JP7479065B2 - Livestock barn cleaning equipment - Google Patents
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Description
本発明は、畜舎内を自律走行しながら洗浄動作を行なう畜舎洗浄装置に関する。 The present invention relates to a livestock barn cleaning device that performs cleaning operations while autonomously traveling within a livestock barn.
例えばブロイラー（肉用鶏）の飼育期間は、現在４８日程度と言われ、出荷は鶏舎内の全ての鶏が出荷され、出荷日から次の雛が鶏舎に入るまでの１～２週間が空舎期間となる。この空白期間内に、鶏糞除去、鶏舎の水洗い、消毒（１～２回）、乾燥、新たな敷料（木製チップ）の搬入、鶏舎の加温、餌の準備を行なって次の雛を飼育する準備作業が行われる。 For example, the rearing period for broilers (chickens for meat) is currently said to be around 48 days, when all the chickens in the coop are shipped out, and there is a vacant coop period of 1-2 weeks from the shipping date until the next batch of chicks enter the coop. During this vacant period, preparations for rearing the next batch of chicks are made, including removing chicken droppings, washing the coop with water, disinfecting (1-2 times), drying, bringing in new bedding (wood chips), heating the coop, and preparing feed.
準備作業のなかでも、鶏糞除去、鶏舎の水洗い、消毒作業は、重量物の運搬や長時間に渡る高圧ノズルの操作といった作業員とって重労働が強いられ、鶏糞が混じった埃の吸引や汚水の付着等の衛生面でも過酷な作業となる。
生産者は、空舎期間を可及的に短くすることで、飼育期間を確保し生産性を向上することを目指すため、鶏舎の洗浄作業をロボットで代替することができれば、省力化を図り衛生管理面においても好ましい。
Among the preparatory work, removing chicken droppings, washing the chicken coop, and disinfecting the coop require hard work for workers, such as transporting heavy objects and operating high-pressure nozzles for long periods of time. It is also difficult work in terms of hygiene, as workers must suck up dust mixed with chicken droppings and get dirty with sewage.
Producers aim to secure the breeding period and improve productivity by shortening the vacant period as much as possible, so if robots could take over the cleaning work of chicken coops, it would save labor and be advantageous in terms of hygiene management.
このため、本件出願人は、すでに畜舎全体に車両本体を走行させて洗浄消毒できる畜舎洗浄消毒システムを提案した。具体的には、車両本体に伸縮する複数のアームを設け、各アームの先端に洗浄液を噴出するノズルを設けて広範囲を洗浄できるようになっている。また、ノズルが回転することにより鶏舎に対して様々な角度から洗浄を可能としている（特許文献１；特開２０１６－２２０６５５号公報）。 For this reason, the applicant has already proposed a livestock barn cleaning and disinfection system that can clean and disinfect the entire barn by driving the vehicle body over it. Specifically, the vehicle body is equipped with multiple extendable arms, and a nozzle that sprays cleaning liquid is attached to the tip of each arm, allowing a wide area to be cleaned. In addition, the nozzle rotates, making it possible to clean the poultry barn from various angles (Patent Document 1; JP 2016-220655 A).
しかしながら、上述した特許文献１の畜舎洗浄消毒システムにおいては、ノズルの反力やノズルの回転機構の重量によりアームに対してねじり方向と曲げ方向の撓みが発生する。また、ノズルが回転するため、アームが鳥の羽ばたきのように振動してしまう。このため、洗浄対象に洗浄液が当たらなくなるおそれがあり、車両本体が振動して走行が不安定となるおそれがあった。これに対して、アームや車両本体の剛性を上げるとすれば、車体重量が嵩み、コストが高くなり、駆動源であるバッテリーの消耗が激しくなる。 However, in the livestock barn cleaning and disinfection system of Patent Document 1 mentioned above, the reaction force of the nozzle and the weight of the nozzle rotation mechanism cause the arm to bend and twist. In addition, as the nozzle rotates, the arm vibrates like a bird flapping its wings. This can cause the cleaning liquid to not hit the object to be cleaned, and can cause the vehicle body to vibrate and make the vehicle unstable. In response to this, increasing the rigidity of the arm and vehicle body would increase the vehicle weight, increase costs, and rapidly drain the battery, which serves as the drive source.
また、複数のノズルから同時に洗浄液を噴出することで使用する液量が増えて、より高性能なポンプを用いて送液する必要があるため、設備コストが高くなる。 In addition, spraying cleaning liquid from multiple nozzles simultaneously increases the amount of liquid used, requiring a more powerful pump to deliver the liquid, which increases equipment costs.
更には、車両本体はガイド部となる給水管に吊り下げられた給餌機の下を通過するものであるため、洗浄できるエリアが限られる。近年では特に農場の大規模経営化が進み、畜舎自体も巨大化する傾向にあるため、畜舎全体を洗浄することが困難となっている。 Furthermore, the vehicle body passes under the feeder that is suspended from the water supply pipe that acts as a guide, so the area that can be washed is limited. In recent years, farms have become increasingly large-scale, and livestock sheds themselves tend to become larger, making it difficult to wash the entire shed.
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、大規模化した畜舎内で自己位置推定を行なって自律走行を行いながら天井面、壁面、床面等を省力化して自動洗浄することができ、しかも噴出ノズルから洗浄液を噴出しても昇降機構が機械的に安定し、遠隔操作が容易に行える畜舎洗浄装置を提供することにある。 The present invention was made to solve these problems, and its purpose is to provide a livestock barn cleaning device that can automatically clean ceilings, walls, floors, etc. with less labor while estimating its own position and traveling autonomously in a large-scale livestock barn, and that has a mechanically stable lifting mechanism even when cleaning liquid is sprayed from the spray nozzle, allowing easy remote operation.
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
入力端末より入力された洗浄径路に沿って自律走行しながら車両本体から洗浄液を噴出させて畜舎内の洗浄動作を行なう畜舎洗浄装置であって、前記車両本体底部に一対の駆動モータにより各々回転駆動される駆動輪及び従動回転する従動輪を有する走行モジュールと、前記車両本体から昇降可能かつ旋回可能であって、昇降方向先端に向かって延設された噴出ノズルより洗浄液を噴出して前記走行ラインに沿った洗浄プログラムに沿って畜舎内の洗浄を行なう洗浄モジュールと、前記車両本体の進行方向前方に設けられ、前記畜舎内の環境を撮像すると共に畜舎周壁面との距離を計測可能なセンサモジュールと、前記センサモジュールから検出された計測データに基づいて前記車両本体の畜舎内の自己位置を推定し、位置推定に応じた前記走行モジュールによる車両本体の走行動作を制御しかつ前記洗浄モジュールによる洗浄動作を制御する電装モジュールと、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
A livestock barn cleaning device that performs cleaning operations inside a livestock barn by spraying cleaning liquid from a vehicle body while autonomously traveling along a cleaning path inputted from an input terminal, and is characterized in that it comprises a traveling module having drive wheels and driven wheels that rotate independently at the bottom of the vehicle body, each of which is rotated by a pair of drive motors; a cleaning module that is capable of rising and falling from the vehicle body and swiveling, and that sprays cleaning liquid from a spray nozzle extending toward the tip in the rising and lowering direction to clean the inside of the livestock barn in accordance with a cleaning program along the traveling line; a sensor module that is provided forward in the traveling direction of the vehicle body and is capable of imaging the environment inside the livestock barn and measuring the distance to the surrounding wall surface of the livestock barn; and an electrical module that estimates the self-position of the vehicle body inside the livestock barn based on the measurement data detected from the sensor module, controls the traveling operation of the vehicle body by the traveling module in accordance with the position estimation, and controls the cleaning operation by the cleaning module.
これにより、大規模化した畜舎内でセンサモジュールの計測データにより車両本体の自己位置推定を行なって、位置推定に応じて走行モジュールを所定の走行経路に沿って自律走行させながら洗浄することにより、畜舎の天井面、周壁面、床面等の洗浄作業を省力化・自動化して行うことができる。
また、車両本体から昇降方向先端に延設された噴出ノズルより洗浄液を噴出しても、ノズルの反力により昇降機構が振動し難く、機械的に安定した状態で洗浄作業を行なうことができる。
また、電装モジュールはセンサモジュールから検出された計測データに基づいて車両本体の畜舎内の自己位置を推定し、位置推定に応じて走行モジュールによる車両本体の走行動作を制御しかつ洗浄モジュールによる洗浄動作を制御する。よって、予め入力された洗浄径路に沿って車両本体の並進動作又は旋回動作を繰り返して畜舎内をくまなく洗浄することができる。
This allows the vehicle body to estimate its own position using measurement data from the sensor module in a large-scale livestock barn, and clean while autonomously driving the traveling module along a predetermined driving path in accordance with the estimated position, thereby making it possible to automate and reduce the labor required for cleaning the ceiling, surrounding walls, floor, etc. of the livestock barn.
Furthermore, even if cleaning liquid is sprayed from the spray nozzle extending from the vehicle body to the tip in the lifting direction, the lifting mechanism is unlikely to vibrate due to the reaction force of the nozzle, and the cleaning operation can be performed in a mechanically stable state.
The electrical module estimates the vehicle body's own position within the barn based on the measurement data detected by the sensor module, and controls the traveling operation of the vehicle body by the traveling module and the cleaning operation by the cleaning module in accordance with the position estimation. Thus, the inside of the barn can be thoroughly cleaned by repeating the translational or turning operation of the vehicle body along a pre-input cleaning path.
