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技術 自動搬送装置用自走搬送部の間隔制御装置

出願人 オリオン機械株式会社国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
発明者 岡谷利幸竹内亨大日向好治細井研一岡田寛平田晃後藤裕
出願日 2003年6月30日 (16年8ヶ月経過) 出願番号 2003-188224
公開日 2005年1月27日 (15年1ヶ月経過) 公開番号 2005-021044
状態 特許登録済
技術分野 乳製品 通信制御
主要キーワード 垂直面間 電源入力ポート ディバータ 間隔制御装置 換レール 自動着脱 各反射型センサ 正転制御
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年1月27日)のものです。
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図面 (11)

課題

簡易な構成により、各自走搬送部の相互間の間隔制御を極めて容易かつ低コストに実現するとともに、外乱による誤作動を防止して、高安定性及び高信頼性を確保する。

解決手段

各自走搬送部5a(5b…も同じ)に、検出波Wdを搬送方向Fcに対して所定角度Qdだけ傾斜する方向に発信する発信部11d及び検出波Wdの反射波Weを受信する受信部11eからなる反射型センサ11と、他の自走搬送部5b…から発信される検出波Wd…を、当該他の自走搬送部5b…が所定の間隔Ps…まで接近した際に反射可能な位置に配した反射板12と、受信部11eの受信結果に対応して自走駆動部Dを制御するコントローラ13を備える。

概要

背景

従来、乳牛係留する複数のストール配列方向に沿って配した主レール及びこの主レールから分岐してストール間に配した複数の分岐レールを有するガイドレール部と、このガイドレール部を自走する複数の搾乳ユニットとを備える自動搬送装置としては、既に本出願人が提案した特開2002−330653号公報で開示される搾乳ユニットの自動搬送装置が知られている。

概要

簡易な構成により、各自走搬送部の相互間の間隔制御を極めて容易かつ低コストに実現するとともに、外乱による誤作動を防止して、高安定性及び高信頼性を確保する。各自走搬送部5a(5b…も同じ)に、検出波Wdを搬送方向Fcに対して所定角度Qdだけ傾斜する方向に発信する発信部11d及び検出波Wdの反射波Weを受信する受信部11eからなる反射型センサ11と、他の自走搬送部5b…から発信される検出波Wd…を、当該他の自走搬送部5b…が所定の間隔Ps…まで接近した際に反射可能な位置に配した反射板12と、受信部11eの受信結果に対応して自走駆動部Dを制御するコントローラ13を備える。

目的

本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、簡易な構成により、各自走搬送部の相互間の間隔制御を極めて容易かつ低コストに実現できるとともに、外乱による誤作動を防止して、高安定性及び高信頼性を確保できる自動搬送装置用自走搬送部の間隔制御装置の提供を目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数の自走搬送部を備え、各自走搬送部に、検出波発信する発信部及びこの検出波の反射波を受信する受信部からなる反射型センサを配設することにより、各自走搬送部の相互間の間隔を制御する自動搬送装置用自走搬送部の間隔制御装置において、各自走搬送部に、前記検出波を搬送方向に対して所定角度だけ傾斜する方向に発信する発信部及び前記検出波の反射波を受信する受信部からなる反射型センサと、他の自走搬送部から発信される検出波を、当該他の自走搬送部が所定の間隔まで接近した際に反射可能な位置に配した反射板と、前記受信部の受信結果に対応して自走駆動部を制御するコントローラを備えることを特徴とする自動搬送装置用自走搬送部の間隔制御装置。

請求項2

前記反射型センサは、前記所定角度を変更可能な角度設定部を備えることを特徴とする請求項1記載の自動搬送装置用自走搬送部の間隔制御装置。

請求項3

前記自走搬送部は、乳牛係留する複数のストールに沿って配したガイドレール部を自走する搾乳ユニットであることを特徴とする請求項1記載の自動搬送装置用自走搬送部の間隔制御装置。

請求項4

前記搾乳ユニットに、所定の周波数電波発信電波)を発信する電波発信部と、前記発信電波以外の所定の周波数の電波(受信電波)を受信する電波受信部と、少なくとも自己の電波受信部が前記受信電波を受信していないことを条件に、自走を許可し、かつ自走中に自己の電波発信部から前記発信電波を発信させる制御回路部とを有する衝突防止回路を備えることを特徴とする自動搬送装置用自走搬送部の間隔制御装置。

技術分野

0001

本発明は、ガイドレール部に沿って自走する複数の搾乳ユニット等に用いて好適な自動搬送装置用自走搬送部の間隔制御装置に関する。

0002

従来、乳牛係留する複数のストール配列方向に沿って配した主レール及びこの主レールから分岐してストール間に配した複数の分岐レールを有するガイドレール部と、このガイドレール部を自走する複数の搾乳ユニットとを備える自動搬送装置としては、既に本出願人が提案した特開2002−330653号公報で開示される搾乳ユニットの自動搬送装置が知られている。

