JP2019534035A - 卵内注射機械と共に使用する検卵及び卵再配置装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、生きていない鳥卵を素早く識別し、取り出し、及び再配置するための検卵装置に関する。さらに、本発明は、鳥卵を検卵し、取り出し、及び再配置するための検卵装置を使用する方法に関する。【選択図】図１

Description

（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１６年８月２５日出願された米国仮特許出願第６２／３７９，３３７号の利益を主張し、その開示内容全体が参照により本明細書に援用される。

（参照による援用）
以下に引用される全ての参考文献は、その開示内容全体が参照により本明細書に援用される。

（技術分野）
本発明は、自動検卵及び卵再配置装置、ならびに鳥卵の検卵及び再配置に使用する方法に関する。

家禽業では、生きた（生存）家禽卵と生きていない（非生存）家禽卵を区別することが知られている。「検卵（candling）」は、そのような技術の一般的な名称である。孵化予定の卵は、通常、透明な（不受精の）、腐敗した、及び死んだ卵（総称して「非生存卵」）を識別するために検卵を行う。非生存卵は、汚染の危険性及び卵内ワクチン接種の費用を低減するために取り除かれる。自動化された卵取出し装置が知られているが（例えば、米国特許第７，０８３，２０８号）、現在のシステムは吸引カップのアレイを使用する傾向があり、非生存卵をその後の利用のために別々の場所に置くこと（例えば、その後の販売のために卵箱を未受精卵で満たすこと）が実現困難になる。さらに、家禽業は、効率的、低コストかつ生存卵への汚染の危険性を低減する、生存卵と非生存卵とを分ける改良された方法を絶えず探している。従って、本出願人は、非生存卵を卵箱の中を含む特定の場所に置くことができる、改良された自動検卵及び卵再配置装置の開発に努めてきた。

本発明は、改良された検卵及び卵再配置装置の成功した技術に基づいており、本技術は、孵化場トレイを含む卵搬送体から個々の卵を素早く識別し、取り出し、及び再配置する。従って、本発明の目的は、複数の混合した生存卵及び非生存卵から、非生存卵を素早く識別し、取り出し、及び再配置することができる、検卵及び卵再配置装置を提供することである。その優れた識別能力の結果として、装置は、生きている／生存できる卵を選択する及び再配置するためにも使用できることが想定される。

いくつかの実施形態では、装置は、複数の生存卵及び非生存卵を含む卵搬送体／孵化場トレイを受け取るように構成されている。装置は、トレイを装置の長さに沿って移動するように構成されたトレイ搬送手段を備えている。トレイが装置内に受け取られた後、搬送手段は、トレイを検卵位置に移動させる。装置は、複数の卵に光を向けるように構成された検卵光源を備えている。装置は、卵を通過できる光を検出するための手段も備えている。いくつかの実施形態では、検出手段は、複数の卵を通過した光を受け取るように構成されたカメラである。カメラは、適切な処理手段に電気的に接続されて、卵を通過する光に関する情報を処理して、どれが生存卵でどれが非生存卵かを決定できるようになっている。

非生存卵が処理手段によって特定されると、この情報はロボットアーム制御手段に伝達され、ロボット制御手段は、アームに指令して、複数の卵から非生存卵を取り出す。アームは吸引カップを備え、吸引カップは、卵と解放可能に係合して、アームがある場所から卵を持ち上げ、卵を別の場所に落とすか又は置くことができるように構成されている。いくつかの実施形態では、アームは、孵化場トレイから非生存卵を持ち上げ、それらを後の使用に備えてカートンに直接落とす。非生存卵が取り出されると、トレイは、装置の出口部分に移動する。いくつかの実施形態では、装置は、卵内注射装置に可逆的に取り付けられるように構成され、卵内注射装置は、複数の注射装置を含み、卵が複数注射装置のうちの１つの真下に存在する場合にのみ、条件に応じてワクチン及び／又は他の薬剤を伝達するように構成することができる。

従って、検卵及び卵再配置装置は、孵化場トレイを搬送するための手段と、卵に可逆的に吸引力を供給するための真空システム及び真空システムに機械的かつ動作可能に結合されて個々の卵に可逆的に吸引力を加えるように構成されたロボットアームを含む卵持上げ手段と、卵に光を向けるように構成された光源と、卵を通過する光を受けるように構成された視覚カメラと、カメラによって収集された情報を処理、保存、及び伝達するように構成されたコンピュータと、装置の構成部品に動作を指令するように構成された少なくとも１つのコンピュータ制御装置と、を最小限備えている。

いくつかの実施形態では、卵持上げ手段はロボットであり、ロボットは、可撓性の吸引カップと、吸引カップが卵と接触しているときに吸引カップ内部で空気圧を上下させ得るように構成された空気圧回路と、台座と、台座に連結されかつ台座に関する第１の軸の周りに旋回できる第１のアームと、第１のアームに連結されかつ第１の軸と平行で第１の軸から離間した第１のアームに関する第２の軸の周りに旋回できる第２のアームと、内部にワイヤを収容してワイヤを第２アームから台座に運ぶ配線部とを含む。配線部は、台座から突出して第１の軸と交差するように設けたダクト支持部と、ダクト支持部に接続されかつダクト支持部に対して第１の軸の周りに旋回できる第１の結合部と、第２のアームに接続されかつ第２アームに関する第２の軸の周りに旋回できる第２の結合部と、第１の結合部及び第２の結合部に接続されたダクトとを含む。第１の結合部には、第１の軸に関して所定の角度をなす第１の接続部が設けられる。第２の結合部には、第２の軸に関して所定の角度をなす第２の接続部が設けられる。ダクトは第１の端部及び第２の端部を有する。第１の端部は第１の接続部に接続されている。第２の端部は第２の接続部に接続されている。概して、本発明を実施する際には、適切な任意のロボットアーム、例えば、米国特許公開第２０１４／０１０９７１２号（Epson）に記載されたロボットアームが使用でき、その開示内容全体は参照により本明細書に援用されている。

