(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム（３）と、前記フレームに設けられたハウジング（５）とを備えた、地面（１３）に置かれた飼料（２３）を略横方向に移動させるための自律自己推進車両（１）であって、
前記ハウジングは前記車両の進行方向（Ｒ）に対して略横方向に飼料を移動する飼料移動手段（７）を備え、
飼料移動手段は前記フレームに対して回転自在であり、
前記ハウジングの外周は前記車両の外周を形成し、
前記飼料移動手段の少なくとも底部は、円筒軸（９）を有する円筒状であり、
前記飼料移動手段は前記円筒軸周りに回転対称であり、
前記飼料移動手段は前記円筒軸周りに回転自在であり、
前記進行方向から見て前方に位置している前記飼料移動手段の一部が、前記進行方向から見て後方に位置している部分より地面により接近するように、前記円筒軸が垂線（１１）に対して角度を有していることを特徴とする車両。
【請求項２】
前記ハウジングが、上に向かって狭くなる上部を有していることを特徴とする請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記ハウジングが、上に向かってテーパー状の上部を有していることを特徴とする請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記ハウジングが回転対称であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか1項に記載の車両。
【請求項５】
前記上部が円錐形であることを特徴とする請求項２に記載の車両。
【請求項６】
少なくとも前記飼料移動手段の前記底部の底縁部（８）がゴム製であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
前記飼料移動手段の前記円筒部が、１つ以上の矩形部分で構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の車両。
【請求項８】
前記円筒軸と前記垂線のなす角度が、調整可能であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の車両。
【請求項９】
前記円筒軸と前記垂線のなす角度が、小数点以下を丸めて、１から１０度の間であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１０】
前記円筒軸と前記垂線のなす角度が、小数点以下を丸めて、１から５度の間、であることを特徴とする請求項９に記載の車両。
【請求項１１】
前記円筒軸と前記垂線のなす角度が、小数点以下を丸めて、３度であることを特徴とする請求項９に記載の車両。
【請求項１２】
前記円筒軸の垂直投影と前記進行方向のなす角度は、ゼロでないことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１３】
前記円筒軸の垂直投影と前記進行方向のなす角度は、鋭角であることを特徴とする請求項１２に記載の車両。
【請求項１４】
前記円筒軸の垂直投影と前記進行方向のなす角度は、５から２０度の間であることを特徴とする請求項１２に記載の車両。
【請求項１５】
前記地面及び／又は前記飼料との摩擦駆動のために、前記飼料移動手段は自由に回転自在に設けられていることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１６】
前記車両が、
独立した駆動手段（２４、２５）によって独立して駆動可能な２つの車輪と、
前記車両から壁部（２０）までの距離を測定するための距離測定手段（２６）と、
前記進行方向に前記車両を制御して移動させる制御ユニット（２７）と、を備え、
前記車両が、前記距離測定手段の測定した前記壁部までの距離として、予め設定した最小距離以上を維持するように、前記制御ユニットがプログラミングされていることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１７】
前記車両が、再充電可能な電力供給装置を備えていることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１８】
前記車両が、飼料を収容するための貯蔵コンテナ（３１）と、地面方向に飼料を放出するための放出装置とを備えていることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１９】
