JPH1033080A - 自動搾乳機のティートカップ装着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】装着時間の大幅な短縮により装着効率を高める
とともに、同時に、コストダウンと構造の簡略化及び小
型コンパクト化を図る。また、各乳頭の位置を正確に検
出し、かつティートカップを迅速かつ確実に装着する。 【解決手段】予め、エンドエフェクタ２を標準位置Ｐｓ
に移動させ、この標準位置Ｐｓでエンドエフェクタ２の
左右に配した一対の反射型光学センサ（レーザセンサ）
３ｉ，３ｊにより乳頭Ｈａ…の位置を検出するととも
に、この検出結果により各ティートカップＴａ…をそれ
ぞれ対応する乳頭Ｈａ…の位置に変位させ、この後、一
つ又は二つの乳頭Ｈｃ（Ｈｄ）の位置を検出し、かつ検
出した乳頭Ｈｃ（Ｈｄ）にティートカップＴｃ（Ｔｄ）
を位置決めして、各ティートカップＴａ…を乳頭Ｈａ…
に同時に装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は搾乳ロボットのエン
ドエフェクタに支持される複数のティートカップを乳頭
に同時に装着する自動搾乳機のティートカップ装着方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、乳頭にティートカップを自動で装
着する搾乳ロボットを備える自動搾乳機としては、ヨー
ロッパ特許Ｎｏ．３００１１５Ａ１公報等で開示される
自動搾乳機が知られている。

【０００３】この種の自動搾乳機はＸ方向，Ｙ方向及び
Ｚ方向に移動する移動機構を備え、乳頭位置検出装置に
より乳頭の位置を検出するとともに、移動機構により、
四つのティートカップを一つずつ順番に乳頭に装着す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の自動搾乳機はティートカップを一つずつ装着するた
め、四つのティートカップを全て装着するには相当の時
間がかかり、効率面で極めて不利になる問題があった。

【０００５】一方、ロボット機能を各ティートカップ毎
に個別に設ければ、四つのティートカップを同時に装着
できるため、装着時間の大幅な短縮と効率アップを図れ
るが、反面、各乳頭を個別に検出する四つの乳頭位置検
出装置等が必要になり、コストアップと構造の煩雑化及
び大型化を招く。また、使用できる乳頭位置検出装置の
構成が制約され、各乳頭の位置を正確に検出できないと
ともに、ティートカップを迅速かつ確実に装着すること
ができない問題があった。

【０００６】本発明はこのような従来の技術に存在する
課題を解決したものであり、装着時間の大幅な短縮によ
り装着効率を高めるとともに、同時に、コストダウンと
構造の簡略化及び小型コンパクト化を図ることができ、
しかも、各乳頭の位置を正確に検出し、かつティートカ
ップを迅速かつ確実に装着することができる自動搾乳機
のティートカップ装着方法の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明に
係る自動搾乳機のティートカップ装着方法は、搾乳ロボ
ットＭのエンドエフェクタ２に支持される複数のティー
トカップＴａ…を乳頭Ｈａ…に同時に装着するに際し、
予め、エンドエフェクタ２を標準位置Ｐｓに移動させ、
この標準位置Ｐｓでエンドエフェクタ２の左右に配した
一対の反射型光学センサ（レーザセンサ）３ｉ，３ｊに
より乳頭Ｈａ…の位置を検出するとともに、この検出結
果により各ティートカップＴａ…をそれぞれ対応する乳
頭Ｈａ…の位置に変位させ、この後、一つ又は二つの乳
頭Ｈｃ（Ｈｄ）の位置を検出し、かつ検出した乳頭Ｈｃ
（Ｈｄ）にティートカップＴｃ（Ｔｄ）を位置決めし
て、各ティートカップＴａ…を乳頭Ｈａ…に同時に装着
することを特徴とする。

