(57)【要約】【課題】動物の体に掛かる負荷を軽減したうえで、動物の生体情報を得るためのセンサ筐体を、例えば動物の喉下等の所定の位置に固定可能とする。【解決手段】動物の生体情報を得るためのセンサを収納するセンサ筐体を、装着部材で動物に装着する。センサ筐体には、鉛直方向であってセンサよりも下側の位置に、センサ筐体の質量中心となる重心を位置させるように錘部材が設けられている。このため、センサ筐体を動物の例えば首に装着した場合、センサ筐体の自重及び重力により、動物の首に吊り下げるかたちで、装着位置を固定できる。また、動物の動きによりセンサ筐体が首回りに沿って移動しても、センサ筐体の自重及び重力により、動物の喉下等の初期位置に、装着位置を戻すことができる。従って、例えばウエイトバランス及び錘等の大掛かり、かつ、重量のある装置で動物に大きな負荷を掛けることなく、喉下等の所定の位置にセンサ筐体を固定できる。【選択図】図２
2020025522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物の生体情報を得るためのセンサと、
前記センサを収納するセンサ筐体と、
動物に前記センサ筐体を装着するための装着部材と、
前記装着部材により前記動物に装着された際に、鉛直方向であって前記センサよりも下側の位置に、前記センサ筐体の質量中心となる重心を位置させるように前記センサ筐体に設けられた錘部材と
を有するセンサ装置。
【請求項２】
前記錘部材は、一つ又は複数の電池であること
を特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記錘部材は、前記センサ筐体に一つ又は複数設けられること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記センサ筐体は、円錐台形状であること
を特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記センサ筐体は、標識を装着するための被装着部を有すること
を特徴とする請求項１から請求項４のうち、いずれか一項に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記センサは、前記鉛直方向である上下方向の動き、前記鉛直方向に対して垂直に直交する方向である左右方向の動き、及び、前記左右方向に対して２次元上で直交する前後方向の動きをそれぞれ検出する３軸の加速度センサであること
を特徴とする請求項１から請求項５のうち、いずれか一項に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日において、例えば牛等の産業動物の体に装着したセンサ装置で生体情報を取得して、産業動物の行動及び健康管理を行うシステムが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００８−２２８５７３号公報）には、例えば牛等の産業動物の首輪に取り付けたセンサモジュールで計測された加速度及び温度に基づいて、動物の採食及び反芻等を把握し、産業動物の健康状態を管理する産業動物の健康管理システムが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２（特開２０１３−２２００１号公報）には、産業動物の体表面に取り付けた振動検知媒体により、産業動物の採食又は反芻等に伴う筋肉の動き、呼吸又は心拍動に伴い発生する低周波振動を取得して、産業動物の行動又は生理指標をモニタリングするモニタリング装置が開示されている。
【０００５】
一般に、例えば牛に給餌を行う場合、「スタンチョン」と呼ばれるつなぎ止め具が用いられることが多い。このスタンチョンは、牛の頭部未満、かつ、牛の頚部（首）以上の大きさの孔部を形成する。飼育員は、給餌前に、スタンチョンの孔部を牛の頭部以上の大きさに広げ、牛の頭部を挿通させる。そして、牛の頭部を挿通させた状態で、スタンチョンの孔部の大きさを、牛の頭部未満、かつ、牛の頚部以上の大きさに調整する。これにより、牛は、首を上下左右に動かすことはできるが、スタンチョンから頭部を引き抜けない状態となり、姿勢が固定される。飼育員は、牛をこの状態にして給餌を行う。
【０００６】
