WO2012014419A1

WO2012014419A1 - 発情検知装置および発情検知システム

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Publication number: WO2012014419A1
Application number: PCT/JP2011/004138
Authority: WO
Inventors: 圭輔則武; 義輝水谷
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2013-01-30
Also published as: EP2599384A1; JPWO2012014419A1; CN103037685B; CN103037685A

Abstract

樹脂製のケース（２）と、家畜に装着するベルト（２０）とで構成され、ケース（２）内には、家畜の動きを検知する活動量センサである３軸加速度センサ（４０）と、３軸加速度センサ（４０）からの出力を活動量へ変換する信号処理部（４１）と、信号処理部（４１）からの出力を現在の活動量として記憶する一時記憶部（４２）と、一時記憶部（４２）が記憶していた活動量であって、過去の所定期間分の活動量を過去の活動量として記憶する記憶部（４３）と、過去の活動量と現在の活動量とから家畜が発情状態であるか否かを判断する発情判断部（４４）と、発情判断部（４４）が発情状態であると判断したとき、発情状態であることを表示する表示部（３０）と、を備える。

Description

発情検知装置および発情検知システム

　本発明は、家畜、特に牛の発情期を検知する装置に関する。

　雌牛の発情状態、特に発情が始まったときを検知することは、効率的に仔牛を増産するために重要である。発情状態を検知する装置として、歩数計を用いるものがある（特許文献１参照）。

　対象となる雌牛は、歩数計を装着される。一日は、複数の時間帯に区分される。この検知装置は、時間帯ごとに、歩数計が数えた歩数を抽出する。この検知装置は、数えた歩数と過去ｎ日間の同じ時間帯の歩数とを比較する。この比較結果に基いて、発情状態が検知される。

　図９を用いて詳しく説明する。この発情状態の検知装置は、集計装置１０１と少なくとも１つの歩数計１０２とを備える。集計装置１０１は、コンピュータ１０３と通信装置１０４とを備える。歩数計１０２は、ベルト等で、雌牛の身体、例えば、脚、首などに装着される。歩数計１０２は、歩行判別部と、通信部と、制御部とを有する。

　このような構成によれば、歩数計１０２を装着された雌牛が歩行すれば、歩数判別部が雌牛の歩数を数える。数えられた歩数は、歩数判別部から制御部へ送られる。制御部は、予め定められた時刻までの歩数を積算する。制御部は、この積算された値と固体を識別する信号とを通信部へ送る。通信部は、受け取った積算された値と個体を識別する信号とを通信装置１０４へ送信する。通信部の送信が終わると、制御部は、積算された値をゼロにする。

　コンピュータ１０３は、過去の歩数に関する歩数データ、つまりＤ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，Ｄ₄，・・・を蓄積している。コンピュータ１０３は、通信装置１０４を介して受信した直近の歩数と過去の歩数データとを比較する。比較した結果、直近の歩数が過去の歩数データよりも多い傾向を示す場合、コンピュータ１０３は発情状態と判断する。

　しかしながら、従来の検出装置は、雌牛の発情状態を判断するために、集計装置１０１を含む大規模なシステムを必要とする。よって、設備が高価になる。

特開２００８－９２８７８号公報

　本発明は、簡易な装置で発情状態の検知を行うものである。

　本発明の発情検知装置は、家畜に装着されるケースと、ケース内に収納されて、家畜の動きを検知する活動量センサと、ケース内に収納されて、活動量センサからの出力を活動量へ変換する信号処理部と、ケース内に収納されて、信号処理部からの出力を現在の活動量として記憶する一時記憶部と、ケース内に収納されて、一時記憶部が記憶していた活動量であって、過去の所定期間分の活動量を過去の活動量として記憶する記憶部と、ケース内に収納されて、過去の活動量と現在の活動量とから家畜が発情状態であるか否かを判断する発情判断部と、ケース内に収納されて、発情判断部が発情状態であると判断したとき、発情状態であることを表示する表示部と、を備える。

