KR101348964B1 - 사료 자동 급여 장치 및 시스템 - Google Patents

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KR101348964B1
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정규철
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Abstract

본 발명은 사용자에 의해 설정된 주기마다 실질적으로 필요한 양의 사료만이 정확히 자동 공급될 수 있도록 하고, 원격에서도 사료를 실시간 공급할 수 있는 사료 자동 급여 장치 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 사료 자동 급여 장치는, 사료 저장공간 및 사료 배출구가 형성된 사료 저장통과; 상기 사료 저장통으로부터 배출되는 사료를 사료 계량부로 투입하는 투입작동과 투입을 중지하는 투입중지작동을 행하는 급여량 조절부와; 상기 급여량 조절부로부터 투입되는 사료가 적재되고, 중량 센서를 구비하여 상기 적재되는 사료의 중량을 측정하는 상기 사료 계량부와; 상기 사료 계량부에 적재되어 대기 중인 사료를 투여받는 먹이통과; 상기 먹이통에 급여된 사료의 잔량을 감지하기 위한 잔량 센서; 및 사용자에 의해 설정된 시간 또는 입력된 명령에 따라, 상기 먹이통에 정량의 사료가 급여되도록 상기 급여량 조절부의 투입작동 및 투입중지작동을 제어하되, 상기 중량 센서에 의해 측정되는 중량 정보에 상기 잔량 센서에 의해 측정되는 잔량 정보를 반영하여 상기 급여량 조절부의 투입중지작동을 발생시키는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사료 자동 급여 장치 및 시스템{SYSTEM AND APPARATUS FOR FEEDING FODDER AUTOMATICALLY}
본 발명은 사료 자동 급여 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자에 의해 설정된 주기마다 정량의 사료를 정확히 자동 급여할 수 있고, 원격에서도 사료를 실시간 공급할 수 있는 사료 자동 급여 장치 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 각 가정에서는 산업이 고도로 발달하고 생활이 윤택해지면서 정서함양 등의 목적으로 애완동물의 사육이 날로 늘고 있다. 특히 애완동물을 사육함에 있어 영향 결핍과 과식문제를 해결하기 위해서는 적시에 정량의 급식은 필수적으로 이루어져야 한다. 그러나 가족들이 모두 외출을 하거나 휴가 등으로 장시간 집을 비울 경우, 또는 맞벌이 부부가 애완동물을 사육할 경우, 애완동물은 혼자 집에 남게 되어 급식문제가 제기된다. 이 경우 몇 끼 또는 몇 인분의 사료와 물을 일괄적으로 제공하여야 함으로써, 애완동물이 과식을 하거나 장기간 방치된 급식이 오염되는 문제로 인해 애완동물의 건강을 해치게 된다. 이를 막기 위해 애완동물을 일시적으로 위탁 사육하는 위탁소에 맡길 수도 있지만, 이 경우 비용이 부담되고 주거 환경 변화로 애완동물에게 긴장감을 초래시킨다. 이에 의해, 집을 자주 비우는 경우를 가진 일반인들은, 애완동물을 사육하고 싶어도 급식문제로 인해 사육을 기피하게 되는 이유가 되어 왔다.
따라서, 가족들이 집을 비울 경우에, 애완동물의 급식을 자동으로 공급할 수 있는 자동급식장치의 개발이 요구되고 있다.
이러한 요구에 따른 종래 사료 자동 급식 장치를 살펴보면, 사용자가 설정한 사료 공급 주기에 따라 사용자가 설정한 급여량을 투여하도록 구성되는데, 이때 급여량의 경우, 모터의 회전수를 조절하여 설정된 사료량이 배출될 수 있도록 구성하거나, 무게를 측정하여 설정된 중량의 사료가 급여될 수 있도록 하고 있다.
구체적으로는, 종래 사료 자동 급식 장치의 경우 사료 저장통과 연결된 이송관을 경사지게 배치하고, 이송관의 하단부 토출구에 개폐판을 힌지 결합되게 설치하여 개폐판의 개방 시간을 조정하여 급여량을 조절하거나, 또는 축회전 하는 샤프트의 외주면을 따라 다수 개의 격판을 대략 십자(+) 형상으로 이격 배치하고 이러한 격판을 회전시키며 순차적으로 토출구를 개방 및 폐쇄하도록 하여 격판의 회전수를 제어하여 급여량을 조절하도록 구성하였다.
이러한 종래 방식의 경우 토출되는 사료량을 정확하게 제어하기 곤란하거나 또는 일부 사료가 격판과 격판 사이에 걸려 모터만 회전하고 사료는 실질적으로 배출되지 못하는 문제점이 발생하였다.