【０００８】この場合、好適な実施の形態により、エン
ドエフェクタ２を標準位置Ｐｓに移動させるに際して
は、牛体Ｃを識別し、識別した牛体Ｃのデータベースに
基づいて移動させることができるとともに、牛体位置セ
ンサ５により牛体Ｃの位置を検出し、この位置の検出結
果に基づいて移動させることもでき、さらに、双方を同
時に用いることもできる。また、右側の反射型光学セン
サ３ｉは左側の二つの乳頭Ｈｂ，Ｈｄを検出するととも
に、左側の反射型光学センサ３ｊは右側の二つの乳頭Ｈ
ａ，Ｈｃを検出する。一方、乳頭Ｈａ…を検出するに際
しては、標準位置Ｐｓにおいて反射型光学センサ３ｉ，
３ｊを設定角度Ｑだけ回動変位させ、乳頭Ｈａ…を検出
しない場合には、予め設定した一定量のストロークＫｏ
だけ反射型光学センサ３ｉ…を上昇させた後、当該反射
型光学センサ３ｉ…を設定角度Ｑだけ回動変位させる乳
頭検出処理を繰り返す。この際、エンドエフェクタ２以
外の部位に駆動部６ｉ…を配し、この駆動部６ｉ…によ
る遠隔操作により反射型光学センサ３ｉ…を回動変位さ
せるともに、エンドエフェクタ２以外の部位に駆動部６
ｍ…を配し、この駆動部６ｍ…による遠隔操作により反
射型光学センサ３ｉ…を上昇させる。さらにまた、一つ
又は二つの乳頭Ｈｃ，Ｈｄに対してティートカップＴ
ｃ，Ｔｄを位置決めするに際しては、一つの乳頭Ｈｃが
入る矩形枠状（又はコの字形状）に形成したセンサフレ
ーム４ｆに複数の発光部７ｔ…と受光部７ｒ…を配する
ことにより、センサフレーム４ｆの内方にマトリクス状
の光路Ｅ…を形成する一つのフォトアレイセンサ４によ
り一つの乳頭Ｈｃを検出し、検出した乳頭Ｈｃにティー
トカップＴｃを位置決めして、各ティートカップＴａ…
を乳頭Ｈａ…に同時に装着してもよいし、反射型光学セ
ンサ３ｉ．３ｊにより前側の二つの乳頭Ｈｃ，Ｈｄを検
出し、検出した二つの乳頭Ｈｃ，Ｈｄにティートカップ
Ｔｃ，Ｔｄを位置決めして、各ティートカップＴａ…を
乳頭Ｈａ…に同時に装着してもよい。

【０００９】

【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１０】まず、本実施例に係るティートカップ装着
方法を実施できる自動搾乳機１を備えるストールＡの全
体構成について、図４及び図５を参照して説明する。

【００１１】ストールＡは一頭の乳牛Ｃを収容するため
の区画である。ストールＡは複数のフレームＦ…の組み
合わせにより構成し、前部には餌槽１１１を備える。ま
た、ストールＡの左後半部には後扉１１２を付設すると
ともに、左前半部には前扉１１３を付設し、後扉１１２
は前端部を、前扉１１３は後端部をそれぞれ回動支点と
して開閉する。１１４は乳牛Ｃの動きを抑制するための
踏台である。一方、１はストールＡに付設した自動搾乳
機であり、搾乳ロボットＭを備える。

【００１２】次に、搾乳ロボットＭの構成について、図
４〜図１２を参照して具体的に説明する。

【００１３】搾乳ロボットＭは大別して、乳頭Ｈａ，Ｈ
ｂ，Ｈｃ及びＨｄに対応した四つのティートカップＴ
ａ，Ｔｂ，Ｔｃ及びＴｄを支持するエンドエフェクタ２
と、このエンドエフェクタ２を移動させるマニピュレー
タＭｍと、エンドエフェクタ２に対して各ティートカッ
プＴａ…をそれぞれ変位させる変位駆動機構部Ｕａ，Ｕ
ｂ，Ｕｃ及びＵｄを有する。

【００１４】一方、ストールＡの近傍にはロボット支持
フレーム３１を設置し、このロボット支持フレーム３１
の上部にＸ方向移動部１５を取付ける。Ｘ方向移動部１
５はＸ方向に移動する可動部３２を有する。Ｘ方向移動
部１５としては、例えば、サーボモータとボールネジ機
構を組合わせた直動アクチュエータを利用できる。ま
た、可動部３２にはＺ方向移動部１７を取付ける。Ｚ方
向移動部１７はＺ方向に移動する可動部３３を有する。
Ｚ方向移動部１７もＸ方向移動部１５と同様の直動アク
チュエータを利用できる。そして、可動部３３にはケー
シング３４を有する駆動ユニット１９を取付ける。な
お、駆動ユニット１９の側面には表示部３５ｄ及び操作
部３５ｃを有する制御盤３５を配設する。

