JPH11511986A - 動物の自動搾乳装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１個の搾乳ボックス（１）と、搾乳動物の乳頭に乳頭カップ（２５）を自動的に連結し、動物を自動的に搾乳した後、これら乳頭カップを乳頭から自動的に取り外すための搾乳ロボットを含む、自動搾乳機械とを備えた動物の自動搾乳装置を提供する。搾乳ロボットは、搾乳ボックスの長手方向に移動可能なロボットアーム構造（３）を含み、該ロボットアーム構造（３）は動物の乳房の下で旋回可能で、かつ上下移動可能なロボットアーム（１５）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】 動物の自動搾乳装置 本発明は、乳牛等の動物を自動的に搾乳するための装置において、特に搾乳機 械の乳頭カップを乳牛の乳頭に自動的に連結するための搾乳ユニットを備えた装 置に関する。 このような装置は既知である。 本発明は、搾乳ユニットの構造を単純化することを目的とする。この目的のた め本発明によれば、冒頭に記載した装置は、搾乳機械が動物の上部の近くに延び る１個以上のヒンジを中心に水平方向前方及び後方に移動できるように、搾乳ユ ニットが装置に対し旋回可能に連結されていることを特徴とする。 本発明はさらに、少なくとも１個の搾乳ボックスと自動搾乳機械とを備えた乳 牛等の動物を自動的に搾乳するための装置に関し、該搾乳機械は搾乳動物の乳頭 に乳頭カップを自動的に連結し、自動的に搾乳し、かつ自動的に乳頭から乳頭カ ップを外すための搾乳ロボットを含み、該搾乳ロボットは搾乳ボックスの長手方 向に移動可能なロボットアーム構造を含み、該ロボットアーム構造は動物の乳房 の下で旋回可能でかつ上下に移動可能なロボットアームを備え、該ロボットアー ムは乳頭カップのキャリアの役をするようになっている。 既知の装置に関して、こうしてロボットアーム構造の段階の数を１つだけ減ら すことができるであろう。搾乳ボックスの長手方向にロボットアーム構造全体を 移動させる手段に加えて、ロボットアームを旋回させかつ上下に移動させるため の制御シリンダを設ければ充分であろう。搾乳ボックスの横から旋回移動を行う ことによって、ロボットアームの位置を調節することができ、やや外向きについ ている動物の乳頭に確実に乳頭カップを連結できるようにするという利点がさら に得られる。 本発明によれば、１個以上のレールに沿って搾乳ボックスの長手方向に移動 可能な支持ユニットをロボットアーム構造に設けることによって、ロボットアー ム構造を搾乳ボックスの長手方向に移動させることができ、該支持ユニットに対 しロボットアーム構造の旋回可能部材が横方向に旋回できる。この場合、該支持 ユニットは、モータによってレールに沿って移動できるように設計してもよい。 横方向の旋回は、支持ユニットとロボットアーム構造の旋回可能部材の間で作用 する制御シリンダによって行うことができる。ロボットアーム構造の旋回可能部 材を、ロボットアームと連結し実質的に下方に延びるキャリアとして設計するこ とにより、ロボットアームの上下移動が達成できる。特別な実施例では、ロボッ トアームの上下移動を行う制御シンリンダと平行に、キャリアに対するロボット アームの回転運動に反作用する１個以上の案内ロッドを設けてもよい。 枢軸は実際にロボットアームが旋回し得る実質的な軸の中心線を構成するが、 ロボットアーム構造の別の実施例では、該枢軸を仮想のものとすることもできる 。本発明によればさらに、少なくとも１個のレールに沿って搾乳ボックスの長手 方向に移動可能な支持ユニット、並びにロボットアーム構造の旋回可能部材を該 支持ユニットに対し横方向に旋回可能とする四辺形ヒンジ構造をロボットアーム 構造に設ける。 ロボットアームの適正な横方向旋回運動を行うために、ロボットアームの枢軸 は好ましくはほぼ搾乳ボックスの上の中央部に位置する。しかし特に２個の搾乳 ボックスが並んで配置されている場合、ロボットアームの枢軸を２個の搾乳ボッ クスの上部またはその近くの中間に配置するのが望ましい。この場合、両方の搾 乳ボックスに対して１個のロボットアーム構造を配置することができる。