舎内の洗浄を行なう洗浄モジュールと、前記車両本体の進行方向前方に設けられ、前記畜舎内の環境を撮像すると共に畜舎周壁面との距離を計測可能なセンサモジュールと、前記センサモジュールから検出された計測データに基づいて前記車両本体の畜舎内の自己位置を推定し、位置推定に応じた前記走行モジュールによる車両本体の走行動作を制御しかつ前記洗浄モジュールによる洗浄動作を制御する電装モジュールと、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention includes the following configuration.
A livestock barn cleaning device that cleans the inside of the livestock barn by spouting cleaning liquid from the vehicle body while autonomously traveling along a cleaning path input from an input terminal, and each of which is rotatably driven by a pair of drive motors at the bottom of the vehicle body. a traveling module having a driving wheel that rotates and a driven wheel that rotates; and a traveling module that is movable up and down from the vehicle body and can be turned, and that sprays cleaning liquid from a jet nozzle that extends toward the tip in the vertical direction to spray the cleaning fluid along the traveling line. a cleaning module that cleans the inside of the livestock barn according to a cleaning program according to the cleaning program; and a sensor module that is installed in front of the vehicle body in the direction of travel and is capable of capturing an image of the environment inside the livestock barn and measuring the distance to the surrounding wall of the livestock barn. and estimating the self-position of the vehicle body in the livestock barn based on the measurement data detected by the sensor module, controlling the traveling operation of the vehicle body by the traveling module according to the position estimation, and cleaning by the cleaning module. It is characterized by comprising an electrical module that controls the operation.

これにより、大規模化した畜舎内でセンサモジュールの計測データにより車両本体の自己位置推定を行なって、位置推定に応じて走行モジュールを所定の走行経路に沿って自律走行させながら洗浄することにより、畜舎の天井面、周壁面、床面等の洗浄作業を省力化・自動化して行うことができる。
また、車両本体から昇降方向先端に延設された噴出ノズルより洗浄液を噴出しても、ノズルの反力により昇降機構が振動し難く、機械的に安定した状態で洗浄作業を行なうことができる。
また、電装モジュールはセンサモジュールから検出された計測データに基づいて車両本体の畜舎内の自己位置を推定し、位置推定に応じて走行モジュールによる車両本体の走行動作を制御しかつ洗浄モジュールによる洗浄動作を制御する。よって、予め入力された洗浄径路に沿って車両本体の並進動作又は旋回動作を繰り返して畜舎内をくまなく洗浄することができる。
As a result, the self-position of the vehicle itself is estimated using the measurement data of the sensor module in a large-scale livestock barn, and the travel module is autonomously driven along a predetermined travel route according to the position estimation while cleaning. Cleaning work on the ceiling, surrounding walls, floor, etc. of livestock barns can be done in a labor-saving and automated manner.
Further, even if the cleaning liquid is ejected from the ejection nozzle extending from the vehicle body to the tip in the vertical direction, the lifting mechanism is unlikely to vibrate due to the reaction force of the nozzle, and cleaning work can be performed in a mechanically stable state.
In addition, the electrical module estimates the vehicle's own position in the livestock shed based on the measurement data detected by the sensor module, controls the traveling operation of the vehicle by the travel module according to the position estimation, and performs the cleaning operation by the cleaning module. control. Therefore, the inside of the livestock barn can be thoroughly washed by repeating the translational movement or turning movement of the vehicle body along the washing path inputted in advance.

前記センサモジュールは、自律走行に必要な周囲の環境を認識するための撮像カメラ及び畜舎周壁面までの距離を計測する測域センサを備え、前記撮像カメラが畜舎内に配列された第一ガイド部及び第二ガイド部を撮像することで前記第一,第二ガイド部間に認識される走行ラインに対する前記車両本体の傾き角及び位置ずれ量を検出して前記走行ラインに沿うように並進動作が制御され、前記測域センサは、少なくとも前記車両本体前方の畜舎周壁面までの距離を検出して前記車両本体を隣の走行ラインへ旋回させる旋回動作が制御されるようにしてもよい。
これにより、車両本体を畜舎周壁面に沿った走行ラインを並進動作させて測域センサが車両本体前方の畜舎周壁面までの距離を検出して車両本体を畜舎周壁面の近傍で左右いずれかへ旋回動作させて隣の走行ラインへ移動する。撮像カメラは第一ガイド部及び第二ガイド部を撮像することで第一,第二ガイド部間に認識される走行ラインに対する車両本体の傾き角及び位置ずれ量を検出して走行ラインに沿うように車両本体の並進動作が制御される。よって、車両本体を洗浄径路に沿った所定の走行ライン上を並進動作させ次の走行ラインへの旋回動作を繰り返して自律走行動作を制御することができる。
このように、畜舎内に特有の環境データを撮像カメラ及び測域センサにより検出し、信頼性の高い計測データを優先的に用いて自己位置推定を行なうことで、自律走行動作の精度を高めることができる。
The sensor module includes an imaging camera for recognizing the surrounding environment necessary for autonomous driving and a range sensor for measuring the distance to the surrounding wall of the livestock barn, and the imaging camera is arranged in a first guide section in the livestock barn. and detecting the inclination angle and positional deviation amount of the vehicle body with respect to the running line recognized between the first and second guide parts by capturing an image of the second guide part, and performing a translational movement along the running line. The range sensor may be configured to detect at least a distance in front of the vehicle main body to a peripheral wall of the livestock barn, and to control a turning operation of turning the vehicle main body to an adjacent running line.
As a result, the vehicle body is moved in translation along the running line along the surrounding wall of the livestock shed, the range sensor detects the distance to the surrounding wall of the livestock barn in front of the vehicle body, and the vehicle body is moved to either the left or right near the surrounding wall of the livestock barn. Turn and move to the next running line. The imaging camera detects the inclination angle and positional deviation amount of the vehicle body with respect to the running line recognized between the first and second guide parts by capturing images of the first guide part and the second guide part, and adjusts the vehicle body to follow the running line. The translational movement of the vehicle body is controlled. Therefore, the autonomous running operation can be controlled by repeating the translation operation of the vehicle body on a predetermined running line along the cleaning path and the turning operation to the next running line.
In this way, the accuracy of autonomous driving operation can be improved by detecting environmental data specific to the livestock barn using an imaging camera and a range sensor, and estimating the self-position by preferentially using highly reliable measurement data. I can do it.

前記畜舎は鶏舎であり、鶏舎長手方向に沿って配置された給水カップに沿った給水ラインと、鶏舎長手方向に沿って配置された給餌皿に沿った給餌ラインが設けられており、前記撮像カメラは、前記給水カップ及び前記給餌皿を撮像することで、前記給水ラインと前記給餌ラインとの間に認識される走行ラインに沿った並進動作が制御されるようにしてもよい。
この場合には、撮像カメラを用いて給水ラインと給餌ラインの間に認識される走行ラインに沿って車両本体を並進動作させることができる。また、車両本体が進行方向前方に鶏舎周壁面に近づくと測域センサの計測により車両本体を旋回動作させて次の走行ラインへ移動させて一筆書き状に連続走行させながら効率良く洗浄作業が行える。
The livestock house is a chicken house, and is provided with a water supply line along water cups arranged along the longitudinal direction of the chicken house, and a feeding line along feeding trays arranged along the longitudinal direction of the chicken house, and the imaging camera In this case, a translational motion along a running line recognized between the water supply line and the food supply line may be controlled by capturing images of the water supply cup and the feeding tray.
In this case, the vehicle body can be translated along a traveling line recognized between the water supply line and the feeding line using the imaging camera. In addition, when the vehicle body approaches the peripheral wall of the chicken house in the forward direction of travel, the vehicle body is rotated based on measurement by the range sensor and moved to the next travel line, allowing efficient cleaning work while continuously traveling in a single stroke. .

前記電装モジュールは、入力端末と無線通信可能な無線通信回路を備え、畜舎内広さや畜舎内のガイド部の配置に関する地図データが記憶部に記憶されており、前記入力端末より前記地図データに応じた走行経路が入力されると、当該走行経路に応じた前記走行モジュールの走行動作及び前記洗浄モジュールの洗浄動作が制御されるようにしてもよい。
これにより、畜舎外から遠隔操作して地図データをもとに走行経路を自由に設定して車両本体の走行動作や洗浄動作を制御することができる。また、畜舎内の洗浄状態やトラブルの発生などを撮像カメラや測域センサを通じて遠隔操作で確認することができる。
The electrical module is equipped with a wireless communication circuit capable of wirelessly communicating with an input terminal, and has map data regarding the size of the inside of the livestock barn and the arrangement of guide parts in the livestock barn stored in the storage section, and the input terminal can transmit data according to the map data. When a travel route is input, the travel operation of the travel module and the cleaning operation of the cleaning module may be controlled in accordance with the travel route.
This makes it possible to remotely control the vehicle from outside the barn, freely set the travel route based on map data, and control the vehicle's travel and cleaning operations. In addition, it is possible to remotely check the cleaning status of the livestock barn and the occurrence of trouble using an imaging camera and a range sensor.