【００１５】また、ケーシング３４の下部にはＹ方向移
動部１６を構成する回動アーム１８の後端部を、ステッ
ピングモータ３６により回動変位可能に取付ける。これ
により、回動アーム１８の前端部はＹ方向に移動する。
一方、回動アーム１８の前端部にはエンドエフェクタ２
のベース部１０を、ステッピングモータ３７により回動
変位可能に取付ける。これにより、エンドエフェクタ２
はＹ方向に平行移動する。

【００１６】他方、ティートカップＴａは、エンドエフ
ェクタ２のベース部１０に設けた変位機構部Ｗａにより
支持される。変位機構部ＷａはＸ方向変位部Ｗａｘ，Ｙ
方向変位部Ｗａｙ及びＺ方向変位部Ｗａｚを有し、これ
により、ティートカップＴａはＸ方向，Ｙ方向及びＺ方
向に変位自在となる。この場合、Ｘ方向変位部Ｗａｘは
ベース部１０にスライド自在に設けることによりＸ方向
に変位するスライド部材１１ａを有するとともに、Ｙ方
向変位部Ｗａｙは当該スライド部材１１ａに後端部を回
動自在に設けることにより、前端部がＹ方向に変位する
アーム部材１２ａを有する。また、Ｚ方向変位部Ｗａｚ
は当該アーム部材１２ａの前端部に昇降自在に設けるこ
とによりＺ方向に変位する昇降部材１３ａを有し、ティ
ートカップＴａはこの昇降部材１３ａにより支持され
る。

【００１７】この場合、Ｚ方向変位部Ｗａｚは図９に示
すように、下方に延出したガイドロッド４２を有するカ
ップ係合部４１を有し、ガイドロッド４２はアーム部材
１２ａの前端部に設けたガイド孔部４３によりＺ方向へ
スライド自在に支持される。また、ティートカップＴａ
の上部にはフランジ部４４を一体に有し、このフランジ
部４４の一端部に引戻ワイヤ４５の前端を結合する。こ
の引戻ワイヤ４５は下方に導き、カップ係合部４１に設
けた挿通孔部４６に挿通させる。なお、４７は凹状に形
成した嵌合部であり、フランジ部４４の下面に設けた被
嵌合部４８と嵌合してティートカップＴａとカップ係合
部４１の位置決めを行う。

【００１８】他方、前記駆動ユニット１９には、変位機
構部ＷａにおけるＸ方向変位部Ｗａｘ，Ｙ方向変位部Ｗ
ａｙ及びＺ方向変位部Ｗａｚに対応する駆動部Ｄａｘ，
Ｄａｙ及びＤａｚを収容する。駆動部Ｄａｘ（Ｄａｙ及
びＤａｚも同じ）は、図１２に示すように、サーボモー
タ５１とボールネジ機構５２を用いた直動アクチュエー
タ２０を利用できる。なお、直動アクチュエータ２０に
は可動部の進退変位ストロークを検出するポテンショメ
ータ５３を付設する。

