(57)【要約】  牛その他の動物に給餌するための給餌ワゴンは、自律走行車（１）と、飼料を貯蔵するための容器（２０）とを備えている。前記容器には、前記容器を充填および空にするための少なくとも１つの開口と、前記自律走行車と前記容器との接続部とが設けられている。前記容器は、略筒状とされてその軸方向軸（２２）周りに回転可能とされている。前記容器には、飼料を受け取りおよび／または混合するための作業位置と、前記飼料を排出するための排出位置と、が設けられている。前記自律走行車と前記容器との間の前記接続部には、チルト軸が設けられている。前記筒状の容器は、前記作業位置と前記排出位置との間において、前記自律走行車に対して前記チルト軸周りに傾転可能に設けられている。また、前記発明は、このような給餌ワゴンを備えた、牛その他の動物に給餌するためのシステムを提供するものである。
2010517527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律走行車と、飼料を収容するための容器とを備えた、牛その他の動物に給餌するための給餌ワゴンにおいて、
（イ）前記容器には、該容器に飼料を充填するとともに、該容器を空にするために、少なくとも１つの開口が設けられ、そして、
（ロ）前記容器が、筒状の形状とされて、その軸方向軸周りに回転可能に設けられている
ことを特徴とする牛その他の動物に給餌するための給餌ワゴン。
【請求項２】
前記自律走行車には、前記自律走行車と前記容器との接続部が設けられ、
前記容器には、前記飼料を受け入れおよび／または混合するための作業位置と、前記飼料を排出するための排出位置とが設けられ、
前記自律走行車と前記容器との前記接続部には、チルト軸が設けられ、そして、
前記容器が、前記作業位置と前記排出位置との間において、前記自律走行車に対して前記チルト軸周りに傾転可能に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の給餌ワゴン。
【請求項３】
前記自律走行車と前記容器との間における前記接続部の前記チルト軸が、該容器の前記軸方向軸に対して垂直に延在されていることを特徴とする請求項２に記載の給餌ワゴン。
【請求項４】
前記チルト軸が回転可能および／または調節可能とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の給餌ワゴン。
【請求項５】
前記容器の内壁部には、突出部が、その断面形状が該内壁部に沿ってらせん状に延在するように設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の給餌ワゴン。
【請求項６】
前記自律走行車には、複数のホイールと、前記複数のホイールの少なくともいずれか１つを駆動するための駆動装置とが設けられ、そして、前記駆動装置には、前記複数のホイールの少なくとも１つを駆動させる電気モータが設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の給餌ワゴン。
【請求項７】
前記給餌ワゴンには、前記容器に収容されている前記飼料の質量を判定する少なくとも１つの計量装置が設けら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項に記載の給餌ワゴン。
【請求項８】
前記計量装置から出力された出力信号が、前記給餌ワゴンの制御部への入力信号として該制御部へ入力され、そして、前記制御部によって、前記計量装置によって測定された前記飼料の質量の経時的変化に応じて、前記容器の傾転、前記給餌ワゴンの運転速度、前記容器の回転方向、および、前記容器の毎分回転数、のうちの少なくとも１つが制御されることを特徴とする請求項７に記載の給餌ワゴン。
【請求項９】
前記給餌ワゴンには、前記自律走行車が移動する路面上に横たわっている飼料を移動させるためのスライド部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の給餌ワゴン。
【請求項１０】
前記容器の外部において所定の表面上に現在している前記飼料の量を判定するため、および／または、前記容器の外部において前記所定の表面上における前記飼料の分布状態を判定するために、検出手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の給餌ワゴン。
【請求項１１】
（イ）充電可能な第１のバッテリおよび第２のバッテリと、
（ロ）前記給餌ワゴンとエネルギーソースとを電気的に接続するための充電接続部と、
（ハ）前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリを充電するための充電装置と、
（ニ）前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのいずれか一方と、該いずれか一方のバッテリによってエネルギーを供給される負荷と、を電気的に接続するとともに、前記充電装置の入力部と前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリの他方とを電気的に接続するスイッチング装置と、
（ホ）前記スイッチング装置および／または前記充電装置を制御する制御装置であって、（ａ）前記充電接続部が前記エネルギーソースに接続されているときに、前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリを前記充電装置によって充電し、（ｂ）前記負荷に電気的エネルギーを供給するために、前記第１のバッテリを、前記スイッチング装置を介して、前記負荷に接続し、（ｃ）前記第１のバッテリによって電気的エネルギーを供給された前記充電装置によって、前記第２のバッテリを充電し、そして、（ｄ）所定の基準値に達した後で前記（ｂ）および前記（ｃ）を繰り返して、前記負荷に電気的エネルギーを供給するために、前記第２のバッテリを、前記スイッチング装置を介して、前記負荷に接続し、前記第２のバッテリによって電気的エネルギーを供給された前記充電装置によって、前記第１のバッテリを充電する、制御装置と、
を備えていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の給餌ワゴン。
【請求項１２】
前記所定の基準値が、前記第２のバッテリの充電状態とされているとともに、前記第２のバッテリの前記充電状態を測定するための測定手段が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の給餌ワゴン。
【請求項１３】
前記所定の基準値が、前記第２のバッテリの電圧、電圧レベルの変化、インピーダンス、および、インピーダンスレベルの変化のいずれか１つとされ、かつ、前記基準値を監視するための測定手段が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の給餌ワゴン。
【請求項１４】
前記制御装置によって、前記（ｃ）の処理に先立って前記第２のバッテリの充電状態が測定され、そして、前記第２のバッテリが再充電フェーズに達していると判定された場合にのみ、前記（ｃ）の処理が実行されることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載の給餌ワゴン。
【請求項１５】
前記負荷に電気的エネルギーを供給するために、前記第１のバッテリが、前記スイッチング装置を介して、前記負荷に接続されているときには、前記第２のバッテリが、前記制御装置によって、前記負荷から切断されていることを特徴とする請求項１２に記載の給餌ワゴン。
【請求項１６】
前記充電装置には、前記充電接続部から入力された電圧が前記第１のバッテリおよび前記第２のバッテリ用の充電電圧に変換されるため、そして、前記第１のバッテリから入力された電圧が前記第２のバッテリ用の充電電圧に変換されるために、電圧コンバータが設けられていることを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれか１項に記載の給餌ワゴン。
【請求項１７】