この目 的のため、ロボットアーム構造の横方向に旋回可能な部材の少なくとも１部を、 ロボットアーム構造の下向きに延びる部分の中心線を軸として旋回させるための 旋回手段を特に設けてもよい。 長手方向に並んで配置される２個の搾乳ボックスに加えて、数個の搾乳ボック スを前後に配置してもよい。この場合、ロボットアーム構造のためのレール が、搾乳ボックスに沿ってまたはその上を延びる。最後に搾乳ボックスを回転木 馬状に配置してもよく、この時ロボットアーム構造のレールは、回転木馬に沿っ て円形にまたはその上を延びる。 添付図面を参照して本発明をさらに詳述する。 第１図は、本発明によるロボットアーム構造の側面図である。 第２図は、第１図のロボットアーム構造を図式的に示す搾乳ボックスの正面図 である。 第３図は、枢軸が仮想のものであるロボットアーム構造の他の実施例を示す。 第４図は、やはり本発明の他の実施例であり、中間にロボットアーム構造を枢 支した２個の搾乳ボックスの正面図である。 図中、対応する部材は同一参照番号で示す。 第１図乃至第３図に示す搾乳ボックス１は、１頭の動物を収容する。この搾乳 ボックスは従来のようにフェンス２によって囲まれ、（図示しない）入口及び出 口ドアが設けてある。搾乳ボックスの中及び直近に自動搾乳機械が備えられ、こ れは通常の搾乳機器の他に、搾乳ボックスの中に居る搾乳動物の乳頭に乳頭カッ プを自動的に連結し、この動物を自動的に搾乳し、乳頭から乳頭カップを自動的 に取り外すための搾乳ロボットを含む。該搾乳ロボットは搾乳ボックス１の長手 方向に移動可能なロボットアーム構造３を含む。該ロボットアーム構造はレール ５、６に沿って移動できる支持ユニット４を備える。 第１図及び第２図の実施例では、レール５は筒状で、フェンス２に取り付けた 支持体７によって搾乳ボックス１の上方中央に長手方向に配設される。第３図の 実施例ではレール５はやはり筒状であるが、ロボットアーム構造を配置した搾乳 ボックスの長手側でフェンス２に取り付けた支持体８によって、搾乳ボックス１ の上方側部に長手方向に配設される。両方の実施例において、レール６はフェン ス２の長手側、即ちロボットアーム構造を配置した側で搾乳ボックスのほぼ半分 の高さに配設される。レール６は角断面によって構成され、支持ユニット４がそ の上を移動できる接触面は、搾乳ボックス１に対しほぼ４５度 の角度で斜め下方外向きに位置する。 支持ユニット４はその上部及び下部にローラ９、１０を備える。第１図及び第 ２図の実施例では、ローラ９、１０は相互に直角にかつ搾乳ボックスの長手方向 の垂直面に対しほぼ４５度の角度で支持ユニット４に取り付けられ、支持ユニッ ト４がローラ９によりレール５上にそしてローラ１０によりレール６上に支持さ れるようになっている。支持ユニット４がレール５、６から押し出されるのを防 ぐため、例えばレール６に設けた直立エッジ１１で構成したロック手段、または 支持ユニット４に取り付けられ、レール５に関しローラ９の直径方向反対側に配 置した補助ローラ（図示せず）、ー従ってレール５はこれらローラの間を延びる ーで構成したロック手段を設ける。支持ユニット４はモータ１２によってレール ５、６に沿って移動可能である。 さらにロボットアーム構造には、実質的に下方に延びるキャリア１４を含む横 方向に旋回可能な部材１３と、これに取り付けたロボットアーム１５を設ける。 横方向に旋回可能な部材１３と従ってロボットアーム１５とは、搾乳ボックスの 上側またはその近くに長手方向に配置した実質的に水平の枢軸１６を中心に旋回 可能である。第１図及び第２図の実施例では、第３図の実施例でも同様に、枢軸 １６は搾乳ボックスの上のほぼ中央に位置しているが、第１図及び第２図の実施 例ではこの枢軸は、横方向に旋回可能な部材１３の実質的な枢軸の中心線を構成 するのに対し、第３図の実施例ではこの枢軸は仮想のものであって該横方向旋回 可能部材１３の旋回運動の間にさらに上方に移動する。第１図及び第２図の実施 例では、枢軸１６とレール５の中心線とは実質的に垂直な１つの面に存在する。 第３図の実施例では、横方向旋回可能部材１３は、アーム１８、１９で構成す る四辺形ヒンジ構造１７によって支持ユニット４と連結しているが、キャリア１ ４におけるこれらアームのヒンジ点間の距離は、支持ユニット４におけるこれら アームのヒンジ点間の距離より大きい。 