NL1033589C2 - Samenstel van een melkrobot met een melkrobotvoerplaats, en inrichting voor het grijpen en verplaatsen van materiaal. - Google Patents

Description

SAMENSTEL VAN EEN MELKROBOT MET EEN MELKROBOTVOERPLAATS, EN INRICHTING VOOR HET GRIJPEN EN VERPLAATSEN VAN MATERIAAL

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het grijpen en 5 verplaatsen van materiaal, zoals bijvoorbeeld ruwvoer en/of krachtvoer voor dieren.

Een samenstel van een dergelijke inrichting met een voerplaats is bekend uit de niet-voorgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage NL-1030090.

De uitvinding heeft het doel een nauwkeurige en flexibel inzetbare inrichting van de genoemde soort te verschaffen.

10 Hiertoe bevat een inrichting van de boven beschreven soort volgens de uitvinding de maatregelen van conclusie 1. Met behulp van de sensor kan zeer nauwkeurig de afstand tot een voorwerp worden bepaald, zoals tot in een voerplaats aanwezig materiaal zoals voer. Dat kan dan bijvoorbeeld zeer nauwkeurig worden gegrepen met de grijper.

15 De uitvinding heeft ook betrekking op een samenstel van een dergelijke inrichting met voerplaats, zoals met voordeel een melkrobot met een melkrobotvoerplaats, zoals een melkrobotvoederbak. Dit is in de praktijk een nuttige, economische combinatie. De voerplaats, bijvoorbeeld een voergang, kan afzonderlijk van de melkrobot zijn geplaatst, waarbij de besturingsmiddelen 20 geschikt zijn voor het naar de voerplaats verplaatsen van de grijper en voor het besturen van de grijper voor het aan de voerplaats afgeven van het materiaal.

Specifieke voordelige kenmerken en eigenschappen van de sensor zullen verderop worden beschreven, hoewel hier wordt benadrukt dat het feit dat voor meerdere ontvangers tegelijk een afstand kan worden gemeten veel 25 voordelen verschaft bij het vormen van bijvoorbeeld een ruimtelijk beeld van de omgeving. Hieronder worden eerst enkele bijzondere uitvoeringsvormen en toepassingen beschreven.

Met voordeel is de inrichting en/of de voerplaats, en met meer voordeel de melkrobotvoerplaats, voorzien van inhoudbepalende middelen voor 30 het bepalen van het gewicht en/of het volume van het, bijvoorbeeld in de melkrobotvoerplaats, aanwezige materiaal en voor het aan de besturingsmiddelen afgeven van een hoeveelheids- respectievelijk gewichtssignaal. Hierdoor is het mogelijk materiaal nauwkeurig gedoseerd bijv. aan de melkrobotvoerplaats af te geven.

1 033589 2

Bij voorkeur is de inrichting en/of het samenstel voorzien van een reinigingsinrichting voor het reinigen van de grijper. Hierdoor kan de hygiëne van het samenstel worden verbeterd, bijv. om vervuiling door veelvuldig gebruik tegen te gaan.

5 Een automatische reiniging kan worden verkregen wanneer in een uitvoering van een samenstel volgens de uitvinding de grijper door de besturingsmiddelen naar de reinigingsinrichting toe bestuurbaar is, waarbij de reinigingsinrichting automatisch door de besturingsmiddelen wordt geactiveerd wanneer de grijper bij de reinigingsinrichting aanwezig is.

10 Hoewel de grijper reeds gemengd materiaal kan grijpen en verplaatsen, kan materiaal naar keuze worden gemengd in een uitvoering van de inrichting en/of het samenstel volgens de uitvinding, voorzien van een stationaire menginrichting voor het mengen van materiaal, waarbij de besturingsmiddelen geschikt zijn voor het naar de menginrichting verplaatsen van de grijper en voor 15 het besturen van de grijper voor het aan de menginrichting afgeven van het materiaal, en waarbij de besturingsmiddelen geschikt zijn voor besturen van de grijper voor het grijpen van door de menginrichting gemengd materiaal en voor het verplaatsen van het gemengde materiaal naar een voerplaats. Bij voorkeur omvat de menginrichting een zelflegende, roteerbare trommel.

20 Wanneer een voerplaats meerdere voederbakken omvat, kan elke voederbak gevuld worden met een eigen soort materiaal, bijvoorbeeld krachtvoer respectievelijk ruwvoeder.

Een voorkeursuitvoering van de inrichting of het samenstel volgens de uitvinding is voorzien van een beeldscherm, en de grijper is dan voorzien van 25 een camera voor het opnemen van beelden, waarbij de opgenomen beelden op het beeldscherm weergeefbaar zijn. Hierdoor is het mogelijk de stal of het gebied waarbinnen de grijper kan worden verplaatst te inspecteren. De beelden kunnen door een boer worden bekeken of automatisch worden geanalyseerd, waar bij afwijkingen de boer kan worden gealarmeerd. De camera omvat met voordeel de 30 sensor.

In het bijzonder zijn de sensor en/of de sensorbeeldverwerkingsmiddelen ingericht om het beeld te verwerken als een grijswaardenbeeld. Op deze wijze kan aanvullende informatie worden verkregen \ 3 voor het beoordelen en herkennen van voorwerpen, bijvoorbeeld door verschillen in reflectie.

In het bijzonder wanneer de inrichting of het samenstel is voorzien van een melkrobot voor het automatisch aansluiten van een melkbeker op een 5 speen van een dier, kan hierdoor worden bepaald hoeveel dieren binnen een bepaalde tijd van de melkrobot gebruik zullen gaan maken. Bepalen van de afgegeven of nog aanwezige hoeveelheid voer kan hierbij van belang zijn.

In een voorkeursuitvoering van de inrichting of het samenstel volgens de uitvinding is de camera voorzien van een microfoon voor het opnemen 10 van geluiden, en is het beeldscherm voorzien van een luidspreker voor het weergeven van de opgenomen geluiden.

Teneinde te voorkomen dat tijdens het transport of het heffen van de grijper ongewenst materiaaldelen van de grijper vallen omvat in een uitvoering van de inrichting of het samenstel volgens de uitvinding de inrichting 15 besturingsmiddelen met een bedieningselement waarmee, nadat het materiaal met de grijper is gegrepen, een opvangelement vanuit een inactieve stand in een verdere stand brengbaar is waarin het opvangelement in staat is materiaal op te vangen dat door de grijper ongewenst wordt verloren. Volgens een nader kenmerk van de uitvinding is, nadat met het bedieningselement het opvangelement in de 20 verdere stand is gebracht het opvangelement van de opvanginrichting op afstand van de onderzijde van de grijper gelegen. Het opvangelement fungeert aldus als een passief element tijdens het grijpen van het materiaal en als een actief opvangelement na het grijpen van het materiaal. Volgens weer een ander kenmerk van de uitvinding is het opvangelement naast de grijper opgesteld nadat 25 met het bedieningselement het opvangelement in de inactieve stand is gebracht. Op deze wijze ondervindt de grijper geen hinder van het opvangelement tijdens het grijpen van het materiaal. Volgens een nader uitvoeringsvoorbeeld overeenkomstig de uitvinding is het opvangelement op gelijke hoogte met, of boven de onderzijde van de grijper gelegen, nadat met het bedieningselement het 30 opvangelement in de inactieve stand is gebracht. In een voorkeursuitvoering overeenkomstig de uitvinding is het opvangelement in de inactieve stand op een hoger niveau gelegen dan de bovenzijde van de grijper. Om het op een eenvoudige wijze mogelijk te maken dat het door het opvangelement opgevangen materiaal het opvangelement weer kan verlaten tijdens het legen van de grijper is

N

4 bij voorkeur aan één zijde van het opvangelement een opening aangebracht waarlangs het opgevangen materiaal het opvangelement kan verlaten. Teneinde het te grijpen materiaal zo uniform mogelijk van de opslagplaats te grijpen en/of zo uniform mogelijk weer op de bestemde plaats te storten omvat de inrichting een 5 middel met behulp waarvan de verdeling en/of de hoogte en/of het hoogteverschil van het te grijpen en/of reeds gestorte materiaal wordt bepaald. Het middel is bijvoorbeeld een voeler. Met voordeel omvat dit middel de sensor. Aldus is snel een nauwkeurig 3D beeld te verkrijgen.