前記制御装置によって、前記（ａ）の処理が少なくとも２回実行された後で、前記（ｄ）の処理が実行されることを特徴とする請求項１１ないし１６のいずれか１項に記載の給餌ワゴン。
【請求項１８】
牛その他の動物に給餌するためのシステムにおいて、
（イ）請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の給餌ワゴンと、
（ロ）前記給餌ワゴンの前記容器に飼料を充填するための飼料充填ステーションと、
（ハ）少なくとも１種類の前記飼料を貯蔵するための貯蔵庫と、
（ニ）前記少なくとも１種類の飼料を前記貯蔵庫から前記飼料充填ステーションへ搬送するためのコンベヤと、
を備えていることを特徴とする、牛その他の動物に給餌するためのシステム。
【請求項１９】
前記自律走行車を案内するためのレールが設けられていることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記自律走行車が、前記レールから吊り下げられた状態で設けられていることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記自律走行車には、１以上の充電可能なバッテリが設けられ、そして、前記飼料充填ステーションには、前記充電可能なバッテリを再充電するために前記給餌ワゴンにエネルギーを供給するためのエネルギーソースが設けられていることを特徴とする請求項１８ないし２０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２２】
異なる種類の前記飼料を混ぜ合わせるための混合装置が設けられていることを特徴とする請求項１８ないし２１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２３】
前記給餌ワゴンが前記飼料充填ステーションに所在しているときに前記容器を回転させる駆動機構が設けられていることを特徴とする請求項１８ないし２２のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の記載の前提部分にあるように、牛その他の動物にエサを与える（給餌する）ための給餌ワゴンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許出願公開第０  ７３９  １６１号は、牛その他の動物に給餌するための給餌装置を開示している。給餌装置は、給餌容器が設けられた給餌ワゴンを備えている。給餌容器は、自律走行車上に配置されている。自律走行車は、小屋内で飼料がストックされている場所へ向かう経路の自動認識機能を有するものである。また、給餌容器には、給餌容器内の飼料を混合するとともに該飼料を該給餌容器から供給するためのオーガが設けられている。
【０００３】
欧州特許公開第４，４４４，５０９号は、牛その他の動物に餌を与えるための固定型給餌装置を開示している。給餌装置は、筒状容器を備えており、この筒状容器は、装置内部に設けられているとともに、容器内に現在している飼料を混ぜ合わせるための、らせん状に延在している断面形状を有している。筒状容器は、その軸方向軸周りに回転可能に設けられている。また、筒状容器内には、筒状容器から飼料を排出するためのオーガが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０  ７３９  １６１号
【特許文献２】欧州特許第４，４４４，５０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したような公知の給餌装置の問題点として、飼料を容器から排出するためのオーガの構造が複雑でありコスト高につながる、という問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、改良された給餌ワゴンを提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に記載の給餌ワゴンに係る発明によって達成される。
【０００８】
請求項１に記載の給餌ワゴンは、回転可能に設けられた筒状の容器を備えている。給餌ワゴンは飼料を混合することができるものである。
【０００９】
好ましくは、容器には、飼料を受け入れおよび／または混合する作業位置と、飼料を容器から排出する排出位置と、が設けられている。容器は、チルト軸周りに傾転されて、作業位置と排出位置との間で変位するように構成されている。好ましくは、排出位置は、容器が排出位置とされると重力が作用して飼料が排出されるように、適宜選択される。
【００１０】
排出位置は、排出位置において飼料が、容器から、重力の作用によって、スライドするように選択されることができる。給餌ワゴンの容器には、複数の排出位置が設けられてもよい。例えば、飼料が給餌ワゴンの左側に排出される第１の排出位置と、飼料が給餌ワゴンの右側に排出される第２の排出位置などであってもよい。給餌ワゴンが複数の作業位置を有することも可能である。「作業位置」および「排出位置」は、それぞれ、単一の位置のみではなく、作業位置エリアおよび排出位置エリアを含んでいることに留意すべきである。
【００１１】
好ましい実施形態においては、自律走行車と容器との間における接続部のチルト軸は、容器の軸方向軸に対してほぼ垂直とされている。好ましい変型例においては、チルト軸が自律走行車の主進行方向にほぼ沿って延在している。「主進行方向」は、自律走行車が直進する方向をいう。その場合には、容器の軸方向軸は、垂直面において延在しており、この垂直面はチルト軸に対してほぼ垂直である。
【００１２】
容器が、軸方向両端部のいずれかにおいて容器を充填および空にするための開口を備えているような好ましい実施形態が提供される。容器の作業位置が、容器の軸方向軸が垂直に延在するように選択され、容器の開口が設けられた側の軸方向端部が、上側に位置する。容器が作業位置にあるならば、容器を回転させて、内部に所在している飼料を、容器から脱落することなく、かつ、開口を閉止する必要なく、混合することができる。排出位置は、排出位置において容器の軸方向軸が垂直線に対して９０度を超えて傾斜するように選択される。
【００１３】
有利には、容器は、２つの方向、好ましくは横方向、において、垂直線に対して９０度を超えて傾転可能である。そのため、横送りコンベヤといった追加的な排出手段を設けて飼料等を車両の片側（または両側）に落下させる必要がない。さらに、自律走行車が自車両の移動方向以外の場所に飼料を落下させることが可能となるが、これは、飼料の汚染や損傷といった観点から有利であり、また、車両の移動中に飼料を落下させることも可能になり、効率性が改善される。
【００１４】
回転可能なおよび／または調節可能（ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ）なチルト軸が設けられているので、作業位置および／または排出位置の選択幅の観点からより高い柔軟性が実現される。
【００１５】
容器を傾けることによる飼料の排出に代えて、または、それに加えて、飼料の排出は、オーガまたはコンベヤベルトを用いて実施することもできる。
【００１６】
有利には、給餌装置は、回転可能な容器のケーシングを有しており、このケーシングは回転可能ではないが、必要であれば、車両に対してチルト可能とされている。
【００１７】
好ましい実施形態においては、容器の内壁には突出部が設けられている。突出部の断面形状は、好ましくは、らせん状に延在している。内壁に突出して設けられた断面形状を有する容器を回転させることにより、容器内における飼料の混合が促進される。オーガを有する公知の容器を用いて飼料を混合すると、飼料が容器の壁に押し付けられて、容器の内壁と混合用オーガの内壁とに対して相当な程度の磨耗が生じる原因となるが、容器の内壁に断面形状を設けることにより、かかる磨耗を低下させることができる。
【００１８】
らせん状に延在している断面形状は、容器からの飼料の均一な排出を得るために適用されてもよい。特に、らせん状に延在している断面形状のピッチが自律走行車の進行方向と反対に作用する状態で容器が回転している場合に、飼料の排出が非常に均質的になることが判明している。
