JPH08131002A - 自動搾乳装置のカップ装着制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ティートカップ５０の乳頭への装着が成功し
た場合におけるスキャナー５６による全乳頭位置検出情
報を乳牛毎に更新しながら記憶する乳頭位置更新記憶手
段８６を設け、ラフセンサ５５の検出作動後に、乳頭位
置更新記憶手段８６に記憶された前回の全乳頭位置検出
情報のみに基づいてティートカップ５０を上昇移動させ
る省略制御を行い、この省略制御によるティートカップ
５０の乳頭への装着が不可であると、スキャナー５６に
よる全乳頭位置検出作動を新たに行った後にティートカ
ップ５０が上昇移動されるという連係作動状態が現出さ
れるように、連係手段８１を構成する。 【効果】 ティートカップの乳頭への装着作動を熟知
し、かつ、その機能を見直して検討することにより、新
たな機構・装置類を追加するのではなく、作動工程の一
部を欠如させるだけの経済的手段により、ティートカッ
プの装着能率、すなわち、搾乳全体の作動能率が向上す
る合理的な自動搾乳装置を提供することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乳牛や豚等の被搾乳動
物の搾乳が自動的に行えるようにされた自動搾乳装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開平２‐２３８２３号公報に
示された自動搾乳装置が知られている。すなわち、搾乳
室の側方から乳牛の下腹部に出退する搾乳器を備えてお
り、搾乳室に居る牛の下腹部へ側方から寄るとともに乳
頭にティートカップを装着し、それから搾乳を開始する
というものであり、その一連の作動が自動的に行われる
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術によれ
ば、センシングによってティートカップを乳頭の真下と
なる位置に誘導し、それらかティートカップを持上げる
ことで相対的に乳頭を嵌入して装着させる手段である
が、どのように乳頭位置を検出し、又、どのようにティ
ートカップの位置決めを行うかについての概略の原理は
以下のようである。

【０００４】先ず、搾乳の前段階で牛毎にその乳頭（４
個ある）の相対位置を測定してその情報を記憶しておく
前処理を行っておく。そして、搾乳室に牛が来て所定の
搾乳姿勢になると、先ず、所定の乳頭（右前に位置する
第４乳頭）をラフセンサで検出することで４個のティー
トカップ全体を乳頭の近傍範囲の位置に近づけるという
大まかな位置合せを操作を行い、それからファインセン
サによって４個の乳頭位置の測定を行うことでティート
カップの精密な位置合わせ操作行い、各々の乳頭の真下
位置にそれに対応するティートカップを位置させる。こ
の精密位置合せ時に前回の成功情報、すなわち、この牛
の前回の搾乳成功時における精密センシングで得られた
４個の乳頭の相対位置関係データを記憶装置から引き出
し、その前回成功データと、今回得られた新たな精密セ
ンシングデータとを総合的に判断してティートカップの
位置合わせ操作行うのである。

【０００５】ところが、自動化による搾乳作業能率をさ
らに改善する観点から、上記のティートカップ装着操作
をもっと迅速化させることも課題となってきた。そこ
で、本発明の目的は、経済的不利益が少ないようにしな
がらティートカップの乳頭への装着時間を短縮化させる
点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のために
本発明は、被搾乳動物の乳頭に装着可能なティートカッ
プを、搾乳室内の所定の搾乳姿勢にある被搾乳動物の下
腹部に突出移動した搾乳位置と、搾乳室の横側方に退避
移動した退避位置とに位置変更可能に備え、かつ、搾乳
位置にあるティートカップを、これによる自動搾乳を行
うべく上昇移動させて乳頭に装着可能な装着手段を備え
るとともに、複数の乳頭のうちの所定の乳頭位置を検出
するラフセンサと、全ての乳頭位置を計測するファイン
センサとを備え、ラフセンサによる所定乳頭検出情報に
基づいてティートカップを所定の乳頭近傍範囲に誘導移
動可能で、かつ、ファインセンサによる全乳頭位置計測
情報に基づいて乳頭近傍範囲にあるティートカップを乳
頭の真下に位置合わせ移動可能であり、この位置合わせ
移動の後にティートカップを上昇移動可能である状態
に、装着手段と両センサとを連係可能な連係手段を設け
て自動搾乳装置を構成し、ティートカップの乳頭への装
着が成功した場合におけるファインセンサによる全乳頭
位置計測情報を被搾乳動物毎に更新しながら記憶する乳
頭位置更新記憶手段を設け、ラフセンサの検出作動後
に、乳頭位置更新記憶手段に記憶された前回の全乳頭位
置計測情報のみに基づいてティートカップを上昇移動さ
せる省略制御を行い、この省略制御によるティートカッ
プの乳頭への装着が不可であると、ファインセンサによ
る全乳頭位置計測作動を新たに行った後にティートカッ
プが上昇移動されるという連係作動状態が現出されるよ
うに、連係手段を構成してあることを特徴とするもので
ある。

【０００７】

【作用】ここで、乳頭のセンシング作動を鑑みると、牛
毎の乳頭の相対位置自体は変わらないものであるから、
ラフセンサによるティートカップと乳頭との初期関係位
置が検出できれば、以前の成功情報によってそのラフセ
ンサによる位置決め状態からティートカップを正確に乳
頭に位置合せするに必要な横方向の移動量及び移動方向
並びに昇降移動量を割り出すことが可能である。従っ
て、ファインセンサによる全乳頭位置計測情報を被搾乳
動物毎に更新しながら記憶する乳頭位置更新記憶手段８
６（図４１参照）を設けることで、以前の成功情報のう
ちで最も信頼性の高い前回の成功情報に基づいてティー
トカップを操作すれば、理論上、その都度精密センシン
グを行わなくても乳頭への装着が可能であるから、請求
項１の構成のように、前回の成功情報があれば、ファイ
ンセンサによるセンシング作動が省略できるものであ
り、その分の作動工程が減ってティートカップ装着に要
する時間を短縮することができるようになる。

【０００８】ところが、装着手段によるティートカップ
の移動操作はメカ的に行われるものであるから、実際で
は駆動部のガタの蓄積や移動・停止の精度に基づく制御
誤差、或いは被搾乳動物の予期せぬ動き等の原因によ
り、ティートカップが理論通りに乳頭の真下位置に寄り
切れないことがある。故に、前回の成功情報のみに基づ
くティートカップの装着が不可であれば、ファインセン
サによる精密な乳頭位置計測を新たに行い、をの時点で
装着に必要な最新情報を得て装着を再トライさせるので
ある。