産業動物の体にセンサ装置を装着する場合、いわゆるカウベルのように、産業動物の顎下の喉部近辺に位置させることが好ましい。この位置であれば、給餌中に、センサ装置がスタンチョンに干渉する不都合を、大幅に低減できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の健康管理システムは、首輪で加速度／温度計測モジュールを産業動物に装着する。しかし、加速度／温度計測モジュールの自重が軽いと、産業動物が動いた際に首周りに沿って首輪が回転し、加速度／温度計測モジュールが首の側面まで移動することがある。加速度／温度計測モジュールが首の側面まで移動した状態で給餌を行うと、スタンチョンに加速度／温度計測モジュールが干渉し（引っ掛かり）、破損するおそれがある。
【０００８】
これに対して、特許文献２のモニタリング装置は、バランスウエイトの他、多数の錘で産業動物の顎下の喉部近辺にセンサ部を位置させている。このため、産業動物が動いた際にセンサ部が移動することは少ない。しかし、バランスウエイト及び多数の錘により、産業動物の体に掛かる負荷が大きくなる問題がある。
【０００９】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、動物の体に掛かる負荷を軽減したうえで、センサ筐体を自重及び重力により所定の位置に固定可能なセンサ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、動物の生体情報を得るためのセンサと、センサを収納するセンサ筐体と、動物にセンサ筐体を装着するための装着部材と、装着部材により動物に装着された際に、鉛直方向であってセンサよりも下側の位置に、センサ筐体の質量中心となる重心を位置させるようにセンサ筐体に設けられた錘部材とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、動物の体に掛かる負荷を軽減したうえで、センサ筐体を自重及び重力により所定の位置に固定できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態のセンサ装置を斜め上方向から見た状態の斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態のセンサ装置を側面側から見た状態の側面図である。
【図３】図３は、センサ装置の分解斜視図である。
【図４】図４は、センサ装置に装着される標識の斜視図である。
【図５】図５は、センサ筐体の収納部に電池ボックスを収納した状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、実施の形態のセンサ装置において、センサ筐体の底面部に下キャップ部を装着した状態を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態のセンサ装置の、牛に対する装着例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、実施の形態のセンサ装置を、詳細に説明をする。
【００１４】
（外観構成）
図１は、実施の形態のセンサ装置を斜め上方向から見た状態の斜視図である。また、図２は、実施の形態のセンサ装置を側面側から見た状態の側面図である。図２のうち、図２（ａ）は、透視しない状態のセンサ装置の側面図であり、図２（ｂ）は一部を透視した状態のセンサ装置の側面図である。また、図３は、実施の形態のセンサ装置の分解斜視図である。この図１〜図３からわかるように、実施の形態のセンサ装置１は、「台形円錐形状」に形成されている。このセンサ装置１は、大きく分けて、センサ筐体１１、上キャップ部２及び下キャップ部３を有している。
【００１５】
センサ筐体１１は、例えばポリカーボネート等のプラスチック部材で形成された台形円錐形状に形成されている。なお、センサ筐体１１は、金属部材等の他の部材で形成してもよい。センサ筐体１１には、内部に収納部１３が設けられている。この収納部１３には、例えば４本の電池１０を保持するパック型の電池ボックス９が収納される。電池１０としては、一次電池、二次電池又はボタン電池等を用いることができる。電池１０は、錘部材の一例として機能する。また、錘部材として、電池１０及び一つ又は複数の鉄又は鉛等の錘を併用してもよい。
【００１６】
また、センサ筐体１１には、上面部１１ａを側面部側から内面側にかけて切り欠くことで形成された凹状の切り欠き部５ａ、５ｂが、上面部１１ａの相対向する位置にそれぞれ設けられている。この切り欠き部５ａ、５ｂは、ベルト４（装着部材の一例）の幅よりも広めの幅となっており、ベルト４を挿通可能となっている。ベルト４としては、例えば革製、布製、又は、ナイロン製等のベルトを用いることができる。また、装着部材は、ベルト４に限らず、例えばリング部材又はクリップ部材等でもよい。
