KR101255256B1 - 식물재배용 엘이디 패널 상하 이동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물재배용 엘이디 패널 상하 이동장치에 있어서, 특히 식물 재배를 위해서 다단으로 배치된 엘이디 패널을 식물 성장 정도에 따라서 상하로 움직이도록 함으로서 최적의 빛을 식물에 제공토록 하는 것을 특징으로 하는 식물재배용 엘이디 패널 상하 이동장치에 관한 것으로,
식재의 씨앗이나 모종이 투입되는 모종 용기와; 상기 모종 용기을 상부에 탑재하며, 저면에는 엘이디 그룹이 일정간격으로 설치되어 이루어지며, 상기 엘이디 그룹은 전기공급장치와 연결되어 전기공급에 따라서 적색이나 녹색 또는 황색등의 적절한 빛을 하부로 방사하여 씨앗이나 모종에 빛을 쪼이기 위한 엘이디 장착용 베드와; 상기 엘이디 장착용 베드의 모서리 부분에 삽입 장착되는 지지봉 형태로서 엘이디 장착용 베드를 임시고정하는 베드 수직 지지수단과; 상기 베드 수직 지지수단의 외측면 또는 엘이디 장착용 베드의 저면에 설치되며, 식재의 높이 또는 식재와 베드 수직 지지수단과의 거리를 측정하기 위한 식재높이 확인 수단과; 상기 엘이디 장착용 베드와 수직 지지수단의 결합면에 설치되며 수직 지지수단을 기준으로 엘이디 장착용 베드를 승하강 시키기 위한 베드 승하강 수단을 포함하여 이루어짐이 특징이다.

Description

식물재배용 엘이디 패널 상하 이동장치{A LED Panel Top and Bobttom Shifting Unit for Plant Cultivating}

본 발명은 식물재배용 엘이디 패널 상하 이동장치에 관한 것으로, 특히 식물 재배를 위해서 다단으로 배치된 엘이디 패널을 식물 성장 정도에 따라서 상하로 움직이도록 함으로서 최적의 빛을 식물에 제공토록 하는 것을 특징으로 하는 식물재배용 엘이디 패널 상하 이동장치에 관한 것이다.

식물성장에 필요한 조명을 위해서 종래에는 백열등, 형광등, 할로겐 전구, 고압나트륨 전구 등을 사용하여 왔었으나 최근에는 이를 대체하는 식물 재배용 반도체 발광 다이오드에 대한 내용으로 종래의 기술이 갖추지 못한 식물성장의 광합성 및 엽록성 작용의 효과를 발생시키고 에너지 절감 및 환경 보호로 인한 파급적인 경제 효과를 발생시킬 수 있다.

이러한 최근의 식물재배용 발광다이오드를 가지고 있는 조명장치의 식물 성·생장 육성장치에는 식물의 특성에 따라 그리고 제어하고자 하는 매개변수에 따라 최적의 파장대역 및 밝기의 광을 조사함으로써 식물의 성·생장을 위한 제어부를 구성하여 제어할 수 있는 발광다이오드를 이용한 식물 성·생장 육성장치가 공개(특허문헌 1)되어 있고 이와 비슷한 문헌으로 식물의 종류와 생육과정에 맞추어 최적 파장의 빛을 발산하는 여러 종류의 LED를 적당한 비율로 조합하는데 적색, 청색, 녹색, 백색, 적외선, 자외선 등의 LED 중에서 선택되는 1종류 또는 2종류 이상의 LED를 보드상에 적당한 비율로 다수 배치하여 식물의 종류나 생육상황에 따라 교체할 수 있도록 구성 한 문헌(특허문헌 2)이 있다.

또한, 색소식물을 재배하는데 있어서 좁은 공간에서 생산효율과 단시간에 재배가 가능하도록 만들어진 폐쇄형 LED 식물공장으로써 전력소비가 적고 광 효율이 높은 원 적외선광 730nm, 적색광 660nm, 청색광 450nm의 엘이디 램프를 광원으로 사용하고 광 폐쇄 공간에서 고효율 식물재배 시스템에 관한 문헌(특허문헌 3) 등 식물의 성장촉진을 향상시키고 전력소비가 적은 식물 재배장치 등의 문헌들이 나타나 있다.

