JPH09243315A

JPH09243315A - 歩行動物の体部位位置計測装置及び搾乳装置

Info

Publication number: JPH09243315A
Application number: JP8052975A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Tanaka; 田中　　滋; Shinichi Kawabata; 河端　　真一
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1996-03-11
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】透過部材の清掃作業に対する作業者の負担を
軽減し得る歩行動物の体部位位置計測装置を提供する。【解決手段】歩行動物の所定の体部位の位置を判別す
べく、判別用の光を出射するとともに、その出射光が体
部位に当たって反射した反射光を受光するように構成さ
れた検出手段１が、出射光及び反射光が透過自在な透過
部材３を備えた収納部２内に収納され、検出部１の受光
情報に基づいて、体部位の位置を判別する判別手段４が
設けられた歩行動物の体部位位置計測装置において、透
過部材３の表面を清掃する清掃手段Ｗと、清掃指令に基
づいて、清掃手段Ｗを作動させる制御手段１００が設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歩行動物の所定の
体部位の位置を判別すべく、判別用の光を出射するとと
もに、その出射光が前記体部位に当たって反射した反射
光を受光するように構成された検出手段が、前記出射光
及び反射光が透過自在な透過部材を備えた収納部内に収
納され、前記検出部の受光情報に基づいて、前記体部位
の位置を判別する判別手段が設けられた歩行動物の体部
位位置計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる歩行動物の体部位位置計測装置
は、歩行動物の所定の体部位に対して所定の処置を自動
的に施すために、歩行動物の所定の体部位を判別するた
めに用いられるものである。例えば、乳牛等の被搾乳動
物の乳頭に搾乳手段を自動的に装着して搾乳する搾乳装
置において、乳牛の乳頭の位置を判別するために用いら
れる。

【０００３】ところで、歩行動物の所定の体部位に対し
て所定の処置を施す作業環境は、歩行動物の糞尿、泥、
埃等（以下、これらを汚物と総称する場合がある）によ
り劣悪なものであり、装置への汚物の付着は避けられな
いものである。そして、汚物が収納部の透過部材の表面
に付着すると、出射光や反射光が透過しにくくなって、
体部位の判別ができなくなるため、作業者が、適宜、手
作業で透過部材の表面を清掃していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、透過部
材の清掃は頻繁に行う必要があるため、作業者の負担は
非常に大きいものであった。

【０００５】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、透過部材の清掃作業に対する作
業者の負担を軽減し得る歩行動物の体部位位置計測装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の特徴構
成によれば、清掃指令が発せられると、清掃手段が自動
的に作動して、透過部材の表面が清掃される。従って、
透過部材の清掃作業に対する作業者の負担を軽減するこ
とができるようになった。ちなみに、歩行動物の所定の
体部位に対して所定の処置を自動的に施す装置側におい
て、処置の実行に対応させて清掃指令を自動発信させる
ように構成すると、作業者による清掃指令の発信作業が
不要となって、透過部材の表面の清掃を完全に自動化す
ることができる。

【０００７】請求項２に記載の特徴構成によれば、清掃
指令が発せられると、透過部材が清掃用位置に位置する
ように収納部が移動し、透過部材が清掃用位置に位置す
ると、清掃手段が作動して、透過部材の表面が清掃され
る。つまり、清掃手段による透過部材の表面の清掃は、
透過部材を、体部位の位置を判別すべく位置させる判別
用位置とは異なる清掃用位置に位置させて行わせるよう
にしてある。従って、出射光や反射光を遮らせないよう
に、清掃手段を出射光や反射光の光路から退避させるた
めの構成が不要となるので、構成を簡略にすることがで
きて、本発明の実施コストを低減することができるよう
になった。

【０００８】ところで、歩行動物の判別対象の体部位は
定位置に位置するとは限らないので、かかる歩行動物の
体部位位置計測装置においては、通常、透過部材を判別
用位置に位置させた状態で出射光を所定の範囲内に掃引
する掃引手段を設ける。請求項３に記載の特徴構成によ
れば、掃引手段を、出射光の掃引に伴って、収納部も一
体的に移動させるように構成して、その掃引手段を移動
手段に兼用するようにしてある。従って、本発明の実施
コストを更に低減することができるようになった。

