JPH06506363A - 自動搾乳装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自動搾乳装置 本発明は、搾乳する動物のためのほぼ矩形の搾乳場所と、１つの側に設けられて いる飼料槽と、少なくとも１つの側に沿って搾乳場所を区画している柵と、乳首 カップを支持する搾乳アームと搾乳する動物の乳首を検出する少なくとも１つの センサを有するセンサアームとを具備する搾乳装置に関する。

このような装置は、乳用牛、特に子を生んだ３才以上のものを自動搾乳するため に用いられる。この場合、動物は、搾乳場所で正しい位置に束縛され、次いで乳 首の正しい位置が、乳首カップを自動位置決めするためのセンサにより定められ る。動物は、飼料槽の中に飼料を供給することにより、搾乳場所におびき寄せら れる。しかし動物が搾乳できない場合、この動物は、他の動物が搾乳場所に接近 するのを妨害することになる。搾乳後に乳牛が搾乳場所に残り、これにより搾乳 場所を不必要に長い時間閉塞することもある。

本発明の課題は、柵が、搾乳場所への入口を形成する旋回可能な部分を有し、さ らに搾乳場所からの出口を形成する第２の外方旋回部分を有することにより、上 記の欠点を除去することにある。これにより、柵を常に開放状態に保持すると通 り抜はシステムとなり、乳牛は立ち入りを禁止されると、妨害されずに搾乳場所 を再び去ることができる。さらに旋回機部分は、乳牛を搾乳場所から強制的に追 出すために用いられる。

本発明の１つの特徴では、搾乳場所の床が、乳牛を正しい搾乳位置に置くために 、高さが異なる部分に分割されている。本発明の別の特徴では、搾乳場所の飼料 槽が、乳牛の頭を位置決めし、そして押しやるための保持および強制手段がそれ ぞれ設けられている。

本発明は、センサ手段の配置を改善することにも関する。この場合、本発明は、 ある基準となる乳首を検出する２つのセンサをセンサアームに取付け、さらに、 基準乳首に対してその他の乳首の位置を検出する第３のセンサを、上記の２つの センサとは無関係に移動できるように設けることを提案する。

さらに本発明は、すべての方向で回動するように搾乳アームにより支持される改 善された乳首カップに関する。これにより、乳首カップを乳首に対してより正確 に案内できる。乳牛の４つの乳首のために４つの乳首カップを用いる場合、それ ぞれの乳首カップを互いに無関係に制御できる。

本発明の１つの特徴では、乳首カップが駆動されると、乳首カップはまず初めに 搾乳アームに対して水平平面の中にロックされ、これにより、乳首カップは、ア ームに対して垂直の運動のみしかできなくなる。次に本発明の上記の特徴及びそ の他の特徴を実施例に基づき図を用いて詳しく説明する。

第１図は、対応する１つの搾乳アームと１つの共通のセンサアームとをそれぞれ 有し互いに対して整列して配置されている２つの搾乳場所の斜視図である。

第２図は、搾乳場所の回りに配置されている本発明の柵を有する搾乳場所の上面 図である。

第３図は、本発明の強制手段を設けられている第２図のｌｌｌ−ＩＩＩ切断線に 沿って切断して示す飼料槽の起立状態の前面図である。

第４図は、本発明の搾乳場所の中の床の斜視図である。

第５図は、本発明の搾乳アームに取付けられている乳首カップの群の斜視図及び これに接続されている装置のブロック図である。

第６ａ（ｉｌ及び第６ｂｌＪは、それぞれ搾乳アームへの乳首カップの各平行な アームのサスペンションの上面図及び側面図である。

第７図は、平行ガイドがら吊られている本発明の乳首カップの直立状態の断面図 である。

第８図は、第５図のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ切断線に沿って切断して示すバルブブロ ックの断面図である。

第９図は、第１図の装置の中に設けられている本発明のセンサアームの斜視図で ある。

第１０図は、基準乳首に対する第９図のセンサアームに取付けられているセンサ の有利な配置位置を示す上面図である。

第１１図は、第９図のセンサアームに取付けられている第２の実施例の直立状態 の断面図である。

第１２図は、本発明の乳首カップの第２の実施例の直立状態の断面図である。

第１３図は、乳首カップのためのＩＣ薄膜センサの斜視図である。

第１４図は、別の乳首カップ接続部の斜視図である。

第１５図は、別の飼料槽の直立状態の前面図である。

第１図には、それぞれに乳牛が自由に出入りでき、対応する制御装置が乳牛を搾 乳すべきか否かを決める２つの搾乳場所１ａ及び１ｂが示されている。搾乳しな い場合、乳牛は、それぞれの搾乳場所に所属する飼料槽２内での飼料による誘い を受けない。柵３は、それぞれの搾乳場所の一部を形成する。この柵３の詳細は 第２図に示されている。飼料槽２は、搾乳場所に対して矢印Ｐ１の方向に往復運 動できるように設けられていることに注意されたい。このことがどのような機能 を有するかに関しては後に詳述する。