또한, 종래 사료 자동 급식 장치는 이전에 급여된 사료를 동물이 어느 정도 섭취하였는지를 불문하고, 정해진 주기에 따라 정해진 양의 사료를 기계적으로 급여함에 따라 사료가 과잉 공급되고, 이에 따라 급여된 사료가 장기간 방치되어 부패하거나, 동물의 과다섭취를 야기할 수 있는 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 이전 급여에서 제공된 사료의 섭취량을 고려하여, 금번 급여에서 실질적으로 필요한 양의 사료만이 공급될 수 있도록 하는 사료 자동 급여 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 토출되는 사료량을 보다 정확히 조절할 수 있고, 특히 사료 배출수단에 사료가 걸려 사료가 배출되지 못하는 문제점을 방지할 수 있는 사료 자동 급여 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 원격에서도 사료를 실시간 공급할 수 있는 사료 자동 급여 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사료 자동 급여 장치는, 사료 저장공간 및 사료 배출구가 형성된 사료 저장통과; 상기 사료 저장통으로부터 배출되는 사료를 사료 계량부로 투입하는 투입작동과 투입을 중지하는 투입중지작동을 행하는 급여량 조절부와; 상기 급여량 조절부로부터 투입되는 사료가 적재되고, 중량 센서를 구비하여 상기 적재되는 사료의 중량을 측정하는 상기 사료 계량부와; 상기 사료 계량부에 적재되어 대기 중인 사료를 투여받는 먹이통과; 상기 먹이통에 급여된 사료의 잔량을 감지하기 위한 잔량 센서; 및 사용자에 의해 설정된 시간 또는 입력된 명령에 따라, 상기 먹이통에 정량의 사료가 급여되도록 상기 급여량 조절부의 투입작동 및 투입중지작동을 제어하되, 상기 중량 센서에 의해 측정되는 중량 정보에 상기 잔량 센서에 의해 측정되는 잔량 정보를 반영하여 상기 급여량 조절부의 투입중지작동을 발생시키는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사료 자동 급여 시스템은, 사용자로부터 사료 공급 주기를 입력받아 이를 컨트롤러로 전송하는 타이머 기능과 일회 급여시 투여되는 사료량을 입력받아 이를 컨트롤러로 전송하는 급여량 설정 기능을 실현시키기 위한 애플리케이션 프로그램이 기록된 메모리와, 상기 타이머 기능과 급여량 설정 기능에 의해 입력된 신호를 컨트롤러로 무선 송신하기 위한 통신모듈을 구비하는 단말기; 사료 저장공간 및 사료 배출구가 형성된 사료 저장통과, 상기 사료가 최종 급여되는 먹이통과, 상기 먹이통으로 제공되는 사료의 양을 조절하는 급여량 조절부를 구비하는 사료 공급기; 및 상기 사료 공급기와 전기적으로 연결되게 구비되고, 상기 단말기로부터 상기 신호를 수신하기 위한 통신모듈을 구비하며, 상기 통신모듈을 통해 수신된 상기 신호에 따라 상기 사료 저장통에 저장된 사료를 일정 주기마다 상기 먹이통으로 공급하도록 상기 급여량 조절부를 제어하는 상기 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사료 자동 급여 장치 및 시스템에 의하면, 이전 급여에서 제공된 사료의 섭취량을 고려하여, 금번 급여에서 실질적으로 필요한 양의 사료만이 공급되는 바, 과잉공급에 의한 사료의 부패, 손실 및 동물의 과다섭취(비만)를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 급여량 조절부를이송 스크류 방식으로 구성할 경우 토출되는 사료량을 보다 정확히 조절할 수 있고, 특히 배출수단(예컨데, 격판, 이송 스크류 등)에 사료가 걸려 사료가 배출되지 못하는 문제점을 방지할 수 있는 강점이 있다.
또한, 원격에서도 사료 공급 주기와 급여량을 설정할 수 있고, 사료를 실시간으 공급할 수 있어 사용자 편의성을 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 잔량 정보가 단말기로 전송되어 사용자는 원격에서 사료 잔여량 즉, 동물이 사료를 섭취하였는지 여부를 실시간으로 체크할 수 있는 장점이 있다.
또한, 사료 공급기에 구비된 카메라를 통해 주변환경가 동물의 상태를 실시간 감시할 수 있는 장점이 있다.
또한, 원격으로 애완견이 선호하는 음악을 재생하거나 주인의 음성을 출력할 수 있어 애완견의 스트레스 해소에 도움을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 사료 자동 급여 시스템의 시스템 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 사료 자동 급여 장치의 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사료 자동 급여 장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사료 계량부의 모식도.
도 5(a) 및 (b)는 본 발명에 따른 먹이통에 구비되는 포토 센서의 다양한 설치예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 컨트롤러의 세부 구성을 나타낸 블록 구성도.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 사료 자동 급여 시스템의 시스템 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 사료 자동 급여 시스템은 단말기(10), 통신망(30), 사료 자동 급여 장치(40)를 포함하고, 사료 자동 급여 장치(40)는 컨트롤러(200)와 사료 공급기(100)로 구성되며, 단말기(10)를 원거리 무선통신 단말기(즉, 후술할 전자통신 단말기)로 구성할 경우 중계 서버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 단말기(10)는 중앙처리장치, 통신모듈 및 메모리를 구비하고, 바람작하게는 카메라 모듈을 더 포함하는 전자기기를 지칭한다.
대표적인 예로, 단말기(10)는 스마트폰, 스마트패드, 노트북, 넷북, PDA와 같은 전자통신 단말기일 수 있고, 또는 리모콘일 수도 있다. 이하에서는 단말기(10)는 통신사가 제공하는 다양한 통신망을 통해 정보를 원거리에서 송수신할 수 있는 전자통신 단말기를 예로 들어 설명하기로 한다.
상기와 같이, 단말기(10)는 통신사가 제공하는 다양한 통신망(30)을 소정 데이터의 전송이 가능한 유무선 통신 기능을 구비하는데, 여기서 통신망(30)은 예컨데, 유선 통신망을 비롯하여, 제3세대 이동통신(3G)망, 제4세대 이동통신(4G)망, 와이브로 (WiBro)망, 와이파이(Wifi)망과 같이 데이터를 유선 또는 무선으로 송수신할 수 있는 형태라면 특별히 한정하지 않는다.
한편, 단말기(10)는 사료 급여 기능을 실현시키기 위한 사료 자동 공급 애플리케이션 프로그램(Application Program, 이하 '애플리케이션 프로그램'으로 약칭)이 설치되는 것을 특징으로 한다. 애플리케이션 프로그램은 단말기(10)의 메모리에 기록되어 구비되는데 상기 메모리는 내장형 메모리, 외장형 메모리 모두를 포함한다.
단말기(10)에 설치되는 애플리케이션 프로그램은 사용자가 단말기(10)를 이용하여 원거리에서 무선으로 사료 공급기(100)를 제어하고, 사료 공급 및 잔량 상태를 확인할 수 있도록 안내하는 구성부이다.