前記センサモジュールは、自律走行に必要な周囲の環境を認識するための撮像カメラ及び畜舎周壁面までの距離を計測する測域センサを備え、前記撮像カメラが畜舎内に配列された第一ガイド部及び第二ガイド部を撮像することで前記第一，第二ガイド部間に認識される走行ラインに対する前記車両本体の傾き角及び位置ずれ量を検出して前記走行ラインに沿うように並進動作が制御され、前記測域センサは、少なくとも前記車両本体前方の畜舎周壁面までの距離を検出して前記車両本体を隣の走行ラインへ旋回させる旋回動作が制御されるようにしてもよい。
これにより、車両本体を畜舎周壁面に沿った走行ラインを並進動作させて測域センサが車両本体前方の畜舎周壁面までの距離を検出して車両本体を畜舎周壁面の近傍で左右いずれかへ旋回動作させて隣の走行ラインへ移動する。撮像カメラは第一ガイド部及び第二ガイド部を撮像することで第一，第二ガイド部間に認識される走行ラインに対する車両本体の傾き角及び位置ずれ量を検出して走行ラインに沿うように車両本体の並進動作が制御される。よって、車両本体を洗浄径路に沿った所定の走行ライン上を並進動作させ次の走行ラインへの旋回動作を繰り返して自律走行動作を制御することができる。
このように、畜舎内に特有の環境データを撮像カメラ及び測域センサにより検出し、信頼性の高い計測データを優先的に用いて自己位置推定を行なうことで、自律走行動作の精度を高めることができる。
The sensor module may be equipped with an imaging camera for recognizing the surrounding environment necessary for autonomous driving and a range sensor for measuring the distance to the wall surface of the livestock barn, and the imaging camera may capture images of a first guide section and a second guide section arranged in the livestock barn to detect the inclination angle and positional deviation of the vehicle body relative to the driving line recognized between the first and second guide sections, and the translational movement is controlled to follow the driving line, and the range sensor may detect the distance to at least the wall surface of the livestock barn in front of the vehicle body to control the turning movement of the vehicle body to turn to the adjacent driving line.
As a result, the vehicle body is translated along a travel line along the barn peripheral wall surface, the range sensor detects the distance to the barn peripheral wall surface in front of the vehicle body, and the vehicle body is turned to the left or right near the barn peripheral wall surface to move to the next travel line. The imaging camera captures images of the first guide part and the second guide part to detect the inclination angle and positional deviation amount of the vehicle body with respect to the travel line recognized between the first and second guide parts, and the translational movement of the vehicle body is controlled so that it follows the travel line. Therefore, the autonomous travel operation can be controlled by repeatedly translating the vehicle body on a predetermined travel line along the cleaning path and turning to the next travel line.
In this way, the accuracy of autonomous driving operations can be improved by detecting environmental data specific to the inside of a livestock barn using an imaging camera and a range sensor, and by prioritizing the use of highly reliable measurement data to estimate the robot's position.
前記畜舎は鶏舎であり、鶏舎長手方向に沿って配置された給水カップに沿った給水ラインと、鶏舎長手方向に沿って配置された給餌皿に沿った給餌ラインが設けられており、前記撮像カメラは、前記給水カップ及び前記給餌皿を撮像することで、前記給水ラインと前記給餌ラインとの間に認識される走行ラインに沿った並進動作が制御されるようにしてもよい。
この場合には、撮像カメラを用いて給水ラインと給餌ラインの間に認識される走行ラインに沿って車両本体を並進動作させることができる。また、車両本体が進行方向前方に鶏舎周壁面に近づくと測域センサの計測により車両本体を旋回動作させて次の走行ラインへ移動させて一筆書き状に連続走行させながら効率良く洗浄作業が行える。
The livestock house may be a chicken coop, and may be provided with a water supply line running along a water supply cup arranged along the longitudinal direction of the chicken coop, and a feeding line running along a feeding tray arranged along the longitudinal direction of the chicken coop, and the imaging camera may be configured to image the water supply cup and the feeding tray, thereby controlling translational movement along a running line recognized between the water supply line and the feeding line.
In this case, the vehicle body can be translated along the travel line recognized by the imaging camera between the water supply line and the feeding line. Also, when the vehicle body approaches the chicken house peripheral wall in the forward direction of travel, the vehicle body is turned according to the measurement by the range sensor to move to the next travel line, and the washing work can be efficiently performed while the vehicle body is continuously traveled in a single stroke.
前記電装モジュールは、入力端末と無線通信可能な無線通信回路を備え、畜舎内広さや畜舎内のガイド部の配置に関する地図データが記憶部に記憶されており、前記入力端末より前記地図データに応じた走行経路が入力されると、当該走行経路に応じた前記走行モジュールの走行動作及び前記洗浄モジュールの洗浄動作が制御されるようにしてもよい。
これにより、畜舎外から遠隔操作して地図データをもとに走行経路を自由に設定して車両本体の走行動作や洗浄動作を制御することができる。また、畜舎内の洗浄状態やトラブルの発生などを撮像カメラや測域センサを通じて遠隔操作で確認することができる。
The electrical module may be equipped with a wireless communication circuit capable of wireless communication with an input terminal, and map data regarding the size of the livestock barn and the arrangement of guide parts within the livestock barn may be stored in a memory unit.When a driving route corresponding to the map data is input from the input terminal, the driving operation of the traveling module and the cleaning operation of the cleaning module may be controlled according to the driving route.
This allows the vehicle to be remotely controlled from outside the barn and the running and cleaning operations of the vehicle body can be controlled by freely setting the driving route based on map data.In addition, the cleaning status inside the barn and any occurrence of problems can be remotely checked using image cameras and range finders.
前記洗浄モジュールは昇降アームの先端に昇降方向に延設された噴出ノズルがモータ駆動により旋回動作し、前記噴出ノズルの旋回軸は、噴出方向と直交するように配置されていることが好ましい。
このように、噴出ノズルからの洗浄液の噴出方向と昇降アームの昇降方向は一致しているため、洗浄液噴出の反力で昇降アームがねじれることはなく、噴出ノズルの旋回軸は噴出方向と直交するので、噴出ノズルの旋回動作によって、昇降アームが撓んだり振動したりするのを最小限に抑えることができ、機械的に安定した状態で洗浄作業が行える。
It is preferable that the cleaning module has a jet nozzle extending in the lifting direction at the tip of a lifting arm which is rotated by a motor, and the rotation axis of the jet nozzle is arranged perpendicular to the jetting direction.
In this way, the direction in which the cleaning liquid is sprayed from the spray nozzle and the direction in which the lifting arm is raised and lowered are the same, so the lifting arm is not twisted by the reaction force of the spray of cleaning liquid, and since the rotation axis of the spray nozzle is perpendicular to the spray direction, bending and vibration of the lifting arm caused by the rotation of the spray nozzle can be minimized, allowing the cleaning work to be performed in a mechanically stable state.
前記洗浄モジュールは、前記噴出ノズルを畜舎天井面、畜舎周壁面、床面等に向けて前記旋回軸を中心に所定角度モータを正逆回転駆動させながら洗浄液を噴出させることが好ましい。
これにより、車両本体を走行しながら噴出ノズルを昇降させて畜舎天井面、畜舎周壁面、床面等に向けて旋回軸を中心に所定角度正逆回転させることで畜舎の天井面、周壁面、床面の洗浄のみならず走行ラインに沿って配置される給水皿や給餌皿等を満遍なく洗浄することができる。
It is preferable that the cleaning module sprays cleaning liquid from the spray nozzle toward the barn ceiling surface, the barn peripheral wall surface, the floor surface, etc. by rotating the motor forward and reverse through a predetermined angle about the pivot shaft.
This allows the vehicle body to raise and lower the spray nozzle while traveling and rotate forward and backward a predetermined angle around the pivot axis toward the barn ceiling, surrounding walls, floor, etc., thereby making it possible to not only clean the barn ceiling, surrounding walls, and floor, but also thoroughly clean the water trays, feeding trays, etc. arranged along the traveling line.
前記洗浄モジュールには洗浄液が圧送りされるホースが連結され、当該ホースの余剰分を巻き取るホースリールが前記車両本体に回転駆動可能に設けられていることが好ましい。
これにより、車両本体が畜舎内を走行するにしたがってホースリールよりホースが引き出されるが、車両が旋回して隣の走行ラインを戻る際に、引き出されたホースの余剰分を再度ホースリールに巻き取らせることで、ホースの余剰分が床面を引きずることなく車両本体の走行動作や洗浄作業の妨げになることはない。
It is preferable that a hose through which cleaning liquid is pressure-fed is connected to the cleaning module, and a hose reel for winding up an excess portion of the hose is rotatably provided on the vehicle body.
As a result, the hose is pulled out from the hose reel as the vehicle body travels inside the livestock barn, but when the vehicle turns and returns along the adjacent travel line, the excess hose that was pulled out is rewound onto the hose reel again, so that the excess hose does not drag on the floor and does not interfere with the vehicle body's travel motion or cleaning work.
大規模化した畜舎内で自己位置推定を行なって自律走行を行いながら天井面、壁面、床面等を省力化して自動洗浄することができ、しかも噴出ノズルから洗浄液を噴出しても昇降機構が機械的に安定し、遠隔操作が容易に行える畜舎洗浄装置を提供することができる。 It is possible to provide a livestock barn cleaning device that can automatically clean ceilings, walls, floors, etc. with reduced labor while estimating its own position and autonomously traveling within a large-scale livestock barn, and that has a lifting mechanism that is mechanically stable even when cleaning liquid is sprayed from the spray nozzle, allowing for easy remote operation.
以下、本発明に係る畜舎洗浄装置の概略構成について図１乃至図９を参照して説明する。畜舎洗浄装置１は、車両本体２に洗浄モジュール４が搭載され、指定された場所まで自律走行する無軌道車両である。以下では鶏舎１２内を水洗いする鶏舎洗浄装置１を例示して説明するものとする。本実施例の鶏舎洗浄装置１は、後述するように撮像カメラ５ａの画像情報と測域センサ５ｂ（ＬｉＤＡＲ）による座標情報を併用し、鶏舎１２内の環境に応じていずれかを優先的に用いることで、鶏舎１２内の自律走行動作の信頼性を高めている。 The outline of the livestock house cleaning apparatus according to the present invention will be described below with reference to Figs. 1 to 9. The livestock house cleaning apparatus 1 is a trackless vehicle that has a cleaning module 4 mounted on a vehicle body 2 and travels autonomously to a designated location. The following description will be given by taking as an example a chicken house cleaning apparatus 1 that washes the inside of a chicken house 12 with water. As described below, the chicken house cleaning apparatus 1 of this embodiment uses both image information from an imaging camera 5a and coordinate information from a range sensor 5b (LiDAR), and prioritizes either one depending on the environment inside the chicken house 12, thereby improving the reliability of the autonomous travel operation inside the chicken house 12.