【０００９】ラフセンサによる所定乳頭検出作動とファ
インセンサによる全乳頭位置計測作動とを夫々１回ずつ
行うに要する時間は、ラフセンサによる所定乳頭検出作
動と、前回の成功情報に基づくティートカップ装着のト
ライ作動と、ファインセンサによる全乳頭位置計測のや
り直し作動との合計時間よりも明らかに短いが、実験の
結果、ファインセンサによる全乳頭位置計測のやり直し
を行わねばならない頻度は少ないことが判り、前回の成
功情報のに基づいてティートカップ装着を行う省略制御
を先ず行う本願の手段が、搾乳の都度ファインセンサに
よる全乳頭位置計測作動を行う手段よりも結果的に能率
が改善されることが確認された。

【００１０】

【発明の効果】その結果、ティートカップの乳頭への装
着作動を熟知し、かつ、その機能を見直して検討するこ
とにより、新たな機構・装置類を追加するのではなく、
作動工程の一部を欠如させるだけの経済的手段により、
ティートカップの装着能率、すなわち、搾乳全体の作動
能率が向上する合理的な自動搾乳装置を提供することが
できた。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を牛舎に適用した場
合について、図面に基づいて説明する。図１に牛舎の全
体レイアウトが示されている。１は広い餌場、２はフリ
ーストール（休息場）、３は搾乳場であり、餌場１の片
側に餌箱１ａが配置され、フリーストール２の両側には
パイプで仕切られた多数のストール（寝床）２ａが配置
されている。餌場１とフリーストール２とは２箇所のゲ
ート４，５で仕切られており、これらゲート４，５は、
餌場１とフリーストール２とのいずれの方向にも開く自
由開閉状態と、餌場１からフリーストール２への通過の
み許容するワンウェイ状態とに切換自在に構成されてい
る。

【００１２】この牛舎における搾乳システムを概略説明
すると、先ず、餌場１に乳牛を放しておき、搾乳時間の
数時間前になると、自由開閉状態にあるゲート４，５を
ワンウェイ状態に切換え、全ての乳牛がフリーストール
２へ集まるようにする。そして、空腹になってきた牛か
ら、順次、搾乳場３へ向かい、後述する分配ゲートＧ6
の揺動により、搾乳の終了した乳牛は餌場１に開放し、
搾乳できなかった乳牛はセパレーションエリア３Ｓに導
かれて搾乳の再トライを待つようになるのである。フリ
ーストール２には餌がないが、搾乳場３には牛の嗜好を
そそる美味しい餌が用意されているため、このことを知
っている（教育されている）乳牛が、空腹になると自然
に搾乳場３に向かうようになるのである。

【００１３】次に、搾乳場３について説明する。図１に
示すように、搾乳場３では人為作業することなく搾乳で
きる自動搾乳装置Ａを備えており、その自動搾乳装置Ａ
の機械装置類、及び監視を行う制御室６、直列配置され
た２箇所の搾乳室７，７、これらの搾乳室の横に配置さ
れる移動通路８、控室２８、及び移動通路８の始端と終
端とを連絡する略コ字状のセパレーションエリア３Ｓ等
が配置されている。

【００１４】図２に示すように、移動通路８の入口側に
は開閉自在な第１ゲートＧ1 が、出口側には、終了位置
と再トライ位置とに切換可能な第６ゲートＧ6 が夫々配
置されており。一方、各搾乳室７，７には乳牛の入口で
ある第２（第４）ゲートＧ2,Ｇ4 、及び出口である第３
（第５）ゲートＧ3,Ｇ5 が装備されている。

【００１５】第１ゲートＧ1 は、通常テキサスゲートと
呼ばれ、上下軸心回りで揺動可能な左右一対のゲート片
９，９を備え、エアーシリンダ等によって一対のゲート
片９，９を同時に開閉可能な観音開き構造に構成されて
いる。第２ゲートＧ2 は、上下軸心回りで揺動自在な扉
型に構成され、開き位置では移動通路８を殆ど塞ぐ状態
に設定してあり、必ず第１搾乳室７から先に牛が入るよ
うにしてある。第２搾乳室７の第４ゲートＧ4 も全く同
じ構造である。

【００１６】第３ゲートＧ3 は、搾乳室７の側壁に上下
軸心回りで揺動可能に支承された第１扉１０と、この第
１扉１０に上下軸心回りで揺動可能に支承された第２扉
１１とによる２つ折れ構造の折れ戸に構成されている。
第３ゲートＧ3 は、その閉じ作動に伴う第２扉の移動に
より、搾乳室７からでた牛の臀部を押して前進を促進さ
せるように構成されている〔図５（ヘ）参照〕。第２搾
乳室７の第5 ゲートＧ5 も全く同じ構造に設定されてい
る。

【００１７】第６ゲートＧ6 は、上下向きの軸心Ｐ6 回
りで揺動可能な分配ゲート（セパレーションゲート）１
２と、餌場１側及びセパレーションエリア３Ｓ側夫々へ
のワンウェイゲート１３，１４とで成る複合扉に構成さ
れている。分配ゲート１２は、移動通路８と餌場１とを
連絡させるべくセパレーションエリア３Ｓ側に揺動した
終了位置（図２の実線の状態）と、移動通路８とセパレ
ーションエリア３Ｓとを連絡させるべく餌場１側に揺動
した再トライ位置（図２の仮想線の状態）とに切換可能
に構成されている。ワンウェイゲート１３，１４は、分
配ゲート１２の終了位置、又は再トライ位置に沿った位
置に復帰付勢するように構成されている。

【００１８】又、各ゲートを連係動作させるために、牛
の通過や存否を検出する多数のセンサＳ1 〜Ｓ8 が装備
されている。全てのセンサは、投光器と受光器との対で
成る光センサに構成され、光軸を遮ること、又は光軸が
再開されることによって検出作動するものである。図面
表現上、各センサの光軸にＳ1 〜Ｓ8 を符記するものと
すれば、各センサは次のように配置されている。

