JP4261772B2 - 搾乳関連作業を実施するための装置 - Google Patents
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Description
技術背景
本発明は制御手段に応答して可動なロボット腕を含む動物関連作業を実施するための装置と方法に関し、前記ロボット腕は動物関連手段をつかむためのグリッパーを備えている。
かかる装置と方法はWO 97/15900から既知である。
【0002】
発明の目的
この既知の装置はロボットが全作業中関連器具に関して完全な制御をしないという欠点を持つ。
従ってこの発明の目的はこの欠点を克服することである。
【0003】
発明の概要
この目的は、センサ手段が前記動物関連手段の位置を確定するのに適合されていることを特徴とする、初めに規定した種類の装置と方法により達成された。この発明の一実施例によれば、センサ手段は感知性能を補強するために制御手段と組み合わされた少なくとも一つの像獲得装置を含む。
【0004】
好適には、前記センサ手段は予め決められた位置の前記動物関連手段の存在を感知するのに適合されている。予め決められた位置のみが感知される必要があるので、センサは動物関連手段の瞬間位置の高速確定を達成する。
【0005】
好ましくは、前記予め決められた位置は動物房である。これにより感知はある空間に限定される。
【0006】
好適には、前記予め決められた位置は前記動物関連手段のための貯蔵手段である。これにより感知は動物関連手段が位置すると予想される場所に限定される。
【0007】
好ましくは、前記予め決められた位置は前記ロボット腕のグリッパーである。これによりグリッパーが動物関連手段をつかんだか否かを確定することができる。
【0008】
特に、前記センサ手段は貯蔵手段内に含まれる。これに代え、または追加的に、前記センサ手段はグリッパー内に含まれる。両方の場合において、前記センサ手段が接触センサを含むことが好ましい。
【0009】
好適には、前記センサ手段は前記制御手段と組み合わされた少なくとも一つの像獲得装置を含む。これにより、動物関連手段の位置の総体的確定を実施することができる。
【0010】
好ましくは、前記制御手段は異なる種類の動物関連手段を認識するのに適合される。これにより高速比較作業が達成される。
【0011】
好適には、前記制御手段は獲得した像の像解析を実施するのに適合される。これにより、前記確定を実行するための手段が提供される。
【0012】
好ましくは、前記センサ手段は前記動物関連手段上にレーザーラインを投影するのに適合したレーザーセンサを含む。これにより、明確な光ビームが達成される。
【0013】
好適には、前記動物関連手段は少なくとも一つのバーコードを備えている。これにより、前記動物関連手段を識別することが可能である。
【0014】
好適には、前記動物関連手段は少なくとも一つの乳頭カップを含む。これに代え、または追加的に、前記動物関連手段は乳頭クリーニング手段である。これに代え、または追加的に、前記動物関連手段は乳頭消毒手段を含む。
【0015】
従って、各種動物関連手段の位置の完全な制御が確立されることができる。
【0016】
好ましくはここに述べられた装置並びに本発明の目的を実行するための方法は自動搾乳システムで用いられるであろう。
【0017】
図面の概要
以下に、この発明が添付図面に関して説明されるであろう。図面において:
図1はこの発明の第一実施例によるセンサ手段を備えた種々の動物関連手段を持つ装置を示し、
図2は図1に示された装置の詳細の上面図であり、
図3aと3bは上記図1と2に示された装置を備えた動物房の透視図であり、
図4aと4bは動物関連手段を示し、そのそれぞれが第二実施例によるセンサ手段を備えており、
図5aと5bはこの発明の第三実施例によるセンサ手段を備えた、図3aと3bに対応する動物房の透視図である。
【0018】
詳細な説明
図1は動物関連手段、例えば乳頭カップ4a、乳頭クリーニング手段4bまたは噴霧ノズル4dを備えた乳頭消毒手段4cをつかむためのグリップ部材3a,3bを備えたグリッパー3を持つロボット腕2を有するロボット1を示す。像獲得装置5が乳頭を位置決めするために、例えば雌牛、やぎ、羊、馬または野牛のような動物の乳ぶさを見るために設けられる。
【0019】
グリッパー3は図2により詳細に示され、それは破線で示されている乳頭カップ4aを含む上からのグリッパーを示す。各グリップ部材3a,3bはヒンジ6の回りに可動である。従って、乳頭カップ4aはグリップ部材3a,3bを互いに向けて動かすことによりつかまれ、それらを互いに離れるように動かすことにより解放される。更に、グリップ部材の丸い形状が乳頭カップ4aをグリップ部材3a,3b間のロボット腕2に配置されたセンサ手段7に向けて強制する。
【0020】
センサ手段7は接触センサの形であり、グリップ部材3a,3b間の例えば乳頭カップ4aの存在を感知するために設けられる。接触センサはプッシュボタンであることができ、それは乳頭カップ4aがグリップ部材3a,3bによりつかまれるときロボット腕に向けて押圧される。これに代え、それは金属検出器であることができ、それは少なくとも部分的に金属から作られた動物関連手段4a,4b,4cとの直接接触を感知する。グリップ部材3a,3b及びセンサ手段7はなお乳頭クリーニング手段4b及び乳頭消毒手段4cをつかみかつその存在を感知するのに適合されている。