【００１９】また、駆動部Ｄａｘ，Ｄａｙ及びＤａｚ
と、対応するＸ方向変位部Ｗａｘ，Ｙ方向変位部Ｗａｙ
及びＺ方向変位部Ｗａｚは、それぞれ遠隔操作用伝達部
２０ａｘ，２０ａｙ及び２０ａｚにより連結する。即
ち、遠隔操作用伝達部２０ａｘはアウタチューブ２１ａ
ｘと、このアウタチューブ２１ａｘの内部にスライド自
在に挿通し、かつ伝達方向に剛性を有するインナワイヤ
２２ａｘを有し、アウタチューブ２１ａｘの前端はベー
ス部１０に固定した固定ブラケット６１ａに結合すると
ともに、後端は駆動ユニット１９に固定した固定プレー
ト６２に結合することにより、伝達方向の位置を固定す
る。そして、インナワイヤ２２ａｘの前端はスライド部
材１１ａに結合するとともに、後端は駆動部Ｄａｘの可
動部に結合する。一方、遠隔操作用伝達部２０ａｙも同
様のアウタチューブ２１ａｙとインナワイヤ２２ａｙを
有し、アウタチューブ２１ａｙの前端は固定ブラケット
６１ａに結合するとともに、後端は固定プレート６２に
結合することにより、伝達方向の位置を固定する。そし
て、インナワイヤ２２ａｙの前端は図７に示すように、
アーム部材１２ａのレバー部６３に回動自在に結合する
とともに、後端は駆動部Ｄａｙの可動部に結合する。他
方、遠隔操作用伝達部２０ａｚも同様のアウタチューブ
２１ａｚとインナワイヤ２２ａｚを有し、アウタチュー
ブ２１ａｚの前端はアーム部材１２ａの前端に結合する
とともに、後端は固定プレート６２に結合することによ
り、伝達方向の位置を固定する。そして、インナワイヤ
２２ａｚの前端は昇降部材１３ａに結合するとともに、
後端は駆動部Ｄａｚの可動部に結合する。このような、
変位機構部Ｗａ、駆動部Ｄａｘ，Ｄａｙ，Ｄａｚ及び遠
隔操作用伝達部２０ａｘ，２０ａｙ，２０ａｚは、エン
ドエフェクタ２に対してティートカップＴａを変位させ
る変位駆動機構部Ｕａを構成する。

【００２０】他方、アーム部材１２ａの前端部と駆動ユ
ニット１９に固定した支持プレート６５間には、引戻用
アウタチューブ６６の両端をそれぞれ結合するととも
に、引戻用アウタチューブ６６の内部に前記引戻ワイヤ
４５をスライド自在に挿通させ、引戻ワイヤ４５の後端
は駆動ユニット１９に収容した巻上機構部６７により巻
上可能に構成する。巻上機構部６７は巻上モータ６８と
この巻上モータ６８の回転軸に取付けた巻取プーリ６９
を備える。

【００２１】また、エンドエフェクタ２のベース部１０
には、このような変位駆動機構部Ｕａと同様に構成した
変位駆動機構部Ｕｂ，Ｕｃ及びＵｄを備え、対応する他
のティートカップＴｂ，Ｔｃ，Ｔｄを変位させる。この
場合、変位駆動機構部Ｕｂ，Ｕｃ及びＵｄは構成要素の
配設位置及び形状の相違を除き、変位駆動機構部Ｕａと
同じである。

【００２２】このような構成により、エンドエフェクタ
２には比較的重い駆動部Ｄａｘ…が存在しないため、搾
乳ロボットＭ全体の小型コンパクト化及び軽量化が図ら
れ、エンドエフェクタ２を移動（変位）させる際の高速
化が可能になるとともに、エネルギ消費の低減に伴う経
済性，エンドエフェクタ２の小型化に伴う牛体への安全
性，さらには、エンドエフェクタ２の軽量化に伴う耐久
性及び信頼性の向上が図られる。

【００２３】一方、搾乳ロボットＭには乳牛Ｃの乳頭Ｈ
ａ…の位置を検出する位置検出部を備える。

【００２４】まず、５はストールＡに進入した乳牛Ｃ
（牛体）の位置を検出する牛体位置センサであり、牛体
の後端に当接板７２を当接させることにより乳牛Ｃの前
後方向位置を検出するとともに、当該当接板７２と一体
に移動し、かつ横方からレーザ或いは超音波等を発する
反射型光学センサ７３により乳牛Ｃの左右方向位置を検
出する。

【００２５】また、３ｉ，３ｊはエンドエフェクタ２に
おけるベース部１０の左右に配設した一対のレーザセン
サ（反射型光学センサ）である。この場合、図２に示す
ように、右側に位置するレーザセンサ３ｉは左側に位置
する二つの乳頭Ｈｂ，Ｈｄの位置を検出するとともに、
左側に位置するレーザセンサ３ｊは右側に位置する二つ
の乳頭Ｈａ，Ｈｃの位置を検出する。このような交差形
式による検出方法により、四つの乳頭Ｈａ…の位置を確
実に検出できる利点がある。

【００２６】一方、レーザセンサ３ｉはベース部１０に
固定したセンサ支持部７６に昇降自在に支持されるセン
サ昇降部７７を有するとともに、このセンサ昇降部７７
の上面に回動部７８ｒを介して回動自在に取付けたセン
サカバー７８を有する。このセンサカバー７８は外光に
よる影響を防止するもので、前方が開放されたボックス
状に形成し、内部にレーザセンサ本体３ｉｍを収容す
る。

