(57)【要約】  本発明は、位置調整器（６）と、位置調整器に接続された尿用容器（７）と、雌牛位置を検出するセンサ（５）と、雌牛の陰門に対して腹側に位置する雌牛の刺激領域を刺激する刺激部（８）と、コントローラ（４）とを備える雌牛用の尿回収装置（２）を提供する。コントローラは雌牛の雌牛位置を受信する作業のために当該センサに機能的に接続され、コントローラは位置調整器および刺激部に機能的に接続され、コントローラは、雌牛位置が所定の範囲内にあることに応じて刺激部を雌牛の刺激領域に移動させ、刺激領域を刺激して排尿が開始されるように位置調整器を制御し、かつ、刺激を受けた雌牛から刺激によって排出される尿を受けるために前記尿用容器を格納位置から運転位置へと配置するように、位置調整器を制御するように適応され、尿用容器は刺激部の少なくとも一部を構成する前端部を備える。
2020528767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雌牛用の尿回収装置であって、
位置調整器と、
前記位置調整器に接続された尿用容器と、
雌牛位置を検知するセンサと、
前記雌牛の陰門に対して腹側に位置する雌牛の刺激領域を刺激する刺激部と、
コントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記雌牛の雌牛位置を受信する作業のために、前記センサに機能的に接続され、
前記コントローラは、前記位置調整器および前記刺激部に機能的に接続され、
前記コントローラは、雌牛位置が所定の範囲内にあることに応じて前記刺激部を前記雌牛の前記刺激領域に移動させ、前記刺激領域を刺激して排尿が開始されるように前記位置調整器を制御し、かつ、刺激を受けた前記雌牛から刺激によって排出される尿を受けるために、前記尿用容器を格納位置から運転位置へと配置するように前記位置調整器を制御するように適応され、
前記尿用容器は、前記刺激部の少なくとも一部を構成する前端部を備え、
前記位置調整器は、
アクチュエ−タと、
前記アクチュエ−タに接続され、前記尿用容器を前記格納位置と前記運転位置との間に配置する位置決定部と、
前記アクチュエ−タに接続され、容器設定高さを設定する高さ調整部と、
前記尿用容器を前記更なる位置調整器に接続する振子部と、を備え、
前記振子部は、前記尿用容器の前端部を前記雌牛に対してほぼ同じ高さで維持し、平衡点を前記第１揺動位置に置きつつ、第１揺動位置Ｓ１と第２揺動位置Ｓ２との間でほぼ自由に揺動することを可能にする、
尿回収装置。
【請求項２】
請求項１に記載の尿回収装置であって、
所定の停留エリアに、かつ、対応する停留空間内に、前記雌牛を停留させる停留装置をさらに備え、
前記位置調整器および前記センサは、運転時は、前記停留エリアに対する所定の位置で作動するように配置され、具体的には、前記運転位置は前記停留空間内に位置し、前記センサは前記停留エリアにその運転範囲を有し、さらに具体的には、前記停留エリアは立位の雌牛の床空間に対応する、尿回収装置。
【請求項３】
前の請求項に記載の尿回収装置であって、
前記停留装置は、前記停留エリアに家畜を停留させるためのフェンスを備え、前記位置調整器の一部が前記停留装置に接続される、尿回収装置。
【請求項４】
前の請求項に記載の尿回収装置であって、
前記停留装置は、前記停留エリアへの通行を可能にするゲート開放位置と、前記停留エリアを塞ぐゲート閉鎖位置とを有するゲートを備え、前記位置調整器の一部が前記ゲ−トに接続される、尿回収装置。
【請求項５】
前の請求項に記載の尿回収装置であって、
前記尿用容器は前記ゲ−トに対する格納位置を有し、
前記尿用容器は、前記ゲ−トが前記ゲート開放位置と前記ゲート閉鎖位置との間を移動するときに、前記格納位置に待機し、
前記尿用容器は、前記ゲートが前記ゲート閉鎖位置に位置するとき、前記格納位置と前記運転位置との間で独立して運転可能である、尿回収装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか一項に記載の尿回収装置であって、
前記アクチュエ−タの一端は前記停留エリアに対して固定され、
前記位置調整器の一端は前記尿用容器に対して固定され、
前記位置調整器は、前記尿用容器を、前記停留空間の少なくとも一部の範囲内に配置するように適応される、尿回収装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか一項に従属するときの、先の請求項のいずれか１項に記載の尿回収装置であって、
前記位置調整器の一端は前記ゲ−トに固定され、
前記尿用容器の前記停留空間に対する高さを調整する高さ調整器を備え、
具体的には、前記高さ調整器は、前記振子部の、前記尿用容器とは反対側の一端に接続される、尿回収装置。
【請求項８】
先の請求項のいずれか一項に記載の尿回収装置であって、
前記振子部は少なくとも１つの振子アームを備え、振り子動作を可能にするために前記少なくとも１つの振子アームを介して前記尿用容器が接続される、尿回収装置。
【請求項９】
前の請求項に記載の尿回収装置であって、
前記振子部は少なくとも２つの振子アームを備え、
前記尿用容器は、互いに離間した２箇所の容器位置にて、前記少なくとも２つの振子アームによって接続され、前記２箇所の容器位置は、前方揺動位置において前記尿用容器が前記尿用容器の重心に対する平衡位置を有する位置であり、かつ、前記容器の前端部を機能的に停留エリアと同じ高さに維持しつつ前記尿用容器が前記前方揺動位置と前記後方揺動位置との間を自在に揺動することを可能にする位置である、尿回収装置。
【請求項１０】
先の請求項のいずれか１項に記載の尿回収装置であって、
前記高さ調整部は、ピボット軸を有するレバーを備え、
第１のレバーアームは機能的に前記アクチュエ−タと接続され、第２のレバーアームは前記振子部と接続され、
具体的には、前記２つの振子アームが、ピボットカップリングを介して、前記第２のレバーアームと接続され、
より具体的には、前記２つの振子アームのそれぞれが前記第２のレバーアームに対するピボットカップリングを有する、尿回収装置。
【請求項１１】
前の請求項に記載の尿回収装置であって、前記振子アームの１つは、多関節アームの一部であり、
前記多関節アームは、前記レバーの前記ピボット軸に対して固定された位置に設けられるピボットカップリングから一定の距離に接続された肘部を備え、具体的には、前記振子アームの１つが前記多関節アームの下部アームを形成する、尿回収装置。
【請求項１２】
先の請求項のいずれか１項に記載の尿回収装置であって、
前記刺激部は、前記尿用容器に、具体的には、前記尿用容器のリムに、凸状の延長部を備える、尿回収装置。
【請求項１３】
先の請求項のいずれか１項に記載の尿回収装置であって、
前記尿用容器は、前記尿用容器の前端部を形成する一方の端部に前記凸状の延長部を備え、前記尿用容器の反対側の端部、またはその近傍に、前記振子アームのうちの後方振子アームの一方の端部が取り付けられ、前記凸状の延長部と、前記後方振子アームの前記取付部分との間に、前記振子アームのうちの前方振子アームの一方の端部が取り付けられ、具体的には、前記尿用容器の重心と、前記尿用容器と前記第１の振子アームとの前記取付部分との間に、前記後方振子アームの一方の端部が取り付けられる、尿回収装置。
【請求項１４】
先の請求項のいずれか１項に記載の尿回収装置であって、
前記アクチュエ−タは、一連の設定された延長位置を有する空圧シリンダを備え、前記延長位置は、前記尿回収装置がその格納位置に位置する第１延長と、前記尿回収装置がその運転位置に位置する第２延長と、前記尿回収装置をその設定高さに移動するために前記高さ調整部を操作する延長範囲とを有する、尿回収装置。
【請求項１５】
先の請求項のいずれか１項に記載の尿回収装置であって、
前記尿用容器は、機能的に円形部分である内底部を備える、尿回収装置。