0003

この自動搬送装置は、特に、ガイドレール部に、分岐レールを主レールの搬送方向に湾曲させて当該主レールに合流させる分岐部と、この分岐部に対する主レールの上流側と下流側又は主レールの下流側と分岐レール側を接続可能な可動レール部を設けるとともに、搾乳ユニットが予め設定した位置を通過したことを検出する複数の位置検出部及びこの位置検出部の検出により搾乳ユニットの走行を制御するコントローラを設けたものであり、これにより、分岐レールに対する搾乳ユニットの進入及び退出が、一台の走行モータ正転制御及び逆転制御により可能になるため、使用する走行モータの半減によって搾乳ユニットのコストダウン,小型化及び軽量化を図ることができる。

背景技術

0004

一方、この自動搬送装置では、搾乳効率を高めるために、一つのガイドレール部に、自走する複数の搾乳ユニット(自走搬送部)を装填するとともに、予め各搾乳ユニットの受け持つストールを設定している。例えば、二台の搾乳ユニットを装填した場合、一方の搾乳ユニットに奇数番のストールを受け持たせ、他方の搾乳ユニットに偶数番のストールを受け持たせている。また、各搾乳ユニットに反射型光センサを用いて前方の障害物を検出し、障害物が無くなるまで一時停止する衝突防止装置を備え、ガイドレール部を走行する搾乳ユニット同士の衝突を防止している。
【特許文献1】
特開2002−330653号公報

0005

ところで、上述した自動搬送装置における任意の搾乳ユニットに備える衝突防止装置では、反射型の光センサを用いて、前方に存在する他の搾乳ユニット(障害物)を検出するとともに、当該他の搾乳ユニットに対して衝突しないように、手前で停止させる制御を行うため、この種の反射型センサを用いる場合には、他の搾乳ユニットの存在自体の検出と、他の搾乳ユニットに対して所定の間隔を空けて停止させる制御が必要になる。

0006

したがって、この制御を的確に実現するためには、発光から受光までの時間に基づいて、他の搾乳ユニットに対する距離を演算により求め、この演算値と予め設定した所定の間隔に対応する閾値を比較しなければならないなど、反射型センサを用いて衝突防止装置(間隔制御装置)を構成する場合には、設定及び演算等の各種処理を行う必要があり、結局、装置構成の複雑化及び精密化によるコストアップを招くとともに、外光等の外乱による誤作動を生じやすく、安定性及び信頼性においても改善する余地があった。

0007

本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、簡易な構成により、各自走搬送部の相互間の間隔制御を極めて容易かつ低コストに実現できるとともに、外乱による誤作動を防止して、高安定性及び高信頼性を確保できる自動搬送装置用自走搬送部の間隔制御装置の提供を目的とする。

0008

【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、複数の自走搬送部5a…を備え、各自走搬送部5a…に、検出波Wd…を発信する発信部11d…及びこの検出波Wd…の反射波We…を受信する受信部11e…からなる反射型センサ11…を配設することにより、各自走搬送部5a,5b…の相互間の間隔Ps…を制御する自動搬送装置1用自走搬送部の間隔制御装置10を構成するに際して、各自走搬送部5a(5b…も同じ)に、検出波Wdを搬送方向Fcに対して所定角度Qdだけ傾斜する方向に発信する発信部11d及び検出波Wdの反射波Weを受信する受信部11eからなる反射型センサ11と、他の自走搬送部5b…から発信される検出波Wd…を、当該他の自走搬送部5b…が所定の間隔Ps…まで接近した際に反射可能な位置に配した反射板12と、受信部11eの受信結果に対応して自走駆動部Dを制御するコントローラ13を備えることを特徴とする。

0009

この場合、好適な実施の形態により、反射型センサ11には、所定角度Qdを変更可能な角度設定部14を設けることができる。一方、自走搬送部5aには、乳牛C…を係留する複数のストールA…に沿って配したガイドレール部4を自走する搾乳ユニット(5a)を適用できるとともに、この際、搾乳ユニット5a…には、所定の周波数電波発信電波)Wt…を発信する電波発信部20…と、発信電波Wt…以外の所定の周波数の電波(受信電波)Wr…を受信する電波受信部21…と、少なくとも自己の電波受信部21…が受信電波Wr…を受信していないことを条件に、自走を許可し、かつ自走中に自己の電波発信部20…から発信電波Wt…を発信させる制御回路部22とを有する衝突防止回路Uを設けることができる。

0010

これにより、任意の搾乳ユニット、例えば、搾乳ユニット5aからは、搬送方向Fcに対して所定角度Qdだけ傾斜した方向に検出波Wdが発信されるため、任意の搾乳ユニット5aが他の搾乳ユニット、例えば、搾乳ユニット5bに近付くに従って、検出波Wdは、他の搾乳ユニット5bに配した反射板12に対し、搬送方向Fcに対する垂直方向から近付くことになる。したがって、反射板12を、反射型センサ11を通る搬送方向Fcに対する平行線から垂直方向へ距離Pxだけオフセットした位置に配すれば、任意の搾乳ユニット5aと他の搾乳ユニット5bの間隔Psは、原理的に、Ps=Px/tan(Qd)により設定される。よって、間隔Psは、検出波Wdの所定角度Qd又は反射板12の距離(位置)Pxにより設定できることになり、反射型センサ11は、反射板12の有無のみを検出できればよいため、間隔制御装置10における制御系の構成は大幅に簡易化されるとともに、外乱の影響も受けにくくなる。