前記洗浄モジュールは昇降アームの先端に昇降方向に延設された噴出ノズルがモータ駆動により旋回動作し、前記噴出ノズルの旋回軸は、噴出方向と直交するように配置されていることが好ましい。
このように、噴出ノズルからの洗浄液の噴出方向と昇降アームの昇降方向は一致しているため、洗浄液噴出の反力で昇降アームがねじれることはなく、噴出ノズルの旋回軸は噴出方向と直交するので、噴出ノズルの旋回動作によって、昇降アームが撓んだり振動したりするのを最小限に抑えることができ、機械的に安定した状態で洗浄作業が行える。
Preferably, in the cleaning module, a jet nozzle extending in the vertical direction at the tip of the lifting arm is rotated by a motor, and a pivot axis of the jet nozzle is arranged perpendicular to the jetting direction.
In this way, the ejection direction of the cleaning liquid from the ejection nozzle and the lifting direction of the lifting arm are the same, so the lifting arm does not twist due to the reaction force of the cleaning liquid jetting, and the rotation axis of the injection nozzle is perpendicular to the injection direction. Therefore, it is possible to minimize the bending and vibration of the lifting arm due to the rotating operation of the jet nozzle, and cleaning work can be performed in a mechanically stable state.

前記洗浄モジュールは、前記噴出ノズルを畜舎天井面、畜舎周壁面、床面等に向けて前記旋回軸を中心に所定角度モータを正逆回転駆動させながら洗浄液を噴出させることが好ましい。
これにより、車両本体を走行しながら噴出ノズルを昇降させて畜舎天井面、畜舎周壁面、床面等に向けて旋回軸を中心に所定角度正逆回転させることで畜舎の天井面、周壁面、床面の洗浄のみならず走行ラインに沿って配置される給水皿や給餌皿等を満遍なく洗浄することができる。
It is preferable that the cleaning module jets the cleaning liquid by directing the jet nozzle toward the ceiling of the livestock barn, surrounding walls of the livestock barn, the floor, etc. while driving a motor to rotate forward and backward at a predetermined angle about the pivot shaft.
As a result, while the vehicle body is running, the jet nozzle is raised and lowered and rotated forward and backward at a predetermined angle around the pivot axis toward the ceiling surface, surrounding wall surface, floor surface, etc. of the livestock barn. Not only the floor surface can be cleaned, but also the water trays, feeding trays, etc. placed along the travel line can be evenly cleaned.

前記洗浄モジュールには洗浄液が圧送りされるホースが連結され、当該ホースの余剰分を巻き取るホースリールが前記車両本体に回転駆動可能に設けられていることが好ましい。
これにより、車両本体が畜舎内を走行するにしたがってホースリールよりホースが引き出されるが、車両が旋回して隣の走行ラインを戻る際に、引き出されたホースの余剰分を再度ホースリールに巻き取らせることで、ホースの余剰分が床面を引きずることなく車両本体の走行動作や洗浄作業の妨げになることはない。
It is preferable that a hose through which cleaning liquid is fed under pressure is connected to the cleaning module, and a hose reel for winding up the excess of the hose is rotatably provided on the vehicle body.
As the vehicle moves through the barn, the hose is pulled out from the hose reel, but when the vehicle turns and returns to the adjacent running line, the excess hose that has been pulled out is re-wound onto the hose reel. By doing so, the excess hose will not drag on the floor and will not interfere with the running operation of the vehicle or cleaning operations.

大規模化した畜舎内で自己位置推定を行なって自律走行を行いながら天井面、壁面、床面等を省力化して自動洗浄することができ、しかも噴出ノズルから洗浄液を噴出しても昇降機構が機械的に安定し、遠隔操作が容易に行える畜舎洗浄装置を提供することができる。 It is possible to automatically clean ceilings, walls, floors, etc. in large-scale livestock barns with self-position estimation and autonomous driving, while saving labor, and even when cleaning liquid is sprayed from the spray nozzle, the lifting mechanism does not work. It is possible to provide a livestock shed cleaning device that is mechanically stable and can be easily operated remotely.

鶏舎洗浄装置の正面図、右側面図、平面図である。They are a front view, a right side view, and a plan view of the poultry house cleaning device. 洗浄モジュールを定位置と定位置から上昇させた位置にある鶏舎洗浄装置の斜視説明図である。FIG. 3 is a perspective explanatory view of the poultry house cleaning device with the cleaning module in a normal position and a position raised from the normal position. 鶏舎内を鶏舎洗浄装置が走行状態の正面図、平面図、右側面図である。They are a front view, a top view, and a right side view of the poultry house cleaning device running inside the poultry house. 鶏舎洗浄装置の鶏舎内の並進動作を示す斜視図及び旋回動作を示す平面図である。FIG. 2 is a perspective view showing the translational movement of the poultry house cleaning device inside the poultry house, and a plan view showing the turning movement of the poultry house cleaning device. 撮像カメラの撮像と走行ラインとの関係を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between imaging by an imaging camera and a travel line. 車両本体の走行姿勢と走行ラインとのずれを示す平面視説明図及び撮像された画像の説明図である。FIG. 2 is a plan view explanatory diagram showing a deviation between the traveling posture of the vehicle body and the traveling line, and an explanatory diagram of a captured image. 鶏舎洗浄装置の天井洗浄、床洗浄、給餌皿及び給水カップの洗浄動作を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing ceiling cleaning, floor cleaning, feeding tray, and water cup cleaning operations of the poultry house cleaning device. 噴出ノズルの旋回動作を示す状態図である。FIG. 3 is a state diagram showing the turning operation of the jet nozzle. 電装モジュールの構成を示すブロック構成図である。FIG. 2 is a block configuration diagram showing the configuration of an electrical module. 鶏舎洗浄装置の洗浄径路設定を示す入力画面の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an input screen showing cleaning route settings of the poultry house cleaning device. 図10の洗浄径路設定に伴う径路ごとの洗浄条件のプリセットを示す入力画面図及び他例に係る鶏舎内の洗浄経路を示す入力画面の説明図である。FIG. 11 is an input screen diagram showing preset cleaning conditions for each route associated with the cleaning route setting in FIG. 10 and an explanatory diagram of an input screen showing cleaning routes in a poultry house according to another example.

以下、本発明に係る畜舎洗浄装置の概略構成について図1乃至図9を参照して説明する。畜舎洗浄装置1は、車両本体2に洗浄モジュール4が搭載され、指定された場所まで自律走行する無軌道車両である。以下では鶏舎12内を水洗いする鶏舎洗浄装置1を例示して説明するものとする。本実施例の鶏舎洗浄装置1は、後述するように撮像カメラ5aの画像情報と測域センサ5b(LiDAR)による座標情報を併用し、鶏舎12内の環境に応じていずれかを優先的に用いることで、鶏舎12内の自律走行動作の信頼性を高めている。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A schematic configuration of a livestock shed cleaning device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 9. The livestock shed cleaning device 1 is a trackless vehicle in which a cleaning module 4 is mounted on a vehicle body 2 and autonomously travels to a designated location. In the following, a poultry house cleaning device 1 for washing the inside of a poultry house 12 with water will be described as an example. The poultry house cleaning device 1 of this embodiment uses both image information from the imaging camera 5a and coordinate information from the range sensor 5b (LiDAR), as will be described later, and preferentially uses one of them depending on the environment inside the poultry house 12. This increases the reliability of the autonomous running operation within the poultry house 12.

先ず、図1(a)~(c)に示すように、鶏舎洗浄装置1は、入力端末より洗浄径路が入力されると、センサモジュール5により所定の走行ラインM(図5参照)を認識しながら走行モジュール3によって自律走行し、車両本体2に搭載された洗浄モジュール4から洗浄液を噴出させて畜舎12(図4(b)参照)内を走行しながら洗浄動作を行なう。
車両本体2の底部には走行モジュール3が設けられている。走行モジュール3は車両本体2の底部に一対の駆動モータ(図示せず)により各々回転駆動される前輪3a(駆動輪)及び従動回転する一対の後輪3b(従動輪)を有する。各前輪3aには駆動モータから、カップリングを介して駆動伝達される。尚、駆動モータから電磁クラッチなどのクラッチ機構を通じて駆動伝達するようにしてもよい。また一対の後輪3bは、キャスター付きの自在輪が用いられる。前輪3a及び後輪3bは、空気入りタイヤ又はノーパンクタイヤが用いられる。また、車両本体2の底部には、バッテリーケース3c(図1(b)参照)が設けられており、バッテリーケース3c内には充電式のバッテリー(図示せず)が装着されている。バッテリーは一対の駆動モータへ各々給電する。
First, as shown in FIGS. 1(a) to 1(c), when a cleaning route is input from an input terminal, the poultry house cleaning apparatus 1 recognizes a predetermined running line M (see FIG. 5) using a sensor module 5. The vehicle autonomously travels using the travel module 3, and performs a cleaning operation while traveling inside the livestock shed 12 (see FIG. 4(b)) by spouting cleaning liquid from the cleaning module 4 mounted on the vehicle body 2.
A travel module 3 is provided at the bottom of the vehicle body 2. The traveling module 3 has a front wheel 3a (driving wheel) which is rotatably driven by a pair of drive motors (not shown), and a pair of rear wheels 3b (driven wheel) which are rotated by a pair of drive motors (not shown) at the bottom of the vehicle body 2. Drive is transmitted from a drive motor to each front wheel 3a via a coupling. Note that the drive may be transmitted from the drive motor through a clutch mechanism such as an electromagnetic clutch. Moreover, the pair of rear wheels 3b are flexible wheels with casters. A pneumatic tire or a puncture-free tire is used for the front wheel 3a and the rear wheel 3b. Further, a battery case 3c (see FIG. 1(b)) is provided at the bottom of the vehicle body 2, and a rechargeable battery (not shown) is installed in the battery case 3c. The batteries each supply power to a pair of drive motors.