前記放出装置が、前記進行方向から見て正面に位置する分配開口によって、前記車両の正面の地面方向へ飼料を放出するように設計されていることを特徴とする請求項１８に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飼料移動手段によって横方向に飼料を移動するための自律自己推進車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような車両は、国際公開第２００９／０７０００７Ａ１号により既知である。この車両は、自由回転する環状部材の形状をした飼料移動手段が嵌合したフレームを備えており、その外周は無人車両の外周を形成している。自由回転する部材は、飼料及び／又は飼料の圧力との摩擦接触により駆動される。この部材の回転の結果として、飼料は車両の進行方向に対して横方向に移動される。この車両は、例えば乳牛が食べるために壁を通して地面上の飼料に届くような、動物収容ユニットに用いることができる。そして、この車両は、飼料が壁の近くに置かれ、乳牛の届く範囲内に留まることを確実にする。
【０００３】
国際公開第２００９／０７０００７Ａ１号は、自由回転する環状部材の１つの図示例を開示している。その図１には、自由回転する部材と一点鎖線で示された参照符号の付されていない垂直軸が示されており、その部材の端面は、垂直軸に対して直交していない。この図示の実施例は、実際に適切には動作することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
部材の回転は、二つの方法で達成することができる。部材は軸周りに全体的に回転することができ、その場合部材の向きも共に回転する。これは、最下点も共に回転することを意味し、例えば最下点が車両の後ろ側に到達する場合もある。しかし、このような向きの変化は、高さの違いによって回転の大部分の間、飼料が車両の下に存在する可能性を強めるので、望ましくない。
【０００５】
もう一つの回転方法は、部材を円筒軸周りに回転させることであり、この場合部材の向き、即ち最下点の位置は、国際公開第２００９／０７０００７Ａ１号の図１のように変化しない。この場合の欠点は、円筒軸周りの回転時に自由回転する部材がねじれることである。このねじれ挙動を比較的高い抵抗なく許容するために、自由回転する部材はフレキシブルであるように設計されている必要がるが、これは押圧機能に悪影響を及ぼし、従って部材の飼料移動機能に悪影響を及ぼす。
【０００６】
加えて、飼料移動手段が円錐状の２台の車両が知られており、円錐形状が上向きにテーパー状のものと、下向きにテーパー状のものである。上向きにテーパー状の飼料移動手段の欠点は、地面と摩擦によって駆動される時に、車両が曲がると、比較的大きな抵抗が発生することである。下向きにテーパー状の飼料移動手段の欠点は、ホイールベースが制限され、従って車両の安定性が制限されることである。
【０００７】
本発明の目的は、改良された飼料移動機能を有する車両を提供することである。もう一つの目的は、製造が簡単な飼料移動手段を備えた前記車両を提供することである。もう一つの目的は、信頼性の高い安定性を有した前記車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの目的の少なくとも１つは、請求項１に係る車両を提供することによって達成される。この車両の長所は、飼料移動手段が回転対称な円筒形状を有しているという事実である。その結果として、円筒軸周りに回転した時に飼料移動手段はねじれることがない。従って、より堅牢な設計ができて、飼料移動機能の有効性が向上する。
【０００９】
さらに、円筒形状は車輪に対して最大の空間を提供し、これによって比較的大きなホイールベースを選択することが可能になり、これは車両の信頼性の高い安定性を意味する。
【００１０】
１つの実施例において、飼料移動手段の円筒状の部分は、１つ以上の矩形パーツで構成されている。例えば円錐状の飼料移動手段と比較した場合の本発明に係る車両の長所は、円筒状の部分を本来的に矩形パーツで構成できるので、製造や組み立てが従来の円筒状部材と比較して容易になることである。円錐状の飼料移動手段は、例えばバナナ状のパーツで構成されている。矩形パーツは、例えば直線状の切り出しや、打ち抜きなどによって、より簡単に作成することができる。
【００１１】