先ず、図１（ａ）～（ｃ）に示すように、鶏舎洗浄装置１は、入力端末より洗浄径路が入力されると、センサモジュール５により所定の走行ラインＭ（図５参照）を認識しながら走行モジュール３によって自律走行し、車両本体２に搭載された洗浄モジュール４から洗浄液を噴出させて畜舎１２（図４（ｂ）参照）内を走行しながら洗浄動作を行なう。
車両本体２の底部には走行モジュール３が設けられている。走行モジュール３は車両本体２の底部に一対の駆動モータ（図示せず）により各々回転駆動される前輪３ａ（駆動輪）及び従動回転する一対の後輪３ｂ（従動輪）を有する。各前輪３ａには駆動モータから、カップリングを介して駆動伝達される。尚、駆動モータから電磁クラッチなどのクラッチ機構を通じて駆動伝達するようにしてもよい。また一対の後輪３ｂは、キャスター付きの自在輪が用いられる。前輪３ａ及び後輪３ｂは、空気入りタイヤ又はノーパンクタイヤが用いられる。また、車両本体２の底部には、バッテリーケース３ｃ（図１（ｂ）参照）が設けられており、バッテリーケース３ｃ内には充電式のバッテリー（図示せず）が装着されている。バッテリーは一対の駆動モータへ各々給電する。
First, as shown in Figures 1(a) to (c), when a cleaning route is input from an input terminal, the poultry house cleaning device 1 autonomously travels using the traveling module 3 while recognizing a predetermined driving line M (see Figure 5) using the sensor module 5, and sprays cleaning liquid from the cleaning module 4 mounted on the vehicle body 2 to perform a cleaning operation while traveling inside the livestock house 12 (see Figure 4(b)).
A traveling module 3 is provided at the bottom of the vehicle body 2. The traveling module 3 has front wheels 3a (driving wheels) that are rotated and driven by a pair of driving motors (not shown) at the bottom of the vehicle body 2, and a pair of rear wheels 3b (driven wheels) that rotate drivenly. The driving force is transmitted from the driving motor to each front wheel 3a via a coupling. The driving force may be transmitted from the driving motor through a clutch mechanism such as an electromagnetic clutch. The pair of rear wheels 3b are free wheels with casters. The front wheels 3a and the rear wheels 3b are pneumatic tires or non-puncture tires. The bottom of the vehicle body 2 is provided with a battery case 3c (see FIG. 1(b)), and a rechargeable battery (not shown) is mounted in the battery case 3c. The battery supplies power to each of the pair of driving motors.
一対の前輪３ａは、後述する制御部よりモータ駆動モジュールを介して駆動モータが制御され、左右輪の回転速度や回転数を同じにしたり変更したりすることで並進動作或いは旋回動作を実現するようになっている。駆動モータの回転信号により、左右の前輪３ａの回転速度や回転位置が後述する制御部に送信される。尚、車両本体２をフリー走行させる場合には、ブレーキを解除するかクラッチ機構を解除して走行させることができる。 The drive motor of the pair of front wheels 3a is controlled by the control unit (described later) via the motor drive module, and the rotation speed and number of rotations of the left and right wheels are made the same or changed to achieve translational or turning motion. The rotation speed and rotation position of the left and right front wheels 3a are transmitted to the control unit (described later) by the rotation signal of the drive motor. When the vehicle body 2 is to be driven freely, the brake or clutch mechanism can be released to drive the vehicle.
図２（ａ）（ｂ）に示すように、車両本体２には洗浄モジュール４が搭載されている。洗浄モジュール４は、車両本体２の上部に筒状の外装パネル４ａに囲まれて搭載されている。外装パネル４ａ内には、昇降パイプ４ｂと、その先端に噴出ノズル４ｃを含むスプレーモジュール４ｄが一体に組み付けられている。噴出ノズル４ｃは昇降パイプ４ｂの長手方向先端に昇降方向に倣って延設されている。昇降パイプ４ｂはベース部４ｅに対して昇降自在に設けられ入れ子状に収納されている。スプレーモジュール４ｄは、アクチュエータ４ｆ（例えば電動アクチュエータ等）により伸縮動作する伸縮ロッド４ｇの先端に連結されておりかつ昇降パイプ４ｂにも連結されている。スプレーモジュール４ｄには、噴出ノズル４ｃを昇降方向（昇降パイプ４ｂ）と直交するように配置された旋回軸４ｈ（図２（ｂ）参照）を中心に旋回動作させるアブソリュート型エンコータ付き旋回モータ（図示せず）が内蔵されている。噴出ノズル４ｃには、車両本体２とは別途用意した動力噴霧器（図示せず）よりホースを通じて圧送りされた高圧の水が供給され、後述する電磁弁を開弁することで洗浄水が噴出ノズル４ｃより噴出するようになっている。 As shown in Figures 2(a) and 2(b), the vehicle body 2 is equipped with a cleaning module 4. The cleaning module 4 is mounted on the upper part of the vehicle body 2, surrounded by a cylindrical exterior panel 4a. A lift pipe 4b and a spray module 4d including a spray nozzle 4c at its tip are integrally assembled in the exterior panel 4a. The spray nozzle 4c is extended in the lift pipe 4b's longitudinal tip in the lift direction. The lift pipe 4b is nested in the base 4e so that it can be lifted and lowered. The spray module 4d is connected to the tip of a telescopic rod 4g that is telescopically operated by an actuator 4f (e.g., an electric actuator, etc.) and is also connected to the lift pipe 4b. The spray module 4d has a built-in absolute type encoder-equipped rotation motor (not shown) that rotates the spray nozzle 4c around a rotation axis 4h (see Figure 2(b)) arranged perpendicular to the lift pipe 4b. High-pressure water is supplied to the spray nozzle 4c through a hose from a power sprayer (not shown) that is prepared separately from the vehicle body 2, and washing water is sprayed from the spray nozzle 4c by opening a solenoid valve described below.
図２（ａ）に示す状態から、アクチュエータ４ｆを作動させると、図２（ｂ）に示すように伸縮ロッド４ｇが上方に伸びてスプレーモジュール４ｄが、昇降パイプ４ｂと共にベース部４ｅより上昇する。スプレーモジュール４ｄに洗浄水を供給するホースや旋回モータの電気配線等は、ケーブルキャリア４ｉに保護されて車両本体２と接続されている。旋回モータを正逆回転させて噴出ノズル４ｃを旋回軸４ｈ中心に所定角度旋回動作させながら鶏舎天井面、鶏舎周壁面、床面等に向けて噴出ノズル４ｃより洗浄水を噴出することで洗浄動作が行われる。洗浄範囲は車両本体２の進行方向に対して左右両側を合わせて旋回軸４ｈを中心に概ね２７０°の範囲で行うことができる。尚、洗浄範囲は適宜変更することが可能である。 When the actuator 4f is operated from the state shown in FIG. 2(a), the telescopic rod 4g extends upward as shown in FIG. 2(b), and the spray module 4d rises from the base part 4e together with the lift pipe 4b. The hose supplying cleaning water to the spray module 4d and the electrical wiring of the swivel motor are protected by the cable carrier 4i and connected to the vehicle body 2. The swivel motor is rotated forward and backward to rotate the spray nozzle 4c by a predetermined angle around the swivel shaft 4h, and the spray nozzle 4c sprays cleaning water toward the poultry house ceiling surface, the poultry house peripheral wall surface, the floor surface, etc., to perform the cleaning operation. The cleaning range can be approximately 270° around the swivel shaft 4h on both the left and right sides of the traveling direction of the vehicle body 2. The cleaning range can be changed as appropriate.
このように、噴出ノズル４ｃからの洗浄液（又は消毒液）の噴出方向と昇降パイプ４ｂの昇降方向は一致しているため、洗浄液噴出の反力で昇降パイプ４ｂがねじれることはない。また、噴出ノズル４ｃは昇降パイプ４ｂ先端部に延設され、旋回動する長さは限られておりしかも旋回軸４ｈは昇降方向と直交するので、噴出ノズル４ｃの旋回動作によって、昇降パイプ４ｂが撓んだり振動したりするのを最小限に抑えることができ、機械的に安定した状態で洗浄作業が行える。 In this way, the direction in which the cleaning solution (or disinfectant solution) is sprayed from the spray nozzle 4c and the direction in which the lift pipe 4b moves up and down are the same, so the lift pipe 4b will not be twisted by the reaction force of the spray of the cleaning solution. In addition, the spray nozzle 4c is extended from the tip of the lift pipe 4b, and the length of its pivoting movement is limited, and the pivot axis 4h is perpendicular to the direction of lifting and down, so bending and vibration of the lift pipe 4b caused by the pivoting movement of the spray nozzle 4c can be minimized, and the cleaning work can be performed in a mechanically stable state.