【００２７】他方、駆動ユニット１９には駆動部６ｍ，
６ｉを収容し、駆動部６ｍとセンサ昇降部７７を遠隔操
作用伝達部８１により連結するとともに、駆動部６ｉと
センサカバー７８を遠隔操作用伝達部８４により連結す
る。即ち、遠隔操作用伝達部８１はアウタチューブ８２
と、このアウタチューブ８２の内部にスライド自在に挿
通し、かつ伝達方向に剛性を有するインナワイヤ８３を
有し、アウタチューブ８２の前端はセンサ支持部７６に
結合するとともに、後端は駆動ユニット１９の固定プレ
ート６２に結合することにより、伝達方向の位置を固定
する。そして、インナワイヤ８３の前端はセンサ昇降部
７７に結合するとともに、後端は駆動部６ｍの可動部に
結合する。また、遠隔操作用伝達部８４も同様のアウタ
チューブ８５とインナワイヤ８６を有し、アウタチュー
ブ８５の前端はセンサ昇降部７７に結合するとともに、
後端は固定プレート６２に結合することにより、伝達方
向の位置を固定する。そして、インナワイヤ８６の前端
は図８に示すように、センサカバー７８に設けたレバー
部８７に回動自在に結合するとともに、後端は駆動部６
ｉの可動部に結合する。なお、他方のレーザセンサ３ｊ
もレーザセンサ３ｉと同様に構成する。

【００２８】さらに、一つのティートカップＴａに対し
てフォトアレイセンサ４を付設する。９１はベース部１
０に配設した昇降支持部であり、この昇降支持部９１の
上端部にフォトアレイセンサ４を取付ける。これによ
り、フォトアレイセンサ４はティートカップＴａの上方
に位置し、昇降支持部９１により昇降する。フォトアレ
イセンサ４は図１１に示すように、矩形枠状のセンサフ
レーム４ｆを有し、内側に乳頭Ｈｃを入れることができ
る。センサフレーム４ｆは，左フレーム部４ｆａ，右フ
レーム部４ｆｂ，前フレーム部４ｆｃ及び後フレーム部
４ｆｄからなり、センサフレーム４ｆのフレーム内部に
は図１１に示すように、発光部７ｔ…と受光部７ｒ…か
らなる複数組の光学センサを配設する。これにより、セ
ンサフレーム４ｆの内方の空間にはマトリクス状の光路
Ｅ…が形成される。

【００２９】次に、自動搾乳機１における搾乳ロボット
Ｍの制御系統について、図１２を参照して説明する。

【００３０】図１２中、１００はコントローラであり、
制御部１０１，記憶部１０２及びドライブ部１０３を備
える。また、制御部１０１には牛体識別センサ１０４及
び牛体位置センサ５を接続するとともに、レーザセンサ
３ｉ，３ｊ及びフォトアレイセンサ４を接続する。一
方、マニピュレータＭｍ（ステッピングモータ３６，３
７、Ｘ方向移動部１５，Ｚ方向移動部１７）は制御部１
０１に接続する。また、駆動部Ｄａｘ…（他の駆動部も
同じ）はドライブ部１０３に接続するとともに、駆動部
Ｄａｘ…（他の駆動部も同じ）に付設したポテンショメ
ータ５３…は制御部１０１に接続する。

【００３１】次に、本実施例に係るティートカップ装着
方法について、図１に示すフローチャート及び図２〜図
１２を参照して説明する。

【００３２】今、ストールＡ内に乳牛Ｃが進入すれば、
扉１１２を閉じ、牛体識別センサ１０４により乳牛Ｃの
識別処理を行う（ステップＳ１，Ｓ２）。乳牛ＣはＩＤ
コードを記憶した首輪を掛けており、ストールＡの前部
に配設した不図示のコード読取器によりＩＤコードを読
取って乳牛Ｃを識別する。そして、識別した乳牛Ｃのデ
ータを記憶部１０２に記憶したデータベースから読み出
すとともに、牛体位置センサ５により乳牛Ｃの位置を検
出し、データベース及び位置の検出結果に基づいて、エ
ンドエフェタ２を図５に実線で示すホームポジョンから
仮想線で示す標準位置Ｐｓまで移動させる（ステップＳ
３，Ｓ４，Ｓ５）。この場合、制御部１０１によりマニ
ピュレータＭｍを駆動制御する。なお、エンドエフェタ
２を標準位置Ｐｓまで移動させるに際し、本例では正確
性を高めるために、データベースと位置の検出結果の双
方を利用したが、いずれか一方でもよい。