【００１９】図２に示すように、上下一対の第１、第２
センサＳ1,Ｓ2 は、第１ゲートＧ1から６０cm離れた地
点における移動通路８を直交する状態に配置されてお
り、第１センサＳ1 は牛の脚部分を、第２センサＳ2 は
胴体部分を夫々検出するものである。第３センサＳ3
は、第１搾乳室７の始端側部分と、第１搾乳室７の終端
側の移動通路反対側部分とに亘るように斜め配置されて
いる。第４センサＳ4 は、第１搾乳室７の始端側の移動
通路反対側部分と、第１搾乳室７の終端側部分とに亘る
ように斜め配置されている。第５センサＳ5 は、第２搾
乳室７の始端側部分と、第２搾乳室７の終端側の移動通
路反対側部分とに亘るように斜め配置されている。第６
センサＳ6 は、第２搾乳室７の始端側の移動通路反対側
部分と、第２搾乳室７の終端側部分とに亘るように斜め
配置されている。上下一対の第７、第８センサＳ7,Ｓ8
は、第２搾乳室７の終端側付近における移動通路８を直
交する状態に配置されており、第１、第２センサＳ1,Ｓ
2 と同様に第７センサＳ7 は脚部分を、第８センサＳ8
は胴体部分を夫々検出する。

【００２０】次に、図２〜図７を参照して各センサと各
ゲートとの連係動作について説明する。先ず、初期状態
では、図３（イ）に示すように、第２ゲートＧ2 が開
き、かつ、第６ゲートＧ6 （分配ゲート１２）が終了位
置に操作されており、その他のゲートＧ1,Ｇ3,Ｇ4,Ｇ5
は全て閉じている。図３（ロ）に示すように、第１ゲー
トＧ1 が開き、牛が移動通路８に入ってきて第１、第２
センサＳ1,Ｓ2 を通過完了すると第１ゲートＧ1 が閉じ
る。そして、第３センサＳ3 を通過して第１搾乳室７に
牛が入り、首に装着した発信装置であるリスポンダ（図
示せず）によってタグ（受信装置）Ｔが固体（牛）検出
作動すると、第２ゲートＧ2 が閉じられるとともに第４
ゲートＧ4 が開く〔図４（ハ）参照〕。

【００２１】そして、第１搾乳室７において自動搾乳装
置Ａでの搾乳が開始され、かつ、次の牛が移動通路８に
入ることが可能となるべく再び第１ゲートＧ1 が開きう
る状態となる。尚、第１ゲートＧ1 は、該ゲート手前に
配置された図示しない存否センサによって第１ゲートＧ
1 直前の待機位置に牛が来ており、かつ、第１、第２搾
乳室７，７のいずれかが空いている条件のときにのみ開
き可能に設定されている、と好都合である（第１ゲート
Ｇ1 の開き作動のみ手動操作する手段もある）。

【００２２】次の牛が移動通路８に入り、第１、第２セ
ンサを通過すると第１ゲートＧ1 が閉じられ、かつ、第
２搾乳室７の入口である第４ゲートＧ4 が開き（第２ゲ
ートＧ2 が閉じた時点、又は第１ゲートＧ1 が開く時点
で第４ゲートＧ4 を開いても良い）、２頭目の牛を第２
搾乳室７に迎える準備ができあがる〔図４（ニ）参
照〕。そして、第３、第４、及び第５センサＳ3,Ｓ4,Ｓ
5 が検出作動して牛が第２搾乳室７に入って、そのタグ
Ｔが固体検出すると、第４ゲートＧ4 が閉じられ、２箇
所の搾乳室７，７での搾乳状態となる。

【００２３】次に、第１搾乳室７での搾乳が終了して、
自動搾乳装置Ａがリセットされると、そのことに連係し
て第１搾乳室７の出口である第３ゲートＧ3 が開き、牛
が移動通路８に進む〔図５（ホ）参照〕。このとき、牛
の通過で遮られた第４センサＳ4 が再び初期状態に戻る
こと（又は、第５及び第６センサＳ5,Ｓ6 が共に検出作
動すること）等に連係して、折り畳まれた状態でえ開い
ている第３ゲートＧ3が閉じ作動し、第２扉１１が図５
（ヘ）に示すように牛の臀部を後押しして前進を促進さ
せる機能が発揮されるようにしてある。第１搾乳室７を
出た牛が、第５、第６センサＳ5,Ｓ6 を通過してから第
７、第８センサＳ7,Ｓ8 に差し掛かると第３ゲートＧ3
が閉じられるとともに第１ゲートＧ1 が開き〔図６
（ト）参照〕、第７，第８センサＳ7,Ｓ8 の通過検出で
第１ゲートＧ1 が開きうる状態になる。搾乳が終了して
いる場合には、第６ゲートＧ6 は終了位置に維持されて
おり、牛は餌場側ワンウェイゲート１３を通って餌場１
へ開放される。

【００２４】第２搾乳室７での搾乳が終わると、上記第
１搾乳室７の場合とほぼ同様に作用する〔図６（チ）参
照〕が、違いを述べると、第５ゲートＧ5 の閉じ作動と
第１ゲートＧ1 の開き可能状態とは、第７，第８センサ
Ｓ7,Ｓ8 の通過完了検出で達成される（図７参照）とと
もに、第４ゲートＧ4 は依然として閉じ状態に維持され
ている点である（このときに第４ゲートＧ4 が開き作動
されるのは、その時点で第１搾乳室７に牛が入っている
場合である）。そして、第２搾乳室７の牛が移動通路８
外に退出したときに、未だ第１搾乳室７に牛が来ていな
いのであれば、各ゲートＧ1 〜Ｇ6 は第２ゲートのみ開
いた初期状態に戻る。

【００２５】このシステムでは、両方の搾乳室７，７が
共に空の状態では、第１搾乳室７に優先して牛を入れる
ように設定されている。又、各搾乳室７，７前の移動通
路８における第３〜第６センサＳ3 〜Ｓ6 のクロス配置
の利点は次のようである。すなわち、直列配置された搾
乳室７への移動通路８からの出退移動は、搾乳室７の横
側壁部分で行う構造上、センサの斜め配置によって搾乳
室７の入出口に近い位置でセンシングできる機能、及
び、例えば、第２搾乳室７を出た牛が第７、第８センサ
Ｓ7,Ｓ8 の通過中にバックすることがあると、第５、第
６センサＳ5,Ｓ6が作動してその不都合を検出できる機
能、の双方の機能を発揮できることであり、各ゲートの
前後に移動通路８に直交してセンサを配置する手段より
も、検出地点、及び必要センサ数の点で優れている。