いくつかの実施形態では、卵持ち上げロボットは、第１の及び第２の通路と流体連通する第１の及び第２の通路を有する真空発生器と、ロボット式卵持上げアームの末端に位置決めされた可撓性カップとを含み、可撓性カップは、真空発生器の第２の通路と流体連通する内部を有する。真空発生器は、空気圧制御弁の作動時に第２の通路内に準大気圧（真空）を発生させる。制御弁は、電気式、空気圧式又は油圧式アクチュエータを含む、適切な任意のアクチュエータによって作動させ得る。可撓性カップは、準大気圧が真空発生器の第２の通路を介して可撓性カップ内部に供給されるとき、卵と係合して着座した関係で卵を保持するように構成されている。

いくつかの実施形態では、可撓性カップは、ロボットアームの垂直中空軸に動作可能に接続された吸引カップマウントに取外し可能に固定されている。可撓性カップの内部にスクリーンを配置することができ、異物が真空発生器の通路内に入るのを防ぐように構成することができる。

いくつかの実施形態では、卵搬送体（例えば、孵化場トレイ）から卵を取り出すための装置は、フレームと、加圧空気源と、少なくとも１つのロボットアーム式卵持上げ装置を備えるプラットフォームとを含む。

いくつかの実施形態では、卵持上げ装置を清浄し及び／又は消毒する方法は、可撓性カップを清浄溶液の浴槽に浸すステップと、真空ハウジングの第１の通路に空気流を強制的に通すことによって真空カップの内部に真空を生じさせるステップとを含み、汚染物質は、第２の通路を通って上方に引き寄せられて組立品から出る。

いくつかの実施形態では、卵再配置装置は、卵内注入機械に、限定されるものではないが、例えば、ＩＮＴＥＬＬＩＥＣＴ（登録商標）及びＯＶＯＪＥＣＴＯＲ（登録商標）に適合可能である。さらに他の実施形態では、卵再配置装置は、卵搬送体内の空きスペースを生存できる卵で満たすように構成できる、追加の卵持ち上げロボットを備えることができる。そのような実施形態では、後続の卵内注入機械を、卵が存在するときだけワクチン又は他の流体を伝達するように構成する必要はなく、その理由は、卵搬送体の全体が生存できる卵で占められて注射の準備ができているからである。

いくつかの実施形態では、検卵及び卵再配置装置は、ワクチン接種前に、孵化の１７日＋１２時間から１９日＋１２時間の間のいつでも、生産ラインから透明な卵を取り出すことができる。「透明な」卵は、本明細書では、完全に不受精、早期死亡（１〜５日での懐胎停止）及び最も早い中期死亡（６〜１１日での懐胎停止）として定義され、透明でない卵は、本明細書では、遅い中期死亡（１１〜１４日での懐胎停止）、遅い死亡（１５日での懐胎停止）、汚染、及び生存しているとして定義される。理想的な実施形態では、検卵及び卵再配置装置は、不受精、早期死亡、最も早い中期死亡、遅い中期死亡、遅い死亡、汚染、及び生きている間で識別することができ、しかも装置は、すべての生きていない／生存できない卵を再配置することができる。このようにして、生きている／生存できる卵だけが卵搬送体中に残り、その後の注射のために適切な卵内注入機械に提供される。

特定の実施形態では、装置は、透明な卵を識別して再配置する点で少なくとも９９．９％正確であり、生存できる卵を再配置しない点で１００％正確である。透明な卵は、取り出し中に無傷のままであり、再販に備えて卵のカートンに自動的に再配置することができる。

従って、本発明の目的は、従来公知のあらゆる製品、プロセス、又は方法について権利を出願人が保留し、ここで権利放棄を開示するように、従来公知のあらゆる製品、製品を作るプロセス、又は製品を使用する方法を本発明の範囲に含まないことである。本発明は、従来公知のあらゆる製品、プロセス、又は方法について権利を出願人が保留し、ここで権利放棄を開示するように、米国特許商標庁（３５ ＵＳＣ§１１２、第１パラグラフ）又は欧州特許庁（ＥＰＣ第８３条）の記述要件及び実施可能要件に合致しない製品、プロセス、製品を作ること、又は製品の使用方法を本発明の範囲に包含することを意図しないことに留意されたい。

上記及び他の実施形態は、以下の詳細な説明に示されるか又は明らかになり、これらに包含される。

以下の詳細な説明は、例示的であり、本発明を記載された特定の実施形態だけに限定することが意図されておらず、添付の図面と併せて最もよく理解することができる。

本発明の実施形態による検卵及び卵再配置装置の側面図である。 図１の装置の様々な構成部品を示す内部立面図である。 図１の装置において、卵再配置ロボットを除去した内部立面図である。 卵搬送体を図１の装置の長さに沿って積載区域から検卵ステーションまで搬送するように構成されたアクチュエータ及び軌道の詳細図である。 生存できる卵の集結区域から図１の装置の出口まで卵搬送体を搬送する可動台の詳細図である。装置は、図７及び図８に示す後続の適合性のある卵内注射装置に可逆的に接続できるように構成されている。 図１の検卵及び卵再配置装置に可逆的に接続するように構成された、適合性のある卵内注射機械の詳細図である。 適合性のある卵内注射機械に接続された図１の装置の詳細図である。 適合性のある卵内注射機械に接続された図１の装置の側面図である。 本発明の実施形態によるロボット卵再配置装置の側面図である。 図９Ａの卵再配置装置の詳細な側面図である。 図９Ｂの卵再配置装置の詳細な側面図であり、真空発生器と電気及び空気圧回路とを示す。 図９Ａ〜図９Ｃに示した真空モジュールの詳細な背面図である。 図９Ａに示した可撓性カップの詳細図である。 清浄／消毒液の浴槽に浸された図９Ａの卵再配置装置の可撓性真空カップを示す説明図である。 ロボットアームが複数の可撓性カップに機械的に接続された卵再配置装置の実施形態を示す説明図であり、各カップは、それ自体の真空発生器と電気及び空気圧回路とに動作可能に接続されている。この形態の卵再配置装置は、一度に複数の卵を取り出して再配置することができる。 真空発生器及び卵取出し装置のアレイの拡大図である。 真空発生器ベースに取り付けられた複数の真空発生器の拡大図である。 ４２個の卵取出し装置ヘッド５３０の拡大図である。 ６個の卵取出し装置ヘッド５４０に注目した説明図である。 １個の卵取出し装置ヘッド５２５を備え、大判卵トレイを受け取るように構成された装置の実施形態を示す説明図である。随意的な卵受取りトレイ８００も示されている。