【００１９】
自律走行車は、ホイール（場合によっては無限軌道つきのホイール）を備えている。ホイールは、床面上を走行するために配置されているが、後者がレールに懸架されているならば自律走行車をレールに沿ってガイドするようになっている。好ましい実施形態においては、給餌ワゴンは、少なくとも１つのホイールを駆動するための駆動部を備えている。駆動部は、ホイールを駆動するための電気モータを備えている。好ましくは、電気モータは、駆動されるホイールに直接接続されたサーボモータである。これにより、シンプルで且つ堅固な構造が可能になる。
【００２０】
自律走行車は無人であってもよいが、乗員または監視員つきの自走式とされてもよい。自律走行車は誘導手段、ビーコンまたはセンサによって自動的に誘導される。なお、ＧＰＳを用いた制御も可能である。
【００２１】
好ましい実施形態においては、給餌ワゴンは、容器内に存在している飼料の質量を判定するための少なくとも１つの計量装置を備えている。計量装置の出力信号が、入力信号として給餌ワゴンの制御部に供給されることができ、この制御部は、計量装置によって測定される飼料の質量の経時的な変化に応じて、容器のチルト動作、給餌ワゴンの走行速度、容器の回転方向、容器の毎分回転数の少なくとも１つを制御するために設けられたものである。制御部が排出速度を、容器内の測定された飼料質量の変化に基づいて、判定することができ、容器の傾斜、回転方向および／または毎分回転数によって、または、給餌ワゴンの運転速度に影響を与えることによってまたはそれとともに、速度をコントロールすることができるので、飼料の排出および／または排出速度が制御部によって制御される。かかる効果を有する１以上の措置を実現するため、制御部は、容器および／または給餌ワゴンを駆動する給餌ワゴンのモータその他の駆動手段を制御する。容器の角度、容器の毎分回転数（ｒｐｍ）および給餌ワゴンの速度を測定するとともにこれらのデータを適切な信号によって制御部に供給するために、角度計測器、ｒｐｍ計測器および／または速度計を設けてもよい。
【００２２】
好ましい実施形態においては、排出のための初期角度調整は、排出角度と流出速度との曲線その他の関係といった予想されるパラメータに基づいて、または、前回排出作業から得られたデータに基づく学習制御によって実施されてもよい。
【００２３】
好ましい実施形態においては、給餌ワゴンはさらに、自律走行車が移動する面上に横たわっている飼料を移動させるためのスライド部材を備えている。このスライド部材は、自律走行車の走行の間、給餌ゲート近辺の床上に存在している飼料をスライドさせ、および／または、飼料を床上に再配分する。
【００２４】
好ましい実施形態においては、容器の外部において特定の表面上に存在している飼料の量を判定するための、および／または、容器の外部において特定の表面上に飼料を再配分するための、３Ｄカメラや超音波センサなどの検出手段が設けられている。
【００２５】
本発明はまた、牛その他の動物に給餌するためのシステムを提供する。この給餌システムは、上述した給餌ワゴンと、給餌ワゴンの容器に飼料を充填するための飼料充填ステーションと、少なくとも１種類の飼料を貯蔵する貯蔵庫と、少なくとも１種類の飼料を貯蔵庫から飼料充填ステーションへ搬送するためのコンベヤとを備えたものである。
【００２６】
好ましい実施形態においては、給餌システムは、さらに、自律走行車を誘導するためのレールを備えている。その場合には、自律走行車は、好ましくは、レールから吊り下げられた状態に設けられている。飼料充填ステーションは、例えば、飼料を自律走行車へ案内するためのじょうごを有している。
【００２７】
好ましい実施形態においては、自律走行車は、１以上の充電可能なバッテリを備えており、飼料充填ステーションには、この充電可能なバッテリを再充電するために給餌ワゴンにエネルギーを供給するエネルギーソースが設けられている。
【００２８】
好ましい実施形態においては、本発明に係る給餌システムは、さらに、飼料が容器に投入されるのに先立って異なる種類の飼料を混合するための混合装置を備えている。飼料が容器に投入された後で、容器のその軸方向軸周りの回転によって、飼料を混合することが可能である。
【００２９】
可能な実施形態においては、本発明に係る給餌システムは、さらに、給餌ワゴンが飼料充填ステーションに位置しているときに容器を回転させるための駆動機構を備えている。その場合には、給餌ワゴンは、容器を回転させるためのドライブを有している必要はない。
【００３０】
実際には、例えば、エネルギーソースが充填ポイントで供給されるようになっている場合に、充填ポイントにおいてワゴンを充填するなど、給餌ワゴンが比較的ごく短時間しかエネルギーソースに接続されないようなケースもあるので、そのような短時間では、バッテリを完全にまたは完全に近い状態にまで充電するために必要な充電時間に満たないということがありうる。その結果、充電の各回において相対的に少量のエネルギーがバッテリに供給されただけの状態でエネルギーが給餌ワゴンの電気モータおよび／または制御装置などの負荷によって消費されることになれば、電気エネルギーソースからの充電を受けていないか、あるいは、バッテリの劣化を防止または抑制するために所与のバッテリ技術の条件下において望ましいとされるよりも不十分にしか充電されていないのであるから、１以上のバッテリの劣化という事態が生じる。かかる劣化が生じうるバッテリの例としては、硫酸鉛を利用する鉛蓄電池が挙げられる。かかるバッテリを部分的に充電されたにすぎない状態で使用する際には、１以上のバッテリの極板に沈殿物が生成され、この沈殿物が原因でバッテリの劣化が生じる。
【００３１】
この問題の観点からは、一の実施形態において、給餌ワゴンは、少なくとも２つの充電可能なバッテリと、給餌ワゴンとエネルギーソースとを電気的に接続するための充電接続部と、バッテリを充電するための充電装置と、バッテリのいずれかと、そのバッテリからエネルギーを供給される負荷とを電気的に接続するとともに充電装置の入力側と別のバッテリとを電気的に接続するためのスイッチング装置と、スイッチング装置および／または充電装置を制御する制御装置であって、（ａ）充電接続部がエネルギーソースに接続されているときに充電装置によってバッテリを充電し、（ｂ）負荷に電気エネルギーを供給するために第１のバッテリを負荷に接続し、（ｃ）第２のバッテリを充電するために充電装置を操作し、そこにおいて、第１のバッテリが電気エネルギーを充電装置に供給し、（ｄ）所定の基準値に到達した後では、前記（ｂ）および（ｃ）が繰り返されて、第２のバッテリを負荷にエネルギーを供給するために負荷に接続し、かつ、第１のバッテリを、第２のバッテリからの充電装置によって充電する、制御装置と、を備えている。
【００３２】
給餌ワゴンが電気的エネルギーソースに接続されているときに、バッテリは、充電装置を介するかまたはそれの介在なくして、電気的エネルギーソースによって充電または再充電される。さらに、バッテリの充電を実行するために、エネルギーソースからの充電または再充電の後、バッテリのいずれか１つが充電装置を介して１以上の他のバッテリから追加的に充電される。したがって、前述のステップ（ｃ）はまた、充電装置を用いて、第１のバッテリから第２のバッテリを充電する、と表現してもよい。
【００３３】
追加的に充電されるバッテリ（上述のとおり第２のバッテリと呼ばれる）は、好ましくは、充電が容易となるように、かかる追加的充電の間は負荷に対してエネルギーを供給するために使用されない。さらに、１以上の残りのバッテリを充電することは、負荷にエネルギーを供給し、および／または、第２のバッテリを充電するために必要なエネルギーを供給する。前述の硫酸鉛バッテリの例では、関連するバッテリをさらに充電することにより、洗浄、例えば、バッテリの極板の燃焼洗浄（ｓｃｈｏｏｎｂｒａｎｄｅｎ）が開始され、これにより、少なくとも部分的には、形成されたデポジットが除去される。その結果、バッテリの劣化の進展が、肯定的な仕方で影響を受ける。
【００３４】
