JP4121703B2 - 動物関連作業を行うための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の技術分野
本発明は支持手段及びロボット腕懸架手段に接続されたロボット腕を含む、動物関連作業を行うための装置に関する。
【０００２】
発明の背景
かかる装置は、ＥＰ−Ａ−０５１９５４４から公知である。
【０００３】
公知の装置の欠点は、動物房(stall)が汚れた環境にあるので、懸架の設計によるロボットの誤動作の危険があることである。
【０００４】
従って、公知の装置の誤動作の危険を最小限にすることが本発明の目的である。
【０００５】
発明の概要
これは冒頭で規定された種類の装置であって、前記ロボット腕懸架手段が、前記ロボット腕懸架手段が水平な軸のまわりで実質的に振り子運動を行うことができるように、前記の水平な軸のまわりで前記支持手段にヒンジ式に接続され、前記ロボット腕が前記支持手段より低く配置されることを特徴とする装置によって解決された。
【０００６】
本発明の装置によって、動物は搾乳ロボットが懸架される側と同じ動物の側でアクセスしやすくなる。
【０００７】
好ましくは、前記ロボット腕は細長く、実質的に水平に伸び、更に前記の水平な軸を実質的に横切る。これにより、腕が例えば乳頭への優れたアクセスを有することが達成される。
【０００８】
好適には、第一駆動手段は前記振り子運動を活発に行うために前記支持手段と前記ロボット腕懸架手段の間に接続される。これにより、制御可能な振り子運動が達成される。
【０００９】
好ましくは、前記ロボット腕は、前記ロボット腕が前記ロボット腕懸架手段について枢動運動を行うことができるように、前記ロボット腕懸架手段に枢動可能に接続される。これにより、前記振り子運動に加えてロボット腕の運動が達成される。
【００１０】
好適には、第二駆動手段は、前記ロボット腕を実質的に上向／下向方向に活発に動かすために、前記支持手段と前記ロボット腕の間に接続され；第三駆動手段は前記ロボット腕を実質的に横向方向に活発に動かすために前記ロボット腕と前記ロボット腕懸架手段の間に接続される。これにより、制御可能な枢動運動が達成される。
【００１１】
好ましくは、前記ロボット腕懸架手段は実質的に水平な軸のまわりで移動可能な棒を有する枢動手段を含み、前記棒は前記ロボット腕のための第一接続部材及び前記第三駆動手段のための第二接続部材を備え付け、前記の第一及び第二接続部材のそれぞれは実質的に垂直な軸のまわりで移動可能なヒンジを備え付ける。これにより、前記枢動運動のためのジョイントが達成される。
【００１２】
好適には、前記ロボット腕支持手段は棒の細長い枠を含む。あるいは、前記ロボット腕支持手段は細長い管状部材を含む。これにより、簡単な設計の懸架が達成される。
【００１３】
好ましくは、前記ロボット腕は前記作業を行うための操作手段を含む。
【００１４】
好適には、前記ロボット腕は少なくとも片側にレールを備え付けた動物スペース内へ移動可能である。これにより、懸架が動物のおとなしくない運動から保護されることが達成される。
【００１５】
好ましくは、少なくとも二つの動物スペースが備え付けられ、前記支持手段はその間で移動可能である。これによって、一つのロボットを両方の動物スペースのために利用することが可能になる。
【００１６】
好適には、ロボット腕懸架手段と支持手段の間の接続が実質的に前記動物の上の高さに配置される。これにより、機械部品の運動を妨げる肥料などの泥に対する危険が減少する。更に、床などの自由表面は棒などの邪魔になる装備を有する表面より清掃しやすい。
【００１７】
好ましくは、前記ロボット腕懸架手段は、前記ロボット腕が複数の動物房内で少なくとも一つの動物関連作業を更に行うことができるように、前記の複数の動物房の間の実質的に水平な通路(path)に沿って動かされるように適合され、前記ロボット腕は前記ロボット腕懸架手段について実質的に垂直な軸のまわりを回転させられるように適合され、更に前記ロボット腕は前記動物房の縦長方向に見られるように、少なくとも互いの後に配置された一対の動物房内で移動可能である。これにより、一つの支持手段に懸架されたロボットが二列の相対する動物房のために働くことが可能になる。