이러한 애플리케이션 프로그램은 타이머 기능과, 급여량 설정 기능과 즉시 급여 기능을 실현시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
타이머 기능은 사료 공급 주기를 설정하는 기능으로서, 사용자가 애플리케이션 프로그램를 활성화시키면 예컨데, 타이머 아이콘을 표시하고, 사용자가 상기 타이머 아이콘을 선택시 사료 공급 주기(예컨데, 3시간 마다, 8시간 마다 등)를 입력 또는 선택할 수 있도록 구성될 수 있다.
급여량 설정 기능은 일회 급여시 투여되는 사료량을 설정하는 기능으로서, 사용자가 애플리케이션 프로그램를 활성화시키면 예컨데, 급여량 아이콘을 표시하고, 사용자가 상기 급여량 아이콘을 선택시 사료 공급량(예컨데, 10g, 50g 등)을 입력 또는 선택할 수 있도록 구성될 수 있다.
타이머 기능을 통한 공급 주기와 급여량 설정 기능에 의한 급여량의 설정 완료후, 사용자가 시작(start) 아이콘을 선택하면, 사료 공급기(100)는 설정된 주기에 따라 설정된 중량의 사료가 자동 공급하는 작동을 실행하게 된다.
즉시 급여 기능은 사료 공급기(100)가 사용자의 명령에 따라 일회성 급여 작동을 즉시 실행할 수 있도록 안내하는 기능이다. 따라서, 사용자가 애플리케이션 프로그램를 활성화시킨 후 즉시 급여 기능을 선택하면, 사료 공급기(100)는 설정된 중량의 사료를 일회성으로 즉시 공급하는 작동을 실행하게 된다.
본 발명의 사료 자동 급여 장치는 컨트롤러(200)와 사료 공급기(100)를 포함하여 구성되는데, 특정 컨트롤러(200)는 특정 단말기(10)와 연계되어 통신망(30)을 통해 해당 단말기(10)로부터 전송된 정보에 따라 사료 공급기(100)를 작동시킨다.
예컨데, 컨트롤러(200)가 단말기(10)로부터 "3시간 마다" 라는 타이머 정보와 "50g" 이라는 급여량 정보를 수신하였다면, 컨트롤러(200)는 목적하는 사료량을 설정된 시간마다 급여하도록 사료 공급기(100)를 제어하게 된다.
따라서, 컨트롤러(200)는 특정 단말기(10)로부터 사료 공급 정보를 수신하고, 이렇게 수신된 정보에 따라 정량의 사료를 공급할 수 있도록, 상기 특정 단말기(10)에 설치된 애플리케이션 프로그램과 연동되는 응용 프로그램과, 사료 공급기(100)를 제어하기 위한 제어 프로그램이 탑재되어 있다.
또한, 컨트롤러(200)는 사용자에 의해 설정된 사료 공급 주기에 따라 사료를 공급하기 위해, 날짜와 시간을 포함한 RTC정보를 계시하는 리얼타임클럭부(250)를 더 구비한다.
본 발명의 중계서버(20)는 특정 사료 자동 급여 장치(즉, 특정 컨트롤러)에 특정 단말기(10)가 매칭될 수 있도록 중계하는 서버로서, 예컨데, 단말기(10)에 탑재된 사료 자동 공급 애플리케이션 프로그램을 제작하고 이와 관련된 서비스를 제공 관리하는 업체의 메인 서버일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 사료 자동 급여 장치의 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사료 자동 급여 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 사료 자동 급여 장치는 컨트롤러(200)와 사료 공급기(100)로 구성되고, 사료 공급기(100)는 사료 저장통(110), 급여량 조절부(120), 중량 센서(131)를 구비하는 사료 계량부(130), 먹이통(140) 및 잔량 센서(160)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 사료 저장통(110)은 먹이통(140)으로 급여될 사료를 저장하고 보관하는 통형 부재로서, 내부에는 사료를 담을 수 있는 저장 공간이 마련되어 있고, 일측에는 사료를 저장 공간으로 투입할 수 있도록 입구가 형성되어 있으며, 타측(바람직하게는 하단부)에는 저장된 사료를 급여량 조절부(120)로 배출하기 위한 출구가 형성되어 있다. 도 3의 바람직한 실시예에 따르면, 사료 저장통(110)은 하단부로 향할수록 단면적이 좁아지는 호퍼(hopper) 형태로 구성하였다.
사료 저장통(110)은 내부에 저장된 사료의 무게를 측정하는 중량 센서(115)를 더 포함할 수 있고, 상기 중량 센서(115)는 바람직하게는 스트레인 게이지 (Strain Gauge)로 구성할 수 있으며, 이러한 스트레인 게이지는 사료 저장통(110)에 저장된 사료의 하중을 받을 수 있는 위치(예컨데, 하단부)에 설치될 수 있다.
중량 센서(115)에 의해 사료 저장통(110)에 보관된 사료의 무게가 감지되고 이렇게 감지된 신호는 컨트롤러(200)로 전송된다. 그리고 컨트롤러(200)는 중량 센서(115)로부터 수신된 신호에 근거하여 후술할 디스플레이부(230) 또는 스피커(270)를 제어함으로써 사료 저장통(110)에 저장된 사료의 잔량을 사용자에게 시각적 또는 청각적으로 제공해줄 수 있게 된다.
본 발명의 급여량 조절부(120)는 사료 저장통(110)으로부터 배출되는 사료를 사료 계량부(130)로 투입하는 투입작동과, 사료의 투입을 중지하는 투입중지작동을 행하는 구성부이다.