ここまで記載した２つの実施例では、部材１３の横方向旋回運動は、該旋回 可能部材１３と支持ユニット４との間に配置された制御シリンダ２０によって達 成される。既に述べたように、横方向旋回可能部材１３はキャリア１４とロボッ トアーム１５とを含む。ロボットアーム１５は制御シリンダ２１によって、キャ リア１４と上下方向に移動可能に連結されている。キャリア１４に対し制御シリ ンダ２１の長手方向の軸を中心とするロボットアーム１５の回転運動に反作用す る１個以上の案内ロッド２２が、この制御シンリンダ２１と平行に設けられる。 ロボットアーム１５は搾乳ボックスの方向に斜め下方に延びる部分２３と、水 平方向に延びる部分２４とを含む。後者の部分２４はヨーロッパ公開公報３６０ ３５４号または５１９５４４号に開示されたロボットアーム構造の先端部材とし て製造してもよい。従ってこの先端部材の記載及び機能をここに挿入したものと 考える。該先端部材は乳頭カップ２５と、これにより乳頭の位置が確認できる検 知手段２６のための、キャリアの役をするようになっている。 搾乳ボックスに損傷を与えずに動物を搾乳ボックス内に入れるために、ロボッ トアーム１５がほぼ完全に搾乳ボックス１の外に出る程度まで、ロボットアーム 構造の横方向旋回可能部材１３を外方に旋回させることができる。動物が搾乳ボ ックスの中に居て乳頭カップ２５を連結せねばならない場合、ロボットアーム構 造３がまずモータ１２により、ロボットアーム１５が搾乳ボックスの完全に外ま たは殆ど外まで旋回した位置になるまで、搾乳ボックスの長手方向に移動するこ とが必要で、次いで検知手段２６が乳頭の位置を確認できる位置まで、ロボット アーム１５が制御シリンダ２０により動物の下で旋回することができる。引続き モータ１２、制御シリンダ２０、２１を操作することにより、乳頭カップ２５を 乳頭に連結することが可能になる。 搾乳後、前記ヨーロッパ公開公報３６０３５４号に記載の方法で、乳頭カップ は乳頭から取り外される。乳頭カップを対応する乳頭に連結するため正確な位置 に調整する際、ロボットアーム１５が枢軸１６を中心に旋回できることは、前回 の搾乳から相当の時間が経過しているような場合に特に起こる状況である が、その動物の乳頭がやや外向きである場合には非常に有利である。 第４図に、２個の搾乳ボックスが並んで配置され、該２個の搾乳ボックスの間 の空間にロボットアーム構造３が配置されている実施例を示す。それに沿って搾 乳ボックスの長手方向にロボットアーム構造３が移動可能である上側レール５は 、２個の搾乳ボックスのフェンス２に、詳細に言えば両搾乳ボックスの中間に支 持体２７により取り付けてある。この場合支持ユニット４は、内部にローラ９が 軸支された連結素子２８によって、互いに連結された２部分からなる。このロー ラ９を介して支持ユニット４の２部分は、レール５上に支持されている。 支持ユニット４の２部分は各々下側にローラ１０を設け、各部分は第１図乃至 第３図に示した実施例と同じ方法で支持されている。ここでもやはり横方向旋回 可能部材１３と支持ユニット４との間に配置された制御シリンダ２０によって、 旋回可能部材１３が両方の搾乳ボックスに向かって限定距離だけ横方向に旋回す ることができる。 枢軸１６はレール５の下方に位置決めされる。キャリア１４は該支持ユニット ４に取り付けた支持体２９によって、支持ユニット４に対し枢軸１６を中心に旋 回可能である。この支持体２９の末端に実質的枢軸が延びている。この場合も、 枢軸１６は実質的枢軸の中心線を構成する。 この実施例では、ロボットアーム１５は実際制御シンリンダ２１によって、キ ャリア１４と上下移動可能に連結している。しかしこの場合も、ロボットアーム は旋回手段３０により、上記制御シリンダの中心線を軸として回動可能である。 この例では、旋回手段３０はモータ３１と大歯車３２等の伝動手段で構成される 。 ロボットアーム構造を搾乳ボックスの長手方向に移動させる際、２つの搾乳ボ ックス間の空間が相当に大きくなければ、ロボットアーム１５を２個の搾乳ボッ クスの外へ横方向に旋回させることは難しい。ロボットアーム１５が中間位置、 即ちロボットアームの部分２３が２個の搾乳ボックス間の空間に延びる 位置をとり、２個の搾乳ボックス内で作動位置になるよう調節されるという回転 構成によって、１個の同じロボットアーム構造を２個の搾乳ボックスに利用し、 搾乳ボックス間の間隔を比較的小さくすることが可能になった。 