　発情が近い雌牛などの家畜は、この発情検知装置を装着される。この発情検知装置のみで、家畜の発情状態は検知される。つまり、大規模なシステムを用いることなく、家畜の発情状態は検知される。

　３軸加速度センサを用いれば、３軸加速度センサの特性を利用して、この発情検知装置は初期状態にされる。発情検知装置は、ケースを開けなくても操作できる。発情装置は、密閉状態が維持される。

図１Ａは本発明の第１の実施の形態の発情検知装置の外観正面図である。図１Ｂは本発明の第１の実施の形態の発情検知装置の外観側面図である。図２は本発明の第１の実施の形態の発情検知装置を家畜に装着した様子を示す説明図である。図３は本発明の第１の実施の形態の発情検知装置の組立斜視図である。図４は本発明の第１の実施の形態の発情検知装置の要部を示す概念正面図である。図５は本発明の第１の実施の形態の発情検知装置の要部を示す概念側面図である。図６は本発明の第１の実施の形態の発情検知装置のブロック図である。図７は本発明の第１の実施の形態の発情検知装置の動作を示すフローチャートである。図８は本発明の第２の実施の形態の発情検知システムのブロック図である。図９は従来の発情時期の検出装置の概略図である。

　本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

　（実施の形態１）
　図１Ａ、図１Ｂは、本実施の形態１の発情検知装置を示す外観図である。図中、発情検知装置１は、ケース２の下側にベルト２０を有する。図２に示すように、ケース２は、ベルト２０を用いて家畜である雌牛の首に装着される。発情検知装置１が装着される家畜は、豚や牛などでもよい。

　次に、ケース２の内部構成について、図３から図６を用いて説明する。

　ケース２内には、表示基板３と、制御基板４と、電源５とが収納される。表示基板３には、表示部３０が備えられる。制御基板４には、活動量センサである３軸加速度センサ４０と、信号処理部４１と、一時記憶部４２と、記憶部４３と、発情判断部４４が備えられる。

　活動量センサは、家畜の動きを検知する。活動量センサは、各種加速度センサが使用できる。特に、３軸加速度センサ４０を用いれば、３次元で家畜の動作の大きさと動作の方向とを検知できるため、家畜の動きを精度よく検知できる。３軸加速度センサ４０は、ケース２の重心位置に位置する。図３、図５において、重心位置は一点鎖線で示される。

　信号処理部４１は、活動量センサである３軸加速度センサ４０からの出力を活動量へ変換する。一時記憶部４２は、信号処理部４１からの出力を現在の活動量として記憶する。記憶部４３は、一時記憶部４２が記憶していた活動量であって、過去の所定期間分の活動量を過去の活動量として記憶する。発情判断部４４は、過去の活動量と現在の活動量とを用いて、家畜が発情状態であるか否かを判断する。

　信号処理部４１と一時記憶部４２と記憶部４３と発情判断部４４とは、各要素を成す部品が制御基板４上に備えられる。あるいは、信号処理部４１と一時記憶部４２と記憶部４３と発情判断部４４とは、ひとつのマイクロコンピュータで構成できる。

　表示部３０は、発情検知装置１を装着された家畜が発情状態であると発情判断部４４が判断したとき、発情状態であることを表示する。

　さらに、表示部３０は、発情状態であると判断したときからの経過時間を表示する。

　電源５は、表示基板３と、制御基板４とに実装された部品へ電力を供給する。

　ケース２は、カバー２１とベース２２とを含む。

　カバー２１は、表示部３０と向い合う位置に設けられた窓部２３を有する。カバー２１は、樹脂からなり、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレートが使用できる。これらの材料は、加工性、耐衝撃性、耐熱性に優れる。

　ベース２２は、基板２４と、外側リブ２５と、内側リブ２６とを有する。外側リブ２５は、基板２４の片側表面の外周に設けられる。内側リブ２６は、基板２４の片側表面で外側リブ２５の内側に外側リブ２５に沿って設けられる。なお、図４に示すように、ベース２２の構造上の理由により、内側リブ２６は一部が外側リブ２５と沿わない部分があってもよい。内側リブ２６は、外側リブ２５の高さよりも高い。