도 3의 바람직한 실시예에 따르면, 급여량 조절부(120)는 이송관(121), 이송 스크류(123) 및 구동모터(125)를 포함하여 구성된다. 이송관(121)은 사료 저장통(110)으로부터 배출되는 사료가 투입되는 투입구와, 투입된 사료가 이송되어 사료 계량부(130)로 배출시키는 토출구가 형성된 관체 구성되어, 투입구는 사료 저장통(110)의 출구와 연통되고, 토출구는 먹이통(140)과 연통된다.
이송 스크류(123)는 이송관(121)의 내부에 장착되어 이송관 내부에서 축회전하는 샤프트(123a)와, 상기 샤프트(123a)의 외주면에 그 장축 방향을 따라 나사산 형태로 연속되게 형성된 스크류(123b)로 구성된다.
따라서, 이송관(121)의 투입구로 투입된 사료는 이송 스크류(123)가 회전함에 따라 토출구 측으로 이동하여 종국에는 이송관 외부 즉, 사료 계량부(130)로 배출되게 된다.
한편, 이송 스크류(123)는 샤프트(123a)와 연결된 구동모터(125)에 의해 축회전 동작이 발생 및 정지되게 된다. 즉, 컨트롤러(200)에 의한 구동모터(125)의 제어를 통해 이송 스크류(123)의 회전 동작이 제어되고, 이러한 회전 동작의 제어에 의해 사료의 투입작동과 투입중지작동이 발생되게 된다.
종래의 경우 이송관을 경사지게 배치하고, 이송관의 하단부 토출구에 개폐판을 힌지 결합되게 설치하여 개폐판의 개방 시간을 조정하여 급여량을 조절하거나, 또는 축회전 하는 샤프트의 외주면을 따라 다수 개의 격판을 대략 십자(+) 형상으로 이격 배치하고 이러한 격판을 회전시키며 순차적으로 토출구를 개방 및 폐쇄하도록 하여 격판의 회전수를 제어하여 급여량을 조절하도록 구성하였다.
이러한 종래 방식의 경우 토출되는 사료량을 정확하게 제어하기 곤란하거나 또는 일부 사료가 격판과 격판 사이에 걸려 모터만 회전하고 사료는 실질적으로 배출되지 못하는 문제점이 발생하였다.
그러나, 급여량 조절부(120)를 본 발명과 같이 이송 스크류 방식으로 구성할 경우 토출되는 사료량을 보다 정확히 조절할 수 있고, 특히 배출수단(예컨데, 격판, 이송 스크류 등)에 사료가 걸려 사료가 배출되지 못하는 문제점을 방지할 수 있는 강점이 있다.
본 발명의 사료 계량부(130)는 급여량 조절부(120)로부터 배출되는 사료가 먹이통(140)으로 급여되기 전에 상기 배출 사료를 적재하여 대기시키고, 특히 상기 적재되는 사료의 중량을 측정하는 구성부이다.
도 3의 바람직한 실시예에 따르면, 사료 계량부(130)는 급여량 조절부(120)의 토출구의 수직 하방에 위치하고, 급여량 조절부(120)로부터 배출되는 사료가 충분히 적재될 수 있는 면적의 적재면을 갖도록 구성되고, 상기 적재면에 적재된 사료의 무게를 측정할 수 있도록 중량 센서(131)를 구비한다.
중량 센서(131)는 잔량 센서(160)와의 유기적인 조합을 통해 실질적으로 필요한 양의 사료만이 공급되어 사료의 과잉공급을 방지할 수 있도록 하기 위한 구성부로서, 바람직하게는 스트레인 게이지(Strain Gauge)로 구성할 수 있고, 이러한 스트레인 게이지는 사료 계량부(130)의 적재면에 장착될 수 있다.
또한, 사료 계량부(130)는 적재되어 대기 중인 사료를 먹이통(140)으로 투여할 수 있도록 투여 수단을 더 구비하는데, 바람직하게는 투여 수단은 스크레이퍼로 구성할 수 있고, 상기 스크레이퍼는 바람직하게는 합성수지 또는(및) 금속 재질의 판형으로 형성할 수 있다.
스크레이퍼(150)는 사료 계량부(130)에 적재되어 있는 사료를 일 방향으로 밀어젖히는 동작을 통해 해당 사료를 먹이통(140)으로 이동시키는데, 구체적으로, 스크레이퍼(150)는 도 3과 같이 직선 왕복 운동을 통해 사료를 이동시키는 구조로 구성할 수 있고, 또는 도 4와 같이 축회전 운동을 통해 사료를 이동시키는 구조로 구성할 수도 있다.
먼저, 도 3의 실시예에 따르면, 스크레이퍼(150)는 구동축(135)을 통해 연결된 전동부(133)를 통해 일방향으로 전진하여 사료를 밀어젖혀 일측 개방구로 낙하시킴으로써 해당 사료를 먹이통(140)으로 투여한 후 원위치로 복귀하도록 구성된다.
스크레이퍼(150)의 전진 및 복귀 동작은 전동부(133)를 통해 제어되는데, 전동부(133)는 전동모터와 연결된 랙/피니언 내지 액추에이터와 같이 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 변환시킬 수 있는 장치로 구성할 수 있다.
다음으로 도 4의 실시예에 따르면, 스크레이퍼(151)는 회전축(153)을 중심으로 축회전하고 곡면으로 굽어진 형태로 구성할 수 있다. 상기 경우, 스크레이퍼 (151)는 사료 계량부(130)의 적재면에서 회전 가능하게 장착되는 보스(155)에 그 일단부가 결합되고, 보스(155)는 회전축(153)과 결합되며, 회전축(153)은 전동모터 (미도시)에 의해 회전 동작이 제어되게 구성된다.
이때, 스크레이퍼(151)의 하단변은 적재면의 상면에 미끄러짐 가능하게 접촉된 상태로 구비되어, 스크레이퍼(151)는 적재면의 상부에 자연스럽게 안착한 채로 축 회전하게 된다.