【００１８】
好適には、二つの相対する動物房は互いに距離を置いて配置され、前記距離は前記動物房の間に間隙を形成し、前記ロボット腕懸架手段は実質的に前記の間隙内に配置される。これにより、懸架手段が移動可能である間隙が作られる。
【００１９】
好ましくは、少なくとも二つの前記の隣接する動物房が互いにある角度で配置される。これにより、互いの後に配置された房だけでなく、ある角度で配置された房のためにロボットが働くことが可能となる。
【００２０】
好適には、二つの相対する動物房に対して実質的に垂直に配置された動物房はそこに重なるように配置され、前記支持手段は垂直に配置された動物房に対して片寄って(off-set)配置される。これにより、乳分泌動物の乳頭を容易に見つけることが可能になる。これは乳頭が中央に配置されず、その後方端に配置されるからである。
【００２１】
好ましくは、前記支持手段は前記ロボット腕懸架手段の実質的に上に配置された細長い誘導手段を含み、前記の細長い誘導手段は互いの後に配置された二つの動物房の側に沿って配置される。これにより、懸架手段のための頑丈な支持手段が与えられ、これはロボットが床に触れることなく動物房の列に沿って動くことを可能にする。
【００２２】
好適には、前記ロボット腕懸架手段は、前記ロボット腕懸架手段が前記棒手段に沿って動かされることができるように、前記支持手段に接続可能な支持懸架手段を含む。
【００２３】
好ましくは、前記支持懸架手段は前記誘導手段に沿って運動を行うための駆動手段を含む。これにより、ロボットが動物房の間で活発に動くことができる。
【００２４】
好適には、前記ロボット腕懸架手段は前記回転を活発に行うための駆動手段を含む。
【００２５】
好ましくは、前記ロボット腕は少なくとも一つの気圧式シリンダーによって前記ロボット腕懸架手段について移動可能である。これにより、ロボット腕が懸架手段について独立して移動可能である。
【００２６】
図面の概要
本発明が添付図面を参照して更に詳しく記述される。
図１は本発明の第一実施態様の装置（動物房のために働く装置）の透視図である。
図２は図１に示される装置の平面図である。
図３は図１に示される装置の一部分を図示する。
図４は図１に示される、二つの動物房のために働く装置を図示する。
図５は本発明の第二実施態様の装置の透視図である。
図６は図３に示される装置の平面図である。
図７は図１に示される装置の一部分を図示する。
図８は図５に示される、二つの動物房のために働く装置を図示する。
図９は図１〜４に示される、二列の動物房のために働く装置の透視図である。
図１０は図９に図示された装置の平面図である。
【００２７】
発明の詳述
図１は支持手段２、懸架手段３、及びロボット腕４を備え付けた、本発明の装置１を示す。支持手段２は動物房６のレール５に接続される。懸架手段３は二つのヒンジ部材を有するヒンジ手段７によって、更に気圧式シリンダーの形の第一駆動手段８ａによって支持手段に接続される。ロボット腕４は気圧式シリンダーの形の、第二駆動手段８ｂによって支持手段２に接続される。
【００２８】
更に、ロボット腕４は、実質的に垂直な軸を伴うヒンジの形の第一接続部材１０ａを経て、管状部材１０を含む枢動手段９に接続され、その垂直な軸のまわりでロボット腕４が移動可能である。管状部材１０は、管状部材１０が実質的に水平な軸Ａ−Ａを形成し、その軸のまわりで移動可能なように、一対のヒンジ部材１１に順番に接続される。
【００２９】
第三駆動手段８ｃ（気圧式シリンダー）は、実質的に垂直な軸を伴うヒンジの形の第二接続部材１０ａを経て、枢動手段９の管状部材１０に接続され、その垂直な軸のまわりで気圧式シリンダー８ｃが移動可能である。
【００３０】
第三駆動手段８ｃの相対する端はシリンダーが作動するときロボット腕４が実質的に水平な面で動かされるように、実質的に垂直のヒンジ部材１１ａを経て、ロボット腕に接続される。
【００３１】
第一、第二及び第三駆動手段８ａ，８ｂ，８ｃは制御手段（図示せず）と関連する。