　外側リブ２５と内側リブ２６との間には、防水用のパッキン２７が設けられる。ケース２は、パッキン２７により密閉される。パッキンは、ＥＰＤＭ（エチレン－プロピレン－ジエンゴム）を主成分とする発泡体からなる。ＥＰＤＭを主成分とする発泡体は、耐候性、耐熱性に優れる。

　カバー２１は、窓部２３の周囲に設けられて表示部３０の反対方向へ突出する突部２８を有する。図３において、突部２８は、カバー２１の全面が突出している。突部２８は、窓部２３の周囲の一部にのみ形成してもよい。

　以上の構成からなる発情検知装置１の動作について、図６とともに説明する。

　発情検知装置１を装着された雌牛の動作は、３軸加速度センサ４０で検知される。３軸加速度センサ４０は、動作の大きさと動作の方向を示す電気信号を出力する。３軸加速度センサ４０で検知された電気信号は、信号処理部４１で活動量へ変換される。変換された活動量は、信号処理部４１から一時記憶部４２へ送信される。送信された活動量は、一定時間、現在の活動量として一時記憶部４２に記憶される。一定時間経過後、３軸加速度センサ４０で検知された新たな電気信号は、信号処理部４１を介して、新たな活動量として一時記憶部４２へ送信される。一時記憶部４２に記憶されていた活動量は、記憶部４３へ送信される。記憶部４３へ送信された活動量は、所定期間、過去の活動量として蓄積される。

　現在の活動量は、一時記憶部４２から発情判断部４４へ送信される。所定期間蓄積された過去の活動量は、記憶部４３から発情判断部４４へ送信される。

　発情判断部４４は、送信された現在の活動量と過去の活動量とを比較する。発情判断部４４は、比較結果に基いて、家畜の発情状態を判断する。具体的には、信号処理部４１から新たな現在の活動量が送信されたとき、一時記憶部４２は記憶していた現在の活動量を記憶部４３へ送信する。記憶部４３は、受信した現在の活動量を過去の活動量として記憶する。発情判断部４４は、過去の活動量の平均値を算出する。発情判断部４４は、算出された過去の活動量の平均値と現在の活動量とを比較する。発情判断部４４は、比較結果を判断するために、予め設定された閾値を有する。現在の活動量が過去の活動量の平均値に対して閾値を超えると、発情判断部４４は、発情状態と判断する。

　発情判断部４４が、家畜である雌牛は「発情状態」であると判断した場合、その結果が発情判断部４４から表示部３０へ送信される。表示部３０は、雌牛が「発情状態」であることを表示する。表示は、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ。図６中、「ＬＣＤ」と記す。）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等で行われる。この表示により、本実施の形態１の発情検知装置１は、家畜が発情したことを家畜の管理者へ伝える。

　発情判断部４４は、「発情状態」と判断してからの経過時間を測定する。発情判断部４４は、この経過時間を表示部３０へ送信する。表示部３０は、現在の活動量を数値化して表示できる。

　予め定めた時間が経過すれば、発情判断部４４は発情状態が終了したと判断する。本実施の形態１では、発情状態と判断してから２４時間経過すれば、発情判断部４４は、「発情状態」が終了したと判断する。

　この判断結果は、発情判断部４４から表示部３０へ送信される。表示部３０は、「発情状態」の表示を終了する。

　雌牛は、一般的に２１日間の発情周期を有する。この発情検知装置１を雌牛に用いる場合、過去の活動量は３０日分のデータを記憶できればよい。

　本実施の形態１の発情検知装置１を用いて、雌牛の発情状態を検知した結果、自然交配や人工授精等により雌牛は妊娠する。

　雌牛が妊娠すれば、発情を検知する必要はない。よって、発情検知装置１は、他の雌牛へ取り付けて利用できる。このとき、発情検知装置１は初期状態へ戻される。

　本実施の形態１の発情検知装置１は、３軸加速度センサ４０を用いている。発情検知装置１は、３軸加速度センサ４０の特性を活かして初期状態へ戻される。具体的に、発情検知装置１は、ある期間、回転運動が加えられる。このとき、３軸加速度センサ４０は、特定の方向へ運動が加えられたことを示す電気信号を信号処理部４１へ送信する。信号処理部４１がこのような電気信号を受信した場合、信号処理部４１は過去の活動量を消去する信号を送信する。一時記憶部４２を介してこの信号を受信した記憶部４３は、過去の活動量を消去する。このような処理をリセット処理という。

