JPH0727600A

JPH0727600A - 動態計量装置の出口ゲート

Info

Publication number: JPH0727600A
Application number: JP17133593A
Authority: JP
Inventors: Akira Kusube; 晃楠部; Toshihiro Tsuchiyama; 俊博土山; Hiroyuki Tanaka; 弘之田仲
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1993-07-12
Filing date: 1993-07-12
Publication date: 1995-01-27

Abstract

(57)【要約】【目的】扉部材の閉成状態への復帰速度を制御するこ
とにより、後続の歩行動物が早く秤量台から下りるのを
抑止することができる動態計量装置の出口ゲートを提供
する。【構成】歩行動物の動態計量装置において、秤量台の
出口付近に揺動開閉自在に設けられた扉部材が閉成状態
に復帰付勢され、その復帰付勢力を変更する復帰力変更
手段ＣＭと、秤量台上に居る歩行動物が１頭か２頭以上
かを判別し、その判別結果に基づいて前記復帰力変更手
段ＣＭを操作する制御手段５ｂとが設けられている。制
御手段５ｂは、秤量台上に居る歩行動物が２頭以上であ
るときは１頭であるときより扉部材の復帰速度を速める
べく復帰付勢力を大きくする方向に復帰力変更手段ＣＭ
を操作するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、牛等の歩行動物が秤量
台を歩行通過したときに得られる荷重データに基づいて
その歩行動物の重量を算出する動態計量装置において、
前記秤量台の出口付近に揺動開閉自在に設けられた扉部
材が、閉成状態に復帰付勢されている出口ゲートに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】かかる動態計量装置の出口ゲートは、歩
行動物が秤量台から下りたことを検出することを主な目
的として設けられる。そして、その検出情報は入口ゲー
トを開閉制御するための情報等として用いられる。即
ち、歩行動物を１頭ずつ秤量台に上げるべく、計量を終
えた歩行動物が出口ゲートを通過したこと、又は通過中
であることを検出するに伴って入口ゲートを開ける。

【０００３】例えば出口付近の側方の枠体に縦軸心周り
に揺動自在に扉部材が設けられ閉成状態に復帰付勢され
ている場合、歩行動物は扉部材を押し開きながら秤量台
から下りる。そして歩行動物が通過を完了すれば扉部材
は閉成状態に復帰して後続の歩行動物を待つ。扉部材の
復帰付勢力は、扉部材が適当な速度で閉成状態に復帰す
るように定められる。

【０００４】又、上記のように、入口ゲート等の分離手
段によって歩行動物は通常は１頭ずつ秤量台に上がる
が、ときには２頭（以上）が連続して、即ち、先の歩行
動物がまだ秤量台に居るうちに後続の歩行動物が秤量台
に上がる場合がある。この場合には、荷重データ等に基
づいて秤量台に歩行動物が１頭のみ居る期間を抽出し
て、各別に歩行動物の重量を算出するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、先の歩行動物
が秤量台から下りてから後続の歩行動物が下りるまでの
時間が短い場合、後続の歩行動物のみが秤量台に居る期
間の荷重データが十分に取れずに、後続の歩行動物の重
量算出ができないことがある。かかる不具合を回避する
には、後続の歩行動物のみが秤量台に居る時間を引き延
ばす必要がある。

【０００６】そこで、本発明は、扉部材の閉成状態への
復帰速度を制御することにより、後続の歩行動物が早く
秤量台から下りるのを抑止することができる動態計量装
置の出口ゲートを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の動態計量装置の
出口ゲートの特徴構成は、扉部材の復帰付勢力を変更す
る復帰力変更手段と、秤量台上に居る歩行動物が１頭か
２頭以上かを判別し、その判別結果に基づいて前記復帰
力変更手段を操作する制御手段とが設けられ、前記制御
手段は、秤量台上に居る歩行動物が２頭以上であるとき
は１頭であるときより前記扉部材の復帰速度を速めるべ
く前記復帰付勢力を大きくする方向に前記復帰力変更手
段を操作するように構成されている点にある。