【請求項１６】
先の請求項のいずれか１項、具体的には前の請求項に記載の尿回収装置であって、
前記尿用容器は尿用容器排出装置を備え、具体的には、前記尿用容器排出装置は、機能的に前記尿用容器の回転軸から前記内底部へと半径方向に延在する尿排出チューブを備える、尿回収装置。
【請求項１７】
先の請求項のいずれか１項に記載の尿回収装置であって、
前記センサは、排尿の終了を検出するようにさらに適応され、前記コントローラは、前記排尿が終了すると信号を受信するために前記センサに機能的に接続され、前記コントローラは、前記尿用容器をその格納位置に戻すために前記位置調整器をさらに制御する、尿回収装置。
【請求項１８】
先の請求項のいずれか１項に記載の尿回収装置であって、
前記尿用容器は、前記尿用容器内に洗浄器を備え、前記洗浄器は前記尿用容器の開口に誘導される、尿回収装置。
【請求項１９】
先の請求項のいずれか１項に記載の尿回収装置であって、
前記尿用容器は、前記尿用容器内において尿収容スペースを画定する内部壁を備え、具体的には、前記尿収容スペースは前記尿用容器の前記前端部に画定される、尿回収装置。
【請求項２０】
尿回収装置を使って、具体的には、先の請求項にいずれか１項に記載の尿回収装置を使って、家畜から尿を回収する方法であって、
前記尿回収装置に対する家畜の位置を測定することと、
測定した位置に応じて、尿用容器を、家畜に対して、排尿を受ける位置に配置することと、
前記測定した位置に応じて、刺激部を、前記家畜の刺激位置に配置し、排尿を開始させるために刺激を与えることと、を備え、
前記刺激は、前記家畜の陰門より腹側に圧力をかけることを含む、方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、
前記排尿中に、前記排尿に関するパラメータを測定することと、
前記排尿に関して測定された前記パラメータに関連する前記排尿の終了を示す所定の信号に応じて、前記尿回収装置を格納位置に配置することと、をさらに備える方法。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載の方法であって、
前記排尿中に、前記雌牛の前記位置を前記排尿に関するパラメータとして測定すること、をさらに備える方法。
【請求項２３】
先の請求項のいずれか１項に記載の尿用容器、具体的には尿回収装置用の尿用容器であって、
ほぼ椀形の内部表面を有し、尿受け開口部と、前記尿用容器内において分離壁で画定され、前記尿受け開口部と前記尿保留スペースとの間に流体連結を提供する通路を備える尿保留スペースとを備える、尿用容器。
【請求項２４】
先の請求項のいずれか１項に記載の尿回収装置のコントローラにおいて実行されるコンピュータプログラム製品であって、
データプロセッサを備える前記コントローラにて実行されると、
前記尿回収装置に対する家畜位置を前記センサから読み出し、
前記家畜位置に応じて、尿用容器を、前記家畜に対して、排尿を受ける位置に配置し、
前記測定した位置に応じて、刺激部を前記家畜の刺激位置に配置し、排尿を開始させるために刺激を与える、コンピュータプログラム製品。
【請求項２５】
請求項２４に記載のコンピュータプログラム製品であって、
前記排尿の間、前記排尿に関するパラメータが前記センサから読み出され、前記排尿に関して測定された前記パラメータに関連する前記排尿の終了を示す所定のプロパティに応じて、前記尿回収装置を前記格納位置に配置する、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、畜牛用の、具体的には雌牛用のトイレに関する。
［発明の背景］
畜産における、具体的には家畜舎における周知の問題は、アンモニアの排出である。アンモニアの排出は、通常、尿と糞便が混ざることによって生じると考えられており、この分野では周知の仮説である。この問題の解決策がいくつか示唆されている。家畜小屋の改造に関する策もあれば、家畜の訓練に関する策もある。
ほかにも、家畜の排泄物を分別して受け止めて、別々に保持しておくための特別な装置に関する策がある。この類の解決策のほとんどが、多かれ少なかれ、家畜に永久的に装着または接続されるものである。
【０００２】
上述した解決策のいくつかに関しては、次に記載する文献を参照する。
欧州特許出願公開第３８４５３１号明細書の要約には、以下のとおり記載されている「家畜の糞便を受け止めるための手段を備える乳蓄用給餌装置である。当該装置は、家畜を当該装置に糞便を排泄するように促す構造を有する。当該手段は、排泄エリア（９）、つまり、乳畜が糞便を排泄するべき場所、を含む小部屋構造体により形成されている。当該小部屋構造体（９）は、家畜が糞便を排泄したか否かを明らかにするセンサ手段（２１）と、家畜が糞便を排泄するまで小部屋構造体（９）内に家畜を停留させる停留手段（１２、１３）とを備え、排泄の後に、家畜に試料を与える給餌システム（１５）が電気供給され得る」。
欧州特許出願公開第８４５２０８号明細書の要約には、以下のとおり記載されている「訓練装置は、小屋の後部の側溝で排泄物を受け止める正位置から雌牛が移動することを防ぐために、雌牛に接触して警告を与える。当該訓練装置は、電圧源に接続された導電体（７）であって、雌牛の背部から一定距離を設けて吊るされ、雌牛が取付枠に接触すると閉じる接触要素を有する取付枠（１１）を備える導電体（７）を使用して、雌牛に電流パルスを流し、雌牛がそれ以上動くことを禁じる」。
仏国特許出願公開第２４７７３７０号明細書の要約には、以下のとおり記載されている「当該動物排泄物収集装置は、具体的には犬用であり、上部開口が動物の会陰部に固定された袋（１０）を備える。当該開口の端部は２枚の向かい合った舌部を有し、一方の舌部の両側方に２本の長ストラップが備えられ、他方の舌部の両側方に２本の短ストラップが備えられる。動物の尾の付け根の前方にある脊椎基底部を覆ってプレ−トが取り付けられ、当該プレ−トは、大腿部の周囲を通る長ストラップ（２４）および、尾の根元を強く固定する短ストラップ（２２）用の固定装置を有する」。
ニュ−ジ−ランド国特許出願公開第５０６８８３号明細書の要約には、以下のとおり記載されている「ディスペンサは、雌牛（家畜）などの動物に取り付けられ、貯留容器と、家畜の排尿に応じてチオ硫酸アンモニウムなどの硝化抑制剤またはウレア−ゼ阻害剤を含む流動物質を貯留容器から流出させるバルブ付き開口とを備える。好ましくは、貯留容器は雌牛の尾に取り付けられ、当該バルブは、雌牛が排尿の間、長時間尾を上げると、当該物質を貯留容器から流出させるために開かれる。ディスペンサは、雌牛（家畜）などの動物に取り付けられ、貯留容器と、家畜の排尿時にチオ硫酸アンモニウムなどの硝化抑制剤またはウレア−ゼ阻害剤を含む流動物質を貯留容器から流出させるバルブ付き開口とを備える。好ましくは、貯留容器は雌牛の尾に取り付けられ、当該バルブは、雌牛が排尿の間、長時間尾を上げると、当該物質を貯留容器から流出させるために開かれる」。
【０００３】
米国特許第２８５３０５２号明細書の要約には、以下のとおり記載されている「．．．本発明は、一般的に、雌牛位置調整器、具体的には、雌牛が背を丸めると直ちに雌牛を小屋の奥に後退させる位置調整器に関する」。
【０００４】
米国特許第３０３８４４４号明細書の導入部には、以下のとおり記載されている「本発明は、乳牛舎等で使用される、家畜の制御装置または規制装置の改良に関するものであり、具体的には、乳牛が小屋の後部の通常の側溝に後ろ足で立つと自動的に乳牛に電気ショックを与えるように設計された電気装置に関する。現在使用されている、こうした一般的な特徴を有する装置は、小屋の上方に配置された荷電ワイヤから吊り下げられた上下方向に調整可能な接続部材に電気を供給する電気システムを備える。こうしたシステムは、目的とされた機能を実際に果たすとはいえ、訓練装置が必要とされる短い期間を考えると、非常に高価で複雑すぎるために設置や調節ができない。何度かショックを受けた後に雌牛が小屋内の適切な位置に立つようになることは、良く知られた事実である。
