JP6399679B2 - 搾乳システムの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、繋留牛舎における各ストールに対して搾乳機を移動させて搾乳を行う搾乳システムの制御方法に関する。

一般に、繋留牛舎（スタンチョン牛舎）には、多数のストールが配列するストール群が設置され、各ストールに乳牛が係留されるとともに、各ストールに対して搾乳機を自動で移動させて搾乳を行う搾乳システムが設置されている。また、この種の搾乳システムでは、搾乳時における乳量計から得られる乳量等の搾乳データに対する管理が必要となるため、通常、得られた搾乳データを搾乳機コントローラから管理コンピュータへ転送する送信処理が行われる。

従来、搾乳データの検出には特許文献１に開示されるような乳量計が用いられ、また、搾乳データの転送には特許文献２に開示されるような無線通信手段が用いられていた。特許文献１に開示される乳量計は、送乳ラインの中途に接続し、流入口から流入する乳を貯留可能な計量容器部と、この計量容器部の内部に貯留される乳の液面を検出する液面検出部と、計量容器部の流出口を開閉可能な弁機構部を備える乳量計を構成するに際して、円筒状に形成した周面部における縦方向中間部の少なくとも一個所に括れ部を形成し、この括れ部の内周面を流出口とした計量容器部を備えるとともに、括れ部の内周面の下方に、流出口から流出した乳の一部を採取する分取口を配し、この分取口から採取した乳を計量容器部の外部に導くサンプリング手段を設けて構成したものである。また、特許文献２に開示される無線通信手段は、搾乳時に検出された乳量データ（搾乳データ）を被管理データに付加し、搾乳処理終了後にまとめて、或いは所定の時間間隔毎に管理コントローラに送信するように構成したものである。

特開２０１１−１２５３２２号公報 特開２００９−１１２２０６号公報

しかし、上述した従来における搾乳データを管理する搾乳システムは、次のような解決すべき課題も存在した。

第一に、搾乳データの管理は、データ収集の意味合いが強いため、搾乳機コントローラで得られる搾乳データは、搾乳の終了後或いは所定の時間間隔毎に管理コントローラに送信され、主にデータ解析に用いられていた。したがって、具体的に利用するとしても次回の搾乳に利用せざるを得ず、必ずしも有効に利用されているとはいえなかった。このため、疾病牛の存在等の発見に対する遅れを生じやすいとともに、搾乳データに対応して常に最適な条件により搾乳を行うことができないなど、搾乳データを有効に利用する観点からは更なる改善の余地があった。

第二に、搾乳機コントローラから管理コントローラに搾乳データを送信するに際し、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の短距離無線通信方式を用いた場合、その通信規格故に、搾乳機（搾乳機コントローラ）の使用台数や搾乳データの送信形態が制限され、特に、大規模な搾乳システムを構築する際のネックになっていた。したがって、繋留牛舎における搾乳システムの規模に応じた最適な通信システムを構築する観点からも更なる改善の余地があった。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した搾乳システムの制御方法の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、繋留牛舎１００における各ストールＡｃ…に対して搾乳機２…を移動させて搾乳を行うとともに、搾乳機２…に搭載した搾乳機コントローラ３…の搾乳機通信部３ｔ…と管理コンピュータ４の管理通信部４ｔを相互通信可能にした搾乳システム１の制御方法において、搾乳時に、搾乳機２…により搾乳された乳Ｍの電気伝導度を検出し、この電気伝導度により乳量計５における計量室Ｒｍ内の液面を検出する閾値を牛体単位で補正するとともに、電気伝導度及び補正後の閾値を用いて乳量計５により搾乳時間ｔに対する乳量変化データＤｍを採取し、採取した乳量変化データＤｍを、搾乳機コントローラ３…の搾乳機通信部３ｔ…から管理コンピュータ４の管理通信部４ｔに送信するとともに、管理コンピュータ４により、受信した乳量変化データＤｍに対して、予め設定した搾乳時間ｔに対する少なくとも二点の基準検出時間ｔｓ１，ｔｓ２及びこれらの基準検出時間ｔｓ１，ｔｓ２における乳量Ｑに対する閾値Ｑｓ１，Ｑｓ２を含む判定基準Ｄｓに基づく特異態様Ｄｘとなる乳量Ｑの変化に対する予め設定した乳量変化パターンＱｘを検出したなら、当該特異態様Ｄｘを生じた搾乳時の動作を、当該特異態様Ｄｘに対応する動作制御の変更処理を行う予め設定した特異処理モードにより制御するようにしたことを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、搾乳機通信部３ｔ…と管理通信部４ｔ…は、通信制御機能を有する中継機６を介して相互通信可能にすることができる。この際、搾乳機通信部３ｔ…と中継機６は、短距離無線通信方式により通信を行うことができる。

このような手法による本発明に係る搾乳システム１の制御方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 搾乳時に、搾乳機２…により搾乳された乳Ｍから得られる搾乳時の搾乳データＤ…を、搾乳機通信部３ｔ…から管理通信部４ｔに送信するとともに、管理コンピュータ４により、受信した搾乳データＤ…を監視し、当該搾乳データＤ…に対して、予め設定した判定基準Ｄｓに基づく特異態様Ｄｘを検出したなら、当該特異態様Ｄｘを生じた搾乳時の動作を、当該特異態様Ｄｘに対応する予め設定した特異処理モードにより制御するようにしたため、例えば、疾病牛の存在等を含む異常の早期発見が可能になるとともに、常に最適な条件による搾乳を可能にすることができる。