【００２６】上記した各ゲートの開閉作動は、システム
が円滑に稼働しているときの一例であり、ケース・バイ
・ケースによって様々な作動状況が考えられる。例え
ば、第２搾乳室７での搾乳が第１搾乳室７よりも早く終
了した場合では、第２搾乳室７の牛が第７、第８センサ
Ｓ7,Ｓ8 の通過終了に伴って、第１ゲートＧ1 が開きう
る状態となる。そのときに第１ゲートＧ1 手前に次の牛
が来ていると、第１ゲートＧ1 が開き、牛は第１搾乳室
７をやり過ごして直接第２搾乳室７に入るようになる、
といった具合である。

【００２７】各センサＳ1 〜Ｓ8 はいずれも同じセンサ
を使用しており、その構造を第１センサＳ1 のもので説
明すると、図８に示すように、第１センサＳ1 は、投光
器１５と受光器１６との対で成る光学式に構成され、投
光器１５は、発光体１７による投光経路（図２や図３で
はＳ1 で示してある）始端部への周囲からの他物侵入を
阻止する筒カバー１８を設け、かつ、発光体１７の前方
に間隔をもって配置される透過壁１９を筒カバー１８内
に装備してある。詳述すると、発光体１７は複数の放熱
孔２０ｂが形成された仕切り壁２０ａ付きの第１カバー
２０に固定され、その第１カバー２０先端部に透明ガラ
ス製の透過壁１９が固定装着されている。筒カバー１８
は両端開放の丸筒であり、その基端を第１カバー２０先
端外周に螺着することで一体化されている。

【００２８】つまり、発光体１７は発光するとともに熱
も出し、その熱に反応して蠅が寄って来ることが知られ
ており、透過壁１９と筒カバー１８とによって発光体１
７の光軸側の周囲に熱が発散されないようにしてある。
これによって、投光器１５の光軸が蠅によって遮られ、
センサＳ1 が誤作動することを防止している。又、同図
に示すように、受光器１６にも、受光体２１による受光
経路始端部への周囲からの他物侵入を阻止する筒カバー
２２が装着されており、受光器１６においても蠅等の虫
によって光軸が遮られる不都合がないようにしてある。

【００２９】図１に示すように、セパレーションエリア
３Ｓの終端には一方向ゲート２３が、かつ、その手前に
は第２分配ゲート２４が装備されている。一方向ゲート
２３は、セパレーションエリア３Ｓから第１ゲートＧ1
前への揺動のみ許容し、その逆方向の移動は阻止された
ワンウェイゲートであり、第２分配ゲート２４は、搾乳
再トライさせるべく第１ゲート部分に向かわせる通常位
置（図１における右側に揺動した位置）と、フリースト
ール２に戻すよう復帰位置（図１における左側に揺動し
た位置）とに切換操作可能である。第２分配ゲート２４
を復帰位置にするのは、搾乳失敗ではなくテクニカルセ
パレート（病気等によって搾乳できない状態等）する場
合である。セパレーションエリア３Ｓの牛を搾乳室７に
再導入させるときには、第１ゲートＧ1 横のゲート４
を、図１上がわの破線で示される位置に維持しておく。

【００３０】次に、搾乳室７及び移動通路８のについて
詳述する。図１３及び図１４に示すように、第２ゲート
Ｇ2 は、そのゲート先端の上下軸心Ｐ2 回りで揺動開閉
自在な単純扉構造であり、搾乳室７上方の左右両側壁７
ａ，７ｂに亘って架設された第２シリンダＣ2 によって
駆動開閉自在である。第３ゲートＧ3 は、第１扉１０基
端を上下軸心Ｐ3 で支承するとともに、第２扉１１の先
端と搾乳室７の右側壁７ｂに亘ってガイドロッド２９を
架設連結して構成され、第１扉１０と右側壁７ｂに亘る
第３シリンダＣ3 によって駆動開閉可能である。

【００３１】又、第２ゲートＧ2 には、追い出し機構Ｅ
が装着されている。すなわち、縦支点Ｙ回りで揺動自在
な追い出し部材３０と、四連リンク３１と、追い出しシ
リンダＣｏとを第２ゲートＧ2 に取付けて追い出し機構
Ｅが構成されており、第３ゲートＧ3 が開くと追い出し
シリンダＣｏが伸長し、追い出し部材３０が丁度牛の臀
部辺りに作用して１８０度近く回動して押し出すように
作動する。尚、以上の構造は第２搾乳室７においても同
様に構成されている。

【００３２】図９、図１０に示すように、第１ゲートＧ
1 には、第１シリンダＣ1 とリンク機構３２とで成る開
閉機構Ｆにより、上下軸心Ｐ1 を有した左右のゲート片
９，９を同時に開閉駆動できるようにされている。又、
図１１、図１２に示すように、ワンウェイゲート１３，
１４の揺動支点Ｘ1,Ｘ2 は分配ゲートＧ6 の軸心Ｐ6の
反対側で、かつ、傾けて設定され、各ワンウェイゲート
１３，１４はその軸心側ほど高い傾斜姿勢に設定されて
いる。そして、分配ゲート１２の終了位置及び再トライ
位置に沿った位置に沿う面に揺動支点Ｘ1,Ｘ2 を設定し
てあり、その結果、ゲートの自重により各ワンウェイゲ
ート１３，１４は閉じ姿勢に復帰付勢される構造であ
る。

【００３３】図１３、図３１、図３２に示すように、搾
乳室７に入った牛が後脚で自動搾乳装置Ａを踏み付けな
いように、後脚の前方移動を阻止する前蹴り防止装置Ｉ
が設けてある。つまり、前蹴り防止装置Ｉは、所定の搾
乳姿勢にある乳牛（被搾乳動物に相当）の後脚の直前位
置に突出して後脚の前方移動を規制可能な作用姿勢と、
所定の搾乳姿勢にある被搾乳動物の前進を許容する退避
姿勢とに姿勢変更自在な牽制部材３３を配備し、牽制部
材３３を、姿勢検出手段３５の検出作動に基づいて退避
姿勢から作用姿勢に切換えるように、牽制部材３３の姿
勢を切換操作可能な移動操作手段３４と姿勢検出手段３
５とを連係して構成されている。