그러나 상기 종래 기술에 의한 식물 생육장치 등은 광을 공급하는 장치가 고정되어 있기 때문에 식물이 다 자란것을 가정하여 최상의 높이에 설치하여야 하는 문제가 있었다.

즉, 초기 발아시 부터 일정 크기 까지 성장하기 까지는 광원이 너무 높은 위치에 존재하게 됨으로서 충분히 엘이디 빛을 조사받지 못하는 문제가 있는 것이다.

따라서, 엘이디가 장착된 베드가 고정형으로 설치되기 때문에 항상 최적의 광원을 공급하지 못하여 초기에 식물의 생장이 어려워지는 문제가 있는 것이다.

특허문헌 1 : 국내공개특허 2000-0006611 공보

특허문헌 2 : 국내공개특허 2003-0005023 공보

특허문헌 2 : 국내공개특허 2004-0010426 공보

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로,

식물의 생장크기를 센서를 활용하여 측정하고 측정된 결과를 종합하여 엘이디 장착용 베드를 식물 생장 속도에 따라서 서서히 승강시키도록 함으로서 식물에 최적의 엘이디 조사가 이루어질 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 각종 식재의 씨앗 또는 모종을 파종하여 일정 높이로 기르기 위한 수단으로서 내측에 공간부를 형성하고, 그 공간부 내에 흙이나 물과 같이 식재를 성장시키기 위한 기본 재료가 삽입되며, 아울러 식재의 씨앗이나 모종이 투입되는 상기 모종 용기와;

상기 모종 용기을 상부에 탑재하며, 저면에는 엘이디 그룹이 일정간격으로 설치되어 이루어지며, 상기 엘이디 그룹은 전기공급장치와 연결되어 전기공급에 따라서 적색이나 녹색 또는 황색등의 적절한 빛을 하부로 방사하여 씨앗이나 모종에 빛을 쪼이기 위한 엘이디 장착용 베드와;

상기 엘이디 장착용 베드의 모서리 부분에 삽입 장착되는 지지봉 형태로서 엘이디 장착용 베드를 임시고정하는 베드 수직 지지수단과;

상기 베드 수직 지지수단의 외측면 또는 엘이디 장착용 베드의 저면에 설치되며, 식재의 높이 또는 식재와 베드 수직 지지수단과의 거리를 측정하기 위한 식재높이 확인 수단과;

상기 엘이디 장착용 베드와 수직 지지수단의 결합면에 설치되며 수직 지지수단을 기준으로 엘이디 장착용 베드를 승하강 시키기 위한 베드 승하강 수단과;

상기 식재높이 확인수단 및 베드 승하강 수단의 모터와 전기적으로 연결되어 식재높이 확인수단의 정보에 따른 식재높이에 따라서 식재와 엘이디 장착용 베드 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위하여 베드 승하강 수단을 유동시키는 제어수단으로 이루어짐이 특징이다.

또한, 상기 식재높이 확인수단은, 초음파 센서로 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 상기 베드 승하강 수단은, 상기 엘이디 장착용 베드의 내측에 피니언 기어 및 모터를 삽입 설치하고, 베드 수직 지지수단에 랙기어를 설치하여 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 상기 베드 승하강 수단은, 상기 베드 수직 지지수단에 자석을 배치하고, 엘이디 장착용 베드의 결합면에는 자석에 반발하여 상하로 유동하는 선형모터를 설치하여 이루어진 것이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 식물의 생장크기를 센서를 활용하여 측정하고 측정된 결과를 종합하여 엘이디 장착용 베드를 식물 생장 속도에 따라서 서서히 승강시키도록 함으로서 식물에 최적의 엘이디 조사가 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 식물재배용 엘이디 패널 상하 이동장치 구성도.
도 2는 본 발명의 식재 설치상태 정면도.
도 3은 본 발명의 식재 설치상태 사시도.
도 4는 본 발명의 엘이디 장착용 베드 상하 유동수단 실시예 구성도.
도 5 - 도 7은 도 4의 동작 상태도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 식물재배용 엘이디 패널 상하 이동장치 구성도.