【０００５】
本発明の特徴は、雌牛の後部に、容易に揺動させて取り付けることができ、不使用時には容易に揺動させて取り外すことができる訓練装置を提供することである。この特徴は、装置を個々の家畜に合わせて取り付けるように調整する面倒な作業の必要性を排除する。」
米国特許第３８２７４０３号明細書の要約には、以下のとおり記載されている「動物用排尿排便訓練器は、制限・選択エリアを規定するためのエネルギ−伝送手段と、動物の尾に付けて携帯させ、動物が立った状態で尾を上げたときにその角度方向を検知して出力するための携帯手段とを備える。また、動物に携帯させる携帯手段は、選択エリアにおいて伝送されたエネルギ−を受信し、動物に肉体的刺激またはショックを与える。携帯手段は、動物が尾を上げたときに、選択エリアに対する動物の位置によって刺激またはショックを与える手段を選択的に起動させるために、センサ手段および受信手段に応答する」。
【０００６】
国際公開第０１５１８９２号の要約には、以下のとおり記載されている「．．．雌牛の動作、特に雌牛の尾の動作を検知するためのセンサである。当該センサは、ピンの周りを回転するように搭載され、測定する動作に関与するように接続された水平部分と、バネ要素と、センサ要素とを備える。対応信号は評価・制御ユニットにて生成される」。
【０００７】
国際公開第１９９３０１８６４６号の要約には、以下のとおり記載されている「．．．濡れて汚れた通路の床に横たわる代わりに、横たわるために使う目的で家畜小屋に設けられる小部屋で横たわるように雌牛を調教する装置である。本発明の当該装置は、腹帯で雌牛に固定され、雌牛が横たわろうとしている床の電気抵抗を測定する。家畜が電気抵抗の低い床に横たわろうとした場合、当該装置は何らかの音声信号を発し、家畜が反応して立ち上がらない場合は、音声信号に続いて電気ショックを与える」。
【０００８】
国際公開第２０１５０８８３４５号の要約には、以下のとおり記載されている「家畜小屋からのアンモニア排出を低減させる方法、および、排便用の第１エリアと、第１エリアとは別の排尿用の第２エリアとを含み、第１エリアでのみ排便し、第２エリアでのみ排尿するように家畜を促す、改良された家畜小屋」。
ｈｔｔｐｓ：／／ｙｏｕｔｕ．ｂｅ／Ｄ３Ｔ３Ｘｑ３ＨＬ１ｏには、雌牛を刺激して排尿させる方法が示されている。
独国特許出願公開第３９３２０３４号明細書の要約には、以下のとおり記載されている「電気式、機械式、空気式、または液圧式制御による洗浄システムであって、各豚小屋から排泄物用の収集容器を運搬する運搬用台車が使用され、当該収集容器は、水平に移動する台車に対して垂直に調整される洗浄システム。駆動モ−タの動力は、バッテリまたは電源変圧器から供給可能であり、当該容器が豚の動作を追跡できるようにするため、容器の動作は豚の存在によって制御され、静止位置への復帰は赤外線バリアによって制御される。利点：感染症等のリスクを低減するための効率的な土の回収」。
【０００９】
カナダ国特許出願公開第８８０６７９号明細書の請求項には、以下のとおり記載されている「家畜の尿を収集するシステムであって、固定構造に調整可能に接続された収集装置と、前記家畜を前記固定装置に接続する複数の弾性手段と、を備え、前記固定構造は前記収集装置に対する前記家畜の側方向への動作を制限して許容し、前記弾性手段は、前記収集装置が前記家畜の尿を受けることができる位置へ前記家畜および前記収集装置を相対的に配置するように付勢されている」。
［発明の概要］
従来技術の短所は、家畜が「訓練可能である」ことが求められる場合があることである。ほかの解決策では、部品を家畜に装着することを必要とする。
したがって、本発明の一局面は、排泄物の固形分と液体とを分離する代替案を提供することであり、好ましくは、さらに、前述した短所の１つ以上を、少なくとも部分的に除去することである。
ここで提供するのは、雌牛用の尿回収装置であって、
位置調整器と、
位置調整器に接続された尿用容器と、
雌牛位置を検知するセンサと、
雌牛の陰門に対して腹側に位置する雌牛の刺激領域を刺激する刺激部と、
コントローラと、を備え、
コントローラは、当該雌牛の雌牛位置を受信する作業のために、センサに機能的に接続され、
コントローラは、位置調整器および刺激部に機能的に接続され、
コントローラは、雌牛位置が所定の範囲内にあることに応じて刺激部を雌牛の刺激領域に移動させ、刺激領域を刺激して排尿が開始されるように位置調整器を制御し、かつ、刺激を受けた雌牛から刺激によって排出される尿を受けるために、尿用容器を格納位置から運転位置へと配置するように位置調整器を制御するように適応され、
尿用容器は、刺激部の少なくとも一部を構成する前端部を備え、
位置調整器は、
アクチュエ−タと、
アクチュエ−タに接続され、尿用容器を格納位置と運転位置との間に配置する位置決定部と、
アクチュエ−タに接続され、容器設定高さを設定する高さ調整部と、
尿用容器を更なる位置調整器に接続する振子部と、を備え、
振子部は、尿用容器の前端部を雌牛に対してほぼ同じ高さで維持し、平衡点を第１揺動位置に置きつつ、第１揺動位置Ｓ１と第２揺動位置Ｓ２との間でほぼ自由に揺動することを可能にする、尿回収装置である。
一般的に、家畜の位置は、家畜の現位置を指す。家畜の位置は、具体的には、空間における家畜の三次元位置を指す。例えば、センサは、家畜の存在を検出するだけでなく、家畜の少なくとも背部の体高も検出できるように応用されてもよい。より具体的には、例えば背部の丸みなど、家畜の姿勢を測定することが可能であってもよい。
効果的に刺激を与え、尿を収集するための一実施形態では、尿回収装置の端部を空間に対して、具体的には、家畜を収容しておくように設計された空間に対して、固定または移動可能に配置することが有益であることが分かった。具体的には、一実施形態では、このような空間は、家畜がその位置を維持するように設計されている。また、このような空間は、停留空間、および、収容空間における制限空間を指す。これらの名称は、同一の必須要件を表す用語として使用される。家畜がこのような空間にいる場合、所望する効果を達成するにあたり比較的慎重さを要する尿用容器および刺激部の位置決めが非常に単純化され、部品の量も最低限に保たれる。上述した全てが、装置のフェイルセーフ、安全性、ロバスト性に貢献する。
【００１０】
一実施形態では、当該装置は、家畜小屋内の既存のフェンシングシステムに接続または固定される。
【００１１】
フェンシングシステム、具体的には、本願の装置に応用できる停留囲いの一例は、２０１３年６月３日に出願し、２０１３年１１月１３日に公開された、オランダ国特許出願公開第２０１０７８０号明細書に記載されるものであり、その全体を本願に援用する。特定の実施形態、例えば図１−１１に示す実施形態では、オランダ国特許出願公開第２０１０７８０号明細書に記載のフェンシングシステムは、停留装置として使用される。
具体的には、記載されたフェンスシステムは、少なくとも１つのゲートを備えた家畜用のフェンスシステムであって、ゲートは、フェンスシステムに、揺動軸を中心として回転可能に、かつ、家畜の通路を塞ぐロック位置から家畜に当該通路の使用または通行を可能にする開放位置まで回転可能に取り付けられる。揺動軸は、通路に対して水平である。したがって、ゲートは開放位置において、通路から上方に離間して揺動可能となる。
本発明のフェンスシステムは、家畜小屋のレイアウト設計を自由にするモジュール要素を提供する。さらに、操作および制御が容易で、比較的占有床面積が小さいアクセスゲートを有する。