【００１７】
上キャップ２は、所定の厚みの円板形状を有している。台形円錐形状のセンサ筐体１１の上面部１１ａ（径が小さい側の面部）と当接する上キャップ２の下面部２ｂは、センサ筐体１１の上面部１１ａと略同じ径となっている。これにより、上キャップ２は、センサ筐体１１に装着された際に、センサ筐体１１の上面部１１ａを被覆するようになっている。上キャップ２とセンサ筐体１１は、例えば接着剤又はネジ等の接続部材を介して互いに接続される。
【００１８】
また、上キャップ２には、上面部２ａから下面部２ｂにかけて貫通する、例えば長方形状の孔部６が設けられている。この孔部６の幅（短手方向の長さ）は、ベルト４の幅と略同じ（又は多少広め）となっている。上述のように、上キャップ２は、センサ筐体１１の上面部１１ａを被覆するようにセンサ筐体１１に装着される。上キャップ２がセンサ筐体１１に装着されることで、センサ筐体１１に設けられた各切り欠き部５ａ、５ｂと、上キャップ２に設けられた孔部６とで、センサ筐体１１の側面部側から上キャップ２の上面部２ａ側に貫通するベルト通し孔２３を形成する。
【００１９】
センサ筐体１１に上キャップ２が装着されたセンサ装置１に対してベルト４を装着する場合、図２（ｂ）に矢印Ａで示すように、センサ筐体１１の例えば切り欠き部５ａに挿通させたベルト４を、上キャップ２の孔部６から引き出す。次に、孔部６から引き出したベルト４を、図２（ｂ）に矢印Ｂで示すように、孔部６から切り欠き部５ｂに挿通させ、センサ筐体１１外に引き出す。これにより、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、センサ装置１にベルト４が装着された状態となる。
【００２０】
また、図２（ａ）及び図２（ｂ）からわかるように、上キャップ２は、センサ筐体１１と当接する底面部２ｂの径よりも上面部２ａの径の方が大きな径となっている。そして、上キャップ２の外周部には、底面部２ｂ側から上面部２ａにかけて斜めに切り欠かれたテーパ加工部２ｃが設けられている。このため、センサ装置１が産業動物に装着された際に、ベルト４が上キャップ２の角部に当接するのではなく、ベルト４が上キャップ２のテーパ加工部２ｃに斜めに当接することとなる。従って、ベルト４の、上キャップ２と当接する箇所が破損する不都合を大幅に軽減することができる。
【００２１】
さらに、センサ筐体１１の側面部は、滑らかな触感となるように加工されている。また、上キャップ部２及び下キャップ部３の外周部は、角部を削ることで丸みを帯びた形状に加工されている。このため、センサ装置１は、装着された産業動物の肌に接触した場合でも、極力、産業動物にストレスを与えないようになっている。
【００２２】
また、図３に示すように上キャップ部２には、センサ基板１２が設けられる。センサ基板１２には、例えば３軸センサ２０、通信部２１及びメモリ等の電子機器が設けられている。３軸センサ２０は、産業動物の鉛直方向である上下方向の動き、鉛直方向に対して垂直に直交する方向である左右方向の動き、及び、左右方向に対して２次元上で直交する前後方向の動きをそれぞれ検出する３軸の加速度センサとなっている。３軸センサ２０は、センサの一例である。なお、センサとしては、温度センサ、脈拍センサ等の他の生体情報を検出するセンサであれば、どのようなセンサでもよい。
【００２３】
通信部２１は、例えばＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）等のＬＰＷＡ（Low  Power  Wide  Area）と呼ばれる無線通信規格に準拠した通信を行うことで、省電力、広域及びローコストな通信を可能としている。通信部２１は、３軸センサ２０のセンサ出力を、飼育員が監視している端末装置に、リアルタイム、定期的又は断続的に無線送信する。飼育員は、受信したセンサ出力に基づいて、各個体の行動及び健康状態等を監視する。
【００２４】
（標識の被装着部）
加えて、センサ筐体１１の底面部１１ｂの近傍には、側面部に沿って凹状に加工された標識の被装着部７が設けられている。図４は、被装着部７に装着される標識の斜視図である。この図４に示すように、標識８は、ゴム部材で形成されたリング形状を有しており、例えば赤色の標識は病気を患っている個体用、黄色の標識は注意深い観察が必要な個体用、及び、青色の標識は健康な個体用等のように色分けされている。標識８の径は、被装着部７よりも小さな径を有している。また、標識８の幅が、被装着部７の幅と略同じ幅を有している。標識８を被装着部７に装着する場合、ゴム部材で形成されている標識８の径を広げる方向に力を加え、広げた径内にセンサ筐体１１を挿入する。そして、標識８と被装着部７との位置合わせを行い、標識８から手を離す。これにより、ゴム部材の弾性力により、標識８は元の径に戻ろうとするが、標識８が元の径に戻る途中で、標識８の径と被装着部７の径とが同じ径となり、図１に示すように標識８が被装着部７に嵌合するかたちで装着される。