【００３２】
懸架手段３は管状体１２及び一対の腕１３を含み、その間に前記管状部材１０が配置される。
【００３３】
複数の乳頭カップ(teatcup)を備え付けた乳頭カップラック１４は房６の近く又は内側に配置され、その結果ロボット腕４が前記ロボット腕４上に配置された操作手段１６（詳細は図３を参照）によって乳頭カップ１５に容易に達し、乳頭カップ１５を掴み、前記房６内の動物（図示せず）の乳頭に向かって乳頭カップ１５を動かし、前記乳頭上に乳頭カップを取り付けることができる。各乳頭カップ１５は真空源（図示せず）に接続される。
【００３４】
図２は図１の房６を上から示す。牛が点線で図示される。
【００３５】
図３は房６の内部から見た本発明の装置を示し、明確さのために幾つかのレール５と乳頭カップラック１４が省略されている。
【００３６】
乳頭カップ操作手段１６はＳＥ９７０１５４７−３に更に詳細に記述された種類の乳頭位置決定手段１８及び把持部材１７を含む。乳頭位置決定手段は制御手段（図示せず）に接続される。
【００３７】
第二駆動手段８ｂはビーム１９ａの接続部材１９で支持手段２に接続される。
【００３８】
ヒンジ７及び１１において、懸架手段３についてロボット腕４の位置、及び支持手段２について懸架手段３の位置のそれぞれを決定することができるように制御手段（図示せず）にそれぞれ接続された回転位置表示器７ａ，１１ａが備え付けられる。
【００３９】
勿論、シリンダーの内側又は外側の線(linear)位置表示表示器は少なくとも一つの記述された回転位置表示器７ａ及び１１ａの代替品として又はそれらと組み合わせて使用されてもよい。
【００４０】
図４において、前記懸架手段３及び前記ロボット腕４を含む支持手段２は、房の実質的に上の高さ（すなわち、房内にいる動物の上）に配置された、一対の水平な誘導部材を含む誘導手段２ａに接続される。勿論、それは低い高さに配置されてもよいが、肥料が移動可能な機械部品の機能に影響を及ぼす危険が大きくなる。支持手段２と関連するモーター２ｂは一対の房６の間の誘導手段２ａに沿って支持手段２を動かすための制御手段（図示せず）によって制御される。第二房は、同じロボット腕４によってであるが、その房内の牛の乳頭に付けられる、乳頭カップ１５を伴う更なる乳頭カップラックが備え付けられる。
【００４１】
図５は本発明の第二実施態様を示し、参照番号で示される部分は同じ参照番号で示された第一実施態様の部分と対応する。
【００４２】
第二実施態様の装置は、一対の実質的に垂直な部材２１を有する枠２０を含む別の懸架手段３を含み、この懸架手段３は実質的に水平な棒２２及び補強十字形部材２３によって相互接続され、それぞれの垂直な部材２１の頂端は７で支持手段２にヒンジ式に接合される。
【００４３】
図６は図１の房６を上から示す。
【００４４】
図７は支持手段２、ロボット腕４及び枠２０の形の懸架手段３を異なる視角から示す。
【００４５】
図８に示されるように、支持手段２、懸架手段３及びロボット腕４は房の実質的に上の高さに配置された水平な細長い棒の形の誘導手段２ａに沿って移動可能である。支持手段２は誘導手段２ａ、及び一対の房６の間の誘導手段２ａに沿って支持手段２を動かすように適合された駆動手段（例えば電気式又は気圧式モーター）を含む支持懸架手段２ｂに接続される。
【００４６】
図９及び１０に示されるように、支持手段２は駆動手段２ａによって垂直な軸のまわりで更に移動可能である支持懸架手段２ｂが備え付けられる。ロボット腕４は列に互いの後で配置された房６だけでなく、互いに相対して配置された二つのかかる列のために働くことができる。更にロボット腕は、図９に示されるように、それぞれの列の房に対してある角度で（例えば列に対して垂直に）配置された房６のために働くことができる。
【００４７】
ＥＰ−Ａ−０６３５２０３は搾乳ロボットを開示し、この搾乳ロボットは並んで配置される一列の搾乳房に沿って動かされ、更に支持手段に対して垂直であるだけの搾乳ロボットでしかない。動物房の第二列のために働くために、支持手段はその第二列まで、またその第二列に沿って伸ばされなければならない。