この開示、特に特許請求の範囲及び／又は段落において、「備える（comprises）」、「備えた（comprised）」、「備えている（comprising）」などの用語は、米国特許法によるものと同じ意味を有し、例えば、「含む（includes）」、「含んだ（included）」、「含んでいる（including）」などの意味を有することができ、「基本的に・・から成り（consisting essentially of）」及び「基本的に・・から成る（consist essentially of）」のような用語は、米国特許法によるものと同じ意味を有し、例えば、明示的に記述されていない要素は許容するが、先行技術で見出されるか又は本発明の新規な又は基本の特徴に影響を与える要素を除外することに留意されたい。

別段の定めがない限り、本明細書で使用するすべての技術用語及び科学用語は、この開示が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」のような単数形の用語は、明らかに別段の定めがない限り、複数の参照事項を含む。同様に、「又は」という用語は、明らかに別段の定めがない限り、「及び」のような用語を含むことを意図している。最後に、「約」は、「±１０％」という通常の意味である。

本発明は、以下において、好ましい実施形態が示された添付の図面を参照してより完全に説明される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に記載された実施形態に限定されると解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が詳細かつ完全でありかつ本発明の範囲を当業者に十分に伝達できるように提示されている。

本明細書で言及された全ての刊行物、特許出願、特許、及び他の参考文献は、その開示内容全体が参考として援用されている。

図面において、線、層、及び領域の厚さは、明確にするために誇張することがある。ある要素が他の要素の「上に」あるといわれる場合、他の要素の上に直接存在できること又は介在要素が存在できることを理解されたい。対照的に、ある要素が「直接」別の要素の「上に」あるといわれる場合、介在要素は存在しない。ある要素が別の要素に「接続される」又は「取り付けられる」といわれる場合、他の要素に直接接続される又は取り付けること、又は介在要素が存在できることを理解されたい。対照的に、ある要素が別の要素に「直接接続される」又は「直接取り付けられる」といわれる場合、介在要素は存在しない。本明細書では、「上方」、「下方」、「垂直」、「水平」などの用語は、説明の目的のためだけに使用される。

本発明の実施形態による検卵及び卵再配置装置は、様々な種類及び大きさの卵（例えば、生存／生存している、透明な、不受精の、死んだ等の卵）を区別して再配置するために、及び様々な卵処理技術（例えば、卵内接種／注射、卵内ウイルス培養など）と組み合わせて利用できる。本発明の実施形態による検卵及び卵再配置装置は、限定されないが、鶏卵、七面鳥卵、アヒル卵、ガチョウ卵、ウズラの卵、キジの卵、外来鳥の卵を含む何らの種類の鳥卵に利用することができる。

図１〜図１０を参照すると、本発明の実施形態による検卵及び卵再配置装置１０が示されている。図示した検卵及び再配置装置１０は、積載区域１内に卵搬送体７（例えば孵化場トレイ）を受け入れるように構成された一組の外側積載レール１５を含む。外側レール１５、内側レール１７、及び支持部材１６は、集合的にテーブル又は棚を形成し、これは、装置の輸送を容易にするために折畳み式とすることができる。支持部材１６は、支持部材ロッド１８（図示せず）に可逆的に取り付くように構成されており、支持部材ロッド１８はテーブルをその水平位置又は非折畳み位置に支持する。積載区域１で装置に入った後、卵搬送体７は、検卵ステーション１００に搬送され、そこで生存できない卵が取り出されて再配置され、次に、残りの生存できる卵が集結場所２００に輸送される。最後に、卵は、装置から搬出され、理想的には適合性のある卵内注射機械に直接搬入される。

積載区域１の近く又はそれに隣接してユーザインターフェース・タッチスクリーン５０が設けられており、取付け手段５２によって装置に取り付けられている。スクリーン５０は、装置１０の全ての機械的及び電気的機能に電気的に接続され、それらを制御することができる。

装置１０の上には、カメラ１５６を収容するための筐体１５５があり、カメラ筐体１５５は、卵搬送体／孵化場トレイ７内に入っている複数の卵５を通過する光を受けるように構成されている。カメラが捕えた光はカメラ内でデジタル情報に変換され、デジタル情報は、卵再配置装置１０１の動作を制御するプロセッサ又は制御装置によってアクセス可能である。卵が装置１０を通って搬送される際に、様々なパネルが卵を封じ込めて保護し、このパネルとしては、入口パネル２０と、上面にカメラ筐体１５５が取り付けられ光又はカメラ１５６が通過できる開口部１５７を有する検卵ステーションの頂板１４５と、生存できる卵の集結区域２００の頂板２２８が含まれる。パネル１４５は、水平フレーム部材１４６及び垂直フレーム部材１４７に固定されて支持されている。同様に、パネル２２８は、湾曲フレーム部材２２９に固定されて支持されている。他のパネルは後続の図に示されており、全てのパネル及び支持構造は、日常的に変更することができる（例えば、不透明材料は透明又は半透明材料に交換することができ、金属材料は複合材料／合成材料に交換することができる）。

ロボット制御装置１８０のキャビネットドア１６０の真上の空間内には、消毒流体タンク１７０及び卵再配置ロボット１０１が装置フレームの水平部分に取り付けられる。ロボット１０１は、卵搬送体７の中に入っている複数の卵５の何れかを持上げて再配置することができるが、依然として可撓性の卵再配置カップ１４５を清浄化するために消毒タンク１７０の中に伸び入れることができるように配置する必要がある。もしくは、ロボットは、図１に示すように取り付ける代わりに、上方から吊り下げることができる。ロボット制御装置キャビネット１６０の右側には、電気制御装置２８０及び空気圧制御装置２８１を収容するキャビネット２６０がある。適切な導管及び電気的接続部が含まれ、ユーザはインターフェース５０を用いて装置の全ての状態を制御することができる。

レール１５を用いて「積載テーブル」に入る卵搬送体７が示されている。搬送体は、次に検卵区域１００に、次に生存できる卵の集結区域２００に、そして最後に出口区域３００に案内される。搬送体７は、出口区域３００から、適合性のある卵内注射機械４００に搬送又は移送される。卵搬送体の移送構成部品／可動台３０３（留め手段３０４、３０６を備えている）及び装置結合手段３０５により、検卵及び卵再配置装置１０は、適合性のある卵内注射機械４００に可逆的に接続できるように構成されている。固定手段３１０は、装置１０を卵内注射機械４００に可逆的にロック又は固定できるように構成されている。最後に、装置１０は、持ち運ぶことができるが、所望の位置に移動されると安定するように構成されている。ロック可能なキャスタ８０及び制動手段８５は、装置が必要とする移動性及び安定性機能を与える。