【０００９】請求項４に記載の特徴構成によれば、清掃
指令が発せられると、透過部材は判別用位置から清掃用
位置に移動した後、再び、判別用位置側に移動し、その
ように透過部材が往復移動する際に、その往路において
は、散水手段によって、透過部材の表面に散水されると
共に、水除去手段によって、透過部材の表面に付着した
水が除去され、復路においては、水除去手段によって、
透過部材の表面に付着した水が除去される。従って、往
路においては、散水と水除去の協働作用によって、汚物
が洗い流され、復路においては、透過部材の表面に付着
した水が除去されるので、透過部材の表面に付着した汚
物の除去性能を更に向上することができるとともに、清
掃用の水が透過部材の表面に残存することによる出射光
や反射光の透過性能の低下を回避することができるよう
になった。

【００１０】請求項５に記載の特徴構成によれば、ワイ
パー装置によって、透過部材の表面が機械的に拭われ
て、汚物や水が除去される。従って、汚物及び水の除去
性能を更に向上することができるので、透過部材の表面
の清掃性能を更に向上することができるようになった。

【００１１】請求項６に記載の特徴構成によれば、噴風
装置によって、透過部材の表面に空気が吹き付けられる
ことにより、汚物や水が吹き飛ばされる。従って、水除
去手段の構成が、例えばワイパー装置によって透過部材
の表面を機械的に拭うように構成するものに比較して、
簡単になるので、透過部材の表面の清掃性能を優れたも
のにしながら、本発明の実施コストを更に低減すること
ができるようになった。

【００１２】請求項７に記載に特徴構成によれば、検出
手段が、被搾乳動物の乳頭の位置を判別すべく設けら
れ、判別手段によって、被搾乳動物の乳頭の位置が判別
され、その判別情報に基づいて、装着手段によって、搾
乳手段は被搾乳動物の乳頭に装着されるべき適正な位置
に位置合わせされて、乳頭に確実に装着され。そして、
清掃指令が発信されると、清掃手段が自動的に作動し
て、透過部材の表面が清掃される。従って、歩行動物の
体部位位置計測装置によって乳頭の位置が判別されて、
確実に搾乳手段が乳頭に装着され、しかも、作業者によ
る透過部材の清掃作業が不要な搾乳装置を提供すること
ができるようになった。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を自動搾乳装置に適
用した実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、歩行動物の体部位位置計測装置Ｂに
おいては、歩行動物の所定の体部位の位置を判別すべ
く、判別用のレーザ光を出射するとともに、その出射光
が前記体部位に当たって反射した反射光を受光するよう
に構成されたスキャナーＳと、前記体部位の概略位置を
判別すべく、判別用の超音波を送信するとともに、その
送信した超音波の反射波を受信するように構成されたラ
フセンサ５５，５５と、それらスキャナーＳの受光情報
及びラフセンサ５５，５５の受信情報に基づいて、前記
体部位の位置を判別する判別手段４が備えられている。

【００１４】スキャナーＳは、歩行動物の所定の体部位
の位置を判別すべく、判別用のレーザ光を出射するとと
もに、その出射光が前記体部位に当たって反射した反射
光を受光するように構成された検出手段１が、前記出射
光及び反射光が透過自在なガラス等から成る透過部材３
を備えた円筒形状の収納部２内に収納されて構成されて
いる。

【００１５】自動搾乳装置Ａは、乳牛等の被搾乳動物の
乳頭に装着されて搾乳する搾乳手段としての搾乳器Ａａ
（クラスター）と、その搾乳器Ａａを乳牛の乳頭に装着
すべく位置合わせする装着手段としてのセンサロボット
Ａｂと、自動搾乳装置Ａの各種制御を司る制御部Ｃが備
えられて構成されている。そして、検出手段１及びラフ
センサ５５，５５が、乳牛の乳頭の位置を判別すべく設
けられ、制御部Ｃは、搾乳器Ａａを乳牛の乳頭に装着す
べく位置合わせするように、判別手段４の判別情報に基
づいて、センサロボットＡｂを作動させるように構成さ
れている。

【００１６】以下、自動搾乳装置Ａについて、説明を加
える。図４に示すように、搾乳器Ａａは、通常は搾乳室
Ｒ横側方の退避した位置に位置し、乳牛検出手段（図示
せず）により、乳牛が搾乳室Ｒにおいて所定の搾乳姿勢
になったことが検出されると、乳牛の下腹部に突出移動
した搾乳位置に位置するように構成されている。尚、以
下の説明では、図４の図面上、上方向を右方向と、下方
向を左方向に設定する。