따라서, 사료 계량부(130)의 상부 방향(D1)으로부터 투입되어 적재면에 적재되는 사료는 'D2'의 궤적과 같이 축회전하는 스크레이퍼(151)에 쓸려 이동하다 사료 계량부(130)의 개방구가 형성된 위치에서 외부로 흘러내려 하측에 위치한 먹이통(140)으로 투여된다.
또 다른 실시예로서, 사료 계량부(130)에 구비되는 투여 수단은 힌지를 포함하는 부재로 구성할 수 있다. 상기 경우, 사료가 적재되는 사료 계량부(130)가 힌지에 의해 회전 동작 가능하게 구성된다.
그리고, 힌지는 전동부(예컨데, 전동모터)와 기계적으로 연결되어 힌지의 회전 동작이 발생되고, 상기 전동부의 구동은 컨트롤러(200)에 의해 제어될 수 있다.
상기와 같이 구성할 경우, 힌지는 이에 연결된 전동부를 통해 일 방향으로 회전하여 힌지에 연결된 사료 계량부(130)를 시계 방향으로 회전시키고, 사료 계량부(130)가 시계 방향으로 회전함에 따라 점차 구배가 발생하여 사료는 중력에 의해 일 방향으로 쓸려내려간 후 낙하되어 먹이통으로 투여되게 된다.
상기 투여가 완료되면 힌지는 전동부에 의해 타 방향으로 다시 회전하여 상기 사료 계량부(130)를 반시계 방향으로 회전시킴으로써 사료 계량부를 원위치로 복귀하도록 구성된다.
본 발명의 먹이통(140)은 사료를 최종적으로 급여받아 동물이 섭취할 수 있도록 구비되는 부재로서, 바람직하게는 사료 계량부(130)의 하측에 배치되어 사료 계량부(130)로부터 낙하되는 사료를 투여받아 내부에 담을 수 있도록 구성된다.
잔량 센서(160)는 먹이통(140)에 설치되어 먹이통(140)에 급여된 사료의 잔량을 감지할 수 있도록 구성된다. 즉, 사료 계량부(130)로부터 예컨데 최초 50g의 사료가 먹이통(140)에 투여되었고, 이후 동물이 이를 섭취하였다고 가정하자. 상기 경우 동물의 섭취량에 따라 먹이통(140)에 남아있는 사료의 잔량은 상이하게 되는데, 잔량 센서(160)는 이처럼 동물의 섭취량에 따라 상이한 잔량을 측정하는 역할을 한다.
잔량 센서(160)에 의해 감지되는 잔량 정보는 사료 계량부(130)의 중량 센서(131)에 의한 중량 정보에 반영되어 실질적인 급여량을 결정하는 요소로 사용되며, 이러한 잔량 센서(160)는 중량 센서 및(또는) 포토 센서로 구성할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
또한, 잔량 센서(160)에 의해 감지되는 잔량 정보는 단말기로 전송되어 사용자가 원격에서 사료 잔여량 즉, 동물이 사료를 섭취하였는지 여부를 실시간으로 체크할 수 있도록 구성할 수도 있다.
본 발명의 컨트롤러(200)는 사용자에 의해 설정된 시간 또는 입력된 명령에 따라, 먹이통(140)에 정량의 사료가 공급될 수 있도록 기능한다. 여기서, 정량의 사료를 공급함이란 이전 급여에서 제공된 사료의 섭취량을 고려하여, 금번 급여에서 실질적으로 필요한 양의 사료만이 공급될 수 있도록 함을 의미한다.
컨트롤러(200)는 사료 계량부(130)의 중량 센서(131)로부터 중량 정보를 제공받고, 먹이통(140)의 잔량 센서(160)로부터 잔량 정보를 제공받는다. 그리고, 이렇게 제공받은 잔량 정보와 중량 정보를 함께 고려하여 실질적인 급여량을 결정하는 연산을 행하고, 이에 따라 결정된 급여량의 사료가 먹이통(140)에 투여될 수 있도록 급여량 조절부(120)의 사료 투입작동과 투입중지작동을 제어한다.
특히, 컨트롤러(200)는 먹이통(140)에 정량의 사료가 급여되도록 급여량 조절부(120)의 투입작동 및 투입중지작동을 제어하되, 사료 계량부(130)의 중량 센서(131)에 의해 측정되는 중량 정보에 먹이통(140)의 잔량 센서(160)에 의해 측정되는 잔량 정보를 반영하여 급여량 조절부(120)의 투입중지작동을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 먹이통(140)의 잔량 센서(160)를 사료의 무게를 측정하는 중량 센서로 구성할 경우, 먹이통(140)의 중량 센서는 바람직하게는 스트레인 게이지(Strain Gauge)로 구성할 수 있으며, 이러한 스트레인 게이지는 먹이통(140)에 담긴 사료의 하중을 받을 수 있는 위치(예컨데, 바닥면 상)에 설치될 수 있다.
상기 경우, 컨트롤러(200)는 사료 계량부(130)에 사료가 투입될 시, 먹이통(140)의 잔량 센서(160)에 의해 측정되는 잔량값(즉, 측정 무게)에 상기 사료 투입에 따라 사료 계량부(130)의 중량 센서(131)에 의해 측정되는 중량값(즉, 측정 무게)의 합이 사용자에 의해 설정된 입력값(즉, 급여량)과 일치하는 경우 급여량 조절부(120)의 투입중지작동이 발생하도록 제어하게 된다.
이에 따라, 사용자가 예컨데, 50g의 급여량이 3시간 마다 제공되도록 설정하였더라도, 이전 급여된 사료가 많이 남아 있다면(예컨데, 30g), 금번 급여시에는 기계적으로 50g을 투여하지 않고, 20g(50g-30g)을 급여함으로써, 실질적으로 필요한 양의 사료만이 공급되어 사료의 과잉공급을 방지할 수 있게 된다.