各搾乳場所には、乳首カップ５を有する搾乳う・ツクがその自由端に取付けられ ている搾乳アームが設けられている。キャリッジ６は、搾乳場所１ａ及び１ｂの 双方に沿って走行できる。キャリッジ６の上には、搾乳アーム４の自由端をグリ ップして乳牛に対して正しい位置に置くグリッパに加えて、センサ８が取付けら れているセンサアーム７が取付けられている。キャリッジ６は、移動可能であり 、搾乳場所１ａ又は１ｂに対して正しい位置に到達すると、当該場所のレール９ の上にロック可能である。搾乳アーム４の前記結合及び案内は、キャリッジ６の ロック状態で行われる。

搾乳場所での搾乳は、各乳首にあてがわれた乳首カップにより行われる。空気制 御装置（図示せず）を有する乳首カップにより乳首が確実にマツサージされ、次 いで乳が、フィルタ及び冷却部品等を有する乳吐出装置の中に搬送される。これ に関しては以下に説明する。

乳牛の存在を検出するために超音波存在センサを各搾乳場所に設けることが推奨 される。このような超音波存在センサは、例えば光反射とは異なる超音波反射の 特徴が用いられる利点を有する。これにより、汚染又は塵埃又は湿気による故障 が少なくなる。通常の方法の超音波検出と異なり、反射の欠落が検出される。

何故ならば、超音波ビームの中の乳牛は、そのビームを吸収し、従って超音波を 強く反射する金属機等の対象が信号をセンサに反射するのを阻止する。このよう な反射の欠落が、乳牛の存在の探知につながる。

第２図には、搾乳場所１の回りの柵３の好適な実施例が示されている。柵３は、 飼料槽２に隣接する少なくとも１つの側に沿っている固定部分１０・と、飼料槽 ２に対して反対に位置する１つの側とからなる。第２の長辺側に沿って、中央固 定部分１０’が設けられている。中央固定部分１０’の中で、前部及び後部は、 それぞれ１つの旋回機１１及び１つの関節状機１２を有する。それぞれの可動な 種部分は、蝶番を介して中央部分１０’に取付られ、シリンダ１２により開放位 置から閉成位置へ移動できる。旋回機部分１１は、閉止位置に置くことができる だけでなく、柵により区画されているスペースの中に旋回でき、搾乳場所の床部 骨の上の位置に旋回できる。位置Ａを参照のこと。

旋回機部分１１に対して反対の側に、ガススプリング１４等により、固定橋１ｏ に平行な位置から搾乳場所の床の上のある位置へ回動可能な種部分１３が設けら れている。この位置は、調整可能なストッパにより制限されている。これは、第 ４図で１４により示されている床後部の上に乳牛の後脚が位置するような側に乳 牛の後部が押されることを保証する。これにより、搾乳アームが基準位置から内 側に回転すると搾乳アームは、乳首をさらに位置決めするために乳房にできるだ け近く接近することが保証される。

搾乳期間においては、乳牛認識送信機により、搾乳する場合には出口機１１を閉 成位置のままにしておくことが決定され、そうでない場合には乳牛が搾乳場所か ら出ることができるように対応するシリンダを付勢して矢印Ｐ２の方向に出口［ １２を開放することが決定される。

旋回機部分１１により乳牛を外方へ押すことにより、乳牛の退出が促されるので 、搾乳場所の使用効率が増加する。搾乳場所が空の場合、次の乳牛へと入口を開 放するために種部分１１は位置Ｂへ旋回して戻る。

乳牛を搾乳する場合、種部分１２は閉じられたままで、動物が保持部材１５と強 制部材１６との間にしっかりと保持されて、その動物の頭が飼料槽２に接近でき るようにする。これらの２つの部材の間のスペースは、乳牛が自由に飼料槽２か ら飼料を食べることができるように形成されている。この間に、乳牛が搾乳され る。これに関しては以下にさらに説明する。

搾乳が終了すると、乳牛は飼料槽から排除されなければならない。この場合、第 ３図に示すように、保持部材１５はピン１７の回りを上方へ向かって矢印Ｐ３の 方向に回転し、強制部材１６は、矢印Ｐ４に従ってピン１８の回りを左方へと回 転する。乳牛の頭を、柵１２へ向かって外に左方へ旋回させることができ、飼料 槽２は、強制部材１６の格子状端部１９より閉鎖される。飼料槽２は同時に前方 へ動かされ、退出用の開口ができるだけ大きくされる。乳牛を搾乳場所から強制 的に追出すことは、前述ようにして旋回機１１により行える。その際に一方で、 柵°１２が開放される。

第１５図には、前述の飼料槽の改善・された実施例が示されている。図中、ガイ ド１２２が、乳牛を頭を上方へ向かって飼料槽から強制的に押しのけるために付 加されている。食事中は乳牛の頭は、ガイド１２２と強制部材１６との間に固定 されている。