処理（ｂ）は、外部エネルギーソースからのバッテリの充電の間に行われてもよく、外部エネルギーソースへの電気的接続の切断後も続行されてもよい。これは、外部エネルギーソースへの電気的接続の切断後においてのみ行われることも可能である。第２のバッテリは、好ましくは、充電接続部と外部エネルギーソースとの電気的接続が切断された後でのみ、第１のバッテリから充電される（処理ｃ）ことになろう、その結果、バッテリの充電は、外部エネルギーソースから可及的最大に行われるであろう。
【００３５】
第２のバッテリの充電は、所定の基準値（所定の電圧または以下に示すようなその他の基準）に達するまで行われるが、この基準値は、関連する第２のバッテリの完全かつ十分な充電を示すためのものである。その後、バッテリの切り替えが行われる、換言すれば、バッテリの他の１つが、１以上の残りのバッテリから充電される。なお、ここにいう「充電」の語は、連続的充電（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｃｈａｒｇｉｎｇ）、滴下的充電（ｄｒｏｐ  ｃｈａｒｇｉｎｇ）など任意の所望の形態の充電を含むことに留意すべきである。
【００３６】
このようにして、各バッテリは、バッテリを余りに低い充電レベルで使用することにより生じるバッテリの劣化を少なくとも部分的に防ぐことができるようなレベルに達するまで、交互に充電される。
【００３７】
なお、第１のバッテリおよび第２のバッテリという語は、２つのバッテリのみが設けられているものと解釈されるべきではないことに留意すべきである。ここに記載した原理は、少なくとも２つのバッテリを有する任意のバッテリ数に基づいて適用されることができる。
【００３８】
また、ここにいう「スイッチング装置および／または充電装置を制御する」という表現は、少なくともスイッチング装置および充電装置のいずれか一方を制御することを意味するものとして理解されるべきである。
【００３９】
バッテリは、例えば、ニッケルカドミウム電池、鉛電池、硫酸鉛電池、ニッケル水素電池その他の充電可能なセルまたはバッテリといった化学的形態における蓄電ストレージなどの、電気エネルギーの蓄電の任意の形態で構成されている。
【００４０】
エネルギーソースは、任意の電気エネルギーソース、電灯幹線接続、電灯幹線アダプタ、据置蓄電池、または、太陽光その他のエネルギーソースを供給される要素で構成されている。所定の基準値は、第２のバッテリの充電状態で構成されており、それにより、第２のバッテリの再充電は、前述の劣化現象を抑制するため所定の充電状態に達するまで行われる。例えば、第２のバッテリの充電状態を測定するための、基準を測定するための測定手段が設けられている。
【００４１】
所定の基準値はまた、第２のバッテリの電圧、電圧レベルの推移（ｖｏｌｔａｇｅ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）、インピーダンス、インピーダンスレベルの推移（ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）またはバッテリの充電状態を判定することができる他の基準の少なくとも１以上のもので構成されている。
【００４２】
制御装置は、さらに、ステップ（ｃ）に先立って第２のバッテリの充電状態を測定し、そして、第２のバッテリが再充電フェーズに達した場合にのみステップ（ｃ）に進むように構成されてもよい。再充電フェーズに達したときにのみ第１のバッテリから第２のバッテリを充電することにより、第２のバッテリが再充電フェーズに達した時点でのみ第１のバッテリからの第２のバッテリの充電を開始することにより、第１のバッテリからの第２のバッテリの充電の際のエネルギーのロスを可能なかぎり制限することができる、その結果、第１のバッテリからの第２のバッテリの制限された充電が依然として必要であることになる。
【００４３】
「再充電フェーズ」なる語は、本明細書においては、バッテリが十分に充電された状態（例えば最大容量のうち所定のパーセンテージ、所定の充電電圧レベルなど）としての、バッテリの充電プロセスの１フェーズをさすものとして用いられている。例えば、再充電フェーズは、バッテリ容量の９０％で始まるフェーズとして、または、バッテリの定格電圧の約３０％増の電圧レベルで始まるフェーズとして認識される。したがって、１２Ｖバッテリであれば、再充電フェーズは、例えば、最大充電電流の１０％に相当する所定の充電電流における１６．３Ｖ充電電圧の開始として定義される。
【００４４】
充電フェーズは、また、バッテリの再生が生じる状態としての充電プロセスの１フェーズとして定義することもできるので、前述した硫酸鉛バッテリの例では、バッテリの極板の燃焼洗浄が行われる充電プロセスのフェーズである。技術水準においては、「再充電フェーズ」の語はまた滴下的充電フェーズ（ｄｒｏｐ  ｃｈａｒｇｉｎｇ  ｐｈａｓｅ）とも呼ばれる。しかしながら、再充電は任意の態様にて行うことができ、したがって、滴下的充電に限られるものではなく、定電流、定電圧、定容量等における充電で構成されてもよいことに留意すべきである。
【００４５】
充電装置は、充電接続部から入力された電圧を、バッテリ用電圧に変換するため、および、少なくとも１つの第１のバッテリから入力された電圧を第２のバッテリ用電圧に変換するために、電圧コンバータを備えている。もちろん、充電接続部を介して供給された電圧は、充電接続部を介して供給された電圧が適切な値である場合には、充電装置を介在させることなくバッテリに供給されることも可能である。
【００４６】
スイッチング装置は、電気機械式スイッチ（例えば、リレーまたはモータ制御スイッチ）、または、半導体スイッチ（トランジスタ、トランジスタアレイ、サイリスターその他の半導体スイッチ素子）などの、電気接続部を切り替えるための任意の種類のスイッチで構成されている。１以上の電気接続部は、例えば対象充電装置の入力部または出力部を、リリース信号によって開放することにより可能とされてもよい。
【００４７】
充電接続部は、導電性の電気接続部で構成されているが、他の形態のエネルギー伝達手段、例えば、インダクタンスまたは静電容量系の伝達が適用されてもよい、この目的のために、給餌ワゴンのような装置は、エネルギーソースから伝達されたエネルギーの供給を受けるための適切な受信手段が設けられている。
【００４８】
制御装置は、給餌ワゴンの前述の制御部の一部によって構成されてもよい。
【００４９】
ここに記載した原理は、充電接続部を介してのバッテリの１回の充電が、バッテリ充電の総充電時間に比して短時間である場合に（前述したとおり）特に有利であるので、制御装置は、好ましくは、バッテリを少なくとも２回、エネルギーソースから充電した後で、バッテリの切り替えを行うように構成されている。
【００５０】
ここに記載したバッテリ充電の原理は、給餌ワゴンの実施形態として適用することができるだけでなく、２つ以上の充電可能なバッテリによって給電される装置にひろく適用可能である。したがって、本発明の一様相によれば、バッテリを動作させるための装置であって、少なくとも２つの充電可能なバッテリと、給餌ワゴンとエネルギーソースとの間の電気接続部を実現するための充電接続部と、バッテリを充電するための充電装置と、バッテリのいずれかと、関連するバッテリによってエネルギーを供給されるべき負荷とを電気的に接続するとともに充電装置の入力部と他のバッテリとを電気的に接続するためのスイッチング装置と、スイッチング装置および／または充電装を制御する制御装置であって、ａ）充電接続部がエネルギーソースに接続されているときに充電装置を用いてバッテリを充電し、ｂ）第１のバッテリを負荷に接続して電気的エネルギーを負荷に供給し、ｃ）充電装置を操作して第２のバッテリを充電し（第１のバッテリが電気的エネルギーを充電装置に供給する）、そして、ｄ）所定の基準値に達した後は前記（ｂ）および（ｃ）を繰り返し、（ｂ）において第２のバッテリを負荷に接続してエネルギーを負荷に供給し、かつ、（ｃ）において第１のバッテリを第２のバッテリを介して充電装置によって充電する制御装置と、を備えたバッテリ操作装置が提供される。
【００５１】
