(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳頭へ取り付けられることを意図される乳頭カップをグリップするための手段、及びハウジング（６）と視覚軸（７ａ）を持つレンズ（７）とを備えた画像取得装置（５）を有する、搾乳動物への乳頭カップの取り付けを実施するための装置であって、前記手段が、ロボット腕（３ａ）に連結されるように適応されかつ連結部（３）に連結されたグリップ部（４）を含むベース部（２）を有し、前記画像取得装置（５）が前記ベース部（２）に取り付けられているものにおいて、前記画像取得装置（５）のハウジング（６）がグリップ部（４）又は連結部（３）のいずれか一つに取り付けられていること、変更手段（１３，１４，１５，１６）が前記視覚軸（７ａ）を変更させるために設けられ、前記変更手段（１３，１４，１５，１６）がヒンジ手段（１３，１５，１６）と前記画像取得装置（５）を前記ヒンジ手段（１３，１５，１６）の周りに旋回させるための駆動手段（１４）とを含むこと、及び前記画像取得装置（５）のハウジング（６）が前記ベース部（２）に固定的に取り付けられていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記画像取得装置（５）のハウジング（６）が前記連結部（３）に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
グリップ部（４）と連結部（３）の間の前記連結が前記ヒンジ手段（１３）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記画像取得装置（５）のハウジング（６）が前記グリップ部（４）に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ベース部（２）が、前記ロボット腕（３ａ）に連結されるのに適合した連結点（３ｂ）に前記ヒンジ手段（１５）を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の技術分野
本発明はロボット腕に連結されるのに適合したベース部、及びハウジングと視覚軸を持つレンズとを備えた画像取得装置（この画像取得装置は前記ベース部に配置されている）、を含む動物関連手段をグリップするための手段に関する。
【０００２】
それはまたロボット腕、及び動物関連手段をグリップするための手段（この手段は前記ロボット腕に連結可能である）、及び更に画像取得装置、を含む動物関連作業を行うための装置に関する。
【０００３】
発明の背景
このような手段及び装置はＷＯ  ９７／１５９００から知られており、それによれば画像取得装置はロボット腕にまたは手段に配置されている。画像取得装置のレンズの視覚軸はロボット腕の長手方向と同じである。
【０００４】
そこに述べられた装置及び手段は、乳頭カップを後部乳頭上に取り付けるとき、前部乳頭が部分的にまたは完全に後部乳頭の視覚を妨げるかもしれず、乳頭カップの取り付けが失敗するかもしれないという結果をもたらすという欠点を持っている。
【０００５】
発明の目的
かくしてこの発明の目的は動物関連作業を行うのにより良く適合した改良された装置及び改良された手段を得ることにある。
【０００６】
発明の概要
この目的は、前記視覚軸を変更させるために変更手段が設けられていること、更に前記変更手段がヒンジ手段と前記画像取得装置を前記ヒンジ手段の周りに旋回させる駆動手段とを含むことを特徴とする冒頭に規定された種類の手段により達成された。
【０００７】
それはまた前記画像取得装置が前記ロボット腕に関して旋回させられるのに適合していることを特徴とする冒頭に規定された種類の装置により達成された。
【０００８】