（２） 搾乳データＤ…として、搾乳時間ｔに対する乳量変化データＤｍを用いたため、乳量計５に対して新たな検出用部品を追加することなく既設の検出構成をそのまま利用でき、容易かつ低コストに実施できる。

（３） 特異態様Ｄｘには、乳量Ｑの変化に対する予め設定した乳量変化パターンＱｘを適用したため、リアルタイムで検出可能かつ判定可能な検出要素となる、乳量Ｑを利用でき、本発明に係る搾乳システム１の制御方法を有効かつ確実に実施できる。加えて、乳Ｍの電気伝導度を検出して乳量計５における計量室Ｒｍ内の液面を検出する閾値を牛体単位で補正するようにしたため、液面を検出する際の最適化を図れるなど、乳Ｍの液面、更には乳量Ｑを正確に検出できる。

（４） 特異処理モードとして、動作制御の変更処理を行うようにしたため、本発明に係る搾乳システム１の制御方法を有効かつ容易に実施できる。

（５） 好適な態様により、搾乳機通信部３ｔ…と管理通信部４ｔを、通信制御機能を有する中継機６を介して相互通信可能にすれば、通信方式の規格や性能等により管理コンピュータ４に対して直接相互通信できる搾乳機２…（搾乳機コントローラ３…）の台数が制限されるような場合であっても、中継機６を介在させることにより、搾乳機２…の使用台数を必要な数だけ増やすことができる。

（６） 好適な態様により、搾乳機通信部３ｔ…と中継機６を、短距離無線通信方式により通信を行うようにすれば、広く汎用されているＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）（以下、ＢＴと略記）等の無線通信技術を利用できるため、実施の容易化及び低コスト化に寄与できるとともに、特に上述した中継機６と組み合わせることにより、本発明に係る搾乳システム１の制御方法を最適な態様により実施できる。

本発明の好適実施形態に係る制御方法の処理手順を含む搾乳システムの動作を説明するためのフローチャート、 同搾乳システムの搾乳機に備える乳量計の動作を説明するためのフローチャート、 同搾乳システムを備える繋留牛舎における内部のレイアウト構成を示す平面概略図、 同搾乳システムの一部を側面から見た構成図、 同搾乳システムの搾乳機における搾乳ユニットの前面図、 同搾乳システムにおける通信系を含む制御系の全体の構成を示すブロック系統図、 同搾乳システムの搾乳機に備える乳量計の断面構成図、 同乳量計における検出ブロックの外観斜視図、 同制御方法における特異処理モードの処理手順を抽出して説明するためのフローチャート、 同特異処理モードにおける処理の一例を示す作用説明図、 同特異処理モードにおける処理の他の一例を示す作用説明図、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る制御方法を実施できる搾乳システム１の全体構成について、図３〜図８を参照して説明する。

図３及び図４は繋留牛舎１００の内部概要を示す。この繋留牛舎１００には多数のストールＡｃ…が配列するストール群Ａが設置され、各ストールＡｃ…に乳牛Ｃ…が係留されている。そして、このストール群Ａの上方に、ストール群Ａに沿った搾乳システム１が設置されるとともに、このストール群Ａの前方に、ストール群Ａに沿った給餌システム２１０が設置される。なお、給餌システム２１０は、ストール群Ａの前上方に配したガイドレール部２１１と、このガイドレール部２１１に沿って移動する給餌機２１２を備える。この給餌システム２１０により、各ストールＡｃ…に対して給餌機２１２を自動で移動させて給餌を行うことができる。Ｂｓは給餌機２１２により投与された給餌飼料を示す。

一方、搾乳システム１は、ストール群Ａの上方に配したガイドレール部２１を備える。ガイドレール部２１は、ストール群Ａに沿って配した主レール２１ｍと、この主レール２１ｍの中途位置から直角方向に分岐し、かつストールＡｃ…間に配した複数の分岐レール２１ｓ…を備える。この場合、分岐レール２１ｓ…は、配列するストールＡｃ…に対して一つ置き、即ち、相隣る分岐レール２１ｓと２１ｓ…間に二つのストールＡｃ…が入るように配する。また、分岐レール２１ｓ…の先端前方には、図４に示すミルクライン２２及び真空ライン２３を配置する。ミルクライン２２及び真空ライン２３はストールＡｃ…に沿って配し、各分岐レール２１ｓ…に対向する位置には、後述する搾乳機２のディストリビュータ２６を接続するミルクタップ２２ｔ…を設ける。

さらに、搾乳システム１には、ガイドレール部２１に沿って移動する複数の搾乳機２…を備える。一つの搾乳機２は、ガイドレール部２１に装填した自走式の移動部２５と、この移動部２５の両側に吊下げた左右一対の搾乳ユニット２７ｐ，２７ｑと、移動部２５の先端に設けたディストリビュータ２６を備える。この場合、移動部２５には駆動モータを用いた駆動部及び駆動用のバッテリを搭載する。なお、移動部２５の停止や移動方向の制御は、移動部２５に設けた検出部（検出センサ）がガイドレール部２１の所定位置に配した被検出部を検出することにより行われる。これにより、各ストールＡｃ…に対して複数の搾乳機２…を自動で移動させて搾乳を行うことができる。