本発明のさらなる様相において、少なくとも２つの充電可能なバッテリを動作させる方法において、ａ）充電接続部がエネルギーソースに接続されているときにバッテリを充電装置によって充電し、ｂ）第１のバッテリを負荷に接続して電気的エネルギーを負荷に供給し、ｃ）充電装置を動作させて第２のバッテリを供給し（第１のバッテリは電気的エネルギーを充電装置に供給）、ｄ）所定の基準値に達した後は前記ｂ）およびｃ）を繰り返し、ｄ）ではｂ）において第２のバッテリを負荷に接続してエネルギーを負荷に供給し、かつ、ｃ）において第１のバッテリを第２のバッテリを介して充電装置によって充電する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る給餌システムの全体図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る給餌ワゴンの側面図である。
【図３】図２の実施形態に係る給餌ワゴンの上面図である。
【図４】容器が作業位置とされた、図２の実施形態に係る給餌ワゴンの正面図である。
【図５】容器が排出位置とされた、図２の実施形態に係る給餌ワゴンの正面図である。
【図６】本発明の一様相に係る回路の概略図である。
【図７】図６の回路の動作説明のためのフローチャートである。
【図８】バッテリの充電電圧曲線および充電電流曲線を示した図である。
【図９】本発明の一様相に係る回路の他の実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、ここに記載された実施形態はいずれも例示的なものであって、本発明が明示的に記載された実施形態に限定される趣旨を含むものではない。
【００５４】
図１は、本発明の一実施形態に係る給餌システムの概要を示す図である。
【００５５】
図１の給餌システムは、給餌ワゴン１と、給餌ワゴン１に飼料を充填するための飼料充填ステーション２と、少なくとも１種類の飼料を保管するための貯蔵庫３と、少なくとも１種類の飼料を貯蔵庫３から飼料充填ステーション２へ搬送するためのコンベヤ４と、を備えている。
【００５６】
給餌システムは、コンピュータ５および／または携帯端末（ＰＤＡ）６を介してリモート制御可能とされている。
【００５７】
給餌システムは、給餌ゲート８で待っている牛７に飼料を与えるためのシステムである。給餌システムは、１または複数の飼料構成成分からなる飼料９を、給餌ゲート８において牛７に供給するように構成されている。
【００５８】
本実施形態に係る貯蔵庫３には、例えば、サイレージサイロ貯蔵された牧草、トウモロコシ、ビール粕、パルプ、ペレット、濃厚飼料、ジャガイモ繊維および干し草等の所定の組み合せといった、複数種類の飼料が貯蔵されている。どのような種類の飼料を用い、何種類の飼料を用いるかは、給餌対象たる動物の特性および農場主の意向等により様々である。好ましくは、貯蔵庫３は、複数のサイロ１５で構成されている（これらのサイロは、必要に応じて互いに異なる型式のものでもよい）。
【００５９】
コンベヤ４は、トロリー（移動滑車）１０を備えている。トロリー１０は、レール１１から吊り下げられている。トロリー１０は、つかみ具（グリッパ）１２を備えている。つかみ具１２は、サイロ１５から飼料の一部をつかみとるものである。トロリー１０は、制御システムによって、特定のサイロ１５から飼料を特定の量だけつかみとるコマンドを受信する。
【００６０】
特定のサイロ１５から特定の種類の飼料を特定の量だけつかみとるコマンドは、中央制御システムによって所定の時点に与えられるか、あるいは、小屋内または給餌ワゴン内で特定の事象が発生した場合に与えられる。給餌ワゴン１が、例えば、給餌ゲート８の特定の部分にある飼料が少なすぎると認識し、そして、その認識に基づいて、給餌ゲート８のうち飼料を補充すべき部分を占有している牛７のグループのために所定量の飼料を配給するコマンドが、無線通信によりトロリー１０に与えられる。
【００６１】
つかみ具１２が所定量の飼料をつかみとった後、トロリー１０がレール１１に沿って飼料充填ステーション２へ移動する間、所定量の飼料はつかみ具１２によってつかまれたまま保持される。飼料充填ステーション２では、給餌ワゴン１は給餌の準備が完了した状態にある。
【００６２】
つかみ具１２は、飼料充填ステーション２において、所定量の飼料を給餌ワゴン１の容器２０の中に投下する。この目的のため、容器２０には、開口２１が設けられている。トロリー１０のつかみ具１２が飼料を給餌ワゴン１の容器２０に投下し終わると、容器２０はその軸方向軸２２周りに回転される。その結果、飼料をほどよくほぐすことができる。
【００６３】
その間、トロリー１０は（再度レール１１に沿って）移動して、つかみ具１２を貯蔵庫３（に対応する位置）へ復帰させる。つかみ具１２は、再びサイロ１５内の飼料ストックに向かって降下し、所定量の飼料を所定のサイロ１５から取り出す。２回目につかみ具１２によってつかみとられた飼料は、１回目につかみとられた飼料と同種でもよく、または異種であってもよい。トロリー１０は、再び飼料充填ステーション２へ向かって移動し、つかみ具１２が、再び飼料を給餌ワゴン１の容器２０内へ投下する。つかみ具１２によって２回目に投入された飼料は、容器２０のその軸方向軸２２周りの回転によって、つかみ具１２が１回目に投入した飼料と混ぜ合わせられる。
【００６４】
上述の動作は、所望の配合比率を有する所望の量の飼料が給餌ワゴン１の容器２０内に得られるまで繰り返される。
【００６５】
付加機能的にではあるが、飼料充填ステーション２には、貯蔵庫３において、または、貯蔵庫３と飼料充填ステーション２との間において、サイレージ化された牧草等の粗飼料をほどよくほぐすためのミリングカッタ１３が設けられている。可能な変形例としては、カッター装置を給餌ワゴン１に設けてもよい。
【００６６】
所望の配合比率とされた所望量の飼料が給餌ワゴン１の容器２０内に得られている場合、飼料混合物を追加的に加えて、容器を回転させて混合する。また、必要に応じて水が加えられる。充填と混合が十分なされると、給餌ワゴン１は、飼料充填ステーション２を離れて小屋内を移動する。
【００６７】
給餌ワゴン１は、小屋内を移動して、僅少量の飼料しかない給餌ゲート８の箇所へ移動し、そこで、飼料を容器２０から放出する（アンロードする）。
【００６８】
小屋内を通過移動する際に、給餌ワゴン１は、給餌ゲート８にある飼料の量と、給餌ゲート８の全長にわたる飼料の分布状態とを検出する。検出結果は、好ましくは、中央制御システムおよび／またはトロリー１０の制御システムへフィードバックされる。
【００６９】
本発明に係る動物に給餌するための装置の図示しない変形例においては、貯蔵庫３と飼料充填ステーション２との間には、飼料および／または飼料混合物の仮貯蔵のためのバッファが設けられている。
【００７０】
給餌ワゴン１の容器２０を、トロリー１０を用いて充填することに代えて（またはそれに加えて）、容器２０は、飼料充填ステーション２に固定設置されたオーガを用いるなど別の態様にて充填されることができる。このオーガは、飼料を（貯蔵庫３と飼料充填ステーション２との間の）中間バッファ領域から飼料充填ステーション２へ、または、貯蔵庫３から飼料充填ステーション２へ搬送するとともに、飼料を容器２０内に運び入れる。
【００７１】
図２は、本発明の一実施形態に係る給餌ワゴン１の側面図である。給餌ワゴン１は、容器２０を備えている。容器２０には、開口２１と、軸方向軸２２とが設けられている。容器２０は、筒状とされて、その軸方向軸２２周りに回転可能に設けられている。開口２１は、閉鎖可能とされているけれども、かならずそうである必要があるということではない。容器２０の容量は、一例として約１立方メートルである。
【００７２】
給餌ワゴン１には、自律走行車５０が設けられている。自律走行車５０の主進行方向（ＨＲで示す）は、自律走行車５０の直進方向である。
【００７３】
本実施形態においては、自律走行車５０には、３つのホイール５１が設けられている。車両前部には、１つのホイール５１ａが設けられている。ホイール５１ａは、ステアリングホイールであるので、垂直軸周りに回転可能に設けられている。後輪５１ｂはそれぞれドリブンホイールとされている。後輪５１ｂには、それぞれ、後輪５１ｂを駆動する専用のサーボモータ５２が備えられている。サーボモータ５２は、個別制御されている。各サーボモータ５２間で回転速度に差が生じれば、自律走行車５０は曲線軌道を描くであろう。２基のサーボモータ５２間に回転速度の差がなければ、自律走行車５０は直線を描いて進行または後退することになろう。