【００４８】
ＥＰ−Ａ−０３２３８７５は搾乳ロボットを開示し、この搾乳ロボットも一列の搾乳房に沿って移動可能である（但し、搾乳房は互いの後に配置されている）。
【００４９】
ＥＰ−Ａ−０５６７１９１は一対の相対するように配置された房を開示し、この房は牛が搾乳の合間に動くことになっている（即ち搾乳が行われた牛が他の居住領域に入る）二つの領域の境界で使用される。記述されたロボット腕は二つの隣接する房の間で回転可能である。しかし、搾乳作業の合間では可能ではなく、二つの搾乳期間の間、全ての群れは一回の搾乳期間の間に搾乳される。
【００５０】
図９及び１０に戻ると、一つの垂直な房の代わりに、互いに他の角度を伴って（この場合７０°）配置される幾つか（例えば三つ）の房があることが意図される。また二つのかかる角をなした房が備え付けられてもよい。更に、三つ以上のかかる房が備え付けられてもよいことは注目されるべきである。
【００５１】
動物房は互いに距離をおいて配置され、装置１が沿って動くことが意図される細長い間隙を形成する。
【００５２】
作業
図２及び６に示される牛などの搾乳される動物は、必要ならば、好適な乳頭清浄装置によって搾乳のために準備される。続いて、ロボット腕４は駆動手段８ａの作動によって図２及び６において右へ動かされ、管状部材１２又は枠２０はヒンジ７のまわりで右へ振り子のように動かされ、これは続いてロボット腕４を右へ動かす。ロボット腕４を水平な位置に保つために、所望により駆動手段８ｂは駆動手段８ａが作動されるのと同時に、或いは作動前後に、作動される。ロボット腕４が横向き運動を行うことができるように、駆動手段８ｃが作動される。
【００５３】
乳頭カップ１５が操作手段１６によって掴まれ、ラック１４から取り出されるとき、乳頭カップ１５は乳頭位置決定手段１８で見ることによって牛の乳頭の方へ動かされる。乳頭カップが選択された乳頭の下に置かれたとき、乳頭カップ１５は真空が乳頭カップの内側で作られる間、持ち上げられ乳頭上に取り付けられる。
【００５４】
搾乳が行われた後、乳頭カップはロボット腕４によって、又はロープ又はその類似物の形の乳頭カップ撤回手段（図示せず）によって、乳頭カップラック１４に戻され、牛が搾乳房から出される。
【００５５】
他の牛が房の中へ入れられ、上記作業がその牛のために行われる。これは搾乳される必要のある牛がいる限り繰り返される。或いは、ロボット腕が次の房へ動かされる。
【００５６】
本発明は上述の実施態様の詳細に制限されることはない。従って、たとえ駆動手段８ａ，８ｂ及び８ｃが図示され、気圧式シリンダーとして記述されていても、油圧式シリンダー、電気モーター又はその類似物が単一で又は気圧式シリンダーと又は互いに組み合わせて使用されることができることは明白である。
【００５７】
モーター２ｂは一つ又は幾つかの気圧式及び／又は油圧式シリンダー及び／又は電気モーターであってもよい。
【００５８】
更に、支持手段２は枠の選択された形に適合される。例えば、図５に見られるように、第一駆動手段８ａは第二駆動手段８ｂと同じ、懸架手段３の側に位置され、一方図１においては第一及び第二駆動手段８ａ，８ｂが懸架手段の反対側に位置される。しかし図１に示される支持手段２は第一及び第二駆動手段８ａ，８ｂが懸架手段３の同じ側に位置されるように変更されてもよく、その結果図４に示される支持手段２は第一及び第二駆動手段８ａ，８ｂが懸架手段の反対側に位置されるように変更されてもよい。
【００５９】
更に、勿論上述の異なった制御手段は一つの、単一の制御手段に統一されてもよい。
【００６０】
図５及び８を参照すると、懸架手段３は誘導手段２ａに直接接続されてもよく、この場合誘導手段２ａは前記支持手段２、前記懸架手段と関連する前記モーター２ｂを構成する。
【００６１】
図４及び８において、一対の房のみが示される。しかし二つ以上の房が備え付けられてもよいことが理解されるべきである。この場合誘導手段はかかるように備え付けられた搾乳房の全て又は部分に沿って走るように伸ばされ、そして勿論搾乳ロボットは誘導手段２ａが沿って走るそれぞれの房のために働く。
【００６２】