　以上の動作を、図７のフローチャートを用いて説明する。

　雌牛の動作は、３軸加速度センサ４０で検知される（Ｓ１）。検知された雌牛の動作の大きさと動作の方向は、信号処理部４１で活動量へ変換される。信号処理部４１は、回転運動を加えられたか否かを判断する（Ｓ２）。回転運動が加えられた場合、発情検知装置１は、リセット処理により初期状態へ戻される（Ｓ３）。回転運動が加えられなかった場合、検知された活動量は、一時記憶部４２へ現在の活動量として記憶される（Ｓ４、Ｓ５）。例えば、現在の活動量は、一定時間として１時間ごとに更新される。新たな現在の活動量が更新されるたびに、記憶されていた現在の活動量は、記憶部４３へ送信される。記憶部４３は、この記憶されていた現在の活動量を過去の活動量として記憶する。本実施の形態１では、所定期間を７２時間とする。つまり、初期状態から７２時間は、過去の活動量を蓄積する。発情判断部４４は、初期状態から７２時間が経過したかを判断する（Ｓ６）。初期状態から７２時間未満であれば、Ｓ４、Ｓ５の動作を繰り返す。初期状態から７２時間が経過すれば、発情判断部４４は、現在の活動量と過去の活動量とを用いて雌牛が発情状態であるかを判断する（Ｓ７）。発情判断部４４が発情状態であると判断したとき、発情判断部４４は時間の測定を開始する（Ｓ８）。発情判断部４４から発情状態であることを受信した表示部３０は、雌牛が発情状態であることを表示する。このとき、表示部３０は、発情状態であることと発情状態を検知してからの時間を表示する（Ｓ９）。発情判断部４４は、発情状態を検知してからの時間が、予め定められた時間である２４時間を経過したか、を判断する（Ｓ１０）。発情状態を検知してから２４時間未満であれば、発情状態を表示し続ける。発情状態を検知してから２４時間が経過したとき、発情判断部４４は、表示部３０の表示を終了する信号を送信する。

　以上の説明から明らかなように、本実施の形態１の発情検知装置１を用いれば、発情時期が近い雌牛にのみこの発情検知装置１を装着することで、この雌牛の発情状態を検知できる。つまり、大規模なシステムを用いることなく、家畜の発情状態が検知される。

　また、発情状態が検知された雌牛が妊娠した場合、この発情検知装置１を初期状態へ戻すことで、他の雌牛の発情状態を検知できる。つまり、雌牛の頭数分の発情検知装置１を準備することなく、多くの雌牛の発情状態を検知できる。その結果、初期のコストを抑制することができる。

　また、発情状態であると判断してからの経過時間を表示することで、最適な受精時期を見つけることができる。

　また、活動量センサである３軸加速度センサ４０は、ケース２の重心位置へ設けられる。このような発情検知装置１は、ベルト２０を用いて雌牛の首へ装着される。従来、雌牛の脚へ取り付けられた歩数計１０２は、雌牛自身の他の脚や他の雌牛の脚によって踏まれ、故障することがあった。雌牛の首へ装着された発情検知装置１は、障害となる外部要素と接触する機会が少ない。よって、発情検知装置１が故障することを抑制できる。

　さらに、このような発情検知装置１は、雌牛の体の中心線上へ位置することになるため、より正確な動作の検知が可能となる。

　また、ケース２は、カバー２１とベース２２とを含む。ベース２２は、基板２４の片側表面の外周に設けられた外側リブ２５と、この片側表面で外側リブ２５の内側に外側リブ２５に沿って設けられた内側リブ２６を有する。内側リブ２６は、外側リブ２５の高さよりも高い。このような構成により、ケース２内へ水分が浸入することを防止できる。特に、内側リブ２６と外側リブ２５との間にパッキン２７を設ければ、より防水性が向上する。