【００７４】
代替案として、図示しない実施形態においては、自律走行車５０には、４基以上のホイールを設けてもよく、これらのホイールに無限軌道を設けてもよい。
【００７５】
給餌ワゴン１には、自律走行車５０と容器２０との間において接続部４０が設けられている。接続部４０には、容器２０が自律走行車５０に対して傾転することができるように、チルト軸４５が設けられている。チルト軸４５は、物理的に延在している物理的なシャフトである必要はなく、互いに並列された２つの軸受ジャーナル４１で構成されてもよい。その場合には、チルト軸４５は、容器がその軸周りに傾転するところの数学的な軸となる。
【００７６】
図２の実施形態において、接続部４０は、容器２０を担持するヨーク４２と、容器２０の外周に沿って延在しているリング４３とを備えている。容器２０は、その軸方向軸２２周りに、リングに対して回転することができる。代替的な実施形態においては、リングは設けられていないが、容器がその軸方向軸２２周りに回転するときに、ヨーク４２が容器２０とともに回転するように構成されている。
【００７７】
図３は、図２の実施形態に係る給餌ワゴン１の上面図である。この上面図においても、開口２１が設けられた容器２０と自律走行車５０とが図示されている。
【００７８】
ホイール５１ａ、５１ｂおよびサーボモータ５２は、自律走行車５０のシャーシ５３の下側に配置されているので、（部分的に）点線で示されている。
【００７９】
図３の上面図に示すように、横梁４４がヨーク４２に固定されている。この横梁４４は、その端部近辺において電子計量装置４６に当接している。横梁４４の各端部近辺には、それぞれ、電子計量装置４６が設けられているとともに、横梁が設けられていない側のヨーク４２は、第３の電子計量装置４６の上に支持されている。かかる３つの計量装置４６の配置構成によって、充填された容器２０の重量と重心とを判定することができる。
【００８０】
代替案としては、図示しない実施形態において、計量装置を１個だけ適用することもできるが、その場合には、この計量装置によって、充填された容器２０の重量を判定することはできるが、重心を判定することはできない。
【００８１】
好ましい実施形態においては、容器２０には超音波センサが設けられている。超音波センサは、最高点近傍（容器２０が作業位置とされたとき）に設けられている。超音波センサは、容器２０の内部を検知して、容器２０内に現在している飼料の体積を判定する。
【００８２】
自律走行車のシャーシは、自律走行車のコーナー部分において近接センサ５５を備えている。近接センサ５５は、例えば、超音波センサで構成されている。自律走行車が物体、動物または人間に過度に接近してしまったような場合には、少なくとも１つの近接センサが、走行車の制御部に対して信号を出力する。この信号により、走行車を停止させ、および／または、例えば、光信号および／または音声信号による警告信号を発生させる。また、自律走行車には、好ましくは、非常停止スイッチが設けられている。非常停止スイッチは、好ましくは、バンパーが含まれており、非常停止スイッチは、バンパーが何かに当たると直ちに作動するように構成されている。
【００８３】
ナビゲーション目的のため、自律走行車５０は、ジャイロスコープ５６を備えていることが好ましい。その場合には、ジャイロスコープ５６は、自律走行車５０を制御するために用いられる制御フィードバックに用いられる。
【００８４】
自律走行車５０は、ドリブンホイール５１ｂのサーボモータ５２による上述の制御によって、および、好ましくは制御フィードバックループに含まれるジャイロスコープ５６と組み合せて、自車の進路を検出する。代替案として、自律走行車５０は、また、小屋内の床面その他所定の場所に配置されたビーコンを手がかりにして、小屋の床下等に敷設された補強鋼のグリッドを検出することにより、または、カメラ（好ましくは３Ｄカメラ）を用いて、ＧＰＳを利用して自車進路を検出する。
【００８５】
好ましくは、給餌ワゴン１は、その側部の一方または両側部に設けられたスライド部材６０を備えている。このスライド部材６０は、その下側が床面よりも若干高い位置となるように配置されている。スライド部材６０を用いることで、小屋の床上に横たわっている飼料を車両の脇にスライドさせることができる。したがって、給餌ゲートに接近する方向に飼料をスライドさせることが可能となる。代替的な実施形態においては、スライド部材６０は、給餌ワゴンの前部または後部に設けられてもよい。
【００８６】
好ましい実施形態においては、スライド部材６０は、所定の程度垂直方向に移動可能とされ、そして、可能であれば水平方向に移動可能とされている。その場合には、スライド部材６０は、可撓性を有することが好ましい。好ましい実施形態においては、スライド部材６０には、図２に示すように、（主進行方向からみて）正面側に設けられた傾斜側部６１が設けられている。これらの特徴によって、スライド部材が床上の障害物に干渉されるのを減少させることができる。
【００８７】
スライド部材に代えて、回転可能なホイールを適用してもよい。
【００８８】
図４は、図２の実施形態に係る給餌ワゴンの正面図であり、容器が作業位置とされた状態で図示されている。また、図５は、図２の実施形態に係る給餌ワゴンの実施形態を示す正面図であり、容器が排出位置とされた状態で図示されている。
【００８９】
図４および図５に示すように、容器２０の内側には、らせん状に延在している断面形状を有する突出部（断面形状）２３が設けられている。突出部２３は、容器２０の内壁に対して内側へ突出して設けられている。らせん状以外の突出部２３の延在形状、例えば、容器２０の軸方向または対角線方向に延在している直線状のまたは波形状の断面形状もまた可能である。好ましい実施形態においては、突出部２３は、内壁に対して約１００ミリメートル突出して設けられている。この断面形状高さを直径約１０００ミリメートルの容器と組み合せると良好な結果が得られることが判明している。
【００９０】
図４に示す作業位置においては、容器２０は直立した状態にある。混合および配分すべき飼料は、容器２０が作業位置にある状態で容器２０の上側部分に設けられた開口２１を介して容器２０内に投下される。
【００９１】
容器は、その軸方向軸２２周りにかつ回転方向Ｒ１において回転可能に構成されている。なお、回転方向Ｒ１は、図４に示す回転方向Ｒ１と反対方向でもよい。容器２０のその軸方向軸２２周りの回転によって、容器内にある飼料が、ほどよくほぐされ、混合されることができる。容器２０の回転による飼料の混合は、オーガを用いる場合よりも消費エネルギーが少なくて済むことが判明している。好ましくは、容器２０の毎分回転数（ｒｐｍ）は可変とされている。
【００９２】
適切な混合のために、容器２０は垂直線に対して所定の角度をなす。実際には、かかる角度は、容器の開口２１が容器２０の底部２４よりも高い位置に留まるように、多くの場合、垂直線に対して２５度から６５度の間の角度となる。角度の選択は、部分的に、充填された状態の容器２０の重心位置によって決まる。
【００９３】
給餌ワゴン１が、飼料を（容器２０から）排出する場所へ移動すると、容器２０が排出位置に位置付けられる。排出位置（アンローディング・ポジション）は、図５に示されている。図４の作業位置（オペラティヴ・ポジション）と比較すると、排出位置では、容器２０はチルト軸４５（矢印Ｒ２）周りに傾転している。容器２０は、好ましくは、ヨーク４２に固定されている電気モータ４７によって傾転される。
【００９４】
好ましくは、容器２０は、排出位置においては、作業位置に対して９０度を超えて傾けられており、その場合には、飼料は、重力の作用により容器２０から自然にスライドしていく。好ましくは、給餌ワゴン１は、容器２０のチルト角を測定するセンサを有している。
【００９５】