【００１７】図５ないし図８に示すように、搾乳器Ａａ
は、乳頭に装着可能な４個のティートカップ５０を先端
に備えた腰折れリンク５１を搾乳室Ｒの右横に備えて構
成され、センサロボットＡｂは、各ティートカップ５０
を、搾乳室Ｒにおいて所定の搾乳姿勢になった乳牛の４
箇所の乳頭のうち夫々に対応する乳頭の真下に位置合せ
するように構成されている。

【００１８】図５及び図６に示すように、搾乳器Ａａ
は、ティートカップ５０を備えた先端アーム５１ａと、
この先端アーム５１ａと搾乳室Ｒ右横に固着された支持
体５４とに架設される基端アーム５１ｂとから成る腰折
れリンク５１と、２個の復帰用シリンダ５２，５３とで
構成されている。ティートカップ５０は外側がゴム材で
覆われており、そのゴム材上下の突出部分に上リンク６
３ａとこれより長さの短い下リンク６３ｂとで成る不等
辺リンク機構６３を介して先端アーム５１ａに支持する
とともに、先端アーム５１ａと下リンク６３ｂとに亘っ
て昇降シリンダ６４を架設してある。基端アーム５１ｂ
は、昇降機構（ロッドレスシリンダや電動シリンダ等）
６６を介して平行昇降可能に支持体５４に支持されてお
り、基端シリンダ５３も連動して昇降可能となるよう、
支持体５４に立設されたバー６７に上下スライド自在に
嵌装してある。

【００１９】４個のティートカップ５０は、乳牛の乳頭
の配列状態に合せて前側が横に広い台形状に配置されて
おり、この配置状態は基本的に固定されている。しかし
ながら、上下のリンク６３ａ，６３ｂと先端アーム５１
ａとの連結部に介装されたゴムブッシュ（図示せず）、
及びティートカップ５０を覆うゴム部材の弾性によっ
て、ティートカップ５０の位置及び姿勢には融通が持た
されており、かつ、ティートカップ５０上端の開口部が
上拡がり形状（図５参照）であることから、４個の乳頭
の相対位置が標準状態から多少ズレていてもティートカ
ップ５０の嵌着が可能となっている。この構造は、乳頭
の相対位置が基本的に乳牛毎でそう大きくは違わないこ
とによって可能となっている。

【００２０】又、ティートカップ５０が乳頭に装着され
ると、それが次のティートカップ５０装着のための支持
基準体となり、その装着されたティートカップ５０はあ
まり動かない方が次のカップ装着の成功率を改善できる
点で都合が良い。そこで、ティートカップ５０の乳頭へ
の装着に伴って、前記のゴムブッシュによる融通を殺す
機構（例えば、電磁マグネットを連結部に埋込んでお
き、通電すれば上下のリンク６３ａ，６３ｂと先端アー
ム５１ａとがリジッド状態になる、等）が設けてあり、
カップ装着の確実性を強化してある。この搾乳器Ａａ
は、先端シリンダ５２と基端シリンダ５３との伸縮駆動
により、搾乳室Ｒの右横に退避した退避位置から、搾乳
室Ｒの左右中央に突出した搾乳位置（乳牛の下腹部）に
亘ってティートカップ５０の姿勢を変えずに移動できる
ようにしてある。尚、６５はセンサロボットＡｂ合体用
の被装着部である。

【００２１】図７及び図８に示すように、センサロボッ
トＡｂは、２個のラフセンサ５５，５５と１個のスキャ
ナー（ファインセンサに相当）５６とを備えた先端平行
四連リンク５７と、これと枠筒６９下部の上下突出板６
９ａ，６９ｂとに亘る基端平行四連リンク５８と、第１
及び第２シリンダ６０，６１等から構成されている。枠
筒６９は、モータ７０ａとネジ軸７０ｂとで成る上下移
動機構７０によって昇降移動可能に支柱５９に嵌装され
るとともに、その支柱５９は、２箇所の搾乳室Ｒ，Ｒの
右側脇に亘って架設された左右一対の移動用レール６２
上を転動移動可能な台車６８に支持されている。尚、下
突出板６９ｂの延長部を、台車６８に立設した支持バー
６８ａに上下スライド自在に嵌装して枠筒６９の回り止
めを行っている。