搾乳ユニット２７ｐ（２７ｑも同じ）は、パルセータ装置や自動離脱装置等を含むユニット本体３０と、乳牛Ｃの各乳房Ｃｂ…に装着する四つのティートカップ３１…と、ミルククロー３２を備え、ティートカップ３１…，ミルククロー３２，ユニット本体３０，後述する乳量計５，ディストリビュータ２６は、所定のミルクチューブにより接続するとともに、ティートカップ３１…，ユニット本体３０，ディストリビュータ２６は、所定の真空チューブにより接続する。また、ミルククロー３２とユニット本体３０は離脱用ワイヤ３３により接続する。図５に、ユニット本体３０の前面から見た外観図を示す。ユニット本体３０は前面に操作パネル３０ｆを備え、この操作パネル３０ｆには、一般に搾乳処理作業において必要となるデジタル表示方式の表示器３５をはじめ、操作部３６及び搾乳開始ボタン３７等を配する。表示器３５には、リアルタイム乳量や搾乳時間等を表示する。一方、本実施形態に係る制御方法の実施に関連してアラーム７を配設する。例示のアラーム７には、点滅するアラームランプ７ａとアラーム音を鳴らすチャイム（ブザー）７ｂが含まれる。

さらに、搾乳ユニット２７ｐの背面には、図４に示すように乳量計５を搭載する。図７及び図８に乳量計５の具体的構成を示す。乳量計５は、図７に示すように、全体を円筒状に形成した透明の計量容器部４１を備える。また、周面部における縦方向中間部の所定位置には、上下二つの括れ部４１ｓｕ，４１ｓｄを設け、上側の括れ部４１ｓｕにより中間口４１ｍを形成するとともに、下側の括れ部４１ｓｄにより流出口４１ｅを形成する。これにより、中間口４１ｍよりも上側を気液分離室Ｒｓ、中間口４１ｍと流出口４１ｅ間を計量室Ｒｍ、流出口４１ｅよりも下側を気液混合緩衝室Ｒｄ、としてそれぞれ構成する。そして、気液分離室Ｒｓの周面上端付近には、外面から接線方向に突出し、上流側のミルクチューブＰｕを接続可能な流入口４１ｉを設ける。

一方、計量容器部４１（気液分離室Ｒｓ及び計量室Ｒｍ）の内部には弁機構部４２を配設する。弁機構部４２は、流出口４１ｅ及び中間口４１ｍに挿通し、上端口を気液分離室Ｒｓの上端に臨ませ、かつ下端口を気液混合緩衝室Ｒｄに臨ませて気液分離室Ｒｓと気液混合緩衝室Ｒｄを連通させるパイプシャフト４３と、このパイプシャフト４３の上端を支持し、かつ当該パイプシャフト４３を昇降させる弁駆動部４４と、計量室Ｒｍ内に位置するパイプシャフト４３の外周面上側に設けた第一バルブ４２ｕ及び外周面下側に設けた第二バルブ４２ｄを備える。弁駆動部４４は、パイプシャフト４３の上端を支持部材４５を介して支持し、かつ気液分離室Ｒｓを閉塞、即ち、計量容器部４１の上面部４１ｕに設けた円形の開口部４１ｕｈを閉塞して気液分離室Ｒｓの上面部を形成するダイヤフラム部４６と、気液分離室Ｒｓに対して反対側でダイヤフラム部４６に臨ませた切換室部Ｒｃを備える。この切換室部Ｒｃは、制御系の制御により真空圧又は大気圧に切換えられる。なお、４８は切換室部Ｒｃから突出する接続口を示す。

他方、計量容器部２の内部には、図８に示す検出ブロック５１を配設する。検出ブロック５１は、計量室Ｒｍの下面部Ｒｍｄに取付可能な基部５２を備えるとともに、この基部５２から上方へ突出させることにより、気液分離室Ｒｓ内の乳Ｍの液面を検出可能な電極５３ｐ，５３ｑにより構成する液面検出部５３と、基部５２から上方へ突出させることにより、計量室Ｒｍ内における乳の電気伝導度を検出可能な電極５４ｐ，５４ｑにより構成する電気伝導度検出部５４と、基部５２上に突出させることにより計量室Ｒｍ内に流入した乳Ｍの温度を検出する乳温センサ５５とを備える。検出ブロック５１はプラスチック等の絶縁素材を用いてインサート成形等により一体成形可能である。なお、５６ｐ，５６ｑは電極５３ｐ，５３ｑを被覆する絶縁素材による被覆部であり、電極５３ｐ，５３ｑは上端部のみを露出させる。

これにより、液面検出部５３の電極５３ｐ，５３ｑにより液面を検出したなら、弁機構部４１の第一バルブ４１ｕを閉位置、かつ第二バルブ４１ｄを開位置に切換制御するとともに、予め設定した設定時間が経過することにより、第一バルブ４１ｕを開位置、かつ第二バルブ４１ｄを閉位置に切換制御することができる。なお、電気伝導度検出部５４は、液面検出部５３に対して、深い位置における乳の電気伝導度を時間的な余裕をもって検出できることから、乳の正確な電気伝導度を確実に検出できる。この結果、電気伝導度検出部５４により検出される正確な電気伝導度により、液面検出部５３において液面を検出する際の閾値を牛体単位で補正し、液面検出部５３により液面を検出する際の最適化を図れるなど、乳の液面、更には乳量を正確に検出できるとともに、電気伝導度検出部５４の検出と液面検出部５３の検出の時間差から得られる乳流速度に基づく搾乳終了時期の予測等にも利用できる。