다음으로, 먹이통(140)의 잔량 센서(160)를 사료의 존재 여부를 감지하는 포토 센서로 구성할 경우, 바람직하게는 포토 커플러(Photo Coupler)로 구성할 수 있다.
포토 커플러는 발광부와 수광부 한 쌍으로 구성되어 광로를 차단하는 방식을 통해 먹이통(140) 내에 사료 존재 여부를 감지하게 된다.
발광부는 적외선(IR) 내지 엘이디(LED) 등의 광원을 갖는 발광 다이오드로 형성할 수 있고, 수광부는 포토 트랜지스터로 형성할 수 있으며, 이러한 발광부와 수광부는 먹이통(140)의 사료가 담기는 공간을 사이에 두고 상호 간에 대향 배치된다.
상기 경우, 컨트롤러(200)는 잔량 센서(160)에 의해 먹이통(140)에 사료의 잔량이 존재하는 것으로 감지될 경우, 사용자에 의해 설정된 시간 또는 입력된 명령이 있더라도 급여량 조절부(120)의 투입작동이 발생하지 않도록 제어함으로써 사료의 과잉 공급을 방지할 수 있게 된다.
또는, 포트 센서를 다수 개로 구성하고, 이러한 다수 개의 포토 센서가 먹이통(140) 내에 상호 다른 높이에 배치되도록 구성할 경우, 컨트롤러(200)는 상기 다수 개의 포토 센서 중 적어도 어느 하나의 포토 센서에 의해 상기 먹이통(140)에 사료의 잔량이 존재하는 것으로 감지될 경우, 사용자에 의해 설정된 급여량보다 적은 사료가 투여되도록 급여량 조절부(120)를 제어할 수 있다.
즉, 상기 다수 개의 포토 센서 중 먹이통(140)에 사료의 잔량이 존재하는 것으로 감지한 포토 센서의 개수에 비례하여, 사용자에 의해 설정된 급여량 보다 더 적은 양의 사료가 투여되도록 구성할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 5(b)에서 더욱 상세히 설명하도록 한다.
한편, 먹이통(140)의 잔량 센서(160)를 포토 센서로 구성할 경우 도 5와 같이 다양한 배치 구조로 형성할 수 있다. 도 5(a) 및 (b)는 본 발명에 따른 먹이통에 구비되는 포토 센서의 다양한 설치예를 도시한 도면이다.
포토 센서를 다수 개로 구성할 경우, 도 5 (a)와 같이 제1 발광부(170a)와 제1 수광부(170b) 한 쌍은 먹이통(140)의 저면 상에 사선 방향으로 대향하게 배치하고, 제2 발광부(171a)와 제2 수광부(171b) 한 쌍은 먹이통(140)의 저면 상에 또 다른 사선 방향으로 대향하게 배치할 수 있다.
또는, 도 5 (b)와 같이, 하나의 포토 커플러(172a,172b)는 사료통의 저면에 가깝게 상호 대향하는 구조로 배치하고, 또 다른 하나의 포토 커플러(173a,173b)는 저면에 위치한 포토 커플러보다 더 높은 위치에 상호 대향하는 구조로 배치되게 구성할 수 있다.
특히, 도 5 (b)와 같이 복수 개의 포토 센서를 먹이통(140) 내에 상호 다른 높이에 설치할 경우, 다음과 같은 방식으로 실제 급여량을 결정할 수 있다.
예컨데, 최하측에 위치한 포토 센서를 제1 포토 센서(172a,172b)라 하고, 상기 제1 포토 센서(172a,172b) 보다 높은 위치에 설치된 포토 센서를 제2 포토 센서(173a,173b)라 하자.
상기 경우, 제1 포토 센서(172a,172b)와 제2 포토 센서 모두 먹이통(140) 내에 사료가 남아 있음을 감지할 경우, 사용자에 의해 설정된 급여량이 50g이더라도 컨트롤러(200)는 급여량 조절부(120)의 투입작동이 발생하지 않도록 제어할 수 있다.
만약, 제1 포토 센서(172a,172b)에는 먹이통(140) 내에 사료가 남아 있는 것으로 감지되었으나, 제2 포토 센서(173a,173b)에는 사료가 비어있는 것으로 감지되었다면, 사용자에 의해 설정된 급여량이 50g이더라도 컨트롤러(200)는 실제 급여량은 50g 미만(예컨데, 설정 급여량의 절반인 25g)이 투여되게 제어하도록 구성할 수 있다.
또는, 도 5 (a)와 (b)의 배치 구조가 혼합된 형태로 포토 커플러를 설치할 수도 있음은 물론이다.
도 6은 본 발명에 따른 컨트롤러의 세부 구성을 나타낸 블록 구성도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 컨트롤러(200)는 중앙처리부(210), 디스플레이부(230), 조작키(280), 메모리(240) 및 리얼타임클럭부(250)를 포함하고, 바람직하게는 통신모듈(220), 스피커(270), 카메라(260) 및 온도센서를 더 포함할 수 있다.
중앙처리부(210)는 정량의 사료가 급여될 수 있도록 급여량 조절부(120)의 사료 투입작동과 투입중지작동을 제어한다. 이를 위해 사료 계량부(130)의 중량 센서(131)로부터 중량 정보를 제공받고, 먹이통(140)의 잔량 센서(160)로부터 잔량 정보를 제공받는다. 그리고, 이렇게 제공받은 중량 정보에 잔량 정보를 반영하여 실질적인 급여량을 결정하는 연산을 행한다. 이러한 중앙처리부(210)는 CPU 또는 MCU의 칩 형태로 탑재될 수 있다.