好ましい実施形態においては、容器２０は、排出作業の間、その軸方向軸周りに回転し続けることができるように構成されている。容器２０の回転方向Ｒ１を、らせん状に延在している断面形状２３のピッチ方向に対して同調させると飼料の排出に影響を与えることができる。突出部２３の断面形状が、飼料を、容器２０から、給餌ワゴン１の進行方向に対して反対方向に導くときに、均一な飼料の排出が得られることが判明している。
【００９６】
垂直線に対する容器２０の角度と、自律走行車５０の運転速度と、容器２０のその軸方向軸２２周りの回転方向および回転速度と、を互いに同調させることで、飼料排出プロセスが適切に管理されることができる。排出プロセスのさらなる最適化を得るために、飼料排出プロセスの制御に際して重量および重心位置を測定してそれらを考慮して制御することができる。
【００９７】
ドラムは、好ましくは、かご形電動機（ｓｈｏｒｔ−ｃｉｒｃｕｉｔ  ａｒｍａｔｕｒｅ  ｍｏｔｏｒ）を用いて駆動され、周波数調節器によって制御される。このタイプのモータを採用する利点はそのロバストネスにある。必要であれば、ホイールもまた、かご形電動機によって駆動され、周波数調節器によって制御される。
【００９８】
好ましい実施形態においては、容器２０は、ステンレススチール製である。他の素材、例えば、炭素鋼または合成材料でもよい。
【００９９】
好ましくは、給餌ワゴン１に実装されている電気モータは、給餌ワゴン１に実装されている充電可能なバッテリ１０１によって給電される。好ましくは、バッテリ１０１（図１参照）に接続可能な充電ポイント１０２が飼料充填ステーション２またはそのごく近傍に設けられている。これにより、バッテリ１０１は、容器２０に飼料を充填している間に再充電されることができる。
【０１００】
電気的接続は、給餌ワゴン１に設けられた接点部材１０３によって構成される。この接点部材１０３は、給餌ワゴン１が飼料充填ステーション２に配置されているときに充電ポイント１０２と接触する。その場合には、給餌ワゴン１が使用されない場合、給餌ワゴン１が飼料充填ステーション２に帰還するようにすれば有利である。バッテリ１０１は、給餌ワゴン１が動作中でない時間帯にさらに再充電されることができる。
【０１０１】
充電ポイント１０２は、電圧が印加されているレールであってもよい。
【０１０２】
好ましい変形例においては、給餌ワゴン１は、２２０Ｖ交流電圧を１２Ｖまたは２４Ｖ直流電圧に変換することができるコンバータを備えている。この場合には、充電ポイント１０２は、電灯幹線（ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ｍａｉｎｓ）に直接接続させてもよい。
【０１０３】
好ましい変型例において、給餌ワゴン１に搭載された電気モータその他の電気機器に給電するために厳密に必要とされる充電容量を上回る、少なくとも１つのバッテリが給餌ワゴン１に搭載されている。この追加バッテリは、給餌ワゴン１が動作している間に、１または複数の他のバッテリから滴下状に（ｄｒｏｐｗｉｓｅ）給電される。追加バッテリが十分に再充電されると、電気系統が切り替わり、追加バッテリが電気モータその他の車載電気機器に給電するために用いられるとともに、他のバッテリのいずれかが再充電される。このようにして、複数のバッテリをローテーション式に使用することができ、１以上のバッテリを徐々に再充電する際にも長時間にわたって給餌ワゴン１の運転を停止しなくて済むようになる。
【０１０４】
図６には、電気的エネルギーを負荷ＬＤに供給するための４つのバッテリ（それぞれＡＣＣ１〜ＡＣＣ４で示す）が図示されており、負荷ＬＤは、例えば、給餌ワゴン１についていえば給餌ワゴン１のモータおよび／または制御システムなどに相当する。各バッテリは、それぞれ、充電器ＣＨ１〜ＣＨ４によって充電される。この目的のため、各充電器ＣＨ１〜ＣＨ４の出力部は、それぞれ、対応する相手方バッテリＡＣＣ１〜ＡＣＣ４の接続部に電気的に接続されている（図示しない追加的なスイッチが介在してもよい）。相手方バッテリＡＣＣ１〜ＡＣＣ４の接続部または図示しないスイッチは、充電が行われない場合に充電器とバッテリとの電気的接続を遮断するためのものである。充電器ＣＨ１〜ＣＨ４は、電灯幹線の接続部または前述の充電ポイント１０２といったエネルギーソース（給電ソースとも呼ぶことにする）との接点が得られるように、充電接続部ＣＣ（前述の電気接続部１０３など）に接続されている。
【０１０５】
充電器ＣＨ１〜ＣＨ４は、それぞれ、充電器に提供される電圧（例えば、電灯幹線の電圧などの交流電圧、または、直流電圧）を、相手方バッテリＡＣＣ１〜ＡＣＣ４用充電電圧に変換する第１のコンバータを備えている。本実施形態においては、充電器は、二極スイッチで構成されたスイッチＳ１を介して、充電接続部ＣＣまたは第２のコンバータＣＯＮＶ（例えば、直流電圧を直流電圧に変換するコンバータまたは直流電圧を交流電圧に変換するコンバータなど）のいずれかに接続されるようになっている。第２のコンバータは、バッテリＡＣＣ１〜ＡＣＣ４のいずれかの電圧またはバッテリＡＣＣ１〜ＡＣＣ４のうち２以上からなるバッテリ群の電圧を、１以上の充電器ＣＨ１〜ＣＨ４への供給電圧に変換するために設けられている。もちろん、負荷に供給されている電圧が充電器ＣＨ１〜ＣＨ４の入力電圧値がとりうる範囲内であれば、第２のコンバータを省略して、負荷へ供給されている電圧を、スイッチＳ１を介して充電器ＣＨ１〜ＣＨ４へ直接提供してもよい。
【０１０６】
さらに、図中のスイッチＳ２〜Ｓ５は、それぞれ、第１の位置（図示された位置）においてバッテリのいずれか１つを負荷ＬＤへ、接続するとともに、それぞれ、第２の位置において、対応するバッテリの１つを負荷に対して非接続とするものである。このように、スイッチＳ２は、図示した第１の位置においてバッテリＡＣＣ１を負荷ＬＤに接続し、そして、点線で示した第２の位置においてバッテリＳ２と負荷ＬＤとの電気接続を非接続とする。
【０１０７】
図６には、また、スイッチＳ２〜Ｓ５および充電器ＣＨ１〜ＣＨ４を制御する制御装置ＣＯＮＴ（必要に応じてプログラム済みであるマイクロプロセッサ、プログラマブル論理デバイス（いわゆるＰＬＤ）、マイクロコントローラ、パーソナルコンピュータまたはその他の適切な制御ハードウェアおよび／またはソフトウェア）と、図６に概略を図示した互いに独立な複数ライン、バス構造またはその他任意の制御で構成された制御信号ラインと、が示されている。本明細書における充電装置は、本実施形態においては、ここに示す充電器ＣＨ１〜ＣＨ４と、コンバータＣＯＮとで構成されている。スイッチング装置は、本実施形態においては、ここに示すスイッチＳ１〜Ｓ５で構成されている。
【０１０８】
図６に係るスイッチの動作を、図７を参照して説明する。なお、本明細書において図示されたステップは、記載された順序に限らず他の適切な順序にしたがって行うことができることに留意すべきである。例えば、以下に述べるステップＳＴ１およびステップＳＴ２は、同時処理とすることもできるし、所望の順序にしたがって相前後させて処理することもできる。充電接続部がエネルギーソースに接続されているとき、バッテリＡＣＣ１〜ＡＣＣ４は、充電器ＣＨ１〜ＣＨ４によって充電される（ステップＳＴ１）。同時に、１以上のバッテリを負荷に接続させてエネルギーを負荷に供給することができる（ステップＳＴ２）。バッテリを充電するときには、制御装置ＣＯＮＴが、スイッチＳ１を制御して図６に示す位置に位置付ける。つまり、充電器を充電接続部に接続し、充電器を各制御信号により制御して、充電電圧および充電電流をバッテリに供給する。
【０１０９】
なお、スイッチＳ１を他の方法、例えば、充電接点どうしの間に設けられた制御手段によって、制御することも可能であるが、これは、外部電圧の存在または不存在に応じてスイッチＳ１の切り替えを行う類の制御となる。その場合には、制御手段（例えば、交流電圧リレーコイルなど）は、図示しない整流器の交流電圧側に取り付けられる、この整流器は、充電接点で提供される交流電圧を、充電器ＣＨ１〜ＣＨ４に供給される直流電圧に変換するためのものである。
【０１１０】