【０００８】制御手段は、歩行動物が秤量台を歩行通過
したときに得られる荷重データに基づいて秤量台上に居
る歩行動物が１頭か２頭以上かを判別するのが好まし
い。あるいは、秤量台の入口及び出口に、歩行動物の通
過を検出するための検出手段が設けられ、制御手段は、
前記検出手段の検出情報に基づいて秤量台上に居る歩行
動物が１頭か２頭以上かを判別するように構成されてい
てもよい。

【０００９】

【作用】上記の特徴構成によれば、制御手段は、秤量台
上に居る歩行動物が１頭か２頭以上かを判別し、その判
別結果に基づいて前記復帰力変更手段を操作して扉部材
の復帰付勢力を変更する。つまり、秤量台上に居る歩行
動物が２頭以上であるときは１頭であるときよりも復帰
付勢力を大きくする。このようにすると、先の歩行動物
が扉部材を押し開けて秤量台から下りたときに扉部材が
閉成状態へ復帰する速度が速くなり、復帰位置に落ち着
くまで比較的速い減衰揺動が発生するので、後続の歩行
動物が早く秤量台から下りるのを抑止することができ
る。復帰力変更手段は、例えば電動アクチュエータによ
りバネ等の復帰付勢用手段の初期付勢力を変更するもの
でよい。尚、秤量台上に居る歩行動物が１頭である通常
状態における復帰付勢力は、扉部材の揺動機構や復帰力
変更手段の機械的負荷があまり大きくならないように設
定される。

【００１０】

【発明の効果】従って、本発明の動態計量装置の出口ゲ
ートによれば、秤量台上の歩行動物が２頭以上居る場合
に、先の歩行動物が秤量台から下りたときの扉部材の閉
成状態への復帰速度を速めて後続の歩行動物が早く秤量
台から下りるのを抑止することができるので、後続の歩
行動物のみが秤量台に居る時間を稼いで十分な荷重デー
タを取ることができるようになった。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１及び図２に示す動態計量装置は、牛が秤量台
１を歩行通過したときに得られる時系列の荷重データに
基づいて牛の重量を算出するものである。秤量台１の前
後には、牛の誘導路を形成するための柵２が左右に立設
されている。秤量台１にも左右一対の柵３が立設され、
牛が秤量台１を１頭ずつ歩行通過できる通路を形成して
いる。秤量台１の入口の手前には、牛を１頭ずつ秤量台
１に上げるために開閉制御される入口ゲートＧ１が設置
され、秤量台１の出口部には出口ゲートＧ２が付設され
ている。

【００１２】秤量台１は、鋼製の枠体と、その枠体に載
置されたＦＲＰ（繊維強化樹脂）製の踏み板とを備え、
四隅がロードセル４で支持されている。牛が秤量台１を
歩行通過するときに踏み板及び枠体にかかる荷重は、４
個のロードセル４の出力の合計値として検出される。但
し、その値は牛の歩行周期にに応じて変化するので、適
当な演算処理によって静止重量を推定算出する必要があ
る。この変化する荷重出力（アナログ電圧）は処理装置
５に入力され、増幅、平滑等の信号処理を施される。さ
らに、所定のサンプリング時間でＡ／Ｄ変換され、ディ
ジタル値として処理装置５に備えられた重量演算手段５
ａに与えられる（図９参照）。重量演算手段５ａは、こ
の逐次ディジタル値とされた荷重データを一旦メモリに
記憶し、後述のようにして牛の重量を算出する。

【００１３】算出された重量は、処理装置５に備えられ
たディスプレイにて牛の固体番号と共に表示出力され、
プリンタにて印字出力される。牛の固体番号は、以下の
ようにして自動入力される。牛の後脚の足首に、牛の固
体番号を送信するトランスポンダＴが取付けられてい
る。トランスポンダＴは、個体番号を記憶するメモリと
超小型無線通信機を備え、無線通信による送信要求に応
えて個体番号を送信する。秤量台１の踏み板にはトラン
スポンダＴから個体番号を受信するためのループアンテ
ナ６が内装されている。

