JPH08136534A - 乳汁状態判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 検査用の乳汁を検査皿３２に供給する乳汁供
給手段ａ、乳汁が供給された検査皿３２に検査液を供給
する検査液供給手段ｂ、乳汁と検査液とを攪拌するべく
検査液の供給された検査皿３２を揺さぶる攪拌手段ｃ、
攪拌後の検査皿３２を３５度に傾けるとともにその傾斜
姿勢を維持する傾斜手段ｄ、傾けられた検査皿３２に検
査用のスリット光を照射する投光手段ｅ、及び、スリッ
ト光が照射された検査皿３２の反射光状態を撮影するＣ
ＣＤカメラｆの夫々を備えて、乳房炎であるか否か自動
的に検査できる乳汁状態判別装置Ｄを構成する。 【効果】 ゲル化の存否による正確な乳房炎判定が行え
るようにしながら、一連の検査工程の自動化による労力
の削減と迅速な検査による作業効率の改善とが図れるよ
うにできた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、牛や山羊等の乳汁状態
（主に病気の発見）の検査を自動的に行う判別装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、乳牛が乳房炎に罹っていること
を判定するには、通常、試験薬（ＰＬテスター液）を用
いたＣＭＴ（カリフォルニア・マスタイティス・テス
ト）が行われている。これは、乳房炎の牛乳に試験薬を
混ぜると、検査薬の色が黄色から緑色に変わることや、
ゲル化することによって判別できるというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したＣＭＴは、従
来では人為作業で行われており、労力的に負担であると
ともに、検査作業効率の点で芳しくないものでもあっ
た。本発明は、乳房炎であるか否かといった乳汁の状態
を判定する検査作業を自動化し、労力及び作業効率の双
方を改善させる点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のために
本発明は、検査用の乳汁を検査皿に供給する乳汁供給手
段、乳汁が供給された検査皿に検査液を供給する検査液
供給手段、乳汁と検査液とを攪拌するべく検査液の供給
された検査皿を動かす攪拌手段、攪拌後の検査皿を傾け
る傾斜手段、傾けられた検査皿に検査光を照射する投光
手段、及び、検査光が照射された検査皿の反射光状態を
撮影する画像処理手段の夫々を備えて乳汁状態判別装置
を構成するものである。そして、投光手段を、その検査
光が線状のスリット光に形成されるように構成してある
と好都合である。

【０００５】

【作用】請求項１の構成による作用を、図３〜図６を参
照して説明する。先ず、受台３６に載置された検査皿３
２に、自動サンプリング装置Ｂの供給パイプ先端部１９
ａから乳汁を少量入れ、次に、乳汁の入った検査皿３２
に、検査液（ＰＬテスター液）を少量入れる（図３の状
態）。このとき、供給パイプ先端部１９ａは、検査皿３
２の上方に位置した臨時位置から、ターンテーブル３０
の上方に位置する通常位置に戻される。

【０００６】そして、受台３６の支持部材である駆動機
構３７が作動して受台３６、すなわち、検査皿３２を上
下揺動駆動して揺すり、牛乳と検査液とが良く混ざるよ
うに攪拌する（図４の状態）。攪拌が終了すると、検査
皿３２を約３５度傾いた傾斜姿勢の状態で駆動機構３７
を止め、その傾斜姿勢に維持し、それから検査皿３２
に、その上方に配置された投光手段ｅからスリット光を
照射し、その反射状態をＣＣＤカメラｆで撮影し、反射
光の状態（色の変化を加味しても良い）でもって乳房炎
であるか否かの情報源とする（図５の状態）。

【０００７】ＣＣＤカメラｆの撮影による画像処理の結
果、図６に示すように、スリット光の形状ｈに比べて反
射光が明確にぼやけ、かつ、肥大化しているのは、牛乳
がゲル化して検査皿表面にへばり付くことに起因した乱
反射状態であり、乳房炎に罹っている牛乳であることが
判る。そして、牛乳が正常であると検査液と共に傾けら
れた検査皿３２を流れ落ちるようになり、照射された光
は検査皿３２の表面で反射されてそのままの形状で反射
するため、ほぼスリット光の形状ｈと同じ反射光形状が
得られることから判断できるのである。これは、乳房炎
の牛乳はＰＬテスター液と混ざるとゲル状に変化し、検
査皿３２を傾けても滑落せず、その場に残ることから乱
反射してしまうが、正常な牛乳であれば、ゲル化するこ
となく容易に滑落してしまうので、スリット光を乱反射
し得ない、という性質を利用しているものである。