【００２２】第１シリンダ６０の伸縮動によって基端平
行四連リンク５８を枠筒６９に対して左右移動可能であ
るとともに、第２シリンダ６１の伸縮動によって先端平
行四連リンク５７を基端平行四連リンク５８に対して左
右移動可能であり、図８に示すようにラフセンサ５５及
びスキャナーＳの台車６８に対する姿勢を変えずに、搾
乳室Ｒの右横に退避した退避位置から、搾乳室Ｒの左右
中央に突出した搾乳位置（乳牛の下腹部）に亘って横移
動可能である。ラフセンサ５５，５５は位置固定である
が、スキャナーＳは、上アーム５６ａと下アーム５６ｂ
とで成るスキャナー操作用四連リンク５６、及び下アー
ム５６ｂに作用するモータ機構７１とにより、上下移動
可能に先端平行四連リンク５７に支持されるとともに、
詳細は後述するが、電動モータ５によって受台７６に対
して上下軸芯周りで回動可能に構成されている。尚、７
２は搾乳器Ａａ合体用の装着部である。

【００２３】ここで、搾乳器ＡａとセンサロボットＡｂ
との合体構造を説明すると、図９に示すように、被装着
部６５は、一対の引掛け部６５ａ，６５ａと一対の突起
ガイド６５ｂ，６５ｂとを備えて構成され、装着部７２
は、腰折れリンク７３で相対連結された一対の係合片７
２ａ，７２ａを枢支可能に垂設するとともに、ソレノイ
ド７４で出退操作可能なロッド７５の下端を腰折れリン
ク７３の中央リンク片７３ａに連結して構成されてい
る。係合を解除するには、ソレノイド７４を伸長動させ
れば良い。従って、図９（イ）に示すように、装着部７
２と被装着部６５とが横方向で位置合せされた状態で、
センサロボットＡｂ全体を下降移動すると、係合片７２
ａが突起ガイド６５ｂに誘導され、図９（ロ）に示すよ
うに、２箇所において係合片７２ａ先端と引掛け部６５
ａとが係合し、搾乳器ＡａとセンサロボットＡｂとが合
体するのである。

【００２４】次に、制御部Ｃの制御によって奏する自動
搾乳装置Ａの作用を、図４、及び、図１０ないし図１７
を参照して説明する。尚、乳牛の首には、固体別に設定
された識別情報を発信する発信器（図示せず）を装着さ
れ、図中のＴは、前記発信器から発信される信号を受信
する受信機である。更に、制御部Ｃには、予め、識別情
報に対応させて、識別情報に対応する乳牛の固体情報、
例えば、体格データや乳頭位置データが記憶されてい
る。

【００２５】先ず、第１搾乳室Ｒの右横位置に、搾乳器
Ａａとこれよりも高い位置にあるセンサロボットＡｂと
が横並び状態で待機している（図４）。次いで、前記乳
牛検出手段により、乳牛が所定の搾乳姿勢になったこと
が検出されると、餌箱３６をその乳牛に適合した量後退
させて所定の搾乳姿勢に操作するとともに、左右の牽制
部材３３，３３が作用姿勢に切換る（図１０）。このと
き、餌箱３６の後退移動終了に伴って、センサロボット
Ａｂが左横に移動し、かつ、下方移動すること（図１
３）によってセンサロボットＡｂが搾乳器Ａａに合体す
る。

【００２６】尚、図示しないが、電動モータ等の餌箱３
６を移動操作する手段、餌箱３６が前記所定の搾乳姿勢
に位置したことを検出する手段、及び、シリンダ等の牽
制部材３３を退避姿勢と作用姿勢に切り換える手段が設
けられている。牽制部材３３を作用姿勢に切り換える
と、所定の搾乳姿勢にある乳牛の後脚の直前位置に突出
して後脚の前方移動を規制し、牽制部材３３を退避姿勢
に切り換えると、所定の搾乳姿勢にある乳牛の前進を許
容する。

【００２７】合体された自動搾乳装置Ａは、センサロボ
ットＡｂの第１及び第２シリンダ６０，６１を駆動して
の概略の横移動でティートカップ５０を乳牛の下腹部に
移動し（図１１）、それから、ラフセンサ５５，５５を
用いて第４乳頭（リファレンスティート）を検出し、各
々のティートカップ５０を対応する乳頭の下方となるよ
うに第１及び第２シリンダ６０，６１を駆動制御して
（搾乳器Ａａの２個のシリンダ５２，５３は追従移動す
る）概略の位置合せを行う（図１４、図１５参照）。次
に、モータ機構７１を駆動してスキャナーＳを持上げ、
上下方向でも乳頭の間に位置させ、かつ、後述するよう
に駆動回転させながら４箇所の乳頭位置センシングを行
う（図１４、図１５参照）。