【００１４】上記のような構成により、処理装置５は次
のような手順で牛の固体番号を自動的に識別する。一頭
の牛の計量が終了すると、次の牛の固体番号を受信すべ
く、応答要求信号と給電用を兼ねる電波が一定周期でル
ープアンテナ６から送信される。次の牛が秤量台１に上
がり、その足首に取り付けられた送信手段Ｔが上記電波
によって電力を供給され能動状態になると、応答要求信
号に応えて記憶情報（即ち個体番号）を送信する。この
信号は送受信兼用のループアンテナ６を介して処理装置
５に入力される。

【００１５】入口ゲートＧ１は、図３及び図４に示すよ
うに構成されている。左右一対の扉部材８，９がそれぞ
れ縦軸心周りに揺動自在に左右の支柱に枢支されてい
る。一対の扉部材８，９は、図示しないネジリコイルバ
ネによって、図４に実線で示す閉成状態に復帰付勢され
ている。尚、このネジリコイルバネによる復帰付勢の構
造は、後述する出口ゲートの扉部材の復帰付勢構造と同
様である。

【００１６】入口ゲートに向かって右側（図３では左
側）の扉部材８は、開閉駆動モータ１０によって、その
復帰付勢された位置が図４に実線で示す位置と想像線で
示す位置との間で切り換えられえるように回転駆動され
る。つまり、実線で示す閉成状態と想像線で示す半開状
態とに切り換えられる。入口ゲートが閉成状態のときは
牛が入口ゲートの手前で立ち止まり、入口ゲートが半開
状態になれば牛は扉部材８，９を押し開けて秤量台１に
上がる。開閉駆動装置１０は、処理装置５内の制御手段
５ｂ（図９参照）からの制御信号により駆動される。

【００１７】入口ゲートに向かって左側の扉部材９と固
定枠には、牛の通過を検出する手段として、磁気式の近
接センサ１１及びその被検出片１２が設けられ、扉部材
９が所定角度α以上回動すると近接センサ１１がオン状
態になるように構成されている。この検出信号は、牛が
入口ゲートを通過中であること、又は通過したことを判
断するための信号として制御手段５ｂに入力される。

【００１８】出口ゲートＧ２は、図５及び図６に示すよ
うに、秤量台１の出口部の右側の柵３に縦軸心周りに揺
動自在に枢支され閉成状態に復帰付勢された横長形状の
扉部材１３等で構成されている。この扉部材１３は、そ
の先端部が牛の肩骨部に当たって押し開けられるよう
に、大きさ及び設置高さ等が定められている。そして、
牛の通過を検出する手段として、磁気式の近接センサ１
４が固定枠（柵）３に、被検出片１５が扉部材１３に、
それぞれ付設され、扉部材１３が所定角度β以上回動す
ると近接センサ１４がオン状態になるように構成されて
いる。この検出信号は、牛が出口ゲートを通過中である
こと、又は通過したことを判断するための信号として制
御手段５ｂに入力される。

【００１９】出口の扉部材１３は、以下に説明するよう
に、ネジリコイルバネによって閉成状態（図６に実線で
示す状態）に復帰付勢されている。図７及び図８に示す
ように、柵３に鉛直軸部材１６が固着され、これに対し
て回転自在に外嵌する管１７が扉部材１３の枢支端側に
一体に取り付けられている。管１７の上部には径方向に
突出したバネ受けバー１８が固着され、その上下に設け
られた一対のネジリコイルバネ１９，２０の一端側１９
ａ，２０ａがこのバネ受けバー１８に係止されている。
管１７にゆるく外嵌した一対のネジリコイルバネ１９，
２０は、互いに巻き方向が逆で、同じねじり変形量に対
して同じ復元力を有する。そして同じ初期付勢力（変形
量）を与えられている。