도 2는 본 발명의 식재 설치상태 정면도.

도 3은 본 발명의 식재 설치상태 사시도.

도 4는 본 발명의 엘이디 장착용 베드 상하 유동수단 실시예 구성도.

도 5 - 도 7은 도 4의 동작 상태도로서,

도시한 바와 같이 본 발명의 구성요소를 살펴보면, 크게 모종 용기(100)와, 엘이디 장착용 베드(200)와, 베드 수직 지지수단(300)과, 식재 높이 확인수단(400)과, 베드 승하강 수단(500) 및 제어수단(600)으로 이루어진다.

상기 모종 용기(100)는 각종 식재(110)의 씨앗 또는 모종을 파종하여 일정 높이로 기르기 위한 수단으로서 내측에 공간부를 형성하고, 그 공간부 내에 흙이나 물과 같이 식재를 성장시키기 위한 기본 재료가 삽입되며, 아울러 식재의 씨앗이나 모종이 투입되는 수단이다.

즉, 모종 용기(100)는 씨앗이나 모종을 파종하기 위한 것으로 그 형태는 원통형이 가장 많이 사용되어지며 필요에 따라 사각통형과 같은 다각형 통이 사용되어질 수 있다. 그리고, 재질은 합성수지제 또는 도자기 종류가 사용되어지며, 엽채류나 인삼과 같이 일정한 크기로 자라나면 상품성을 갖는 식재를 심는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 모종 용기(100)는 수경재배로 재배할 수 있도록 물이나 영양성부는 투입시켜야 하며, 이러한 기술은 일반적인 기술사상이므로 더이상의 설명은 생략토록 한다.

상기 엘이디 장착용 베드(200)는 상기 모종 용기(100)를 상부에 탑재하며, 저면에는 엘이디 그룹(210)이 일정간격으로 설치되어 이루어지며, 상기 엘이디 그룹은 전기공급장치와 연결되어 전기공급에 따라서 적색이나 녹색 또는 황색등의 적절한 빛을 하부로 방사하여 씨앗이나 모종에 빛을 쪼인다.

즉, 엘이디 장착용 베드(200)의 저면에는 엘이디 그룹(210)을 일정 간격으로 설치하는바, 엘이디 그룹(210)에는 적색이나 녹색 또는 황색의 빛을 발산할 수 있도록 엘이디가 적절하게 배치되어 이루어지며, 이러한 엘이디는 일정한 공간만큼만 직진하기 때문에 필요한 구역에만 집중적으로 빛을 조사할 수 있는 특징이 있다.

아울러, 본 발명에서는 엘이디를 식재에 최적화된 상태로 조사하기 위해서 식재에 근접하여 엘이디 빛이 조사되도록하며, 식재가 성장함에 따라 엘이디 장착용 베드를 서서히 상승시켜 식재의 최근접 거리에서 엘이디의 빛이 식재에 조사되도록 하였다.

상기 베드 수직 지지수단(300)은 엘이디 장착용 베드(200)의 모서리 부분에 삽입 장착되는 봉형태 또는 사각기둥 형태로서 엘이디 장착용 베드(200)를 임시고정하는 기능을 한다.

즉, 베드 수직 지지수단(300)은 엘이디 장착용 베드(200)를 지지하기 위한 수단으로서, 바람직하게는 다수개의 엘이디 장착용 베드(200)가 일정간격으로 순차 적층되어야 하므로 충분한 강도를 갖도록 제작하며, 적어도 4개를 구비하여 엘이디 장착용 베드(200)의 모서리 부분을 결합시키고, 이에 따라 엘이디 장착용 베드(200)의 지지력을 높여서 엘이지 장착용 베드(200)가 무너지는 것을 방지토록 한다.