次に、図１の装置の頂部の筐体及びフレーム部分を除去して示す内部立面図である図２を参照する。外側レール１５は、内側レール１７と共にテーブル又は棚を形成し、これは、図示の水平位置から垂直な貯蔵／輸送位置まで折畳み可能にできる。テーブル又は棚が折畳み可能である場合、支持部材１６は、支持部材ロッド１８（図示せず）に可逆的に取り付くように構成され、支持部材ロッド１８は、卵の検卵区域１００のフレームに枢動可能に取り付けることができ、結果としてロッド１８は、テーブルを支持するために接続するように延びることができる。頂部の筐体及びフレーム部分を除去した状態で、卵平箱（ｆｌａｔ）／搬送体７は、卵平箱／トレイ可動台１９１に隣接して示され、可動台１９１は、卵平箱／搬送体７と可逆的に係合して、卵平箱／搬送体７を卵の検卵区域１００から生存できる卵の集結区域２００まで移動させるように構成されている。

図２に示すように、卵平箱可動台１９１は、エアシリンダ１９５及びエアシリンダ１９３が貫通する２つの開口部を備えている。エアシリンダ１９５及び１９３は、前方の移送シリンダ１９０に動作可能に接続されて、移送シリンダ１９０が空気圧で作動すると、シリンダ１９５及び１９３は横方向に移動するようになっている。作動時、シリンダ１９５は平箱と係合するので、シリンダ１９５が横方向に動くと平箱も移動するようになっている。このように、シリンダ１９５は、格納式フックのように機能し、卵平箱の背後に延びるとシリンダ１９０が作動して、卵平箱を軌道に沿って引っ張る。シリンダ１９３は、ロボットが識別された卵を取り出している間にのみ作動し、シリンダ１９３は、取り除くべき卵が識別されたときに関連して、平箱及び卵が、卵の取り除きによって所定位置から出ないように平箱を固定するようになっている。取り除かれる最後の卵がロボット及び吸引カップによって取り出されると、シリンダ１９３は引っ込み、卵平箱は、シリンダ１９５の作用によって軌道に沿って引っ張ることができる。従って、この実施形態では、シリンダ１９３の唯一の目的は、卵の取出し時に平箱をサイドレールに引き付けて／押し付けて、平箱７が、このステップ中に移動しないようにすることである。平箱が移動すると、卵が検卵ステップに決定された位置に対して位置が変わり、ロボット制御装置は、取り除く卵の適切な座標を保持できなくなる可能性がある。

装置の一般的な動作時、ユーザは、複数の卵を搬送する平箱７を、レール１５及び１７によって形成された棚の上に載せる。平箱７が十分遠くに移動して卵の検卵区域１００に入ると、把持シリンダ１９３が作動して平箱７と可逆的に係合する。次に、可動台１９１は、シリンダ１９０の長さに沿って移動し、平箱７を卵の検卵区域１００から生存できる卵の集結区域２００に移動させる。トレイが集結区域２００に配置されると、把持シリンダ１９３は平箱７から外れ、可動台は卵の検卵区域１００の開始点又は入口にある開始位置に戻ることができ、次に入ってくる平箱７と係合できる状態になる。このような様式で、卵平箱７は、レール１５の左端部で装置内に連続的に供給され、卵の検卵区域１００に押し込まれ、可動台１９１及び把持シリンダ１９３によって捕まえられて、シリンダ１９０によって生存できる卵の集結区域２００に移動する。

平箱７が生存できる卵の集結区域２００にある状態で、可動台３０３は、シリンダ３０２に沿って、平箱の下方で、平箱７がまさに到着した検卵区域１００に最も近い平箱の端部まで移動する。可動台３０３が平箱７の下方を移動している間、可動台３０３に枢動可能に接続された可動台フィンガ３０４、３０６は、卵平箱７と物理的に接触して下方に枢動する。換言すると、フィンガ３０４、３０６は、平箱７の下方を摺動する際に平箱７によって押し下げられる。このように、フィンガは、卵平箱７の下方を移動する際に枢動して後退するように構成され、さらに平箱７の下面を通過した後にその初期位置に戻るように構成されている。特定の実施形態では、可動台３０３は、第１組のフィンガ３０６が平箱の下面を通過してその初期位置に戻るまで、平箱７の下方を移動する。次に、可動台３０３は、横方向移動の方向を反転し、結果としてフィンガ３０６が平箱７と係合して、平箱を生存できる卵の集結区域２００から装置の出口に向かって（すなわち、待機中の卵内注射機械４００に向かって）移動させる。可動台は、シリンダ３０２に沿って終点に到達すると（例えば図２に示すように）、再度方向を反転し、第２組のフィンガ３０４を平箱７の下面から外れた位置に至らせ、４つのすべてのフィンガ３０４、３０６は、それらの伸びた（すなわち初期又は休止）位置にある。この時点で、シリンダ３０２が可動台３０３を移動させ、結果的に前方フィンガ３０４が移動して平箱７と係合する。次いで、可動台３０３は、図２に示す位置に移動し、これにより平箱７は、装置１０の端部まで移動し（図３に示す）、装置から離れるか又は待機中の第２の装置に載り、例えば図８に示す卵内注射機械４００内に入る。