Met voordeel omvat de inrichting en/of het samenstel vooraf 10 bepaalde informatie omtrent de hoogteverdeling en /of het volume van het materiaal, alsmede een vergelijker die is ingericht om het met de sensor verkregen beeld te vergelijken met de vooraf bepaalde informatie. Aldus kan bijvoorbeeld worden bepaald of er materiaal is verwijderd of toegevoegd. Bijvoorbeeld kan een afgenomen volume duiden op vraat door ongedierte of diefstal, en kan 15 toegenomen volume duiden op een onverwacht object in of op het materiaal, zoals een persoon of een vergeten voorwerp. Bij een dergelijk geval kan een alarmsignaal worden gegeven met een daartoe verschafte alarmeringsinrichting. Dit verhoogt de veiligheid.

Volgens een voordelig kenmerk van de uitvinding is de sensor op de 20 inrichting aangebracht en/of het samenstel aangebracht, zoals naast het te grijpen materiaal en/of op de plaats waar het materiaal wordt gestort. Volgens een nader kenmerk van de uitvinding worden de besturingsmiddelen automatisch aangestuurd met de door de voornoemde sensor afgegeven signalen. Op deze wijze kan de inrichting geheel autonoom, zonder toezicht van een 25 bedieningspersoon werken. Volgens een nader kenmerk van de uitvinding vindt de aansturing zodanig plaats dat, indien er een hoogteverschil is bij het te grijpen materiaal steeds eerst het materiaal wordt gegrepen dat op het hoogste of nagenoeg het hoogste niveau is gelegen en/of het materiaal wordt gestort op die plaats waar het niveau het laagste of nagenoeg het laagste is. Teneinde het te 30 grijpen materiaal in hoogterichting te kunnen verplaatsen is de grijper volgens een nader kenmerk van de uitvinding verbonden met een harmonicascharnierarmconstructie. Volgens weer een ander kenmerk van de uitvinding is de grijper bevestigd op een verplaatsbare ophangconstructie. Bij voorkeur is de andere zijde van de harmonicascharnierarmconstructie verbonden Λ 5 met de ophanginrichting voor de grijper. Volgens weer een ander kenmerk van de uitvinding kan het materiaal worden verplaatst langs een rail waarlangs de ophanginrichting verplaatsbaar is. Volgens weer een ander uitvoeringsvoorbeeld is de inrichting aangebracht op een autonoom voertuig. Het laatste 5 uitvoeringsvoorbeeld heeft als voordeel dat het materiaal langs een willekeurig te bepalen weg kan worden verplaatst. In een voorkeursuitvoering overeenkomstig de uitvinding is de opvanginrichting, bij voorkeur om een horizontale scharnieras, draaibaar aan de ophanginrichting aangebracht. Volgens een verder kenmerk van de uitvinding omvat de inrichting een voerzuil met een of meer voertroggen met 10 een stortbak voor het storten van het door de grijper gegrepen materiaal. De voerzuil is volgens een nader kenmerk van de uitvinding voorzien van een doseringsmechanisme voor het vanuit de stortbak doseren van het materiaal naar de voertrog of voertroggen. Volgens weer een ander kenmerk van de uitvinding is de inrichting voorzien van inhoudbepalende middelen voor het bepalen van het 15 gewicht en/of het volume van het aanwezige materiaal. Volgens weer een ander kenmerk van de uitvinding omvat de inrichting een alarmeringsinrichting en/of een onderbrekingsinrichting die een signaal afgeeft indien er onvoldoende, d.w.z. geen en/of nauwelijks, materiaal is om te worden gegrepen door de grijper. Op deze wijze is het mogelijk dat de inrichting tijdelijk buiten werking wordt gesteld en/of dat 20 een bedieningspersoon er op wordt geattendeerd dat er geen materiaal meer aanwezig is om te worden opgepakt door de inrichting. Volgens weer een ander kenmerk van de uitvinding omvat de inrichting middelen met behulp waarvan de hoeveelheid gegrepen en/of gestort materiaal wordt bepaald. De middelen omvatten bijvoorbeeld weegmiddelen, en met voordeel de sensor die een 25 nauwkeurig 3D beeld kan vormen, op basis waarvan het volume en dus het gewicht kan worden bepaald.

Volgens een verder kenmerk van de uitvinding omvat de inrichting of het samenstel materiaalbepalingsmiddelen, zoals bijvoorbeeld een camera met beeldanalyseapparatuur en/of een geursensor, met behulp waarvan wordt bepaald 30 welk soort materiaal er ligt om te worden gegrepen en/of welk materiaal er is gegrepen. Met behulp van materiaalbepalingsmiddelen is het aldus mogelijk om, indien er verschillende soorten materiaal aanwezig zijn om te worden gegrepen, een keuze te maken uit de materiaalsoorten. Volgens weer een ander facet van de uitvinding omvat de inrichting materiaalkwaliteitsbepalende middelen, zoals \ 6 bijvoorbeeld een geursensor en/of een kleursensor met behulp waarvan de kwaliteit van het gegrepen en/of te grijpen materiaal wordt bepaald. Met deze materiaalkwaliteitsbepalende middelen is het aldus mogelijk onderscheid te maken tussen materiaal van mindere kwaliteit of zelfs materiaal dat helemaal niet meer 5 geschikt is om te worden gegrepen en te worden verplaatst.

Volgens een voordelig facet van de uitvinding is de inrichting of het samenstel voorzien van beveiligingsmiddelen die personen en/of dieren beschermen tegen ongewenst in aanraking komen met en/of gewond raken door de in bedrijf zijnde inrichting. Volgens een nader kenmerk van de uitvinding 10 omvatten de beveiligingsmiddelen een beschermbeugel, en zijn bij voorkeur voorzien van een middel dat een signaal afgeeft wanneer een persoon en/of dier wordt gedetecteerd of hiermede in aanraking komt. Volgens weer een ander kenmerk van de uitvinding worden de besturingsmiddelen van de inrichting met het signaal aangestuurd. In een voorkeursuitvoering overeenkomstig de uitvinding 15 omvat het middel een ultrasoon sensor of een infrarood-sensor of een camera.

De beveiligingsmiddelen omvatten met voordeel de sensor, d.w.z. de 3D sensor. Deze kan immers uit het 3D beeld, desgewenst met beeldherkenning, bijzonderheden in het waargenomen beeld vaststellen, zoals een dier, persoon of voorwerp dat daar niet hoort (bijv. in een voorraadhouder). Alsdan kan een signaal 20 worden afgegeven dat bijvoorbeeld de grijper deactiveert, totdat de bijzonderheid is verdwenen. Aldus kunnen verwondingen, maar ook ongewenste beschadigingen aan de grijper of dergelijke, alsmede verontreiniging van het te grijpen materiaal zoals voer worden voorkomen.

Voor het eenvoudig inspecteren van de voerplaats, een stal enz. is 25 de inrichting of het samenstel met voordeel voorzien van een vergelijker voor het vergelijken van de opgenomen beelden met referentiebeelden en voor het afgeven van een vergelijkingssignaal. Een referentiebeeld kan bijvoorbeeld een beeld van een lege voerplaats of lege melkrobot zijn. Verschillen tussen het opgenomen beeld en een dergelijk referentiebeeld kunnen duiden op de aanwezigheid van 30 ongewenste zaken, dieren of personen, waarop een alarmsignaal kan worden afgegeven, en desgewenst de grijper of dergelijke kan worden gedeactiveerd. Met veel voordeel is een referentiebeeld een beeld van een voorraadhouder met materiaal, in het bijzonder voer.

7

Met name is de 3D sensor ingericht om een hoogtebeeld en met voordeel zelfs een totaal volume bij dat beeld te bepalen. Aldus kan eenvoudig worden vastgesteld of dat volume is toegenomen, hetgeen erop duidt dat zich een ongewenst voorwerp of dergelijke in of op het materiaal bevindt, of dat er, 5 bijvoorbeeld bij onverwachte volumeafname, ongewenst wordt gevreten of dergelijke.

In het bijzonder wanneer de inrichting of het samenstel is voorzien van een alarmsignaalweergeefmiddel voor het met behulp van het vergelijkingssignaal afgeven van een alarmsignaal, kan de boer op afwijkende 10 situaties worden geattendeerd.