図１（ａ）～（ｃ）に示すように、洗浄モジュール４には洗浄液が圧送りされるホースが巻き取られたホースリール４ｊが車両本体２に回転駆動可能に設けられている。ホースリール４ｊは、電動モータ（図示せず）により回転させてホースを巻き取るホースリール巻取り機構、ホースリール４ｊに巻き取られるホースの不均衡を是正するホース乱巻き防止機構（図示せず）、ホース内に供給された高圧洗浄水を噴出ノズル４ｃに供給する電磁弁（図示せず）を備えている。電動モータにはワンウェイクラッチが設けられており、ホースリール４ｊよりホースを引き出される向きには慣性力で回転し、余剰のホースを巻き取る向きのみに回転駆動される。ホースリール４ｊがいずれかの方向に回転すると、ホースリール乱巻き防止機構は、ホースリール４ｊの回転に同期して作用する。鶏舎洗浄装置１が自律走行する場合には、車両本体１がＵターンして戻る際に、余剰のホースをホースリール巻取り機構により巻取りながら走行する。 As shown in Figs. 1(a) to (c), the cleaning module 4 includes a hose reel 4j on which a hose for pressure-feeding cleaning liquid is wound, which is rotatably mounted on the vehicle body 2. The hose reel 4j is equipped with a hose reel winding mechanism that rotates the hose by an electric motor (not shown), a hose irregular winding prevention mechanism (not shown) that corrects the imbalance of the hose wound on the hose reel 4j, and an electromagnetic valve (not shown) that supplies the high-pressure cleaning water supplied to the hose to the spray nozzle 4c. The electric motor is equipped with a one-way clutch, and rotates by inertia in the direction in which the hose is pulled out from the hose reel 4j, and is driven to rotate only in the direction in which the surplus hose is wound. When the hose reel 4j rotates in either direction, the hose reel irregular winding prevention mechanism acts in synchronization with the rotation of the hose reel 4j. When the chicken coop cleaning device 1 travels autonomously, the vehicle body 1 makes a U-turn and travels while winding up the surplus hose with the hose reel winding mechanism.
このように、車両本体２が鶏舎内を自律走行する際にホースリール４ｊからホースが引き出されるが、車両本体２が旋回して隣の走行ラインをＵターンして戻る際に、引き出されたホースの余剰分が床面上で絡んだり踏んだりすることなくホースリール４ｊに巻き取ることで、車両本体２の走行動作や洗浄作業の妨げになることはない。 In this way, when the vehicle body 2 travels autonomously inside the chicken coop, the hose is pulled out from the hose reel 4j, but when the vehicle body 2 turns and makes a U-turn on the adjacent travel line to return, the excess hose that was pulled out is wound up on the hose reel 4j without getting tangled or stepped on on the floor, so it does not interfere with the travelling operation of the vehicle body 2 or the cleaning work.
センサモジュール５は、車両本体２の前方に設けられている。センサモジュール５は、畜舎１２内の環境を撮像すると共に畜舎周壁面Ｗとの距離を計測し（図４（ｂ）参照）、車両本体２が自律走行するのに必要な周囲の環境を認識するものである。具体的には、図１（ａ）及び図２（ａ）（ｂ）に示すように、センサモジュール５は、車両本体２前方の上段に撮像カメラ５ａ（環境把握用カメラ）とその下段に測域センサ５ｂ（Ｌｉｄｅｒ：レーザ距離センサ）を備えている。撮像カメラ５ａは、自律走行に必要な鶏舎１２内の環境を撮像して読み取る。撮像カメラ５ａの種類としては防水性を有する単眼カメラが用いられる。尚、防水性と画素数が確保できれば広角カメラを用いてもよい。撮像カメラ５ａは、図５に示すように、鶏舎１２内に配列された給水カップ６（第一ガイド部）及び給餌皿７（第二ガイド部）を撮像することで、給水カップ６と給餌皿７間に形成される走行ラインＭに対する車両本体２の走行姿勢を検出して走行ラインＭに沿うように並進動作が制御される（図６参照）。 The sensor module 5 is provided in front of the vehicle body 2. The sensor module 5 captures an image of the environment inside the livestock house 12 and measures the distance to the livestock house peripheral wall surface W (see FIG. 4(b)), recognizing the surrounding environment necessary for the vehicle body 2 to travel autonomously. Specifically, as shown in FIG. 1(a) and FIG. 2(a)(b), the sensor module 5 is equipped with an image capturing camera 5a (environmental grasping camera) in the upper part in front of the vehicle body 2 and a range sensor 5b (Lider: laser distance sensor) in the lower part. The image capturing camera 5a captures and reads the environment inside the chicken coop 12 necessary for autonomous travel. A waterproof monocular camera is used as the image capturing camera 5a. A wide-angle camera may be used if waterproofness and the number of pixels are ensured. As shown in FIG. 5, the imaging camera 5a captures images of the water cups 6 (first guide portion) and the feeding trays 7 (second guide portion) arranged in the chicken coop 12, and detects the traveling posture of the vehicle body 2 relative to the traveling line M formed between the water cups 6 and the feeding trays 7, and controls the translational movement so that the vehicle body 2 follows the traveling line M (see FIG. 6).
また、測域センサ５ｂは、レーザースキャナから照射されたレーザー光の反射光を受光するまでの時間の差により対象物までの距離を測定する。測域センサ５ｂは、図４（ｂ）に示すように、少なくとも車両本体２の前方及び側方の鶏舎周壁面Ｗまでの距離を検出して車両本体２の並進動作及び隣の走行ラインへの旋回動作が制御される。測域センサ５ｂは、レーザー光を照射して３Ｄ（ｘ，ｙ，ｚ座標）の点群データを取得して自己位置を推定する。測域センサ５ｂは鶏舎洗浄装置１の走行時に位置推定の他に障害物を検知するためなどに用いられる。 The range sensor 5b measures the distance to the object based on the difference in time it takes to receive the reflected light of the laser light emitted from the laser scanner. As shown in FIG. 4(b), the range sensor 5b detects the distance to at least the chicken coop peripheral wall surface W in front and to the sides of the vehicle body 2, and controls the translational movement of the vehicle body 2 and the turning movement to the adjacent driving line. The range sensor 5b emits laser light to obtain 3D (x, y, z coordinate) point cloud data and estimates its own position. The range sensor 5b is used to detect obstacles in addition to estimating the position while the chicken coop cleaning device 1 is traveling.
図５に示すように鶏舎１２内には、その長手方向に沿って天井から吊り下げられた給水管に沿って給水カップ６が直列に並んだ給水ラインＬ１と、天井から吊り下げられた取付アームに沿って給餌皿７が直列に並んだ給餌ラインＬ２が交互配置されている。尚、給水カップ６は給水管に付いたニップルから鶏が水を飲む際にこぼれた水や、振動などでニップルから漏れた水が床を濡らさないようにする為の受け皿である。
撮像カメラ５ａは給水カップ６と給餌皿７を撮像することで車両本体２を給水ラインＬ１と給餌ラインＬ２との中間に形成される走行ラインＭを認識する。実際の走行ラインをＭ´とする。撮像された画像から走行ラインＭに対する車両本体２の走行ラインＭ´の位置ずれ量や傾きを推測して走行モジュール３の動作、即ち一対の前輪３ａを回転駆動する駆動モータの制御を行なって、車両本体２の並進動作が走行ラインＭに沿うように制御される。
As shown in Figure 5, in the chicken coop 12, a water supply line L1 in which water supply cups 6 are lined up in series along a water supply pipe suspended from the ceiling along the longitudinal direction of the coop, and a feeding line L2 in which feeding trays 7 are lined up in series along an attachment arm suspended from the ceiling are alternately arranged. The water supply cups 6 are trays to prevent water spilled when chickens drink water from nipples attached to the water supply pipes or water leaking from the nipples due to vibration from wetting the floor.
The imaging camera 5a captures images of the water cup 6 and the feeding tray 7, thereby recognizing the traveling line M formed between the water supply line L1 and the feeding line L2 on the vehicle body 2. The actual traveling line is designated as M'. The amount of positional deviation and the inclination of the traveling line M' of the vehicle body 2 relative to the traveling line M are estimated from the captured image, and the operation of the traveling module 3, i.e., the drive motor that rotates and drives the pair of front wheels 3a, is controlled so that the translational movement of the vehicle body 2 follows the traveling line M.
具体的には、図６（ａ）（ｂ）に示すように、撮像カメラ５ａは、撮像された画像から給水カップ６が設けられた給水ラインＬ１と給餌器７が設けられた給餌ラインＬ２を認識する。このとき、給水ラインＬ１と給餌ラインＬ２の中間部に走行ラインＭを認識する。撮像カメラ５ａの画像中心に垂線Ｖを引くことで、垂線Ｖと走行ラインＭとのなす傾き角θが車両本体２の姿勢（向き）のずれ量を示す。また、撮像カメラ５ａの画像中心を通過する走行ラインＭに対する平行線Ｍ´を描くことで、走行ラインＭと平行線Ｍ´の距離Ｄが走行ラインＭからのずれ量となる。図６（ｂ）に撮像画像に表示された傾き角θ及びずれ量Ｄを示す。電装モジュール８は、この傾き角θ及びずれ量Ｄが零となるように、走行モジュール３の一対の駆動モータの駆動量を制御することで、車両本体２が走行ラインＭの上をトレースするように走行させる。 Specifically, as shown in FIG. 6(a) and (b), the imaging camera 5a recognizes the water supply line L1 with the water supply cup 6 and the feeding line L2 with the feeder 7 from the captured image. At this time, the running line M is recognized in the middle of the water supply line L1 and the feeding line L2. By drawing a perpendicular line V to the center of the image of the imaging camera 5a, the tilt angle θ between the perpendicular line V and the running line M indicates the amount of deviation in the attitude (orientation) of the vehicle body 2. In addition, by drawing a parallel line M' to the running line M that passes through the center of the image of the imaging camera 5a, the distance D between the running line M and the parallel line M' becomes the amount of deviation from the running line M. FIG. 6(b) shows the tilt angle θ and the amount of deviation D displayed in the captured image. The electrical equipment module 8 controls the drive amount of the pair of drive motors of the running module 3 so that the tilt angle θ and the amount of deviation D become zero, thereby causing the vehicle body 2 to run so as to trace the running line M.