しかし、ロボットアーム１５の水平部分２４の構造のゆえに、２個の搾乳ボッ クスに反対方向に進入しなければならない。第４図の実施例に関して説明した方 法で２個の搾乳ボックスを利用すると、他方の搾乳ボックスで動物の乳頭がすで に洗浄されている間に、一方の搾乳ボックスで動物の搾乳を行うことができるの で、一方の搾乳ボックスで動物の搾乳が終了した時、他方の搾乳ボックスの動物 の搾乳を直ちにスタートすることができる。 ２個の搾乳ボックスを横に並べる代わりに、２個またはそれ以上の搾乳ボック スを前後に並べることも可能である。その状況では、搾乳ボックスの入口と出口 を、ロボットアーム構造が置かれている方に面した長手方向側に配置する必要が ある。その場合、ロボットアーム構造３のためのレール５、６をこれら全部の搾 乳ボックスに沿ってまたはこれらの上方で延長させ、ロボットアーム構造が１本 の同じレールに沿って、その背後またはその前にある搾乳ボックスの横の位置か ら、その背後またはその前にある別の搾乳ボックスの横の位置まで、移動できる ようにしなければならない。 また搾乳ボックスを円形に、または回転木馬状に配置することもできる。この 状態では、ロボットアーム構造がそれに沿って動くレール５、６を、円または回 転木馬に沿ってあるいはその上方に延長させる必要がある。 最後に注目すべきは、乳頭カップの自動連結、動物の自動搾乳、搾乳後の乳頭 カップの自動離脱を制御するためのコンピュータを、搾乳ロボットが含むことで ある。特にロボットアーム構造３のロボットアーム１５が上記のように自由に移 動可能であるのは、コンピュータの制御による。言うならば、モータ１２、３１ と制御シリンダ２０、２１はコンピュータで制御される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．乳牛等の動物の乳頭に搾乳機械の乳頭カップを自動的に連結するための搾乳 ユニットを含み、搾乳機械が動物の上部近くに延びる１個以上のヒンジを中心に ほぼ水平方向前方及び後方に移動可能であるように、該搾乳ユニットが装置に旋 回可能に連結されていることを特徴とする乳牛等の動物の自動搾乳装置。 ２．搾乳ボックス（１）の長手方向に１個以上のレール構造に沿って移動可能な 支持ユニットをロボットアーム構造（３）に設け、該支持ユニット（４）が旋回 可能であることを特徴とする請求の範囲１に記載の動物の自動搾乳装置。 ３．少なくとも２本のレール構造を設けたことを特徴とする請求の範囲２に記載 の動物の自動搾乳装置。 ４．支持ユニット（４）が、搾乳ボックス（１）のフェンス（２）に異なる高さ で配置した２本のレール（５、６）に沿って移動可能であることを特徴とする請 求の範囲２または３に記載の動物の自動搾乳装置。 ５．１方のレールがフェンス（２）の側部の近くに配置され、他方のレールが搾 乳ボックス（１）の上に配置されていることを特徴とする請求の範囲３に記載の 動物の自動搾乳装置。 ６．フェンス（２）の側部近くのレールが、搾乳ボックス（１）の上に配置され たレールよりも低い位置にあることを特徴とする請求の範囲５に記載の動物の自 動搾乳装置。 ７．搾乳ボックス（１）の上に配置されたレールが、搾乳ボックス（１）の上方 のほぼ中央に配設されることを特徴とする請求の範囲５または６に記載の動物の 自動搾乳装置。 ８．ローラ（９、１０）が設けられ、これらにより支持ユニット（４）がレール （５、６）に沿って移動できることを特徴とする請求の範囲１から７のいずれか に記載の動物の自動搾乳装置。 ９．支持ユニット（４）が、モータによってレール（５、６）に沿って移動で きることを特徴とする請求の範囲１から８のいずれかに記載の動物の自動搾乳装 置。 １０．ロボットアーム構造（３）の横方向に旋回可能な部材（１３）が、該旋回 可能部材（１３）と支持ユニット（４）との間に配置された制御シリンダ（２０ ）によって、搾乳ボックス（１）に対して横方向に旋回できることを特徴とする 請求の範囲１から９のいずれかに記載の動物の自動搾乳装置。 １１．