KR100412024B1 - milk module for robot milker - Google Patents
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Abstract
본 발명은 낙농로봇착유기용 착유모듈에 관한 것으로서, 상기 착유모듈(1)에 장착된 착유컵홀더(9)와; 상기 착유모듈(9)에 장착되어 상기 착유컵홀더(4)의 X, Y축 위치를 제어하는 앞/뒤 간격조절모터(6a) 및 좌/우 간격조절모터(6b)와; 상기 앞/뒤 간격조절모터(6a)의 동력원에 의해 구동하여 상기 착유모듈(1)에 장착된 착유컵홀더(9)의 앞/뒤 각 조절을 행하는 웜기어(5)와; 상기 좌/우 간격조절모터(6b)의 동력원에 의해 구동하여 상기 착유모듈(1)에 장착된 착유컵홀더(9)의 좌/우 각 조절을 행하는 웜기어(8)를 포함하여 상기 착유컵홀더(9)의 위치를 자유롭게 이동할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 단순한 메커니즘으로 복잡한 구동을 구현하게 함으로서 생물체를 다루는 기계에서 고려해야 할 사항, 즉 젖소에게 착유생리 측면에서 무리를 주지 않도록 비교적 간단한 구성을 채용하면서도 크기를 줄여 제조비용을 저감시킴과 동시에 위험부담을 줄이고, 착유작업에서 소요되는 시간과 노동력을 절감할 수 있으며, 정해진 시간에 규칙적으로 착유작업을 수행할 수 있기에 젖소를 대규모 사육하는 낙농가에서 보다 많은 젖소를 보다 적은 일손만 가지고 유지관리할 수 있는 로봇착유기용 착유모듈이 제공된다.The present invention relates to a milking module for a dairy robot milking machine, comprising: a milking cup holder 9 mounted to the milking module 1; A front / rear spacing adjusting motor 6a and a left / right spacing adjusting motor 6b mounted on the milking module 9 to control the X and Y axis positions of the milking cup holder 4; A worm gear 5 which is driven by a power source of the front / rear spacing regulating motor 6a to adjust the front and rear angles of the milking cup holder 9 mounted on the milking module 1; The milking cup holder including a worm gear 8 which is driven by a power source of the left / right gap adjusting motor 6b to adjust left and right angles of the milking cup holder 9 mounted on the milking module 1. It is characterized by allowing the position of (9) to be moved freely. This makes it possible to implement complex drives with simple mechanisms to reduce the manufacturing costs while reducing the size while reducing the size while adopting a relatively simple configuration that does not overwhelm cows in terms of milking physiology. To reduce milking time and labor, and to perform regular milking on a regular basis so that more dairy cows can be maintained with fewer hands. A milking module for a robot milking machine is provided.
Description
본 발명은, 로봇착유기용 착유모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 젖소 사육시 착유작업에 소요되는 노동력 절감 및 작업시간을 단축할 수 있도록 한 로봇착유기용 착유모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a milking module for a robotic milking machine, and more particularly, to a milking module for a robotic milking machine, which can reduce labor and work time required for milking a cow during breeding.
특히, 본 발명은, 고분해능 모터 제어기술에 관한 것으로서, 젖소라는 생명체를 작업대상으로 삼기 때문에 일반기계와 달리 착유우의 비유생리에 적합한 처리를 완전하게 해 줄 수 있는 로봇착유기용 착유모듈에 관한 것이다.일반적으로, 젖소에서의 착유작업은 많은 시간과 노동력을 필요로 하고 있다. 따라서, 이를 해결하기 위한 방법 중 하나가 착유시설의 자동화일 것이다.로봇착유기용 착유모듈은, 외국(네덜란드, 독일, 프랑스, 영국, 일본 등)에서는 연구 또는 실용화 단계에 있는 장치로서, 유두인식을 위한 센서를 통한 유두 위치를 판단하고, 로봇팔을 움직여 착유컵을 하나씩 장착하는 장치가 있으나, 그 규모가 크고 고가(高價)인 관계로 착유로봇의 국내적용은 현실적으로 어려움이 많은 단점이 있다.따라서, 자동착유시스템의 개발은 낙농가에게 있어서 절실히 요구되고 있는 시스템일 것이다.In particular, the present invention relates to a high-resolution motor control technology, and because the cow is a living object as a work object, and relates to a milking module for a robot milking machine that can complete the processing suitable for non-physiological physiology of milking cows, unlike general machinery. In general, milking in cows requires a lot of time and labor. Therefore, one way to solve this problem is automation of milking facilities. The milking module for robot milking machines is a device that is in a research or practical stage in foreign countries (Netherlands, Germany, France, UK, Japan, etc.) and recognizes nipple recognition. There is a device to determine the nipple position through the sensor and to install the milking cups by moving the robot arm one by one, but the domestic application of the milking robot has a lot of difficulties due to its large size and high price. However, the development of automatic milking systems may be a desperately needed system for dairy farmers.