【００３３】次いで、右側に配したレーザセンサ３ｉを
図２に示す設定角度Ｑだけ回動変位させ、左側に位置す
る二つの乳頭Ｈｂ，Ｈｄの位置を検出する。この際、レ
ーザセンサ３ｉは、最初に、図３に仮想線で示す標準位
置Ｐｓにおけるホームポジション（下限位置）において
検出を行う。この際、検出しない場合には予め設定した
一定量のストロークＫｏだけレーザセンサ３ｉを上昇さ
せることにより、同様にレーザセンサ３ｉを設定角度Ｑ
だけ回動変位させて二つの乳頭Ｈｂ，Ｈｄの位置を検出
する。このような乳頭検出処理は乳頭Ｈｂ，Ｈｄの双方
の位置を検出するまで繰り返す（ステップＳ６，Ｓ７，
Ｓ８）。この場合、駆動部６ｍを駆動制御すれば、イン
ナワイヤ８３が進退変位し、レーザセンサ３ｉ（センサ
カバー７８）を回動変位させることができるとともに、
駆動部６ｉを駆動制御すれば、インナワイヤ８６が前進
変位し、レーザセンサ３ｉを上昇させることができる。
なお、図３はレーザセンサ３ｉをホームポジションから
ストロークＫｕだけ上昇させた際に、乳頭Ｈｂ，Ｈｄを
検出した状態を示している。これにより、乳頭Ｈｂ，Ｈ
ｄまでの高さ（Ｚ方向位置）と乳頭Ｈｂ，Ｈｄの位置
（Ｘ方向位置及びＹ方向位置）を検出できる。同様の処
理は左側に配したレーザセンサ３ｊにおいても行う。こ
の場合、レーザセンサ３ｊは図２に示す設定角度Ｑだけ
回動変位させ、右側に位置する二つの乳頭Ｈａ，Ｈｃの
位置を検出する。

【００３４】そして、レーザセンサ３ｉ，３ｊによる検
出結果に基づいて、各ティートカップＴａ，Ｔｂ，Ｔｃ
及びＴｄをそれぞれ対応する乳頭Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ及び
Ｈｄの下方に位置させる（ステップＳ９）。この場合、
各駆動部Ｄａｘ…を駆動制御し、インナワイヤ２２ａｘ
…を進退変位させることにより、各ティートカップＴａ
…をＸ方向及びＹ方向に変位させる。

【００３５】次いで、フォトアレイセンサ４を上昇さ
せ、乳頭Ｈｃをセンサフレーム４ｆに入れることにより
乳頭Ｈｃの位置を検出する。即ち、センサフレーム４ｆ
の内方の空間に形成されたマトリクス状の光路Ｅ…の一
部は乳頭Ｈｃにより遮断されるため、この情報に基づい
て制御部１０１は乳頭Ｈｃの位置を検出する（ステップ
Ｓ１０）。この場合、光路Ｅ…はマトリクス状のため、
正確（高精度）に検出できる。一方、制御部１０１はこ
の位置検出結果に基づいて、Ｘ方向移動部１５とＹ方向
移動部１６を駆動制御し、乳頭Ｈｃがセンサフレーム４
ｆの内方の空間の中心（ティートカップＴｃの中心）に
位置するようにマニピュレータＭｍによりエンドエフェ
クタ２を移動させて位置決めする（ステップＳ１１）。