これに関して述べると、フェンスは一般的に、例えば、空間または通路または出入口の終点を定める固定部材である。ゲ−トは一般的に、通行を許容する、または通路を塞ぐ可動部材である。多くの場合、牧草地には、家畜を牧草地内に閉じ込めるためのフェンスが設けられ、フェンスはゲートを備え、ゲートが開放されているときには、家畜は牧草地から出ることができる。
【００１２】
本発明は、具体的には、家畜小屋内の複数の部分または空間を柵で囲うためのフェンスシステムに関する。これらの複数の空間は、家畜一固体用の給餌スペースまたは搾乳スペースほどの大きさでよい。このような空間の寸法は、幅が０．５メートルから１．５メートルの間で、奥行きが１メートルから５メートルの間でもよい。フェンスシステムは、平行に直接隣り合った空間を可能にする。多くの場合、フェンスシステムは、このような一連の空間の仕切りに使用される。多くの場合、このような一連の空間が、少なくとも幾つか平行に並ぶ。多くの場合、これらの空間は、一直線に並んだゲートを有する。
一実施形態では、ゲ−トは、端部に揺動軸に回転可能に接続された回転ゲート部を有するほぼＬ字状の門扉と、通路を塞ぐバリアを形成する障害部とを備える。
ロック位置において、ゲ−トは通路を塞ぎ、ゲートの閉鎖時に家畜がゲートを通過することを防ぐ。ここでは、閉鎖とは、家畜が自らの動作によってゲートを開放することができないことを意味する。通常は、農場主または管理人がゲートを開放する。
一実施形態では、回転ゲート部は通路の上方に延在する。
一実施形態では、ゲ−トは、ゲ−トＬ字状門扉を開放位置とロック位置との間で移動させる作業のために、アクチュエータを備える。具体的には、アクチュエ−タは、揺動軸（Ｒ）から離間してＬ字状門扉と係合する。具体的には、アクチュエ−タは、揺動軸（Ｒ）から離間して回転ゲート部と係合する。より具体的には、アクチュエ−タは、回転ゲート部を障害部と接続するように、肘部の近傍で回転ゲート部と係合する。アクチュエ−タの係合部と揺動軸との間の距離は、ゼロではない。多くの場合、この距離は０．５ｍと３ｍの間である。アクチュエ−タは、障害部の上端部まで離れて結合してもよい。
【００１３】
一実施形態では、アクチュエ−タは、作業ラインに沿ってＬ字状門扉に力を加えるように適応され、作業ラインは回転ゲート部に対して１０°から９０°の間の角度である。より具体的には、作業ラインは回転ゲート部に対して２０°から６０°の間の角度である。
【００１４】
一実施形態では、アクチュエ−タは、揺動軸（Ｒ）から離間してＬ字状門扉に結合する第１端部と、揺動軸（Ｒ）に対して固定された第２端部とを備える。アクチュエ−タは、第１状態と第２状態とをさらに備え、第１状態における第１端部と第２端部との距離は、第２状態における第１端部と第２端部との距離よりも小さい。
【００１５】
一実施形態では、アクチュエ−タはゲートに力を加えるアームを備える。具体的には、アクチュエ−タは、アームで作動する空圧式または液圧式シリンダを備える。アクチュエ−タの端部は、Ｌ字状門扉およびアクチュエータフレームにそれぞれヒンジ接続されてよい。
【００１６】
尿回収装置は、本発明に記載のゲートに機能的に接続されてよい。一実施形態では、ゲートの実施形態のいくつかで使用されるアクチュエ−タは、本発明の尿回収装置の位置調整器を駆動するために、または本発明の尿回収装置の位置調整器の一部として使用されてもよい。ゲートを操作するアクチュエ−タは、位置調整器を作動するために使用されてもよい。このような実施形態では、部品の削減やコストの削減を達成することができる。また、破損点を低減することもできる。さらに、制御が単純化される。
【００１７】
一実施形態では、尿回収装置は、所定の停留エリアに、かつ、対応する停留空間内に雌牛を停留させる停留装置をさらに備え、位置調整器およびセンサは、運転時は、停留エリアに対する所定の位置で作動するように配置され、具体的には、運転位置は停留空間内に位置し、センサは停留エリアにその運転範囲を有し、さらに具体的には、停留エリアは立位の雌牛の床空間に対応する。
【００１８】
一実施形態では、停留装置は停留エリアに家畜を停留させるためのフェンスを備え、位置調整器の一部が停留装置に接続される。
【００１９】
停留装置は、停留エリアへの通行を可能にするゲート開放位置と、停留エリアを塞ぐゲート閉鎖位置とを有するゲ−トを備え、位置調整器の一部がゲートに接続される。
【００２０】
一実施形態では、尿用容器はゲートに対する格納位置を有し、ゲートがゲート開放位置とゲート閉鎖位置との間を移動するときに、格納位置に待機し、ゲートがゲート閉鎖位置に位置するとき、格納位置と運転位置との間で独立して運転可能である。
【００２１】
一実施形態では、アクチュエ−タの一端は停留エリアに対して固定され、位置調整器の一端は尿用容器に対して固定され、位置調整器は尿用容器を停留空間の少なくとも一部の範囲内に配置するように適応される。
【００２２】
一実施形態では、位置調整器の一端はゲ−トに固定され、尿用容器の停留空間に対する高さを調整する高さ調整器を備え、具体的には、高さ調整器は、振子部の、尿用容器とは反対側の一端に接続される。
【００２３】
一実施形態では、振子部は少なくとも１つの振子アームを備え、振り子動作を可能にするために当該少なくとも１つの振子アームを介して尿用容器が接続される。
【００２４】
一実施形態では、振子部は少なくとも２つの振子アームを備え、尿用容器は、互いに離間した２箇所の容器位置にて当該少なくとも２つの振子アームによって接続され、当該２箇所の容器位置は、前方揺動位置において尿用容器が尿用容器の重心に対する平衡位置を有する位置であり、かつ、容器の前端部を機能的に停留エリアと同じ高さに維持しつつ尿用容器が前方揺動位置と後方揺動位置との間を自在に揺動することを可能にする位置である。
【００２５】
一実施形態では、高さ調整部は、ピボット軸を有するレバーを備え、第１のレバーアームは機能的にアクチュエ−タと接続され、第２のレバーアームは振子部と接続され、具体的には、２つの振子アームはピボットカップリングを介して第２のレバーアームと接続され、より具体的には、振子アームのそれぞれが第２のレバーアームに対するピボットカップリングを有する。
【００２６】
一実施形態では、振子アームの１つは多関節アームの一部であり、多関節アームは、レバーのピボット軸に対して固定された位置に設けられるピボットカップリングから一定の距離に接続された肘部を備え、具体的には、当該振子アームの１つが多関節アームの下部アームを形成する。
【００２７】
一実施形態では、刺激部は尿用容器に、具体的には、尿用容器のリムに、凸状の延長部を備える。尿用容器は、端部が凸状である先細の端部を有してもよい。先細部分および凸状部分は、家畜に合うように、具体的には雌の家畜に合うように、寸法の調整が可能である。例えば、雌牛はある種の臀部骨格を有するが、その寸法に合わせて凸状部分および先細部分を調整してもよい。
【００２８】
一実施形態では、尿用容器は、尿用容器の前端部を形成する一方の端部に当該凸状の延長部を備え、尿用容器の反対側の端部、またはその近傍に、振子アームのうちの後方振子アームの一方の端部が取り付けられ、凸状の延長部と、後方振子アームの取付部分との間に、振子アームのうちの前方振子アームの一方の端部が取り付けられ、具体的には、尿用容器の重心と、尿用容器と第１の振子アームとの取付部分との間に、後方振子アームの一方の端部が取り付けられる。
【００２９】
一実施形態では、アクチュエ−タは、一連の設定された延長位置を有する空圧シリンダを備え、延長位置は、尿回収装置がその格納位置に位置する第１延長と、尿回収装置がその運転位置に位置する第２延長と、尿回収装置をその設定高さに移動するための高さ調整部を操作する延長範囲とを有する。
【００３０】
一実施形態では、尿用容器は機能的に円形部分である内底部を備える。
【００３１】
一実施形態では、容器は尿用容器排出装置を備え、具体的には、尿用容器排出装置は、機能的に尿用容器の回転軸から内底部へと半径方向に延在する尿排出チューブを備える。