一対の前輪3aは、後述する制御部よりモータ駆動モジュールを介して駆動モータが制御され、左右輪の回転速度や回転数を同じにしたり変更したりすることで並進動作或いは旋回動作を実現するようになっている。駆動モータの回転信号により、左右の前輪3aの回転速度や回転位置が後述する制御部に送信される。尚、車両本体2をフリー走行させる場合には、ブレーキを解除するかクラッチ機構を解除して走行させることができる。 The drive motors of the pair of front wheels 3a are controlled by a control unit, which will be described later, via a motor drive module, and by making the rotational speed and number of rotations of the left and right wheels the same or changing them, translational movement or turning movement is realized. It has become. The rotational speed and rotational position of the left and right front wheels 3a are transmitted to a control section, which will be described later, based on a rotational signal from the drive motor. Note that when the vehicle main body 2 is to run freely, the brake can be released or the clutch mechanism can be released to allow the vehicle to run.

図2(a)(b)に示すように、車両本体2には洗浄モジュール4が搭載されている。洗浄モジュール4は、車両本体2の上部に筒状の外装パネル4aに囲まれて搭載されている。外装パネル4a内には、昇降パイプ4bと、その先端に噴出ノズル4cを含むスプレーモジュール4dが一体に組み付けられている。噴出ノズル4cは昇降パイプ4bの長手方向先端に昇降方向に倣って延設されている。昇降パイプ4bはベース部4eに対して昇降自在に設けられ入れ子状に収納されている。スプレーモジュール4dは、アクチュエータ4f(例えば電動アクチュエータ等)により伸縮動作する伸縮ロッド4gの先端に連結されておりかつ昇降パイプ4bにも連結されている。スプレーモジュール4dには、噴出ノズル4cを昇降方向(昇降パイプ4b)と直交するように配置された旋回軸4h(図2(b)参照)を中心に旋回動作させるアブソリュート型エンコータ付き旋回モータ(図示せず)が内蔵されている。噴出ノズル4cには、車両本体2とは別途用意した動力噴霧器(図示せず)よりホースを通じて圧送りされた高圧の水が供給され、後述する電磁弁を開弁することで洗浄水が噴出ノズル4cより噴出するようになっている。 As shown in FIGS. 2(a) and 2(b), a cleaning module 4 is mounted on the vehicle body 2. The cleaning module 4 is mounted on the upper part of the vehicle body 2 and surrounded by a cylindrical exterior panel 4a. Inside the exterior panel 4a, a lifting pipe 4b and a spray module 4d including a spray nozzle 4c at its tip are integrally assembled. The ejection nozzle 4c is installed at the longitudinal end of the elevating pipe 4b so as to follow the elevating direction. The elevating pipe 4b is provided so as to be movable up and down with respect to the base portion 4e, and is housed in a nested manner. The spray module 4d is connected to the tip of a telescopic rod 4g that is extended and contracted by an actuator 4f (for example, an electric actuator), and is also connected to the lifting pipe 4b. The spray module 4d includes a swing motor with an absolute encoder (see Fig. 2(b)) that rotates the jet nozzle 4c around a swing shaft 4h (see Fig. 2(b)) disposed perpendicular to the lifting direction (lifting pipe 4b). (not shown) is built-in. High-pressure water is supplied to the jet nozzle 4c through a hose from a power sprayer (not shown) prepared separately from the vehicle main body 2, and by opening a solenoid valve (described later), cleaning water is jetted out from the jet nozzle. It is designed to eject from 4c.

図2(a)に示す状態から、アクチュエータ4fを作動させると、図2(b)に示すように伸縮ロッド4gが上方に伸びてスプレーモジュール4dが、昇降パイプ4bと共にベース部4eより上昇する。スプレーモジュール4dに洗浄水を供給するホースや旋回モータの電気配線等は、ケーブルキャリア4iに保護されて車両本体2と接続されている。旋回モータを正逆回転させて噴出ノズル4cを旋回軸4h中心に所定角度旋回動作させながら鶏舎天井面、鶏舎周壁面、床面等に向けて噴出ノズル4cより洗浄水を噴出することで洗浄動作が行われる。洗浄範囲は車両本体2の進行方向に対して左右両側を合わせて旋回軸4hを中心に概ね270°の範囲で行うことができる。尚、洗浄範囲は適宜変更することが可能である。 When the actuator 4f is operated from the state shown in FIG. 2(a), the telescopic rod 4g extends upward as shown in FIG. 2(b), and the spray module 4d rises from the base portion 4e together with the elevating pipe 4b. A hose that supplies cleaning water to the spray module 4d, electrical wiring for the swing motor, and the like are protected by a cable carrier 4i and connected to the vehicle body 2. The cleaning operation is performed by spouting cleaning water from the spout nozzle 4c toward the ceiling of the poultry house, the surrounding walls of the poultry house, the floor, etc. while rotating the whirling motor in forward and reverse directions to rotate the spout nozzle 4c at a predetermined angle around the pivot shaft 4h. will be held. The cleaning range can be approximately 270° around the pivot axis 4h, including both left and right sides with respect to the traveling direction of the vehicle body 2. Note that the cleaning range can be changed as appropriate.

このように、噴出ノズル4cからの洗浄液(又は消毒液)の噴出方向と昇降パイプ4bの昇降方向は一致しているため、洗浄液噴出の反力で昇降パイプ4bがねじれることはない。また、噴出ノズル4cは昇降パイプ4b先端部に延設され、旋回動する長さは限られておりしかも旋回軸4hは昇降方向と直交するので、噴出ノズル4cの旋回動作によって、昇降パイプ4bが撓んだり振動したりするのを最小限に抑えることができ、機械的に安定した状態で洗浄作業が行える。 In this way, since the direction in which the cleaning liquid (or disinfectant) is ejected from the jet nozzle 4c and the direction in which the elevating pipe 4b is raised and lowered are the same, the elevating pipe 4b is not twisted by the reaction force of the ejecting cleaning liquid. Further, the ejection nozzle 4c is extended to the tip of the elevating pipe 4b, and the length of the elevating pipe 4b is limited, and the rotating axis 4h is perpendicular to the elevating direction. Deflection and vibration can be minimized, allowing cleaning work to be carried out in a mechanically stable state.

図1(a)~(c)に示すように、洗浄モジュール4には洗浄液が圧送りされるホースが巻き取られたホースリール4jが車両本体2に回転駆動可能に設けられている。ホースリール4jは、電動モータ(図示せず)により回転させてホースを巻き取るホースリール巻取り機構、ホースリール4jに巻き取られるホースの不均衡を是正するホース乱巻き防止機構(図示せず)、ホース内に供給された高圧洗浄水を噴出ノズル4cに供給する電磁弁(図示せず)を備えている。電動モータにはワンウェイクラッチが設けられており、ホースリール4jよりホースを引き出される向きには慣性力で回転し、余剰のホースを巻き取る向きのみに回転駆動される。ホースリール4jがいずれかの方向に回転すると、ホースリール乱巻き防止機構は、ホースリール4jの回転に同期して作用する。鶏舎洗浄装置1が自律走行する場合には、車両本体1がUターンして戻る際に、余剰のホースをホースリール巻取り機構により巻取りながら走行する。 As shown in FIGS. 1(a) to 1(c), the cleaning module 4 is rotatably provided on the vehicle body 2 with a hose reel 4j wound around a hose through which cleaning liquid is fed under pressure. The hose reel 4j includes a hose reel winding mechanism that is rotated by an electric motor (not shown) to wind up the hose, and a hose irregular winding prevention mechanism (not shown) that corrects the imbalance of the hose wound around the hose reel 4j. , a solenoid valve (not shown) that supplies the high-pressure cleaning water supplied into the hose to the jet nozzle 4c. The electric motor is provided with a one-way clutch, which rotates by inertia in the direction in which the hose is pulled out from the hose reel 4j, and is driven to rotate only in the direction in which excess hose is wound up. When the hose reel 4j rotates in either direction, the hose reel irregular winding prevention mechanism acts in synchronization with the rotation of the hose reel 4j. When the poultry house cleaning device 1 runs autonomously, when the vehicle body 1 makes a U-turn and returns, it runs while winding up the excess hose with the hose reel winding mechanism.

このように、車両本体2が鶏舎内を自律走行する際にホースリール4jからホースが引き出されるが、車両本体2が旋回して隣の走行ラインをUターンして戻る際に、引き出されたホースの余剰分が床面上で絡んだり踏んだりすることなくホースリール4jに巻き取ることで、車両本体2の走行動作や洗浄作業の妨げになることはない。 In this way, when the vehicle body 2 autonomously travels inside the poultry house, the hose is pulled out from the hose reel 4j, but when the vehicle body 2 turns and returns by making a U-turn on the adjacent running line, the pulled out hose By winding up the excess onto the hose reel 4j without getting entangled or stepping on the floor surface, the running operation of the vehicle body 2 and the cleaning work are not obstructed.