【００２８】スキャナーによる精密センシング（乳頭位
置計測）が終了し、各ティートカップ５０が各乳頭の真
下に位置合せされると、先ず第１乳頭Ｔｅ1 （乳頭の位
置関係は図１５参照）のティートカップ５０の装着トラ
イが開始され（図１６）、それから第２、第３、及び第
４乳頭Ｔｅ2,Ｔｅ3,Ｔｅ4 の装着が行われる。４個のテ
ィートカップ５０の乳頭への装着が完了すると、装着部
７２と被装着部６５との係合が解かれてセンサロボット
Ａｂが少し持上がり、次いで右側方に移動して退避位置
に戻る（図１２）。この後、レール６２を使ってセンサ
ロボットＡｂは隣の第２搾乳室Ｒへと向かうのである。

【００２９】センサロボットＡｂが退避位置に戻ると、
昇降機構６６が上昇駆動されるとともに、昇降シリンダ
（装着機構に相当）６４が短縮駆動されてティートカッ
プ５０を基軸として搾乳器Ａａが持上がり、ティートカ
ップ５０の姿勢を乳頭に適した状態に矯正する（図１
７）。それから、搾乳が開始されるのである。

【００３０】つまり、図１６に示されるようにティート
カップ５０は下方位置では乳頭への嵌まり易さを優先し
て、ほぼ垂直に起立した姿勢となっているが、不等辺リ
ンク機構６３での上昇移動が揺動上昇と似た状態となっ
てやや後傾姿勢になり、乳頭を少し捩じる状態となるの
で、搾乳器Ａａ本体の持上げにより、ティートカップ５
０を後傾姿勢からほぼ垂直な起立姿勢に戻す姿勢矯正機
構Ｍが構成されている。又、先端が少し前に寄る乳頭の
後傾姿勢に合せてティートカップ５０の下方位置での姿
勢を設定し、上昇による顕著な後傾姿勢を元の僅かな後
傾姿勢に戻すように設定すればより好都合である。搾乳
器Ａａ本体を後から持上げ移動させるのは、ティートカ
ップ５０の装着完了に伴って、合体しているセンサロボ
ットＡｂを側方に逃がし移動させるために必要な上下空
間を確保する点でも意味がある。

【００３１】以下、体部位位置計測装置Ｂについて、説
明を加える。図１ないし図３に示すように、スキャナー
Ｓは、受台７６上に設けられ、電動モータ５によって、
検出手段１及び収納部２を上下軸芯周りに一体的に回動
可能に構成されている。更に、電動モータ５には、基準
位置からの回転角度を検出すべく、ロータリエンコーダ
（図示せず）が設けられている。つまり、図１５に示す
ように、スキャナーＳを乳牛の４個の乳頭の略中央に位
置させた状態で、電動モータ５を作動させて、検出手段
１を回転させることにより、出射光を乳牛の４個の乳頭
に当てるように掃引するように構成されている。従っ
て、電動モータ５が掃引手段Ｄに相当する。

【００３２】収納部２の透過部材３の表面を清掃する清
掃手段Ｗが設けられ、その清掃手段Ｗは、透過部材３の
表面に散水する散水手段６と、透過部材３の表面に付着
した水を除去するを水除去手段７にて構成されている。

【００３３】散水手段６は、受台７６上に立設された支
柱７７に取り付けられた散水ノズル６ａと、その散水ノ
ズル６ａへの水の供給を断続する開閉弁６ｂとから構成
されている。水除去手段７は、ロッドの収縮方向が水平
方向になるように支柱７７に取り付けられたワイパー用
シリンダ７ａと、そのワイパー用シリンダ７ａのロッド
先端に長手方向を鉛直方向に向けて取り付けられたワイ
パー７ｂからなるワイパー装置にて構成されている。

【００３４】図１５に示すように、スキャナーＳが乳牛
の４個の乳頭の略中央に位置する状態で、散水手段６及
び水除去手段７は、平面視において、第３乳頭Ｔｅ3 と
第４乳頭Ｔｅ4 の略間に位置するようにして、４個の乳
頭の位置を計測する際に、出射光や反射光を遮らないよ
うに構成されている。