【００３２】
一実施形態では、センサは、排尿の終了を検出するようにさらに適応され、コントローラは、排尿が終了すると信号を受信するために当該センサに機能的に接続され、コントローラは、尿用容器をその格納位置に戻すために位置調整器をさらに制御する。
【００３３】
一実施形態では、尿用容器は、尿用容器内に洗浄器を備え、洗浄器は尿用容器の開口に誘導される。
【００３４】
一実施形態では、尿用容器は、尿用容器内において尿収容スペースを画定する内部壁を備え、具体的には、尿収容スペースは尿用容器の前端部に画定される。
【００３５】
本発明は、さらに、尿回収装置を使って、具体的には、本開示の尿回収装置を使って、家畜から尿を回収する方法にも関する。当該方法は、
尿回収装置に対する家畜の位置を測定することと、
測定した位置に応じて、尿用容器を、家畜に対して、排尿を受ける位置に配置することと、
測定した位置に応じて、刺激部を、家畜の刺激位置に配置し、排尿を開始させるために刺激を与えることと、を備え、
当該刺激は、家畜の陰門より腹側に圧力をかけることを含む。
【００３６】
当該方法の一実施形態では、当該方法はさらに、
排尿中に当該排尿に関するパラメータを測定することと、
当該排尿に関して測定されたパラメータに関連する排尿の終了を示す所定の信号に応じて、尿回収装置を格納位置に配置することと、をさらに備える。
【００３７】
当該方法の一実施形態では、当該方法はさらに、
排尿中に、雌牛の当該位置を排尿に関するパラメータとして測定することを備える。
【００３８】
本発明は、さらに、尿用容器、具体的には本開示の尿回収装置用の尿用容器にも関するものであり、当該尿用容器はほぼ椀形の内部表面を有し、尿受け開口部と、尿用容器内において分離壁で画定され、尿受け開口部と尿保留スペースとの間に流体連結を提供する通路を備えた尿保留スペースとを備える。
【００３９】
本発明は、さらに、本開示の尿回収装置のコントローラにおいて実行されるコンピュータプログラム製品にも関するものであり、当該コンピュータプログラム製品は、データプロセッサを備えるコントローラにて実行されると、
尿回収装置に対する家畜位置をセンサから読み出し、
家畜位置に応じて、尿用容器を、家畜に対して、排尿を受ける位置に配置し、
測定した位置に応じて、刺激部を家畜の刺激位置に配置し、排尿を開始させるために刺激を与える。
【００４０】
当該コンピュータプログラムの一実施形態では、排尿の間、排尿に関するパラメータがセンサから読み出され、当該排尿に関する測定されたパラメータに関連する排尿の終了を示す所定のプロパティに応じて、尿回収装置が格納位置に配置される。
【００４１】
広い意味では、本発明は、位置調整器と、位置調整器に接続された尿用容器と、雌牛位置を検出するセンサと、雌牛の陰門に対して腹側に位置する雌牛の刺激領域を刺激する刺激部と、コントローラとを備える、家畜用の、特に雌牛用の尿回収装置に関する。一実施形態では、コントローラは、雌牛の雌牛位置を受信する作業のために、センサに機能的に接続され、コントローラは位置調整器および刺激部に機能的に接続され、コントローラは、雌牛位置が所定の範囲内にあることに応じて刺激部を刺激領域に移動させ、刺激領域を刺激して排尿が開始されるように位置調整器を制御し、かつ、刺激を受けた雌牛から刺激によって排出される尿を受けるために、尿用容器を格納位置から運転位置へと配置するように位置調整器を制御するように適応される。
【００４２】
別の実施形態では、尿用容器は刺激部の少なくとも一部を構成する前端部を備える。
【００４３】
本明細書に示す種々の詳細内容が、当該尿回収装置に含まれてよい。
【００４４】
本発明は、さらに、前述の尿用容器、および具体的な実施形態の尿用容器にも関するものである。このような尿用容器は、詳細に記載した尿用容器、および／または、尿用容器洗浄装置を備えてもよい。
【００４５】
「上流」および「下流」という用語は、例えば液体の流れに対する要素または特徴の配置に関する。通常は、重力場において、液体は「上流」位置から「下流」位置へと流れる。
【００４６】
本明細書における、例えば「ほぼ含む」という表現における、「ほぼ」という用語は、当業者に理解される用語である。「ほぼ」という用語は、「全体に」、「完全に」、「全て」などで表現される実施形態を包含するものでもある。したがって、実施形態においては、「ほぼ」という形容詞は削除されてもよい。該当する場合においては、「ほぼ」という用語は、９０％以上、例えば９５％以上、特に９９％以上、さらに具体的には１００％を含む９９．５％以上に係ってもよい。「〜を備える」という用語は、「〜を備える」という用語が「〜からのみ成る」という意味で使われる実施形態も包含する。
【００４７】
「機能的に」という用語は、当業者に理解される、かつ、当業者にとって明確な用語である。「機能的に」という用語は、「ほぼ」という用語と同様に、「全体に」、「完全に」、「全て」などで表現される実施形態を包含するものでもある。したがって、実施形態においては、「機能的に」という形容詞は削除されてもよい。例えば「機能的に平行な」などの用法で用語が使用されるとき、当業者には、この「機能的に」という形容詞は上述した「ほぼ」という用語を包含することが理解される。「機能的に」という用語は、具体的には、ある特徴の構成が、この「機能的に」という形容詞が使用されていないように当該特徴を機能させる構成を包含すると理解される。「機能的に」という用語は、言及する特徴の変形例を包含する意図があり、変形例とは、当該特徴の機能的用途において、恐らくは発明において当該特徴が関係するほかの特徴との組み合わせで、この特徴の組み合わせが動作または機能可能なものを指す。例えば、アンテナが通信装置と機能的に連結、あるいは、機能的に接続されている場合、アンテナが受信した電磁信号は、通信装置によって使用されることが可能である。例えば、「機能的に平行な」という場合の「機能的に」という用語は、厳密に平行なことを包含して使用されるが、上述した「ほぼ」という用語に包含される実施形態をも包含して使用される。例えば、「機能的に平行な」とは、運転時に、一例として、部材同士が平行である実施形態に関連して使用される。この場合、意図された使用分野の範囲において、部材同士が平行であるかのように運転されることが、当業者にとって明らかである実施形態を包含する。
【００４８】
さらに、明細書および請求項における「第１の」、「第２の」、「第３の」などの用語は、同様の要素間での区別のために使用されるものであって、必ずしも順番や時系列を表すために使用されるものではない。これらの用語は、適切な状況において互いに置き換え可能であり、本明細書に記載の発明の実施形態は記載または図示された順序以外の順番で運転可能であることが理解される。
【００４９】
本明細書に記載の装置または器具などは、その運転中の状態を記載する。当業者に明らかであるように、本発明は、作業方法または運転中の装置に限定されない。
【００５０】
上述した実施形態は、発明を限定するものではなく、むしろ発明を説明するものであり、当業者は付随する請求項の範囲を逸脱することなく多くの代替的な実施形態を設計することが可能であることに留意されたい。請求項において、括弧で囲まれた参照符号は、いずれも、請求項を限定すると解釈されるものではない。「備える」という動詞の使用、およびこの動詞の活用は、請求項に記載されるもの以外の要素または工程を除外するものではない。要素の前に記載される単数を表す冠詞は、当該要素が複数存在することを除外するものではない。本発明は、明らかに異なる要素をいくつか備えるハードウェアを使って実施されても、適切にプログラムされたコンピュータを使って実施されてもよい。いくつかの方法を列挙した装置または器具の請求項において、列挙した方法のうちのいくつかは、ハードウェアの全く同一の要素によって具体化されてもよい。ある複数の手段がそれぞれ異なる従属先を持つ従属項に記載されているというだけでは、これら手段の組み合わせを有利に利用できないということにはならない。