第４図に示すように、乳首が容易に接近可能になるように、搾乳場所の中の乳牛 の位置を改善するため、動物の前脚が位置する床筋部２０は、床後部１４より高 く配置されている。

搾乳ラックの設置が、乳首への接近が困難であることに起因して難しい場合には 、床筋部２０の高さを、ある１匹の乳牛のために前もって調整されている高さに 調整するか、又は乳牛の位置決めの間に後から調整された高さに調整するのが有 利である。

乳牛が入り初めの段階にあるとき、乳牛がその後脚を床後部１４と同一の高さに 位置する床中央部２１に置くこともある。搾乳中に、床部骨２１を、本明細書で は説明しない方法で、下方へ動かし、乳牛が自動的に後脚を床後部１４に置くよ うにさせることが可能である。搾乳期間の終りに床部骨２１は、第４図で実線で 示されている位置に再び戻すことかできる。

床部骨１４の横断面は、動物のひずめを支持するために２つの分離されている場 所１４′を形成するように定められている。これらの場所１４′の位置は、動物 の最適な搾乳位置が得られるように定められている。

乳牛が、乳首カップの設置機構に接触したり、それにより傷害を受けることを防 止するために、安全センサが設けられている。安全センサは、乳牛が脚を例えば 中間床部分の設置機構の側等の危険な場所に置いたかどうかの信号を送る。セン サが、そのような場所に脚があるという信号を送ると、乳首カップの設置が遅延 され、乳牛は、例えばＰｌの方向に飼料槽２を前後に動かすことにより、脚の位 置を変えるように促される。

保持部材１５は、より容易に乳首に接近できるようにするため、背中を僅かに曲 げるように乳牛を強制するように形成されていることに注意されたい。

飼料槽２の上に乳牛を固定することは、乳牛が後方に振り返り、その際に背中を 曲げ、これにより乳首の方向が搾乳ボックスと一直線上に位置しなくなることを 阻止するために必要である。しかし、この位置に乳牛を固定することは非常に不 利である。何故ならば神経質な動物は柵を損傷するからである。保持部材１５を 、乳牛がこれを押しのけ、頭を引っ込めることができるように、変位可能にする と有利である。実際上は付加的な部材が必要である。そうしないと乳牛は、飼料 に再び到達できず、動揺するからである。従って、乳牛が頭を引っ込める際には 保持部材１５の制御装置が保持部材１５を開放するように制御装置を構成する必 要がある。これにより乳牛は、頭を飼料槽の中に戻すことができ、これにより乳 牛は再び保持部材１５により固定され、これにより乳首カップの位置決めを続け ることができる。

さらに、飼料槽に対して反対の側に、隣接領域が汚れるのを防止する排泄物プレ ート２５を設けることができる。排泄物プレートには、搾乳場所の床部骨の後に ある格子につながる排泄物導管２６が設けられている。

乳牛を強制的に追出すため、この排泄物プレート２５には、搾乳場所から去るよ うに乳牛を刺激するための、乳牛の後部に空気流を当てるための噴射ノズルを備 えることが可能である。

次に第５図以下を用いて、搾乳アーム４の自由端に取付けられている乳首カップ を有する搾乳う・ツクを説明する。

図中、搾乳アーム４は、模式的にのみ示されているが、搾乳ラック５を搾乳場所 の床の上でかつ乳牛の下の正しい位置に移動するために、関節状アームであるこ とが可能である。

本発明では、搾乳ラック５は、４つの乳首力・ツブ２６を備え、それらの直立部 分断面が第７図に詳細に示されている。

本発明では、各乳首カップ２６は、互いに上下に位置する２つの管状環２７及び ２８により支持されている。管状環２７は、乳を搬出するために用いられ、管状 環２８は、乳首カップの中に真空を印加するために用いられる。乳首カップ２６ の近くでこれらの管は、ゴム継手部材２９により互いに結び付けられ゛ている。

第７図に示すように、ゴム継手部材２９は、所定の制限内で全方向蝶番を形成し 、乳首カップの開口が乳首の位置に向くようになっている。第６ａ図及び第６ｂ 図に示すように、搾乳ラック５には、上下に位置する支持部材（ブラケット）３ ０が設けられている。支持部材３０は、７字形状を有し、フォーク３２の回転ピ ン３１を受けている。フォーク３２は、各管状環２７又は２８の端部に固定され ている。搾乳ラック５の中に収容されている空気圧シリンダ３４のピストン棒３ ３により、Ｖ字状部の頂部へとピン３１を押圧することができる。

下部環２７は、空気圧シリンダ３５により矢印Ｐ４の方向に上下に動かすことが 可能である。

シリンダ３４が付勢されていなければ、ピストン３３は後退し、ビン３１は、矢 印Ｐ６の方向に、Ｖ字状サスペンションブラケット３０の中で水平平面内を自由 に旋回できる。これは、各乳首カップが水平及び垂直平面の双方の中を自由に可 動であることを保証する。