【０００８】又、検査液の色変化（黄色→緑色）で判断
することも考えられるが、乳房炎に罹病していても色が
変化しないという例外があるため、１００％正確に反応
する上記のゲル化による判定手段が確実である。以上の
ように、各工程の自動化により、乳汁や検査液の注入か
ら検査光の照射及び反射画像の処理に至一連の検査工程
を自動的に行うことができ、従来のような人為作業が不
要になるとともに、もたつきや操作間違いなく各工程が
遂行されるようになる。

【０００９】請求項１の構成では、検査光をある程度の
面積を有した大径スポット光でも良く、又は、小径スポ
ット光を直線状に並べた点列光でも良い。請求項２の構
成では検査光をスリット光としてあるので、ゲル化によ
る乱反射の度合いをより明確に画像処理できるようにな
る。

【００１０】

【発明の効果】その結果、請求項１に記載の乳汁状態判
別装置では、ゲル化の存否による正確な状態判定が行え
るようにしながら、一連の検査工程の自動化による労力
の削減と迅速な検査による作業効率の改善とが図れるよ
うにできた。請求項２に記載の乳汁状態判別装置では、
スリット光によってより一層正確な判別が行える利点が
ある。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を牛舎における牛乳
のサンプリング装置の場合について、図面に基づいて説
明する。図１に牛舎の全体レイアウトが示されている。
１は広い餌場、２はフリーストール（休息場）、３は搾
乳場であり、餌場１の片側に餌箱１ａが配置され、フリ
ーストール２の両側にはパイプで仕切られた多数のスト
ール（寝床）２ａが配置されている。餌場１とフリース
トール２とは２箇所のゲート４，５で仕切られており、
これらゲート４，５は、餌場１とフリーストール２との
いずれの方向にも開く自由開閉状態と、餌場１からフリ
ーストール２への通過のみ許容するワンウェイ状態とに
切換自在に構成されている。

【００１２】この牛舎における搾乳システムを概略説明
すると、先ず、餌場１に乳牛を放しておき、搾乳時間の
数時間前になると、自由開閉状態にあるゲート４，５を
ワンウェイ状態に切換え、フリーストール２へ集まるよ
うにする。そして、時間が過ぎて空腹になってきた牛か
ら、順次、搾乳場３へ向かい、分配ゲートＧ6 の揺動に
より、搾乳の終了した牛は餌場１に開放し、搾乳できな
かった牛はセパレーションエリア３Ｓに導かれて搾乳の
再トライを待つようになるのである。フリーストール２
には餌がないが、搾乳場３には牛の嗜好をそそる美味し
い餌が用意されているため、このことを知っている（教
育されている）乳牛が、空腹になると自然に搾乳場３に
向かうようになるのである。

【００１３】搾乳場３では人為作業することなく搾乳で
きる自動搾乳装置Ａを備えており、その自動搾乳装置Ａ
の機械装置類、及び監視を行う制御室６、直列配置され
た２箇所の搾乳室７，７、これらの搾乳室の横に配置さ
れる移動通路８、控室２８、及び移動通路８の始端と終
端とを連絡する略コ字状のセパレーションエリア３Ｓ等
が配置されている。

【００１４】次に、自動搾乳装置Ａで採取した牛乳の自
動サンプリング装置Ｂについて説明する。図２に示すよ
うに、自動搾乳装置Ａで搾乳された牛乳は送乳路（ミル
クライン）９を通って２頭分の容量を持つミルクタンク
１０に貯留されるのであり、吸引ポンプＰによって送乳
路９は負圧となっている。自動搾乳装置Ａのティートカ
ップ（搾乳カップ）１１で搾乳された乳汁を、ミルクタ
ンク１０へ送る送乳路９から取出して一旦貯留する一次
タンク１２と、この一次タンク１２に貯留された乳汁を
所定量ずつ複数の試液カップ１３に供給する乳汁採取機
構１４と、一次タンク１２内を洗浄可能な洗浄手段Ｃと
を備えてある。そして、ティートカップ１１が配置され
る搾乳室７に、乳牛（被搾乳動物）に装着されたリスポ
ンダ（固体の識別用部材に相当）１５を認識可能な第１
認識手段１６、及び、試液カップ１３をそれ毎に識別可
能な第２認識手段１７を夫々設け、試液カップ１３に採
取された乳汁がどの乳牛のものであるかを記憶できるよ
うに、両認識手段１６，１７を連係する制御手段１８を
設けて自動サンプリング装置Ｂが構成されている。

【００１５】一次タンク１２の下端部には、試液カップ
１３に乳汁を供給するための供給パイプ１９と排出パイ
プ２０とが接続され、上端部には、圧搾空気を送るエア
ーパイプ２１、水供給パイプ２２、洗剤供給パイプ２
３、及び送乳路９から枝分かれした取出しパイプ２４と
が接続されている。一次タンク１２の下方には、小容量
の回収タンク２５と図示しない排水口が配備されてい
る。供給パイプ１９の下向き先端部１９ａは、モータ２
７で往復揺動可能なアーム２６に支持されており、乳汁
を試液カップ１３に供給可能な通常位置と、乳房炎検査
用の検査皿３２に供給可能な臨時位置とに切換操作自在
である。又、供給パイプ１９の途中には、開閉弁２９が
設けてあ。