따라서, 본 발명의 목적은, 젖소의 젖꼭지(4개의 유두) 위치가 항상 다르다는 점을 감안하여 각 착유컵의 위치를 고분해능을 가진 모터드라이버로서 위치를 제어하는데 있으며, 이는 4개의 착유컵을 동시에 장착할 수 있는 위치로 착유컵을 움직이고, 또한 착유작업에 있어서 전처리, 본착유, 후처리 등의 많은 작업을 수행할 수 있도록 각각의 작업기를 착유로봇에 장착할 수 있는 위치로 정확한 시간에 정확한 위치로 이동시켜 줌으로서 착유자업시의 시간 및 노동력을 저감할 수 있는 로봇착유기용 착유모듈을 제공하는 것이다.이와 같은 로봇착유기용 착유모듈을 제공함으로서, 노동집약적인 축산업에서 많은 노동력을 차지하고있는 착유작업의 소요 노동력을 줄일 뿐 만 아니라 자동화된 기술 집약적 산업으로 발전시킬 수 있는 계기를 만들 수 있으며, 고가의 축산기자재의 외국산 비율을 감소시킬 수 있으며, 국산화 율을 높일 수 있을 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to control the position of each milking cup as a motor driver with high resolution in consideration of the fact that the nipples (four nipples) of cows are always different, which is equipped with four milking cups at the same time. In order to move milking cup to the position where it can be done, and to perform many tasks such as pre-treatment, main milking, and post-treatment in the milking operation, each working machine can be mounted on the milking robot at the correct position at the correct time. By providing the robot milking machine milking module which can reduce the time and labor force in the milking business by moving it, by providing the milking module for the robot milking machine, the milking work that takes up a lot of labor in labor-intensive livestock industry Not only does it reduce labor requirements, but it can also create an opportunity to develop into an automated technology-intensive industry. , It is possible to reduce the proportion of expensive foreign animal husbandry equipment, it will be able to increase the localization ratio.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 작업기 모듈운반장치의 정면도,1 is a front view of a work machine module transportation device for explaining the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 착유모듈 정면도,2 is a front view of the milking module according to the present invention;
도 3은 도 2에 따른 착유모듈 평면도,3 is a plan view of the milking module according to FIG. 2;
도 4는 도 2에 따른 착유모듈 측면도이다.Figure 4 is a side view of the milking module according to FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 착유모듈 2 : 모듈운반장치 이송모터1: Milking module 2: Module transporting device transfer motor
3 : 이송 컨베이어 4 : 착유컵3: conveying conveyor 4: milking cup
5 : 앞/뒤 각 조절 착유컵 웜기어 6a : 앞/뒤 간격조절 모터6b : 좌/우 간격조절 모터 7 : 그리퍼 장착부5: Front / Rear Angled Milking Cup Worm Gear 6a: Front / Rear Spacing Motor 6b: Left / Right Spacing Motor 7: Gripper Attachment
8 : 좌/우 각 조절 착유컵 웜기어 9 : 착유컵홀더8: left and right angle adjustment milking cup worm gear 9: milking cup holder
상기 목적은, 본 발명에 따라, 로봇착유기용 착유모듈에 있어서, 상기 착유모듈(1)에 장착된 착유컵홀더(9)와; 상기 착유모듈(9)에 장착되어 상기 착유컵홀더(4)의 X, Y축 위치를 제어하는 앞/뒤 간격조절모터(6a) 및 좌/우 간격조절모터(6b)와; 상기 앞/뒤 간격조절모터(6a)의 동력원에 의해 구동하여 상기 착유모듈(1)에 장착된 착유컵홀더(9)의 앞/뒤 각 조절을 행하는 웜기어(5)와; 상기 좌/우 간격조절모터(6b)의 동력원에 의해 구동하여 상기 착유모듈(1)에 장착된 착유컵홀더(9)의 좌/우 각 조절을 행하는 웜기어(8)를 포함하여 상기 착유컵홀더(9)의 위치를 자유롭게 이동할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 로봇착유기용 착유모듈에 의해 달성된다.