しかし、カップを乳首の上に置く場合には、シリンダ３４が一時的に付勢され、 乳首カップ２６の平行なガイドとなる管状環２７．２８が一時的に水平平面内で 第６ｂ図に実線で示されている位置に固定される。このように搾乳ラック５の運 動により、乳首カップ２６を正しい位置に置くことが可能であり、シリンダ３５ を付勢して平行なガイドとなる管状環を上方へ動かして乳首カップ２６を持上げ ることにより、乳首カップの開口の中に乳首を収容することが可能である。

乳首が乳首カップ２６の中に収容されると、ただちにシリンダ３４が反転され、 これによりピン３１は再びＶ字状ブラケット３０の中を自由に動くことか可能で ある。従って、搾乳ラックが移動しても、乳首カップは自由に可動なように乳首 から吊るされたままになる。

この構造に起因して、乳首の上に吊られている運動部分は、できるだけ軽量に維 持され、カップは、乳房及び乳首の運動に良好に追従できるようにする。

搾乳アーム４は気体スプリング８７により支持され、乳牛がいらだって搾乳ラッ ク５を蹴飛ばしても、損傷が発生しないようになっている。

前述のように管状の平行な棒２７，２８は、乳首カップ２６につながっており、 中間ゴム蝶番２９を通る。

公知のように、乳首カップは、異なる互いに適合するいくつかの円筒部品から成 る金属円筒４０から成る。

内側にゴムスリーブ４１が、乳首を収容するために設けられている。ゴムスリー ブ４１と円筒４０との間のスペースは、真空スペースを形成する。真空スペース は、上部接続管（管状棒）２８に接続されており、脈動真空をこのスペースの中 に印加できる。これは公知であると考えられる。この真空により、スリーブ４１ は、乳首にマツサージ効果を与える変形を受け、これにより搾乳が開始される。

乳は、スリーブ４１の中のスペースの中に集められ、平行なガイドの下部管状棒 ２７を流れる。

乳首カップの下のスペースの底面の中には、４つの乳房のいずれかが乳房炎に感 染していないがを検出するために用いられる温度及び導電率センサ４２が設けら れている。このセンサは、ケーブル４３を介して本装置の制御回路に接続されて いる。

開口に近い乳首カップ２６の上部の中に誘導動作形検出センサ４４が設けられて いる。このセンサ４４は、ゴムスリーブ４１の回りを容易に湾曲可能なＩＣ薄膜 から成る。このＩＣ薄膜センサは、装置制御システムにケーブル４５を介して接 続されている。誘導周波数は、測定対象に適応するように選択され、ここでは約 ＩＭＨｚに設定される。

ゴムスリーブ４１は、乳首カップ２６の入口開口の上において、下方へ向いてい るカラー４６に連通している。カラー４６は同時に保護スリーブ４７を固定保持 している。保護スリーブ４７は、軸方向に配置され、導管４８が貫通できるチャ ネルを有する。導管４８は開口４９に乳首カップ２６の入口で連通ずる。この導 管４８は、一方では乳首カップが乳首から離される際にスリーブ４１の内壁から 乳首を解放するために、他方ではカップが乳首の上に置かれている場合に乳首と に、空気圧システムにも洗浄液体システムにも接続できる。この洗浄システムは 、接近センサ４４が乳首の存在を検出した場合にのみ作動可能であるあることは 明白である。乳を分泌を促進するために洗浄水は、体温に近い温度に予熱される 。乳首カップに近い位置に配置される循環システムが必要であり、さもなければ 数秒以内に十分温かい洗浄水を得ることができない。

第１２図及び第１３図は、乳首カップの改善された実施例を示す。この場合、改 善は、ＩＣ薄膜センサの変形、１つの共通のカップスリーブの適用、異なる材料 の使用を含む。軸１０３を有する共通のカップスリーブ１０２は、延長部材１１ ６により乳首カップ１０５の中に固定され、この場合、上部エツジ１０１は、通 常のように上面周縁の回りに配置される。カップスリーブ１０２は、管継手１１ ３が前述の管４８に対して変形されたのとほぼ同様に変形されなければならない かもしれない。乳首に沿って空気が漏洩するのを阻止することにより「シュー」 という雑音の発生を防止することを保証する音響バリヤ１０４を、共通のカップ スリーブに付加的に取る付けることもできる。この音響バリヤは、乳首カップの 上部全体を覆うカバーと一体的に形成でき、これによりすべての管及び電子部品 を腐食から保護することができる。