디스플레이부(230)는 사용자가 설정한 공급 주기, 급여량과 같은 사료 공급 정보와, 급여된 사료의 상태 정보(즉, 먹이통에 남아 있는 사료 잔량), 사료 저장통(110)에 저장된 사료의 중량 등의 사료 급여와 관련된 정보를 시각적으로 표시해준다.
디스플레이부(230)는 바람직하게는 평판 디스플레이 장치로 구성되며, 대표적인 예로 LCD, LED, OLED 및 E-Paper 중에서 선택된 어느 하나로 형성할 수 있다.
조작키(280)는 사료 공급 주기와 급여량을 포함하는 사료 공급 정보를 설정하기 위한 수단으로서 사용자의 접촉 또는 가압에 반응하여 소정의 전기신호를 발생시키는 버튼, 터치 패드, 터치 스크린 형태로 구성할 수 있다.
조작키(280)의 가압 또는 접촉에 의해 입력되는 사료 공급 정보는 중앙처리부(210)로 입력되어 설정된 조건에 따라 사료를 자동 급여할 수 있게 된다.
리얼타임클럭부(250)는 사용자에 의해 설정된 사료 공급 주기에 따라 사료를 공급하기 위해 날짜와 시간을 포함한 RTC정보를 계시하는 구성부로서, 별도의 전원으로부터 전력을 공급받도록 구성된다. 참고로, 별도의 전원이란 본 발명의 사료 자동 급여 장치의 사료 급여 작동에 필요한 전원을 공급하는 전원부(예컨데, 가정용 전압)와는 구분되는 전원공급수단(예컨데, 코인 베터리)을 의미한다.
메모리(240)는 특정 단말기(10)로부터 사료 공급 정보를 수신하고 이렇게 수신된 정보에 따라 정량의 사료를 공급할 수 있도록, 상기 특정 단말기(10)에 설치된 애플리케이션 프로그램과 연동되는 응용 프로그램과, 사료 공급기(100)가 정량의 사료를 급여하기 위한 제어 프로그램이 내장되고, 사료 공급과 관련된 제반 정보를 기록 저장한다.
또한, 메모리(240)에는 음악 파일 및 이를 재생하기 위한 재생 프로그램이 저장되어 스피커(270)를 통해 이를 외부로 출력하도록 구성할 수도 있다. 한편, 메모리(240)에 저장된 음악은 단말기(10)를 통해 컨트롤러(200)를 무선 통신으로 원격 제어하여 해당 음악이 재생되도록 구성할 수 있음은 물론이다.
통신모듈(220)은 단말기(10)에 의해 입력되는 사료 공급 주기, 급여량 및 즉시 급여 명령에 해당하는 신호를 원거리에서 유/무선 통신으로 수신하기 위한 구성부이다.
통신모듈(220)을 통해 전송받은 신호는 중앙처리부(210)에 의해 처리되어 해당 정보에 따라 사료를 자동 급여하게 된다.
카메라(260)는 먹이통(140) 내지 사료 공급기(100) 주변환경을 촬상하기 위한 구성부로서, 카메라(260)를 통해 획득된 영상은 통신모듈(220)을 통해 외부에 있는 단말기(10)로 전송되고, 이에 따라 사용자는 외부에서도 동물의 상태를 점검할 수 있게 된다.
스피커(270)는 사용자의 음성 내지 메모리(240)에 저장된 음악을 출력함으로서 주인이 외부에 있더라도 동물에게 소정의 음향을 들려줄 수 있도록 하기 위한 구성부이다. 구체적으로, 사용자기 단말기(10)로 음성을 입력하면 해당 신호는 통신망(30)을 통해 컨트롤러(200)로 전송되어 외부로 출력된다.
온도센서는 사료 공급기(100)가 비치된 장소의 주변 온도를 측정하기 위한 구성부로서, 온도센서에 의해 측정된 온도 정보는 중앙처리장치로 입력되며, 온도 정보를 수신한 중앙처리장치는 단말기(10)의 요청시 통신모듈(220)을 통해 이를 해당 단말기(10)로 전송할 수 있다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다.
예컨데, 상기에서는 스피커(270), 조작키(280), 카메라(260)가 컨트롤러(200)에 포함되게 설명 및 도시하였으나, 이는 단지 설명의 편의를 위한 것인 바 스피커(270), 조작키(280), 카메라(260)를 컨트롤러(200)와는 물리적으로 분리된 별개의 구성으로 형성할 수도 있음은 당업자에게 자명하다.
이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
10: 단말기 20: 중계서버
30: 통신망 40: 사료 자동 급여 장치
100: 사료 공급기 110: 사료 저장통
120: 급여량 조절부 121: 이송관
123: 이송 스크류 125: 구동모터
130: 사료 계량부 131: 중량 센서
133: 전동부 135: 구동축
140: 먹이통 150,151: 스크레이퍼
153: 회전축 160: 잔량 센서
200: 컨트롤러

Claims (15)

  1. 사료 저장공간 및 사료 배출구가 형성된 사료 저장통;
    상기 사료 저장통으로부터 배출되는 사료를 사료 계량부로 투입하는 투입작동과 투입을 중지하는 투입중지작동을 행하는 급여량 조절부;
    상기 급여량 조절부로부터 투입되는 사료가 적재되고, 중량 센서를 구비하여 상기 적재되는 사료의 중량을 측정하는 상기 사료 계량부;
    상기 사료 계량부에 적재되어 대기 중인 사료를 투여받는 먹이통;
    상기 먹이통에 급여된 사료의 잔량을 감지하기 위한 잔량 센서; 및
    사용자에 의해 설정된 시간 또는 입력된 명령에 따라, 상기 먹이통에 정량의 사료가 급여되도록 상기 급여량 조절부의 투입작동 및 투입중지작동을 제어하되, 상기 중량 센서에 의해 측정되는 중량 정보에 상기 잔량 센서에 의해 측정되는 잔량 정보를 반영하여 상기 급여량 조절부의 투입중지작동을 발생시키는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 잔량 센서는 포토 센서이고,
    상기 포토 센서는 다수 개가 먹이통 내에 상호 다른 높이에 배치되며,
    상기 컨트롤러는, 상기 다수 개의 포토 센서 중 상기 먹이통에 사료의 잔량이 존재하는 것으로 감지한 포토 센서의 개수에 비례하여, 사용자에 의해 설정된 급여량 보다 더 적은 양의 사료가 투여되도록 상기 급여량 조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 사료 자동 급여 장치.