この発明による手段及び装置により、ロボット腕を、例えば乳頭カップを後部乳頭上に取り付ける間、前部乳頭が視野を妨げない位置に動かすことができる。これは狭い中間間隔（１０ｃｍより小さい）を持つ乳頭を持つ牛に関しては特に重要である。更に、乳房または腹部の下部がロボット腕の運動を妨げる場合、特に画像取得装置のような乳頭位置決め装置のハウジングがロボット腕の頂部に取り付けられている場合に、乳頭のそばの乳房の下部から、または腹部から離れるように動かすことができる。
【０００９】
前記画像取得装置のハウジングは前記ベース部に固定的に配置される。それにより、ベース部と画像取得装置の間の固定された関係が達成される。
【００１０】
適当には、前記ベース部はグリップ部と連結部を含む。
【００１１】
好ましくは、前記画像取得装置のハウジングは前記連結部に配置される。これに代えて、前記画像取得装置のハウジングは前記グリップ部に配置される。
【００１２】
適当には、前記グリップ部は前記ヒンジ手段を介して前記連結部に連結される。それにより、前記グリップ部は前記連結部に関して旋回可能に配置される。
【００１３】
好ましくは、前記ベース部は前記ロボット腕に連結されるのに適合した連結点に前記ヒンジ手段を備えている。
【００１４】
図面概要
さてこの発明が添付図面に関してより詳細に説明されるであろう。図面において、
図１Ａから１Ｅは本発明の第一実施例を示す。
図２Ａから２Ｃはこの発明の第二実施例を示す。
図３Ａから３Ｃはこの発明の第三実施例を示す。
【００１５】
詳細な説明
図１Ａは本発明による手段１の透視図である。手段１は連結部３とグリップ部４に分割されたベース部２を含む。連結部３は３ｂでロボット腕３ａに連結されるのに適合している。グリップ部４の頂部に、ハウジング６の内側のカメラのレンズ７−視覚軸７ａを持つ−のための開口を持つハウジング６を含む画像取得装置５が設けられている。示された画像取得装置５は任意照射手段８を備えており、これは動物の乳頭９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ上に少なくとも一つのラインを形成する少なくとも一つのレーザー面を送信するためのレーザー送信器であることができる。これに代えて、任意照射手段８は乳頭（単数または複数）９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの画像を取得しながらカメラのためのより良好な光条件を作り出すためのハロゲンランプであることができる。しかし、現在のカメラは非常に光に敏感であるので、本発明の実施のためには照射手段は必須ではない。
【００１６】
グリップ部４は、図１Ａでは減圧源（図示せず）に連結可能な乳頭カップとして示されているがこれに代えて乳頭クリーナー、乳頭後処理手段または同様物であることができる、動物関連手段１１の受け部材（図示せず）をグリップするのに適合したグリップ装置１０を備えている。
【００１７】
乳頭カップ１１の乳頭への自動取り付け時に、手段１はロボット腕３ａに連結される。図１Ａでは、乳頭カップ１１は乳頭９ｂに取り付けられるのを意図している。しかし、乳頭９ｂの視野は乳頭９ａにより妨げられる。この状況は視覚軸７ａが乳頭９ａを通過できないことにより示される。画像取得装置は乳頭９ｂを見ることができないので、かつ画像取得装置５の視覚軸７ａが乳頭カップ１１の乳頭導入開口１２の上にあるので、（図１Ｂも参照）、乳頭９ｂへの乳頭カップの取り付けは失敗するかもしれない。
【００１８】
乳頭９ｂを見るためには、ベース部２は乳頭９ａから離れるように動かされなければならない。しかし、もしベース部２がロボット腕３ａの長手方向に動かされるなら、視覚軸は乳頭９ｂの方に向けられず、そのそばの方に向けられるであろう。従って、また乳頭導入開口１２は乳頭９ｂの下になく、そのそばにあるであろう。
【００１９】
画像の中心に乳頭９ｂを見ることができるように視覚軸７ａの変更を可能とするために、グリップ部４が空気圧または油圧シリンダーモーター（図１Ｃ−１Ｅ参照）または電気ステップモーターのような駆動手段１４によりヒンジ１３周りに水平面内で連結部３に関して動かされる。図１Ｂから理解できるように、視覚軸７ａは乳頭カップの共軸的軸（図示せず）を、すなわち乳頭カップ１１の乳頭導入開口１２の上を横切る。乳頭９ｂが取得画像の中心にあるとき、乳頭カップ開口１２は従って乳頭カップ１１の乳頭導入開口の下にある。乳頭カップ１１は次いでロボット腕３ａにより上向きに動かされ、乳頭９ｂに取り付けられ、一方乳頭カップ１１の内部が減圧とされる。