【００３６】そして、乳頭Ｈｃがセンサフレーム４ｆの
中心に位置するように位置決めしたなら、各ティートカ
ップＴａ，Ｔｂ，Ｔｃ及びＴｄを同時に上昇させる。即
ち、駆動部Ｄａｚ…を駆動制御し、インナワイヤ２２ａ
ｚ…を前進変位させることにより、カップ係合部４１…
を上昇させれば、カップ係合部４１…の上面にフランジ
部４４…が載った状態でティートカップＴａ…も一緒に
上昇する。この際、嵌合部４７…と被嵌合部４８…は嵌
合して位置決めされる。なお、フォトアレイセンサ４に
よる乳頭Ｈｃの検出は継続的に行い、乳頭Ｈｃに対して
ティートカップＴｃを追従させる制御を行う。ところ
で、本例では別途のフォトアレイセンサ４を利用した
が、同様の目的でレーザセンサ３ｉ，３ｊを利用しても
よい。この場合には、レーザセンサ３ｉ，３ｊにより前
側の二つの乳頭Ｈｃ，Ｈｄを検出する。検出に際しては
各レーザセンサ３ｉ，３ｊの回動変位の反復動作を継続
的に行い、乳頭Ｈｃ，Ｈｄに対してティートカップＴ
ｃ，Ｔｄを追従させる制御を行う。別途のフォトアレイ
センサ４を利用した場合には、乳牛Ｃの動きにフォトア
レイセンサ４がリアルタイムで追従し、ティートカップ
Ｔａ…を確実に装着できる利点がある。また、レーザセ
ンサ３ｉ，３ｊにより前側の二つの乳頭Ｈｃ，Ｈｄを検
出する場合には、二つの乳頭Ｈｃ，Ｈｄを同時に検出で
きるため、乳牛Ｃの向き（Ｚ方向を支点とした回転方向
の動き）にも追従できる利点がある。

【００３７】一方、ティートカップＴａ…がある程度上
昇すれば、負圧により乳頭Ｈａ…が吸い込まれて真空接
続される（ステップＳ１２）。接続されたならティート
カップＴａ…の上昇を停止するとともに、カップ係合部
４１…を下降させる。これにより、カップ係合部４１…
はフランジ部４４…から離間し、ティートカップＴａ…
と昇降部材１３ａ…間は引戻ワイヤ４５のみとなり、テ
ィートカップＴａ…は水平方向へ変位自在となる。ティ
ートカップＴａ…の装着が終了したなら搾乳を開始す
る。他方、搾乳が終了したなら、巻上機構部６７…によ
りワイヤ４５…を巻上げれば、フランジ部４４…が下方
に引張られ、ティートカップＴａ…は下限位置に戻され
る。

【００３８】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、フォトアレイセンサのセンサフレームは矩形枠
状に形成したが、コの字形状であってもよい。その他、
細部の構成，手法等において、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で任意に変更できる。

【００３９】

【発明の効果】このように本発明に係る自動搾乳機のテ
ィートカップ装着方法は、搾乳ロボットのエンドエフェ
クタに支持される複数のティートカップを乳頭に同時に
装着させるに際し、予め、エンドエフェクタを標準位置
に移動させ、この標準位置でエンドエフェクタの左右に
配した一対の反射型光学センサにより乳頭の位置を検出
するとともに、この検出結果により各ティートカップを
それぞれ対応する乳頭の位置に変位させ、この後、一つ
又は二つの乳頭の位置を検出し、検出した乳頭にティー
トカップを位置決めして、各ティートカップを乳頭に同
時に装着するようにしたため、次のような顕著な効果を
奏する。

【００４０】 装着時間の大幅な短縮により装着効率
を高めるとともに、同時に、コストダウンと構造の簡略
化及び小型コンパクト化を図ることができる。

【００４１】 各乳頭の位置を正確に検出し、かつテ
ィートカップを迅速かつ確実に装着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動搾乳機のティートカップ装着
方法による装着手順を示すフローチャート、