0011

【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

0012

まず、本実施例に係る間隔制御装置10を備える自動搬送装置1の全体構成について、図3図7を参照して説明する。

0013

図4は自動搬送装置1を上方から見た模式的斜視図を示す。同図中、4,4は左右一対のガイドレール部であり、このガイドレール部4,4には、直線状に配した主レール2,2と、この主レール2,2から直角方向に突出した複数の分岐レール3…,3…が含まれるとともに、ガイドレール部4と4の間には、作業者通行できる搾乳通路Rが設けられる。また、搾乳通路Rの両側には多数のストールA…が搾乳通路Rに沿って設けられ、各ストールA…には、図7に示すように、乳牛C…が係留される。なお、左右のガイドレール部4,4の基本構成は、左右対称に構成する点を除いて同じである。したがって、以下には、一方のガイドレール部4側の構成についてのみ説明する。

0014

ガイドレール部4は、主レール2から直角方向に突出した複数の分岐レール3…を有する。各分岐レール3…は、配列するストールA…に対して一つ置きに設け、ストールAとA…間に配するとともに、先端はミルクライン付近まで延設する。なお、ミルクラインLには真空ラインが含まれ、ミルクラインLの所定位置には、各ストールA…に対応して一対のミルクタップMx,My…が設けられる。

0015

任意の分岐レール3は、主レール2のホームポジションPo(図3参照)を上流側とした場合、このホームポジションPoに対して下流2d方向に湾曲させて当該主レール2に合流させる分岐部3jを有するとともに、この分岐部3jには、分岐部3jに対する主レール2の上流2u側と下流2d側又は主レール2の下流2d側と分岐レール3側を接続可能なディバータ(切換レール)3pを内蔵する。なお、他の分岐レール3…側も同様に構成する。

0016

また、ガイドレール部4を構成する各レール2,3…は、図6に示すように、断面矩形の内部を中空に形成し、底面にはレールを形成するスリットSr…を有する。そして、このガイドレール部4には、図4に示すように、ガイドレール部4に沿って自走する二台の搾乳ユニット(自走搬送部)5a,5bを装填する。なお、二本の主レール2,2の一端側は、図3に示すように分岐部3cにより合流させ、配送レール2sを介して洗浄装置充電装置等が設けられた管理室60(ホームポジションPo)に至らせる。

0017

一方、搾乳ユニット5aは、図5図7に示すように、ガイドレール部4に吊り下げられる自走部31と、この自走部31の下方に支持される左右一対の搾乳機部5ax,5ayと、コントローラ13を備える。このコントローラ13には、本発明の要部を構成する間隔制御装置10を機能させる制御系や自走部31の制御等を司るコントローラ本体33(図8参照)及びバッテリボックス等をはじめ、衝突防止回路U(図8参照)を内蔵するとともに、外面には操作パネルを設ける。各搾乳機部5ax,5ayは、ミルクラインLに設けたミルクタップMx,Myにディストリビュータ(不図示)をそれぞれ接続して独立して搾乳を行うことができる。各搾乳機部5ax,5ayに備えるディストリビュータとミルクタップMx,Myの接続は、特許第2987749号で開示する自動着脱部或いは特願2002−30441の着脱機構等を用いて自動で接続(接続解除)することができる。なお、図5は、各搾乳機部5ax,5ayが支持される前の搾乳ユニット5aを示し、吊下アーム35x,35yに各搾乳機部5ax,5ayが吊下げられるとともに、各搾乳機部5ax,5ayに備えるディストリビュータはディストリビュータ装着部36x,36yに装着される。

0018

実施例の搾乳機部5ax(搾乳機部5ayも同じ)は、作業者が、ティートカップ37…を乳牛Cに対して装着すれば、以後は、自動搾乳処理が行われる。したがって、搾乳終了は自動で検知され、ティートカップ37…の自動離脱処理が行われる。自動離脱処理により、ティートカップ37…はロープ38により図7に示す非使用位置Phまで引き戻される。

0019

また、自走部31は、図5及び図6に示すように、ベース部41を備え、このベース部41の上面に走行モータ42及びこの走行モータ42の回転を減速する減速機構部43を搭載する。走行モータ42及び減速機構部43は、自走駆動部Dを構成する。一方、左右一対の走行用車輪44,44をガイドレール部4の内部に収容し、この走行用車輪44,44と減速機構部43を、回転伝達機構部45により接続する。さらに、ベース部41の上面には、後退用検出スイッチ46を配設する。後退用検出スイッチ46は、主レール2における所定の設定位置、即ち、図3に示すように、主レール2の外側面であって、各分岐部3j…から下流2d側へ所定距離離れた位置、具体的には、搾乳ユニット5aが分岐部3jを完全に通過し終え、かつ無用に下流2d側へ走行しない位置に取付けた後退用ドグ47に達することによりオンせしめられる。46dは上方に突出した後退用検出スイッチ46のスイッチレバーを示す。その他、図示は省略したが、減速用検出スイッチ,終了用検出スイッチ,充電用検出スイッチ等を、それぞれ左右方向に離間して配設する。各検出スイッチ46…には、リミットスイッチを利用できる。