【００５１】
本発明は、さらに、明細書に記載の、および／または図面に示す、１つ以上の特徴的な特徴を備える器具または装置に適用される。本発明は、さらに、明細書に記載の、および／または図面に示す、１つ以上の特徴的な特徴を備える方法または手順に関係する。
【００５２】
本開示で検討される種々の局面は、さらなる利益を提供するために組み合わせてよい。さらに、特徴のいくつかを、１つ以上の分割出願の基礎としてもよい。
【００５３】
以下に、概略的な図面を例としてのみ参照して、本発明の実施形態を説明する。図面において、対応する参照符号は対応する部材を示す。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】雌牛用尿回収装置の実施形態の概略側面図を示す。
【図２】尿回収装置の機能部分を概略的に示す。
【図３Ａ】尿回収装置の機械的原理を概略的に示す。
【図３Ｂ】尿回収装置の機械的原理を概略的に示す。
【図４】図１に示す実施形態において、制限装置のゲ−トが開放された状態の後方からの斜視図を示す。
【図５】尿回収装置の大部分が３つの揺動位置にある状態のゲートを示す。
【図６】家畜の横移動、側方移動、または側方揺動を追跡した尿用容器の動線を印した、図１に示す実施形態の一部の背面図を示す。
【図７】尿回収装置が格納位置にあるときの、尿回収装置およびゲ−トの実施形態の縦断面図を示す。
【図８】図１に示す尿回収装置の実施形態の部分的な詳細斜視図を示す。
【図９】尿用容器の実施形態の拡大斜視図を示す。
【図１０】尿用容器の実施形態を、格納位置における姿勢で取った縦断面図を示す。
【００５５】
図面は必ずしも縮尺どおりではない。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
図１に、特定の尿回収装置２の実施形態で提供される収容／停留／収容装置１を、装置１の中心に雌牛を模式的に投影して示す。また、本実施形態の収容装置１は、給餌ステーション３も備える。当該収容装置１で、尿回収装置２を備えないものが、既に本出願人のオランダ国特許出願公開第２０１０７８０号明細書に記載されている。また、適切な制限装置のほかの実施形態が考慮されてもよい。搾乳ロボットなどの他の装置が備えられていてもよいが、本明細書では記載しない。また、例えば、尿および／または糞用の通路や収容器を有する家畜小屋様の床設備などの詳細も、本明細書では記載しないが、追加されても含まれてもよい。制限装置１は、図の紙面に直交する回転軸Ｒを中心として揺動可能なゲ−ト２０を有する。これにより、ゲ−トは図面にＵＰと記された方向に揺動可能となる。したがって、制限装置１で規定され囲われた制限空間Ｓへの、家畜の進入が可能になる。制限装置１は、ゲート２０を閉鎖位置と開放位置との間で作動させるアクチュエ−タ９を有する。後述のように、本実施形態では、ゲ−ト２０を作動させるアクチュエ−タ９は、尿回収装置２も作動させる。ここでは、アクチュエ−タ９は空圧シリンダだが、液圧式シリンダなどの他のアクチュエ−タや、適切な１つまたは複数の電気モータを使用してもよい。本実施形態では、ロバスト性があり廉価で単純な手段を用いるため、これに該当すると認められた部品を備える。
図１では、尿回収装置２は運転位置Ｐ１に位置する。
尿回収装置２の一部であるコントローラ４を概略的に示す。さらに、２つのセンサ５を示す。尿回収装置２は、実際のところ複数の機能部分を備え、これらの機能部分は、実施形態で具体的に説明される以前に、先ず図２で紹介される。
図１に記載の実施形態では、尿回収装置２の様々な部分が、制限装置１の複数部分に固定される。実際には、制限装置１とゲ−ト２０との一体化において、アクチュエ−タ９の一端が制限装置１に固定され、尿回収装置２の複数の別の部分がゲ−ト２０に接続または固定される。これにより、家畜小屋への設置が単純化される。別の実施形態では、位置調整器６の一端が家畜小屋に固定されるか、または、家畜小屋に対して固定位置に配置されてもよい。
図２では、詳細な実施形態に先立って機能部分を定義するために、尿回収装置２の種々の部分を概略的に示す。
尿回収装置２は、前述したコントローラ４を備える。コントローラ４は、家畜小屋の敷地内に物理的に設置されたコンピュータ機器でもよい。また、コントローラ４は遠隔地に設置されてもよい。コントローラ４は、分散コンピュータシステムであっても、分散コンピュータシステムを備えてもよい。一実施形態では、コントローラ４はプログラマブル・ロジカル・サーキット（ＰＬＣ）ユニットまたは機能的に同様のユニットでもよく、あるいは、ＰＬＣユニットまたは機能的に同様のユニットを備えてもよい。コントローラ４は、本明細書に記載の工程を実施するようにコントローラ４を操作するためのコントローラ指示を有する、コンピュータプログラム製品を備えてもよい。
尿回収装置２は、１つまたは複数のセンサを備えるセンサ手段５をさらに備えてもよい。センサのうちの１つは、家畜位置を検出するように適応される。当該センサは、家畜との距離を検出または検知するために、カメラ、近位センサ、超音波センサ、または同様のセンサを備えてもよい。
一実施形態では、１つまたは複数の超音波センサが適用される。複数のセンサが、制限空間Ｓの長手中心線にほぼ沿って配置されると、家畜の体高の検出が可能になる。具体的には、１つのセンサが長手中心線の中心辺りに配置され、別のセンサが制限空間Ｓの後方近くに離れて配置されると、家畜の背部の丸みを検出することが可能になる。通常、これら２つのセンサは、約５０ｃｍから１００ｃｍ離間している。例えば背の丸みなど、家畜の背部の形状の変化を追跡することができれば、排尿の開始を検出することが可能である。特に、家畜に固体毎の家畜ＩＤが付与されていて、コントローラに家畜の寸法などの固体特有の家畜パラメータが与えられている場合、家畜位置、体高、さらには姿勢をより正確に測定するために、この与えられた情報とセンサで測定したデータをコントローラ４を使って結合させてもよい。
センサ手段５は、コントローラ４と機能的に接続される。この接続により、センサ手段５からデータを受領することが可能になる。一実施形態では、センサ手段５はコントローラ４と機能的に接続される。この機能的接続は、有線接続または無線接続を含む。
運転時のコントローラ４は、センサ手段５からデータを受領できる。一実施形態のコントローラ４は、センサ手段５とデータ交換が可能である。コントローラ４は、センサ５の作動中や測定中等の１つまたは複数のセンサに指示を送信することが可能である。
図２では、尿回収装置２は、概略的に点線で示された位置調整器６をさらに備える。位置調整器６は、コントローラ４と機能的に接続される。位置調整器６は、尿用容器７および刺激部８と接続される。位置調整器６は、例えば少なくとも３自由度を有するロボットアームを備えてもよい。一実施形態では、位置調整器６は、収容装置１または収容フェンス１で規定された制限空間Ｓ内に、尿用容器７および刺激部８を配置するように適応される。
刺激部８は、家畜の膀胱に排出可能な量の尿が溜まると、家畜の排尿を誘発する領域を刺激するように備えられる。一実施形態の刺激部８は、例えば雌牛の場合、陰門の下部である腹側に位置する、刺激領域を刺激する。刺激部８は、刺激領域を押圧する形状をした機械部分を備えてもよい。例えば、刺激領域に振動を与える音波を発生させる、さらには刺激領域を刺激する電磁場を発生させるなど、他の実施形態も想定できる。
一実施形態では、刺激部８は尿用容器７に一体化され、尿回収装置２を非常に単純化し、よりロバスト性を向上させる。
一実施形態では、位置調整器６はアクチュエ−タ９を備える。アクチュエ−タ９は、位置調整器６のより様々な部分を作動させることができる。.