  2. 사료 저장공간 및 사료 배출구가 형성된 사료 저장통;
    상기 사료 저장통으로부터 배출되는 사료를 사료 계량부로 투입하는 투입작동과 투입을 중지하는 투입중지작동을 행하는 급여량 조절부;
    상기 급여량 조절부로부터 투입되는 사료가 적재되고, 중량 센서를 구비하여 상기 적재되는 사료의 중량을 측정하는 상기 사료 계량부;
    상기 사료 계량부에 적재되어 대기 중인 사료를 투여받는 먹이통;
    상기 먹이통에 급여된 사료의 잔량을 감지하기 위한 잔량 센서; 및
    사용자에 의해 설정된 시간 또는 입력된 명령에 따라, 상기 먹이통에 정량의 사료가 급여되도록 상기 급여량 조절부의 투입작동 및 투입중지작동을 제어하되, 상기 중량 센서에 의해 측정되는 중량 정보에 상기 잔량 센서에 의해 측정되는 잔량 정보를 반영하여 상기 급여량 조절부의 투입중지작동을 발생시키는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 사료 계량부에 적재되어 대기 중인 사료를 상기 먹이통으로 이동시키기 위한 힌지; 및 상기 힌지의 회전 구동을 제어하는 전동부를 더 포함하고,
    상기 힌지는 상기 회전 구동을 통해, 상기 사료 계량부를 시계 방향으로 회전시켜 구배를 형성해줌으로써 상기 사료를 상기 먹이통으로 이동시키고, 상기 사료 계량부를 반시계 방향으로 회전시켜 상기 사료 계량부를 원위치로 복귀시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 사료 자동 급여 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 포토 센서에 의해 상기 먹이통에 사료의 잔량이 존재하는 것으로 감지될 경우, 사용자에 의해 설정된 시간 또는 입력된 명령이 있더라도 급여량 조절부의 투입작동이 발생하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 사료 자동 급여 장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 포토 센서는 발광부 및 수광부가 상기 먹이통의 사료가 담기는 공간을 사이에 두고 상호 간에 대향 배치되는 포토 커플러인 것을 특징으로 하는 사료 자동 급여 장치.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 급여량 조절부는,
    상기 사료 저장통으로부터 배출되는 사료가 투입되는 투입구와, 투입된 사료가 이송되어 사료 계량부로 배출시키는 토출구가 형성된 관체로 이루어진 이송관;
    상기 이송관의 내부에 장착되어 상기 투입구로 투입된 사료를 상기 토출구로 이송하는 이송 스크류; 및
    상기 이송 스크류의 회전을 발생시키는 구동모터를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 구동모터를 제어함으로써 상기 급여량 조절부의 투입작동과 투입중지작동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 사료 자동 급여 장치.
  7. 삭제
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 사료 저장통에 설치되어 상기 사료 저장통에 저장된 사료의 무게를 측정하는 중량 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사료 자동 급여 장치.
  9. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 중량 센서에 의한 중량 정보와, 상기 잔량 센서에 의한 잔량 정보를 제공받아 상기 급여량 조절부의 투입작동 및 투입중지작동을 제어하는 중앙처리부;
    사료 공급 주기와 급여량을 포함하는 사료 공급 정보를 설정하기 위한 조작키;
    날짜와 시간을 포함한 RTC정보를 계시하는 리얼타임클럭부;
    사료 공급을 위한 제어 프로그램이 탑재되고, 설정된 사료 공급 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 사료 공급 정보를 시각적으로 표시해주는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사료 자동 급여 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 먹이통 또는 사료 공급기 주변환경을 촬상하기 위한 카메라를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 중량 센서에 의한 중량 정보와, 상기 잔량 센서에 의한 잔량 정보를 제공받아 상기 급여량 조절부의 투입작동 및 투입중지작동을 제어하는 중앙처리부와; 날짜와 시간을 포함한 RTC정보를 계시하는 리얼타임클럭부; 및 사료 공급을 위한 제어 프로그램이 탑재되고, 설정된 사료 공급 정보를 저장하는 메모리로 구성되며,
    상기 컨트롤러는, 외부의 전자통신 단말기의 요청시 상기 카메라를 통해 획득된 영상을 상기 외부의 전자통신 단말기로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 사료 자동 급여 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 사료 공급기에 장착되는 스피커를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 외부의 전자통신 단말기에 입력되는 사용자의 음성을 수신하여 상기 스피커를 통해 외부로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사료 자동 급여 장치.
  14. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 중량 센서는 스트레인 게이지(Strain Gauge)로 구성되는 것을 특징으로 하는 사료 자동 급여 장치.
  15. 제2 항에 있어서,
    상기 잔량 센서는 중량을 측정하는 중량 센서이고,
    상기 컨트롤러는, 상기 사료 계량부에 사료가 투입시, 상기 잔량 센서에 의해 측정되는 잔량값에 상기 사료 투입에 따라 상기 중량 센서에 의해 측정되는 중량값의 합이 사용자에 의해 설정된 입력값과 일치하는 경우 상기 급여량 조절부의 투입중지작동이 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 사료 자동 급여 장치.

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