図３は、図１の装置の内部立面図であり、卵再配置ロボットが除去され、卵平箱７は最遠位位置で示されており、装置から搬出されて待機中の二次装置に移ることができる状態になっている。筐体及び頂部フレーム部分が除去され、複数の開口部１８７を有する検卵光シュラウド１０８が見える。図１から図１０に示す実施形態では、装置１０は検卵光源を備え、光源は、シュラウド１０８の下方に位置決めされ、シュラウド１０８において複数の開口部１８７を通して照らすように構成されている。本出願人は、驚くべきことに、検卵する際の忠実度／精度は、開口部を通して検卵光を導くことによって、著しく改善できることを見出した。必然的に、穴１８７は、トレイ／平箱７内に保持された複数の卵の位置と並ぶように構成されている。また、図３には安定部材８８が示されており、それは、脚部８７と、安定部材８８の伸縮を可能にするように構成された格納式空気圧シリンダ８９とを有する。本発明を実施する際、適切な任意のこのような支持手段を使用することができる。最後に、この図からロボットアーム支持体１０２を見ることができ、並びに装置１０に沿って最遠位位置に示される卵トレイ７及び卵トレイ可動台３０３も見ることができる。この位置では、トレイ７は、下流の何らかの装置、例えば図８に示す卵内注射機械によって支持することが必要である。検卵及び再配置装置１０、及び何らかの下流側の装置の両方は、互いに可逆的に接続されるように構成する必要がある（例えば、図５から図８参照）。

図４は、空気圧シリンダ１９０の拡大図を示し、空気圧シリンダ１９０は、可動台テーブル１８２を開始位置／近位位置から終了位置／遠位位置まで横方向に移動させるように構成されている。卵平箱可動台１８１（図３に示す）は、卵平箱搬送体シリンダ１９５を卵平箱把持部シリンダ１９３に動作可能に接続する。シリンダ１９５及び１９３は、それぞれ大きさが異なる取付けスペーサ１９６、１９４を有することができ、ロボットが卵を取り出して再配置すると同時に、把持ロッド１８７は卵トレイ７と係合するように延びてこれを「把持」するように構成されている。この実施形態に示すように、可動台テーブル１８２の上にはハードウェア取付け開口部１８６が存在できる。シリンダ１９０は、シリンダエンドキャップ１９７（すなわち、ロッドレスシリンダ１９０の取付け点）を用いて装置に取り付けられ、調整可能ストロークリミッタブロック１８３、１９８は、様々な範囲の運動要件を満たすためにシリンダ１９０に沿った任意の地点に配置することができる。ショックアブソーバ１８５（例えば、空気クッション又は油圧クッション）は、ベース１８２が最近位位置又は最遠位位置に移動するとき（すなわち、ストロークリミッタブロックが実装エンドキャップ１９７に当たるとき）の衝撃を軽減するように構成され、調整可能ハードストップ１８４は、リミッタブロック１８３用の絶対的ハードストップ位置を与えるように構成される。調整可能性及び衝撃吸収性の特徴により、装置１０は、限定はされないが、異なる大きさの卵平箱７を含む様々な条件に合うように構成できる。さらに、装置１０は、適切な空気圧接続部及び電気接続部を含み、ユーザが、シリンダ１９０、１９５及び１９３の態様を含む装置の全ての態様を制御することを可能にする。最後に、装置の電気的及び空気圧的特徴部は、ユーザインターフェース５０を介して制御可能である。

図５は、装置１０の可動台３０３及びその枢動により格納可能なフィンガ３０４、３０６の詳細図であり、フィンガ３０４、３０６は、卵搬送体を、ロッドレスシリンダ３０２に沿って、生存できる卵の集結区域２００から図１の装置の出口まで横方向に搬送する。装置は、図７及び図８に示す後続の適合性のある卵内注射装置４００と可逆的に接続可能であるように構成されている。装置１０の入口にレール１５及び１７がテーブルを形成するのと同じ方法で、可動台レール３０５及び外側レール３０７は、卵トレイ／平箱７用のテーブル又は支持体を形成する。レール３０５及び３０７は、下流の卵内注射機械４００の対応する相手部品と一致するように構成されている。同様に、可動台３０３は、下流の卵内注射機械の構成部品と適合性があり、結果として卵トレイ７は、検卵及び卵再配置装置１０から卵内注射機械４００に安全かつ効率的に引き渡されるように構成されている。装置間の接続手段３１０（例えばドローラッチ、プルラッチなど）は、それ自体が装置１０のフレームに取り付けられた取付け手段３１１（例えばブラケット、ブレース、フランジなど）に取り付けられる。図示のように、各ドローラッチ３１０は、ハンドル３１３及びフック３１２を含む。フックは対応するフック受け部４０１（図６参照）に結合し、受け部４０１は、卵内注射機械４００のフレームに取り付けられる。

図６は、対応する検卵及び取除装置１０の構成部品を受け入れ及び／又はこれらに結合するように構成される卵内注射機械４００の構成部品を示す。卵内注射機械を移動させるのに使用するハンドル４２０と、検卵及び取除装置ヘッド１０からのフック３１２を受け入れてこれに可逆的に取り付くように構成されたフック受け部４０１とが示されている。可動台受けレール４１６は、装置レール３０５と整列するように構成され、検卵装置可動台３０３は、車輪４１２を備える卵内機械可動台４１０まで移動することができる。

図７は、装置１０が卵内注射機械４００に接続したときの、対応する構成部品の交わり及び／又は接続を示す。接続手段３１０及びフック受け部４０１は、装置同士を互いに物理的に接続し続けるのに十分であり、対応する構成部品は、装置１０から卵内機械４００への卵トレイ７の受け渡し又は交換を可能にして助長するように構成されている。図７では、可動台３０３は最遠位位置に示され、卵トレイ／平箱７を卵内注射装置４００の入口に押し込んでいる。同様に（すなわち、可動台３０３のように）プッシャフィンガを備えることができる可動台４１０は、卵トレイ７を卵内機械の最初の部分からこの機械の次の部分に移動させるように構成される。図８は、卵内注射機械４００に接続された検卵及び卵再配置装置１０を示し、本明細書では総称して卵の検卵、再配置、及び注射システム６００と呼ぶ。特定の実施形態では、卵内注射機械４００は、各々がDavid Smith (Profilax)）に付与された米国特許第７，４３０，９８７号、米国特許第７，７２１，６７４号、又は米国特許第８，２０１，５１８号に記載されている通りである。