誘導手段２ａは一対の誘導部材として示されるが、誘導部材の数は一つだけであってもよいことは理解されるべきである。更に、誘導部材の数は更に多く、即ち三つ以上であってもよい。勿論、誘導手段２ａへの支持手段２、又は懸架手段３の接続は誘導部材の数及び種類の適合が必要である。
【００６３】
これまで牛について言及したが、本発明の装置が羊、山羊、馬又は水牛などの他の搾乳用動物のために使用されてもよいことは理解されるべきことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の第一実施態様の装置（動物房のために働く装置）の透視図である。
【図２】 図２は図１に示される装置の平面図である。
【図３】 図３は図１に示される装置の一部分を図示する。
【図４】 図４は図１に示される、二つの動物房のために働く装置を図示する。
【図５】 図５は本発明の第二実施態様の装置の透視図である。
【図６】 図６は図３に示される装置の平面図である。
【図７】 図７は図１に示される装置の一部分を図示する。
【図８】 図８は図５に示される、二つの動物房のために働く装置を図示する。
【図９】 図９は図１〜４に示される、二列の動物房のために働く装置の透視図である。
【図１０】 図１０は図９に図示された装置の平面図である。

Claims (12)

1. 動物房（６）のレール（５）に固定して接続された支持手段（２）、及びロボット腕懸架手段（３）に接続されたロボット腕（４）を含む動物関連作業を行うための装置において、前記ロボット腕懸架手段（３）が水平な軸のまわりで実質的に振り子運動を行うことができるように、前記ロボット腕懸架手段（３）が前記の水平な軸のまわりで前記支持手段（２）にヒンジで接続され、前記ロボット腕が前記支持手段（２）より低く配置され、ロボット腕懸架手段（３）と支持手段（２）の間の接続が実質的に前記動物の上の高さに配置されることを特徴とする装置。
2. 前記ロボット腕（４）が、細長く、実質的に水平に伸び、更に前記の水平な軸を実質的に横切って伸びる請求項１の装置。
3. 第一駆動手段（８ａ）が前記振り子運動を活発に行うために前記支持手段（２）と前記ロボット腕懸架手段（３）の間に接続される請求項１又は２の装置。
4. 前記ロボット腕（４）が前記ロボット腕懸架手段（３）に対して枢動運動を行うことができるように、前記ロボット腕（４）が前記ロボット腕懸架手段（３）に枢動可能に接続される請求項１〜３のいずれか一つの装置。
5. 前記ロボット腕懸架手段（３）がヒンジ手段（７）によって前記支持手段（２）に接続される請求項４の装置。
6. 前記ヒンジ手段（７）が二つのヒンジ部材を有する請求項５の装置。
7. 第二駆動手段（８ｂ）が前記ロボット腕を実質的に上向／下向方向に活発に動かすために、前記支持手段（２）と前記ロボット腕（４）の間に接続され；第三駆動手段（８ｃ）が前記ロボット腕を実質的に横向方向に活発に動かすために前記ロボット腕（４）と前記ロボット腕懸架手段（３）の間に接続される請求項４の装置。
8. 前記ロボット腕懸架手段（３）が実質的に水平な軸（Ａ−Ａ）のまわりで移動可能な棒を有する枢動手段（９）を含み、前記棒が前記ロボット腕のための第一接続部材（１０ａ）及び前記第三駆動手段（８ｃ）のための第二接続部材（１０ｂ）を備え付け、前記の第一及び第二接続部材のそれぞれが実質的に垂直な軸のまわりで移動可能なヒンジを備え付ける請求項７の装置。
9. 前記ロボット腕支持手段（２）が細長い管状部材（１２）を含む請求項１〜８のいずれか一つの装置。
10. 前記ロボット腕支持手段（２）が棒（２１，２２，２３）からなる細長い枠（２０）を含む請求項１〜９のいずれか一つの装置。
11. 前記ロボット腕が前記作業を行うために、操作手段（１６）を含む請求項１〜１０のいずれか一つの装置。
12. 前記ロボット腕（４）が、少なくとも片側にレール（５）を備え付けた動物スペース（６）内へ移動可能である請求項１〜１１のいずれか一つの装置。

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