【0021】
乳頭カップ4a、乳頭クリーニング手段4b及び乳頭消毒手段4cは共通ラックまたは別個のラック8(図1参照)内に貯蔵されている。各ラック8はグリッパーに関して上述したのと同じ種類の接触センサ7の形のセンサ手段を備えている。ラック8の接触センサ7はかくして関連した動物関連手段4a,4b,4cがラック内に存在するか否かを感知する。
【0022】
ロボット1とラック8は動物房9に配置されている。
【0023】
ロボット腕2、グリッパー3及び各接触センサ7は少なくとも一つの制御手段(図示せず)と組み合わされる。
【0024】
図3aは図1の動物房9を遠距離から示す。動物関連手段4a,4b,4cはロボット腕2のグリッパー3により容易に到達される。グリッパーは関連動物関連手段4a,4b,4cをつかみ、それを動物房9内の動物に向けて動かし、乳頭クリーニング、搾乳または乳頭消毒のような動物関連作業を実施する。
【0025】
図3bは動物関連手段、例えば乳頭カップ4aが床上に落下したところの状況を示す。それ故接触センサ7のどれも乳頭カップ4aの存在を感知しないであろう。制御手段はかくして起きた状況を異常と確定し、乳頭カップ4aが拾い上げられねばならないことを示す。従って、制御手段はロボット腕を制御して像獲得装置5が動物房9を見ることができるような方法で像獲得装置を動かす。落下した乳頭カップ4aは探索され、像獲得装置により見出され、続いてグリッパー3により拾い上げられ、もし必要ならクリーニングされる。これに代え、アラーム信号が発生され、ブザーまたは農夫が持つ移動電話に送られる。
【0026】
もちろん、接触センサ7は搾乳時の乳頭カップ4aの存在を感知しないであろうが、制御手段はこの異常状況を考慮しないであろう。
【0027】
図4aと4bは第二実施例を示し、そこではセンサ手段は図4aと4bでは乳頭カップ4aとして表された動物関連手段上に投影されたレーザーラインをもたらす、走査レーザービームまたは安定なまたは走査するレーザープレーンを送信するための送信器10aを持つレーザーセンサ10である。レーザーセンサ10は更にディジタルカメラのようなレーザー読み取り器10bを備えている。
【0028】
図4aに示された乳頭カップ4aは認識され、WO 97/15900の乳頭認識法と同様な方法で、それに投影されたレーザーラインの長さにより識別される。
【0029】
乳頭クリーニング手段4b及び乳頭消毒手段4cは同様な方式で認識される。
【0030】
かくしてグリッパー3内またはラック内の乳頭カップ4aの存在のみならず動物関連手段4a,4b,4cの種類の高速確定を実行することが可能である。
【0031】
図4bに示されるように、乳頭カップ4aはバーコード11を備えている。レーザー読み取り器10bは一般的に知られたバーコード解析装置を含む。
【0032】
従ってグリッパー3またはラック8内の乳頭カップ4aの存在及び動物関連手段4a,4b,4cの種類の高速確定を実施するのみならずそれらの識別、すなわち乳頭カップ4aのどれがグリッパー3によりつかまれているかまたはラック8内に存在しているかの識別を実行することも可能である。
【0033】
更にどの乳頭カップ4aが動物の乳頭に取り付けられているかまたは取り付けられていないかをロボット腕2を乳頭上または床上の乳頭カップに向けて動かし乳頭カップ4a上にレーザーライン投影を送信することにより識別することが可能である。もちろん同じことが落下した乳頭クリーニング手段4b、乳頭消毒手段4cまたはバーコードを備えた如何なる他の動物関連手段にも関連づけられる。
【0034】
図5aと5bは第三実施例を示し、そこでは少なくとも一つの像獲得装置の形のセンサ手段12が動物房を見て、ラック(単数または複数)8またはグリッパー3内の動物関連手段4a,4b,4cの存在を確定するために設けられている。
【0035】
ロボット腕2、グリッパー3及び像獲得装置(単数または複数)12が制御手段(図示せず)と組み合わされており、それが獲得された像を、例えば輪郭解析または色解析により解析する。色(RGB)解析を迅速化するために、動物関連手段4a,4b,4cは着色されることができる。異なる色または色組み合わせを異なる乳頭または動物関連手段4a,4b,4cに適用することにより、異なる乳頭及び/または動物関連手段4a,4b,4cを識別し、また異なる乳頭カップ4aを識別することが可能である。
【0036】
もし例えば動物関連手段4a,4b,4cが床に落下したなら、制御手段がロボット腕2を制御して落下した物品に向けて動かしそれをグリッパー3によりつかむ。落下した物品のより正確な位置決めはロボット腕2に配置された像獲得装置5により比較的短距離で実施される。
【0037】
全ての説明された実施例において、ラック(単数または複数)8内の動物関連手段4a,4b,4cの存在のための定期点検を、例えば搾乳完了後に装置が他の動物の搾乳を開始する準備ができたことを確立するために、実施することができる。