また、乳量計５は、計量容器部４１における下面部４１ｄの一側にサンプリング手段５７を設け、流出口４１ｅから流れ落ちる乳の一部をサンプリング可能に構成する。さらに、下面部４１ｄの他側には、排出口４１ｔを設ける。この排出口４１ｔには下流側のミルクチューブＰｄを接続する。

次に、搾乳システム１の通信系及び制御系の構成について、図３〜図６を参照して説明する。

まず、搾乳機２の各搾乳ユニット２７ｐ，２７ｑには搾乳機コントローラ３…をそれぞれ搭載する。搾乳機コントローラ３は、図６に示すように、搾乳機コントローラ３の主要部を構成する本体部６１と、この本体部６１の通信機能を司る搾乳機通信部３ｔを備える。本体部６１は処理部６２を内蔵し、この処理部６２に搾乳機通信部３ｔを接続するとともに、さらに、処理部６２には、乳量計５（液面検出部５３，電気伝導度検出部５４），乳温センサ５５及び乳汁センサ６３をそれぞれ接続する。この場合、処理部６２は、コンピュータ機能を備え、メモリに格納した処理プログラムに基づく一連の制御処理（シーケンス制御処理）をはじめ、演算処理，記憶処理，通信処理及び入出力処理等の各種データ処理（コンピューティング処理）を実行する。また、乳汁センサ６３は搾乳した乳汁の品質を検出する機能を有する。なお、この乳汁センサ６３には乳汁の品質（特性）が正常か否かを検出する様々なセンサを適用可能である。乳量計５の機能（動作）については後に詳述する。

一方、各搾乳機コントローラ３…の搾乳機通信部３ｔ…は、図３及び図６に示すように、通信制御機能を有する中継機６を介して管理コンピュータ４の管理通信部４ｔに接続可能となるように全体の通信システムＸを構成する。この場合、中継機６は、図６に示すように、通信制御部６ｓを備えるとともに、この通信制御部６ｓに接続し、各搾乳機コントローラ３…の搾乳機通信部３ｔ…に対して双方向通信を行う複数の対搾乳機通信部６ｔｍ…と、当該通信制御部６ｓに接続し、管理コンピュータ４に対して双方向通信を行う対管理通信部６ｔｃを備える。通信制御部６ｓは、対管理通信部６ｔｃに対して各対搾乳機通信部６ｔｍ…を選択的に接続し、管理コンピュータ４（管理通信部４ｔ）と選択された対搾乳機通信部６ｔｍに接続された搾乳機コントローラ３の搾乳機通信部３ｔを接続する機能を有している。

他方、管理コンピュータ４は、繋留牛舎１００の内部又は外部における管理室等に設置する。管理コンピュータ４は、図３に示すように、汎用コンピュータシステム７０により構成することができる。汎用コンピュータシステム７０は、本体部７１と、この本体部７１に接続したディスプレイ７２，入出力部７３，及び上述した管理通信部４ｔを備える。本体部７１は、図６に示すように、ＣＰＵ等のハードウェアを含む処理部７１ｓやデータメモリ７１ｄ及びプログラムメモリ７１ｐ等の内部メモリなどを有するコンピュータ機能を備え、プログラムメモリ７１ｐに格納した処理プログラムに基づく各種管理処理をはじめ、演算処理，記憶処理，通信処理及び入出力処理等の各種データ処理（コンピューティング処理）を実行するとともに、データメモリ７１ｄに登録した各種データベースを備える。ディスプレイ７２は、カラー液晶ディスプレイ等を利用できるとともに、入出力部７３には、外部メディア用ドライブ，キーボードやマウス等の入力部、及びプリンタ等の出力部を含む。なお、管理コンピュータ４は、スマートフォン等を含むモバイル端末装置に対しても相互通信可能に構成する。このように、管理コンピュータ４とモバイル端末装置を相互通信可能に構成すれば、管理コンピュータ４を有効に補助（支援）することができ、更なる多様性，汎用性及び発展性を高めることができる。

次に、通信システムＸについてより詳細に説明する。まず、各搾乳機コントローラ３…に備える各搾乳機通信部３ｔ…と中継機６に備える対搾乳機通信部６ｔｍ…は短距離無線通信方式により通信可能に接続する。例示の場合、広く汎用されているＢＴ規格による短距離無線通信方式を用いるとともに、ネットワークとしてピコネットを用いた。したがって、各搾乳機通信部３ｔ…及び各対搾乳機通信部６ｔｍ…は、それぞれＢＴ用ＲＦモジュール（ＢＴＭ）により構成する。なお、各ＢＴ用ＲＦモジュールは、単一ユニットとして構成し、搾乳機コントローラ３及び中継機６の回路基板に対してはコネクタを介して着脱可能に構成した。

ところで、複数の搾乳機コントローラ３…が接近した際に、ＢＴ規格を用いたピコネットでは、最大で七台までの搾乳機コントローラ３…が参加できる。したがって、搾乳機コントローラ３…が全部で７台以下の搾乳システムでは、中継機６を必ずしも用いることを要しない。しかし、搾乳機コントローラ３…を全部で８台以上使用する大規模の搾乳システム１が構築される場合、各搾乳機コントローラ３…と管理コンピュータ４間で直接相互通信を行うことは困難になる。そこで、本実施形態に係る通信システムＸでは、各搾乳機コントローラ３…と管理コンピュータ４間に中継機６を介在させ、搾乳機コントローラ３…を全部で８台以上、搾乳機２…では全部で４台以上を使用する大規模の搾乳システム１に対しても対応できるようにした。したがって、一例として、搾乳機コントローラ３…を２０台使用する場合には、（２０台）／（７台）≒２．８となり、中継機６には、３台の対搾乳機通信部６ｔｍ…を設ければ対応可能となる。

