日本農研機構開發出了適合飼養約200頭成豬的中等規模養豬部門的豬欄清洗機器人,操控性優異,體積比其他國家的產品更小。目前有面向育肥豬欄的高功能版和低價格版、以及面向分娩豬欄的共3款產品。經過實地試驗應答,與人工清洗相比,作業時間可減量66~68%。農研機構將進一步提高畫質洗機器人的環境耐性和耐久性,力爭2020年度上市低價格版。
利用高功能版清洗機器人清洗豬欄
其他國家製造的豬欄清洗機器人與高壓清洗機連接,由機器人完成大部分清洗作業,豬欄工人只需做一些剩餘的善後作業即可,有助於大幅減輕勞動負擔和徹底清潔。不過也存在一些課題,比如由於機器人體積較大,需要寬敞的通道,而且在預教授機器人作業步驟時,機械臂的操作方法比較困難,且難以清洗到複雜的位置。
農研機構對此制定的開發目標是:適合佔日本養豬部門很大比例的中等規模豬欄(飼養約200頭成豬)使用、操控性優異、機身價格在600萬日元以下、機身寬度在650mm以下,教授操作簡單。
不同豬欄的内部結構大不相同,比如育肥豬欄相對寬敞簡潔,而分娩豬欄比較狹小,且附帶設備多(圖2)。農研機構認爲利用一種類型的機械臂很難因應,因此開發了具有以下兩種類型(3款)機械臂的清洗機器人。
圖2:豬欄示例(左:育肥豬欄,右:分娩豬欄)
【育肥豬欄用清洗機器人】
高功能版是在全向行程的覆帶車式托架上配備最長3.6m的伸縮式機械臂,搭載可利用測距感測器沿着隔柵行駛的自律行駛系統,能使用平板電腦無線操控(圖3)。透過實地試驗應答,與所有作業均由人工完成相比,能將作業時間削減68%。另外,還開發了用便攜終端機應答清洗機器人的工作情況,發生錯誤時能收到提醒郵件的管理系統。
圖3:新開發的育肥豬欄用清洗機器人(高功能版)
低價格版採用以1臺電機行駛的車輪式托架和基於調整輪的直行方式,在降低成本的同時還提高了操作性(圖4)。
圖4:育肥豬欄用清洗機器人(低價格版)
【分娩豬欄用清洗機器人】
利用能執行複雜動作的6軸機械臂的優點,透過配備可以直接抓住機械臂進行教學的功能(直接教學),實施了在結構複雜的分娩豬欄的應用(圖5)。
圖5:新開發的分娩豬欄用清洗機器人
清洗後對豬欄内的地板和牆壁上殘留的菌數量進行分析應答,對照區(人工清洗)與機器人清洗區(機器人清洗、人工善後)沒有差別。清洗效果因豬欄的污濁程度和教授操作而異,針對不同的污濁程度要進行不同的教授操作。
文 JST客觀日本編輯部