Het alarmsignaal kan tevens worden gebruikt om direct, dat is zonder tussenkomst van de boer, een inrichting te sturen. Het is bijzonder voordelig dat, wanneer het vergelijkingssignaal aangeeft dat er weinig dieren bij de melkrobot aanwezig zijn, het alarmsignaal een zodanige inrichting aanstuurt die 15 dieren activeert om naar de melkrobot te gaan. Indien het samenstel ligboxen voor dieren omvat, is het voordelig wanneer de vergelijker geschikt is voor het afgeven van een vergelijkingssignaal indicatief of een ligbox al dan niet bezet is, en dat het alarmsignaal een wekinrichting voor het wekken van dieren die in de ligboxen slapen omvat. Dieren kunnen actief uit de ligboxen worden gedreven wanneer het 20 samenstel een uitdrijfmiddel voor het met behulp van het alarmsignaal uit de ligboxen drijven van dieren omvat. Het is verder voordelig wanneer de inrichting of het samenstel een opdrijfmiddel voor het naar de melkrobot drijven van dieren omvat. Bij voorkeur is het opdrijfmiddel met de grijper geïntegreerd.

25 Het is in sommige gevallen moeilijk of zelfs onmogelijk om een rail aan te brengen waaraan de ophangconstructie verplaatsbaar kan worden bevestigd. Om ook in deze gevallen van de grijper gebruik te kunnen maken is in een uitvoering van de inrichting of het samenstel volgens de uitvinding de rail voorzien van een uiteinde, zijn de besturingsmiddelen geschikt voor het besturen 30 van het autonome voertuig, is het autonome voertuig voorzien van een raildeel waarlangs de ophanginrichting verplaatsbaar is, en sturen de besturingsmiddelen het autonome voertuig en de ophanginrichting zodanig dat de ophanginrichting van het uiteinde van de rail naar het raildeel verplaatsbaar is. Hierdoor wordt de grijper automatisch van de rail naar het autonome voertuig overgebracht.

8

Met de sensor kan zoals aangegeven zeer nauwkeurig een afstand tot een voorwerp worden bepaald. Nauwkeuriger gezegd berekenen de sensorbeeldverwerkingsmiddelen de afstand van de ontvanger tot het op die ontvanger afgebeelde deel van het waarnemingsgebied. Voor het gemak zal er 5 hier verder worden gesproken van de afstand van de ontvanger tot een voorwerp in dat waarnemingsgebied. Dat voorwerp betreft dan met voordeel een voerplaats, voermateriaal enzovoort.

Door een dergelijke matrix van ontvangers te gebruiken en door, zoals hier met behulp van de faseverschuiving van het uitgezonden licht, voor 10 deze ontvangers een afstand te bepalen, kan per waarneming een volledig ruimtelijk beeld worden verkregen. Dit ruimtelijke beeld wordt in feite in één keer opgebouwd, in plaats van door te scannen. Een en ander zal hierna nader worden toegelicht.

In een uitvoeringsvorm zijn de sensorbeeldverwerkingsmiddelen 15 ingericht voor het vormen van een driedimensionaal beeld van het waarnemingsgebied, in het bijzonder van een voorwerp daarin. In beginsel kan worden volstaan met de reeks gemeten afstanden, doch het kan voordelig zijn om ook een driedimensionaal beeld te vervaardigen, bijvoorbeeld voor visuele controle. Daarbij wordt het gevormde beeld overgebracht naar een beeldscherm of 20 dergelijke. De afstand kan daarbij bijvoorbeeld met valse kleuren worden weergegeven, of het beeld kan worden geroteerd, enzovoort.

Hier wordt opgemerkt dat de optiek, d.w.z. de lens of lenzen, een optisch systeem is dat een afbeelding van het waarnemingsgebied op de ontvangers werpt, en het bepaalt uit welke richting er wordt gemeten. Er kan voor 25 een brede of smalle beeldhoek van het waarnemingsgebied worden gekozen. Met voordeel omvat de optiek een instelbare optiek, waarmee de beeldhoek kan worden gekozen, zoals een zoomoptiek.

In het bijzonder zijn de sensorbeeldverwerkingsmiddelen ingericht om herhaaldelijk een beeld van het waarnemingsgebied, in het bijzonder een 30 voorwerp daarin, te bepalen. Hoewel het in beginsel voldoende is om éénmalig een al dan niet driedimensionaal beeld -te bepalen, om daarmee de verdere besturing uit te voeren, is het voordelig om de bepaling meerdere malen (achtereenvolgens) uit te voeren. Aldus is het mogelijk om veranderde 9 omstandigheden te verdisconteren, en dan met name bewegingen van een aanwezig dier of dergelijke.

Hieronder zal kort nader worden ingegaan op een sensor van het voertuig volgens de uitvinding. De stralingsbron zendt elektromagnetische straling 5 uit. Bij voorkeur wordt hiervoor licht gebruikt, met meer voorkeur infrarode straling, met meer voorkeur nabij-infrarode (NIR) straling. Hiervoor kunnen namelijk geschikte LED's worden gebruikt die heel eenvoudig zijn aan te sturen met een elektrisch bestuurbare voedingsstroom, en die bovendien zeer compact en efficiënt zijn en een lange levensduur hebben. Niettemin zouden ook andere 10 stralingsbronnen kunnen worden gebruikt. (Nabij)lnfrarode straling heeft als voordeel dat de straling niet hinderlijk is voor eventueel aanwezige dieren.

De straling is gemoduleerd volgens een modulatiefrequentie, die uiteraard verschilt van, en veel kleiner is dan, de frequentie van de elektromagnetische straling zelf. Het bijvoorbeeld infrarode licht is hier een drager 15 voor het modulatiesignaal. De modulatie helpt om het faseverschil van uitgezonden en gereflecteerde straling te bepalen. Bij voorkeur is de modulatie amplitudemodulatie.

Met behulp van de uitgezonden straling wordt de afstand bepaald door een faseverschuiving van het modulatiesignaal te meten, door de fase van 20 gereflecteerde straling te vergelijken met de fase van referentiestraling. Voor deze laatste wordt meestal de uitgezonden straling (vrijwel) direct doorgegeven aan de ontvanger, in elk geval met een bekende afstand tussen bron en ontvanger, zodat uit het gemeten faseverschil de ware afstand eenvoudig kan worden bepaald, en wel door 25 Afstand = 1/2 x golflengte x (faseverschil/2 pi), waarbij de golflengte die van het modulatiesignaal is. Merk op dat hier geen rekening wordt gehouden met eenduidigheid van de afstandsbepaling, aangezien een faseverschil vanwege de periodiciteit kan horen bij een afstand A, maar ook bij A + n x (golflengte/2). Om die reden kan het zin hebben om de golflengte van 30 de amplitudemodulatie zodanig te kiezen dat de in de praktijk voorkomende afstanden wèl eenduidig zijn bepaald.

Bij voorkeur ligt een golflengte van de amplitudemodulatie van het uitgezonden licht tussen 1 mm en 20 m. Hiermee kunnen afstanden eenduidig worden bepaald tot een maximumafstand van 0,5 mm tot 10 m. Hierbij hoort een 10 modulatiefrequentie van 300 MHz tot 15 kHz, die eenvoudig zijn te realiseren in elektrische circuits voor het aansturen van LED's. Opgemerkt wordt dat in de praktijk vaak een deelbereik wordt gekozen, zoals tussen afstanden tussen 0,5 mm en 5 m, voor een hogere nauwkeurigheid vanwege een anders te zwak 5 signaal. Ook is het, indien gewenst, mogelijk om nog kleinere of grotere golflengtes te kiezen. Bijvoorbeeld is het voordelig om de golflengte te kiezen in afhankelijkheid van de verwachte te bepalen afstand. Bijvoorbeeld zal die afstand bij beoordelen van te grijpen materiaal vaak liggen tussen 10 en 100 cm, zodat een voorkeursgolflengtebereik ligt tussen 20 en 200 cm, en dus een 10 voorkeursfrequentiebereik tussen 1,5 MHz en 150 kHz.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is een golflengte instelbaar, in het bijzonder omschakelbaar tussen ten minste twee waardes. Dit verschaft de mogelijkheid om bijvoorbeeld eerst een grove meting van de afstand en/of afmeting uit te voeren, met behulp van de grote modulatiegolflengte. Deze 15 verschaft immers een betrouwbare meting over grote afstanden, zij het met een inherent lager oplossend vermogen. Hierbij wordt er gemakshalve vanuit gegaan dat het oplossende vermogen wordt bepaald door de nauwkeurigheid van meten van de fase, die bijvoorbeeld met een nauwkeurigheid van y% kan worden gemeten. Door eerst bij de grote golflengte te meten kan de ruwe afstand worden 20 gemeten. Vervolgens kan bij een kleinere golflengte een preciezere meting worden uitgevoerd, waarbij de eenduidigheid gegeven is door de ruwe meting.