また、搾乳機コントローラ３…は、第１グループＧ１から第ｎグループＧｎにグループ分けし、各搾乳機コントローラ３…における各搾乳機通信部３ｔ…にＩＤ（識別符号）を付した。これにより、各グループＧ１，Ｇ２…Ｇｎと各対搾乳機通信部６ｔｍ…が対応し、各対搾乳機通信部６ｔｍ…は、対応するグループＧ１，Ｇ２…Ｇｎ内における搾乳機通信部３ｔ…とのみ通信可能となる。このため、中継機６は、いわばデータ（信号）の交通整理を行う機能を有しており、任意の対搾乳機通信部６ｔｍと搾乳機通信部３ｔが接続されたなら、接続された順番に従って、対搾乳機通信部６ｔｍと対管理通信部６ｔｃを接続する。

このように、搾乳機コントローラ３…の搾乳機通信部３ｔ…と管理コンピュータ４の管理通信部４ｔを、通信制御機能を有する中継機６を介して相互通信可能にすれば、通信方式の規格や性能等により管理コンピュータ４に対して直接相互通信できる搾乳機２…（搾乳機コントローラ３…）の台数が制限されるような場合であっても、中継機６を介在させることにより、搾乳機２…の使用台数を必要な数だけ増やすことができる利点がある。加えて、搾乳機コントローラ３…の搾乳機通信部３ｔ…と中継機６を、短距離無線通信方式により通信を行うようにすれば、広く汎用されているＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（以下、ＢＴと略記）等の無線通信技術を利用できるため、実施の容易化及び低コスト化に寄与できるとともに、特に上述した中継機６と組み合わせることにより、本実施形態に係る搾乳システム１の制御方法を最適な態様により実施できる利点がある。

他方、中継機６に備える対管理通信部６ｔｃと管理コンピュータ４に備える管理通信部４ｔは、最低限１対１の相互通信が可能な各種通信方式を利用でき、この場合、無線通信方式であってもよいし有線通信方式であってもよい。実施形態は、無線ＬＡＮを用いた通信方式を例示した。

次に、本実施形態に係る制御方法を含む搾乳システム１の全体の動作について、各図を参照しつつ図１，図２及び図９に示すフローチャートに従って説明する。

搾乳時には、図１に示すフローチャートに従って一連の搾乳工程が行われる。まず、搾乳機２はガイドレール部２１に沿って移動する（ステップＳ１）。即ち、搾乳ユニット２７ｐ，２７ｑが自走式の移動部２５により自動で搬送される。なお、最初は不図示のホームポジションから移動を開始する。そして、搾乳機２が搾乳を行う分岐レール２１ｓに進入し、分岐レール２１ｓの先端側となる搾乳位置まで移動すれば、図４に示すように、ディストリビュータ２６がミルクタップ２２ｔに自動で接続（装着）されるため、作業者は、各ティートカップ３１…を乳房Ｃｂ…にそれぞれ装着する（ステップＳ２，Ｓ３）。この後、搾乳ユニット２７ｐ又は２７ｑの搾乳開始ボタン３７を押せば（ＯＮすれば）搾乳が開始し、予め設定された搾乳条件が加味された一連の搾乳処理が行われる（ステップＳ４，Ｓ５）。この場合、搾乳条件には、被管理データＤｃが予め管理コンピュータ４から各搾乳機コントローラ３…に送信されているため、搾乳を行う牛番に対応する被管理データＤｃが加味されている。なお、被管理データＤｃには、閾値等の固有の設定条件をはじめ、予め疾病牛と判っている場合の搾乳禁止データ等、各牛体毎の各種データが含まれる。したがって、搾乳禁止データが含まれている場合には、その乳牛Ｃに対する搾乳処理は中止となる。

一方、搾乳時における乳量（流量）が低下する等により搾乳終了条件を満たせば、自動で搾乳処理が終了する（ステップＳ６，Ｓ７）。また、搾乳処理の終了によりユニット本体３０に内蔵する自動離脱装置によりティートカップ３１…の自動離脱処理が行われる（ステップＳ８）。これにより、乳牛Ｃ一頭の搾乳処理が終了する。例示の搾乳機２では、左右二頭の乳牛Ｃ…に対して搾乳ユニット２７ｐ，２７ｑを用いて搾乳処理が同時に並行して行われる。搾乳処理の終了により、搾乳機２は次の分岐レール２１ｓへ自動で移動するとともに、次の分岐レール２１ｓにおいても同様の搾乳処理を行う（ステップＳ９，Ｓ１…）。そして、受け持つ全ての乳牛Ｃ…に対する搾乳処理が終了すれば、搾乳機２がホームポジションに戻る搾乳工程終了処理が行われる（ステップＳ１０）。以上が搾乳工程の概要となる。

ところで、搾乳処理（ステップＳ５）が行われている際には、乳量計５により乳量Ｑに係わる乳量データＤｑの検出（測定）が行われるとともに、付随して搾乳時間ｔに対する乳量変化データＤｍ，乳温データＤｔ，乳の電気伝導度データＤｅ等を含む搾乳データＤ…の検出が行われる。