充電接続部を介して外部エネルギーソースへの電気接続が中断されているときには、１以上のバッテリがエネルギーを負荷（例えば、バッテリＡＣＣ１〜ＡＣＣ３を用いるのであれば、スイッチＳ２〜Ｓ４を実線で示す位置に位置付けるとともにスイッチＳ５を点線で示す位置に位置付ける）へ供給する。本実施形態においては、バッテリＡＣＣ４は、負荷の部分放電を防止するため無負荷とされている。
【０１１１】
ステップＳＴ３において（電圧、充電電流その他を測定してそれら測定値を所定の基準値と比較するなどして）バッテリの再充電フェーズ（ステップＳＴ４）が達成されていないと判定されているかぎりは、外部エネルギーソースが接続されているときには充電接続部を介してのバッテリ充電が続行され、そして、第１のバッテリから負荷へのエネルギーの供給（ループＬＰ０で示す）もまた続行される。
【０１１２】
ステップＳＴ３において、再充電フェーズの達成が確立されると、第２のバッテリのリジェネレーションのために、第１のバッテリによる第２のバッテリの充電へとプロセスは進行する（ステップＳＴ４）。いまや、制御装置は、スイッチＳ１を制御して、コンバータＣＯＮＶの出力部と充電器ＣＨ１〜ＣＨ４の入力部とを接続して、コンバータＣＯＮＶを介して充電器に電源を供給する（ＳＴ４）。制御装置は、さらに、充電器ＣＨ１〜ＣＨ４を、制御ラインを介して制御して、充電器ＣＨ１〜ＣＨ３（これらはエネルギーを負荷およびコンバータに供給するバッテリに接続されている）が充電を開始するためいまだ起動されておらず、かつ、バッテリＡＣＣ４に接続されている充電器ＣＨ４が、制御ラインを介して制御装置によって起動されて、バッテリＡＣＣ４が充電されるようにする（ＳＴ４）。したがって、この状態では、バッテリＡＣＣ１〜ＡＣＣ３がエネルギーをコンバータＣＯＮＶおよび充電器ＣＨ４に供給し、ステップＳＴ３およびステップＳＴ４に示すように、バッテリＡＣＣ４をさらに充電する。
【０１１３】
図６および図７を参照して説明されている構成は、装置がごく短期間、すなわち、バッテリを充電するには十分長いとはいえないような期間においてのみ、エネルギーソースに接続されるような場合には特に有利である。なお、留意すべきは、図６および図７を参照して説明した原理は、本明細書に記載されている給餌ワゴンのみに適用しうるのではなく、バッテリ充電式の装置にひろく適用することができるという点である。ここに記載された原理は、また、例えば、小屋環境における肥料を移動させる、例えば、肥料の場所を移すための車両や、小屋環境における肥料またはその他の不純物を取り除いたりまたは収拾したりするための車両にも適用することができる。もちろん、これら以外にも実施形態を多数観念することができるのであり、用途は農業または牧畜業に局限されるものではないであろう。
【０１１４】
上述したように、「すべてのバッテリが充電接続部を介して充電された後でバッテリＡＣＣ１〜ＡＣＣ３がバッテリＡＣＣ４を充電する」という事実により、バッテリＡＣＣ４は、例えば、完全であるようなレベルにまで充電されることができ、これにより、部分的に充電された状態で連続動作した場合に生じるバッテリの劣化を防止するか少なくとも減少させることができる。図７のループＬＰ１は、したがって、ステップＳＴ５において、さらに充電されるべきバッテリ（ここではＡＣＣ４）の充電状態といった所定の基準値に達したと判定されるまで反復される。制御装置および／または充電器はこの目的のため、電圧測定手段、充電時間測定手段、充電電流測定手段等の適切な測定手段を備えている。基準値に到達後、処理はステップＳＴ６に進み、バッテリを変更する、換言すれば、交替させる。
【０１１５】
バッテリの交替は、必ずしもバッテリの物理的な交替を必要としないことに留意すべきである。つまり、用語「交替（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）」または「充電（ｃｈａｎｇｉｎｇ）」は、バッテリの機能的な交替の意味で理解されるべきである。ここに記載された実施形態においては、基準値に到達後、ＡＣＣ１、ＡＣＣ２およびＡＣＣ４は、例えば、負荷にエネルギーを供給し、そして、ＡＣＣ３等を充電するために用いられてもよく、これにより、各バッテリＡＣＣ１〜ＡＣＣ４は、１以上の他のバッテリによって交互に充電される。換言すれば、１以上の第１のバッテリは、エネルギーを負荷に供給するとともに、充電装置を介して、１つの第２のバッテリ（または複数の第２のバッテリ）を充電する。その後、バッテリの交替が行われる。
【０１１６】
図８は、本発明の一様相に係る充電曲線を示した図であり、縦軸は充電電圧と充電電流とを示し、横軸は充電時間、充電容量またはそれに関連した量を示している。バッテリが充電されると、それは、例えば、図６に示す充電器ＣＨ１〜ＣＨ４によって、バッテリの最大許容充電電流（例えば、２ＯＡ）に近い充電電流にて当初に充電される。図７においてＩで示すこの充電の間、バッテリの電圧は上昇していく。充電の間、バッテリの電圧が所定の値、例えば、バッテリの正常電圧を所定のパーセンテージ、２２．５％だけ超過したレベル（すなわち本実施形態においては１２Ｖ）に達すると、本実施形態においては１４．７Ｖの定電圧充電に進む。図７においてＩＩで示すこの期間の間、充電電流は低下する。
【０１１７】
充電電流がさらなる所定の値（本実施形態ではＩにおける充電電流の１０％）にまで低下すると、ＩＩＩで示すバッテリの再充電フェーズにおいて再充電に進む。本実施形態における再充電フェーズにおいては、充電は、定電流充電であり、この電流値は、先に使用した充電電流よりも小さく、本実施形態においては２Ａである。再充電は、バッテリの充電電圧が１６．３Ｖに上昇するまで実行される。
【０１１８】
ここで示すような曲線は、一度に通過されてしまうのであるが、しかしながら、前述したように、これはまた、複数フェーズを経て生じることもある。特に、外部エネルギーソースからの充電Ｉおよび充電ＩＩは、外部エネルギーソースへの電気接続部が構成されているときだけ行われるだろうから、外部エネルギーソースからの充電（ＩおよびＩＩ）における充電が、時間的間隔を置いて行われることも可能である。
【０１１９】
図９は、図６に示す構成に関して観念しうる多数の代替案の一例を示す概略図である。図９には、引用符号ＡＣＣ１、ＡＣＣ２で示す２つのバッテリが図示されているが、ここで、第１のバッテリＡＣＣ１および第２のバッテリＡＣＣ２のいずれかが、スイッチＳ１０を介して、負荷に選択的に接続されて、負荷にエネルギーを供給するように構成されている。さらに、負荷に接続されたいずれかのバッテリは、スイッチＳ１１を介して充電装置ＣＨ１０の入力側に接続されている。なお、図９では、リターン接続（ｒｅｔｏｕｒｖｅｒｂｉｎｄｉｎｇｅｎ）またはマスコネクション接続（ｍａｓｓａｖｅｒｂｉｎｄｉｎｇｅｎ）は、説明の便宜上省略した。
【０１２０】
装置が外部エネルギー源に接続されている場合には、充電装置は、スイッチＳ１１を介してその外部エネルギー源から給電されて、バッテリＡＣＣ１およびバッテリＡＣＣ２を前述した態様にて充電することができる。上述した原理によれば、充電器は、図７のフローチャートに記載されているように、バッテリＡＣＣ１またはバッテリＡＣＣ２のいずれかから給電されて他のバッテリを充電または再充電することができる。充電装置およびスイッチは、制御装置ＣＯＮＴによって制御されている。充電装置は、バッテリのいずれか一方または双方を、制御装置による制御の下で充電することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
５０    自律走行車
９      飼料
２０    容器
７      牛その他の動物
１      給餌ワゴン
２１    開口
２２    軸方向軸
４０    接続部
４５    チルト軸
２３    突出部（断面形状）
５１ａ  ホイール
５１ｂ  ホイール
５２    電気モータ
６０    スライド部材
１０１  バッテリ
１０３  電気接続部
１１    レール
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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