【００３５】検出部１の受光情報、及び、前記ロータリ
エンコーダからの出力信号は、判別手段４に入力され、
判別手段４において、検出部１の受光情報及び前記ロー
タリエンコーダからの出力信号に基づいて、４個の乳頭
夫々の位置が算出されるように構成されている。そし
て、判別手段４における算出結果は、制御部Ｃに入力さ
れ、制御部Ｃは、判別手段４による４個の乳頭夫々の算
出結果に基づいて、センサロボットＡｂを作動させる。
又、電動モータ５１、開閉弁６ｂ及びワイパー用シリン
ダ７ａは、制御部Ｃに接続されて、夫々の作動が制御部
Ｃによって制御されるように構成されている。

【００３６】次に、体部位位置計測装置Ｂによる乳頭位
置計測について説明する。体部位位置計測装置Ｂは、検
出手段１からの出射光が物体に当たって反射した反射光
を受光することで物体の存在と大きさ及び位置を計測す
るものであり、図１５に示すように、そのスキャナーＳ
を４個の乳頭のほぼ中央位置において回転させること
で、４個の乳頭の位置計測を行う。具体的には、図１８
に示すように、乳牛の後脚Ｌｅ、藁クズＳｔ、乳頭Ｔ
ｅ、乳房Ｕｄが計測対象域に存在しているとする。そ
して、図２０に示すように、反射光の受光によるスキャ
ナーＳと物体との距離Ｄｉとその基準位置からの角度Ａ
ｎとが順次記録されるのであるが、反射光が来ないとき
（データが無いとき）には０（零）が検出されるように
なっているとする。

【００３７】図２０に示すように、スキャナーＳの回転
が始まり、先ず後脚Ｌｅの存在及びその距離ｌ_L1〜ｌ_Ln
と、角度θ_L1〜θ_Lnが検出される。次に、藁クズの存在
及びその距離ｌ_S1〜ｌ_Snと、角度θ_S1〜θ_Snが検出さ
れ、それから、乳頭Ｔｅの存在及びその距離ｌ_T1〜ｌ_Tn
と、角度θ_T1〜θ_Tn、乳房Ｕｄ存在及びその距離ｌ_U1〜
ｌ_Unと、角度θ_U1〜θ_Unが順次検出される。又、予め測
定された乳牛毎の乳頭位置データから、おおよその乳頭
存在エリアであるx0,x1 ・y0,y1 で囲まれた四角形のウ
ィンドウＷｉが定めてあり、このウィンドウＷｉ内に物
体が存在するか否かと、乳頭としての太さ及びスキャナ
ーＳからの距離が適切であるかどうかで総合的に判断す
る。

【００３８】すなわち、図１９に示すアルゴリズムのよ
うに、検出された距離と角度のデータの算術平均を各物
体毎に求め（ステップ＃ａ）、算術平均：ｌ_Av＝ｌ₁＋…ｌ_n／ｎ，θ_AV＝θ₁＋…θ_n／ｎ次いで、その求められた値が所定範囲にあるか否か？、
及びその物体が所定のウィンドウＷｉ内に存在するか否
か？を比較し（ステップ＃ｂ）、双方の条件が共に満足
すれば乳頭Ｔｅであると見なし、いずれか一方でも満足
しないと乳頭Ｔｅ以外のものであると見なすように制御
されるのである。尚、図１５に示すように、平面図で右
後のものが第１乳頭Ｔｅ1 であり、そこから時計回り方
向に順次、第２〜第４乳頭Ｔｅ2 〜Ｔｅ4 に設定されて
いる。ラフセンサ５５で検出されるのは、右前の第４乳
頭Ｔｅ4 である。

【００３９】次に、清掃手段Ｗの作動制御について説明
する。図１２に示すように、４個のティートカップ５０
の乳頭への装着が完了して、センサロボットＡｂが前記
退避位置に戻ると、そのことによって、清掃指令が発せ
られたことになり、その清掃指令に基づいて、制御部Ｃ
は、以下の如き清掃制御を実行する。

【００４０】尚、乳頭の位置計測を行う際には、記載順
に、第４乳頭Ｔｅ4 、第３乳頭Ｔｅ3 、第２乳頭Ｔｅ2
、第１乳頭Ｔｅ1 を順次検出すべく、図１５に示すよ
うに、スキャナーＳは、平面視において反時計周り方向
に回転する。従って、４個の乳頭全ての検出が終了した
時点では、図１５に示すように、透過部材３は、第４乳
頭Ｔｅ4 と第１乳頭Ｔｅ1 との間に向いた位置に位置し
ている。従って、センサロボットＡｂが前記退避位置に
戻った時点では、図３（イ）に示すように、透過部材３
は、清掃手段Ｗの清掃作用位置とは異なる位置に位置し
ている。