センサモジュール5は、車両本体2の前方に設けられている。センサモジュール5は、畜舎12内の環境を撮像すると共に畜舎周壁面Wとの距離を計測し(図4(b)参照)、車両本体2が自律走行するのに必要な周囲の環境を認識するものである。具体的には、図1(a)及び図2(a)(b)に示すように、センサモジュール5は、車両本体2前方の上段に撮像カメラ5a(環境把握用カメラ)とその下段に測域センサ5b(Lider:レーザ距離センサ)を備えている。撮像カメラ5aは、自律走行に必要な鶏舎12内の環境を撮像して読み取る。撮像カメラ5aの種類としては防水性を有する単眼カメラが用いられる。尚、防水性と画素数が確保できれば広角カメラを用いてもよい。撮像カメラ5aは、図5に示すように、鶏舎12内に配列された給水カップ6(第一ガイド部)及び給餌皿7(第二ガイド部)を撮像することで、給水カップ6と給餌皿7間に形成される走行ラインMに対する車両本体2の走行姿勢を検出して走行ラインMに沿うように並進動作が制御される(図6参照)。 The sensor module 5 is provided at the front of the vehicle body 2. The sensor module 5 images the environment inside the livestock barn 12 and measures the distance from the livestock barn surrounding wall surface W (see FIG. 4(b)), and recognizes the surrounding environment necessary for the vehicle body 2 to autonomously travel. It is something. Specifically, as shown in FIGS. 1(a) and 2(a) and 2(b), the sensor module 5 includes an imaging camera 5a (environmental understanding camera) located at the upper stage in front of the vehicle main body 2 and a measuring camera 5a at the lower stage thereof. It is equipped with a range sensor 5b (Lider: laser distance sensor). The imaging camera 5a images and reads the environment inside the poultry house 12 necessary for autonomous running. As the type of imaging camera 5a, a waterproof monocular camera is used. Note that a wide-angle camera may be used if waterproofness and the number of pixels can be ensured. As shown in FIG. 5, the imaging camera 5a captures images of the water cups 6 (first guide section) and the feeding trays 7 (second guide section) arranged in the poultry house 12, thereby making it possible to detect the water cups 6 and the feeding trays. The running attitude of the vehicle main body 2 with respect to the running line M formed between the two positions is detected, and the translational movement is controlled so as to follow the running line M (see FIG. 6).

また、測域センサ5bは、レーザースキャナから照射されたレーザー光の反射光を受光するまでの時間の差により対象物までの距離を測定する。測域センサ5bは、図4(b)に示すように、少なくとも車両本体2の前方及び側方の鶏舎周壁面Wまでの距離を検出して車両本体2の並進動作及び隣の走行ラインへの旋回動作が制御される。測域センサ5bは、レーザー光を照射して3D(x,y,z座標)の点群データを取得して自己位置を推定する。測域センサ5bは鶏舎洗浄装置1の走行時に位置推定の他に障害物を検知するためなどに用いられる。 Further, the range sensor 5b measures the distance to the object based on the difference in time between receiving the reflected light of the laser beam emitted from the laser scanner. As shown in FIG. 4(b), the range sensor 5b detects at least the distance to the front and side peripheral walls of the chicken house W of the vehicle body 2, and detects the translational movement of the vehicle body 2 and the distance to the adjacent running line. The turning motion is controlled. The range sensor 5b estimates its own position by emitting laser light and acquiring 3D (x, y, z coordinate) point group data. The range sensor 5b is used not only to estimate the position but also to detect obstacles when the poultry house cleaning device 1 is running.

図5に示すように鶏舎12内には、その長手方向に沿って天井から吊り下げられた給水管に沿って給水カップ6が直列に並んだ給水ラインL1と、天井から吊り下げられた取付アームに沿って給餌皿7が直列に並んだ給餌ラインL2が交互配置されている。尚、給水カップ6は給水管に付いたニップルから鶏が水を飲む際にこぼれた水や、振動などでニップルから漏れた水が床を濡らさないようにする為の受け皿である。
撮像カメラ5aは給水カップ6と給餌皿7を撮像することで車両本体2を給水ラインL1と給餌ラインL2との中間に形成される走行ラインMを認識する。実際の走行ラインをM´とする。撮像された画像から走行ラインMに対する車両本体2の走行ラインM´の位置ずれ量や傾きを推測して走行モジュール3の動作、即ち一対の前輪3aを回転駆動する駆動モータの制御を行なって、車両本体2の並進動作が走行ラインMに沿うように制御される。
As shown in FIG. 5, inside the poultry house 12, there is a water supply line L1 in which water cups 6 are lined up in series along a water supply pipe suspended from the ceiling along its longitudinal direction, and a mounting arm suspended from the ceiling. Feeding lines L2 in which feeding plates 7 are lined up in series are alternately arranged along the line. Incidentally, the water supply cup 6 is a receptacle to prevent water spilled when the chickens drink water from the nipple attached to the water supply pipe, or water leaked from the nipple due to vibration etc. from getting the floor wet.
The imaging camera 5a images the water supply cup 6 and the feeding tray 7, thereby recognizing the traveling line M formed between the water supply line L1 and the feeding line L2 in the vehicle body 2. Let M' be the actual running line. The amount of positional deviation and inclination of the traveling line M' of the vehicle body 2 with respect to the traveling line M is estimated from the captured image, and the operation of the traveling module 3, that is, the drive motor that rotationally drives the pair of front wheels 3a is controlled. The translational movement of the vehicle body 2 is controlled so as to follow the travel line M.

具体的には、図6(a)(b)に示すように、撮像カメラ5aは、撮像された画像から給水カップ6が設けられた給水ラインL1と給餌器7が設けられた給餌ラインL2を認識する。このとき、給水ラインL1と給餌ラインL2の中間部に走行ラインMを認識する。撮像カメラ5aの画像中心に垂線Vを引くことで、垂線Vと走行ラインMとのなす傾き角θが車両本体2の姿勢(向き)のずれ量を示す。また、撮像カメラ5aの画像中心を通過する走行ラインMに対する平行線M´を描くことで、走行ラインMと平行線M´の距離Dが走行ラインMからのずれ量となる。図6(b)に撮像画像に表示された傾き角θ及びずれ量Dを示す。電装モジュール8は、この傾き角θ及びずれ量Dが零となるように、走行モジュール3の一対の駆動モータの駆動量を制御することで、車両本体2が走行ラインMの上をトレースするように走行させる。 Specifically, as shown in FIGS. 6(a) and 6(b), the imaging camera 5a identifies the water supply line L1 where the water supply cup 6 is provided and the feeding line L2 where the feeder 7 is provided from the captured images. recognize. At this time, a traveling line M is recognized at the intermediate portion between the water supply line L1 and the feeding line L2. By drawing a perpendicular line V at the center of the image of the imaging camera 5a, the inclination angle θ between the perpendicular line V and the traveling line M indicates the amount of deviation in the attitude (orientation) of the vehicle body 2. Further, by drawing a parallel line M' to the running line M passing through the center of the image of the imaging camera 5a, the distance D between the running line M and the parallel line M' becomes the amount of deviation from the running line M. FIG. 6(b) shows the tilt angle θ and the shift amount D displayed on the captured image. The electrical module 8 controls the drive amount of the pair of drive motors of the travel module 3 so that the vehicle body 2 traces the travel line M so that the tilt angle θ and the deviation amount D become zero. run it.

図4(a)に示すように、鶏舎12には撮像カメラ5aより撮像される障害物が比較的少なく、撮像される画像データの信頼性が低い場合には、測域センサ5bで得られた対象物までの距離を測定して優先的に採用して自己位置推定が行われる。 As shown in FIG. 4(a), there are relatively few obstacles in the poultry house 12 that can be imaged by the imaging camera 5a, and when the reliability of the imaged image data is low, the obstacles obtained by the range sensor 5b are Self-position estimation is performed by measuring the distance to the object and using it preferentially.

これにより、図4(b)に示すように、先ず車両本体2を鶏舎周壁面Wに沿って配置し、鶏舎周壁面Wと給水ラインL1との間を走行させる場合には、測域センサ5bが車両本体2の前方及び側方の鶏舎周壁面Wまでの距離を検出して、鶏舎周壁面Wと給水ラインL1の中間に形成される走行ラインM(図5参照)を認識する。走行ラインMに対する車両本体2の傾き角θやずれ量Dを推測して走行モジュール3の動作、即ち一対の前輪3aを各々回転駆動する駆動モータの制御が行なわれる(図6(a)(b)参照)。撮像カメラ5aの画像から給水カップ6(給水ラインL1)が認識できなくなると、測域センサ5bで計測された車両本体2の前方の鶏舎周壁面Wまでの距離の計測データを優先適用して走行モジュール3の動作を制御して車両本体2を左右いずれかの方向へ旋回動作させる。これにより、図4(a)(b)に示すように、車両本体2を給水ラインL1と給餌ラインL2との中間に認識される走行ラインMに沿って並進動作させる。以後同様に、図4(a)に示すように、車両本体2を給水ラインL1と給餌ラインL2の間を並進動作させ隣のラインへの旋回動作を繰り返して鶏舎12内を自律走行させることができる。 As a result, as shown in FIG. 4(b), when the vehicle main body 2 is first arranged along the peripheral wall W of the poultry house and is driven between the peripheral wall W of the poultry house and the water supply line L1, the range sensor 5b detects the distance to the chicken house surrounding wall surface W on the front and side of the vehicle body 2, and recognizes the running line M (see FIG. 5) formed between the chicken house surrounding wall surface W and the water supply line L1. The operation of the traveling module 3, that is, the control of the drive motors that rotate each of the pair of front wheels 3a, is performed by estimating the tilt angle θ and the amount of deviation D of the vehicle body 2 with respect to the traveling line M (FIGS. 6(a) and 6(b)). )reference). When the water supply cup 6 (water supply line L1) cannot be recognized from the image taken by the imaging camera 5a, the vehicle travels while preferentially applying the measurement data of the distance to the chicken house surrounding wall surface W in front of the vehicle body 2 measured by the range sensor 5b. The operation of the module 3 is controlled to turn the vehicle body 2 in either the left or right direction. Thereby, as shown in FIGS. 4(a) and 4(b), the vehicle main body 2 is translated along the traveling line M recognized between the water supply line L1 and the feeding line L2. Thereafter, similarly, as shown in FIG. 4(a), the vehicle body 2 can be moved autonomously within the poultry house 12 by repeatedly translating between the water supply line L1 and the feeding line L2 and turning to the next line. can.