【００３４】詳述すると、搾乳室７には搾乳中に牛をお
となしくしていてもらうために、美味しい餌を食べさせ
るようにしてあり、その餌箱３６が搾乳室７の前端部
に、電動モータ３７によって前後移動可能な状態で配備
されており、図４（ハ）の状態を詳細に示した図３１を
参照すると、タグＴ検出後には、前寄り位置にある餌箱
３６を後方に寄せ移動して乳牛を後ずさりさせることで
所定の搾乳姿勢にセットするのである。つまり、餌箱３
６が後方に寄ったことで作動する検出スイッチ３５を設
けて姿勢検出手段３５としてあり、タグＴが検出し、か
つ、その後に検出スイッチ３５が作動すると牽制用シリ
ンダＣk が搾乳室７長手方向に沿った退避姿勢の牽制部
材３３を９０度回動させて作用姿勢に姿勢を切換えるよ
う、検出スイッチ３５と牽制用シリンダＣk の制御弁３
８とが第２制御装置３９で連係されている。クッション
材を巻回したパイプ製の牽制部材３３を上下軸心Ｑによ
り、右側のものは右側壁に、且つ左のものは第２ゲート
Ｇ2 に夫々支承してあるとともに、牽制用シリンダＣk
の短縮動で作用姿勢に、又、伸長動で退避姿勢になるよ
うに構成してある。

【００３５】そして、搾乳が終わって餌箱３６が前進移
動して検出スイッチ３５が非作動状態になると牽制用シ
リンダＣk が伸長動して牽制部材３３を退避姿勢に切換
え、後脚の前進規制を解除して牛の搾乳室７からの退出
移動を許容するのである。この一連の作動は、図４
（ハ）〜図５（ホ）の間において実行されている。とこ
ろで、図２２に示すように、自動搾乳装置Ａは、通常は
搾乳室７横側方の制御室６がわに退避した位置にあり、
検出スイッチ３５が作動すると牛の下腹部に突出移動し
た搾乳位置となるように構成されている。尚、検出スイ
ッチ３５の検出作動のみに基づいて牽制部材３３の姿勢
切換を行う手段でも良いが、牛が存在しないのに餌箱３
６が後方に寄り移動する異常時の作動牽制としては、タ
グＴ検出も作動条件に設定する手段の方が望ましい。

【００３６】図１５、図１６に示すように、第３ゲート
Ｇ3 を通って第１搾乳室７から退出した部分における移
動通路８には、その場で立ち止まることなく牛を進ませ
るための前進促進手段Ｈが設けてある。移動通路８の餌
場１側の側壁部分には、通路側壁８ａに沿った格納姿勢
と、通路に突出した追い出し姿勢とに揺動切換自在なプ
ッシャー４０を備えた叩き機構ａと、このプッシャー４
０を通路長手方向に沿って駆動スライドさせるスライド
機構ｂとが設けてある。すなわち、側壁８ａに配設され
た上下一対のガイドレール４２，４３に、側面視略Ｈ状
の移動体４４を前後スライド自在に嵌装し、この移動体
４４に対して上下軸心Ｘ3 で略横倒しＵ字状のパイプ製
プッシャー４０を枢支するとともに、このプッシャー４
０と移動体４４とに亘って移動操作手段３４である退出
シリンダＣt を架設してある。又、移動体４４と側壁８
ａがわの固定部材４１とに亘ってロッドレスシリンダＣ
r が架設され、移動体４４を側壁８ａに沿って平行スラ
イド移動可能に支持して前進促進手段Ｈが構成されてい
る。

【００３７】作用を説明すると、第１搾乳室７から移動
通路８に牛が出ると、先ず、退出シリンダＣt が伸長動
してプッシャー４０を追い出し姿勢に切換え、牛がそれ
以上バックしないようにブロックする。それから退出シ
リンダＣt の短縮及び伸長動を連続させることでプッシ
ャー４０で２〜３回臀部を叩いて前進を促進させ、次い
でロッドレスシリンダＣr を短縮動させることで移動体
４４を介して牛を強制前進させ、その位置で再度退出シ
リンダＣt を駆動してプッシャー４０で２〜３回臀部を
叩き、最後に初期位置に戻るようになる。以上一連の作
動は、図５（ヘ）に示す第４センサＳ4 が感知する状態
から、第５又は第６センサＳ5,Ｓ6 が感知している（つ
まり、第１と第２搾乳室間における移動通路８に牛が存
在している）時間が所定時間以上になると、牛が動かな
くなったと判断して前進促進手段Ｈを作動させる、とい
う具合に制御させると好都合である。又、牛が搾乳室７
から出ると必ず前進促進手段Ｈを作動させるものでも良
い。

【００３８】自動搾乳装置Ａの構造について説明する。
図１７〜図２０に示すように、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アーム５１を
搾乳室７の右横に備えて構成される搾乳器（クラスタ
ー）Ａａと、搾乳室７において所定の搾乳姿勢になった
牛の４箇所の乳頭をセンシングしてティートカップ５０
を夫々に対応する乳頭の真下に位置合せするためのセン
サロボットＡｂとから自動搾乳装置Ａが構成されてい
る。

【００３９】図１７、図１８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７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。

【００４０】４個のティートカップ５０は、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５１ａ
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１７参照）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。

【００４１】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７の右横に退避した退避位置から、搾乳
室７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。

【００４２】図１９、図２０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
６９ａ，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７，７
の右側脇に亘って架設された左右一対の移動用レール６
２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。

【００４３】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２０に示すように各センサ５５，
５６の台車６８に対する姿勢を変えずに、搾乳室７の右
横に退避した退避位置から、搾乳室７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５６は、上アーム５６ａと下アーム５６ｂとで成る
四連リンク、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、電動モータ等によって受台５６
ｃに対して上下軸心回りで回転可能に構成されている。
尚、７２は搾乳器Ａａ合体用の装着部である。

【００４４】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２１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７
２は、腰折れリンク７３で相対連結された一対の係合片
７２ａ，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２１（イ）に示すように、装着部
７２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
７２ａが突起ガイド６５ｂに誘導され、図２１（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６５ａ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。