0020

なお、図5において、48,48はガイドレール部4に収容する左右一対の空転用車輪を示す。また、図6において、49はディバータ切換機構であり、搾乳ユニット5aに固定したカム部50と、主レール2に配設した切換伝達機構51を備える。ディバータ切換機構49は、搾乳ユニット5aが主レール2の上流2u側から下流2d側へ移動する際における分岐部3jよりも下流2d側の所定位置でディバータ3pを主レール2の下流2d側と分岐レール3側を接続する合流位置切換え、かつ搾乳ユニット5aが主レール2の下流2d側から上流2u側へ移動する際における分岐部3jよりも下流2d側の所定位置でディバータ3pを主レール2の上流2u側と下流2d側を接続する非合流位置に切換える機能を備える。

0021

さらに、図6に示す自走部31は、搾乳ユニット5a側のものである。他方の搾乳ユニット5bの自走部(31)も基本的には同一の構成となるが、搾乳ユニット5aは奇数番目の分岐レール3…に進入して搾乳を行い、他方の搾乳ユニット5bは偶数番目の分岐レール3…に進入して搾乳を行うため、奇数番目の分岐レール3…に対応して設けた後退用ドグ47…に対して、偶数番目の分岐レール3…に対応して設けた後退用ドグ(47…)は、左右方向の位置を異ならせて取付けるとともに、この後退用ドグ(47…)に対応する後退用検出スイッチ(46)も、後退用ドグ(47…)に対応させて左右方向の位置を異ならせて取付ける点が相違する。

0022

次に、本発明の要部を構成する間隔制御装置10について、図1及び図5を参照して説明する。

0023

まず、前述したベース部41は、図1及び図5に示すように、前後に細長いベース本体部41bと、このベース本体部41bの前後に連続したセンサ取付部41f,41rにより一体形成する。そして、各センサ取付部41f,41rの下面に、図1に示すように、反射型センサ11,11をそれぞれ取付ける。この場合、センサ取付部41fに取付ける反射型センサ11は、センサ取付部41fの中央に対して右側(又は左側)に所定距離だけオフセットさせて取付けるとともに、センサ取付部41rに取付ける反射型センサ11は、センサ取付部41rの中央に対して左側(又は右側)に所定距離だけオフセットさせて取付ける。これにより、センサ取付部41f側とセンサ取付部41r側は点対称となるように構成する。なお、センサ取付部41f側は前進時に使用し、センサ取付部41r側は後退時に使用する。

0024

また、反射型センサ11は、発信部11dと受信部11eからなり、取付ける方向は、搬送方向Fc(図1参照)に対して所定角度Qdだけ傾斜する方向となる。これにより、発信部11dは、搬送方向Fcに対して所定角度Qdだけ傾斜した方向に検出波Wdを発信するとともに、受信部11eは、この検出波Wdの反射波Weを受信することができる。この場合、反射型センサ11としては、光電センサ超音波センサ触覚センサ等を用いることができる。なお、光電センサは、可視光線レーザ光線赤外線等の光線を利用できる。そして、各反射型センサ11…は、コントローラ13(コントローラ本体33(図8))の入力ポートに接続する。

0025

一方、センサ取付部41f,41rは、図5に示すように、左右方向に広がる形状に形成するとともに、左右両側を下方へ直角に折曲形成し、これにより、図1に示すように、少なくとも反射型センサ11,11を配した側を反射板12,12として用いる。この場合、各反射板12,12は、他の搾乳ユニットから発信される検出波Wdを反射可能な所定位置、即ち、各センサ取付部41f,41rの中央に対して反射型センサ11,11を配した側へ所定距離だけオフセットさせ、他の搾乳ユニットが所定の間隔Ps…まで接近した際に反射可能な位置に設ける。以上により、間隔制御装置10が構成される。

0026

なお、反射型センサ11(他も11も同じ)は、図1に示すように、予め設定した所定角度Qdに固定して取付けてもよいが、図2に示すように、所定角度Qdを変更可能な角度設定部14を用いて取付けることもできる。即ち、円形可動盤17の上面中心を、回動軸16を介してセンサ取付部41fの下面に取付けるとともに、可動盤17の下面に反射型センサ11を取付ける。これにより、可動盤17を回せば、間隔Psを任意の距離に設定できる。例えば、図2の場合には、可動盤17を時計方向に回すことにより、間隔Psを短い距離に設定できるとともに、他方、可動盤17を反時計方向に回すことにより、間隔Psを長い距離に設定できる。したがって、可動盤17をクリック式に回動できるようにし、センサ取付部41fの下面に、間隔Ps…を表す目盛部18mを表示するとともに、可動盤17に、当該目盛部18mを指す指針部18sを表示すれば、間隔Psの設定変更を容易に行うことができ、利便性を高めることができる。

0027

次に、コントローラ13に備える衝突防止回路Uについて、図8を参照して説明する。

0028

図8は、コントローラ13に内蔵する衝突防止回路Uのブロック回路図を示す。衝突防止回路Uは、大別して、電波発信部20,電波受信部21及び制御回路部22を備える。電波発信部20は、所定の周波数の発信電波Wtを、アンテナ20aから発信する機能を備える。この場合、発信電波Wtは、300〔MHz〕前後の周波数を選定する。送信エリアは、自動搬送装置1を包含するエリアを確保できればよいため、微弱な電波(出力)で足りる。また、電波発信部20には、抵抗23を直列接続した発信ランプ発光ダイオード)24を接続し、この発信ランプ24は、外部から見えるようにコントローラ13の操作パネル等に配設する。この発信ランプ24は、発信電波Wtの発信時のみ点灯する。