또한, 베드 수직 지지수단(300)은 지지봉 형태로 제작할 수 있으나, 사각기둥 형태로 제작할 수 있음은 물론이며, 랙기어를 설치하기 위해서는 사각기둥 형태가 바람직하다.

상기 식재높이 확인수단(400)은 엘이디 장착용 베드(200)의 저면에 초음파 센서를 설치하여 이루어지고, 상기 초음파 센서에 의해서 식재까지의 거리를 측정하여 엘이디 장착용 베드와 식재까지의 거리를 파악할 수 있도록 한다.

즉, 초음파 센서는 짧은 거리를 정확하게 파악하기 위해 많이 적용되는 센서 수단으로서 본 발명에서는 다수개의 센서를 엘이디 장착용 베드의 저면에 설치하는 것으로서, 상기 초음파 센서들의 측정거리를 평균하여 식재의 평균 이격거리를 판단할 수 있도록 한다.

물론, 상기 초음파 센서 대신에 다른 거리측정 센서를 다양하게 적용할 수 있음은 물론이며, 필요에 따라서 엘이디 장착용 베드 대신에 베드 수직 지지수단에 설치할 수 있다.

상기 베드 승하강 수단(500)은 랙 피니언 기어로 이루어지는바, 엘이디 장착용 베드의 내측에 피니언 기어 및 모터를 삽입 설치하고, 베드 수직 지지수단에 랙기어를 설치하여 상기 원형 형태의 피니언 기어가 랙기어를 타고 수직으로 상하 왕복하는 구조이다.

즉, 엘이디 장착용 베드(200)를 승하강 시키기 위해서 랙 피니언 기어를 적용하여 엘이디 장착용 베드의 내측에는 피니언 기어 및 모터를 삽입하고, 베드 수직 지지수단에 랙기어(510)를 설치하여 피니언 기어(520)를 모터(530)로 구동하는 동작에 의해서 랙기어의 상부에서 피니언 기어가 맞물리면서 유동이 가능토록 한 것이다.

물론, 상기 랙피니언 기어 결합 대신에 자장으로 움직일 수 있는 선형모터(500a)를 설치할 수 있으며, 이 경우에는 자력의 반발 기능을 이용할 수 있으며, 이를 위해서 베드 수직 지지수단(300)에 영구 자석(310)을 순차 배치하고, 엘이디 장착용 베드의 결합면에는 전자석(500b)을 배치하여 이루어진 선형모터(500a)를 설치하여 상기 베드 수직 지지수단(300)을 기준으로 엘이디 장착용 베드(200)를 승하강 시킬 수 있다.

본 발명의 제어수단(600)은 식재높이 확인수단(400) 및 베드 승하강 수단(500)의 모터와 전기적으로 연결되어 식재높이 확인수단의 정보에 따른 식재높이에 따라서 식재와 엘이디 장착용 베드 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위하여 베드 승하강 수단을 유동시킨다.

즉, 제어수단은 초음파 센서를 이용하여 엘이디 장착용 베드와 식재 사이의 거리 정보를 파악하고, 이를 평균하여 식재에 가장 근접한 거리로 엘이디 장착용 베드를 이동시키며, 이 상태로 엘이디를 조사토록 함으로서 엘이디에서 발생되는 빛을 모두 식재로 쪼일 수 있게 된다.

이에 따라서, 저출력으로도 충분히 식재에 빛을 공급할 수 있게 되어 전기료를 절약할 수 있다.

이하에서 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 모종 용기(100)에 씨앗 형태나 모종 형태의 식재를 심고, 식재의 장착이 완료되면 모종 용기를 엘이디 장착용 베드의 상부에 일정간격으로 배치한다.

이때, 상기 엘이디 장착용 베드(200)는 저면에 엘이디 그룹(210)이 설치된 상태이며, 아울러 엘이드 그룹 사이에 초음파 센서가 설치된 상태이다. 아울러, 엘이디 장착용 베드의 내측면에는 피니언 기어 및 모터가 설치된 상태이다.