【００４５】図３３に示すように、搾乳器Ａａ全体を水
洗いする全体洗浄装置Ｊ、及びティートカップ５０内部
を洗浄するカップ洗浄装置Ｋが設けてある。全体洗浄装
置Ｊは、搾乳室７外側の側壁部分に取付けられたノズル
７６と、４個のティートカップ５０の乳頭装着用穴５０
ａ（図１８参照）を塞ぐことが可能な蓋手段７７とで構
成されている。蓋手段７７は、４個の蓋７８を備えた蓋
フレーム７９と、これを駆動昇降可能な蓋昇降機構８０
とで構成され、退避位置にある搾乳器Ａａ上方の待機位
置と、そこから下降して各ティートカップ５０の蓋とな
る作用位置とに亘って昇降移動される。つまり、自動搾
乳装置Ａの作動制御を司る第１制御装置８１（図４１参
照）でタグ（頭数検出手段に相当：図３１参照）Ｔと蓋
昇降機構８０とポンプ装置（図示せず）とを連係するこ
とにより、定期的に（例えば、１０頭の搾乳毎）退避位
置にある搾乳器Ａａに蓋７８がセットされた状態でノズ
ル７６から水を出し、搾乳器Ａａに付いた泥や糞、藁ク
ズ等の付着物を取除けるようになっている。

【００４６】カップ洗浄装置Ｋは、前記蓋手段７７と蓋
フレーム７９に接続されたホース８２等から構成されて
いる。すなわち、蓋７８中央の垂下突起８３先端には噴
射ノズル（図示せず）が形成されるとともに、蓋フレー
ム７９及び垂下突起８３夫々の内部に形成された導水路
（図示せず）を介してホース８２と垂下突起８３の噴射
ノズルとが連通されている。つまり、ティートカップ５
０に蓋７８をセットした状態で、図示しないポンプから
の高圧水を垂下突起８３先端から放つことでカップ内部
の洗浄を行えるのであり、搾乳器Ａａが退避位置に戻る
毎に蓋昇降機構８０を作動させることにより、１頭の搾
乳毎にカップ内部の洗浄が行われる。高圧水の他、先ず
摂氏４０度の温水で前すすぎし、次に摂氏９０度の熱水
（洗剤を混ぜても良い）で本洗いし、最後に水で後すす
ぎした後に圧搾空気を送って乾燥させる、とい洗浄工程
を設定すれば好都合である。

【００４７】次に、自動搾乳装置Ａの作用を、図２２〜
図３０を参照して説明する。先ず、第１搾乳室７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２
２）。次いで、餌箱３６がその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２３）。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２６）に
よってセンサロボットＡｂが搾乳器Ａａに合体する。

【００４８】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を牛の下腹部に移
動し（図２４）、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２７、図２８参照）。次に、
モータ機構７１を駆動してスキャナー５６を持上げ、上
下方向でも乳頭の間に位置させ、かつ、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２７、図２
８参照）。

【００４９】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２８参照）のティートカップ５０の装着トラ
イが開始され（図２９）、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２５）。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７へと向かうのである。

【００５０】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３
０）。それから、搾乳が開始されるのである。

【００５１】つまり、図２９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。

【００５２】スキャナー５６によるセンシング（乳頭位
置計測）について説明する。スキャナー５６は送信及び
受信機能の双方を備え、送信した超音波の反射波を受信
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２８に示すように、そのスキャナー５６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３８に示す
ように、牛の後脚Ｌｅ、藁クズＳｔ、乳頭Ｔｅ、***Ｕ
ｄが計測対象域に存在しているとする。 そして、図４
０に示すように、反射波の受信によるスキャナー５６と
物体との距離Ｄｉとその基準位置からの角度Ａｎとが順
次記録されるのであるが、反射波が来ないとき（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。

【００５３】図４０に示すように、スキャナー５６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、***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か
らの距離が適切であるかどうかで総合的に判断する。

【００５４】すなわち、図３９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２８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。

【００５５】次に、搾乳室７に牛が入ってから出るまで
の自動搾乳装置Ａの作動全体のアルゴリズムを図３４〜
図３７を用いて説明する。先ず、入口ゲートＧ2又はＧ4
が開き（ステップ♯１）、第３又は第５センサＳ3又は
Ｓ5による牛の通過完了か否かでもって牛が搾乳室７に
入ったか否かを検出し（ステップ♯２）、通過すれば入
口ゲートＧ2又はＧ4を閉じる（ステップ♯３）。搾乳室
７でタグＴ検出がされると（ステップ♯４）、予め入力
されているその牛の情報のうちの体格データ等が出力さ
れ（ステップ♯５）、餌箱３６がその牛に見合った距離
で後退操作され（ステップ♯６）る。この場合、牛の首
に巻回装備された首輪状のリスポンダ（図示せず）を大
きめの輪として、重い発信装置部分が必ず下にくるよう
に構成しておけば、タグＴ検出ができない事態を避けれ
るようになる。

【００５６】餌箱３６が後退して牛が搾乳姿勢になる
と、センサロボットＡｂが搾乳器Ａａに合体するべく移
動作動し（ステップ♯７）、合体が完了する（ステップ
♯８）と、予め入力されているその牛の情報のうちの乳
頭位置データが出力され（ステップ♯９）、その予備デ
ータに基づいて合体した自動搾乳装置Ａが牛の下腹部に
移動する（ステップ♯１０）。それから、ティートカッ
プ５０の装着作動が始まるのであるが、ここで、 Ｒ ： 一連の装着作動のトライ回数（最高５回） Ｎ ： 乳頭の番号（１〜４） Ｓｃ： スキャナーのセンシングトライ回数（最高２
回） Ｔｃ： ティートカップ上昇移動（キャッチアップ）の
トライ回数（最高２回） と定義する。

【００５７】先ず、Ｒ＝０，Ｎ＝１にセットされ（ステ
ップ♯１１）、そして、スキャナー５６による計測初期
位置ではＳｃ＝０にセットされた状態（ステップ♯１
２）で、ラフセンサ５５による第４乳頭（リファレンス
ティート）の検出作動が行われる（ステップ♯１３）。
第４乳頭が検出されると（ステップ♯１４）、前回の装
着成功時の乳頭位置データがあれば（ステップ♯１
５）、そのデータのみに基づいてティートカップ５０の
精密な位置合せ移動が行われ（ステップ♯１６）、それ
からキャッチアップ作動して（ステップ♯１７）、ティ
ートカップ５０の乳頭装着に伴うセンサ（図４１に示す
センサ８５）の乳頭検出作動に基づき、装着成功か否か
の判断を行う（ステップ♯１８）。