乳首カップ１０５は、ＩＣ薄膜センサ１０６，１１５の組合せに適合している。

スリーブ１０２が正しく機能するためには、例えば少なくとも２ｍｍの十分なス ペースを前記スリーブの回りに設けて、これにより短い又は細い乳首をマツサー ジする間にスリーブが乳首カップの内壁又はセンサに接触せずに変形できるよう にしなければならないことが分かった。ＩＣ薄膜センサ１０６．１１５を真空ス ペースの中に配置すると、真空に起因してこれらのセンサか周囲の湿気及び腐食 作用にされされるので不利であることも分かった。改善された実施例では、ＩＣ 薄膜センサ１０６，１１５ツブ１０５は、電磁的に中性な合成樹脂から成り、こ れによりセンサ表面１１４から乳首への電磁波放射が妨害されずに行われる。周 囲を前記放射から保護するために、金属リング１０７がＩＣ薄膜センサ１０６の 回りに設けられている。センサは、リング１０７がＩＣ薄膜センサの電子回路に 接続されている場合にのみ機能する。センサ自身は、センサ表面１１４が、乳首 組織を挟むコンデンサー電極として動作する間にのみ機能する。コンデンサー電 極には、４０ｋＨｚ周波数の交流電流が供給される。ＩＣ薄膜に接続されている 電子回路は、センサ表面１１４の間の媒体の誘電率の変動を検出する。電子回路 はケーブル１１０により制御システムに接続されている。

ＩＣ薄膜センサは、金属リング１０７と合成樹脂カバーとの間に配置されて成形 され、鋳造部品１１１は、センサが、真空スペースの中の腐食作用を有する環境 と接触しないことを保証する。

乳首カップは、前述のように搾乳システムに接続されている。この場合、出口通 路１０８を有する下部管（管状棒）２７は、延長部材１１６に接続されている。

前記延長部材１１６は、センサ４２と同様の温度及び導電率センサを設けられて いる。上部管（管状棒）２８は、真空スペースに接続部材１０９により接続され ている。第１４図には乳首カップの改善された取付は方法が示されている。図中 、たわみ接続手段１１７及び１１８は、弾性ピン１１９を備える矩形接続部品１ ２０及び１２１に接続されている。

合成樹脂乳首カップ１０５の別の利点は軽量なことにあり、これにより乳首カッ プは、搾乳中に乳首がたるんでも、乳首から容易に離れない。乳首センサ１０６ に２つのセンサ表面を設けると、乳首に対して乳首カップが下降するのを検出し 、カップを後述のように改めて位置決めすることが可能となる。

搾乳中に乳首は変形するので、乳首カップは乳首からずれ落ちる傾向があること に注意されたい。これを阻止するために、乳首カップは、平行なガイド（管状棒 ）２７．２８のシリンダ３５を付勢することによりその都度押し上げることがで きる。

乳及び洗浄液は双方ともに管（管状棒）２７を介して吐出されるので、双方は、 乳処理システムの中で分離されていなければならない。このために、搾乳ラック ５はバルブブロック５０（第５図参照）を有する。

バルブブロック５０の断面は第８図に示されている。

各乳首カップ２６は管２７及びたわみ導管５１を介してバルブブロック５０の中 の２つのチャンバに連通している。２つのチャンバ５２及び５３は、それぞれ１ つの出口開口５４及び５５を有し、これらの出口開口は、搾乳ラック５のそれぞ れの側で多岐導管５６及び５７に連通している。多岐導管５６及び５７は、乳収 容タンク５８と洗浄液収容タンク５９とにつながる。

各チャン／＜５２．５３は、ダイヤフラムバルブ６゜により分割されている。こ こでは、ダイヤフラム６゜は、４つの乳首カップのための８つのバルブを有する 連続ウェブとして具体化され、ウェブは、適切な方法でバルブハウジング５０の 上部シェルと下部シェルとの間にクランプされている。従って各チャンバは、ダ イヤフラムバルブ６０の下面の液体部分と、ダイヤフラムバルブ６０の上面の気 体側とに分割される。電気的に作動される弁６２及び分岐線６３を介してチャン バ５２及び５３のガス側に連通している供給導管６１により弁を空気圧作動する ことにより、各ダイヤフラムバルブ６０は周期的に圧力を印加したり除去したり できる。従ってバルブは周期的にそれぞれの開口５４及び５５を閉じる。

洗浄液がバルブに導管５１を介して搬送されるか、又は乳が処理のために搬送さ れるかに依存して、ダイヤフラムバルブ６０はそれぞれ開口５４．５５を閉成す る。

第５図には乳及び洗浄液のための空気圧吐出システムが示されている。電動機Ｍ により駆動されるポンプ７０は、導管７１の中に負圧を供給し、導管７１は、負 圧をバルブハウジング５０のガス側に印加し、また負圧を洗浄液タンク５９及び 乳タンク５８の中に印加する。

乳首を清潔にするもう一つの方法は、各乳首カップの外側のリングに噴射器を取 付けることから成る。乳首カップを接続する前にリングがまず初めに乳首の回り に置かれ、乳首が噴流により清潔にされる。次いで乳首カップが乳首の回りに置 かれる。このようにしてチャネル（スリーブ）４１は、乳首に付着している汚物 により汚されない。汚物を除去する別の方法は、乳房に噴射し、乳牛が搾乳ボッ クスに入る前に自動的に乳房を払拭及び／又は乾燥することから成る。この乾燥 は、吸収剤が付着している機械的に動く表面によって行うことができる。この吸 収剤は、例えばロールに巻かれ各乳牛毎に交換される紙等である。