尚、図4(a)に示すように、車両本体2が旋回動作する場合には、昇降パイプ4bを下降させてベース部4eに同軸状に収納して噴出ノズル4cの高さ位置を低くすることが走行安定上好ましい(図2(a)参照)。車両本体2が並進動作に移行すると、昇降パイプ4bをもとの高さ位置まで上昇させて噴出ノズル4cの高さ位置を高くして洗浄動作を行なうことが好ましい(図2(b)参照)。 In addition, as shown in FIG. 4(a), when the vehicle body 2 performs a turning operation, the elevating pipe 4b is lowered and housed coaxially in the base portion 4e to lower the height position of the jet nozzle 4c. This is preferable in terms of running stability (see FIG. 2(a)). When the vehicle main body 2 shifts to a translational motion, it is preferable to raise the elevating pipe 4b to the original height position and raise the height position of the jet nozzle 4c to perform the cleaning operation (see FIG. 2(b)). .

尚、周囲に障害物が少ない鶏舎12内部では測域センサ5bから得られる点群データの密度が十分ではなく、車両本体2の現在位置を見失ってしまうおそれがある。そこで、撮像カメラ5aによる給水カップ6及び給餌皿7の画像データによる自己位置推定と、測域センサ5bによる鶏舎周壁面Wまでの距離データによる自己位置推定を併用することで自己位置推定精度を維持している。このように、鶏舎12に特有の環境データを撮像カメラ5a及び測域センサ5bにより検出して、これらを併用或いはいずれかを優先的に用いて自己位置推定を行って自律走行の精度を高めている。 Note that inside the poultry house 12, where there are few obstacles around, the density of point cloud data obtained from the range sensor 5b is not sufficient, and there is a possibility that the current position of the vehicle body 2 may be lost. Therefore, self-position estimation based on image data of the water cup 6 and feeding tray 7 by the imaging camera 5a and self-position estimation based on distance data to the peripheral wall W of the poultry house from the range sensor 5b are used together to maintain self-position estimation accuracy. are doing. In this way, environmental data specific to the poultry house 12 is detected by the imaging camera 5a and the range sensor 5b, and self-position estimation is performed by using these together or preferentially to improve the accuracy of autonomous running. There is.

洗浄モジュール4を用いた洗浄動作の一例について図7及び図8を参照して説明する。図7(a)は鶏舎の天井面洗浄を行なう場合の動作説明図である。昇降パイプ4bの先端に設けられた噴出ノズル4cより高圧洗浄水を天井面に向かって噴出させながら、旋回軸4gを中心に所定角度旋回させながら洗浄を行なう。噴出ノズル4cは起立姿勢(図8(a)参照)から左右両側に所定角度旋回動させることが好ましい(図8(d)参照)。ノズル数は1本であるが、必要に応じて複数本に増設することができる。天井面が高い場合には、アクチュエータ4fにより伸縮ロッド4gを上昇させて、噴出ノズル4cを天井面に近づけて洗浄することができる。また給水ラインL1に沿って天井面から吊り下げ支持された給水管が天井面近くに巻き上げられている場合には、噴出ノズル4cを小刻みに振りながら走行することで洗浄効果を高めることができる。 An example of a cleaning operation using the cleaning module 4 will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7(a) is an explanatory diagram of the operation when cleaning the ceiling surface of a poultry house. Cleaning is performed while jetting high-pressure cleaning water toward the ceiling surface from a jetting nozzle 4c provided at the tip of the lifting pipe 4b, while rotating at a predetermined angle about the pivot shaft 4g. It is preferable that the jet nozzle 4c is rotated by a predetermined angle from the upright position (see FIG. 8(a)) to both left and right sides (see FIG. 8(d)). Although the number of nozzles is one, it can be increased to a plurality of nozzles if necessary. When the ceiling surface is high, the actuator 4f can raise the telescopic rod 4g to bring the jet nozzle 4c close to the ceiling surface for cleaning. Further, when the water supply pipe suspended and supported from the ceiling along the water supply line L1 is rolled up near the ceiling, the cleaning effect can be enhanced by moving while shaking the jet nozzle 4c little by little.

図7(b)は鶏舎の床面洗浄を行なう場合の動作説明図である。この場合には、噴出ノズル4cは斜め下向き姿勢(図8(b)(c)(e)参照)から上下に所定角度旋回動させながら洗浄することが好ましい。 FIG. 7(b) is an explanatory diagram of the operation when cleaning the floor of a poultry house. In this case, it is preferable to wash the jet nozzle 4c while rotating it vertically at a predetermined angle from an obliquely downward position (see FIGS. 8(b), 8(c), and 8(e)).

図7(c)は鶏舎内に配置された給水カップ6や給餌皿7の洗浄を行なう場合の動作説明図である。この場合には、噴出ノズル4cは水平姿勢から上下に所定角度旋回動させながら洗浄することが好ましい。これは、鶏舎の周壁面Wを洗浄する場合にも同様に行うことができる。尚、鶏舎の周壁面Wに設けられた空調装置を構成する入気口は、鶏舎内の空気の入れ換えや温度調節を行なうため入気口が開閉される。この入気口には埃が溜り易く、その周囲の壁には埃が付着し易い。このため洗浄する場合には、給水カップ6や給餌皿7と同様に噴出ノズル4cを小刻みに旋回しながら走行することで洗浄効果を高めることができる。 FIG. 7(c) is an explanatory diagram of the operation when cleaning the water cup 6 and feeding tray 7 placed in the poultry house. In this case, it is preferable to wash the jet nozzle 4c while rotating it vertically at a predetermined angle from a horizontal position. This can be done in the same way when cleaning the surrounding wall surface W of the poultry house. Incidentally, an inlet constituting an air conditioner provided on the peripheral wall surface W of the poultry house is opened and closed in order to exchange the air and adjust the temperature inside the poultry house. Dust tends to accumulate in this inlet, and dust tends to adhere to the surrounding walls. Therefore, when cleaning, the cleaning effect can be enhanced by running the jet nozzle 4c while rotating it little by little, similarly to the water supply cup 6 and the feeding tray 7.

図9において、鶏舎洗浄装置1の制御系を構成する電装モジュール8についてブロック構成図を参照して説明する。電装モジュール8は、センサモジュール5から検出された画像情報や鶏舎周壁面Wとの距離情報に基づいて走行モジュール3の走行動作を制御し、かつ走行経路に応じた洗浄モジュール4による洗浄動作を制御する。電装モジュール8は、マイクロコンピュータ8a、メモリ8b、通信回路8c等を備えている。撮像カメラ5a及び測域センサ5bも通信インタフェース(図示せず)を介して電装モジュール8に接続されており、撮像或いは計測されたデータを、電装モジュール8へ送信する。 In FIG. 9, the electrical module 8 that constitutes the control system of the poultry house cleaning device 1 will be explained with reference to a block diagram. The electrical module 8 controls the traveling operation of the traveling module 3 based on the image information detected by the sensor module 5 and the distance information from the poultry house surrounding wall surface W, and also controls the cleaning operation by the cleaning module 4 according to the traveling route. do. The electrical module 8 includes a microcomputer 8a, a memory 8b, a communication circuit 8c, and the like. The imaging camera 5a and range sensor 5b are also connected to the electrical module 8 via a communication interface (not shown), and transmit imaged or measured data to the electrical module 8.

マイクロコンピュータ8aは、鶏舎洗浄装置1の動作制御するための演算を行うプロセッサまたは制御回路(コンピュータ)である。典型的にはマイクロコンピュータ8aは半導体集積回路である。マイクロコンピュータ8aは、制御信号であるPWM(Pulse Width Modulation)信号を走行モジュール3のモータ駆動回路に送信して駆動モータに印加する電圧を調整する。これにより一対の前輪3aを所望の回転速度で回転させることができる。また、マイクロコンピュータ8aは、洗浄モジュール4による洗浄径路に沿った畜舎12内の洗浄動作を制御する。即ち、洗浄モジュール4に対して噴出ノズル4cの高さ指令や開弁指令を送出し、旋回モータに対して噴出ノズル4cの旋回指令を送出しエンコーダ出力から噴出ノズル4cの旋回動作を監視して洗浄動作を制御する。更には、マイクロコンピュータ8aは、撮像カメラ5aや測域センサ5bから検出された計測データに基づいて、車両本体2の畜舎内の自己位置を推定し、位置推定による走行モジュール3の走行動作を制御しかつ洗浄モジュール4による洗浄動作を制御する。 The microcomputer 8a is a processor or a control circuit (computer) that performs calculations to control the operation of the poultry house cleaning device 1. Typically, the microcomputer 8a is a semiconductor integrated circuit. The microcomputer 8a transmits a PWM (Pulse Width Modulation) signal, which is a control signal, to the motor drive circuit of the traveling module 3 to adjust the voltage applied to the drive motor. This allows the pair of front wheels 3a to rotate at a desired rotational speed. Further, the microcomputer 8a controls the cleaning operation in the livestock barn 12 along the cleaning path by the cleaning module 4. That is, a height command and a valve opening command for the jet nozzle 4c are sent to the cleaning module 4, a swing command for the jet nozzle 4c is sent to the swing motor, and the swing operation of the jet nozzle 4c is monitored from the encoder output. Control cleaning operations. Furthermore, the microcomputer 8a estimates the self-position of the vehicle body 2 in the livestock shed based on the measurement data detected from the imaging camera 5a and the range sensor 5b, and controls the traveling operation of the traveling module 3 based on the position estimation. In addition, it controls the cleaning operation by the cleaning module 4.

メモリ8bは、マイクロコンピュータ8aが実行するコンピュータプログラムを記憶する揮発性の記憶装置である。メモリ8bは、入力されたデータを一時記憶し、マイクロコンピュータ8aが位置推定などの演算を行う際のワークエリアとしても利用される。 The memory 8b is a volatile storage device that stores computer programs executed by the microcomputer 8a. The memory 8b temporarily stores input data and is also used as a work area when the microcomputer 8a performs calculations such as position estimation.