이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명을 설명하기 위한 작업기 모듈운반장치의 정면도에 관한 것으로서, 작업기를 장착(Grip)할 수 있도록 알맞은 시간에 정확한 위치로 모듈을 운반하는 장치를 보이고 있다. 모듈운반장치는 최대 7개의 작업모듈을 장착할 수 있고, 이송모터(2)와 스크류(도시치 않음)로 이루어진 이송장치에 의해 이송컨베이어(3)에 설치된 공압용 그립척을 이용해 장착되어 있는 작업기를 동시에 운반하여 원하는 위치로 이송한다.도 2는 본 발명에 따른 착유모듈 정면도이고, 도 3은 도 2에 따른 착유모듈 평면도이며, 도 4는 도 2에 따른 착유모듈 측면도이다.이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇착유기용 착유모듈(1)은, 착유컵의 X, Y축 위치를 앞/뒤 간격조절모터(6a)와, 좌/우 간격조절모터(6b)로서 위치를 제어한다.앞/뒤 각도 조절은 착유모듈(1)뒤쪽에 위치한 모터(6a)가 동력원이 되어 앞/뒤 각 조절을 행하는 웜기어(5)로 연결되어 착유컵홀더(9)의 각도를 조절하고, 앞쪽과 뒤쪽의 착유컵홀더(9) 쌍은 착유컵홀더(9)사이에 있는 좌/우 간격조절모터(6b)를 동력원으로 하여 수직으로 서있는 좌/우 각 조절을 행하는 웜기어(8)에 의해서 좌, 우 사이 각을 조절하여 항상 상이한 유두의 위치에 맞게 각도를 조절하여 착유 할 수 있도록 움직인다.본 발명에 따른 착유모듈(1)의 위치제어는, 움직일 거리가 결정되면 마이크로스텝 제어가 가능한 고분해능 모터드라이브를 사용하여 앞/뒤 간격조절모터(6a) 및 좌/우 간격조절모터(6b)를 회전시키면, 앞/뒤 각 조절을 행하는 웜기어(5)와, 좌/우 각 조절을 행하는 웜기어(8)로 이루어진 동력전달장치가 회전하여 착유컵홀더(9)의 각축(앞유두 착유컵홀더 사이 조절, 뒤유두 착유컵 사이 조절, 앞뒤 유두 착유컵홀더 사이 조절)의 측면과 밑면에 부착된 기어를 움직여 회전지점(10)에 대해 회전함으로서 각 착유컵홀더(9)의 위치가 결정된다.상술한 바와 같이 본 발명에 따른 착유모듈(1)은, 착유컵홀더(4)의 X, Y축 위치를 제어하는 앞/뒤 간격조절모터(6a) 및 좌/우 간격조절모터(6b)와, 이들의 동력원에 의해 구동하여 상기 착유모듈(1)에 장착된 착유컵홀더(9)의 앞/뒤 각 조절 및 좌/우 각 조절을 행하는 웜기어(5)(8)를 포함하여 착유컵홀더(9)의 위치를 자유롭게 이동할 수 있는 착유모듈(1)을 이용하여 개체마다 일정치 않은 젖꼭지 위치에 관계없이 자유자재로 착유컵을 이동시켜 젖소의 젖꼭지에 부착시킬 수 있다.The object is, according to the present invention, a milking module for a robot milking machine, comprising: a milking cup holder 9 mounted to the milking module 1; A front / rear spacing adjusting motor 6a and a left / right spacing adjusting motor 6b mounted on the milking module 9 to control the X and Y axis positions of the milking cup holder 4; A worm gear 5 which is driven by a power source of the front / rear spacing regulating motor 6a to adjust the front and rear angles of the milking cup holder 9 mounted on the milking module 1; The milking cup holder including a worm gear 8 which is driven by a power source of the left / right gap adjusting motor 6b to adjust left and right angles of the milking cup holder 9 mounted on the milking module 1. It is achieved by a milking module for a robot milking machine characterized in that the position of (9) can be moved freely. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a front view of a work machine module transport apparatus for explaining the present invention, and shows a device for transporting the module to the correct position at a suitable time to grip the work machine (Grip). The module transport device can be equipped with up to seven work modules, and is equipped with a pneumatic grip chuck installed on the transport conveyor 3 by a transport device consisting of a transport motor 2 and a screw (not shown). 