【0038】
第二及び第三実施例において、乳頭カップ4aが搾乳中の乳頭に取り付けられていることを確実とするための定期点検を実行することもまた可能である。
【0039】
像獲得装置12が第一及び第二実施例のセンサ手段7及び/または10と組み合わせて使用されることができることは注目されるべきである。
【0040】
更に図5aと5bの像獲得装置12はもしロボット腕上の像獲得装置5が全希望領域を見るに十分な良好な性能を持つなら不必要である。その場合、装置5は加えて像獲得装置12と同じ目的のために使用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一実施例によるセンサ手段を備えた種々の動物関連手段を持つ装置を示す。
【図2】 図1に示された装置の詳細の上面図である。
【図3】 図3aと3bは上記図1と2に示された装置を備えた動物房の透視図である。
【図4】 図4aと4bは第二実施例によるセンサ手段を備えた動物関連手段を示す。
【図5】 図5aと5bはこの発明の第三実施例によるセンサ手段を備えた、図3aと3bに対応する動物房の透視図である。
Claims (17)
- 制御手段に応答して可動なロボット腕(2)を含む搾乳関連作業を実施するための装置であって、前記ロボット腕(2)が少なくとも一つの搾乳関連手段(4a,4b,4c)を取って来るためのグリッパー(3)を備えているものにおいて、
制御手段と組み合わされた少なくとも一つの像獲得装置(5,12)を含むセンサ手段(7,5,10,12)が予め決められた位置の前記搾乳関連手段(4a,4b,4c)の存在を感知するのに適合されていることを特徴とする装置。 - 前記グリッパー(3)が前記搾乳関連手段(4a,4b,4c)を交互に取って来て前記手段(4a,4b,4c)をその取り付け位置に輸送し次いで戻るのに適合されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記予め決められた位置が前記搾乳関連手段(4a,4b,4c)のための貯蔵手段(8)であることを特徴とする請求項1または2に記載の装置。
- 前記予め決められた位置が前記ロボット腕(2)のグリッパー(3)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記センサ手段(7)が貯蔵手段(8)内に含まれていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記センサ手段(7)がグリッパー(3)内に含まれていることを特徴とする請求項1、2または4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記制御手段が異なる種類の搾乳関連手段(4a,4b,4c)を認識するのに適合されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記制御手段が獲得像の像解析を実施するのに適合されていることを特徴とする請求項1または7に記載の装置。
- 前記センサ手段(7)が前記搾乳関連手段(4a,4b,4c)にレーザーラインを投影するのに適合されたレーザーセンサ(10)を含むことを特徴とする請求項5から6のいずれか一つに記載の装置。
- 前記搾乳関連手段(4a,4b,4c)が少なくとも一つのバーコード(11)を備えていることを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 前記搾乳関連手段が少なくとも一つの乳頭カップ(4a)を含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の装置。
- 前記搾乳関連手段が乳頭クリーニング手段(4b)を含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の装置。
- 前記搾乳関連手段が乳頭消毒手段(4c)を含むことを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載の装置。
- 制御手段に応答して可動なロボット腕(2)により搾乳関連作業を実施する方法であって、前記ロボット腕(2)が搾乳関連手段をつかむためのグリッパー(3)を備えているものにおいて、
制御手段と組み合わされた少なくとも一つの像獲得装置(5,12)を含むセンサ手段(7,5,10,12)を予め決められた位置の前記搾乳関連手段(4a,4b,4c)の存在を感知するのに適合させる段階を特徴とする方法。 - 前記確定がセンサ手段(5,7,10,12)により定期的に、例えば搾乳を実施した後に、実施されることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 自動搾乳システムにおいて、前記自動搾乳システムが請求項1から13のいずれか一つに記載の装置を含むことを特徴とするシステム。
- 自動搾乳システムにおいて、前記自動搾乳システムが請求項14と15のいずれか一つに記載の方法を実行するための手段を含むことを特徴とするシステム。
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