【００２５】
多くの産業動物を飼育している場合、各個体の健康状態等を把握して管理することは大変困難である。しかし、標識８を、上述のように色分けして産業動物の健康状態等に応じて、センサ装置１の被装着部７に装着することで、各個体の過去の健康状態等を容易に認識でき、引き続き容態の観察等を可能とすることができる。
【００２６】
なお、標識８は、ゴム部材以外であっても、例えば布部材、ビニール部材、プラスチック部材、金属部材等でもよい。また、標識８は、リング形状以外であっても、例えば紐形状でもよいし、ベロクロテープでもよい。
【００２７】
さらに、被装着部７にＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）を設け、発光させる色で上述の過去の健康状態の把握等を行うようにしてもよい。
【００２８】
（センサ装置の組み立て工程）
次に、センサ装置１の組み立て工程を説明する。図３は、センサ装置１の分解斜視図である。この図３において、まず、センサ基板１２を、パッキン１３を介して、接着剤又はネジ等により、上キャップ部２に固定する。
【００２９】
次に、センサ基板１２を固定した上キャップ部２を、接着剤又はネジ等により、センサ筐体１１に固定する。これにより、センサ筐体１１に設けられた各切り欠き部５ａ、５ｂと、上キャップ２に設けられた孔部６とで、上述のベルト通し孔２３が形成される。
【００３０】
次に、センサ筐体１１に設けられている収納部１３に、スペーサとなるスポンジ１４を介して電池ボックス９を収納する。図５は、収納部１３に電池ボックス９を収納した状態を示す斜視図である。この図５からわかるように、収納部１３の深さと、電池ボックス９の高さは、略同じとなっている。このため、電池ボックス９全体が埋没するかたちで、収納部１３に収納される。なお、収納部１３に電池ボックス９を収納することで、センサ基板１２と電池ボックス９が電気的に接続され、センサ基板１２に対して通電が可能な状態となる。なお、収納部１３に、電池ボックス９と共に鉄又は鉛等の錘を収納してもよい。これにより、電池として自重が軽いボタン電池を設けた場合でも、適度な重さを与えることができる。
【００３１】
次に、収納部１３に収納した電池ボックス９上にスペーサとなるスポンジ１５を載置し、パッキン１６を介して、下キャップ部３をセンサ筐体１１の底面部１１ｂに、接着剤又はネジ等により固定する。図６は、下キャップ部３がセンサ筐体１１の底面部１１ｂに装着された状態を示している。下キャップ部３の径は、センサ筐体１１の底面部１１ｂの径と略同径となっている。下キャップ部３は、収納部１３に収納された電池ボックス９を被覆するかたちで、センサ筐体１１の底面部１１ｂに装着される。
【００３２】
次に、例えば型番、シリアル番号、装着年月日の記入欄等が印字されたシール１７を、下キャップ部３に貼り付ける。そして、図２（ｂ）を用いて説明したように、センサ筐体１１に設けられた各切り欠き部５ａ、５ｂと、上キャップ２に設けられた孔部６とで形成されるベルト通し孔２３にベルト４を挿通させ、センサ装置１が組み上がる。
【００３３】
（産業動物に対する装着例）
図７は、産業動物の一例である牛に対するセンサ装置１の装着例を示す図である。この図７の例の場合、牛の喉下にセンサ装置１が位置するように、ベルト４で牛の首にセンサ装置１を装着した例である。実施の形態のセンサ装置１は、電池ボックス９に設けられた電池１０が電源として機能すると共に、産業動物に負荷を殆ど与えずに、なおかつ、センサ筐体１を定位置に固定する程良い重さの錘として機能する。また、電池ボックス９は、図４からわかるように、３軸センサ２０が設けられた基板１２よりも下側（下キャップ３側）に位置するようにセンサ筐体１１内に収納される。このため、センサ筐体１１の質量中心となる重心は、３軸センサ２０よりも下側であって、下キャップ３近傍に位置している。
【００３４】
従って、センサ装置１をベルト４で牛の首に装着すると、センサ装置１の自重及び重力により、鉛直方向（＝重力方向＝地面に対して３次元的に直交する方向）の下方向に引っ張られ、センサ装置１が、牛の喉下近傍に固定される。また、牛が動くことで、センサ装置１が牛の首回りに沿って移動しても、センサ装置１の自重及び重力により、牛の喉下近傍となる初期位置まで、装着位置を戻すことができる。