以下、乳量計５による乳量Ｑの検出方法（検出動作）及び付随する搾乳データＤ…の検出方法について説明する。乳量Ｑの検出動作は、図２に示すフローチャートに従って行われる。搾乳処理の開始により、上流側のミルクチューブＰｕに、搾乳された乳Ｍが間欠的に送られるため、乳Ｍは乳量計５の流入口４１ｉから計量容器部４１の内部に流入する（ステップＭＳ１）。流入初期では第一バルブ４２ｕ及び第二バルブ４２ｄは下降位置、即ち、中間口４１ｍは開、流出口４１ｅは閉になっている。そして、流入した乳Ｍは、気液分離室Ｒｓにおける周面部の内壁面に沿って螺旋状に流れる。これにより、良好な気液分離（遠心分離）が行われるとともに、気液分離室Ｒｓの内壁面を乳Ｍが流れ落ちる際に、流速が小さくなり、乳量測定の誤差要因となる泡の発生や液面の波打が大きく低減される。また、中間口４１ｍを通った乳Ｍは計量室Ｒｍに貯留される（ステップＭＳ２）。乳Ｍの流入が進むに従って貯留される乳Ｍの液面は上昇する。乳Ｍの液面が電気伝導度検出部５４を構成する電極５４ｐ及び５４ｑを越えて上昇すれば、電極５４ｐと５４ｑ間の電気抵抗が低下するため、処理部６２は、予め設定した閾値以下になったことにより乳Ｍの液面が越えたことを検出する（ステップＭＳ３）。

これにより、処理部６２では、各種搾乳データＤの採取処理を行う（ステップＳ１１）。採取処理では、まず、電極５４ｐと５４ｑ間の電気抵抗の検出により、電気伝導度データＤｅを採取する。即ち、電極５４ｐと５４ｑ間の電気抵抗に基づいて、乳Ｍの電気伝導度を算出し、電気伝導度データＤｅとして採取する。この場合、乳Ｍの液面が液面検出部５３を構成する電極５３ｐ，５３ｑにより検出されるまでには、ある程度の時間がかかるため、この時間を利用して電気伝導度検出部５４による検出が可能となる。したがって、電気伝導度検出部５４により検出した時点から、予め設定した所定の時間が経過した後に検出したり、或いは所定時間おきに複数回測定し、平均値を求めてもよい。また、電気伝導度検出部５４により検出した時点から、所定の設定時間が経過した後に、乳温センサ５５により計量室Ｒｍ内における乳の温度（乳温Ｔ）を検出し、乳温データＤｔとして採取する。

この後、計量室Ｒｍにおける貯留は、更に進行するとともに、これに伴って乳Ｍの液面も上昇する（ステップＭＳ４）。したがって、乳Ｍの液面が電極５３ｐ（５３ｑ）を越えて上昇すれば、電極５３ｐと５３ｑ間の電気抵抗が低下するため、処理部６２は、予め設定した閾値以下になったことにより乳Ｍの液面が越えたことを検出する（ステップＭＳ５）。そして、処理部６２では、弁機構部４２を制御して第一バルブ４２ｕ及び第二バルブ４２ｄを上昇位置へ変位させる（ステップＭＳ６）。これにより、中間口４１ｍが閉、流出口４１ｅが開になり、計量室Ｒｍ内の乳Ｍは、流出口４１ｅから流出し、気液混合緩衝室Ｒｄに流入する（ステップＭＳ７，ＭＳ８）。

第一バルブ４２ｕ及び第二バルブ４２ｄを上昇位置へ変位させた後、予め設定した設定時間が経過すれば、処理部６２は、弁機構部４２を制御して第一バルブ４２ｕ及び第二バルブ４２ｄを下降位置へ復帰させる（ステップＭＳ９，ＭＳ１０）。これにより、中間口４１ｍが開、流出口４１ｅが閉になるため、気液分離室Ｒｓ内の乳Ｍは、中間口４１ｍを通って計量室Ｒｍ内に流入し、計量室Ｒｍ内に貯留される（ステップＭＳ１２，ＭＳ１３）。以後、搾乳が終了するまで、以上の動作（処理）が繰り返される（ステップＭＳ１４，ＭＳ１…）。搾乳が終了すれば、終了処理が行われる（ステップＭＳ１４，ＭＳ１５）。また、処理部６２では、計量室Ｒｍにより計量した回数をカウントすることにより全乳量Ｑ、更には流量（速度）等を演算処理により求めるとともに、計量開始からの経過時間となる搾乳時間ｔに対する乳量変化データＤｍとして採取する。

次に、本実施形態に係る搾乳システム１の制御方法について具体的に説明する。本実施形態に係る制御方法は、図１及び図９に示すフローチャートに従って行われる。

まず、上述したステップＳ５の搾乳処理におけるステップＳ１１で採取された搾乳データＤは、処理部６２内のメモリに書込まれるとともに、同時に、搾乳機通信部３ｔから送信処理が行われる（ステップＳ１２）。この場合、搾乳データＤには、例示した、乳量データＤｑ，搾乳時間ｔに対する乳量変化データＤｍ，乳温データＤｔ，乳の電気伝導度データＤｅを含ませる。搾乳データＤとして、これらのデータの一又は二以上を含ませれば、乳量計５に対して新たな検出用部品を追加することなく既設の検出構成をそのまま利用できるため、容易かつ低コストに実施できる利点がある。