【図２】同ティートカップ装着方法に用いる反射型光学
センサ（レーザセンサ）の動作説明図、

【図３】同装着方法に用いる反射型光学センサ（レーザ
センサ）の他の動作説明図、

【図４】同装着方法を実施できる自動搾乳機を備えるス
トールの側面図、

【図５】同自動搾乳機を備えるストールの平面図、

【図６】同自動搾乳機における搾乳ロボットに備える変
位駆動機構部の構成図、

【図７】同搾乳ロボットに備えるエンドエフェクタの平
面図、

【図８】同搾乳ロボットに備える反射型光学センサの一
部断面平面図、

【図９】同搾乳ロボットに備える変位駆動機構部におけ
るＺ方向変位部の側面図、

【図１０】同搾乳ロボットに備える反射型光学センサの
一部断面側面図、

【図１１】同搾乳ロボットに備えるフォトアレイセンサ
の断面平面図、

【図１２】同搾乳ロボットにおける制御系のブロック系
統図、

【符号の説明】

１ 自動搾乳機 ２ エンドエフェクタ ３ｉ 反射型光学センサ（レーザセンサ） ３ｊ 反射型光学センサ（レーザセンサ） ４ フォトアレイセンサ ４ｆ センサフレーム ５ 牛体位置センサ ６ｉ… 駆動部 ６ｍ… 駆動部 ７ｔ… 発光部 ７ｒ… 受光部 Ｍ 搾乳ロボット Ｔａ… ティートカップ Ｈａ… 乳頭 Ｐｓ 標準位置 Ｃ 牛体 Ｑ 設定角度 Ｋｏ 一定量のストローク Ｅ… 光路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 哲郎 長野県須坂市大字幸高246番地 オリオン 機械株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搾乳ロボットのエンドエフェクタに支持
   される複数のティートカップを乳頭に同時に装着する自
   動搾乳機のティートカップ装着方法において、予め、前
   記エンドエフェクタを標準位置に移動させ、この標準位
   置で前記エンドエフェクタの左右に配した一対の反射型
   光学センサにより乳頭の位置を検出するとともに、この
   検出結果により各ティートカップをそれぞれ対応する乳
   頭の位置に変位させ、この後、一つ又は二つの乳頭の位
   置を検出し、かつ検出した乳頭にティートカップを位置
   決めして、各ティートカップを乳頭に同時に装着するこ
   とを特徴とする自動搾乳機のティートカップ装着方法。
2. 【請求項２】 牛体を識別し、識別した牛体のデータベ
   ースに基づいて、エンドエフェクタを標準位置に移動さ
   せることを特徴とする請求項１記載の自動搾乳機のティ
   ートカップ装着方法。
3. 【請求項３】 牛体位置センサにより牛体の位置を検出
   し、この検出結果に基づいて、エンドエフェクタを標準
   位置に移動させることを特徴とする請求項１記載の自動
   搾乳機のティートカップ装着方法。
4. 【請求項４】 牛体を識別するとともに牛体位置センサ
   により牛体の位置を検出し、識別した牛体のデータベー
   ス及び牛体の位置の検出結果に基づいて、エンドエフェ
   クタを標準位置に移動させることを特徴とする請求項１
   記載の自動搾乳機のティートカップ装着方法。
5. 【請求項５】 右側の反射型光学センサにより左側の二
   つの乳頭を検出するとともに、左側の反射型光学センサ
   により右側の二つの乳頭を検出することを特徴とする請
   求項１記載の自動搾乳機のティートカップ装着方法。
6. 【請求項６】 標準位置において反射型光学センサを設
   定角度だけ回動変位させ、乳頭を検出しない場合には、
   予め設定した一定量のストロークだけ反射型光学センサ
   を上昇させた後、当該反射型光学センサを前記設定角度
   だけ回動変位させる乳頭検出処理を繰り返すことを特徴
   とする請求項１記載の自動搾乳機のティートカップ装着
   方法。
7. 【請求項７】 エンドエフェクタ以外の部位に駆動部を
   配し、この駆動部による遠隔操作により反射型光学セン
   サを回動変位させることを特徴とする請求項６記載の自
   動搾乳機のティートカップ装着方法。
8. 【請求項８】 エンドエフェクタ以外の部位に駆動部を
   配し、この駆動部による遠隔操作により反射型光学セン
   サを上昇させることを特徴とする請求項６記載の自動搾
   乳機のティートカップ装着方法。
9. 【請求項９】 一つの乳頭が入る矩形枠状又はコの字形
   状に形成したセンサフレームに複数の発光部と受光部を
   配することにより、センサフレームの内方にマトリクス
   状の光路を形成する一つのフォトアレイセンサにより一
   つの乳頭を検出し、検出した乳頭にティートカップを位
   置決めして、各ティートカップを乳頭に同時に装着する
   ことを特徴とする請求項１記載の自動搾乳機のティート
   カップ装着方法。
10. 【請求項１０】 前記反射型光学センサにより前側の二
    つの乳頭を検出し、検出した二つの乳頭にティートカッ
    プを位置決めして、各ティートカップを乳頭に同時に装
    着することを特徴とする請求項１記載の自動搾乳機のテ
    ィートカップ装着方法。