タンク５８に集められた乳は、ポンプ７２、フィルタ７３、冷却器７４を介して さらなる処理のために貯蔵タンク７５に案内される。搾乳は毎日自動搾乳装置の 中で行われるので、乳は連続的に貯蔵タンクの中に汲み上げられる。従って乳フ ィルタを連続的に清潔にすることが必要であり、これは有利には自動クリーニン グフィルタにより行われる。

ダイヤフラムバルブ６０の両側の真空は、同一の真空装置に接続されていること から、実際上は同一であることに注意されたい。ダイヤフラムの上面では真空が より広い表面に作用するので、ダイヤフラムはそれぞれ開口５４．５５から引き 離され、そして、洗浄液及び乳のそれぞれの制御は、適切な方法で行うことがで きる。

乳首カップ２６を有する搾乳ラック５の駆動は、キャリッジ６に取付けられてい るセンサ８を有するセンサアーム７により行われる。このキャリッジ６は、第９ 図に示されている。

キャリッジ６は、線路８０に沿って搾乳場所１　ａ。

１ｂ等に沿って移動でき、安定した配置を実現するために搾乳場所で線路８０に 固定クランプできる。センサアームの制御は、サーボモータに′より行わベ　サ ーボモータの制御ボックスはキャリッジの上に取付けられる。アームの重量は空 気圧的に補償される。アームはグリッパを有し、グリッパにより搾乳ラックがグ リップされ、アームに対して位置決めされ、よってアームに取付けられてＪ）る センサに対しても位置決めされる。アームには２つの第１のセンサ８１が取付け られ、さらに第３のセンサ８２も取付けられている。

２つの第１センサ８１は、基準乳首すなわち乳牛の４つの乳首のうちの１つを検 出するために用いられる。

第３のセンサ８３は、基準乳首に対するその他の３つの乳首の位置を検出するた めに用いられる。このために、搾乳ラックが連結されているアームは、まず初め に２つの第１センサ８１により基準乳首に搬送され、次いで第３センサ８２が乳 首の間に持上られる。これが可能なのは、第３センサ８２が持上アーム８３に取 付けられているからである。

持上アーム８３は、第１１図に関連してさらに説明する第３センサ８２を、この センサが乳首の下面を検出するまで持上る。ここで例えば超音波センサであるセ ンサ自身は、ハウジングの中でアーム８３の端部に保持されている。この場合、 回転可能に設けられているカバー８４がハウジングの回りに設けられている。

カバーは、アーム８３に取付けられている電動機８６により駆動される歯付ベル ト８５により駆動される。

カバー８４の上部の中には、センサにより放射された信号が正しい方向で反射さ れて周囲の乳首に到達するように反射鏡６８が設けられている。このようにして 、これらの乳首の位置を基準乳首に対して定めることができる。

さらにじゃばらセンサが搾乳アームに取付けられている。しゃばらセンサは、ア ームを制御するために用いられるのではなく、接続装置が乳牛を妨害することを 阻止するための安全装置として設けられている。しゃばらセンサは、接続アーム の上部に取付けられ、しゃばらの下側に接続アームが接触するのを検出する。

この検出が行われることは、その他のセンサが乳房又は乳首を検出しなかったこ とを意味する。本装置の制御装置に、接続サイクルを繰返すように信号が送られ 、これが繰返し行われると警報信号が発生される。

２つのセンサ８１はそれぞれ、信号の送信機及び受信機から成る。センサの一部 は、反射信号の送信と受信との間の時間を測定する制御装置により形成されてい る。各センサは時間間隔のみを測定する。一方のセンサが、他方のセンサから発 生され異なる乳首による反射を測定することもある。これは例えば、前方の乳首 が互いに接近して位置する場合に当てはまる。従って制御装置は、誤りの位置情 報を受取り、従ってアームを誤って制御する。これを防止するために、基準乳首 の望ましい位置が、その位置において基準乳首が常にセンサに最も近く位置する ように選択される。従ってセンサ８１は、搾乳場所における乳房の標準中央位置 に対して非対称の位置が得られるように、アーム７に取付けられている。この場 合、通常は望ましい前方乳首（基準乳首）からの距離は、他方の前方乳首との距 離より短く、これにより前述の制御誤差は阻止されている。これは、搾乳ボック スの長手方向にセンサ８２を通る仮想線を引き、２つのセンサ８１をこの線の同 一の側に配置することにより実現される。

前述のように２つのセンサは、送信機と受信機とから成る。この場合、反射パル スの送信と受信との間の時間間隔か測定される。同一の制御装置により制御され る２つの同一のセンサが設けられているので、１つの送信機の送信パルスを双方 の受信機で受信して、両方の時間間隔を処理することが可能である。実際上、乳 首が傾いた位置にある場合、２つの受信機のうちの一方が他方に比してより良好 な信号を受信する。各受信機で、対応する送信機及び他方の送信機の時間間隔を 測定することにより、位置を検出することがさらに可能となる。この場合、乳首 が大幅に傾いた位置にある場合でも、良好な案内動作を行うことが可能である。