【００１６】通常位置にあるパイプ先端部１９ａの下方
には、多数の試液カップ１３をリング状に収納した状態
で回動移動可能なターンテーブル３０が配置されてい
る。つまり、開閉弁２９が開き操作されて所定量の乳汁
がターンテーブル３０上の試液カップ１３に注ぎ込まれ
ると開閉弁２９が閉じられ、同時にターンテーブル３０
が所定角度回転移動して、パイプ先端部１９ａの下方に
は次の空の試液カップ１３が位置するように制御され、
再び開閉弁２９が開き操作されるといった工程が繰り返
されることで、乳汁が多数の試液カップ１３に供給され
る。

【００１７】図２に示すように、リスポンダ１５は乳牛
の首に掛けられており、搾乳室７の所定位置に到達する
と受信器（タグ）１６がリスポンダに反応し、その牛の
データを呼び出すように制御されるのであり、これによ
って第１認識手段１６が構成されている。試液カップ１
３には、予め数字又は符号（例えば、バーコード）等の
マーキング３１が施されており、そのマーキング３１の
読取り装置（第２認識手段に相当）１７とリスポンダ１
５とを照合して制御手段１８に記憶することで、サンプ
ル乳の所在が判るようになっている。乳汁が採取された
試液カップ１３はサンプリング乳として、脂肪分等の成
分調査等を行うべく乳質管理センターへ運ばれていくよ
うになる。

【００１８】一次タンク１２内部は、牛一頭一頭毎に洗
浄するようになっている。つまり、サンプリング採取が
終了すると、一次タンク内の残り乳は排出パイプ２０を
経て回収タンク２５へ出し、それから排出パイプ２０を
回収タンク２５から図示しない排水口側に移動させ、水
供給パイプ２２からの水とエアーパイプ２１からの圧搾
空気とによって勢い良くタンク内を水洗いし、先の牛乳
が残っていないようにする。このときに洗剤供給パイプ
２３から洗剤を混ぜても良く、又、所定頭数の終了毎に
洗剤を使用する手段でも良い。

【００１９】吸引ポンプＰとティートカップ１１との間
の送乳路９に、三方弁Ｖを介して取出しパイプ２４が接
続されており、三方弁Ｖは、吸引ポンプＰとティートカ
ップ１１との間のみ連通される状態、つまり送乳路９の
み開通される搾乳状態と、送乳路９と取出しパイプ２４
とも連通する開通状態とに切換自在である。先ず、開閉
弁２９等を閉めて一次タンク１２の外部連通を断った状
態で三方弁Ｖを開通状態に操作し、かつ、吸引ポンプＰ
を作動させる。すると、一次タンク１２は送乳路９と同
じ負圧状態となり、流れてくるミルクを一次タンク１２
に取り込むことができるのであり、所定量取り込むと三
方弁Ｖを搾乳状態に切換え、送乳路９の圧変動を招くこ
となく搾乳を続行できるとともに、それからエアーパイ
プ２１に設けられた図示しない弁を開く等によって、一
次タンク１２の内圧を負圧から大気圧（正圧）に戻し、
供給パイプ１９から乳汁の滴下供給が可能な状態にする
のである。

【００２０】そこで、次の牛の搾乳が開始されて牛乳が
送乳路９に流れ始めると、一次タンク１２内にその新し
い牛乳を取込むのであるが、最初の少しだけはそのまま
排出パイプ２０から排出させ、残っている水や牛乳（濃
度は薄いが前の牛乳が残っている可能性もある）を新し
い牛乳で洗う、所謂「とも洗い」を行い、完全に混じり
けの無い状態にしてから排出パイプ２０を閉じて一次タ
ンク１２にサンプリング用の牛乳を溜めるようにすれば
好都合である。尚、図示しないが、一次タンク１２への
牛乳取り込み点よりも手前（ティートカップ１１側）
に、別の乳汁判定装置があり、搾乳開始からの２０秒間
の間で簡易的な病気の判定を行い、問題が無ければその
まま搾乳を続け、異常が有れば搾乳を中止するようにな
っている。

【００２１】ターンテーブル３０の試液カップ１３収納
箇所夫々に、マーキング３１の読取り装置１７を備える
ことにより、試液カップ１３をターンテーブル３０にセ
ットするだけで牛と試液カップ１３との照合及び記憶が
行えるように構成しても良く、牛が交替して新しい牛乳
が来ても、どの試液カップ１３から異なる乳汁になって
いるかが自動的に判るようにできる。又、ターンテーブ
ル３０に載る試液カップ１３には、全て同じ一頭の牛の
牛乳を入れるようにしておば、サンプリングの制御をよ
り簡単なものにすることが可能である。