【００２０】
当然の結果として、視覚軸７ａを乳頭９ｂの方に向けるために、ロボット腕もまた、好ましくはロボット腕３ａの長手方向に動かすことが必要である。図１Ｃにおいて、ロボット腕は乳頭９ｂが変更位置から見られることができる位置に動かされている。
【００２１】
図１Ｃから１Ｅは連結部３に関してグリップ部４の三つの異なる相対位置を示す。図１Ｄで見られるように、乳頭９ａが視野を妨げるので、乳頭９ｂを見ることができない。
【００２２】
図１Ｃにおいて、ロボット腕３ａは手段１を乳頭９ａを越えて動かしている。グリップ部４は連結部３に関して旋回させられており、従って視覚軸７ａは乳頭９ａと９ｃの間に落ちる。今や乳頭９ｂを見ることができ、乳頭カップ１１を乳頭９ｂの下の位置に動かすことができ、これにより乳頭カップ１１を乳頭９ｂに確実に取り付けることが可能である。
【００２３】
図１Ｅにおいて、ロボット腕３ａは手段１を乳頭９ａのロボット腕側に動かしている。グリップ部４は連結部３に関して旋回させられており、従って視覚軸７ａは乳頭９ａの前方に落ちる。図１Ｃに示すように、今や乳頭９ｂを見て乳頭カップ１１を乳頭９ｂの下の位置に動かし、乳頭カップ１１を乳頭９ｂに確実に取り付けることができる。
【００２４】
乳頭９ｂは理論的に反対方向から、すなわち図１Ｃから１Ｅの左から見られることもできることは注目されるべきである。しかし、実際にはこれは動物の右後足がロボット腕３ａの運動及び視野を妨げるであろうから厄介であろう；図１Ｃから１Ｅでは、ベース部２は動物の腹の下に位置している。
【００２５】
図２Ａはこの発明の第二実施例を示し、そこではベース部２はグリップ部４に固定的に連結されている連結部３を含む。視覚軸の変更を達成するために、連結部３はロボット腕３ａにジョイント１５を介して連結されている。ジョイント１５周りの水平面内の運動は上述の種類の駆動手段１４により実施される。
【００２６】
図２Ａから２Ｃは第二実施例によるロボット腕３ａに関するベース部２の可能な位置の例を示す。得られる結果は図１Ａ−１Ｅの実施例と同じである。
【００２７】
図３Ａ−３Ｃはこの発明の第三実施例を示し、それによれば画像取得装置５はベース部２の連結部３に配置されている。この実施例もまた同じ結果を得ることは理解されるべきである。
【００３１】
動物関連作業、すなわち乳頭カップ取り付け、乳頭クリーニングまたは同様作業の自動実施のために、装置は取得した画像の分析を実施できる制御手段を備えている。ロボット腕３ａ、駆動手段１４、グリップ手段１０、等はかくして画像取得装置５に応答して可動である。
【００３２】
ヒンジ１３，１５，１６周りの旋回運動が駆動手段１４により段階的にまたは連続的に実施されることは理解されるべきである。その最も簡単な形においては、旋回運動はただ二つの極端位置間で実施される。
【００３３】
上述の手段及び装置は、牛、羊、やぎ、馬及び水牛のような、搾乳動物の乳頭クリーニング及び乳頭カップ取り付けのような、動物関連作業を実施するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】  本発明の第一実施例を示す。
【図１Ｂ】  本発明の第一実施例を示す。
【図１Ｃ】  本発明の第一実施例を示す。
【図１Ｄ】  本発明の第一実施例を示す。
【図１Ｅ】  本発明の第一実施例を示す。
【図２】  図２Ａから２Ｃはこの発明の第二実施例を示す。
【図３】  図３Ａから３Ｃはこの発明の第三実施例を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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