双方のセンサが同一の対象（所望の基準乳首）を測定したかどうかをチェックす ることも可能である。何故ならば送信機１から受信機２まで時間間隔は、送信機 ２から受信機１までの時間間隔に等しいからである。

差がある場合、測定結果は無視される。さらなる精密化が、センサの受信回路に 、送信機をパルス認識により識別する電子素子を設けることにより実現される。

この場合、不正確なエコーは無視される。

パルス認識は、異なる方法で行うこともできる。例えば、所定の相互間隔を有す る２つ以上のパルスを送信することにより行われる。受信機は、所定の相互間隔 を有する信号のみに応動する。これにより、その他の信号の干渉障害は最小化さ れる。

基準乳首を検出及び追従するためのさらなる改善は、センサによる検出が水平で ない表面の中で行われるようにセンサ８１を調整することにより得られる。これ は、乳首が垂直に向いていない、すなわち垂直に対して角度をなす場合に有利で ある。この場合、センサを角度をなして配置するために、センサの付加的な制御 軸があることが必要である。すなわち、例えばこの制御軸を、双方のセンサ８１ を通過するように配置する。

センサの角度の制御は、個々の乳牛に依存し、例えば３つの調整が可能である。

別の方法は、前記センサによる測定の後にある調整を選択し、最適な調整量を選 択して、測定の最良の結果を得るものである。

図示の実施例では、超音波センサが、周波数が有利には６４ｋＨｚであるが１０ ０ｋＨｚまで増加できる２つのセンサ８１として用いられる。第３センサ８２の 周波数は、３００〜７００ｋＨｚの領域内にあり、有利には５００ｋＨｚである 。困難な環境と、乳牛がセンサ取付は部材を湾曲する可能性とに起因して、セン サの位置を較正する方法も開発された。このために、センサは、既知の位置に搬 送され、乳首に類似の対象が検出される。検出された位置は、制御装置において 既知の位置に対応しなければならない。変動が小さい場合、既知の位置は、新し い位置により修正される。

変動が大きい場合、そのことが表示される。

前述の装置は、屋根材の家畜場内を自由に動ける乳牛の自動搾乳には良く適する 。搾乳ボックスに飼料を供給することは、問題を起こす。何故ならば、数頭かの 乳牛が連続的に搾乳され、その他の乳牛が十分に搾乳されないからである。この 場合、乳牛か搾乳されない、例えば２〜３時間の期間を搾乳期間の後に設けるこ とが通常は選択される。実際の経験から、このようにすると乳牛を一日当り５〜 ７度搾乳できることが分かった。この高い頻度の搾乳は乳首を損傷させ、従っで ある搾乳ボックスの中で搾乳できる乳牛の数は制限される。より頻度の高い搾乳 により搾乳乳量を増加することは、−日当り３又は４度の搾乳で十分に達成でき る。

すべての乳牛をそれぞれ所定の時間内に搾乳できるように各搾乳期間を定めるこ とにより、すべての乳牛の乳房は一様に負荷され、家畜小屋の中で混乱が生じず 、ある乳牛が搾乳されていないことを知ることができる。各期間内に２度目に搾 乳されようとすると、その乳牛は拒否される。有利には３つの搾乳期間が設けら れる。第４の期間は、乳牛の休養期間であり、この休養期間に設備か清潔にされ る。これらの周期を接近して設定することも可能であり、重畳させることも可能 である。乳牛の搾乳を周期的に行うことにより、乳牛の行動を追うことが容易に なり、例えば病気等に起因して異常な行動を乳牛がとる場合に処置をとることが できる。