0029

一方、電波受信部21は、アンテナ21aから発信電波Wt以外の所定の周波数の受信電波Wrを受信する機能を備える。電波受信部21には、抵抗25を直列接続した受信ランプ(発光ダイオード)26を接続し、この受信ランプ26は、外部から見えるようにコントローラ13の操作パネル等に配設するとともに、発信ランプ24に対して発光色を異ならせる。この受信ランプ26は、受信電波Wrの受信時のみ点灯する。

0030

他方、この電波発信部20と電波受信部21以外の回路は、制御回路部22を構成する。制御回路部22は、少なくとも自己の電波受信部21が受信電波Wrを受信していないことを条件に、自走を許可し、かつ自走中に自己の電波発信部20…から発信電波Wt…を発信させるシーケンス制御機能を備える。したがって、自己の電波受信部21が受信電波Wrを受信している間は、自走を許可しない。

0031

具体的回路は、まず、電波発信部20の電源入力ポートを第1リレースイッチ27aを介してレギュレータ28の出力ポートに接続するとともに、レギュレータ28の入力ポートはコントローラ本体33の移動信号出力部に接続する。この移動信号出力部は、自走時に、走行モータ42に印加される直流電圧Ec(24〔V〕)が出力する。したがって、走行モータ42の停止時には、直流電圧Ecが出力しないため、この直流電圧Ecが移動中であることを示す信号となる。直流電圧Ecはレギュレータ28により低電圧Es(5〔V〕)に変換され、レギュレータ28の出力ポートから出力する。

0032

一方、電波受信部21の電源入力ポートは第2リレースイッチ27bを介してコントローラ本体33の電源出力ポートに接続する。この電源出力ポートからは、直流電圧Ei(5〔V〕)が出力する。なお、27sは、レギュレータ28の出力ポートとアース間に接続することにより、各リレースイッチ27a及び27bを切換えるリレーコイル、29はリレーコイルに並列接続したダイオードを示す。また、30はトランジスタであり、ベースを電波受信部21の出力ポートに接続するとともに、コレクタをコントローラ本体33に接続する。この場合、電波受信部21が受信電波Wrを受信することにより、電波受信部21の出力ポートがハイレベルとなるため、トランジスタ30がONする。この結果、トランジスタ30のコレクタがハイレベルからローレベルに変わり、このローレベルが停止信号Soとして、コントローラ本体33に付与される。

0033

このように構成される衝突防止回路Uは、各搾乳ユニット5a,5b…に登載する。この場合、各搾乳ユニット5a,5b…における自己の電波発信部20…から発信する発信電波Wt…と自己の電波受信部21…により受信する受信電波Wr…の周波数は、同一に設定してもよいし異ならせて設定してもよい。周波数を同一に設定した場合には、一台の搾乳ユニット5aが走行している間、他の全ての搾乳ユニット5b…は停止する。この場合、使用する電波は、情報を重畳変調)する必要がなく、電波発信部20…及び電波受信部21…は単なる電波の発信及び受信、即ち、電波の有無のみを利用するため、簡易かつ単純な回路構成により実現できるとともに、加えて、雑音(外乱)の影響をほとんど受けなくなり、高安定性及び高信頼性も確保できる利点がある。

0034

一方、他の方式としては、各搾乳ユニット5a,5b…にチャンネル割り当ててもよい。この場合、各チャンネルは、同一の周波数を使用し、チャンネルデータにより変調してもよいし、異なる周波数により設定してもよい。これにより、例えば、搾乳ユニット5aを1チャンネル、搾乳ユニット5bを2チャンネルに設定することにより、搾乳ユニット5aは、発信電波Wtを1チャンネルにより発信し、かつ受信電波Wrを2チャンネルにより受信できるとともに、搾乳ユニット5bは、発信電波Wtを2チャンネルにより発信し、かつ受信電波Wrを1チャンネルにより受信できる。したがって、搾乳ユニット5a…をn台使用する場合には、nチャンネル分設定すればよい。

0035

また、搾乳ユニット5a…の数量が多くなった場合、受信電波Wr…を受信しなくなった後、発信電波Wt…を発信するまでの時間をそれぞれ異ならせて設定する。これにより、搾乳ユニット5a,5b…の二台以上が同時に移動開始する不具合を回避することができる。

0036

次に、本実施例に係る自動搬送装置1の要部の動作を含む全体動作について、図1図10を参照して説明する。

0037

最初に、搾乳時の動作について説明する。まず、ホームポジションPoで待機している1番目の搾乳ユニット5aを作動させる。これにより、自走部31の走行用車輪44,44が回転し、予め設定された比較的高速前進走行する。搾乳ユニット5aは、配送レール2sを通り、一方のガイドレール部4(主レール2)に進入する。次いで、2番目の搾乳ユニット5aを作動させる。2番目の搾乳ユニット5aは、配送レール2sを通り、他方のガイドレール部4(主レール2)に進入する。この場合、各搾乳ユニット5a,5aが進入するガイドレール部4…は、予め設定されており、各搾乳ユニット5a,5aが分岐部3cに近付いた際に、当該分岐部3cに内蔵するディバータが切換えられる。