【００２０】上記のような構造により、扉部材１３は閉
成状態に復帰付勢され、且つ、その閉成状態を揺動中心
角度として縦軸心Ｐ周りに揺動自在である。さらに、そ
の復帰付勢力が以下に説明するように変更自在に構成さ
れている。一対のネジリコイルバネ１９，２０の他端側
１９ｂ，２０ｂは、縦軸心Ｐ周りに回転自在な上下一対
の回転部材２１，２２に係止されている。回転部材２
１，２２は、管１７に対して回転自在に外嵌すると共
に、柵３に固着された固定枠３ａによって上下方向の位
置を規制され且つ回転自在に支持され、その間に一対の
ネジリコイルバネ１９，２０を保持している。回転部材
２１，２２の内側にはネジリコイルバネ１９，２０の一
部を収納する凹部２１ａ，２２ａとこれらに連通する軸
方向の小孔２１ｂ，２２ｂが設けられ、これらの小孔に
ネジリコイルバネ１９，２０の他端側１９ｂ，２０ｂが
差し込まれている。

【００２１】一対の回転部材２１，２２の外周には斜め
の歯が刻まれてベベルギアを形成している。但し、回転
部材２１，２２とそれに同心状に固着されるベベルギア
とが別体で構成されていてもよい。これら一対のベベル
ギア（回転部材）２１，２２に噛み合い、縦軸心Ｐに直
交する水平軸心周りに回転駆動されるベベルギア２３が
設けられている。ベベルギア２３は、カップリング２４
を介して減速機付電動モータ２５の出力回転軸に連結さ
れている。

【００２２】減速機付電動モータ２５によってベベルギ
ア２３が回転駆動されると、上下一対のベベルギア２
１，２２が互いに逆方向に回転し、一対のネジリコイル
バネ１９，２０のねじり変形量が共に増加し、又は減少
する。ねじり変形量増減変更後の位置は、減速機付電動
モータ２５への通電が停止しても保持される。その結
果、一対のネジリコイルバネ１９，２０の初期付勢力が
同じ方向に同じ大きさだけ増減変更され、扉部材１３
は、その揺動中心角度、即ち復帰付勢位置を変えずにそ
の復帰力が増減する。

【００２３】上記のような構成による出口ゲート扉部材
１３の復帰力変更手段ＣＭは、制御手段５ｂによって自
動操作される。即ち、通常は、扉部材１３の揺動機構や
復帰力変更手段ＣＭの機械的負荷があまり大きくならな
い程度に復帰力が設定されるが、後述のように秤量台１
に牛が２頭上がってしまった場合に、後の牛が秤量台１
に居る時間を稼いで重量算出に十分な荷重データを得る
べく、復帰力を増加させて扉部材１３の復帰速度を速め
るのである。

【００２４】次に、処理装置５の重量演算手段５ａ及び
制御手段５ｂが実行する重量の算出及び上記復帰力変更
手段ＣＭ等の制御のアルゴリズムについて、図９〜１１
に基づいて概略説明する。図９は信号の流れを示す制御
ブロック図である。図中、重量演算手段５ａと制御手段
５ｂは、実際は一つのマイクロコンピュータのプログラ
ムとして構成されており、相互に情報がやりとりされ
る。図１０及び図１１はそれぞれ、秤量台１に牛が１頭
のみ居る場合及び２頭居る場合に秤量台１から得られる
荷重（平滑後の電圧）の変化の一例を単純化して示した
ものである。図中、Ｓ１１，Ｓ１４はそれぞれ入力ゲー
トの近接センサ１１又は出力ゲートの近接センサ１４の
オン信号、即ち、牛が入力ゲート又は出力ゲートを通過
中であることを示す信号を表し、わかりやすくするため
にレベルを変えて示している。