【００３５】
このため、センサ装置１の位置を、牛に大きな負荷を掛けることなく、略常時、牛の喉下近傍の位置に固定することができる。従って、スタンチョンで牛の首を固定して給餌を行った場合でも、スタンチョンにセンサ装置１が干渉して破損する不都合等を防止できる。
【００３６】
なお、センサ装置１内に設けられた３軸センサ２０は、図７に示す牛の前後方向、上下方向である鉛直上方向及び鉛直下方向、さらに、図７が描かれている面に対する垂直方向（３次元的に直交する方向）である左右方向の移動速度、移動量、回転量等を検出する。そして、通信部２１は、３軸センサ２０のセンサ出力を、飼育員が監視している端末装置に無線送信する。飼育員は、受信したセンサ出力に基づいて、各個体の行動及び健康状態等を監視する。
【００３７】
（実施の形態の効果）
以上の説明から明らかなように、実施の形態のセンサ装置１は、センサ筐体１１に対して、鉛直方向であって３軸センサ２０よりも下側の位置に、センサ筐体１１の質量中心となる重心を位置させるように、錘部材である電池１０が収納された電池ボックス９を設ける。これにより、センサ筐体１１を産業動物の例えば首に装着した場合、センサ筐体１１の自重及び重力により、産業動物の首から吊り下げるかたちで、装着位置を固定できる。また、産業動物の動きによりセンサ筐体１１が首回りに沿って移動しても、センサ筐体１１の自重及び重力により、産業動物の喉下等の初期位置に、装着位置を戻すことができる。従って、例えばウエイトバランス及び錘等の大掛かり、かつ、重量のある装置で産業動物に大きな負荷を掛けることなく、所定の位置にセンサ筐体１１を固定できる。
【００３８】
また、センサ装置１は、全体的に円錐台形状を有している。このため、産業動物と接触した場合でも、産業動物の肌を傷つけることが無く、安全に装着可能とすることができる。また、センサ筐体１１の下側（下キャップ３が装着される側）が広いため、より重い鉄又は鉛等の錘を設けることもできる。
【００３９】
また、センサ筐体１１は、例えば色分けされた標識８を装着するための被装着部７を有している。このため、各個体の健康状態等に対応する色の標識８を被装着部７に装着することで、一目で各個体の健康状態等を認識可能とすることができる。また、標識８として、ゴム部材又は布部材等の電力を必要としない標識を用いることで、標識８を装着したことによる電池１０の電力の消費を零とすることができる。
【００４０】
また、各個体の動きを検出する動きセンサとして３軸センサ２０を設けることで、各個体の上下左右及び前後の動きを検出でき、細かな個体管理を可能とすることができる。また、通信部２１は、ＬＰＷＡ（Low  Power  Wide  Area）でセンサ出力を無線通信するため、低消費電力で広範囲に渡る個体管理を可能とすることができる。
【００４１】
最後に、上述の実施の形態は、一例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。また、実施の形態及び実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４２】
１  センサ装置
２  上キャップ部
２ｃ  テーパ加工部
３  下キャップ部
４  ベルト
５ａ  切り欠き部
５ｂ  切り欠き部
６  孔部
７  被装着部
８  標識
９  電池ボックス
１０  電池
１１  センサ筐体
１１ａ  センサ筐体の上面部
１１ｂ  センサ筐体の底面部
１２  センサ基板
１３  収納部
１４  スポンジ
１５  スポンジ
１７  シール部材
１８  パッキン
２０  ３軸センサ
２１  通信部
２３  ベルト通し孔
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開２００８−２２８５７３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２００１号公報
【図１】
2020025522.tif 000003
【図２】
2020025522.tif 000004
【図３】
2020025522.tif 000005
【図４】
2020025522.tif 000006
【図５】
2020025522.tif 000007
【図６】
2020025522.tif 000008
【図７】
2020025522.tif 000009