Als voorbeeld, eerst wordt een meting verricht bij een golflengte van 2 m. De nauwkeurigheid van de fasebepaling is 5%. Het gemeten faseverschil bedraagt (0,8 x 2pi) ± 5%. De gemeten afstand bedraagt dan 0,80 ± 0,04 m. De 25 eerstvolgende mogelijkheid zou zijn 1,80 ± 0,04 m, hetgeen echter op basis van de te verwachten afstand kan worden uitgesloten. Vervolgens wordt gemeten met een golflengte van 0,5 m. Het gemeten faseverschil bedraagt 0,12 x 2pi modulo 2pi, en weer met ±5%. Dit betekent dat de afstand 0,12 x 0,25 modulo 0,25 bedraagt, dus 0,03 modulo 0,25 m. Aangezien de afstand bovendien 0,80 ± 0,04 30 moet bedragen, moet de afstand gelijk zijn aan 0,78 m, maar nu met een nauwkeurigheid van 0,01 m. Op deze wijze kan stapsgewijs de nauwkeurigheid worden opgevoerd, en de verschillende modulatiegolflengtes kunnen worden gekozen aan de hand van de nauwkeurigheid van de voorgaande stap.

ψ 11

Met voordeel is de sensor, althans een verschafte sensorbesturing, ingericht voor automatisch aanpassen van de golflengte, of uiteraard de frequentie, aan de bepaalde afstand. Daardoor kan in een volgende stap de afstand en/of afmeting nauwkeuriger worden bepaald.

5 Ook is het voordelig om bijvoorbeeld eerst met een grote golflengte ruw de positie/afstand/afmeting te bepalen, en vervolgens de snelheid te bepalen uit de verandering van positie, die weer wèl eenduidig kan worden bepaald uit de verandering van het faseverschil, en dan bij voorkeur gemeten met een kleinere golflengte.

10 In een voorkeursuitvoeringsvorm zendt de stralingsbron straling gepulst uit, bij voorkeur met een pulsfrequentie tussen 1 en 100 Hz. De pulslengte bedraagt hierbij bij voorkeur maximaal het 1/2e deel, met meer voorkeur 1/n-de deel van een pulsperiode. Dit verschaft stralingloze pauzes tussen de pulsen, die voor andere doelen kunnen worden gebruikt, zoals transmissie van gegevens. 15 Daartoe zou dan bijvoorbeeld dezelfde stralingsbron kunnen worden gebruikt, maar dan met een ander zenderprotocol, waarbij echter niettemin geen meting door de sensor wordt gesuggereerd of verstoord. Bovendien is het mogelijk om in de pauzes een andere stralingsbron en/of sensor te bedienen, waarbij eveneens geen onderlinge verstoring optreedt.

20 Bij voorkeur heeft de stralingsbron een instelbare lichtsterkte en/of een instelbare uitstraalhoek, en/of heeft de sensor een instelbare bemonsteringstijd. Dit verschaft de ' mogelijkheid om de uitgezonden stralingssterkte of de uitgezonden of juist opgevangen hoeveelheid stralingsenergie aan te passen aan de belichtingsomstandigheden, hetgeen 25 energiebesparing kan opleveren. Ingeval van een korte afstand en een sterk reflecterend vermogen is er bijvoorbeeld minder straling nodig dan ingeval van een grote afstand en een betrekkelijk sterk absorberend vermogen, van bijvoorbeeld donker voer of dergelijke. Ook kan de uitstraalhoek worden aangepast aan de beeldhoek van de sensor, omdat de uitstraalbeeldhoek niet 30 groter hoeft te zijn dan die beeldhoek. Zo kan het gunstig zijn om bij navigeren door een ruimte een grote uitstraalhoek te kiezen, zoals bijvoorbeeld tussen 80 en 180°, omdat de daarbij gebruikte beeldhoek ook vaak groot zal zijn. Daarentegen kan bij 'navigeren' op een deel van een voerbak of dergelijke, de uitstraalhoek ook kleiner worden gekozen, zoals bijvoorbeeld tussen 30 en 60°. Uiteraard zijn * 12 andere uitstraalhoeken ook mogelijk. En ook kan de bemonsteringstijd van de sensor bijvoorbeeld worden verlengd ingeval van een laag signaal, door geringer reflectie of dergelijke, zoals van bijvoorbeeld 8 ms naar 16 ms.

In een bijzondere uitvoeringsvorm is de ontvangstinrichting, en met 5 voordeel ook de stralingsbron, draaibaar en/of uitschuifbaar opgesteld. Dit verschaft het voordeel dat voor doelmatig navigeren niet de hele inrichting of het samenstel hoeft te worden gedraaid, wat vaak niet eens mogelijk is, maar slechts de ontvangstinrichting en eventueel ook de stralingsbron. Het kijkt dan als het ware 'om zich heen'. Dit is met name gunstig als de beeldhoek, en eventueel ook 10 de uitstraalhoek, betrekkelijk klein is om zodoende een betrekkelijk groot oplossend vermogen te waarborgen. Niettemin is het uiteraard ook mogelijk om de ontvangstinrichting en de stralingsbron star op te stellen, voor een zo groot mogelijke constructionele eenvoud. Ook kan aldus de mogelijkheid zijn verschaft dat de sensor in voorkomende gevallen wordt uitgeschoven, om een gunstiger 15 uitkijkpositie te verkrijgen, en weer ingeschoven kan worden indien de sensor niet nodig is. In deze ingeschoven positie is de sensor beter beschermd.

In een speciale uitvoeringsvorm omvat de sensor ontvangers in zodanige posities dat de sensor een waarnemingsgebied heeft met een beeldhoek van tenminste 180°, bij voorkeur van nagenoeg 360°. Hierbij is het mogelijk om 20 hetzij een enkele ultragroothoeklens ('fisheye') te gebruiken om het beeld te werpen op de sensor, maar ook is het mogelijk om een sensor met meerdere (beeld)vlakken, en bijbehorend lenzen, te gebruiken, of met andere woorden een sensor met meerdere deelsensoren, die elk meerdere rijen en kolommen van ontvangers omvatten. Het voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat deze in één 25 keer het volledige voorwaartse gezichtsveld om in een richting te bewegen kan overzien, tot zelfs een volledig rondom-beeld kan waarnemen. Het is duidelijk dat dit bijvoorbeeld voor navigeren en geleiden bijzonder gunstig is.

In een bijzondere uitvoeringsvorm is een beeldhoek van het waarnemingsgebied van de sensor instelbaar. Bijvoorbeeld kan dan de beeldhoek 30 worden gekozen in overeenstemming met het waamemingsdoel of -gebied. Ook kan het gunstig zijn om storende stralende voorwerpen, d.w.z. hete voorwerpen zoals gloeilampen, uit het waarnemingsgebied te weren door de beeldhoek gunstig te kiezen. Daartoe kan bijvoorbeeld een objectief met veranderlijke brandpuntsafstand ('zoomlens') voor de sensor worden aangebracht. Ook is het 13 mogelijk om slechts een beperkt gebied van de ontvangers van de sensor te selecteren. Dit is vergelijkbaar met een digitale zoomfunctie.

Met voordeel is tenminste een deel van de sensor, in het bijzonder een stralingsbron en/of de ontvangstinrichting, verend opgehangen aan het gestel.

5 Een voordeel hiervan is dat bijvoorbeeld bij gebruik in de buurt van een dier, zoals een koe, dit dier zich minder snel bezeert aan de sensor, die uit de aard der zaak vaak enigszins uitsteekt, en aldus een risico vormt voor poten en dergelijke. Anderzijds wordt aldus de stralingsbron en/of ontvangstinrichting beter beschermd tegen schokken die worden uitgedeeld door bijvoorbeeld diezelfde poten.

10 In een voordelige uitvoeringsvorm zijn de navigatiemiddelen werkzaam verbonden met de sensor, in het bijzonder met de sensorbeeldverwerkingsmiddelen, en meer in het bijzonder omvatten de navigatiemiddelen de sensor. Zoals hierboven reeds af en toe aangestipt kan de huidige uitvinding niet alleen voor bijvoorbeeld detectie van en geleiding naar een 15 gewenst doel worden toegepast, maar ook bijvoorbeeld om de inrichting of het samenstel als geheel te geleiden naar bijvoorbeeld een oplaadpunt enzovoort. De navigatiemiddelen kunnen dan informatie ontvangen via de sensor, om daardoor een weg te kunnen uitstippelen.