１つの実施例において、円筒軸と垂線の間の角度は調整可能である。本発明に係る車両の国際公開第２００９／０７０００７Ａ１号に記載の車両と比較した場合の長所は、円筒軸が垂線となす角度が、飼料移動手段が水平線となす角度と対応しており、従ってその調整が容易であるという事実である。
【００１２】
円筒軸と垂線のなす角度は、（小数点以下を丸めて）好ましくは１から１０度であり、より好ましくは１から５度であり、最も好ましくは３度である。即ち、車両の平均的な大きさに対して１メートルオーダーの直径であり、このように傾斜が得られることで、ほとんどの種類の飼料に対して利用することができる。
【００１３】
飼料移動手段の底部が円筒形状であり、車両に対して傾斜している結果として、円筒部分の正面は、地面の方向に対してわずかに内向きに延在している。もし飼料移動手段が地面との摩擦接触によって駆動される場合に、これによって車両が曲がる時の抵抗を削減している。また、従来の飼料供給手段が円錐状に外向きに向いているのと対照的に、地面に対してわずかに角度をなしていることによって本願の飼料移動手段はすでにわずかに後方を向いているので、本願の飼料移動手段はより容易に曲がることができる。このように、本発明は改善された飼料掃除機能を生み出す。
【００１４】
１つの実施例において、ハウジングは上に向かって狭くなる上部、特に上向きにテーパー状の上部を有している。その結果として、車両が物体と、特に垂直に対して角度をなした別のハウジングと衝突した時に、車両は容易に曲がることができる。好ましくは、このハウジングは回転対称で、より好ましくは上部が円錐状である。これにより、ハウジングのこの部分に落ちた飼料は、より容易に地面方向に滑り落ちて、車両の上に残らない。車両が飼料を収容するための貯蔵コンテナを備え、そして飼料を地面の方向に放出するための放出装置を備えたすべての実施例に対して、これが適用される。この放出装置は、車両の上部に配置することができ、ハウジングの上部によって飼料を放出することができる。
【００１５】
好ましくは、この放出装置は車両の正面に位置し、地面方向に向かって飼料を放出するように設計されており、好ましくは進行方向から見て車両の正面に位置する小出し開口を通して放出される。それにより、放出された飼料は既に床に存在する飼料と混ぜ合わされて、次に車両によって横方向に、飼料のあるべき動物のいる方向に移動される。換言すれば、放出装置は進行方向から見て貯蔵コンテナの正面に位置する放出開口を有している。
【００１６】
貯蔵コンテナを車両上部に置くことは、特に貯蔵コンテナが飼料で満タンの場合に、車両の安定性に不利である。好ましくは、ハウジングも上に向かって狭くなる上部、好ましくは上に向かって円錐状にテーパーがついた上部と、そして車両をできるだけ安定した状態にするためにできるだけホイールベース並みに大きくした下部の円筒状部分とを備えている。
【００１７】
１つの実施例において、飼料移動手段の底部の少なくとも低端は、ゴムで構成されている。これは、飼料移動手段を駆動するために十分な摩擦が地面及び／又は飼料との間に形成されるという長所を有する。別の長所は、ゴムが変形可能なので、飼料移動手段と地面及び／又は飼料との間の接触が、重大なダメージをもたらさないという事実である。
【００１８】
１つの実施例において、円筒軸と垂線とで形成する平面が、垂線と進行方向とで形成する平面と角度をなしている。これにより、車両が進行方向に移動する時に、少なくとも原理的に、飼料移動手段の回転方向が同一となることを確実にする。
【００１９】
円筒軸の垂直投影と進行方向のなす角度は、好ましくは鋭角である。ここで注意すべきは、文脈が別の意味を示さない限り、出願全体で、「進行方向」は直進方向を意味することである。従って、この方向は車両の長手方向と対応している。この角度は、好ましくは５から２０度の間である。
【００２０】
幾つかの実施例において、飼料移動手段は地面及び／又は飼料との摩擦駆動に対して自由に回転自在に配されている。モーター等の無いこのような構成は、明らかに非常に簡単で信頼性がある。代替的に、飼料移動手段に対して駆動手段を設けることもできる。その動作は飼料の量に依存し、従って飼料移動手段と飼料の間の摩擦接触により飼料移動手段を駆動する実現性に依存する。従って、１つの実施例において、飼料移動手段と接触する飼料の量が所定レベル以下の場合にのみ、飼料移動手段の駆動手段が動作する。従って、これにより飼料移動手段の動作がさらにより信頼性の高い状態になり、例えば、摩擦のみで駆動される「自然の」方向と反対方向に駆動方向を選択することを可能にする。
【００２１】