一実施形態では、位置調整器６は、尿用容器７および刺激部８に運転位置Ｐ１と格納位置Ｐ２との間を移動することを許容する、位置決定部１０を備える。図１には運転位置Ｐ１を示し、図４および図７には、ゲ−ト２０で保護された格納位置を示す。
一実施形態では、位置調整器６は高さ調整部１１を備える。運転時の高さ調整部１１は、尿用容器７および刺激部８に第１高さＨ１と第２高さＨ２との間を移動することを許容し、尿用容器高さＨｕおよび刺激部高さＨｓを設定する。
一実施形態では、位置調整器６は、尿用容器７および刺激部８に第１位置つまり前方位置Ｓ１と第２位置つまり後方位置Ｓ２との間を揺動することを許容する、振子部１２を備える。図１に、位置Ｓ１および位置Ｓ２を示す。
一実施形態では、後述のとおり、振子部１２は、尿用容器７および刺激部８にそれぞれの設定高さＨを機能的に維持しながら揺動することを許容するように適応される。平衡位置において、具体的には尿用容器７が空の状態で、少なくとも尿用容器７、刺激部８、および振子部１２の連携のバランスは、尿用容器７および刺激部８が第１位置つまり前方位置Ｓ１に位置するものでよい。前方位置Ｓ１は、家畜が制限空間Ｓの前方にいたとしても、刺激部８が刺激領域に、具体的には刺激領域を押圧するように位置するように、制限空間に設けられる位置である。当該実施形態では、少なくとも尿用容器７が雌牛の臀部の近くに位置するか、または雌牛の臀部を押圧するように位置し、雌牛が制限空間Ｓの後方に移動しても、雌牛に対するこの位置関係を保つ。
別の実施形態では、位置調整器６は、制限空間Ｓ内での雌牛の側方向移動を追跡するため尿用容器７および刺激部８に、側方向Ｌに（図の紙面の内外に）揺動することを許容する、横振子部１３を備える。一実施形態では、図６に示すように、尿用容器は制限空間の中央に平衡点を有するように設計されている。
位置調整器６が横振子部１３を備える場合、少なくとも尿用容器７は、雌牛の臀部の近くに位置するか、または雌牛の臀部を押圧するように位置し、雌牛が臀部を側方向に移動させたときに雌牛に対するこの位置関係を保つ。横振子部１３は、尿用容器および刺激部に、側方位置Ｌ１と側方位置Ｌ２との間の家畜の移動を側方向に追跡することを許容する。通常、側方向における平衡点は、機能的に、制限空間Ｓの長手方向中心である。
図３Ａおよび３Ｂに、位置調整器６の様々な部分の動作を概略的に示す。図３Ａでは、尿用容器７および刺激部８は最高位置Ｈ２に位置し、図３Ｂでは、尿用容器７および刺激部８は最低位置Ｈ１に位置する。尿用容器７は、高さ調整部１１を形成するアームから吊り下がり、かつ、振子部１２には直接吊り下がる。振子部１２は、前方振子アーム１５と後方振子アーム１４とを有する。後方振子アーム１４は、尿用容器７の端部、または端部の近くにヒンジで取り付けられる。前方振子アーム１５は、後方振子アーム１４から（長手方向に）離間して、尿用容器７にヒンジで接続される。これら振子アームの反対側の端部においては、後方振子アームは、本実施形態ではアングルレバー１６であるレバー１６のアームにヒンジで接続され、前方振子アーム１５は、このアングルレバー１６にヒンジで接続される。アングルレバー１６は、つまり、角度αのアームを有するレバーである。アングルレバー１６は、アングルレバー１６に設けられたピボットカップリング１８が定位置にある状態で配置される。一実施形態では、ゲート２０に対するアングルレバー１６の位置は固定される。アングルレバー１６のもう一方側である作動アームは、ピボットカップリング１７によりアクチュエ−タ９と接続される。種々ある相互の空間的位置や距離の比率は、アングルレバー１６の作動アームを操作することにより、アクチュエータ９が後側および前方振子アーム１４，１５のヒンジまたはピボットカップリング１９，３７の位置を変えて、設定高さＨの設定を可能にするように構成される。後側および前方振子アーム１４，１５の互いの長さと、それぞれが尿用容器７および尿用容器７の長手に接続されるときの互いの距離の比率は、位置Ｓ１とＳ２との間を、尿用容器７が自在に振り子、揺動、下垂、または往復運動することを可能にし、尿用容器７の端部に設けられた刺激部８の制限空間Ｓの床に対する高さを、機能的に同一に維持するものである。上述した「アーム」は、実際、隆起を有する棒などを指す。
特定の実施形態では、尿用容器７の高さ設定および揺動をさらに最適化するために、後方振子アーム１４のヒンジカップリングは、別アーム２３の第一端とのヒンジ接続を有し、別アーム２３の第一端の反対側の端部は、ピボットカップリング２２を介してゲート２０にヒンジ固定される。別アーム２３の第一端は、ピボットカップリング２１を介してさらなる別アーム３６とヒンジ接続される。別アーム３６の反対側の端部は、ピボットカップリング１９を介して、アングルレバー１６のアームの１つにヒンジ接続される。アングルレバー１６もまた、ピボットカップリング３７を介して、前方振子アーム１５にヒンジ接続される。したがって、レバー１６のアームの１つを作動させると、前方振子アーム１５および後方振子アーム１４の高さが調整され、延いてはその上方のピボットカップリング１９，３７の高さが調整される。振子部１２の別の部分は、後方振子アーム１４と、別アーム２３と、別アーム３７とで形成され、尿用容器７の端部をほぼ一定の高さに保ちながら尿用容器７を揺動させることができる。つまり、振子部１２は、「上部アーム」を形成する別アーム３６からなる多関節アームを有する後方サスペンションと、「下部アーム」を形成する後方振子アーム１４を備える。多関節アームの肘部２１は、ピボットカップリング２１および別アーム２３、さらに別のピボットカップリング２２を介して、固定位置に取り付けられる。
尿用容器７が揺動位置Ｓ１に位置する状態で、振子部１２の重心および平衡点を取るために、一実施形態では、前方振子アーム１５に角度が付いている。図１にこの一例を示す。平衡点は揺動位置Ｓ１を超えてもよく、その場合は、揺動位置Ｓ１を超えて揺動しないよう、遮断カムまたは他の遮断点を設けてもよい。
一実施形態では、センサ手段５が家畜位置、家畜の体勢、および、例えば背部の丸みなどを決定する。排尿の開始を示す背部の丸みが検出されると、コントローラ４は、家畜の臀部の高さの変化を追跡するよう、高さ調整部１１を制御する。家畜が背部を丸め始めるとすぐに、空圧シリンダの伸縮部を縮めることで、本実施形態の尿用容器７の高さを若干下げる（図３Ｂ参照）。
図４に、図１の制限装置１のゲ−ト２０を、家畜が制限空間Ｓに進入できるように開放した状態を示す。図４では、ゲ−ト２０の閉鎖方向をＤＯＷＮと記載し、制限空間Ｓも示す。ゲ−ト２０は、図示されたゲ−ト回転軸Ｒを中心として回転する。格納位置Ｐ２では、ゲート２０について言及すると、ゲ−ト２０は尿回収装置２のほとんどの要素や部品を保護する。
格納位置Ｐ２に位置する尿回収装置２を示す。本実施形態では、センサ手段５はゲ−ト２０のアームに一体化され、ワールド／制限空間Ｓ／家畜に対するセンサ手段の位置を規定する。ゲ−ト２０が閉鎖位置（図１の位置）に下げられると、尿回収装置２は格納位置Ｐ２に待機する。本実施形態では、ゲ−トが閉鎖されてもアクチュエ−タ９は作動を続ける。シリンダはさらに延伸し、尿回収装置２を図１の運転位置Ｐ１へと移動させる。
図５に、閉鎖位置に位置するゲ−ト２０を示し、振子部１２が尿用容器７および刺激部を位置Ｓ１とＳ２との間で自在に揺動させる様子を、点線で２つ追記する。上述のとおり、休止時は最も前方の揺動位置Ｓ１に位置する。家畜は、制限区間Ｓ内で後退し、尿用容器、具体的には刺激部８が家畜に押圧され続ける状態で、尿用容器７および刺激部を揺動位置Ｓ２まで後方に押し上げることができる。この揺動の間、尿用容器７および刺激部８は、実線で図示された高さを維持する。
図６に、横振子部の効果を示す。横振子部は、尿用容器７、刺激部８、および振子部１２を側方位置Ｌ１とＬ２との間で自在に揺動させる。この場合、平衡点は尿用容器７が図示されている位置である。この構成は、家畜が側方向に移動すると、刺激部８および尿用容器７を家畜の刺激位置に押圧し、それぞれを刺激位置および尿を受ける位置で維持する。刺激部８は、雌牛の骨格に合うように先細であり、振子部１２がその骨格に対して刺激部８を押す。そのため、家畜が制限空間内で前後または左右に移動しても、刺激部８は尿用容器７と共に家畜に対して正しい位置に維持される。
図７に、制限空間Ｓの長手中心線における断面図を示す。尿回収装置２は、降下されたゲート２０において格納位置Ｐ２に位置する。このとき尿用容器７は尿で満たされている。尿センサは、コントローラ４に対して、尿用容器７に尿があることを知らせる信号を送信し、ポンプ装置がポンプによって尿用容器を空にする。
尿用容器７内に、さらに洗浄器３０の端部を示す。洗浄器３０の端部は、尿用容器７の尿入口２６に向けられている。ノズル付きの洗浄液管は、振子部１２のアームの１つに沿って配置される洗浄液ラインと流体連結されている。