　また、カバー２１は、窓部２３の周囲に設けられて表示部３０の反対方向へ突出する突部２８をさらに有する。窓部２３とカバー２１の外殻となる突部２８との間には、所定の距離を有する。よって、窓部２３が外部要素と接触することを抑制できる。

　また、発情検知装置１を初期状態へ戻す場合、発情検知装置１へ回転運動を加えればよい。つまり、発情検知装置１は、ケース２を開けることなく初期状態へ戻される。発情検知装置１は、初期状態へ戻すためのスイッチ等を設ける必要はない。本構成により、発情検知装置１は、防水性が維持される。よって、この発情検知装置１は、雌牛へ装着したままで水洗いができる。

　（実施の形態２）
　図８は、発情検知システムのブロック図である。図中、実施の形態１と同じものには同一の符号を付与し、説明を援用する。

　発情検知システムは、発情検知装置８１と、通信装置８２と、通知装置８３とを有する。本実施の形態２の発情検知装置８１は、実施の形態１で説明した発情検知装置１に第１の送信部６０を備える。発情判断部４４から第１の送信部６０へ雌牛が発情状態であることを送信する。第１の送信部６０は、雌牛が発情状態であることを示す第１の発情状態信号を通信装置８２の第１の受信部６１へ送信する。

　第１の受信部６１が受信した第１の発情状態信号は、演算部６５を介して第２の送信部６２へ送信される。第２の送信部６２は、通知装置８３の第２の受信部６３へ、送信された第１の発情状態信号を示す第２の発情状態信号を送信する。

　第２の受信部６３が受信した第２の発情状態信号は、演算部６６を介して通知部６４へ送信される。通知部６４は、本実施の形態２の発情検知装置８１を装着された雌牛が、発情状態であることを通知する。

　通信装置８２と通知装置８３は、一体で構成されてもよい。また、通信装置８２は、複数の通信装置８２で構成されてもよい。通知部６４は、警報ランプや、ディスプレイなどで構成してもよい。通信装置８２と通知装置８３とは、無線、有線を問わない。

　このような構成とすれば、雌牛一頭ごと装着された発情検知装置８１を確認する必要がなくなる。つまり、通知装置８３が、発情状態である雌牛が存在することを通知した場合にのみ、対象となる雌牛を探せばよい。よって、雌牛の発情状態を確認する作業性が向上する。

　以上のような発情検知装置は、雌牛だけでなく、活動量で発情時期を判断できる家畜全般、豚や馬等に用いることができる。

　１　　発情検知装置
　２　　ケース
　３　　表示基板
　４　　制御基板
　５　　電源
　２０　　ベルト
　２１　　カバー
　２２　　ベース
　２３　　窓部
　２４　　基板
　２５　　外側リブ
　２６　　内側リブ
　２７　　パッキン
　２８　　突部
　３０　　表示部
　４０　　３軸加速度センサ（活動量センサ）
　４１　　信号処理部
　４２　　一時記憶部
　４３　　記憶部
　４４　　発情判断部
　６０　　第１の送信部
　６１　　第１の受信部
　６２　　第２の送信部
　６３　　第２の受信部
　６４　　通知部
　８１　　発情検知装置
　８２　　通信装置
　８３　　通知装置