0038

また、搾乳ユニット5aが1番目の分岐レール3に進入する際には、分岐部3jに対して上流2u側から進入し、そのまま下流2d側へ通過する。そして、搾乳ユニット5aが分岐部3jを通過し終えた直後に、1番目の分岐レール3に対応する後退用ドグ47に達するため、後退用検出スイッチ46がオンするとともに、ディバータ切換機構49により、対応する分岐レール3と主レール2を接続する合流位置に切換える。

0039

後退用検出スイッチ46のオンにより、コントローラ本体33は、走行モータ42を停止制御するとともに、直ちに逆転制御する。これにより、停止した搾乳ユニット5aは直ちに後退走行する。後退走行により、主レール2の下流2d側から分岐部3jに進入し、この分岐部3jによりガイドされて分岐レール3側に進入する。そして、搾乳ユニット5aが1番目の分岐レール3における減速用ドグ53(図3)を通過すれば、減速用検出スイッチ(不図示)がオンし、自走部31は、予め設定した比較的低速に切換えられる。減速用検出スイッチがオンすれば、所定の設定時間だけ後退走行して停止する。この設定時間は、各ディストリビュータを各ミルクタップMx,Myに接続できる時間を選定する。これにより、各ディストリビュータは、対応するミルクタップMx,Myに自動で接続される。

0040

ミルクタップMx,Myにディストリビュータが接続されることにより、接続終了が報知されるため、作業者は1番目の分岐レール3に位置する各搾乳機部5ax,5ayのティートカップ37…を二頭の乳牛C,Cにそれぞれ装着する。これにより、二頭の乳牛C,Cに対する搾乳処理が同時に行われる。一方、搾乳終了は自動で検知され、ティートカップ37…の自動離脱処理が行われる。自動離脱処理により、ティートカップ37…はロープ38により図7に示す非使用位置Phまで引き戻されるとともに、不図示の噴射ノズルから消毒液が各乳牛C,Cの乳房噴射される。

0041

この後、自走部31は再度前進走行する。前進走行により搾乳ユニット5aは分岐レール3側から分岐部3jに進入し、分岐部3jにより主レール2の下流2r側へガイドされる。そして、主レール2に沿って前進走行し、2番目の分岐レール3(分岐部3j)を通過した後、3番目の分岐レール3(分岐部3j)、即ち、次の奇数番目の分岐レール3に至り、上述した1番目の分岐レール3における場合と同様の処理が行われる。

0042

他方、2番目の搾乳ユニット5aを作動させた後、所定時間が経過したなら、ホームポジションPoに待機する3番目の搾乳ユニット5b、さらには4番目の搾乳ユニット5bを順次作動させる。これにより、各搾乳ユニット5b,5bも同様に、ホームポジションPoから前進走行して対応するガイドレール部4(主レール2)に進入する。そして、各搾乳ユニット5b…は、2番目の分岐レール3…、即ち、偶数番目の分岐レール3…に至り、上述した1番目の分岐レール3における場合と同様の処理が行われる。この後、各搾乳ユニット5a,5b…が、それぞれ分担された全ての搾乳処理を終了すれば、ホームポジションPoに戻される。

0043

次に、コントローラ13に備える衝突防止回路Uの動作について、各図を参照しつつ図9及び図10に示すフローチャートに従って説明する。

0044

今、一方の搾乳ユニット5aが搾乳中である場合を想定する。この場合、搾乳ユニット5aは停止しているため、コントローラ本体33は、停止モードになっている(ステップS1)。停止モードでは、コントローラ本体33から直流電圧Ecが出力しないため、リレーコイル27sの励磁解除されている。この結果、第1リレースイッチ27aはOFF、第2リレースイッチ27bはONとなる。したがって、電波発信部20には電源供給が行われず、発信電波Wtの発信は行われないとともに、発信ランプ24も点灯しない。

0045

一方、電波受信部21には、コントローラ本体33から第2リレースイッチ27bを介して電源供給が行われるため、電波受信部21は受信可能な状態を維持する(ステップS11)。したがって、電波受信部21が受信電波Wrを受信すれば、電波受信部21の出力ポートはハイレベルとなり、トランジスタ30がONする(ステップS12,S13)。この結果、トランジスタ30のコレクタはローレベルになり、このローレベルが停止信号Soになるとともに、受信ランプ26が点灯する(ステップS14)。これに対して、電波受信部21が受信電波Wrを受信しなければ、電波受信部21の出力ポートはローレベルとなり、トランジスタ30がOFFする(ステップS15,S16)。この結果、トランジスタ30のコレクタはハイレベルになり、停止信号Soは発生しないとともに、受信ランプ26は消灯する(ステップS17)。

0046

他方、搾乳ユニット5aが搾乳を終了し、次のストールAに向かうために、移動モード移行、即ち、前進走行指令が出力した場合を想定する(ステップS2)。この際、自己の電波受信部21が受信電波Wrを受信していなければ、停止信号Soは発生していないため、自走が許可される(ステップS3,S4)。これに対して、自己の電波受信部21が受信電波Wrを受信していれば、停止信号Soが発生しているため、自走が許可されず、停止状態(停止モード)を継続する(ステップS3,S1)。