이후, 상기 엘이디 장착용 베드(200)를 베드 수직 지지수단(300)의 상부를 통해 일정간격으로 순차 적층시킨다.

이때, 상기 베드 수직 지지수단(300)은 랙기어가 설치되어 있어서 엘이디 장착용 베드의 피니언 기어가 랙기어와 접촉하면서 상하 유동이 가능토록 한다.

이후, 제어수단(600)을 가동하여 엘이디 장착용 베드(200)의 저면에 초음파 센서로 설치된 식재높이 확인수단(400)를 이용하여 모용 용기(100)의 식재(110)와의 거리를 측정하고, 측정된 결과에 따라서 엘이디 장착용 베드(200)의 엘이디 그룹(210)이 모종의 식재에 근접할 수 있도록 피니언 기어를 작동시킨다.

그러면, 상기 피니언 기어의 유동에 따라서 랙기어를 타고 하강하여 식재의 바로 상부에 엘이디 장착용 베드(200)가 위치하게 된다.

이후, 제어수단(600)을 연속적으로 가동시켜 초음파 센서로된 식재높이 확인수단(400)의 측정 결과에 따라서 엘이디 장착용 베드(200)를 자동으로 상승시켜 식재(110)의 높이가 올라감에 따라서 식재에 빛을 조사하는 엘이디 그룹(210)이 자동으로 상승되도록 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아니라 설명하기 위한 것이기 때문에 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 보호범위는 아래 청구범위의 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 모종 용기
110: 식재
200: 엘이디 장착용 베드
210: 엘이디 그룹
300: 베드 수직 지지수단
400: 식재 높이 확인수단
500: 베드 승하강 수단
600: 제어수단

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 각종 식재의 씨앗 또는 모종을 파종하여 일정 높이로 기르기 위한 수단으로서 내측에 공간부를 형성하고, 그 공간부 내에 흙이나 물과 같이 식재를 성장시키기 위한 기본 재료가 삽입되며, 아울러 식재의 씨앗이나 모종이 투입되는 모종 용기(100)와; 상기 모종 용기을 상부에 탑재하며, 저면에는 엘이디 그룹이 일정간격으로 설치되어 이루어지며, 상기 엘이디 그룹은 전기공급장치와 연결되어 전기공급에 따라서 적색이나 녹색 또는 황색등의 적절한 빛을 하부로 방사하여 씨앗이나 모종에 빛을 쪼이기 위한 엘이디 장착용 베드(200)와; 상기 엘이디 장착용 베드의 모서리 부분에 삽입 장착되는 지지봉 형태로서 엘이디 장착용 베드를 임시고정하는 베드 수직 지지수단(300)과; 상기 베드 수직 지지수단의 외측면 또는 엘이디 장착용 베드의 저면에 설치되며, 식재의 높이 또는 식재와 베드 수직 지지수단과의 거리를 측정하기 위한 식재높이 확인 수단(400)과; 상기 엘이디 장착용 베드와 수직 지지수단의 결합면에 설치되며 수직 지지수단을 기준으로 엘이디 장착용 베드를 승하강 시키기 위한 베드 승하강 수단(500)과; 상기 식재높이 확인수단 및 베드 승하강 수단의 모터와 전기적으로 연결되어 식재높이 확인수단의 정보에 따른 식재높이에 따라서 식재와 엘이디 장착용 베드 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위하여 베드 승하강 수단을 유동시키는 제어수단(600)을 포함하되,
   상기 베드 승하강 수단(500)은,
   상기 베드 수직 지지수단(300)에 영구 자석(310)을 배치하고, 엘이디 장착용 베드(200)의 결합면에는 영구 자석(310)에 반발하여 상하로 유동하는 전자석(500b)을 배치한 선형모터(500a)를 설치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 식물재배용 엘이디 패널 상하 이동장치.

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