【００２２】次に、乳汁状態判別装置Ｄについて説明す
る。図３に示すように、検査用の乳汁を検査皿３２に供
給する乳汁供給手段ａ、乳汁が供給された検査皿３２に
検査液を供給する検査液供給手段ｂ、乳汁と検査液とを
攪拌するべく検査液の供給された検査皿３２を動かす攪
拌手段ｃ、攪拌後の検査皿３２を傾ける傾斜手段ｄ、傾
けられた検査皿３２に検査光を照射する投光手段ｅ、及
び、検査光が照射された検査皿３２の反射光状態を撮影
する画像処理手段ｆの夫々を備えて、乳房炎であるか否
かを自動的に検査できる乳汁状態判別装置Ｄが構成され
ている。

【００２３】乳汁供給手段ａは、供給パイプ１９と、そ
の開閉弁２９と、パイプ先端部１９ａを駆動回動移動す
るモータ２７と、制御装置（制御手段に相当）１８から
構成され、前述したようにパイプ先端部１９ａを臨時位
置にしてから、開閉弁２９を操作することで一次タンク
１２の乳汁を検査皿３２に滴下供給可能である。検査液
供給手段ｂは、検査液（ＰＬテスター液）のタンク３３
と、検査液供給パイプ３４と、その開閉弁３５と、制御
手段１８から構成され、開閉弁３５の操作で検査皿３２
に検査液を滴下供給可能である。

【００２４】攪拌手段ｃは、検査皿３２を載置した受皿
３６を上下揺動移動させる等して揺することが可能な駆
動機構３７を備えて構成されている。傾斜手段ｄは、受
皿３６が傾いた姿勢のときに駆動機構３７を停止するこ
とでその機能が達成されるのであり、攪拌手段ｃに統合
されている。投光手段ｅは、その露光面に図示しないス
リットが形成されており、検査皿３２にスリット光が照
射できるように構成されて受皿３２の上方に配置される
とともに、画像処理手段ｆはＣＣＤカメラで構成され
て、受皿３２の上方に配置されている。これら各手段ａ
〜ｆの作動は全て制御手段１８で連係制御されるもので
ある。そして、制御手段１８の制御に基づく検査工程の
作動具合は、「作用」の項で述べた通りである。

【００２５】図５に示す、反射光の判定工程において
は、予め、正常な反射光状態のデータ、及び乳房炎の場
合の乱反射光状態のデータをＣＰＵ等のメモリー手段３
８にインプットしておき、実際に処理された画像データ
と記憶された画像データの比較によって、乳房炎である
か否かの判断まで行うようにすれば好都合である。尚、
検査皿３２は、画像処理が行い易いよう、黒色に着色さ
れたものを使用している。

【００２６】〔別実施例〕検査皿３２を縦軸心回りで往
復回動移動させることで攪拌手段ｃを、その攪拌手段ｃ
自体を傾斜駆動させることで傾斜手段ｄを夫々構成する
ものでも良い。又、検査皿３２を平坦な面状のものに構
成し、検査液や正常な牛乳が攪拌後の傾斜姿勢で流れ落
ちるようにする手段でも良い。

【００２７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】牛舎レイアウトを示す全体平面図

【図２】自動サンプリング装置の概略構造を示す系統図

【図３】乳汁状態判別装置の構造を示す系統図

【図４】検査皿の攪拌工程を示す作用図

【図５】スリット光による乳汁の検査状態を示す作用図

【図６】乳房炎の場合の反射光状態を示す検査皿の平面
図

【符号の説明】

３２ 検査皿 ａ 乳汁供給手段 ｂ 検査液供給手段 ｃ 攪拌手段 ｄ 傾斜手段 ｅ 投光手段 ｆ 画像処理手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査用の乳汁を検査皿（３２）に供給す
   る乳汁供給手段（ａ）、乳汁が供給された検査皿（３
   ２）に検査液を供給する検査液供給手段（ｂ）、乳汁と
   検査液とを攪拌するべく検査液の供給された前記検査皿
   （３２）を動かす攪拌手段（ｃ）、攪拌後の前記検査皿
   （３２）を傾ける傾斜手段（ｄ）、傾けられた検査皿
   （３２）に検査光を照射する投光手段（ｅ）、及び、検
   査光が照射された検査皿（３２）の反射光状態を撮影す
   る画像処理手段（ｆ）の夫々を備えて成る乳汁状態判別
   装置。
2. 【請求項２】 前記検査光が線状のスリット光に形成さ
   れるように、前記投光手段（ｅ）を構成してある請求項
   １に記載の乳汁状態判別装置。