【００５８】装着成功（センサ作動）すれば、次の乳頭
（第２〜４乳頭）のキャッチアップトライ（ステップ♯
１９）へと移行し、装着が失敗に終わると初めてスキャ
ナー５６による乳頭検出作動（ステップ♯２０）へと移
行する。４個のティートカップ５０の乳頭装着が終了す
る（ステップ♯２１）と、センサロボットＡｂと搾乳器
Ａａとの合体が解除され（ステップ♯２２）、搾乳器Ａ
ａによる搾乳が開始される（ステップ♯２３）。

【００５９】搾乳が進行して、分当たりの搾乳量（ト−
タル量）が 0.2ｌ/minを下回ると（ステップ♯２４）、
ティートカップ５０の装着が解除されるとともに搾乳器
Ａａが退避移動し（ステップ♯２５）、その時点でその
牛の全搾乳量が予測乳量（過去のデータ等に基づいて予
め予測できている）の８割以上か、それ未満かを判断し
（ステップ♯２６）、８割以上あれば第６ゲートＧ6 を
そのまま（終了位置）に維持して（ステップ♯２７）牛
を餌場１に戻し、満たない場合は第６ゲートＧ6 を再ト
ライ位置に切換え（ステップ♯２８）、もう一度搾乳を
行うべくセパレーションエリア３Ｓに牛を戻すようにな
る。

【００６０】一方、ステップ♯１８での乳頭装着失敗後
に伴うスキャナー５６の乳頭検出作動（ステップ♯２
０）により、４個のティートカップ５０の位置計測が行
われ（ステップ♯２９）、計測が終了すればＴｃ＝０に
設定された状態（ステップ♯３０）で、ラフセンサ５５
で第４乳頭の位置検出を連続して行うことで牛が動いて
いるか否かを検出する（ステップ♯３１）。つまり、第
４乳頭の位置が変化すれば牛が動いており、変化しなけ
れば静止していることが判断でき（ステップ♯３２）、
動いておれば静止するまで待つ。このとき、所定時間が
経過すれば牛の動きをカット（動いていないと見なすこ
と）するようにしても良い。

【００６１】そして、静止しておれば第２乳頭Ｔｅ2 と
第３乳頭Ｔｅ3 との前後間隔Ｌ1 、及び、第１乳頭Ｔｅ
1 と第３乳頭Ｔｅ3 との斜め間隔Ｌ2 とを算出し（図２
８参照）、かつ、これらの値と予め設定（標準範囲の最
低値）された前後間隔Ｌ10と斜め間隔Ｌ20とを比較し
（ステップ♯３３）、測定値が小であれば通常の装着順
序（ステップ♯３４）が、大であれば異なる装着順序
〔第３乳頭Ｔｅ3 に対応するティートカップ５０の装着
自由度が高い第３乳頭Ｔｅ3 から始める〕（ステップ♯
３５）が夫々行われる。

【００６２】次いで、その選択された順序に基づいてテ
ィートカップ５０がキャッチアップ作動（ステップ♯３
６）し、装着の成否を判断し（ステップ♯３７）、成功
すれば次の乳頭（第２〜４乳頭）のキャッチアップトラ
イ（ステップ♯３８）へと移行する。４箇所全ての装着
が済んだか否か判断し（ステップ♯３９）、装着成功で
あれば、センサロボットＡｂと搾乳器Ａａが合体するス
テップ♯２２に合流する。

【００６３】ステップ♯３７で否となると、再びキャッ
チアップトライを行い（ステップ♯４０）、そのトライ
回数の判断を行い（ステップ♯４１）、２回未満であれ
ばステップ♯３２に戻り、２回以上でも未装着であれ
ば、ラフセンサ５５の機能により、その時点で牛が動い
ているか否かを判断する（ステップ♯４２）。その結
果、牛が動いておればその状態において２回以下のキャ
ッチアップ作動に１分以上費やしているか否かを検出し
（ステップ♯４３）、１分に達すると牛が動き過ぎてこ
のままでは無理であると見なし、スキャナー５６による
センシング回数の１回増しを行い（ステップ♯４４）、
その回数が２回以下かどうかを判断し（ステップ♯４
５）、２回以下であればもう一度ステップ♯２０に戻っ
てスキャナー５６のセンシングからやり直す。

【００６４】センシング回数が３回目であれば、ラフセ
ンサ５５による第４乳頭Ｔｅ4 検出から始まるセンシン
グ全体のトライ回数の１回増しを行い（ステップ♯４
６）、その回数が５回以下かどうかを判断し（ステップ
♯４７）、５回以下であればステップ♯１３に戻ってラ
フセンサ５５のセンシング作動からやり直し、６回目で
あれば装着失敗と見なし、第６ゲートＧ6 を再トライ位
置に切換るステップ♯２８に合流する。

【００６５】図４１に示すように、自動搾乳装置Ａによ
るティートカップ５０の一連の装着作動が自動的に行わ
れる自動装着モードと、その一連の装着作動を人為操作
で行う人為操作モードとを切換え可能な切換スイッチ８
４が第１制御装置８１に接続されている。切換スイッチ
８４を人為操作モードに切換えると、搾乳器Ａａの移
動、及びティートカップ５０の乳頭Ｔｅ1〜4への持上げ
移動等は全て人力で行うことになる。しかしながら、テ
ィートカップ５０の装着終了に伴う搾乳器Ａａ本体の持
上げ（図３０参照）が重いので、４個のティートカップ
５０が装着されると搾乳器Ａａ本体の持上げだけ駆動す
るようにしてある。

【００６６】すなわち、腰折れアーム（搾乳フレーム）
５１の持上げ移動に連動して不等辺リンク機構（アー
ム）６３を相対下降させる姿勢矯正機構Ｍと、ティート
カップ５０内部に装備された乳頭検出センサ（装着検出
手段）８５とを備え、４個目のティートカップ５０が装
着されると姿勢矯正機構Ｍが作動するよう、第１制御装
置８１が４個の乳頭検出センサ８５と姿勢矯正機構Ｍと
を連係するのである。