図９Ａから図９Ｅ及び図１０は、検卵及び卵再配置ロボットアーム１０１の詳細を提示する。ロボットアームの例は、Epsonの米国特許公開第２０１４／０１０９７１２号に記載されている。Epson公報にさらに詳述されているように、ロボット１０１は水平多関節ロボットである。ロボットアーム支持部１０２には台座１１０がボルト等で固定されている。台座１１０の上端には第１のアーム１２０が連結されている。第１のアーム１２０は、台座１１０に対して垂直方向に沿って延びる第１の軸Ａ１の周りで旋回することができる。台座１１０の内側には、第１のアーム１２０を旋回させる第１のモータ１１１と、第１の減速機１１２とが組み込まれている。第１の減速機１１２の入力軸は、第１のモータ１１１の回転軸に結合されている。第１の減速機１１２の出力軸は、第１のアーム１２０に結合されている。従って、第１のモータ１１１が駆動されてその駆動力が第１の減速機１１２を介して第１のアーム１２０に伝達されると、第１のアーム１２０は、台座１１０に対して、水平平面内で第１の軸Ａ１の周りに旋回する。第１のモータ１１１は、その回転量に応じたパルス信号を出力する第１のエンコーダ１１３を備える。第１のエンコーダ１１３からのパルス信号に基づいて、台座１１０に対する第１のアーム１２０の運動（旋回量）を検出できる。第１のアーム１２０の先端には第２アーム１３０が連結されている。第２アーム１３０は、第１のアーム１２０に対して、垂直方向に沿って延びる第２の軸線Ａ２の周りに旋回可能である。このロボット又は他の機能的に等価なロボットの他の詳細は、例えばロボット製造業者からの商品パンフレットで容易に入手可能である。

図９Ａに示すように、ロボットアーム１０１には様々な空気圧回路及び電気回路が装着され、これによりアーム１０１は、卵を持ち上げて再配置することができる。検卵及び卵再配置装置１０のアーム１０１は、鳥卵を含む球形及び卵形の物体を持ち上げて解放するように構成された可撓性／エラストマーのカップ１４０を含む。カップ１４０は、カップマウント１４６によって中空軸１４７に結合されている。ロボットアーム１０１は、軸１４７を垂直方向に上下に移動させ、それによりカップが卵と接触し、卵を持ち上げ、及び卵を選択された位置に移動させるように構成されている。本発明を実施する際に、軸１４７が中空でありかつカップ１４０に準大気圧を可逆的に付与し得るように空気用導管として機能するように構成されている限り、任意の適切な長さ及びタイプの軸１４７を使用することができる。この準大気圧により、可撓性カップ１４０が円形及び卵形の物体を持ち上げることができる。ユーザインターフェース５０により、ユーザは、ロボット１０１に電気的に接続されかつロボットの機能の全ての態様を制御するように構成されたロボット制御装置１８０を制御することができる。

真空発生器１３２は、ロボットの第２のアーム１３０に取付け板１３４を用いて取り付けられており、導管１４９、軸１４７、及びカップマウント１４６を用いてカップ１４０に流体連通する。発生器１３２は、真空発生器の空気圧制御弁１３５の開閉に応じて、カップ１４０に準大気圧圧力を可逆的に供給するように構成されている。図示のように、弁１３５は電気アクチュエータであり、これは電気制御装置２８０からの電気信号に応答して空気圧弁１３５を開閉するように構成されている。他の実施形態では、弁は、電気的作動ではなく、空気圧力又は油圧力によって開放することができる。弁１３５が開くと、空気圧供給ライン１３３からの空気圧は、弁１３５を通り、導管１３９（ベンチュリ用の空気圧供給ライン）を通って真空発生器１３２に入り、排気口／消音器１３２ｍから出ることができる。導管１３９を通って消音器から出る加圧空気の流れは、ベンチュリ効果を生み出し、それにより導管１４９内に準大気圧が生成される。この準大気圧はカップ１４０に伝わり、カップ１４０が再配置すべき卵に押し付けられて準大気圧が加えられると、卵は、負圧によってカップ１４０に密封的に保持される。ロボット１０１が卵を所望の新しい位置に移動させると、ワイヤ１３７に沿って送られる電気信号が弁１３５を閉じ、それによって一時的に準大気圧を解放して卵を解放する。接続点１３６は、ワイヤ１３７を切断及び接合する必要なしに所定の弁１３５の交換を容易にする。図９Ｄに示すように、空気弁ベースポーテッドアルミニウムブロック１２９は、構成部品への、弁１３５への及び弁１３５からの空気流を案内する。

図９Ｅに示すように、可撓性カップ１４０は、取付け点「Ｐ」、真空通路１４４、柔軟下側リップ１４１、フィルタスクリーン１４２、及び半剛性の二重ベローズ１４３を備える。当業者であれば、本発明を実施する際に他の適切な可撓性吸引カップを使用できることを理解できるはずである。

図１０に示すように、装置１０は、所定量の清浄／消毒溶液を入れるためのリザーバ／タンク１７０を備えることができる。ロボットアームは、ユーザが選択した又は予めプログラムされた間隔で、軸１４７及び可撓性カップ１４０をタンク１７０の中に浸す。空気圧制御装置及び真空発生器１３２の作用によって負圧が加えられ、カップ１４０を通して溶液が軸１４７内に引き込まれる。次に、溶液は、軸１４７及び導管を消毒／清浄するのに十分な期間だけ軸１４７及び導管を通って循環する。

卵の持ち上げ及び再配置サイクルは、再配置すべき各々の卵がトレイ７から取り出されてその所望の位置（例えば、卵のカートン、箱、かご、トレイ、容器など）に置かれるまで繰り返される。生存できない卵が取り出されると、生存できる卵のみを含むトレイ７は、検卵区域１００から生存できる卵の集結区域２００に移動する。この場合、空きスペースは、手動で又は別のロボットアームによって、生存できる卵で満たすこと（満たさないこと）ができる。

従って、実施形態では、卵の持ち上げ及び再配置サイクルは、装置１０によって以下のステップに従って実行することができる。

１．生存できない卵の位置を表す情報を取得して保存する。
２．卵位置情報をロボット制御装置に伝達する。
３．ロボット制御装置により、カップ１４０を再配置すべき生存できない卵と接触させるためにはどのような動作が必要かを決定する。
４．ロボット制御装置は、ロボット１０１に命令して、アーム１２０を軸線Ａ２の周りに、アーム１３０を軸線Ａ１の周りに、及び軸１４７を垂直方向に運動させ、再配置すべき生存できない卵を持ち上げる。
５．軸１４７を十分に下方に移動させてカップ１４０が再配置すべき生存できない卵に接触すると、電気制御装置２８０は、弁１３５に開くように指示し、導管１３３からの加圧空気が弁１３５を通って導管１３９に流入し、真空発生器１３２に流入できるようにする。
６．真空発生器１３２を通過して消音器から流出する加圧空気が導管１４９内に負圧を発生させ、負圧が、カップ１４０と再配置すべき卵との間の空気に準大気圧を発生させ、それによって卵を一時的にカップに保持する。
７．ロボット制御装置は、ロボット１０１に命令して、軸１４７を垂直方向に、アーム１２０を軸線Ａ２の周りに、及びアーム１３０を軸線Ａ１の周りに運動させて、卵を新しい位置に移送する。
８．電気制御装置１６０は、弁１３５に閉じるように指示し、カップ１４０と卵との間の空気を大気圧に戻るようにして、それにより卵をカップ１４０から解放する。
９．サイクルは、全ての生存できない卵がトレイから取り出されて再配置されるまで繰り返される。