国際調査報告 ＰＣＴ／ＭＬ　９］１０００１２

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．搾乳する動物のための実質的に矩形の搾乳場所と、１つの側に配置されてい る飼料槽と、少なくとも１つの側に沿って前記搾乳場所を区画している柵と、乳 首カッブを支持する搾乳アームと搾乳する動物の乳首を検出する少なくとも１つ のセンサが設けられているセンサアームとを具備する搾乳装置において、該柵が 、該搾乳場所への入口を形成するために駆動される旋回可能な部分を有し、該搾 乳場所の出口を形成するために第２の外方へ旋回可能な部分をさらに有すること を特徴とする搾乳装置。
2. ２．上記搾乳場所の床を、異なる高さの部分に分割したことを特徴とする請求の 範囲第１項に記載の搾乳装置。
3. ３．上記床が３つの部分を有し、搾乳する動物の前脚を支持する前部は後部より 高く位置し、中間部分は高さの調整が可能であることを特徴とする請求の範囲第 ２項に記載の搾乳装置。
4. ４．上記搾乳場所の床の上記後部の上面の横断面の高さの輪郭を、搾乳する動物 を後脚を広げて立たせるためにそれぞれの後脚を受けとめるように定めたことを 特徴とする請求の範囲第２項又は第３項に記載の搾乳装置。
5. ５．上記搾乳場所と上記飼料槽の間に、保持及び強制手段を、それらのそれぞれ が搾乳する動物の頭を位置決めし、押しのけるように設けたことを特徴とする請 求の範囲第１項から第４項のうちのいずれか１つの項に記載の搾乳装置。
6. ６．上記保持及び強制手段が、下方に向いている一対のアームを有し、該一対の アームのそれぞれが飼料槽に水平回転シャフトにより接続されており、該一対の アームがその一方のアームの回転角度が他方のアームの回転角度より大きくなる ように互いにリンク部材により接続されていることを特徴とする請求の範囲第５ 項に記載の搾乳装置。
7. ７．搾乳する動物のための実質的に矩形の搾乳場所と、１つの側に配置されてい る飼料槽と、少なくとも１つの側に沿って前記搾乳場所を区画している柵と、乳 首カッブを支持する搾乳アームと搾乳する動物の乳首を検出する少なくとも１つ のセンサが設けられているセンサアームとを具備する搾乳装置において、該セン サアームに２つのセンサを設け、該２つのセンサのそれぞれが搾乳する動物のあ る基準乳首を検出し、第３のセンサを設け、該第３のセンサが該基準乳首に対す るその他の乳首の位置を検出するために該２つのセンサとは無関係に可動である ことを特徴とする搾乳装置。
8. ８．上記基準乳首を検出する上記２つのセンサのそれぞれが、信号送信機と信号 受信機とを有することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の搾乳装置。
9. ９．上記基準乳首を検出する上記２つのセンサを、上記搾乳場所での乳房の標準 中間位置に対して非対称に配置したことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の 搾乳装置。
10. １０．上記第３のセンサが、垂直方向で信号を送信及び受信し、上記第３のセン サの上に偏向部材を設け、該偏向部材が、上記第３のセンサの中心軸の回りを回 転可能であることを特徴とする請求の範囲第７項から第９項のうちのいずれか１ つの項に記載の搾乳装置。
11. １１．搾乳する動物のための実質的に矩形の搾乳場所と、１つの側に配置されて いる飼料槽と、少なくとも１つの側に沿って該搾乳場所を区画している柵と、乳 首カッブを支持する搾乳アームと搾乳する動物の乳首を検出する少なくとも１つ のセンサが設けられているセンサアームとを具備する搾乳装置において、それぞ れが１つの該乳首カッブのためにある搾乳アームを４本設け、該搾乳アームは互 いに無関係に可動であることを特徴とする搾乳装置。
12. １２．上記搾乳アームのそれぞれをユニバーサルジョイントを介して搾乳装置の フレームに接続し、該ユニバーサルジョイントが、固定手段により水平平面の中 で固定可能であることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の搾乳装置。
13. １３．上記ユニバーサルジョイントに、上下に位置する一対のＶ字状ブラケット を設け、該ブラケットが延在して該ブラケットに達しているピンを支持し、該ピ ンがテレスコープ式に作動する搾乳アームの１つの要素に接続していることを特 徴とする請求の範囲第１２項に記載の搾乳装置。
14. １４．制御されている抑圧部材が、上記Ｖ字状ブラケットの方向に上記ピンに作 用することを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の搾乳装置。
15. １５．搾乳する動物のための実質的に矩形の搾乳場所と、１つの側に配置されて いる飼料槽と、少なくとも１つの側に沿って前記搾乳場所を区画している柵と、 乳首カッブを支持する搾乳アームと搾乳する動物の乳首を検出する少なくとも１ つのセンサが設けられているセンサアームとを具備する搾乳装置において、該乳 首カッブが実質的に金属製円筒状ハウジングと、該ハウジングの中の合成樹脂製 スリーブとから成り、該スリーブと該金属ハウジングとの間に検出センサを設け てあることを特徴とする搾乳装置。
16. １６．上記検出センサが誘導形センサであることを特徴とする請求の範囲第１５ 項に記載の搾乳装置。
17. １７．上記検出センサがＩＣ薄膜からなることを特徴とする請求の範囲第１６項 に記載の搾乳装置。
18. １８．上記乳首カッブに、洗浄液のための接続管と、乳及び該洗浄液のための共 通の排出管とを設け、該液体排出管を有する４つの上記乳首カッブが１つの共通 のバルブハウジングに接続されていることを特徴とする請求の範囲第１５項から 第１７項のうちのいずれか１つの項に記載の搾乳装置。
19. １９．上記共通バルブハウジングが下部室と、上部室と、両室の間の分離部材と しての膜とを有することを特徴とする請求の範囲第１８項に記載の搾乳装置。
20. ２０．一日当り３つの搾乳期間を設け、第４の期間を搾乳する動物の休養期間と して用いることを特徴とする請求の範囲第１項から第１９項のうちのいずれか１ つの項に記載の搾乳装置による乳牛搾乳方法。
21. ２１．上記期間が互いに重畳することを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の 乳牛搾乳方法。