図４（ａ）に示すように、鶏舎１２には撮像カメラ５ａより撮像される障害物が比較的少なく、撮像される画像データの信頼性が低い場合には、測域センサ５ｂで得られた対象物までの距離を測定して優先的に採用して自己位置推定が行われる。 As shown in FIG. 4(a), there are relatively few obstacles in the chicken coop 12 that are captured by the imaging camera 5a, and when the reliability of the captured image data is low, the distance to the object obtained by the range sensor 5b is measured and used as a priority for self-location estimation.
これにより、図４（ｂ）に示すように、先ず車両本体２を鶏舎周壁面Ｗに沿って配置し、鶏舎周壁面Ｗと給水ラインＬ１との間を走行させる場合には、測域センサ５ｂが車両本体２の前方及び側方の鶏舎周壁面Ｗまでの距離を検出して、鶏舎周壁面Ｗと給水ラインＬ１の中間に形成される走行ラインＭ（図５参照）を認識する。走行ラインＭに対する車両本体２の傾き角θやずれ量Ｄを推測して走行モジュール３の動作、即ち一対の前輪３ａを各々回転駆動する駆動モータの制御が行なわれる（図６（ａ）（ｂ）参照）。撮像カメラ５ａの画像から給水カップ６（給水ラインＬ１）が認識できなくなると、測域センサ５ｂで計測された車両本体２の前方の鶏舎周壁面Ｗまでの距離の計測データを優先適用して走行モジュール３の動作を制御して車両本体２を左右いずれかの方向へ旋回動作させる。これにより、図４（ａ）（ｂ）に示すように、車両本体２を給水ラインＬ１と給餌ラインＬ２との中間に認識される走行ラインＭに沿って並進動作させる。以後同様に、図４（ａ）に示すように、車両本体２を給水ラインＬ１と給餌ラインＬ２の間を並進動作させ隣のラインへの旋回動作を繰り返して鶏舎１２内を自律走行させることができる。 As a result, as shown in FIG. 4(b), first, the vehicle body 2 is placed along the chicken house peripheral wall surface W, and when the vehicle body 2 is caused to travel between the chicken house peripheral wall surface W and the water supply line L1, the range sensor 5b detects the distance to the chicken house peripheral wall surface W in front of and on the sides of the vehicle body 2, and recognizes the travel line M (see FIG. 5) formed between the chicken house peripheral wall surface W and the water supply line L1. The tilt angle θ and the deviation amount D of the vehicle body 2 with respect to the travel line M are estimated, and the operation of the travel module 3, that is, the drive motor that rotates and drives each of the pair of front wheels 3a, is controlled (see FIG. 6(a)(b)). When the water supply cup 6 (water supply line L1) cannot be recognized from the image of the imaging camera 5a, the measurement data of the distance to the chicken house peripheral wall surface W in front of the vehicle body 2 measured by the range sensor 5b is applied preferentially, and the operation of the travel module 3 is controlled to turn the vehicle body 2 in either the left or right direction. As a result, as shown in Figures 4(a) and (b), the vehicle body 2 is caused to translate along a travel line M that is recognized halfway between the water supply line L1 and the feeding line L2. Thereafter, as shown in Figure 4(a), the vehicle body 2 is caused to translate between the water supply line L1 and the feeding line L2, and the vehicle body 2 is caused to autonomously travel within the chicken coop 12 by repeatedly turning to the adjacent line.
尚、図４（ａ）に示すように、車両本体２が旋回動作する場合には、昇降パイプ４ｂを下降させてベース部４ｅに同軸状に収納して噴出ノズル４ｃの高さ位置を低くすることが走行安定上好ましい（図２（ａ）参照）。車両本体２が並進動作に移行すると、昇降パイプ４ｂをもとの高さ位置まで上昇させて噴出ノズル４ｃの高さ位置を高くして洗浄動作を行なうことが好ましい（図２（ｂ）参照）。 As shown in Fig. 4(a), when the vehicle body 2 rotates, it is preferable for driving stability to lower the lift pipe 4b and store it coaxially in the base part 4e to lower the height position of the jet nozzle 4c (see Fig. 2(a)). When the vehicle body 2 moves in a translational motion, it is preferable to raise the lift pipe 4b to its original height position to raise the height position of the jet nozzle 4c and perform the cleaning operation (see Fig. 2(b)).
尚、周囲に障害物が少ない鶏舎１２内部では測域センサ５ｂから得られる点群データの密度が十分ではなく、車両本体２の現在位置を見失ってしまうおそれがある。そこで、撮像カメラ５ａによる給水カップ６及び給餌皿７の画像データによる自己位置推定と、測域センサ５ｂによる鶏舎周壁面Ｗまでの距離データによる自己位置推定を併用することで自己位置推定精度を維持している。このように、鶏舎１２に特有の環境データを撮像カメラ５ａ及び測域センサ５ｂにより検出して、これらを併用或いはいずれかを優先的に用いて自己位置推定を行って自律走行の精度を高めている。 In addition, inside the chicken coop 12 where there are few obstacles around, the density of the point cloud data obtained from the range sensor 5b is insufficient, and there is a risk of losing track of the current position of the vehicle body 2. Therefore, the accuracy of self-position estimation is maintained by combining self-position estimation based on image data of the water cup 6 and feeding tray 7 from the imaging camera 5a and self-position estimation based on distance data to the chicken coop peripheral wall surface W from the range sensor 5b. In this way, environmental data specific to the chicken coop 12 is detected by the imaging camera 5a and range sensor 5b, and self-position estimation is performed by using these together or preferentially using either one, thereby improving the accuracy of autonomous driving.
洗浄モジュール４を用いた洗浄動作の一例について図７及び図８を参照して説明する。図７（ａ）は鶏舎の天井面洗浄を行なう場合の動作説明図である。昇降パイプ４ｂの先端に設けられた噴出ノズル４ｃより高圧洗浄水を天井面に向かって噴出させながら、旋回軸４ｇを中心に所定角度旋回させながら洗浄を行なう。噴出ノズル４ｃは起立姿勢（図８（ａ）参照）から左右両側に所定角度旋回動させることが好ましい（図８（ｄ）参照）。ノズル数は１本であるが、必要に応じて複数本に増設することができる。天井面が高い場合には、アクチュエータ４ｆにより伸縮ロッド４ｇを上昇させて、噴出ノズル４ｃを天井面に近づけて洗浄することができる。また給水ラインＬ１に沿って天井面から吊り下げ支持された給水管が天井面近くに巻き上げられている場合には、噴出ノズル４ｃを小刻みに振りながら走行することで洗浄効果を高めることができる。 An example of the cleaning operation using the cleaning module 4 will be described with reference to Figures 7 and 8. Figure 7 (a) is an explanatory diagram of the operation when cleaning the ceiling surface of a chicken coop. Cleaning is performed by rotating a predetermined angle around the rotating shaft 4g while spraying high-pressure cleaning water toward the ceiling surface from the spray nozzle 4c provided at the end of the lift pipe 4b. It is preferable that the spray nozzle 4c rotates a predetermined angle to both the left and right sides from the upright position (see Figure 8 (a)) (see Figure 8 (d)). There is one nozzle, but it can be increased to multiple nozzles as necessary. When the ceiling surface is high, the actuator 4f can raise the telescopic rod 4g to bring the spray nozzle 4c closer to the ceiling surface for cleaning. Also, when the water supply pipe suspended from the ceiling surface along the water supply line L1 is wound up close to the ceiling surface, the cleaning effect can be enhanced by running the spray nozzle 4c while shaking it in small movements.
図７（ｂ）は鶏舎の床面洗浄を行なう場合の動作説明図である。この場合には、噴出ノズル４ｃは斜め下向き姿勢（図８（ｂ）（ｃ）（ｅ）参照）から上下に所定角度旋回動させながら洗浄することが好ましい。 Figure 7(b) is an explanatory diagram of the operation when washing the floor of a chicken coop. In this case, it is preferable to wash while rotating the ejection nozzle 4c up and down by a predetermined angle from a diagonally downward position (see Figures 8(b), (c), and (e)).
図７（ｃ）は鶏舎内に配置された給水カップ６や給餌皿７の洗浄を行なう場合の動作説明図である。この場合には、噴出ノズル４ｃは水平姿勢から上下に所定角度旋回動させながら洗浄することが好ましい。これは、鶏舎の周壁面Ｗを洗浄する場合にも同様に行うことができる。尚、鶏舎の周壁面Ｗに設けられた空調装置を構成する入気口は、鶏舎内の空気の入れ換えや温度調節を行なうため入気口が開閉される。この入気口には埃が溜り易く、その周囲の壁には埃が付着し易い。このため洗浄する場合には、給水カップ６や給餌皿７と同様に噴出ノズル４ｃを小刻みに旋回しながら走行することで洗浄効果を高めることができる。 Figure 7(c) is an explanatory diagram of the operation when washing the water cup 6 and the feed tray 7 arranged in the chicken coop. In this case, it is preferable to wash the spray nozzle 4c by rotating a certain angle up and down from a horizontal position. This can also be done when washing the peripheral wall surface W of the chicken coop. The air inlet that constitutes the air conditioning device provided on the peripheral wall surface W of the chicken coop is opened and closed to exchange air and adjust the temperature inside the chicken coop. Dust tends to accumulate in this air inlet, and dust tends to adhere to the surrounding walls. For this reason, when washing, the washing effect can be improved by running while rotating the spray nozzle 4c in small increments, just like the water cup 6 and the feed tray 7.