0047

自走が許可された場合には、自走(走行)を開始するとともに、コントローラ本体33から移動信号となる直流電圧Ecが出力する(ステップS4)。これにより、リレーコイル27sが励磁され、第1リレースイッチ27aがON、第2リレースイッチ27bがOFFとなる(ステップS5)。この結果、電波発信部20に電源供給が行われるため、この電波発信部20から発信電波Wtを発信するとともに、発信ランプ24が点灯する(ステップS6)。また、第2リレースイッチ27bがOFFすることにより、電波受信部21に対する電源供給が行われなくなるため、電波受信部21は受信不能状態に制御される(ステップS7)。これにより、自己の電波発信部20から発信した発信電波Wtを、自己の電波受信部21で受信して走行ができなくなる弊害が回避され、確実な動作が保証される。したがって、このような機能は、特に、受信電波Wrと発信電波Wtの周波数を同一に設定した場合に有効である。このため、自己の受信電波Wrと自己の発信電波Wtの周波数が大きく異なるような場合には、必ずしもリレースイッチ27bを設けることを要しない。

0048

さらに、搾乳ユニット5aの自走中は、この搾乳ユニット5a以外の他の搾乳ユニット5bは、この搾乳ユニット5aの電波発信部20から発信される発信電波Wtを、受信電波Wrとして受信する。したがって、他の搾乳ユニット5bが自走(走行)しようとした際は、自己の電波受信部21が受信電波Wrを受信していないことの条件を満たさないことになり、自走は許可されない。即ち、搾乳ユニット5aの自走が終了した後に自走が許可されることになり、搾乳ユニット5aと5bの衝突は確実に回避される。なお、各搾乳ユニット5a…が自走を開始する位置は、いずれも搾乳位置となるため、停止している搾乳ユニット5bが走行する搾乳ユニット5aの妨げになることはない。

0049

そして、搾乳ユニット5aが次のストールA(分岐レール3)まで移動すれば停止し、停止モードになるとともに、次の搾乳処理が行われる(ステップS8,S9,S1…)。この停止モードでは、コントローラ本体33から直流電圧Ecが出力しなくなるため、リレーコイル27sの励磁は解除される。この結果、第1リレースイッチ27aはOFF、第2リレースイッチ27bはONとなる。したがって、上述したように、電波発信部20には電源供給が行われず、発信電波Wtの発信は行われないとともに、発信ランプ24も点灯しない。また、第2リレースイッチ27bがONすることにより、電波受信部21に対する電源供給が行われるため、電波受信部21は受信可能な状態となる。

0050

次に、本発明の要部を構成する間隔制御装置10の動作について、各図を参照して説明する。

0051

本実施例に係る間隔制御装置10は、特に、各搾乳ユニット5a,5b…が、それぞれ分担された全ての搾乳処理を終了し、ホームポジションPoに戻された際に利用できる。この場合、ホームポジションPoの一番奥(先端)に位置する部位には、最初に戻される搾乳ユニット5bにより検出される反射板が設置されている。この検出板を設置する位置及び形状等は、各搾乳ユニット5a…に設けられる検出板12と基本的に同じになるように設定する。

0052

今、図3に示すように、四台の搾乳ユニット5b,5b,5a,5aが、ホームポジションPoに対して順番に戻ってきた場合を想定する。この場合、各搾乳ユニット5b…は、ガイドレール部4から分岐部3c及び配送レール2sを通って、管理室60(ホームポジションPo)に戻る。そして、各搾乳ユニット5b,5b,5a,5aがホームポジションPoに戻った際には、図3仮想線で示すように、相互に衝突することなく一定の間隔毎、即ち、所定の間隔Ps…毎に順次整列するように、本実施例に係る間隔制御装置10により制御(停止制御)される。

0053

以下、具体的に説明する。まず、走行中(自走中)の任意の搾乳ユニット、例えば、搾乳ユニット5aからは、搬送方向Fcに対して所定角度Qdだけ傾斜した方向に検出波Wdが発信される。したがって、任意の搾乳ユニット5aが、既にホームポジショPoにおいて停止している他の搾乳ユニット、例えば、搾乳ユニット5bに近付くに従って、検出波Wdは、他の搾乳ユニット5bに配した反射板12に対し、搬送方向Fcに対する垂直方向から近付くことになる。

0054

したがって、例えば、反射板12を、反射型センサ11を通る搬送方向Fcに対する平行線から垂直方向へ距離Pxだけオフセットした位置に配したとすれば、任意の搾乳ユニット5aと他の搾乳ユニット5bの間隔Psは、原理的に、Ps=Px/tan(Qd)により設定されることになる。このため、任意の搾乳ユニット5aが、他の搾乳ユニット5bに対して、間隔Psに相当する位置まで走行すれば、この位置で検出波Wdが反射板12に当たり、反射板12から反射した反射波Weは、受信部11eにより受信される。