【００４１】前記清掃指令が発せられると、図３（ロ）
に示すように、平面視において、透過部材３がワイパー
７ｂの作用位置をやや通過する位置に位置するまで、収
納部２を反時計周り方向に回転させ、更に、図３（ハ）
に示すように、透過部材３がその位置から図３（イ）に
示す位置に位置するまで、収納部２を時計周り方向に回
転させるように、電動モータ５を作動させる。上記のよ
うに、収納部２を往復移動させるべく電動モータ５を作
動させるのと並行して、その往復移動の往路において
は、開閉弁６ｂを開作動させるとともに、ワイパー７ｂ
を透過部材３の表面に当て付けるようにワイパー用シリ
ンダ７ａを伸長作動させ、復路においては、開閉弁６ｂ
を閉作動させ、更に、透過部材３がワイパー７ｂの作用
位置をやや通過した時点で、ワイパー用シリンダ７ａを
収縮作動させる。

【００４２】従って、往路においては、散水ノズル６ａ
からの散水とワイパー７ｂとの協働作用によって、透過
部材３の表面に付着した汚物が洗い流され、復路におい
ては、ワイパー７ｂによって、透過部材３の表面に付着
した水が拭われる。

【００４３】従って、前記清掃指令に基づいて、清掃手
段Ｗを作動させる制御手段１００は、制御部Ｃを利用し
て構成されている。清掃手段Ｗは、透過部材３が、乳頭
の位置を判別すべく位置する判別用位置とは異なる清掃
用位置に位置する状態で、透過部材３の表面を清掃する
ように構成されている。又、透過部材３を前記判別用位
置から前記清掃用位置に位置させるように収納部２を移
動させる移動手段Ｍが設けられ、掃引手段Ｄが、出射光
の掃引に伴って、収納部２も一体的に移動させるように
構成されて、移動手段Ｍに兼用されるように構成されて
いる。

【００４４】制御手段１００は、前記清掃指令に基づい
て、透過部材３を前記清掃用位置に位置させるように、
移動手段Ｍを作動させ、且つ、透過部材３が前記清掃用
位置に位置するときに、清掃手段Ｗを作動させるように
構成されている。又、制御手段１００は、透過部材３
を、前記判別用位置から前記清掃用位置に移動させた
後、再び前記判別用位置側に移動させる如く往復移動さ
せるように、移動手段Ｍを作動させるように構成され、
並びに、その往復移動の往路においては、散水手段６及
び水除去手段７を作動させ、復路においては、水除去手
段７のみを作動させるように構成されている。

【００４５】〔別実施形態〕次に別実施形態を説明す
る。検出手段１の具体構成は、上記の実施形態において
例示した構成に限定されるものではなく、種々の構成が
可能である。例えば、電動モータによって回動駆動され
る鏡によって、出射光を掃引させるように構成してもよ
い。

【００４６】２個の検出手段１を設け、三角測量法
によって、乳頭の位置を計測するように構成してもよ
い。

【００４７】水除去手段７を、透過部材３の表面に
空気を吹き付けて水を除去する噴風装置にて構成しても
よい。

【００４８】上記の実施形態では、掃引手段Ｄを移
動手段Ｍに兼用するように構成する場合について例示し
たが、これに代えて、掃引手段Ｄと移動手段Ｍを各別に
設けてもよい。

【００４９】位置計測の対象となる歩行動物やその
体部位は、上記の実施形態において例示した乳牛やその
乳頭に限定されるものではない。

【００５０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動搾乳装置及び歩行動物の体部位位置計測装
置の全体構成を示すブロック図