図９において、鶏舎洗浄装置１の制御系を構成する電装モジュール８についてブロック構成図を参照して説明する。電装モジュール８は、センサモジュール５から検出された画像情報や鶏舎周壁面Ｗとの距離情報に基づいて走行モジュール３の走行動作を制御し、かつ走行経路に応じた洗浄モジュール４による洗浄動作を制御する。電装モジュール８は、マイクロコンピュータ８ａ、メモリ８ｂ、通信回路８ｃ等を備えている。撮像カメラ５ａ及び測域センサ５ｂも通信インタフェース（図示せず）を介して電装モジュール８に接続されており、撮像或いは計測されたデータを、電装モジュール８へ送信する。 In Figure 9, the electrical module 8 that constitutes the control system of the poultry house cleaning device 1 will be described with reference to a block diagram. The electrical module 8 controls the traveling operation of the traveling module 3 based on image information detected by the sensor module 5 and distance information from the poultry house peripheral wall surface W, and also controls the cleaning operation by the cleaning module 4 according to the traveling route. The electrical module 8 includes a microcomputer 8a, a memory 8b, a communication circuit 8c, etc. The imaging camera 5a and the range sensor 5b are also connected to the electrical module 8 via a communication interface (not shown), and transmit imaged or measured data to the electrical module 8.
マイクロコンピュータ８ａは、鶏舎洗浄装置１の動作制御するための演算を行うプロセッサまたは制御回路（コンピュータ）である。典型的にはマイクロコンピュータ８ａは半導体集積回路である。マイクロコンピュータ８ａは、制御信号であるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を走行モジュール３のモータ駆動回路に送信して駆動モータに印加する電圧を調整する。これにより一対の前輪３ａを所望の回転速度で回転させることができる。また、マイクロコンピュータ８ａは、洗浄モジュール４による洗浄径路に沿った畜舎１２内の洗浄動作を制御する。即ち、洗浄モジュール４に対して噴出ノズル４ｃの高さ指令や開弁指令を送出し、旋回モータに対して噴出ノズル４ｃの旋回指令を送出しエンコーダ出力から噴出ノズル４ｃの旋回動作を監視して洗浄動作を制御する。更には、マイクロコンピュータ８ａは、撮像カメラ５ａや測域センサ５ｂから検出された計測データに基づいて、車両本体２の畜舎内の自己位置を推定し、位置推定による走行モジュール３の走行動作を制御しかつ洗浄モジュール４による洗浄動作を制御する。 The microcomputer 8a is a processor or control circuit (computer) that performs calculations to control the operation of the poultry house cleaning device 1. Typically, the microcomputer 8a is a semiconductor integrated circuit. The microcomputer 8a adjusts the voltage applied to the drive motor by transmitting a PWM (Pulse Width Modulation) signal, which is a control signal, to the motor drive circuit of the traveling module 3. This allows the pair of front wheels 3a to rotate at a desired rotation speed. The microcomputer 8a also controls the cleaning operation in the livestock house 12 along the cleaning path by the cleaning module 4. That is, it sends a height command and an open valve command for the ejection nozzle 4c to the cleaning module 4, sends a rotation command for the ejection nozzle 4c to the turning motor, and monitors the turning operation of the ejection nozzle 4c from the encoder output to control the cleaning operation. Furthermore, the microcomputer 8a estimates the self-position of the vehicle body 2 in the livestock house based on the measurement data detected by the imaging camera 5a and the range sensor 5b, controls the traveling operation of the traveling module 3 based on the position estimation, and controls the cleaning operation by the cleaning module 4.
メモリ８ｂは、マイクロコンピュータ８ａが実行するコンピュータプログラムを記憶する揮発性の記憶装置である。メモリ８ｂは、入力されたデータを一時記憶し、マイクロコンピュータ８ａが位置推定などの演算を行う際のワークエリアとしても利用される。 Memory 8b is a volatile storage device that stores the computer programs executed by microcomputer 8a. Memory 8b temporarily stores input data and is also used as a work area when microcomputer 8a performs calculations such as position estimation.
通信回路８ｃは、コントローラ１０或いはタッチパネル１１（入力端末）と通信回路８ｃとで無線ＬＡＮや無線ＷＡＮ等に準拠した無線通信を行うことができる。予め鶏舎１２内の環境地図データは、外部記憶装置９に記憶されている。１または複数の走行経路データは、環境地図データが作成された後に外部記憶装置９に記憶される。また、鶏舎１２の洗浄プログラムは事前に外部記憶装置９に記憶されている。ユーザーはコントローラ１０或いはタッチパネル１１を操作して予め鶏舎１２内の環境地図データを基に走行ルートを入力し、洗浄指令を入力することで、走行モジュール３による走行ルートにしたがって自律走行を開始し、洗浄プログラムにしたがって洗浄モジュール４による洗浄動作が開始される。尚、ユーザーはコントローラ１０或いはタッチパネル１１からマニュアル操作で鶏舎洗浄装置１を操作することも可能である。これにより、鶏舎洗浄装置１をコントローラ１０或いはタッチパネル１１から遠隔操作して自動洗浄動作を制御することができる。また、鶏舎１２内の洗浄状態や侵入者などトラブルの発生などを、撮像カメラ５ａを通じて遠隔操作で確認することもできる。 The communication circuit 8c can perform wireless communication between the controller 10 or the touch panel 11 (input terminal) and the communication circuit 8c in accordance with a wireless LAN, a wireless WAN, or the like. The environmental map data in the chicken coop 12 is stored in advance in the external storage device 9. One or more pieces of travel route data are stored in the external storage device 9 after the environmental map data is created. In addition, the cleaning program for the chicken coop 12 is stored in the external storage device 9 in advance. The user operates the controller 10 or the touch panel 11 to input a travel route based on the environmental map data in the chicken coop 12 in advance, and inputs a cleaning command, so that the traveling module 3 starts autonomous travel according to the travel route, and the cleaning operation by the cleaning module 4 starts according to the cleaning program. The user can also manually operate the chicken coop cleaning device 1 from the controller 10 or the touch panel 11. This allows the chicken coop cleaning device 1 to be remotely operated from the controller 10 or the touch panel 11 to control the automatic cleaning operation. In addition, the cleaning state in the chicken coop 12 and the occurrence of troubles such as intruders can be remotely checked through the imaging camera 5a.
尚、コントローラ１０或いはタッチパネル１１は、例えばアンドロイド（登録商標）やｉＯＳ（モバイルオペレーティングシステム）などのロボット操作アプリケーションソフトウェアをインストールされたスマートフォンやタブレット端末を用いて遠隔操作される。
また、鶏舎１２の環境地図データや洗浄プログラムは事前に外部記憶装置９に記憶させているが、電装モジュール８内部にデータ格納部を設け、不揮発性の記憶装置として環境地図データや洗浄プログラムを格納するようにしてもよい。
The controller 10 or the touch panel 11 is remotely operated using a smartphone or tablet terminal on which robot operation application software such as Android (registered trademark) or iOS (mobile operating system) is installed.
In addition, the environmental map data and cleaning program for the chicken coop 12 are stored in advance in the external storage device 9, but a data storage unit may be provided inside the electrical module 8 to store the environmental map data and cleaning program as a non-volatile storage device.
次に鶏舎洗浄装置１を用いた鶏舎内の洗浄作業例について図１０（ａ）～（ｄ）の説明図を参照して説明する。
先ず、図１０（ａ）を操作して入力端末（コントローラ１０或いはタッチパネル１１）の画面上で鶏舎１２内の地図データを作成する。具体的には、鶏舎１２内の仮想平面上に設備配置を入力する。例えば、鶏舎１２内には、長手方向に沿って天井面より給水カップ６（図示せず）に給水する給水管が吊り下げ支持された給水ラインＬ１、給餌皿７が所定間隔で並んだ給餌ラインＬ２が交互に配置されており、中間に暖房装置１３が等間隔で配列されている。
Next, an example of a cleaning operation inside a poultry house using the poultry house cleaning device 1 will be described with reference to the explanatory diagrams of Figures 10(a) to (d).
First, map data for the inside of poultry house 12 is created on the screen of an input terminal (controller 10 or touch panel 11) by operating Fig. 10(a). Specifically, the layout of equipment is input on a virtual plane within poultry house 12. For example, within poultry house 12, water supply lines L1, in which water supply pipes that supply water to water supply cups 6 (not shown) are suspended from the ceiling surface along the longitudinal direction, and feeding lines L2, in which feeding trays 7 are lined up at predetermined intervals, are alternately arranged, and heating devices 13 are arranged at equal intervals in between.
次いで、図１０（ｂ）に示すように、続いて入力端末の仮想画面上で設備配置の寸法を入力する。具体的には、鶏舎１２の外形寸法（縦方向寸法ａ、横方向寸法ｂ）、鶏舎周壁面Ｗと給水ラインＬ１との距離ｃ、給水ラインＬ１と給餌ラインＬ２との距離ｄ、給水ラインＬ１どうしの距離ｅなどが入力される。 Next, as shown in FIG. 10(b), the dimensions of the equipment layout are input on the virtual screen of the input terminal. Specifically, the external dimensions of the chicken house 12 (vertical dimension a, horizontal dimension b), the distance c between the chicken house peripheral wall surface W and the water supply line L1, the distance d between the water supply line L1 and the feeding line L2, the distance e between the water supply lines L1, etc. are input.
次いで、図１０（ｃ）に示すように、入力端末の仮想画面上で洗浄径路１４設定する。具体的には、洗浄開始位置ＳＴと洗浄終了位置ＥＮＤ及び途中径路（破線部）を設定する。鶏舎１２の長手方向一端側の左上角部に設けられた洗浄開始位置ＳＴから鶏舎１２の長手方向右側へ鶏舎周壁面Ｗと給水ラインＬ１の間を通過し、鶏舎１２の長手方向他端側でＵターンして給水ラインＬ１と給餌ラインＬ２の間を交互に移動して、暖房装置１３の下を通過してから同様に給水ラインＬ１と給餌ラインＬ２の間を交互に移動し、鶏舎周壁面Ｗと給水ラインＬ１の間を鶏舎１２の長手方向反対側の右下角部に設けられた洗浄終了位置ＥＮＤで洗浄動作が終了するように洗浄経路１４が設定される。 Next, as shown in FIG. 10(c), the cleaning path 14 is set on the virtual screen of the input terminal. Specifically, the cleaning start position ST, cleaning end position END, and intermediate path (broken line portion) are set. The cleaning path 14 is set so that the cleaning operation starts from the cleaning start position ST, which is provided in the upper left corner of one longitudinal end of the chicken coop 12, passes between the chicken coop peripheral wall surface W and the water supply line L1 to the right of the longitudinal direction of the chicken coop 12, makes a U-turn at the other longitudinal end of the chicken coop 12, moves alternately between the water supply line L1 and the feed line L2, passes under the heating device 13, and similarly moves alternately between the water supply line L1 and the feed line L2, and ends at the cleaning end position END, which is provided in the lower right corner of the opposite longitudinal side of the chicken coop 12, between the chicken coop peripheral wall surface W and the water supply line L1.