【００２５】先ず、制御手段５ｂが入口ゲートの開閉駆
動モータ１０を駆動して、扉部材８を半開状態にする
と、牛が扉部材８，９を押し開けて秤量台１に上がって
くる。入力ゲートの近接センサ１１のオン信号Ｓ１１が
検出され、秤量台１からローパスフィルタ、Ａ／Ｄ変換
器等での処理を経て入力される逐次荷重データが所定の
しきい値を越えると、重量演算手段５ａは荷重データの
メモリへの書き込みを開始する。又、制御手段５ｂは入
口ゲートの扉部材８を閉成状態に戻す。そして、重量演
算手段５ａは、牛の歩行周期に対応して比較的長い周期
で現れる極大値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・を荷重データの
変化から抽出して記憶する。記憶された極大値が３個に
達すると、一つ目の極大値Ｐ１から三つ目の極大値Ｐ３
までを有効データ区間Ｔ１として求め、この区間内の荷
重データの平均値を算出して牛の静止重量とする。

【００２６】やがて牛が出口ゲートを通って秤量台１か
ら下りると、図１０に示すように、出口ゲートの近接セ
ンサ１４のオン信号Ｓ１４が検出されるので、制御手段
５ｂは再び入口ゲートの一方の扉部材８を反開き状態に
する。すると次の牛が扉部材８，９を押し開けて秤量台
１に上がるので、近接センサ１１のオン信号Ｓ１１が検
出され、上述したと同様にして有効データ区間Ｔ２が求
められ、その間の平均値から牛の重量が算出される。こ
のような処理を繰り返すことにより、複数の牛の連続計
量を自動的に行うことができる。

【００２７】図１１は、先の牛がまだ秤量台１上に居る
うちに後の牛が秤量台１に上がってきた場合を示してい
る。入口ゲートが閉成状態にあるにもかかわらず後の牛
が無理やり入口ゲートを通過すればかかる状況が発生す
る。この状況は、入力ゲートの近接センサ１１のオン信
号Ｓ１１及び出力ゲートの近接センサ１４のオン信号Ｓ
１４の順番から検出することができる。即ち、正常な場
合は図１０に示すように信号Ｓ１１と信号Ｓ１４とが交
互に検出されるが、上記異常の場合は図１１に示すよう
に、信号Ｓ１１が連続する。つまり、信号Ｓ１４が検出
される前に次の信号Ｓ１１が検出される。

【００２８】制御手段５ｂは、信号Ｓ１１及び信号Ｓ１
４を一時的に記憶しておき、上記の異常状態を判断す
る。そして、図１１における信号Ｓ１１から信号Ｓ１４
までの期間は、２頭の牛が秤量台１上に居ることになる
ので、この区間のデータを無視する。即ち、極大値や有
効データ区間の抽出、平均値演算等の処理を行わない。
そして、最初の信号Ｓ１４が検出されれば、先の牛は秤
量台１から下り後の牛のみが秤量台１上に居ることにな
るので、上記重量演算を行ない後の牛の重量を算出す
る。

【００２９】図１１のように、先の牛が秤量台１を下り
てから後の牛が下りるまでに、３個以上の極大値を抽出
できた場合は問題ないが、先の牛が秤量台１を下りてす
ぐ後に後の牛が下りた場合は、３個以上の極大値が検出
できず、従って有効データ区間Ｔ２を求めることができ
ないので、後の牛の重量を算出できないことになる。か
かる状況を回避するには、後の牛が秤量台１から下りる
までの時間を稼ぐ必要がある。