カップ１４０を消毒容器１７０の中に移動させて空気を前後に通過させて消毒剤溶液がカップを清浄にすることによって、カップ１４０は、常に清浄にすることができる。また、溶液は、軸１４７及び様々な導管に引き込まれて、軸及び導管を清浄にすることができる。

後述するように、異なる卵取出し装置「ヘッド」をモジュール方式でロボットに取り付けて、異なる孵化場のニーズに適応させる（例えば、異なる種類の卵トレイに適応させる）ことができる。

４２個の卵取出し装置ヘッド
図１１に示すように、卵の取り出し及び再配置装置は、吸引カップ１４０のアレイに機械的かつ動作可能に結合されたロボット１０１を備えることができる。図示のように、各吸引カップ１４０は、独立したアクチュエータ５０４に機械的に結合され、これによって移動可能である。各アクチュエータ５０４は卵取出し装置ベース５００に取り付けられ、このベースはロボット１０１の軸１４７に取り付けられる。図１４に示すように、軸１４７は、軸取付け手段５２０を用いて卵取出し装置ベース５００に結合することができる。取付け手段は、円筒軸を卵取出し装置ベース５００に取り付けるためにセグメント化された環状のリングシステム、又は他の任意の機械的に適切な手段とすることができる。各吸引カップ１４０は、導管（図示せず）を介して個々の真空発生器１３２と流体連通しており、導管は、各吸引カップ１４０を対応する真空発生器１３２と流体的に接続する。各導管は、空気管受け部５０８に密封可能に接続可能である。さらに、各アクチュエータ５０４は、ロボット１０１に動作可能に接続され（例えば電気アクチュエータ用のワイヤを介して、又は空気圧アクチュエータ用の空気導管を介して）、その結果、吸引カップ１４０とアクチュエータ５０４との各組合わせ（総称して「卵取出し装置」又は５１０と呼ぶ）は、個別に制御されて卵を取り出して再配置することができる。独立型アクチュエータ５０４は、汚染の危険性を低減して、バイオセキュリティを改善する（すなわち、各吸引カップ１４０は、生存できない卵と接触するだけである）という追加の利点をもたらす。さらに、各吸引カップ１４０は、それ自体が独立して制御可能な真空発生器１３２を有するので、悪い卵を選び出しているカップ１４０だけが真空を発生させ、二次汚染の危険性を減少させる。真空発生器１３２は、真空発生器バンクベース５１４に取り付けたバンク５１２として（図示するように）取り付けることができ、このベースは、ロボット１０１に取り付けることができる。点線で示すように、ロボット１０１の反対側に、別のベース５１４（これに取り付けられた真空発生器１３２のバンクを有する）が存在する。最後に、図１１から図１４に開示された実施形態は、移動／サイクル毎に０から４２個の卵を取り出して再配置することができる。こうして、図１１から図１４に示した装置は、４２個の卵取出し装置５１０のアレイを含み、１回の移動について４２個の卵（例えば生存できない卵）を持ち上げる、取り出す、及び再配置することができる。従って、この装置は、２回の移動で８４個の卵平箱を処理することができる。図示されていないが（図面を単純化するため）、装置は、真空発生器を卵取出し装置５１０に接続するための適切な空気導管及び／又はワイヤを備えている。

６個の卵取出し装置ヘッド
別の実施形態では、卵の取出し及び再配置装置は、移動毎に６個の卵取出し装置ヘッド５４０を備えることができる（図１５）。４２個の卵取出し装置ヘッド５３０に類似して、各卵取出し装置５１０は、独立して制御可能であり、装置は、移動／サイクル毎に０から６個の卵を取出して再配置できる。

１個の卵取出し装置ヘッド
さらに別の実施形態（図１６）では、装置は、図１から図４に示す装置に類似し、１個の卵取出し装置ヘッド５２５を備えることができ、大判トレイ（例えば、１５０個の卵トレイ）に対応するように構成されている。この実施形態では、サイクル時間は、必然的に、サイクル毎に取り出し及び再配置すべき卵の数に依存する。しかしながら、この構成には、製造費用の削減、保守要件の低減、及び簡素さの向上などいくつかの利点がある。さらに、図１から図４に示す実施形態と同様に、図１６に示した実施形態は、取り出された卵を正確に再梱包することができる。このような場合、受取りトレイ８００は、装置が受取りトレイを取り出された卵で満たし得るように位置決めすることができる。受取りトレイが取り出された卵（例えば生存できない卵）で一杯になると、装置は一杯になった受取りトレイを排出し、空の受取りトレイ８００を受取り位置に置くことができ、こうして再梱包プロセスを継続することができる。

好都合には、各卵取出し装置ヘッド（例えば、１個の卵、６個の卵、４２個の卵など）は、各孵化場のニーズに基づいて、何らかの卵平箱構成とともに使用できる。

本発明が開示されているが、本出願人は、装置の様々な構成要素に関する多くの機械的に合理的な構成を想定している。

本発明は、以下の非限定的な特許請求の範囲に記載される。

１ 積載区域
７ 卵搬送体
１０ 検卵及び再配置装置
５０ スクリーン
１００ 検卵区域
１０１ 卵再配置ロボット
１５６ カメラ
２００ 卵の集結区域
３００ 出口区域
４００ 卵内注射装置

Claims (15)