In een bijzondere uitvoeringsvorm is de sensor ingericht om, indien 20 het voorwerp in het waarnemingsgebied meerdere deelvoorwerpen omvat, de meerdere deelvoorwerpen te onderscheiden, d.w.z. meerdere voorwerpen in één beeld te herkennen en verwerken. Bijvoorbeeld kan dat worden onderscheiden doordat er in de groep van punten waarvandaan straling wordt gereflecteerd, sprake is van een afstand die discontinu verandert tussen ten minste een eerste 25 groep punten en een tweede groep punten. In een speciale uitvoeringsvorm zijn de sensorbeeldverwerkings-middelen ingericht voor het bepalen van een onderlinge afstand tussen twee van de meerdere deelvoorwerpen. Dit is bijvoorbeeld van voordeel bij het navigeren, aangezien de sensor of navigatiemiddelen dan kunnen bepalen of het voertuig tussen de twee 30 deelvoorwerpen kan passeren. In een voordelige uitvoeringsvorm zijn de sensorbeeld-verwerkingsmiddelen ingericht om herhaaldelijk uit een beeld van het waarnemingsgebied een positie en/of een onderlinge afstand tot het te verwijderen materiaal te bepalen. Op zich is het voldoende om slechts eenmaal de betreffende positie en/of onderlinge afstand tot dat materiaal te bepalen. Het heeft echter een 14 voordeel om dat herhaald te doen, aangezien het voertuig aldus kan inspelen op bijvoorbeeld onvoorziene veranderingen, zoals een dier dat zich in de baan van de inrichting, zoals de grijper, begeeft. De inrichting of het samenstel volgens deze uitvoeringsvorm kan dan ook zeer doelmatig een eventueel aanwezig dier volgen, 5 zodat bijv. kan worden verdergegaan nadat het dier verdwenen is. In een speciale uitvoeringsvorm zijn de sensorbeeldverwerkingsmiddelen ingericht om uit een verandering van de positie en/of onderlinge afstand de snelheid ten opzichte van een doel of voorwerp in de omgeving te berekenen, en in het bijzonder om, met voordeel op basis van de berekende snelheid, de onderlinge afstand tot het te 10 bereiken doel te minimaliseren, hetgeen een nog doelmatiger navigatie bewerkstelligt. Hierdoor kan bijvoorbeeld de grijper heel geschikt worden geleid naar een voerplaats, voerlaadplaats enzovoort.

In het bijzonder zijn de sensorbeeldverwerkingsmiddelen ingericht voor het herkennen van ten minste één van een voerplaats, een voerlaadplaats, in 15 het bijzonder voer daarin, een dier en een deel van een dier. Dergelijke sensorbeeldverwerkingsmiddelen kunnen bijvoorbeeld zijn gebaseerd op patroonherkenning of dergelijke. Een voerplaats kan hierbij bijvoorbeeld een voerbak (drinkbak) betreffen, of algemener een plek waar het voer dient te worden afgegeven. Een voerlaadplaats kan een grote voorraadhouder of dergelijke 20 betreffen. Indien in de sensorbeeldverwerkingsmiddelen, of uiteraard een daarmee werkzaam gekoppelde besturingsinrichting, dergelijke herkenningsmiddelen zijn ingebouwd is de inrichting zeer goed in staat om doelmatig haar weg te vinden naar een aangegeven doel, zoals een voerplaats van een te voeren dier, of juist daar omheen. Het hoeft geen betoog dat een dergelijke inrichting veel werk kan 25 besparen.

Met veel voordeel zijn de beeldherkenningsmiddelen ingericht voor het bepalen van de hoeveelheid materiaal, zoals de hoeveelheid voer in een voerbak of voerlaadplaats. Door middel van de beeldherkenning, met name 3D, kan betrouwbaar een hoogte en/of volume van het voer worden bepaald, en daarmee 30 ook een eventuele behoefte tot afgeven van voer in die voerbak. Dit geldt zowel voor een voerbak als voor een voerlaadplaats, oftewel voorraad. De besturingsmiddelen zijn met voordeel ingericht voor het afgeven van een signaal, met name een alarm-of bestelsignaal, indien er minder dan een vooraf bepaalde minimumhoeveelheid materiaal, i.c. voer, wordt vastgesteld. Dit vergemakkelijkt voorraadbeheer.

15

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:

Figuur 1 een zijaanzicht toont van een grijper die overeenkomstig de uitvinding is voorzien van een opvanginrichting met een opvangelement voor het 5 opvangen van materiaal dat ongewenst uit de grijper valt;

Figuur 2 de grijper overeenkomstig figuur 1 toont bij het grijpen van het te verplaatsen materiaal,

Figuur 3 de grijper overeenkomstig figuren 1 en 2 toont in samenwerking met een voetzuil die voorzien is van een of meer voertroggen en 10 een stortbak voor het storten van het door de grijper gegrepen materiaal;

Figuur 4 een schematisch zijaanzicht toont van een grijper welke materiaal afgeeft aan een melkrobotvoerplaats;

Figuur 5 een schematisch zijaanzicht toont van een grijper welke materiaal afgeeft aan een menginrichting; 15 Figuur 6 een schematisch zijaanzicht toont van een grijper welke verplaatsbaar is van een rail naar een autonoom voertuig;

Figuur 7 een schematisch zijaanzicht toont van een reinigingsinrichting voor het reinigen van een grijper; en

Figuur 8 is een schematisch zijaanzicht van een sensor van de 20 inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont een zijaanzicht van een grijpinrichting 1 voor het grijpen en verplaatsen van materiaal, zoals bijvoorbeeld ruwvoer voor dieren, welke inrichting is voorzien van een grijper 2 die in het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld is uitgevoerd als een bakgrijper. Het zal echter duidelijk zijn 25 dat in plaats van een bakgrijper het ook mogelijk is andere geschikte grijpelementen, zoals bijvoorbeeld een vorkgrijper, toe te passen; dit laatste is zeer sterk afhankelijk van het te grijpen materiaal. De grijper 2 is door middel van een harmonicascharnierarmconstructie 3 verbonden met een verplaatsbare ophanginrichting 4. De grijpinrichting 1 is verder voorzien van een opvanginrichting 30 5 met een opvangelement 6 voor het opvangen van materiaal dat ongewenst van de grijper 2 valt. De grijpinrichting 1 is verder voorzien van besturingsmiddelen met een bedieningselement 7 met behulp waarvan, nadat het materiaal met de grijper 2 is gegrepen, het opvangelement 6 vanuit een inactieve stand, zoals in figuur 1 is weergegeven, in een verdere stand is te brengen waarin het > 16 opvangelement 6 in staat is materiaal op te vangen dat door de grijper 2 ongewenst wordt verloren. In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld bevindt het opvangelement 6 zich in de verdere stand op afstand van de onderzijde van de grijper 2 die met behulp van de harmonicascharnierarmconstructie 3 is 5 ingetrokken tot aan de verplaatsbare ophanginrichting 4. In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld is het opvangelement 6 uitgevoerd als een opvangbak, die bij voorkeur aan één zijde een opening omvat waarlangs het opgevangen materiaal het opvangelement 6 kan verlaten. Zoals in de figuren 1 - 3 is weergegeven omvat de grijpinrichting 1 een sensor 8, met name de 3D sensor, 10 met behulp waarvan de verdeling en/of de hoogte en/of het hoogteverschil en/of het volume van het te grijpen en/of reeds gestorte materiaal wordt bepaald. De sensor 8 geeft signalen af aan de besturingsmiddelen voor de grijpinrichting 1, een en ander zodanig dat de inrichting geheel automatisch zonder tussenkomst van een bedieningspersoon wordt aangestuurd. Zoals in figuur 2 is weergegeven 15 verplaatst de verplaatsbare ophanginrichting 4 zich langs een rail 9 die boven verschillende voerbakken 10 is opgehangen. In de voerbakken 10 kunnen zich verschillende materiaalsoorten bevinden die met de grijper 2 uit de voerbak 10 worden gegrepen en via de rail 9 naar de in figuur 3 weergegeven voerzuil 11 worden verplaatst. De voerzuil 11 omvat voertroggen 12 waaruit de dieren kunnen 20 eten. De voerzuil 11 is verder voorzien van stortbakken 13 voor het storten van door de grijper 2 gegrepen materiaal. Elk van de stortbakken 13 is voorzien van een doseringsmechanisme met een opvoervijzel 14. Met de opvoervijzel 14 kan materiaal vanuit de stortbakken 13 via een stortkoker 15 in de diverse voertroggen 12 worden gestort. Indien materiaal tijdens het transport van de grijpinrichting 1 25 door de grijper 2 wordt verloren, wordt dit materiaal door het opvangelement 6 opgevangen en wordt dit materiaal door het in de inactieve stand brengen van de opvanginrichtingen 5 als eerste in de stortbak 13 gestort, waarna het overige materiaal door het openen van de grijper 2 vervolgens in de stortbak 13 wordt gestort. Zoals in figuur 1 is weergegeven omvat de grijpinrichting 1 verder 30 beveiligingsmiddelen 16 die personen en/of dieren beschermen tegen ongewenst hard in aanraking komen met de verplaatsbare ophanginrichting 4. De beveiligingsmiddelen 16 zijn zodanig uitgevoerd dat, wanneer een dier en/of een mens in contact komt met de grijpinrichting 1 deze onmiddellijk buiten bedrijf wordt gesteld en eventueel een waarschuwing wordt doorgestuurd naar een 17 toezichthouder. De grijpinrichting 1 is verder voorzien van overigens niet weergegeven weegmiddelen, met behulp waarvan de hoeveelheid gegrepen en/of gestort materiaal wordt bepaald. Zoals in figuur 1 is weergegeven omvat de grijper 2 kwaliteitsbepalende middelen 17, zoals bijvoorbeeld een geursensor en/of een 5 kleursensor, met behulp waarvan de kwaliteit van het gegrepen en/of te grijpen materiaal wordt bepaald. Ook kan 17 een alternatieve positie voor een 3D sensor, volgens de uitvinding, aanduiden. De grijper 2 kan dan ter plekke, dat wil zeggen dichterbij, een beeld opnemen, in dit geval bijvoorbeeld met een beeldveld A.

