JP4261772B2 - 搾乳関連作業を実施するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 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。
16. 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。
17. 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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