Claims

家畜に装着される発情検知装置であって、
前記家畜に装着されるケースと、
前記ケース内に収納されて、前記家畜の動きを検知する活動量センサと、
前記ケース内に収納されて、前記活動量センサからの出力を活動量へ変換する信号処理部と、
前記ケース内に収納されて、前記信号処理部からの出力を現在の活動量として記憶する一時記憶部と、
前記ケース内に収納されて、前記一時記憶部が記憶していた活動量であって、過去の所定期間分の前記活動量を過去の活動量として記憶する記憶部と、
前記ケース内に収納されて、前記過去の活動量と前記現在の活動量とから前記家畜が発情状態であるか否かを判断する発情判断部と、
前記ケース内に収納されて、前記発情判断部が発情状態であると判断したとき、発情状態であることを表示する表示部と、
を備える発情検知装置。
前記発情判断部が発情状態であると判断したとき、前記表示部は、発情状態であると判断したときからの経過時間を表示する、請求項１に記載の発情検知装置。
前記活動量センサは、３軸加速度センサである、請求項１または２に記載の発情検知装置。
前記３軸加速度センサは、前記ケースの重心位置に位置する、請求項３に記載の発情検知装置。
前記ケースは、カバーとベースとを含み、
前記カバーは、前記表示部と向い合う位置に設けられた窓部を有し、
前記ベースは、
　基板と、
　前記基板の片側表面の外周に設けられた外側リブと、
　前記基板の前記片側表面で前記外側リブの内側に前記外側リブに沿って設けられており、前記外側リブの高さよりも高い内側リブと、
を有する、
請求項１に記載の発情検知装置。
前記カバーは、前記窓部の周囲に設けられて前記表示部の反対方向へ突出する突部をさらに有する、請求項５に記載の発情検知装置。
前記信号処理部は、前記３軸加速度センサが所定時間回転運動が継続したことを検知したとき、前記記憶部が記憶している過去の活動量を消去する、請求項３に記載の発情検知装置。
家畜に装着される発情検知装置と、通信装置と、通知装置とを備える発情検知システムであって、
前記発情検知装置は、
　前記家畜に装着されるケースと、
　前記ケース内に収納されて、前記家畜の動きを検知する活動量センサと、
　前記ケース内に収納されて、前記活動量センサからの出力を活動量へ変換する信号処理部と、
　前記ケース内に収納されて、前記信号処理部からの出力を現在の活動量として記憶する一時記憶部と、
　前記ケース内に収納されて、前記一時記憶部が記憶していた活動量であって、過去の所定期間分の前記活動量を過去の活動量として記憶する記憶部と、
　前記ケース内に収納されて、前記過去の活動量と前記現在の活動量とから前記家畜が発情状態であるか否かを判断する発情判断部と、
　前記ケース内に収納されて、前記発情判断部が発情状態であると判断したとき、発情状態であることを表示する表示部と、
　前記ケース内に収納されて、前記発情状態であることを示す第１の発情状態信号を送信する第１の送信部と、
を備え、
前記通信装置は、
　前記第１の送信部から送信された前記第１の発情状態信号を受信する第１の受信部と、
　前記第１の受信部が前記第１の発情状態信号を受信したときに、前記通知装置へ第２の発情状態信号を送信する第２の送信部と、
を備え、
前記通知装置は、
　前記第２の送信部から送信された前記第２の発情状態信号を受信する第２の受信部と、
　前記第２の受信部が前記第２の発情状態信号を受信したときに、前記家畜が発情状態であることを通知する通知部と、
を備える、発情検知システム。
前記発情判断部が発情状態であると判断したとき、前記第１の発情状態信号は、発情状態であると判断したときからの経過時間を有する、請求項８に記載の発情検知システム。
前記活動量センサは、３軸加速度センサである、請求項８または９に記載の発情検知システム。
前記３軸加速度センサは、前記ケースの重心位置に位置する、請求項１０に記載の発情検知システム。
前記ケースは、カバーとベースとを含み、
前記カバーは、前記表示部と向い合う位置に設けられた窓部を有し、
前記ベースは、
　基板と、
　前記基板の片側表面の外周に設けられた外側リブと、
　前記基板の前記片側表面で前記外側リブの内側に前記外側リブに沿って設けられており、前記外側リブの高さよりも高い内側リブと、
を有する、
請求項８に記載の発情検知システム。
前記カバーは、前記窓部の周囲に設けられて前記表示部の反対方向へ突出する突部をさらに有する、請求項１２に記載の発情検知システム。
前記信号処理部は、前記３軸加速度センサが所定時間回転運動が継続したことを検知したとき、前記記憶部が記憶している過去の活動量を消去する、請求項１０に記載の発情検知システム。