1. 検卵及び卵再配置装置であって、
   ａ．ユーザインターフェースと、
   ｂ．入口、卵の検卵区域、卵の集結区域、及び出口と、
   ｃ．複数の卵を保持するトレイを受け取って搬送できるように構成された支持体と、
   ｄ．前記トレイを前記入口から前記検卵区域、前記卵の集結区域、及び前記出口に搬送するための１又は２以上の搬送手段と、
   ｅ．前記複数の卵にエネルギを向けるための検卵エネルギ手段と、
   ｆ．前記複数の卵を通過するエネルギを検出して、前記伝達されたエネルギを信号に変換するエネルギ検出手段と、
   ｇ．前記信号から１又は２以上の卵の少なくとも１つの状態を決定するための信号処理手段と、
   ｈ．１又は２以上の可撓性カップを備えた作業アームを備えて、卵をそれらの状態に基づいて持ち上げる及び再配置するためのロボットであって、前記トレイが前記検卵区域にある間に、その動作範囲により、前記作業アーム及び可撓性カップが複数の卵の何れかを持ち上げることができるように前記装置に取り付けられたロボットと、
   ｉ．各々が前記ユーザインターフェースに電気的に接続されたロボット制御装置、電気制御装置、及び空気圧制御装置と、
   を備え、
   前記装置は、随意的に、１個の卵、６個の卵、又は４２個の卵の取出しヘッドを備えることを特徴とする装置。
2. 卵トレイが前記装置の前記入口に積載されて前記検卵区域内に移動されるとき、前記検卵エネルギ手段は、前記卵に検卵エネルギを向け、
   前記卵を通過するエネルギは、前記検出手段によって検出され、前記信号処理手段によって少なくとも１つの状態信号に変換され、
   前記状態信号は前記ロボット制御装置に送信され、それに応答して、前記ロボット制御装置は、前記ロボットに指令して前記信号処理手段によって決定された選択状態にある卵を持ち上げ及び再配置させ、
   前記装置は、前記トレイの下方を摺動して前記トレイと係合して、前記トレイを前記装置出口に向かって横方向に移動させるように構成された４つフィンガプッシャを備え、前記４つのフィンガプッシャが前記トレイの下方を摺動するとき、前記フィンガは可撓的かつ枢動的に後退し、前記第１組の２つのフィンガが前記トレイの縁部を通り越した後、前記２つのフィンガはそれらの休止位置まで枢動し、前記２つのフィンガがそれらの休止位置に戻った後、前記４つのフィンガプッシャは方向を反転して前記第１組の２つのフィンガを前記トレイと係合させ、それによって前記トレイを前記卵の集結区域から前記装置の出口へ移動させる、請求項１に記載の装置。
3. 前記エネルギは可視光であり、前記検出手段はカメラである、請求項２に記載の装置。
4. 前記エネルギは音波であり、前記検出手段は音響センサである、請求項２に記載の装置。
5. 前記エネルギは赤外光であり、前記検出手段は赤外光を検出できるカメラである、請求項２に記載の装置。
6. 前記エネルギは電磁放射であり、前記検出手段は前記電磁放射を検出できるセンサである、請求項２に記載の装置。
7. 請求項１又は２に記載の前記装置を使用して、卵を検卵し、卵を取り出し、及び卵を再配置するための方法であって、
   ａ．卵の取出し及び再配置の対象となる卵の状態を選択するステップと、
   ｂ．前記装置内に検卵すべき複数の卵を含むトレイを積載するステップと、
   ｃ．前記トレイを前記卵の検卵区域に移動するステップと、
   ｄ．前記卵に検卵エネルギを向けるステップと、
   ｅ．前記卵を通過するエネルギを検出するステップと、
   ｆ．前記検出されたエネルギを状態信号に処理するステップと、
   ｇ．前記ロボットの可撓性カップを移動させて前記選択された状態の各卵と接触させるステップと、
   ｈ．前記可撓性カップと前記選択された卵とが可逆的に互いに連結されるように、準大気圧の圧力を加えるステップと、
   ｉ．前記卵を再配置区域に移動させるステップと、
   ｊ．前記卵を前記可撓性カップから解放するために大気圧に戻すステップと、
   ｋ．前記選択された状態にあるすべての卵が再配置されるまで、卵を持ち上げる及び再配置するプロセスを繰り返すステップと、
   ｌ．前記選択された状態の卵を欠いている前記卵トレイを前記卵の集結区域に移動させるステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
8. 前記卵の検卵区域から前記卵の集結区域への前記トレイの移動は、適切な空気圧信号及び／又は電気信号に応答して前記トレイを把持し及び解放するように構成された空気圧アクチュエータによって行われ、前記空気圧アクチュエータは、前記卵の検卵区域と前記卵の集結区域との間で前記アクチュエータを横方向に移動させるように構成された、空気圧シリンダに動作可能に接続されている、請求項４に記載の方法。
9. 前記トレイが前記シリンダによって前記卵の集結区域内に移動すると、４つフィンガプッシャが前記トレイの下方を摺動して前記トレイと係合して、前記トレイを前記装置出口に向かって横方向に移動させる、請求項５に記載の方法。
10. 前記トレイを前記検卵及び卵再配置装置に可逆的に繋がれた下流の卵内注入機械に引き渡すステップをさらに備える、請求項６に記載の方法。
11. 前記４つフィンガプッシャが前記トレイの下方を摺動すると、前記フィンガは可撓的かつ枢動可能に後退し、前記第１組の２つのフィンガが前記トレイの前記縁部を通り越した後、前記２つフィンガはそれらの休止位置まで枢動する、請求項６に記載の方法。
12. 前記２つのフィンガがそれらの休止位置に戻った後、前記４つのフィンガプッシャは方向を反転し、前記第１組の２つのフィンガが前記トレイと係合して前記トレイを前記卵の集結区域から前記装置出口へ移動させる、請求項８記載の方法。
13. 前記装置の前端部に対して前記４つのフィンガプッシャが最遠位の運動範囲に達すると、前記プッシャは、方向を反転して第２組の２つフィンガが前記トレイを通り越すまで移動する、請求項９に記載の方法。
14. 前記第２組の２つのフィンガが前記トレイを通り越すと、前記プッシャは、方向を反転して、前記第２組の２つのフィンガが前記トレイと係合し前記トレイを前記装置の出口を通って移動させる、請求項１０に記載の方法。
15. 前記トレイを下流の前記卵内注入装置に引き渡すステップをさらに備える、請求項１１に記載の方法。