通信回路8cは、コントローラ10或いはタッチパネル11(入力端末)と通信回路8cとで無線LANや無線WAN等に準拠した無線通信を行うことができる。予め鶏舎12内の環境地図データは、外部記憶装置9に記憶されている。1または複数の走行経路データは、環境地図データが作成された後に外部記憶装置9に記憶される。また、鶏舎12の洗浄プログラムは事前に外部記憶装置9に記憶されている。ユーザーはコントローラ10或いはタッチパネル11を操作して予め鶏舎12内の環境地図データを基に走行ルートを入力し、洗浄指令を入力することで、走行モジュール3による走行ルートにしたがって自律走行を開始し、洗浄プログラムにしたがって洗浄モジュール4による洗浄動作が開始される。尚、ユーザーはコントローラ10或いはタッチパネル11からマニュアル操作で鶏舎洗浄装置1を操作することも可能である。これにより、鶏舎洗浄装置1をコントローラ10或いはタッチパネル11から遠隔操作して自動洗浄動作を制御することができる。また、鶏舎12内の洗浄状態や侵入者などトラブルの発生などを、撮像カメラ5aを通じて遠隔操作で確認することもできる。 The communication circuit 8c can perform wireless communication based on wireless LAN, wireless WAN, etc. between the controller 10 or the touch panel 11 (input terminal) and the communication circuit 8c. Environmental map data within the poultry house 12 is stored in the external storage device 9 in advance. One or more pieces of travel route data are stored in the external storage device 9 after the environmental map data is created. Further, the cleaning program for the poultry house 12 is stored in the external storage device 9 in advance. The user operates the controller 10 or touch panel 11 to input a travel route in advance based on the environmental map data in the poultry house 12, and inputs a cleaning command to start autonomous travel according to the travel route by the travel module 3, The cleaning operation by the cleaning module 4 is started according to the cleaning program. Note that the user can also operate the poultry house cleaning device 1 manually from the controller 10 or the touch panel 11. Thereby, the automatic cleaning operation can be controlled by remotely operating the poultry house cleaning device 1 from the controller 10 or the touch panel 11. Further, it is also possible to check the state of cleaning inside the poultry house 12 and the occurrence of troubles such as intruders by remote control through the imaging camera 5a.

尚、コントローラ10或いはタッチパネル11は、例えばアンドロイド(登録商標)やiOS(モバイルオペレーティングシステム)などのロボット操作アプリケーションソフトウェアをインストールされたスマートフォンやタブレット端末を用いて遠隔操作される。
また、鶏舎12の環境地図データや洗浄プログラムは事前に外部記憶装置9に記憶させているが、電装モジュール8内部にデータ格納部を設け、不揮発性の記憶装置として環境地図データや洗浄プログラムを格納するようにしてもよい。
Note that the controller 10 or the touch panel 11 is remotely controlled using a smartphone or tablet terminal installed with robot operation application software such as Android (registered trademark) or iOS (mobile operating system).
Although the environmental map data and cleaning program for the poultry house 12 are stored in advance in the external storage device 9, a data storage section is provided inside the electrical module 8 to store the environmental map data and cleaning program as a non-volatile storage device. You may also do so.

次に鶏舎洗浄装置1を用いた鶏舎内の洗浄作業例について図10(a)~(d)の説明図を参照して説明する。
先ず、図10(a)を操作して入力端末(コントローラ10或いはタッチパネル11)の画面上で鶏舎12内の地図データを作成する。具体的には、鶏舎12内の仮想平面上に設備配置を入力する。例えば、鶏舎12内には、長手方向に沿って天井面より給水カップ6(図示せず)に給水する給水管が吊り下げ支持された給水ラインL1、給餌皿7が所定間隔で並んだ給餌ラインL2が交互に配置されており、中間に暖房装置13が等間隔で配列されている。
Next, an example of cleaning work inside a poultry house using the poultry house cleaning device 1 will be described with reference to explanatory diagrams of FIGS. 10(a) to (d).
First, map data inside the poultry house 12 is created on the screen of the input terminal (controller 10 or touch panel 11) by operating FIG. 10(a). Specifically, the equipment layout is input on a virtual plane inside the poultry house 12. For example, inside the poultry house 12, there is a water supply line L1 in which a water supply pipe that supplies water from the ceiling surface to a water supply cup 6 (not shown) is suspended and supported along the longitudinal direction, and a feeding line in which feeding trays 7 are lined up at predetermined intervals. L2 are arranged alternately, and heating devices 13 are arranged at equal intervals in the middle.

次いで、図10(b)に示すように、続いて入力端末の仮想画面上で設備配置の寸法を入力する。具体的には、鶏舎12の外形寸法(縦方向寸法a、横方向寸法b)、鶏舎周壁面Wと給水ラインL1との距離c、給水ラインL1と給餌ラインL2との距離d、給水ラインL1どうしの距離eなどが入力される。 Next, as shown in FIG. 10(b), the dimensions of the equipment layout are then input on the virtual screen of the input terminal. Specifically, the external dimensions of the poultry house 12 (vertical dimension a, horizontal dimension b), the distance c between the peripheral wall surface W of the poultry house and the water supply line L1, the distance d between the water supply line L1 and the feeding line L2, and the water supply line L1 The distance e between them is input.

次いで、図10(c)に示すように、入力端末の仮想画面上で洗浄径路14設定する。具体的には、洗浄開始位置STと洗浄終了位置END及び途中径路(破線部)を設定する。鶏舎12の長手方向一端側の左上角部に設けられた洗浄開始位置STから鶏舎12の長手方向右側へ鶏舎周壁面Wと給水ラインL1の間を通過し、鶏舎12の長手方向他端側でUターンして給水ラインL1と給餌ラインL2の間を交互に移動して、暖房装置13の下を通過してから同様に給水ラインL1と給餌ラインL2の間を交互に移動し、鶏舎周壁面Wと給水ラインL1の間を鶏舎12の長手方向反対側の右下角部に設けられた洗浄終了位置ENDで洗浄動作が終了するように洗浄経路14が設定される。 Next, as shown in FIG. 10(c), the cleaning path 14 is set on the virtual screen of the input terminal. Specifically, a cleaning start position ST, a cleaning end position END, and an intermediate route (indicated by a broken line) are set. From the cleaning start position ST provided at the upper left corner of one end of the poultry house 12 in the longitudinal direction, to the right side in the longitudinal direction of the poultry house 12, passing between the peripheral wall surface W of the poultry house and the water supply line L1, and at the other end of the poultry house 12 in the longitudinal direction. Make a U-turn and move alternately between the water supply line L1 and the feeding line L2, pass under the heating device 13, and then move alternately between the water supply line L1 and the feeding line L2 in the same way, and move to the peripheral wall of the poultry house. The cleaning path 14 is set so that the cleaning operation ends at a cleaning end position END provided at the lower right corner on the opposite longitudinal side of the poultry house 12 between W and the water supply line L1.

図10(d)は、鶏舎洗浄装置1を洗浄開始位置ST(鶏舎12の長手方向一端側の左上角部)に配置して図10(c)で設定した洗浄径路14に沿って鶏舎洗浄装置1を走行させながら洗浄動作を開始させた状態を示す。洗浄径路14ごとの車両本体2の向きは、システムにより自動設定される。図10(d)では白三角で表示した頂点位置が鶏舎洗浄装置1の進行方向前方を指し示すものとする。 In FIG. 10(d), the poultry house cleaning device 1 is placed at the cleaning start position ST (upper left corner of one longitudinal end of the poultry house 12), and the poultry house cleaning device 1 is moved along the cleaning path 14 set in FIG. 10(c). This shows a state in which the cleaning operation is started while the vehicle 1 is running. The orientation of the vehicle body 2 for each cleaning path 14 is automatically set by the system. In FIG. 10(d), the apex position indicated by a white triangle indicates the forward direction in the moving direction of the poultry house cleaning device 1.

前述したように車両本体2は測域センサ5bが車両本体2の前方及び側方の鶏舎周壁面Wまでの距離を検出して、鶏舎周壁面Wと給水ラインL1の中間に走行ラインMを認識して走行させ(図4(b)参照)、撮像カメラ5aが給水カップ6及び給餌皿7を撮像することで給水ラインL1と給餌ラインL2の中間に走行ラインMを認識して走行させる(図5参照)。電装モジュール8は走行ラインMに対する車両本体2の傾き角θや位置ずれ量Dを演算により算出して、走行モジュール3の並進動作、即ち一対の前輪3aを各々回転駆動する駆動モータの制御が行なわれる(図6(a)(b)参照)。撮像カメラ5aの撮像画像から給水カップ6が認識できなくなると、測域センサ5bで計測された車両本体2の進行方向前方の鶏舎周壁面W(鶏舎12の長手方向周壁面W)までの距離から走行モジュール3の動作を制御して車両本体2をUターンするように旋回動作させる。 As described above, the range sensor 5b of the vehicle main body 2 detects the distance to the chicken house surrounding wall surface W in front and on the side of the vehicle main body 2, and recognizes the running line M between the chicken house surrounding wall surface W and the water supply line L1. The image pickup camera 5a images the water supply cup 6 and the feeding tray 7, thereby recognizing the running line M between the water supply line L1 and the feeding line L2, and causing the machine to run (see FIG. 4(b)). (see 5). The electrical module 8 calculates the inclination angle θ and positional deviation amount D of the vehicle main body 2 with respect to the running line M, and controls the translational movement of the running module 3, that is, the drive motor that rotationally drives each of the pair of front wheels 3a. (See FIGS. 6(a) and 6(b)). When the water cup 6 can no longer be recognized from the captured image of the imaging camera 5a, it is determined from the distance to the chicken house surrounding wall surface W (longitudinal direction surrounding wall surface W of the chicken house 12) in front of the vehicle main body 2 in the traveling direction measured by the range sensor 5b. The operation of the traveling module 3 is controlled to cause the vehicle body 2 to turn so as to make a U-turn.