コントローラ４が、アクチュエ−タ９の空圧シリンダをさらに延長させるように制御すると、尿回収装置１が図１の運転位置Ｐ１に移動される。
図８に、高さ調整部１１、位置決定部１０、および横振子部１３の一部を形成する、尿回収装置１の運動伝達部に設けられた種々のアームやレバー、および振子部１２の接続を示す。
図２，３の概略図で説明したとおり、アクチュエ−タ９は、ヒンジカップリングまたはピボットカップリング１７において、アングルレバー１６のアームにヒンジ接続される。アングルレバー１６は、複数のアングル接続バー２４のうちの１つを介してゲート２０に固定されるピボット軸カップリング１８を有する。アングルレバー１６の反対側のアームは、別の接続アーム３６に固定された１つのピボット軸カップリングまたはヒンジカップリング１９を有し、別の接続アーム３６は同様に、後方振子アーム１４に固定されたピボット軸カップリング２１を有する。接続アーム２３もまた、ピボット軸カップリング２１にて、後方振子アーム１４にヒンジ固定される。本実施形態では、ピボットカップリング２１および横振子部１３は、ピボット軸２１によって一体となり、かつ、垂直方向には更なる回転軸１３で一体となって側方移動Ｌを可能にすることで、図に記載の横振子部１３の一部を構成する。
ピボットカップリングおよび接続バ−を有するアングルレバー１６は、高さ調整部１１を構成する。アクチュエ−タ９のピボットカップリング１７は、アングルレバー１６によって、前側および後方振子アーム１５,１４の接続状態での高さ調整を可能にする。
アングルレバー１６は、前述した別のアームにさらにブロック部２５を備える。アクチュエ−タ９が作動して、尿回収装置をゲ−ト２０内の格納位置に移動させると、本実施形態では２つのカムであるブロック部２５は、当該格納位置で前方振子アーム１５に当接する。これにより、位置決定部１０がブロックされる。アクチュエ−タ９がさらに作動すると、ゲ−ト２０は開放位置へと持ち上げられる（図４）。
振子部１２が第１揺動位置Ｓ１に平衡点を有し、押圧されると揺動して家畜から離れ、第２揺動位置Ｓ２へ移動するために、本実施形態では、前方振子アーム１５が屈折し、後方振子アーム１４の取り付け位置を越えて後退する。図９に、刺激部８を形成する先細の前端部を有する補強リムを備える尿用容器７の斜視図を示す。長手方向断面において、尿用容器７は下底部が円形であり、側面にも丸みを有する。したがって、尿用容器７は、先細のリムを有するほぼ椀形である。これにより、さらに側方移動Ｌにおいても、中心に平衡点を有することができる。尿用容器７に糞や異物が偶然入ることを防ぐため、尿入口２６は篩２８で覆われている。
格納位置において、尿用容器７は、刺激部８が下を向くよう、ほぼ９０度回転される。
図１０に、尿用容器７の断面図を示す。点線で示すとおり、尿用容器の底部はほぼ円形状であり、円形の中央が、振子部１１の前方振子アーム１５の回転アタッチメントＲ４に位置する。尿吸引チューブ４０を図示する。尿吸引チューブ４０は下を向くように振子部１２に取り付けられるため、作動中はその端部が常に尿用容器７の最下部に近接する。
作動中は、通常、ゲ−ト２０は開放され、停留空間Ｓへの家畜の進入を可能にする。通常、家畜は、餌または恐らく搾乳を求めて停留空間Ｓに進入する。
家畜が停留空間Ｓに進入すると、センサ手段５がそれを検出し、ゲ−ト２０を閉鎖する。多くの場合、給餌ステーション３にて餌が供給される。高度なシステムでは、家畜に紐付けされたＩＤが、餌の配合や投与可能な添加物または薬品などの、家畜の情報を提供する。また、ＩＤは、尿回収装置２に、家畜の寸法に関する初期（始動）情報を提供することもできる。ＩＤを介して、尿回収装置コントローラ４も、前回の排尿について、例えば排尿量などの情報を取り出すこともできる。この情報を使って、尿回収装置２を運転位置に移動するべきか否かを決定することもできる。家畜のＩＤと連携して個別に尿を回収することで、家畜の状態や可能性のあるニーズを判断するために、尿成分の分析と家畜とを紐付けすることができる。
センサ手段５が家畜が停留空間に位置しているという情報をコントローラ４に送信すると、ゲ−ト２０は閉鎖位置へ移動する。次に、尿回収装置２の位置決めが続いても（行われても）よい。コントローラ４は、センサ手段５を利用して、刺激部８の必要高さに関する情報を入手する。コントローラ４は、アクチュエ−タ９を作動させて刺激部を位置に付かせる。まず図７の格納位置Ｐ２に位置している尿用容器７は、図８の運転位置Ｐ１へと移動される。アクチュエ−タ９は高さ調整部１１を操作して、振子部１２を適切な高さＨへ移動させる。格納位置Ｐ２から運転位置Ｐ１への移動の間、刺激部８は尿用容器とともに、上方へ移動する。こうすることで、家畜の尾が徐々に押し除けられる。これにより、家畜を驚かせたり、いら立たせたりすることが防げる。
振子部１２は自在に揺動し、刺激部８が適切な位置を押圧して排尿を開始させるように、平衡点を位置Ｓ１に取る。通常、家畜はここで背を丸めて、これが排尿開始の合図となる。本実施形態では、コントローラ４が背の丸みを検出して数秒後、尿が回収される少し前に、尿用容器７が下降する。このため、コントローラ４は、高さ調整部１１を操作するためにアクチュエ−タ９を作動する。
本実施形態では、センサ手段５は尿用容器内にセンサを有し、尿の存在を検出する。センサ手段５は検出結果をコントローラへ伝達する。コントローラ４は、ここで尿用容器排出装置３１を操作する。尿用容器排出装置３１は、回転軸Ｒ４から尿用容器７の内底部へ延在する吸引チューブ４０を備える。尿は、吸引チューブ４０を介して、別の回収器（図示せず）へと移動される。コントローラ４は、排尿の開始を検出してから所定時間経過後に、アクチュエ−タ９を作動して、尿回収装置２を格納位置へと移動させる。これにより、尿用容器７の回転軸Ｒ４を中心とした回転を生じさせる。この移動の間、尿用容器７の内底部の丸い形状および尿用容器排出装置３１の吸引チューブ４０の位置に起因して、吸引チューブの一端が尿用容器７の底部近くにとどまるため、尿用容器を完全に空にすることが可能となる。尿用容器７がゲート２０内の格納位置に位置し、家畜の給餌が可能になると（あるいは、給餌時間が終了または飼料が完全に食べられてしまうと）、ゲ−ト２０はアクチュエータ９を介して開放位置へと移動される。
上述した説明および図面は本発明のいくつかの実施形態を表すためのものであって、保護される範囲を制限する意図はないことは明らかである。当業者には、本開示内容から、ほかの多くの実施形態が明白である。それらの実施形態も保護される範囲に含まれるものであり、本発明の本質であり、明らかな従来技術の組み合わせであり、本明細書の開示内容である。
［符号の説明］
１  収容フェンス
２  尿回収装置
３  給餌ステーション
４  コントローラ
５  センサ手段
６  位置調整器
７  尿用容器
８  刺激部
９  アクチュエ−タ
１０  位置決定部
１１  高さ調整部
１２  振子部
１３  横振子部
１４  後方振子アーム
１５  前方振子アーム
１６  アングルレバー
１７  アクチュエ−タピボット軸
１８  アングルレバーピボット軸
１９  ピボット軸カップリング、アングルレバー、後方振子アーム
２０  ゲ−ト
２１  ピボット軸 
２２  ゲート固定ピボットカップリング
２３  接続バ−
２４  ゲート搭載バー
２５  振子部ブロックカム
２６  尿用容器入口
２７  尿用容器リム
２８  篩
２９  篩接続部
３０  尿用容器洗浄ジェット
３１  尿用容器排出装置
３２  尿用容器分離壁
３３  尿用容器格納空間壁
３５  ゲ−トブロック部
３６  後方振り子カップリングバー
３７  前方振子アームピボットカップリング
４０  尿吸引チューブ
ＩＤ  家畜ＩＤ
Ｒ  ゲ−ト回転軸
Ｒ１  アクチュエ−タ回転軸
Ｒ４  尿用容器回転軸
Ｓ  制限空間または停留空間
Ａ  停留エリア
Ｐ１  運転位置
Ｐ２  格納位置
Ｈ１  第１高さ位置
Ｈ２  第２高さ位置
Ｈｕ  尿用容器高さ
Ｈｓ  刺激部高さ
Ｈ  設定高さ
Ｓ１  第１揺動位置または前方揺動位置
Ｓ２  第２揺動位置または後方揺動位置
Ｌ  側方向
Ｌ１、Ｌ２  側方位置終点
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ−３Ｂ】
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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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【図１０】
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【国際調査報告】
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