【００３０】制御手段５ｂは、かかる場合に対処すべく
前述の出口ゲート扉部材１３の復帰力変更手段ＣＭを操
作して復帰力を増加させ、扉部材１３の復帰速度を速め
る。つまり、通常は、扉部材１３の揺動機構や復帰力変
更手段ＣＭの機械的負荷があまり大きくならない程度に
復帰力が設定されるが、秤量台１に牛が２頭居る状態を
検出するに伴って、復帰力変更手段ＣＭを操作して復帰
力を増加させる。これにより、先の牛が出口ゲート扉部
材１３を押し開けて秤量台１から下りたときに扉部材１
３が閉成位置に復帰する速度が速くなり、復帰位置に落
ち着くまで比較的速い減衰揺動が発生するので、後の牛
が早く秤量台１から下りるのを抑止することができる。
尚、後の牛が秤量台１から下りるに伴って、復帰力変更
手段ＣＭを操作して元の復帰力に戻すことになる。

【００３１】〔別実施例〕制御手段が、秤量台上に牛が
１頭のみ居るか２頭（以上）居るかを判別する方法は上
記実施例のように入口ゲート及び出口ゲートの通過検出
信号から判別する方法に限らず、荷重データの変化から
判別する方法もある。例えば、図１１に示したように、
Ｔ１期間に続くほぼ同レベルの極大値から、急激に大き
なレベルの極大値に変化したことを検出すれば、秤量台
上の牛に加えて後の牛が秤量台に上がって来たと判断で
きる。又、ゲートの通過検出信号と荷重データの変化と
の両方から判断してもよい。その他、固体番号の自動入
力のためのループアンテナ６とトランスポンダＴとの通
信可能な距離が比較的短いことを利用して秤量台上の牛
の位置を検出してその情報を上記判断のために用いるこ
とも考えられる。

【００３２】本発明は、牛の動態計量装置に限らず、
馬、豚等の歩行動物の動態計量装置にも適用できる。
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
成に限定されるものではない。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】牛の動態計量装置の概略構成を示す平面図

【図２】動態計量装置の概略構成を示す側面図

【図３】入口ゲートの正面図

【図４】入口ゲートの平面図

【図５】出口ゲートの正面図

【図６】出口ゲートの平面図

【図７】出口ゲート扉の復帰力変更手段の側面図

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図

【図９】制御ブロック図

【図１０】歩行動物が秤量台に１頭のみ居るときの荷重
値等の変化の一例を示すグラフ

【図１１】歩行動物が秤量台に２頭居るときの荷重値等
の変化の一例を示すグラフ

【符号の説明】

１秤量台５ｂ制御手段１１，１４検出手段１３扉部材ＣＭ復帰力変更手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】歩行動物が秤量台（１）を歩行通過した
ときに得られる荷重データに基づいてその歩行動物の重
量を算出する動態計量装置において、前記秤量台（１）
の出口付近に揺動開閉自在に設けられた扉部材（１３）
が、閉成状態に復帰付勢されている出口ゲートであっ
て、前記扉部材（１３）の復帰付勢力を変更する復帰力変更
手段（ＣＭ）と、前記秤量台（１）上に居る歩行動物が
１頭か２頭以上かを判別し、その判別結果に基づいて前
記復帰力変更手段（ＣＭ）を操作する制御手段（５ｂ）
とが設けられ、前記制御手段（５ｂ）は、秤量台（１）上に居る歩行動
物が２頭以上であるときは１頭であるときより前記扉部
材（１３）の復帰速度を速めるべく前記復帰付勢力を大
きくする方向に前記復帰力変更手段（ＣＭ）を操作する
ように構成されている動態計量装置の出口ゲート。
【請求項２】前記制御手段（５ｂ）は、前記荷重デー
タに基づいて前記秤量台（１）上に居る歩行動物が１頭
か２頭以上かを判別するように構成されている請求項１
記載の動態計量装置の出口ゲート。
【請求項３】前記秤量台（１）の入口及び出口に、歩
行動物の通過を検出するための検出手段（１１，１４）
が設けられ、前記制御手段（５ｂ）は、前記検出手段
（１１，１４）の検出情報に基づいて前記秤量台（１）
上に居る歩行動物が１頭か２頭以上かを判別するように
構成されている請求項１記載の動態計量装置の出口ゲー
ト。