また、鶏舎12外に設けられた動力噴霧器を起動して、ポンプをより洗浄液を鶏舎洗浄装置1に対してホースを介して圧送りされている。洗浄モジュール4による鶏舎12の洗浄動作は、天井面、周壁面、床面、給水カップ6、給餌皿7に向けて噴出ノズル4cの高さを調整し、旋回させながら洗浄液を噴出して洗浄動作が行われる。
図11(a)に示すように、洗浄開始位置STから洗浄径路14に沿って走行ラインごとに洗浄条件に関するプリセット(preset)が設けられている。例えば、天井面か壁洗浄か、走行速度、噴出ノズル4cの旋回角などの洗浄条件を洗浄径路14の設定と同時に径路ごとにきめ細かく設定することができるようになっている。
Further, a power sprayer installed outside the poultry house 12 is activated, and a pump is used to force-feed cleaning liquid to the poultry house cleaning device 1 via a hose. The cleaning operation of the poultry house 12 by the cleaning module 4 is performed by adjusting the height of the jet nozzle 4c toward the ceiling surface, peripheral wall surface, floor surface, water supply cup 6, and feeding tray 7, and jetting the cleaning liquid while rotating the jet nozzle 4c. will be held.
As shown in FIG. 11(a), presets regarding cleaning conditions are provided for each travel line along the cleaning path 14 from the cleaning start position ST. For example, cleaning conditions such as whether to clean the ceiling or walls, traveling speed, and the turning angle of the jet nozzle 4c can be set in detail for each path at the same time as the cleaning path 14 is set.

尚、洗浄動作開始位置STから車両本体2が並進すると、鶏舎12外に設けられたポンプに接続するホースがホースリール4jより引き出されるが、Uターンして並進する際に、ホースリール4jを巻き取ることで、ホースの余剰分が絡んだり、車両本体2が踏んだりしないようにすることができる。 Note that when the vehicle body 2 is translated from the cleaning operation start position ST, the hose connected to the pump installed outside the poultry house 12 is pulled out from the hose reel 4j, but when it makes a U turn and translates, the hose reel 4j is wound. By removing the hose, it is possible to prevent the excess hose from getting tangled or being stepped on by the vehicle body 2.

以上の動作を繰り返して車両本体2が図10(d)に示す洗浄径路14の洗浄終了位置END(鶏舎12の長手方向反対側の右下角部)に到達すると洗浄動作を終了する。
洗浄動作が終了すると、ユーザーが鶏舎洗浄装置1を次の鶏舎12の洗浄に使用するため、マニュアル走行させて移動したり、鶏舎12外に用意した軽トラック等に載せて移動したりすることができる。ちなみに、鶏舎洗浄装置1は、L1300×W840×H1600~2400mm程度の小型のものが用いられる。
By repeating the above operations, when the vehicle main body 2 reaches the cleaning end position END (lower right corner on the opposite longitudinal side of the poultry house 12) of the cleaning path 14 shown in FIG. 10(d), the cleaning operation ends.
When the cleaning operation is finished, the user can use the poultry house cleaning device 1 for cleaning the next poultry house 12, so the user can move it manually or put it on a light truck or the like prepared outside the poultry house 12. can. Incidentally, the poultry house cleaning device 1 used is a small device with dimensions of about L1300 x W840 x H1600 to 2400 mm.

図11(b)は、他例に係る鶏舎12内の洗浄経路14を示す入力画面の説明図である。図10(c)は、鶏舎12内の設備配置、設備洗浄開始位置STから鶏舎12の長手方向に沿って鶏舎周壁面Wと給水ラインL1の間、給水ラインL1と給餌ラインL2の間、暖房装置13の下を交互に通過する例を示したが、任意の走行レーンをスキップして走行させる走行経路であってもよい。例えば、図11(b)は上段の給水ラインL1と給餌ラインL2の間から暖房装置13の下方の走行ラインをスキップして下段の給水ラインL1と給餌ラインL2の間を走行させる径路を示す。また、図11(b)の下段に示すように、例えば給水ラインL1と給餌ラインL2の間を同一走行ライン内で、鶏舎洗浄装置1の向きを変えずに前進後退を行なって、洗浄終了位置ENDにて洗浄動作を終了することも可能である。 FIG. 11(b) is an explanatory diagram of an input screen showing the cleaning path 14 in the poultry house 12 according to another example. FIG. 10(c) shows the equipment arrangement inside the poultry house 12, along the longitudinal direction of the poultry house 12 from the equipment cleaning start position ST, between the poultry house surrounding wall surface W and the water supply line L1, between the water supply line L1 and the feeding line L2, and the heating Although an example is shown in which the vehicle passes under the device 13 alternately, the travel route may be such that the vehicle skips any travel lane. For example, FIG. 11(b) shows a route that skips the running line below the heating device 13 from between the upper water supply line L1 and the feeding line L2 and runs between the lower water supply line L1 and the feeding line L2. In addition, as shown in the lower part of FIG. 11(b), for example, the poultry house cleaning device 1 is moved forward and backward within the same running line between the water supply line L1 and the feeding line L2 without changing the direction, and the cleaning end position is It is also possible to end the cleaning operation at END.

尚、車両本体2が走行中に、撮像カメラ5aや測域センサ5bがイレギュラーな障害物や人などを検出した場合には、走行を一時停止させて洗浄動作を中断するようにしてもよい。また、車両本体2に搭載した撮像カメラ5aにより、鶏舎12の内部を撮像することにより、洗浄状態を確認することが可能である。鶏舎洗浄装置1による洗浄動作は、鶏舎天井面、周壁面、床面の予洗いに相当するため、仮に洗い残しがある場合には、必要に応じてユーザーが仕上げ洗いを行なうようにしてもよい。鶏舎洗浄装置1はバッテリー給電で動作するため、充電量が少なくなった場合には、洗浄動作を中止して、コントローラ10やタッチパネル11にバッテリー残量が少なくなった旨を報知して、バッテリー充電を促すようにしてもよい。 Incidentally, when the imaging camera 5a or the range sensor 5b detects an irregular obstacle or person while the vehicle body 2 is traveling, the vehicle body 2 may temporarily stop traveling and interrupt the cleaning operation. . Further, by taking an image of the inside of the poultry house 12 using the imaging camera 5a mounted on the vehicle body 2, it is possible to check the cleaning state. The cleaning operation by the poultry house cleaning device 1 corresponds to pre-washing of the poultry house ceiling, peripheral walls, and floor, so if there is any leftover cleaning, the user may perform a final wash as necessary. . Since the poultry house cleaning device 1 operates on battery power, when the amount of charge becomes low, the cleaning operation is stopped, the controller 10 and touch panel 11 are notified that the remaining battery power is low, and the battery is charged. You may also encourage this.

以上説明したように、大規模化した鶏舎12内でセンサモジュール5により自己位置推定を行なって走行モジュール3を所定の走行ラインMに沿って自律走行させながら洗浄することにより、鶏舎12の天井面、壁面、床面等の洗浄作業を省力化・自動化して行うことができる。
また、車両本体2から昇降方向先端に設けられた噴出ノズル4cより洗浄液を噴出しても、ノズルの反力により昇降機構が振動し難く、機械的に安定した状態で洗浄作業を行なうことができる。
また、電装モジュール8はセンサモジュール5から検出された鶏舎画像情報や鶏舎周壁面Wとの距離情報に基づいて自己位置を推定しながら走行モジュール3による並進動作又は旋回動作を制御しかつ洗浄モジュール4による洗浄動作を制御する。よって、予め入力された洗浄径路14に沿ってセンサモジュール5が走行ラインMを認識しながら車両本体2の並進動作又は旋回動作を繰り返して鶏舎12内をUターンしながらくまなく洗浄することができる。
As explained above, by performing self-position estimation using the sensor module 5 in the large-scale poultry house 12 and cleaning the traveling module 3 while autonomously traveling along a predetermined traveling line M, the ceiling surface of the poultry house 12 can be cleaned. It is possible to save labor and automate the cleaning work of walls, floors, etc.
Furthermore, even if cleaning liquid is jetted from the jet nozzle 4c provided at the tip of the vehicle body 2 in the vertical direction, the vertical movement mechanism is unlikely to vibrate due to the reaction force of the nozzle, and cleaning work can be performed in a mechanically stable state. .
Further, the electrical equipment module 8 controls the translational movement or rotational movement of the traveling module 3 while estimating its own position based on the poultry house image information detected by the sensor module 5 and the distance information from the poultry house surrounding wall surface W, and also controls the translational movement or turning movement of the cleaning module 4. control the cleaning operation. Therefore, while the sensor module 5 recognizes the travel line M along the cleaning path 14 inputted in advance, the vehicle body 2 repeats the translational motion or the turning motion, thereby thoroughly cleaning the inside of the poultry house 12 while making a U-turn. .