In figuur 4 is schematisch een samenstel volgens de uitvinding 10 weergegeven waarin de grijper 2 bijvoorbeeld voeder aan een melkrobotvoerplaats, zoals een voederbak 18, afgeeft. Een melkrobot voor het automatisch aansluiten van een melkbeker op een speen van een dier is op zich bekend, en zal voor de eenvoud van beschrijving hier niet nader worden beschreven. Een schematisch weergegeven valgoot 19 zorgt ervoor dat het 15 voeder in de voederbak 18 terechtkomt. De voederbak 18 is voorzien van inhoudbepalende middelen 20 voor het bepalen van het gewicht en/of het volume van het in de voederbak 18 aanwezige materiaal en voor het aan de besturingsmiddelen afgeven van een hoeveelheids- respectievelijk gewichtssignaal. Hierdoor is het mogelijk materiaal nauwkeurig gedoseerd aan de 20 voederbak 18 af te geven. Het zal duidelijk zijn dat er op afstand van de melkrobot afzonderlijke voerplaatsen, zoals bijvoorbeeld een voergang, aanwezig kunnen zijn waarbij de besturingsmiddelen geschikt zijn voor het naar de voerplaats verplaatsen van de grijper en voor het besturen van de grijper voor het aan de voerplaats afgeven van het materiaal. Analoog aan de voederbak 18 kunnen deze 25 afzonderlijke voerplaatsen zijn voorzien van inhoudbepalende middelen voor het bepalen van het gewicht en/of het volume van het in de voerplaats aanwezig materiaal en voor het aan de besturingsmiddelen afgeven van een hoeveelheids-respectievelijk gewichtssignaal. Hierdoor kunnen deze afzonderlijke voerplaatsen kleiner worden uitgevoerd dan de bekende voederplaatsen, die overbemeten zijn 30 om ervoor te zorgen dat voldoende voeder aanwezig is. Volgens de uitvinding kan bij leegraken van de voederbakken een besturingssignaal aan de grijper worden afgegeven voor het bijvullen van de voederplaatsen.

Door veelvuldig gebruik van de grijper kan de grijper 2 vervuild raken. Zoals in figuur 7 is weergegeven is een samenstel volgens de uitvinding φ 18 voorzien van een reinigingsinrichting 21, in het weergegeven voorbeeld een tweetal sproeiers 22 en een borstel 23 bevattende, voor het reinigen van de grijper 2. Een automatische reiniging kan worden verkregen wanneer in een uitvoering van een samenstel volgens de uitvinding de grijper door de besturingsmiddelen 5 naar de reinigingsinrichting toe bestuurbaar is, waarbij de reinigingsinrichting 21 automatisch door de besturingsmiddelen wordt geactiveerd wanneer de grijper 2 bij de reinigingsinrichting 21 aanwezig is, hetgeen op eenvoudige wijze door detectoren te detecteren is.

Hoewel de grijper 2 reeds gemengd materiaal kan grijpen en 10 verplaatsen, kan materiaal naar keuze worden gemengd in een uitvoering van een samenstel volgens de uitvinding waarin het samenstel is voorzien van een stationaire menginrichting 24 voor het mengen van materiaal, waarbij de besturingsmiddelen geschikt zijn voor het naar de menginrichting 24 verplaatsen van de grijper 2 (zie figuur 5 positie A) en voor het besturen van de grijper 2 voor 15 het aan de menginrichting 24 afgeven van het materiaal, en waarbij de besturingsmiddelen geschikt zijn voor besturen van de grijper 2 voor het grijpen van door de menginrichting 24 gemengd materiaal (zoals weergegeven in figuur 5 positie B) en voor het verplaatsen van het gemengde materiaal naar een voerplaats. Bij voorkeur omvat de menginrichting 24 een zelflegende, roteerbare 20 trommel 25. De trommel 25 bevat een bedienbare schuifklep 26 om opname van materiaal en afgifte van gemengd materiaal eenvoudig mogelijk te maken. In het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld wordt gemengd materiaal afgegeven aan een opvangbak 27 met behulp van een geleiding 28.

In een voorkeursuitvoering van een samenstel volgens de uitvinding 25 is het samenstel voorzien van een beeldscherm (niet weergegeven), en is de grijper 2 voorzien van een camera 29 (Figuur 6) voor het opnemen van beelden, waarbij de opgenomen beelden op het beeldscherm weergeefbaar zijn. Hierdoor is het mogelijk de stal of het gebied waarbinnen de grijper 2 kan worden verplaatst te inspecteren. De camera 29 is bij voorkeur een 3D sensor volgens de uitvinding. 30 De beelden kunnen door een boer worden bekeken of automatisch worden geanalyseerd, waar bij afwijkingen de boer kan worden gealarmeerd. In het bijzonder wanneer het samenstel is voorzien van een melkrobot voor het automatisch aansluiten van een melkbeker op een speen van een dier, kan hierdoor worden bepaald hoeveel dieren binnen een bepaalde tijd van de * 19 melkrobot gebruik zullen gaan maken. In een voorkeursuitvoering van een samenstel volgens de uitvinding is de camera voorzien van een microfoon (niet weergegeven) voor het opnemen van geluiden, en is het beeldscherm voorzien van een luidspreker voor het weergeven van de opgenomen geluiden.

5 Voor het eenvoudig inspecteren van de stal is het voordelig wanneer het samenstel is voorzien van een vergelijker voor het vergelijken van de opgenomen beelden met referentiebeelden en voor het afgeven van een vergelijkingssignaal. Bij voorkeur is het samenstel voorzien van een vergelijker voor het vergelijken van de opgenomen geluiden met referentiegeluiden en voor 10 het afgeven van een vergelijkingssignaal. In het bijzonder wanneer het samenstel is voorzien van een alarmsignaalweergeefmiddel voor het met behulp van het vergelijkingssignaal afgeven van een alarmsignaal, kan de boer op afwijkende situaties worden geattendeerd.