一方、搾乳機通信部３ｔから送信された搾乳データＤは、中継機６における対応する対搾乳機通信部６ｔｍで受信する（ステップＳ１３）。中継機６の通信制御部６ｓでは、搾乳データＤを受信したなら識別可能な固有のヘッダを付与する（ステップＳ１４）。そして、ヘッダの付与された搾乳データＤは、対管理通信部６ｔｃから管理コンピュータ４の管理通信部４ｔに送信（転送）される（ステップＳ１５）。この際、複数の搾乳機通信部３ｔ…から同時に送信される場合があるため、対応する各対搾乳機通信部６ｔｍ…によりそれぞれ受信した各搾乳データＤ…は、通信制御部６ｓの機能により、順番に従って管理コンピュータ４の管理通信部４ｔに送信される。

他方、管理コンピュータ４では、受信した搾乳データＤを随時監視する（ステップＳ１６）。この場合、管理コンピュータ４のデータメモリ７１ｄには、予め、搾乳データＤの特異態様Ｄｘを判別するための判定基準Ｄｓを設定する。これにより、搾乳データＤを監視し、判定基準Ｄｓに基づく特異態様Ｄｘの発生有りと判断したなら所定の対応制御処理を行う（ステップＳ１７）。この特異態様Ｄｘには、少なくとも、乳量Ｑの変化に対する予め設定した乳量変化パターン（泌乳特性）Ｑｘ，乳温Ｔに対する予め設定した閾値Ｔｓを外れた乳温Ｔｘ，乳Ｍの電気伝導度Ｅに対する予め設定した閾値Ｅｓを外れた電気伝導度Ｅｘ，の一又は二以上を含ませることができる。このように、特異態様Ｄｘとして、乳量変化パターンＱｘ，乳温Ｔｘ，電気伝導度Ｅｘ，の一又は二以上を含ませれば、いずれもリアルタイムで検出可能かつ判定可能な検出要素となる、乳量Ｑ，乳温Ｔ，電気伝導度Ｅを利用できるため、本実施形態に係る搾乳システム１の制御方法を有効かつ確実に実施できる利点がある。

一方、対応制御処理としては、特異態様Ｄｘを生じた搾乳時の動作を、当該特異態様Ｄｘに対応する予め設定した特異処理モードにより制御することができる。この特異処理モード（ステップＳ１７）の一例について、図１０及び図１１を参照しつつ図９に示すフローチャートを参照して説明する。

特異処理モードでは、アラーム７の動作処理，動作制御の変更処理，動作制御の停止処理，の一又は二以上を実行させることができる。特異処理モードに、このような各処理の一又は二以上を含ませれば、本実施形態に係る搾乳システム１の制御方法を有効かつ容易に実施できるとともに、特に、これらの処理を組み合わせることにより、同制御方法をより効果的に機能させることができる。

まず、図１０は、特異態様Ｄｘとして、乳温Ｔに対する予め設定した閾値Ｔｓを外れた乳温Ｔｘが発生した例を示す。同図中、Ｔｒ１，Ｔｒ２…Ｔｒ５は、任意の乳牛Ｃにおける過去の搾乳時における乳温を示している。乳温Ｔｒ１，Ｔｒ２…Ｔｒ５は、いずれも閾値Ｔｓ（判定基準Ｄｓ）以下となる健康時におけるいわば平温である。これに対して、今回の搾乳時に検出した乳温Ｔｘは閾値Ｔｓを越えているため、特異態様Ｄｘとして検出される。

この場合、乳牛Ｃは発熱による疾病が考えられるため、図９に示す対応する特異処理モードを実行する。即ち、特異態様Ｄｘとして検出することにより、動作制御の停止処理となる搾乳の一時停止処理とアラーム７の動作処理となるアラームランプ７ａの点滅及びチャイム（ブザー）７ｂのアラーム音を鳴らす処理を実行する（ステップＳ１７１）。これにより、作業者は、乳牛Ｃの状態を確認することができる（ステップＳ１７２）。そして、乳牛Ｃの状態から疾病の可能性が高いと判断した場合には、搾乳処理をその時点で強制終了させる処理を行うとともに、他方、何らかの外乱或いは故障等が原因と判断した場合には、特異処理モードをリセットし、再び搾乳処理を継続させる処理を行うことができる（ステップＳ１７３，Ｓ１７４）。特に、搾乳処理の初期段階で判定を行えば、搾乳した乳Ｍが乳量計５から流出する前に、搾乳の一時停止処理を行うことができる。

また、図１１は、特異態様Ｄｘとして、乳量Ｑの変化に対する予め設定した乳量変化パターンＱｘが発生した例を示す。同図中、ｔｓ１，ｔｓ２は基準検出時間（判定基準Ｄｓ）、Ｑｓ１，Ｑｓ２は第一閾値，第二閾値（判定基準Ｄｓ）、Ｑｎは、ある乳牛Ｃにおける標準的な乳量変化パターンを示している。例示の場合、標準的な乳量変化パターンＱｎは、基準検出時間ｔｓ１，ｔｓ２における乳量Ｑは、いずれも第一閾値Ｑｓ１，第二閾値Ｑｓ２をそれぞれ上回っている。これに対して、今回の搾乳時における特異態様Ｄｘとして検出された乳量変化パターンＱｘは、基準検出時間ｔｓ１，ｔｓ２における乳量Ｑは、いずれも第一閾値Ｑｓ１，第二閾値Ｑｓ２をそれぞれ下回っている。