１つの実施例において、車両は、独立した駆動手段によって独立に駆動可能な２つの車輪と、車両の壁までの距離を測定する距離測定手段と、車両を進行方向に制御し移動させる制御手段と、を備え、動作中に距離測定手段で測定された距離として予め設定された壁までの最少距離以上の距離を車両が維持するように制御ユニットがプログラムされている。
【００２２】
これにより、飼料が車両に（予期できない）反力を加えるのにもかかわらず、別個のガイド無しで、車両が自立して進行方向と略直角に飼料を移動することを確実にできる。
【００２３】
１つの実施例において、車輪に対する２つの独立した駆動手段は、例えばトランスミッションのような駆動力分配手段を備えた１つの駆動手段に置き換えられる。
【００２４】
１つの実施例において、車両は再充電可能な電力供給装置を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明の実施例に係る車両の概略側面図である。
【図２】図２は図１の車両の概略背面図である。
【図３】図３は図１、２の車両の動作中の上面図である。
【図４】図４は本発明の別の実施例の概略背面図である。
【図５】図５は図４の車両の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は本発明の実施例に係る車両１の概略側面図である。この車両１はフレーム３とフレーム３に設けられたハウジング５を備えており、ハウジング５は進行方向Ｒに対して略横方向に飼料を移動するための飼料移動手段７を備えている。
【００２７】
ハウジング５の外周は、車両１の外周を形成している。
【００２８】
飼料移動手段７は、車両１のハウジング５の底部に置かれており、円筒状であり、円筒軸９を有している。飼料移動手段７は円筒軸９周りにフレーム３に対して回転自在であり、回転軸９は一点鎖線で示された垂線に対して角度αをなしている。飼料移動手段７は、円筒軸９周りに回転対称である。
【００２９】
車両１は、フレーム３に取り付けられた車輪１５によって、地面１３に対して進行方向Ｒに移動自在である。円筒軸９の傾斜した位置によって、進行方向から見て正面に位置する飼料移動手段７の部分１７は、地面１３に接近するように設けられている。その結果、飼料を車両の下に追いやることなく、車両は車両の正面で地面に置かれた飼料を効率的に横方向に移動することができる。好ましくは、飼料が車両の下に追いやられるのを防ぐために、そしてできるだけ多くの飼料が横方向に確実に移動させられるために、飼料移動手段７は正面で地面１３と接触している。地面１３との接触は、好ましくは地面１３との摩擦接触によって飼料移動手段７を駆動するためにも用いられる。しかし、飼料移動手段７のための独立した駆動手段を設けることも可能である。正面の車輪は、例えば旋回車輪のような非被駆動車輪とすることができ、又は例えばガイドブロック等でもよい。
【００３０】
飼料移動手段７の上のハウジング部分は、円錐状であり、上向きテーパー状である。円錐形状の対称軸は、円筒軸９と一致しており、従って別の参照符号を付していない。この実施例において、ハウジング５の円筒状の部分のみが円筒軸９周りに回転する。別の実施例においては、少なくともハウジングの一部が飼料移動手段と共に回転し、従って飼料移動手段の一部を形成する。
【００３１】
図２は図１の車両１の背面図である。この図から、飼料移動手段７も垂線に対して角度βをなしていることが明確にわかり、その結果として飼料移動手段７も横方向Ｚに対して傾いている。換言すれば、垂線１１と円筒軸９で構成する平面は垂線１１と進行方向Ｒで構成する平面と角度をなしている。その結果として、地面との摩擦接触によって飼料移動手段を駆動することが容易になり、車両が進行方向Ｒに移動する時に、飼料移動手段が常に同じ方向に回転することが容易になる。注目すべきは、βがゼロに等しくなくαがゼロに等しい場合、飼料移動手段の最下点は最も外側にあることである。実際には、通常両方の角度はゼロに等しくなく、従って飼料移動手段の最下点は正面からわずかに傾いて位置している。しかし、その時飼料移動手段の正面の点は、進行方向から見て常に背面の点より低い。
【００３２】
１つの実施例において、貯蔵コンテナ又はコンテナは飼料を貯蔵するために車両１の上部に設けることができる。その場合、貯蔵コンテナは好ましくは地面の方向に飼料を分配するための放出装置を備えている。この放出装置は、例えば進行方向から見て貯蔵コンテナの正面に位置する開口を備え、車両正面の底部方向へ飼料を放出するようになっている。その結果として、飼料は地面に置かれた飼料と混合されて、次に一緒に横方向に移動させられる。