【００６７】姿勢矯正機構Ｍは、昇降機構６６と昇降シ
リンダ６４とで成り、昇降機構６６を上昇作動させると
ともに昇降シリンダ６４を短縮動することにより、ティ
ートカップ５０の高さ位置が維持された状態で、その傾
きが矯正されるように作用するのである。又、図４１に
示す符号Ｖは、ティートカップ５０を乳頭に嵌め込むべ
く持ち上げ移動させる装着手段であり、具体的には上昇
シリンダ６４で構成されているが、搾乳器Ａａ全体を駆
動昇降する昇降機構６６も装着手段Ｖの一部であると言
っても差し支えない。

【００６８】図４１において、第１制御装置１８中の８
６は、スキャナー５６による乳頭位置計測情報を更新し
ながら記憶する乳頭位置更新記憶手段であり、図３５に
おけるステップ♯１６での「前回での成功データ」が、
乳頭位置更新記憶手段８６に取り込まれているのであ
る。つまり、乳頭位置更新記憶手段８６での成功データ
の有無に基づいてステップ♯１５の判断がされるのであ
り、ティートカップ５０の装着成功時におけるスキャナ
ー５６による乳頭位置計測が行われる毎に、その最新成
功データのみが記憶されるのである。切換スイッチ８４
が「手動モード」であり、人為操作でティートカップ５
０を乳頭に嵌め込まれた場合でも、それは装着成功と見
なしてその成功データが乳頭位置更新記憶手段８６に取
り込まれるようにしておけば好都合である。

【００６９】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】牛舎レイアウトを示す全体平面図

【図２】搾乳場、及び各ゲートと各センサの配置状態を
示す平面図

【図３】センサとゲートとの連係作動状態を示す作動図

【図４】センサとゲートとの連係作動状態を示す作動図

【図５】センサとゲートとの連係作動状態を示す作動図

【図６】センサとゲートとの連係作動状態を示す作動図

【図７】センサとゲートとの連係作動状態を示す作動図

【図８】センサの構造を示す断面側面図

【図９】第１ゲートの正面図

【図１０】第１ゲートの開閉駆動構造を示す平面図

【図１１】第６ゲートの側面図

【図１２】第６ゲートの構造を示す平面図

【図１３】第２及び第３ゲートを示す第１搾乳室の側面
図

【図１４】第２及び第３ゲートの開閉構造を示す第１搾
乳室の平面図

【図１５】追い出し装置の構造を示す側面図

【図１６】追い出し装置の構造を示す平面図

【図１７】搾乳器を示す側面図

【図１８】搾乳器を示す平面図

【図１９】センサロボットを示す側面図

【図２０】センサロボットを示す平面図

【図２１】装着部と非装着部の構造を示す一部切欠きの
側面図

【図２２】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２３】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２４】突出移動して作用姿勢の自動搾乳装置を示す
平面図

【図２５】搾乳器による搾乳状態を示す平面図

【図２６】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２７】スキャナーのセンシング状態を示す要部の側
面図

【図２８】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２９】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３０】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３１】前蹴り防止装置を示す搾乳室の平面図

【図３２】牽制部材の位置を示す側面図

【図３３】洗浄手段を示す側面図

【図３４】自動搾乳装置の作動順序のアルゴリズムその
１を示す図

【図３５】自動搾乳装置の作動順序のアルゴリズムその
２を示す図

【図３６】自動搾乳装置の作動順序のアルゴリズムその
３を示す図

【図３７】自動搾乳装置の作動順序のアルゴリズムその
４を示す図

【図３８】スキャナーによる計測原理を示す平面図

【図３９】スキャナーによる乳頭検出のアルゴリズムを
示す図

【図４０】スキャナーによる乳頭検出データの解析原理
を示す図

【図４１】ティートカップ装着に関する制御系統図

【符号の説明】

７ 搾乳室 ５０ ティートカップ ５５ ラフセンサ ５６ ファインセンサ ８１ 連係手段 ８６ 乳頭位置更新記憶手段 Ａ 自動搾乳装置 Ｖ 装着手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被搾乳動物の乳頭に装着可能なティート
   カップ（５０）を、搾乳室（７）内の所定の搾乳姿勢に
   ある被搾乳動物の下腹部に突出移動した搾乳位置と、前
   記搾乳室（７）の横側方に退避移動した退避位置とに位
   置変更可能に備え、かつ、搾乳位置にある前記ティート
   カップ（５０）を、これによる自動搾乳を行うべく上昇
   移動させて乳頭に装着可能な装着手段（Ｖ）を備えると
   ともに、 複数の乳頭のうちの所定の乳頭位置を検出するラフセン
   サ（５５）と、全ての乳頭位置を計測するファインセン
   サ（５６）とを備え、前記ラフセンサ（５５）による所
   定乳頭検出情報に基づいて前記ティートカップ（５０）
   を所定の乳頭近傍範囲に誘導移動可能で、かつ、前記フ
   ァインセンサ（５６）による全乳頭位置計測情報に基づ
   いて乳頭近傍範囲にある前記ティートカップ（５０）を
   乳頭の真下に位置合わせ移動可能であり、この位置合わ
   せ移動の後に前記ティートカップ（５０）を上昇移動可
   能である状態に、前記装着手段（Ｖ）と前記両センサ
   （５５），（５６）とを連係可能な連係手段（８１）を
   設けて自動搾乳装置（Ａ）を構成し、 前記ティートカップ（５０）の乳頭への装着が成功した
   場合における前記ファインセンサ（５６）による全乳頭
   位置計測情報を被搾乳動物毎に更新しながら記憶する乳
   頭位置更新記憶手段（８６）を設け、 前記ラフセンサ（５５）の検出作動後に、前記乳頭位置
   更新記憶手段（８６）に記憶された前回の全乳頭位置計
   測情報のみに基づいて前記ティートカップ（５０）を上
   昇移動させる省略制御を行い、この省略制御による前記
   ティートカップ（５０）の乳頭への装着が不可である
   と、前記ファインセンサ（５６）による全乳頭位置計測
   作動を新たに行った後に前記ティートカップ（５０）が
   上昇移動されるという連係作動状態が現出されるよう
   に、前記連係手段（８１）を構成してある自動搾乳装置
   のカップ装着制御装置。