ロボットアーム構造（３）がロボットアーム（１５）のためのキャリア（ １４）を含み、該キャリア（１４）が枢軸（１６）を中心に旋回可能で、実質的 に下方に延びることを特徴とする請求の範囲１から１０のいずれかに記載の動物 の自動搾乳装置。 １２．ロボットアーム（１５）が、キャリア（１４）と上下移動可能に連結され ていることを特徴とする請求の範囲１１に記載の動物の自動搾乳装置。 １３．ロボットアーム（１５）とキャリア（１４）との間に配置した制御シリン ダ（２１）によって、ロボットアーム（１５）がキャリア（１４）に対して上下 方向に移動可能であることを特徴とする請求の範囲１１または１２に記載の動物 の自動搾乳装置。 １４．ロボットアーム（１５）を上下に移動可能とする制御シリンダ（２１）と 平行に、ロボットアーム（１５）のキャリア（１４）に対する回転運動に反作用 する１個以上の案内ロッド（２２）を設けたことを特徴とする請求の範囲１１か ら１３のいずれかに記載の動物の自動搾乳装置。 １５．ロボットアーム（１５）が搾乳ボックス（１）の完全に外側に位置するま で、ロボットアーム構造（３）の横方向旋回部材（１３）が、外方向に旋回可能 であることを特徴とする請求の範囲１から１４のいずれかに記載の動物の自動搾 乳装置。 １６．ロボットアーム（１５）の枢軸（１６）が、搾乳ボックス（１）の上のほ ぼ中央に位置することを特徴とする請求の範囲１から１５のいずれかに記載の動 物の自動搾乳装置。 １７．ロボットアーム構造（３）が、搾乳ボックス（１）の長手方向に少なくと も１本のレール（５）に沿って移動可能な支持ユニット（４）を備え、この支持 ユニット（４）に対しロボットアーム構造（３）の旋回可能部材（１３）が横方 向に旋回可能であり、レール（５）の中心線が枢軸（１６）を通る実質的に垂直 な面に位置することを特徴とする請求の範囲１６に記載の動物の自動搾乳装置。 １８．ロボットアーム（１５）が仮想の枢軸（１６）を中心に旋回可能であるこ とを特徴とする請求の範囲１から１７のいずれかに記載の動物の自動搾乳装置。 １９．ロボットアーム構造（３）が、搾乳ボックス（１）の長手方向に少なくと も１本のレール（５、６）に沿って移動可能な支持ユニット(４)、並びにロボッ トアーム構造（３）の旋回可能部材（１３）を支持ユニット（４）に対し横方向 に旋回可能とする四辺形ヒンジ構造（１７）を備えることを特徴とする請求の範 囲１８に記載の動物の自動搾乳装置。 ２０．レール（５、６）が搾乳ボックス（１）の側部またはその近くに配置され ることを特徴とする請求の範囲１９に記載の動物の自動搾乳装置。 ２１．２個の搾乳ボックス（１）が並んで配置され、ロボットアーム（１５）の 枢軸（１６）が搾乳ボックス（１）の上方側部またはその近くで両搾乳ボックス （１）の中間に配置されることを特徴とする請求の範囲１から１３のいずれかに 記載の動物の自動搾乳装置。 ２２．ロボットアーム構造（３）の横方向に旋回可能な部材（１３）の少なくと も下部を、該横方向旋回可能部材（１３）の下方に延びる上部の中心線を軸とし て、旋回させるための旋回手段（３０）を設けたことを特徴とする請求の範囲２ １に記載の動物の自動搾乳装置。 ２３．前後に配置された少なくとも２個の搾乳ボックスと、該２個の搾乳ボック スに沿ってまたはその上を延び、ロボットアーム構造（３）がそれに沿って移動 可能である少なくとも１本のレールとを設けたことを特徴とする請求の範 囲１から１３のいずれかに記載の動物の自動搾乳装置。 ２４．回転木馬状に配置された多数の搾乳ボックスと、該回転木馬に沿って円形 にまたはその上を延び、ロボットアーム構造（３）がそれに沿って移動可能であ る少なくとも１本のレールを設けたことを特徴とする請求の範囲１から１３のい ずれかに記載の動物の自動搾乳装置。 ２５．乳牛等の動物の乳頭に搾乳機械の乳頭カップを自動的に連結するための搾 乳ユニットを含み、該搾乳ユニットが回転木馬状に配置され、少なくとも１本の レールが該回転木馬に沿ってまたはその上を延び、これに沿ってロボットアーム 構造（３）が移動可能であることを特徴とする乳牛等の動物の自動搾乳装置。 ２６．乳牛を搾乳するための乳頭カップを有する装置とユニットを含み、該装置 が正面から見て一方の側からＣの形で該装置を吊り下げるフレーム構造を含むこ とを特徴とする乳牛等の動物の搾乳方法。