Het alarmsignaal kan tevens worden gebruikt om direct, dat is zonder 15 tussenkomst van de boer, een inrichting te sturen. Het is bijzonder voordelig dat, wanneer het vergelijkingssignaal aangeeft dat er weinig dieren bij de melkrobot aanwezig zijn, het alarmsignaal een zodanige inrichting aanstuurt die dieren activeert om naar de melkrobot te gaan. Indien het samenstel ligboxen voor dieren omvat, is het voordelig wanneer de vergelijker geschikt is voor het afgeven van 20 een vergelijkingssignaal indicatief of een ligbox al dan niet bezet is, en dat het alarmsignaal een wekinrichting voor het wekken van dieren die in de ligboxen slapen omvat. Dieren kunnen actief uit de ligboxen worden gedreven wanneer het samenstel een uitdrijfmiddel voor het met behulp van het alarmsignaal uit de ligboxen drijven van dieren omvat. Het is verder voordelig wanneer het samenstel 25 een opdrijfmiddel voor het naar de melkrobot drijven van dieren omvat. Bij voorkeur is het opdrijfmiddel met de grijper geïntegreerd. Het is in sommige gevallen moeilijk of zelfs onmogelijk om een rail aan te brengen waaraan de ophangconstructie verplaatsbaar kan worden bevestigd. Om ook in deze gevallen van de grijper gebruik te kunnen maken is in een uitvoering van een samenstel 30 volgens de uitvinding, zoals is weergegeven in figuur 6, de rail 9 voorzien van een uiteinde 30, zijn de besturingsmiddelen geschikt voor het besturen van een autonoom voertuig 31 met besturings- en navigatiemiddelen 32, is het autonome voertuig 31 voorzien van een raildeel 33 waarlangs een ophanginrichting 34 voor de grijper 2 verplaatsbaar is, en sturen de besturingsmiddelen het autonome 20 voertuig 31 en de ophanginrichting 34 zodanig dat de ophanginrichting 34 van het uiteinde 30 van de rail 9 (zoals weergegeven in figuur 6 positie A) naar het raildeel verplaatsbaar is, zoals weergegeven in figuur 6 positie B. Hierdoor wordt de grijper automatisch van de rail naar het autonome voertuig overgebracht.

5 Figuur 8 toont een schematisch aanzicht van een sensor volgens de uitvinding.

De sensor, zoals onderdeel 8,17 of 29, omvat een behuizing 35 met een lichtbron 36 die licht 37 uitzendt, dat door uittreedoptiek 38 tot een uitgaande bundel 40 wordt gevormd. Een eerste straal 42 daarvan treft een voorwerp 44 10 zoals een hoop materiaal in een voerbak, en wordt teruggekaatst als gereflecteerde bundel 46, die via intreedoptiek 48 wordt afgebeeld op een aantal ontvangers 50-1, 50-2, 50-3,.... De signalen van die ontvangers worden verwerkt door sensorbeeldverwerker 52, die is gekoppeld met sensorbesturing 54. De sensorbesturing 54 is tevens verbonden met de lichtbron 36, die ook een 15 referentiestraal 56 uitzendt naar referentieontvanger 58.

De behuizing 35 is bijvoorbeeld een vocht- en stofdichte behuizing van stootvast kunststof of metaal, die verend of anderszins schokopvangend kan zijn bevestigd op de melkinrichting. De behuizing 35 omvat een voorzijde. Aan de voorzijde is een uittreedoptiek 38 opgenomen, die licht 38 van een of meerdere 20 lichtbronnen 36 vormt tot een gewenste uitgaande bundel 40. De uitgaande bundel hoeft niet breder te zijn dan het gewenste waarnemingsgebied, en komt daar bij voorkeur mee overeen. Daartoe kan de uittreedoptiek 38 met voordeel een instelbare of zelfs een zoomlens zijn.

De lichtbron 36 omvat in dit uitvoeringsvoorbeeld infrarood light 25 emitting diodes (IR LED's), maar kan ook andere kleuren LED's omvatten, of een laserdiode, enzovoort. Opgemerkt wordt dat hier overal 'licht' wordt gebruikt, maar hiervoor kan algemeen 'elektromagnetische straling' worden gelezen. De lichtbron 36 is verbonden met sensorbesturing 54, die bijvoorbeeld een amplitudemodulatiesignaal aanlegt over de aanstuurstroom van de IR-LED's van 30 lichtbron 36, of anderszins zorgdraagt voor een modulatie van het licht 37. Een voorbeeldmodulatiefrequentie is bijvoorbeeld 100 kHz, maar deze kan binnen zeer ruime marges worden gekozen, en zelfs instelbaar zijn. Er kan overigens ook een aparte lichtbronbesturing zijn verschaft, die op zich weer kan zijn verbonden met de sensorbesturing 54, of een algemene besturingsinrichting 16. De lichtsterkte 21 van de lichtbron 36 Kan binnen daarbij behorende grenzen worden ingesteld, door bijvoorbeeld het toegevoerde vermogen op te voeren.

Er kan een niet-weergegeven voeding voor de lichtbron 36, voor de sensor zijn verschaft. Opgemerkt wordt dat noch de voeding, noch enige van de 5 sensorbesturing 54, de later te bespreken éensorbeeldverwerking 52 of zelfs maar de lichtbron 36 in de sensor hoeft te zijn verschaft, maar bijvoorbeeld ook elders op het voertuig kan zijn verschaft. De verbindingen kunnen met draad of draadloos zijn.

In een variant is de uittreedoptiek 38 voorzien aan de binnenzijde 10 van de voorzijde, waarbij de voorzijde vervaardigd is uit een materiaal dat doorlatend is voor het uitgezonden licht. Op deze wijze is de uittreedoptiek 38, en in het algemeen het inwendige van de sensor, beschermd voor invloeden van buitenaf, terwijl een vlakke kunststof voorzijde makkelijk te reinigen is.

In de uitgaande bundel 40, oftewel in vele gevallen het 15 waarnemingsgebied, bevindt zich een voorwerp 44, zoals een hoop materiaal of dergelijke, dat wordt aangestraald door een eerste straal 42. Het voorwerp 44 zal die eerste straal 42 gedeeltelijk terugkaatsen in een gereflecteerde bundel. Daarvan is slechts een klein gedeelte getekend, dat door intreedoptiek 48 wordt gevormd tot een beeld. De intreedoptiek 48 kan eveneens zorgen voor een 20 aanpassing van het beeld aan het gewenste waarnemingsgebied of omgekeerd, en kan daartoe bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als een aanpasbare of zelfs zoomlens.

In de behuizing 35 is verder een plaatsgevoelige ontvangstinrichting opgenomen, zoals een CMOS of CCD of dergelijke. De ontvangstinrichting omvat een matrix met meerdere rijen en kolommen van ontvangers 50-1, 50-2, 50-3, .... 25 in de vorm van fotodioden of andere lichtgevoelige elementen. In een uitvoeringsvoorbeeld is dit een matrix van 64X64 fotodioden, maar resoluties van 176X144, 640X480, en andere, kleinere of grotere, zijn eveneens mogelijk. In Figuur 2 is overzichtelijkheidshalve slechts een zeer gering aantal ontvangers, en dan nog slechts in een enkele rij, getekend. Hierin blijkt de gereflecteerde bundel 30 te worden afgebeeld op ontvanger 50-3, die een signaal zal geven. Het moge duidelijk zijn dat, indien bijvoorbeeld voorwerp 44 groter is, of de resolutie van de sensor groter is, er per voorwerp 44 meerdere ontvangers 50-1.....zullen zijn die een signaal zullen afgeven. Hetzelfde is het geval als er meerdere voorwerpen 44 in het waarnemingsgebied aanwezig zijn.

v ' 22

In het getekende geval geeft dus (alleen) ontvanger 50-3 een signaal, waaruit een fase kan worden bepaald met behulp van bekende technieken, zoals bemonstering op een viertal punten, bij bekende frequentie. De sensorbeeldverwerker 52 kan daartoe met bijvoorbeeld geschikte schakelingen 5 zijn uitgerust. Ook kan de sensorbesturing 54 daartoe zijn uitgerust.

Deze fase wordt vergeleken met de fase van een referentiestraal 56, die wordt gezonden naar en opgevangen door een referentieontvanger 58. Het is niet relevant of deze laatste zich direct naast de lichtbron 36 bevindt, zolang de optische weglengte, en dus het opgelopen faseverschil van de referentiestraal 56, 10 tussen de lichtbron 36 en de referentieontvanger 58 maar bekend is.

Voor elke ontvanger 50-1.....wordt uit het faseverschil tussen de referentiestraal 56 en de op de ontvanger gereflecteerde bundel een afstand bepaald met de bekende relatie tussen golflengte en faseverschil. Dit gebeurt in beginsel in hoofdzaak parallel en gelijktijdig voor elk van de ontvangers 50-1, ... 15 Aldus ontstaat een 2D verzameling afstanden, waaruit een ruimtelijk beeld van het waargenomen voorwerp 44 kan worden gevormd.