尚、本実施例は、鶏舎洗浄装置1について例示したが、牛、豚等他の家畜の畜舎の洗浄用にカスタマイズすることが可能である。
また、鶏舎12を水洗いする鶏舎洗浄装置1を例示したが、洗浄液にかぎらず消毒液を用いて鶏舎12内を消毒する鶏舎消毒装置として用いることも可能である。
また、畜舎内に障害物が多い場合、畜舎内の環境地図データを作成しておき、測域センサ5bから計測される点群データと照合させて自己位置推定を行うSLAM(Simultaneous Localization and Mapping:自己位置推定と環境地図作成の同時実行)を搭載することも可能である。この場合には、環境地図データは、鶏舎洗浄装置1を予め畜舎内を自律走行させて作成し、電装モジュール8のデータ格納部に格納しておく。測域センサ5bから測定された点群データと予めデータ格納部に記憶した環境地図データどうしをマッチングすることで車両本体2の移動量や位置を推定しながら洗浄動作を行なうことができる。
更には、測域センサ5bとしてLidarを用いたが、これに替えて他のセンサ、例えば赤外線センサ、や超音波センサ、電波によるレーダーセンサなどを用いてもよい。
In this embodiment, the poultry house cleaning apparatus 1 is illustrated, but it can be customized for cleaning livestock houses of other livestock such as cows and pigs.
Further, although the poultry house cleaning device 1 for washing the poultry house 12 with water has been illustrated, it can also be used as a poultry house disinfection device for disinfecting the inside of the poultry house 12 using not only a cleaning solution but also a disinfectant.
In addition, when there are many obstacles in the livestock barn, SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) performs self-position estimation by creating environmental map data inside the livestock barn and comparing it with point cloud data measured from the range sensor 5b. It is also possible to install self-position estimation and environmental mapping (simultaneous execution). In this case, the environmental map data is created in advance by autonomously driving the poultry house cleaning device 1 inside the livestock house, and stored in the data storage section of the electrical module 8. The cleaning operation can be performed while estimating the amount of movement and position of the vehicle body 2 by matching the point cloud data measured from the range sensor 5b with the environmental map data stored in the data storage unit in advance.
Further, although Lidar is used as the range sensor 5b, other sensors such as an infrared sensor, an ultrasonic sensor, or a radar sensor using radio waves may be used instead.

1 鶏舎洗浄装置 2 車両本体 3 走行モジュール 3a 前輪 3b後輪 3c バッテリーケース 4 洗浄モジュール 4a 外装パネル 4b 昇降パイプ 4c 噴出ノズル 4d スプレーモジュール 4e ベース部 4f アクチュエータ 4g 伸縮ロッド 4h 旋回軸 4i ケーブルキャリア 4j ホースリール 5 センサモジュール 5a 撮像カメラ 5b 測域センサ 6 給水カップ 7 給餌皿 8 電装モジュール 9 外部記憶装置 10 コントローラ 11 タッチパネル 12 鶏舎 13 暖房装置 14 洗浄経路 L1 給水ライン L2 給餌ライン M 走行ライン W 鶏舎周壁面 1 Poultry house cleaning device 2 Vehicle body 3 Traveling module 3a Front wheel 3b Rear wheel 3c Battery case 4 Cleaning module 4a Exterior panel 4b Lifting pipe 4c Spray nozzle 4d Spray module 4e Base portion 4f Actuator 4g Telescopic rod 4h Swivel shaft 4i Cable carrier 4j Hose reel 5 Sensor module 5a Imaging camera 5b Range sensor 6 Water supply cup 7 Feeding plate 8 Electrical module 9 External storage device 10 Controller 11 Touch panel 12 Poultry house 13 Heating device 14 Cleaning path L1 Water supply line L2 Feeding line M Running line W Poultry house surrounding wall surface

Claims (7)

入力端末より入力された洗浄径路に沿って自律走行しながら車両本体から洗浄液を噴出させて畜舎内の洗浄動作を行なう畜舎洗浄装置であって、
前記車両本体底部に一対の駆動モータにより各々回転駆動される駆動輪及び従動回転する従動輪を有する走行モジュールと、
前記車両本体から昇降可能かつ旋回可能であって、昇降方向先端に向かって延設された噴出ノズルより洗浄液を噴出して前記洗浄径路に沿った畜舎内の洗浄動作を行なう洗浄モジュールと、
前記車両本体の進行方向前方に設けられ、前記畜舎内の環境を撮像すると共に畜舎周壁面との距離を計測可能なセンサモジュールと、
前記センサモジュールから検出された計測データに基づいて前記車両本体の畜舎内の自己位置を推定し、位置推定に応じた前記走行モジュールによる車両本体の走行動作を制御しかつ前記洗浄モジュールによる洗浄動作を制御する電装モジュールと、を備えたことを特徴とする畜舎洗浄装置。
A livestock barn cleaning device that performs a cleaning operation inside the livestock barn by spouting cleaning liquid from the vehicle body while autonomously traveling along a cleaning route input from an input terminal,
a traveling module having a drive wheel and a driven wheel that are rotated by a pair of drive motors and a driven wheel that is rotated by a pair of drive motors at the bottom of the vehicle body;
a cleaning module that can be raised and lowered from the vehicle body and can be rotated, and that sprays cleaning liquid from a jet nozzle that extends toward the tip in the vertical direction to perform a cleaning operation in the livestock barn along the cleaning path;
a sensor module that is provided in front of the vehicle main body in the traveling direction and is capable of capturing an image of the environment inside the livestock barn and measuring a distance to a surrounding wall surface of the livestock barn;
Estimating the self-position of the vehicle body in a livestock barn based on measurement data detected by the sensor module, controlling the traveling operation of the vehicle body by the traveling module according to the position estimation, and controlling the cleaning operation by the cleaning module. A livestock barn cleaning device characterized by comprising: an electrical module for controlling;
前記センサモジュールは、自律走行に必要な周囲の環境を認識するための撮像カメラ及び畜舎周壁面までの距離を計測する測域センサを備え、
前記撮像カメラが畜舎内に配列された第一ガイド部及び第二ガイド部を撮像することで前記第一,第二ガイド部間に認識される走行ラインに対する前記車両本体の傾き角及び位置ずれ量を検出して前記走行ラインに沿うように並進動作が制御され、前記測域センサは、少なくとも前記車両本体前方の畜舎周壁面までの距離を検出して前記車両本体を隣の走行ラインへ旋回させる旋回動作が制御される請求項1記載の畜舎洗浄装置。
The sensor module includes an imaging camera for recognizing the surrounding environment necessary for autonomous driving and a range sensor for measuring the distance to the surrounding wall of the livestock barn,
The inclination angle and positional deviation amount of the vehicle body with respect to the running line recognized between the first and second guide parts by the imaging camera capturing images of the first guide part and the second guide part arranged in the livestock barn. , and the translational movement is controlled so as to follow the running line, and the range sensor detects at least a distance in front of the vehicle main body to a peripheral wall of the livestock barn, and turns the vehicle main body to an adjacent running line. 2. The livestock barn cleaning device according to claim 1, wherein the rotating motion is controlled.
前記畜舎は鶏舎であり、鶏舎長手方向に沿って配置された給水カップに沿った給水ラインと、鶏舎長手方向に沿って配置された給餌皿に沿った給餌ラインが設けられており、前記撮像カメラは、前記給水カップ及び前記給餌皿を撮像することで、前記給水ラインと前記給餌ラインとの間に認識される走行ラインに沿った並進動作が制御される請求項2記載の畜舎洗浄装置。 The livestock house is a chicken house, and is provided with a water supply line along water cups arranged along the longitudinal direction of the chicken house, and a feeding line along feeding trays arranged along the longitudinal direction of the chicken house, and the imaging camera 3. The livestock barn cleaning device according to claim 2, wherein a translational movement along a running line recognized between the water supply line and the feeding line is controlled by capturing images of the water supply cup and the feeding tray. 前記電装モジュールは、入力端末と無線通信可能な無線通信回路を備え、畜舎内広さや畜舎内のガイド部の配置に関する地図データが記憶部に記憶されており、前記入力端末より前記地図データに応じた走行経路が入力されると、当該走行経路に応じた前記走行モジュールの走行動作及び前記洗浄モジュールの洗浄動作が制御される請求項1記載の畜舎洗浄装置。 The electrical module is equipped with a wireless communication circuit capable of wirelessly communicating with an input terminal, and has map data regarding the size of the inside of the livestock barn and the arrangement of guide parts in the livestock barn stored in the storage section, and the input terminal can transmit data according to the map data. 2. The livestock barn cleaning device according to claim 1, wherein when a travel route is inputted, the travel operation of the travel module and the cleaning operation of the cleaning module are controlled in accordance with the travel route. 前記洗浄モジュールは昇降アームの先端に昇降方向に延設された噴出ノズルがモータ駆動により旋回動作し、前記噴出ノズルの旋回軸は、噴出方向と直交するように配置されている請求項1記載の畜舎洗浄装置。 2. The cleaning module according to claim 1, wherein a jet nozzle extending in the vertical direction at the tip of a lifting arm is rotated by a motor, and a pivot axis of the jet nozzle is arranged perpendicular to the jetting direction. Livestock cleaning equipment. 前記洗浄モジュールは、前記噴出ノズルを畜舎天井面、畜舎周壁面、床面に向けて前記旋回軸を中心に所定角度モータを正逆回転駆動させながら洗浄液を噴出させる請求項5記載の畜舎洗浄装置。 6. The livestock barn cleaning device according to claim 5, wherein the cleaning module jets the cleaning liquid while driving the jet nozzle to rotate forward and backward at a predetermined angle around the pivot axis while directing the jetting nozzle toward the ceiling surface, surrounding wall surface, and floor surface of the livestock barn. . 前記洗浄モジュールには洗浄液が圧送りされるホースが連結され、当該ホースの余剰分を巻き取るホースリールが前記車両本体に回転駆動可能に設けられている請求項1記載の畜舎洗浄装置。 2. The livestock shed cleaning device according to claim 1, wherein a hose through which cleaning fluid is force-fed is connected to the cleaning module, and a hose reel for winding up excess of the hose is rotatably provided on the vehicle body.
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