2 is a front view of the milking module according to the present invention, FIG. 3 is a plan view of the milking module according to FIG. 2, and FIG. 4 is a side view of the milking module according to FIG. 2. As can be, the milking module 1 for the robot milking machine according to the present invention, the X and Y axis position of the milking cup is positioned as the front / rear spacing adjusting motor 6a and the left / right spacing adjusting motor 6b. The front / rear angle adjustment is connected to the worm gear 5 which performs the front / rear angle adjustment by the motor 6a located at the rear of the milking module 1 to adjust the angle of the milking cup holder 9. And the pair of milking cup holders (9) at the front and back is between the milking cup holders (9). Milking by adjusting the angle to the position of the different teats by adjusting the angle between left and right by the worm gear 8 which vertically adjusts the left and right angles by using the left / right spacing motor 6b as a power source. The position control of the milking module 1 according to the present invention uses a high-resolution motor drive capable of microstep control when the distance to be moved is determined. When the motor 6b is rotated, a power transmission device consisting of a worm gear 5 for adjusting the front and rear angles and a worm gear 8 for adjusting the left and right angles rotates to rotate each shaft (front) of the milking cup holder 9. Position between each milk cup holder 9 by rotating the gears attached to the sides and bottom of the teat milking cup holders, between the rear teat milking cups, and between the front and rear teat milking cup holders. Is determined. As described above, the milking module 1 according to the present invention includes a front / rear spacing adjusting motor 6a and a left / right spacing adjusting motor 6b for controlling the X and Y axis positions of the milking cup holder 4, and these Milking cup holder 9 including worm gears 5 and 8 which are driven by a power source of the milking cup holder 9 and adjust the front and rear angles of the milking cup holder 9 mounted on the milking module 1 and adjust the left and right angles. By using the milking module (1) that can move the position freely, regardless of the position of the nipples for each individual, the milking cup can be freely attached to the nipple of the cow.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단순한 메커니즘으로 복잡한 구동을 구현하게 함으로서 생물체를 다루는 기계에서 고려해야 할 사항, 즉 젖소에게 착유생리 측면에서 무리를 주지 않도록 비교적 간단한 구성을 채용하면서도 크기를 줄여 제조비용을 저감시킴과 동시에 위험부담을 줄이고, 착유작업에서 소요되는 시간과 노동력을 절감할 수 있으며, 정해진 시간에 규칙적으로 착유작업을 수행할 수 있기에 젖소를 대규모 사육하는 낙농가에서 보다 많은 젖소를 보다 적은 일손만 가지고 유지관리할 수 있는 로봇착유기용 착유모듈이 제공된다.As described above, according to the present invention, by implementing a complex drive by a simple mechanism, the size of the manufacturing cost is reduced while adopting a relatively simple configuration, so as not to overload the cow in terms of milking physiology to the cow handling machine To reduce risks, reduce the time and labor required for milking operations, and to perform regular milking operations at fixed times, so that more dairy cows can be fed with fewer cows. There is provided a milking module for the robot milking machine which can be maintained only.
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