この場合、搾乳をそのまま継続すれば、通常よりも遅く終了する可能性があり、標準的な乳量変化パターンＱｎに基づく搾乳終了タイミングにより動作させた場合、搾乳不足を生じる虞れがある。したがって、標準よりも遅めに搾乳を終了させることが有効となるため、図９に示す対応する特異処理モードを実行する。即ち、特異態様Ｄｘとして検出されることにより、搾乳終了タイミングを判断する閾値の大きさを変更するなどの搾乳条件の変更処理を行い、搾乳終了タイミングを遅くする処理を行う（ステップＳ１７５，Ｓ１７６）。図１１において、ｔｅが標準的な搾乳終了時間を示しているが、搾乳条件の変更処理を行うことにより、この搾乳終了時間ｔｅを搾乳終了時間ｔｅｉまで遅くすることができる。

なお、一例として二つの例を挙げたが、乳Ｍの電気伝導度データＤｅに対しても乳温データＤｔと同様に判定することができる。即ち、電気伝導度Ｅが高い場合、乳Ｍ内の不純物濃度が高いことを示しているため、白血球が多くなっている可能性がある。したがって、乳牛Ｃは疾病の可能性が考えられるため、上述した乳温データＤｔに対する場合と同様の処理を行うことができる。また、乳汁センサ６３により検出される乳汁の品質に対しても、乳汁の品質に対応する必要な判断を行うことができる。他方、特異態様Ｄｘを全く検出しなかった場合には、通常の搾乳処理が継続して行われ、搾乳処理が終了したなら搾乳データＤの監視が解除される（ステップＳ１８，Ｓ１９，Ｓ２０）。

よって、このような本実施形態に係る搾乳システム１の制御方法によれば、基本的な制御手法として、搾乳時に、搾乳機２…により搾乳された乳Ｍから得られる搾乳時の搾乳データＤ…を、搾乳機通信部３ｔ…から管理通信部４ｔに送信するとともに、管理コンピュータ４により、受信した搾乳データＤ…を監視し、当該搾乳データＤ…に対して、予め設定した判定基準Ｄｓに基づく特異態様Ｄｘを検出したなら、当該特異態様Ｄｘを生じた搾乳時の動作を、当該特異態様Ｄｘに対応する予め設定した特異処理モードにより制御するようにしたため、例えば、疾病牛の存在等を含む異常の早期発見が可能になるとともに、常に最適な条件による搾乳を可能にすることができる。

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、実施形態は、搾乳システム１を中心に説明したが、搾乳機コントローラ３…の搾乳機通信部３ｔ…に対して、給餌システム２１０側における通信部を加えたシステムを構築してもよい。また、搾乳機コントローラ３…の搾乳機通信部３ｔ…と中継機６は、短距離無線通信方式により通信を行う場合を示したが、他の通信方式を排除するものではない。一方、搾乳データＤ…として、搾乳時間ｔに対する乳量変化データＤｍを用いた場合を示したが、さらに、他のデータを搾乳データＤ…として付加することも自由である。他方、搾乳機２は自動で移動するタイプを例示したが手動で移動するタイプを排除するものではない。

本発明に係る制御方法は、繋留牛舎における各ストールに対して搾乳機を移動させて搾乳を行う各種の搾乳システムに利用できる。

１：搾乳システム，２…：搾乳機，３…：搾乳機コントローラ，３ｔ…：搾乳機通信部，４：管理コンピュータ，４ｔ：管理通信部，５；乳量計，６：中継機，１００：繋留牛舎，Ｍ：乳，Ａｃ…：ストール，Ｒｍ：計量室，Ｄｓ：判定基準，Ｄｘ：特異態様，ｔ：搾乳時間，ｔｓ１：基準検出時間，ｔｓ２：基準検出時間，Ｑ：乳量，Ｑｘ：乳量変化パターン，Ｑｓ１：閾値，Ｑｓ２：閾値

Claims (3)

1. 繋留牛舎における各ストールに対して搾乳機を移動させて搾乳を行うとともに、前記搾乳機に搭載した搾乳機コントローラの搾乳機通信部と管理コンピュータの管理通信部を相互通信可能にした搾乳システムの制御方法において、搾乳時に、前記搾乳機により搾乳された乳の電気伝導度を検出し、この電気伝導度により乳量計における計量室内の液面を検出する閾値を牛体単位で補正するとともに、前記電気伝導度及び補正後の前記閾値を用いて前記乳量計により搾乳時間に対する乳量変化データを採取し、採取した乳量変化データを、前記搾乳機通信部から前記管理通信部に送信するとともに、前記管理コンピュータにより、受信した前記乳量変化データに対して、予め設定した搾乳時間に対する少なくとも二点の基準検出時間及びこれらの基準検出時間における乳量に対する閾値を含む判定基準に基づく特異態様となる乳量の変化に対する予め設定した乳量変化パターンを検出したなら、当該特異態様を生じた搾乳時の動作を、当該特異態様に対応する動作制御の変更処理を行う予め設定した特異処理モードにより制御することを特徴とする搾乳システムの制御方法。
2. 前記搾乳機通信部と前記管理通信部は、通信制御機能を有する中継機を介して相互通信可能にすることを特徴とする請求項１記載の搾乳システムの制御方法。
3. 前記搾乳機通信部と前記中継機は、短距離無線通信方式により通信を行うことを特徴とする請求項２記載の搾乳システムの制御方法。

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