【００３３】
図３は図１、２に係る車両１の動作中の上面図である。動物たち、この場合乳牛２２が飼料２３に頭を届かせるために通る壁部又は給餌フェンス２０を示している。食事の結果として、飼料は乳牛の届く範囲の外に追いやられている。この飼料を無駄にしないために、飼料を押しやることで飼料を乳牛の届く範囲に戻すことが習慣になっている。この仕事は、車両１によって実行される。
【００３４】
車両１は、進行方向Ｒに壁部２０に対して平行に移動する。この移動中、飼料移動手段７は地面と摩擦接触し、その結果、方向Ｄに回転を始める。この回転の結果、車両１の正面に置かれた飼料は、横方向Ｚに移動し、再び乳牛の届く範囲内に達する。
【００３５】
車両１は、２つの側輪１５を独立して駆動する独立駆動手段２４、２５で駆動される。この実施例において、前輪１５は駆動することができない。前輪１５は曲がることができるように、略垂直軸周りに自由に回転可能である。
【００３６】
さらに、車両１は車両の壁部２０までの距離を測定するための距離測定手段２６も備えている。ユーザー入力手段２９によって、所望の最小距離をユーザーによって入力できる。この最小距離は、ユニット３１によって距離測定手段２６が測定した距離と比較され、その後、制御ユニット２７は動作中車両が壁部との距離を維持するように制御する。この距離は予め設定された壁部までの距離以上であり、距離測定手段２６によって測定された距離である。その結果として、車両が進行方向に移動する時に、軸１４は壁部に対して平行を維持する。
【００３７】
図４は、本発明の別の実施例に係る横方向に飼料を移動するための車両１を示している。図５は、車両１の図４の線Ａ−Ａに沿った断面を示している。
【００３８】
車両１は、下側に車輪１５と旋回車輪１６が嵌合したフレーム３を備えている。フレーム３は、車輪のためのすべての駆動ユニットと制御ユニットを備えた比較的重いベースユニット１８（斜線部）を有しており、従って車両の安定性が向上している。車両の進行方向を参照符号Ｒで示す。ハウジング５はフレーム３から延在する支索４で支持されている。支索の車両に対する角度、つまりハウジング５の角度は調整可能である。
【００３９】
ハウジングの底部は、飼料移動手段７として機能する。底部の円錐部と円筒部の両方が円筒軸９に対して回転対称である。飼料移動手段は円筒軸９周りに回転自在で、車両の正面１７で地面と摩擦接触することによって駆動されるが、これは垂線に対する円筒軸の位置によって可能である。注目すべきは、図４の線Ａ−Ａが円筒軸９の回転軸と角度を有しており、図５は垂線のみ示していることである。
【００４０】
飼料移動手段７の底部の円筒部の底には、同じく円筒状のゴム縁８を見ることができる。
【００４１】
車両１が進行方向に駆動される時には、一方で地面又はもし飼料移動手段が地面からわずかに浮いていた場合には地面に置かれた飼料との摩擦接触によって、他方では最下点のゴム縁８の摩擦接触によって、飼料移動手段７が円筒軸周りに回転して、動作中自動的に車両正面に置かれた飼料を横方向Ｚに移動させる。
【００４２】
車両は、バンパー又は緩衝縁３０を備えている。この緩衝縁は、衝突時の衝撃をほとんど吸収するので、上部のハウジングを保護するが、それだけでなく、衝突時に車輪の駆動を止めて、動物や子供などへのさらなるダメージや危険を防ぐという安全面の特徴も有することができる。
【００４３】
ハウジングの残りの部分は、実質的に上向きにテーパー状である。
【００４４】
コンテナ又は貯蔵コンテナ３１が車両上部に嵌合されている。これは、飼料２３を貯蔵するのに用いることができる。この飼料は車両の移動に伴って運ばれて、放出装置によって必要に応じて放出することができる。図５に概略的に示すスライド式カバー３３によって閉じることが可能な放出用開口３２を示す。この放出開口は、進行方向から見て車両の正面に置かれている。それによって、放出装置が車両正面の地面部分に飼料を放出することができる。飼料は、次に車両正面に置かれた飼料と混ぜ合わされて、それから一緒に横方向に移動させられる。一方で貯蔵コンテナ、他方で飼料が高い位置にあるため、このような車両はわずかに上部の方が重くなるので、ホイールベースをできるだけ大きくすることが、車両安定性に非常に有利である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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