図１０（ｄ）は、鶏舎洗浄装置１を洗浄開始位置ＳＴ（鶏舎１２の長手方向一端側の左上角部）に配置して図１０（ｃ）で設定した洗浄径路１４に沿って鶏舎洗浄装置１を走行させながら洗浄動作を開始させた状態を示す。洗浄径路１４ごとの車両本体２の向きは、システムにより自動設定される。図１０（ｄ）では白三角で表示した頂点位置が鶏舎洗浄装置１の進行方向前方を指し示すものとする。 Figure 10(d) shows the state in which the poultry house cleaning apparatus 1 is placed at the cleaning start position ST (upper left corner at one longitudinal end of the poultry house 12) and the cleaning operation is started while the poultry house cleaning apparatus 1 is traveling along the cleaning path 14 set in Figure 10(c). The orientation of the vehicle body 2 for each cleaning path 14 is automatically set by the system. In Figure 10(d), the apex position indicated by the white triangle indicates the forward direction of travel of the poultry house cleaning apparatus 1.
前述したように車両本体２は測域センサ５ｂが車両本体２の前方及び側方の鶏舎周壁面Ｗまでの距離を検出して、鶏舎周壁面Ｗと給水ラインＬ１の中間に走行ラインＭを認識して走行させ（図４（ｂ）参照）、撮像カメラ５ａが給水カップ６及び給餌皿７を撮像することで給水ラインＬ１と給餌ラインＬ２の中間に走行ラインＭを認識して走行させる（図５参照）。電装モジュール８は走行ラインＭに対する車両本体２の傾き角θや位置ずれ量Ｄを演算により算出して、走行モジュール３の並進動作、即ち一対の前輪３ａを各々回転駆動する駆動モータの制御が行なわれる（図６（ａ）（ｂ）参照）。撮像カメラ５ａの撮像画像から給水カップ６が認識できなくなると、測域センサ５ｂで計測された車両本体２の進行方向前方の鶏舎周壁面Ｗ（鶏舎１２の長手方向周壁面Ｗ）までの距離から走行モジュール３の動作を制御して車両本体２をＵターンするように旋回動作させる。 As described above, the range sensor 5b detects the distance to the chicken coop peripheral wall surface W in front and to the sides of the vehicle body 2, and recognizes the running line M between the chicken coop peripheral wall surface W and the water supply line L1 to allow the vehicle to run (see FIG. 4(b)). The imaging camera 5a images the water supply cup 6 and the feeding tray 7 to recognize the running line M between the water supply line L1 and the feeding line L2 to allow the vehicle to run (see FIG. 5). The electrical equipment module 8 calculates the inclination angle θ of the vehicle body 2 relative to the running line M and the positional deviation amount D, and controls the translational movement of the traveling module 3, that is, the drive motors that rotate the pair of front wheels 3a (see FIGS. 6(a) and (b)). When the water supply cup 6 cannot be recognized from the image captured by the imaging camera 5a, the operation of the traveling module 3 is controlled based on the distance to the chicken coop peripheral wall surface W (the longitudinal peripheral wall surface W of the chicken coop 12) in front of the vehicle body 2 in the traveling direction measured by the range sensor 5b, and the vehicle body 2 is turned to make a U-turn.
また、鶏舎１２外に設けられた動力噴霧器を起動して、ポンプをより洗浄液を鶏舎洗浄装置１に対してホースを介して圧送りされている。洗浄モジュール４による鶏舎１２の洗浄動作は、天井面、周壁面、床面、給水カップ６、給餌皿７に向けて噴出ノズル４ｃの高さを調整し、旋回させながら洗浄液を噴出して洗浄動作が行われる。
図１１（ａ）に示すように、洗浄開始位置ＳＴから洗浄径路１４に沿って走行ラインごとに洗浄条件に関するプリセット（preset）が設けられている。例えば、天井面か壁洗浄か、走行速度、噴出ノズル４ｃの旋回角などの洗浄条件を洗浄径路１４の設定と同時に径路ごとにきめ細かく設定することができるようになっている。
In addition, a power sprayer installed outside the poultry house 12 is started, and a pump is used to pressure-feed cleaning liquid via a hose to the poultry house cleaning device 1. The cleaning operation of the cleaning module 4 for the poultry house 12 is performed by adjusting the height of the spray nozzle 4c and spraying the cleaning liquid while rotating it toward the ceiling surface, peripheral wall surface, floor surface, water cup 6, and feeding tray 7.
11A, presets for cleaning conditions are provided for each travel line from the cleaning start position ST along the cleaning path 14. For example, cleaning conditions such as whether to clean the ceiling surface or wall, the travel speed, and the turning angle of the jet nozzle 4c can be finely set for each path at the same time as setting the cleaning path 14.
尚、洗浄動作開始位置ＳＴから車両本体２が並進すると、鶏舎１２外に設けられたポンプに接続するホースがホースリール４ｊより引き出されるが、Ｕターンして並進する際に、ホースリール４ｊを巻き取ることで、ホースの余剰分が絡んだり、車両本体２が踏んだりしないようにすることができる。 When the vehicle body 2 moves in parallel from the cleaning operation start position ST, the hose connected to the pump installed outside the chicken coop 12 is pulled out from the hose reel 4j. However, by winding up the hose reel 4j when making a U-turn and moving in parallel, the excess hose can be prevented from becoming tangled or being run over by the vehicle body 2.
以上の動作を繰り返して車両本体２が図１０（ｄ）に示す洗浄径路１４の洗浄終了位置ＥＮＤ（鶏舎１２の長手方向反対側の右下角部）に到達すると洗浄動作を終了する。
洗浄動作が終了すると、ユーザーが鶏舎洗浄装置１を次の鶏舎１２の洗浄に使用するため、マニュアル走行させて移動したり、鶏舎１２外に用意した軽トラック等に載せて移動したりすることができる。ちなみに、鶏舎洗浄装置１は、Ｌ１３００×Ｗ８４０×Ｈ１６００～２４００ｍｍ程度の小型のものが用いられる。
The above operations are repeated until the vehicle body 2 reaches the cleaning end position END of the cleaning path 14 shown in FIG. 10(d) (the lower right corner on the opposite side in the longitudinal direction of the chicken coop 12), at which point the cleaning operation ends.
Once the cleaning operation is complete, the user can move the poultry house cleaning device 1 manually or load it onto a light truck or the like prepared outside the poultry house 12 in order to use it to clean the next poultry house 12. Incidentally, the poultry house cleaning device 1 used is a small one with dimensions of approximately L 1300 × W 840 × H 1600 to 2400 mm.
図１１（ｂ）は、他例に係る鶏舎１２内の洗浄経路１４を示す入力画面の説明図である。図１０（ｃ）は、鶏舎１２内の設備配置、設備洗浄開始位置ＳＴから鶏舎１２の長手方向に沿って鶏舎周壁面Ｗと給水ラインＬ１の間、給水ラインＬ１と給餌ラインＬ２の間、暖房装置１３の下を交互に通過する例を示したが、任意の走行レーンをスキップして走行させる走行経路であってもよい。例えば、図１１（ｂ）は上段の給水ラインＬ１と給餌ラインＬ２の間から暖房装置１３の下方の走行ラインをスキップして下段の給水ラインＬ１と給餌ラインＬ２の間を走行させる径路を示す。また、図１１（ｂ）の下段に示すように、例えば給水ラインＬ１と給餌ラインＬ２の間を同一走行ライン内で、鶏舎洗浄装置１の向きを変えずに前進後退を行なって、洗浄終了位置ＥＮＤにて洗浄動作を終了することも可能である。 Figure 11(b) is an explanatory diagram of an input screen showing a cleaning route 14 in a chicken coop 12 according to another example. Figure 10(c) shows an example of equipment layout in the chicken coop 12, and passing alternately between the chicken coop peripheral wall surface W and the water supply line L1, between the water supply line L1 and the feeding line L2, and under the heating device 13 along the longitudinal direction of the chicken coop 12 from the equipment cleaning start position ST, but the running route may skip any running lane. For example, Figure 11(b) shows a route that skips the running line below the heating device 13 from between the water supply line L1 and the feeding line L2 in the upper stage and runs between the water supply line L1 and the feeding line L2 in the lower stage. Also, as shown in the lower part of Figure 11(b), for example, it is possible to perform forward and backward movements between the water supply line L1 and the feeding line L2 in the same running line, without changing the direction of the chicken coop cleaning device 1, and end the cleaning operation at the cleaning end position END.