Zo nodig wordt de meting ook uitgevoerd bij een of meer andere modulatiegolflengtes, om een eenduidigheid in afstand te bereiken, of de nauwkeurigheid op te voeren. Desgewenst kan ook bij een en dezelfde 20 modulatiegolflengte de meting herhaald worden, bijvoorbeeld om de betrouwbaarheid te vergroten, om rekening te houden met veranderingen in het waarnemingsgebied zoals beweging, of zelfs een snelheid van een voorwerp 44 in dat waarnemingsgebied te bepalen, door meten van de verandering van een afstand. Daartoe kan de sensorbesturing 54 op eenvoudige wijze worden 25 ingericht. Een gunstige herhalingssnelheid is bijvoorbeeld minimaal 16 Hz, omdat aldus althans voor mensen bewegingen, voldoende vloeiend kunnen worden weergegeven. Voor hogere nauwkeurigheid bij besturen is een hogere herhalingssnelheid, zoals 50 Hz of 100 Hz nog beter. Ook andere herhalingssnelheden zijn mogelijk, zoals bijvoorbeeld 1 è 2 Hz, zoals voor 30 levenloze voorwerpen zoals voerlaadplaats zoals een niet-getoonde melkmachine.

In een bijzondere vorm kunnen korte lichtpulsen worden uitgezonden door de lichtbron 36, mits in elke lichtpuls minimaal één hele, bij voorkeur twee, of meerdere, golven van het gemoduleerde signaal vallen. Bij de in de praktijk voorkomende modulatiefrequenties is dat eenvoudig te realiseren.

. ' 23

De inrichting kan autonoom zijn. De besturing van de aandrijving is bij voorkeur gekoppeld met de hier niet apart aangegeven sensorbeeldverwerkingsmiddelen en/of navigatiemiddelen. In feite is het voordelig om compactheidsredenen om zowel de sensorbeeldverwerkingsmiddelen, de 5 navigatiemiddelen, eveneens niet-getoonde robotbesturingsmiddelen en eventuele overige besturingsmiddelen te combineren in een besturingsinrichting.

Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de in de figuren weergegeven en de hierboven beschreven voorkeursuitvoeringen van het onbemande voertuig, maar dat talrijke wijzigingen binnen de omvang van de 10 bijgevoegde conclusies mogelijk zijn.

1 0335 89

Claims (17)

1. Inrichting voor het grijpen en verplaatsen van materiaal, welke inrichting is voorzien van een grijper (2) voor het grijpen, het daarna verplaatsen 5 en het vervolgens afgeven van het materiaal, waarbij de inrichting besturingsmiddelen (32; 52) omvat voor het besturen van de verplaatsing van de grijper (2) en voor het besturen van de werking van de grijper (2) voor het afgeven van het materiaal, en een met de besturingsmiddelen (32; 52) verbonden sensor (8; 17; 29) voor het vormen van een beeld van een io waarnemingsgebied (A), waarbij de sensor (8; 17, 29) omvat: een stralingsbron (36) voor het uitzenden van gemoduleerde elektromagnetische straling (37), in het bijzonder licht, een ontvangstinrichting (50) voor het ontvangen van door een voorwerp (44) 15 in het waarnemingsgebied gereflecteerde elektromagnetische straling (46), omvattende een matrix met meerdere rijen en meerdere kolommen van ontvangers (50-1,50-2, 50-3), een optiek (48) voor het afbeelden van de gereflecteerde elektromagnetische straling (46) op de ontvangstinrichting (50), en 20 sensorbeeldverwerkingsmiddelen (52), die ingericht zijn om voor elk van de ontvangers (50-1, 50-2, 50-3) een faseverschil te bepalen tussen de uitgezonden (37) en de gereflecteerde (46) elektromagnetische straling voor het berekenen van een afstand van de ontvanger tot het voorwerp (44).

2. Inrichting of samenstel omvattende de inrichting volgens conclusie 1 en 25 een voerplaats, in het bijzonder een melkrobot met een melkrobotvoerplaats (18).

3. Inrichting volgens conclusie 1 of samenstel volgens conclusie 2, voorzien van inhoudbepalende middelen (20) voor het bepalen van het gewicht en/of het volume van het aanwezige materiaal en voor het aan de besturingsmiddelen (32; 52) afgeven van een hoeveelheids- respectievelijk 30 gewichtssignaal.

4. Inrichting of samenstel volgens een der voorgaande conclusies, voorzien van een stationaire menginrichting (24) voor het mengen van materiaal, en met besturingsmiddelen (32; 52) die ingericht zijn voor het naar de menginrichting verplaatsen van de grijper (2) en voor het besturen van de werking 1 033589 van de grijper (2) voor het aan de menginrichting afgeven van het materiaal, en waarbij de besturingsmiddelen (32; 52) geschikt zijn voor besturen van de werking van de grijper (2) voor het grijpen van door de menginrichting (24) gemengd materiaal en voor het verplaatsen van het gemengde materiaal, in het bijzonder 5 naar de voerplaats (18).

5. Inrichting of samenstel volgens een der voorgaande conclusies, voorzien van een beeldscherm, en van een camera voor het opnemen van beelden, waarbij de opgenomen beelden op het beeldscherm weergeefbaar zijn, waarbij de camera met voordeel de sensor (8; 17; 29) omvat.

6. Inrichting of samenstel volgens een der voorgaande conclusies, omvattende een vergelijker voor het vergelijken van de opgenomen beelden met referentiebeelden en voor het afgeven van een vergelijkingssignaal.

7. Inrichting of samenstel volgens conclusie 6, omvattende een alarmsignaalweergeefmiddel voor het met behulp van het vergelijkingssignaal 15 afgeven van een alarmsignaal.

8. Inrichting of samenstel volgens een der voorgaande conclusies, omvattende een middel met behulp waarvan de verdeling en/of de hoogte en/of het hoogteverschil van het te grijpen en/of reeds gestorte materiaal wordt bepaald, waarbij het middel bij voorkeur de sensor (8; 17; 29) omvat.

9. Inrichting of samenstel volgens conclusie 8, waarbij met door de sensor (8; 17; 29) afgegeven signalen de besturingsmiddelen (32; 52) automatisch worden aangestuurd.

10. Inrichting of samenstel volgens conclusie 9, waarbij de besturingsmiddelen (32; 52) zodanig zijn ingericht dat, indien er een 25 hoogteverschil is bij het te grijpen materiaal, steeds eerst het materiaal wordt gegrepen dat op het hoogste of nagenoeg het hoogste niveau is gelegen en/of het materiaal wordt gestort op die plaats waar het niveau van het gestorte materiaal het laagst is of nagenoeg het laagst is.

11. Inrichting of samenstel volgens een der voorgaande conclusies, 30 omvattende een alarmeringsinrichting en/of onderbrekingsinrichting die een signaal afgeeft indien er onvoldoende materiaal meer is om te worden gegrepen door de grijper (2).

12. Inrichting of samenstel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de inrichting middelen omvat met behulp waarvan de hoeveelheid ,, ? gegrepen en/of gestort materiaal wordt bepaald, waarbij met voordeel de middelen de sensor (8; 17; 29) omvatten.

13. Inrichting of samenstel volgens een der voorgaande conclusies, voorzien van beveiligingsmiddelen (16) die personen en/of dieren beschermen 5 tegen ongewenst in aanraking komen met en/of gewond raken door de in bedrijf zijnde onderdelen van de inrichting (1).

14. Inrichting of samenstel volgens conclusie 13, waarbij de beveiligingsmiddelen (16) een beschermbeugel omvatten, en bij voorkeur voorzien zijn van, en met meer voorkeur bestuurbaar zijn met een middel dat een signaal 10 afgeeft wanneer een persoon en/of dier wordt gedetecteerd of hiermee in aanraking komt.

15. Inrichting of samenstel volgens conclusie 14, waarbij het middel aanvullend een ultrasoon sensor of een infrarood-sensor of een camera (29) omvat.

16. Inrichting of samenstel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de sensorbeeldverwerkingsmiddelen (52) zijn ingericht voor het vormen van een driedimensionaal beeld van het waarnemingsgebied (A), in het bijzonder van een voorwerp (44) daarin.

17. Inrichting of samenstel volgens een der voorgaande conclusies, voorts 20 omvattende navigatiemiddelen die werkzaam zijn verbonden met de sensor (8; 17; 29), in het bijzonder met de sensorbeeldverwerkingsmiddelen (52). T 03 3 5 8 9