【図２】体部位位置計測装置の要部の側面図

【図３】体部位位置計測装置の要部の平面図

【図４】搾乳器とセンサロボットとの退避位置での横並
び状態を示す平面図

【図５】搾乳器を示す側面図

【図６】搾乳器を示す平面図

【図７】センサロボットを示す側面図

【図８】センサロボットを示す平面図

【図９】装着部と非装着部の構造を示す一部切欠きの側
面図

【図１０】搾乳器とセンサロボットとの退避位置での合
体状態を示す平面図

【図１１】突出移動して作用姿勢の自動搾乳装置を示す
平面図

【図１２】搾乳器による搾乳状態を示す平面図

【図１３】センサロボットの下降による合体作動を示す
要部の側面図

【図１４】スキャナーのセンシング状態を示す要部の側
面図

【図１５】ラフセンサ及びスキャナーによるセンシング
状態を示す要部の平面図

【図１６】ティートカップのキャッチアップトライを示
す側面図

【図１７】ティートカップ装着後の搾乳器持上げ状態を
示す側面図

【図１８】スキャナーによる計測原理を示す平面図

【図１９】スキャナーによる乳頭検出のアルゴリズムを
示す図

【図２０】スキャナーによる乳頭検出データの解析原理
を示す図

【符号の説明】

１検出手段２収納部３透過部材４判別手段６散水手段７水除去手段１００制御手段Ａａ搾乳手段Ａｂ装着手段Ｄ掃引手段Ｍ移動手段Ｗ清掃手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】歩行動物の所定の体部位の位置を判別す
べく、判別用の光を出射するとともに、その出射光が前
記体部位に当たって反射した反射光を受光するように構
成された検出手段（１）が、前記出射光及び反射光が透
過自在な透過部材（３）を備えた収納部（２）内に収納
され、前記検出部（１）の受光情報に基づいて、前記体部位の
位置を判別する判別手段（４）が設けられた歩行動物の
体部位位置計測装置であって、前記透過部材（３）の表面を清掃する清掃手段（Ｗ）
と、清掃指令に基づいて、前記清掃手段（Ｗ）を作動させる
制御手段（１００）が設けられている歩行動物の体部位
位置計測装置。
【請求項２】前記清掃手段（Ｗ）は、前記透過部材
（３）が、前記体部位の位置を判別すべく位置する判別
用位置とは異なる清掃用位置に位置する状態で、前記透
過部材（３）の表面を清掃するように構成され、前記透過部材（３）を前記判別用位置から前記清掃用位
置に位置させるように、前記収納部（２）を移動させる
移動手段（Ｍ）が設けられ、前記制御手段（１００）は、前記清掃指令に基づいて、
前記透過部材（３）を前記清掃用位置に位置させるよう
に、前記移動手段（Ｍ）を作動させ、且つ、前記透過部
材（３）が前記清掃用位置に位置するときに、前記清掃
手段（Ｗ）を作動させるように構成されている請求項１
記載の歩行動物の体部位位置計測装置。
【請求項３】前記判別用位置において前記出射光を所
定の範囲内に掃引するように構成された掃引手段（Ｄ）
が設けられ、その掃引手段（Ｄ）が、前記出射光の掃引に伴って、前
記収納部（２）も一体的に移動させるように構成され
て、前記移動手段（Ｍ）に兼用されるように構成されて
いる請求項２記載の歩行動物の体部位位置計測装置。
【請求項４】前記清掃手段（Ｗ）が、前記透過部材
（３）の表面に散水する散水手段（６）と、前記透過部
材（３）の表面に付着した水を除去するを水除去手段
（７）にて構成され、前記制御手段（１００）は、前記透過部材（３）を、前
記判別用位置から前記清掃用位置に移動させた後、再び
前記判別用位置側に移動させる如く往復移動させるよう
に、前記移動手段（Ｍ）を作動させるように構成され、
並びに、その往復移動の往路においては、前記散水手段
（６）及び前記水除去手段（７）を作動させ、復路にお
いては、前記水除去手段（７）のみを作動させるように
構成されている請求項２又は３記載の歩行動物の体部位
位置計測装置。
【請求項５】前記水除去手段（７）が、前記透過部材
（３）の表面を拭って水を除去するワイパー装置にて構
成されている請求項４記載の歩行動物の体部位位置計測
装置。
【請求項６】前記水除去手段（７）が、前記透過部材
（３）の表面に空気を吹き付けて水を除去する噴風装置
にて構成されている請求項４記載の歩行動物の体部位位
置計測装置。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５又は６記載の
歩行動物の体部位位置計測装置を備えた搾乳装置であっ
て、被搾乳動物の乳頭に装着されて搾乳する搾乳手段（Ａ
ａ）と、その搾乳手段（Ａａ）を被搾乳動物の乳頭に装着すべく
位置合わせする装着手段（Ａｂ）が設けられ、前記検出手段（１）が、被搾乳動物の乳頭の位置を判別
すべく設けられ、前記装着手段（Ａｂ）は、前記判別手段（４）の判別情
報に基づいて、前記搾乳手段（Ａａ）を被搾乳動物の乳
頭に装着すべく位置合わせするように構成されている搾
乳装置。