尚、車両本体２が走行中に、撮像カメラ５ａや測域センサ５ｂがイレギュラーな障害物や人などを検出した場合には、走行を一時停止させて洗浄動作を中断するようにしてもよい。また、車両本体２に搭載した撮像カメラ５ａにより、鶏舎１２の内部を撮像することにより、洗浄状態を確認することが可能である。鶏舎洗浄装置１による洗浄動作は、鶏舎天井面、周壁面、床面の予洗いに相当するため、仮に洗い残しがある場合には、必要に応じてユーザーが仕上げ洗いを行なうようにしてもよい。鶏舎洗浄装置１はバッテリー給電で動作するため、充電量が少なくなった場合には、洗浄動作を中止して、コントローラ１０やタッチパネル１１にバッテリー残量が少なくなった旨を報知して、バッテリー充電を促すようにしてもよい。 If the imaging camera 5a or the range sensor 5b detects an irregular obstacle or person while the vehicle body 2 is moving, the vehicle may temporarily stop moving and interrupt the cleaning operation. The imaging camera 5a mounted on the vehicle body 2 may also capture an image of the interior of the poultry house 12, allowing the cleaning status to be confirmed. The cleaning operation by the poultry house cleaning device 1 corresponds to a pre-wash of the ceiling, surrounding walls, and floor of the poultry house, so if any areas remain unwashed, the user may perform a finishing wash as necessary. Since the poultry house cleaning device 1 is powered by a battery, when the charge level becomes low, the cleaning operation may be stopped and a notification that the battery level is low may be displayed on the controller 10 or the touch panel 11 to encourage battery charging.
以上説明したように、大規模化した鶏舎１２内でセンサモジュール５により自己位置推定を行なって走行モジュール３を所定の走行ラインＭに沿って自律走行させながら洗浄することにより、鶏舎１２の天井面、壁面、床面等の洗浄作業を省力化・自動化して行うことができる。
また、車両本体２から昇降方向先端に設けられた噴出ノズル４ｃより洗浄液を噴出しても、ノズルの反力により昇降機構が振動し難く、機械的に安定した状態で洗浄作業を行なうことができる。
また、電装モジュール８はセンサモジュール５から検出された鶏舎画像情報や鶏舎周壁面Ｗとの距離情報に基づいて自己位置を推定しながら走行モジュール３による並進動作又は旋回動作を制御しかつ洗浄モジュール４による洗浄動作を制御する。よって、予め入力された洗浄径路１４に沿ってセンサモジュール５が走行ラインＭを認識しながら車両本体２の並進動作又は旋回動作を繰り返して鶏舎１２内をＵターンしながらくまなく洗浄することができる。
As described above, by performing self-position estimation using the sensor module 5 within a large-scale chicken coop 12 and cleaning while the traveling module 3 autonomously travels along a predetermined traveling line M, cleaning work on the ceiling, walls, floor, etc. of the chicken coop 12 can be performed in a labor-saving and automated manner.
Furthermore, even if cleaning liquid is sprayed from the spray nozzle 4c provided at the leading end of the vehicle body 2 in the lifting direction, the lifting mechanism is unlikely to vibrate due to the reaction force of the nozzle, and the cleaning operation can be performed in a mechanically stable state.
In addition, the electrical module 8 estimates its own position based on the chicken coop image information and the distance information from the chicken coop peripheral wall surface W detected by the sensor module 5, while controlling the translational or turning movement of the traveling module 3 and the cleaning movement of the cleaning module 4. Thus, the sensor module 5 recognizes the traveling line M along the pre-input cleaning path 14, and the vehicle body 2 repeats the translational or turning movement to thoroughly clean the chicken coop 12 while making a U-turn.
尚、本実施例は、鶏舎洗浄装置１について例示したが、牛、豚等他の家畜の畜舎の洗浄用にカスタマイズすることが可能である。
また、鶏舎１２を水洗いする鶏舎洗浄装置１を例示したが、洗浄液にかぎらず消毒液を用いて鶏舎１２内を消毒する鶏舎消毒装置として用いることも可能である。
また、畜舎内に障害物が多い場合、畜舎内の環境地図データを作成しておき、測域センサ５ｂから計測される点群データと照合させて自己位置推定を行うＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping：自己位置推定と環境地図作成の同時実行）を搭載することも可能である。この場合には、環境地図データは、鶏舎洗浄装置１を予め畜舎内を自律走行させて作成し、電装モジュール８のデータ格納部に格納しておく。測域センサ５ｂから測定された点群データと予めデータ格納部に記憶した環境地図データどうしをマッチングすることで車両本体２の移動量や位置を推定しながら洗浄動作を行なうことができる。
更には、測域センサ５ｂとしてＬｉｄａｒを用いたが、これに替えて他のセンサ、例えば赤外線センサ、や超音波センサ、電波によるレーダーセンサなどを用いてもよい。
Although the present embodiment has been described with reference to a chicken house cleaning device 1, it is possible to customize the device for cleaning livestock houses for cows, pigs, and other livestock.
Furthermore, although the chicken coop cleaning device 1 that washes the chicken coop 12 with water has been exemplified, it is also possible to use the device as a chicken coop disinfecting device that disinfects the inside of the chicken coop 12 using a disinfectant rather than a cleaning liquid.
Furthermore, if there are many obstacles in the barn, it is possible to equip the device with SLAM (Simultaneous Localization and Mapping: simultaneous execution of self-location estimation and environmental map creation) in which environmental map data for the barn is created in advance and collated with point cloud data measured by the range sensor 5b to estimate the self-location. In this case, the environmental map data is created in advance by having the poultry house cleaning device 1 autonomously navigate the barn and stored in the data storage unit of the electrical module 8. By matching the point cloud data measured by the range sensor 5b with the environmental map data previously stored in the data storage unit, the cleaning operation can be performed while estimating the amount of movement and position of the vehicle body 2.
Furthermore, although Lidar is used as the range sensor 5b, other sensors, such as an infrared sensor, an ultrasonic sensor, or a radar sensor using radio waves, may be used instead.
１ 鶏舎洗浄装置 ２ 車両本体 ３ 走行モジュール ３ａ 前輪 ３ｂ後輪 ３ｃ バッテリーケース ４ 洗浄モジュール ４ａ 外装パネル ４ｂ 昇降パイプ ４ｃ 噴出ノズル ４ｄ スプレーモジュール ４ｅ ベース部 ４ｆ アクチュエータ ４ｇ 伸縮ロッド ４ｈ 旋回軸 ４ｉ ケーブルキャリア ４ｊ ホースリール ５ センサモジュール ５ａ 撮像カメラ ５ｂ 測域センサ ６ 給水カップ ７ 給餌皿 ８ 電装モジュール ９ 外部記憶装置 １０ コントローラ １１ タッチパネル １２ 鶏舎 １３ 暖房装置 １４ 洗浄経路 Ｌ１ 給水ライン Ｌ２ 給餌ライン Ｍ 走行ライン Ｗ 鶏舎周壁面 1 Poultry house cleaning device 2 Vehicle body 3 Travel module 3a Front wheel 3b Rear wheel 3c Battery case 4 Cleaning module 4a Exterior panel 4b Lifting pipe 4c Spray nozzle 4d Spray module 4e Base 4f Actuator 4g Telescopic rod 4h Swivel shaft 4i Cable carrier 4j Hose reel 5 Sensor module 5a Image capture camera 5b Range sensor 6 Water cup 7 Feeding tray 8 Electrical module 9 External storage device 10 Controller 11 Touch panel 12 Poultry house 13 Heating device 14 Cleaning path L1 Water supply line L2 Feeding line M Travel line W Poultry house surrounding wall surface
Claims (7)
前記車両本体底部に一対の駆動モータにより各々回転駆動される駆動輪及び従動回転する従動輪を有する走行モジュールと、
前記車両本体から昇降可能かつ旋回可能であって、昇降方向先端に向かって延設された噴出ノズルより洗浄液を噴出して前記洗浄径路に沿った畜舎内の洗浄動作を行なう洗浄モジュールと、
前記車両本体の進行方向前方に設けられ、前記畜舎内の環境を撮像すると共に畜舎周壁面との距離を計測可能なセンサモジュールと、
前記センサモジュールから検出された計測データに基づいて前記車両本体の畜舎内の自己位置を推定し、位置推定に応じた前記走行モジュールによる車両本体の走行動作を制御しかつ前記洗浄モジュールによる洗浄動作を制御する電装モジュールと、を備えたことを特徴とする畜舎洗浄装置。 A livestock house cleaning device that performs a cleaning operation inside a livestock house by spraying a cleaning liquid from a vehicle body while autonomously traveling along a cleaning route inputted from an input terminal,
a traveling module having a pair of driving wheels and a driven wheel, which are respectively rotated and driven by a pair of driving motors, at the bottom of the vehicle body;
a cleaning module that is movable up and down and rotatable from the vehicle body and that sprays a cleaning liquid from a spray nozzle extending toward a tip in a lifting direction to perform a cleaning operation inside the livestock house along the cleaning path;
A sensor module is provided in front of the vehicle body in the traveling direction, and is capable of capturing an image of an environment in the livestock house and measuring a distance to a peripheral wall surface of the livestock house;
a vehicle body that estimates its own position within the livestock barn based on measurement data detected from the sensor module, controls the traveling operation of the vehicle body by the traveling module in accordance with the position estimation, and controls the cleaning operation by the cleaning module.
前記撮像カメラが畜舎内に配列された第一ガイド部及び第二ガイド部を撮像することで前記第一，第二ガイド部間に認識される走行ラインに対する前記車両本体の傾き角及び位置ずれ量を検出して前記走行ラインに沿うように並進動作が制御され、前記測域センサは、少なくとも前記車両本体前方の畜舎周壁面までの距離を検出して前記車両本体を隣の走行ラインへ旋回させる旋回動作が制御される請求項１記載の畜舎洗浄装置。 The sensor module includes an imaging camera for recognizing the surrounding environment necessary for autonomous driving and a range sensor for measuring the distance to the wall surface of the livestock barn,
The livestock house cleaning device as described in claim 1, wherein the imaging camera captures images of a first guide section and a second guide section arranged in a livestock house, thereby detecting the inclination angle and positional deviation of the vehicle body relative to the running line recognized between the first and second guide sections, and controlling the translational movement to follow the running line, and the range sensor detects the distance to at least the peripheral wall surface of the livestock house in front of the vehicle body, thereby controlling the turning movement to turn the vehicle body to the adjacent running line.
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