0055

一方、受信部11eにより反射波Weを受信すれば、受信信号検出信号)がコントローラ13に付与されるため、コントローラ13は直ちに停止信号を出力し、自走駆動部Dの走行モータ42を停止制御する。これにより、任意の搾乳ユニット5aは、他の搾乳ユニット5bの手前において、間隔Psだけ離れた位置に停止する。そして、このような動作は、全ての搾乳ユニット5b,5b,5a,5aにおいて同様に行われる。この結果、ホームポジションPoにおける各搾乳ユニット5a…に対して、相互に衝突させることなく一定の間隔Ps…毎に順次整列させることができる。

0056

よって、このような間隔制御装置10によれば、各搾乳ユニット5a,5b…の相互間の間隔Ps…は、検出波Wdの所定角度Qd又は反射板12の距離(位置)Pxにより設定されるため、反射型センサ11は、反射板12の有無のみを検出できればよい。したがって、間隔制御装置10における制御系の構成は大幅に簡易化されることになり、各搾乳ユニット5a,5b…の相互間の間隔制御を極めて容易かつ低コストに実現できるとともに、外乱の影響も受けにくくなるため、誤作動が防止され、高安定性及び高信頼性を確保できる。

0057

また、このような間隔制御装置10は、ホームポジションPo以外でも動作させることができる。したがって、例えば、搾乳ユニット5aがガイドレール部4上で故障等により停止している場合、後続の搾乳ユニット5bが近付くことにより、搾乳ユニット5bを、間隔Psを空けて停止させることができる。このように、間隔制御装置10と前述した衝突防止回路Uを併用すれば、二重衝突防止機能を持たせることができ、より確実な衝突防止を図ることができる。

発明が解決しようとする課題

0058

以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成,形状,数量,手法等において本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更,追加,削除することができる。例えば、一つの主レール2に二台の搾乳ユニット5a,5bを装填した場合を示したが、三台以上であっても同様に実施できる。また、検出波Wdを搬送方向Fcに対して所定角度Qdだけ傾斜する方向に発信するとは、どのような面内であってもよい。即ち、実施例は、水平面内で傾斜している場合を示したが、垂直面内であってもよいし、水平面と垂直面間の任意の傾斜面内であってもよい。さらに、自走搬送部5a…として、搾乳ユニットを例示したが、同様の働きを有する他の用途における自走搬送部にも同様に適用することができる。

0059

このように、本発明に係る自動搬送装置用自走搬送部の間隔制御装置は、各自走搬送部に、検出波を搬送方向に対して所定角度だけ傾斜する方向に発信する発信部及び検出波の反射波を受信する受信部からなる反射型センサと、他の自走搬送部から発信される検出波を、当該他の自走搬送部が所定の間隔まで接近した際に反射可能な位置に配した反射板と、受信部の受信結果に対応して自走駆動部を制御するコントローラを備えるため、次のような顕著な効果を奏する。

0060

(1)簡易な構成により、各自走搬送部の相互間の間隔制御を極めて容易かつ低コストに実現できるとともに、外乱の影響を受けにくくなるため、誤作動が防止され、高安定性及び高信頼性を確保できる。

0061

(2) 好適な実施の形態により、反射型センサに、所定角度を変更可能な角度設定部を設けて構成すれば、間隔の設定変更を容易に行うことができ、利便性を高めることができる。

発明の効果

0062

(3) 好適な実施の形態により、自走搬送部として、乳牛を係留する複数のストールに沿って配したガイドレール部を自走する搾乳ユニットを適用すれば、特に、ホームポジションにおける各搾乳ユニットに対して、相互に衝突させることなく一定の間隔毎に順次整列させることができる。

図面の簡単な説明

0063

(4) 好適な実施の形態により、搾乳ユニットに、所定の周波数の発信電波を発信する電波発信部と、発信電波以外の所定の周波数の受信電波を受信する電波受信部と、少なくとも自己の電波受信部が受信電波を受信していないことを条件に、自走を許可し、かつ自走中に自己の電波発信部から発信電波を発信させる制御回路部とを有する衝突防止回路を設けて構成すれば、二重衝突防止機能を持たせることができ、より確実な衝突防止を図ることができる。

図1
本発明の好適な実施例に係る間隔制御装置のブロック構成図、
図2
同間隔制御装置における反射型センサの変更例を示す底面図、
図3
同間隔制御装置を備える搾乳ユニットの自動搬送装置の全体を示す平面図、
図4
同自動搬送装置の模式的斜視図、
図5
同自動搬送装置に備える搾乳ユニットの斜視図、
図6
同自動搬送装置における搾乳ユニットに備える自走部の断面正面構成図、
図7
同自動搬送装置に備える搾乳ユニットの正面図、
図8
同搾乳ユニットに備える衝突防止回路のブロック回路図、
図9
同自動搬送装置に備える衝突防止回路の電波発信部に係わる動作説明用フローチャート、
図10
同自動搬送装置に備える衝突防止回路の電波受信部に係わる動作説明用フローチャート、
【符号の説明】
1 自動搬送装置
4ガイドレール部
5a… 自走搬送部
10 間隔制御装置
11 反射型センサ
11d 発信部
11e 受信部
12反射板
13コントローラ
14角度設定部
20 電波発信部
21 電波受信部
22 制御回路部
Wd検出波
We反射波
Ps… 間隔
Fc 搬送方向
Qd所定角度
D 自走駆動部
C…乳牛
A…ストール
U 衝突防止回路

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