KR101391529B1 - 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 휠을 이용하여 작업을 원하는 지점으로 이동한 후, 포지셔닝부에 의해 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치 자체를 지면으로부터 이격시킴으로써, 바닥이 경사지거나 요철이 존재하는 곳이라도 고소작업 및 농작물 수확장치가 안전하게 지지될 수 있도록 하고, 포지셔닝이 완료되면 로프와 윈치를 이용하여 신속하게 작업 버킷을 상승 및 하강시킬 수 있어 작업 능률이 향상되며, 윈치 로프 끝에 작업 버킷의 일측을 고정시켜 윈치에 의해 하강시의 충격이 완화될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 자이로 센서와 직교축을 이용하여 작업 버킷이 안정된 자세를 유지할 수 있도록 함으로써, 바닥이 경사지거나 요철이 존재하더라도 항상 작업 버킷과 탑승자가 지구 중심 방향으로, 즉 수직이 될 수 있도록 하여 안전성을 극대화할 수 있는 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 제1 회전축(4); 상기 제1 회전축에 결합되어 회전하는 제1 회전체(6); 상기 제1 회전체의 일측 단부에 회동 가능하도록 결합되는 제1 로드(8); 상기 제1 로드에 회동 가능하도록 결합되는 제2 회전체(10); 상기 제2 회전체에 회동 가능하도록 결합되는 제2 로드(12); 상기 제2 로드에 회동 가능하도록 결합되어 상기 제1 회전축의 회전에 따라 상하방향으로 운동하는 제1 수직이동 지지대(14); 상기 제1 회전체의 타측 단부에 회동 가능하도록 결합되는 제3 로드(15); 상기 제3 로드에 회동 가능하도록 결합되는 제3 회전체(16); 상기 제3 회전체에 회동가능하도록 결합되는 제4 로드(18); 상기 제4 로드에 회동 가능하도록 결합되는 가로바(20); 및 상기 가로바에 결합되어 상기 제1 회전축의 회전에 따라 상하방향으로 운동하는 제2 수직이동 지지대(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치를 제공한다.

Description

스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치{Automatic apparatus for high place work and harvesting crops}

본 발명은 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 휠을 이용하여 작업을 원하는 지점으로 이동한 후, 포지셔닝부에 의해 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치 자체를 지면으로부터 이격시킴으로써, 바닥이 경사지거나 요철이 존재하는 곳이라도 고소작업 및 농작물 수확장치가 안전하게 지지될 수 있도록 하고, 포지셔닝이 완료되면 로프와 윈치를 이용하여 신속하게 작업 버킷을 상승 및 하강시킬 수 있어 작업 능률이 향상되며, 윈치 로프 끝에 작업 버킷의 일측을 고정시켜 윈치에 의해 하강시의 충격이 완화될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 자이로 센서와 직교축을 이용하여 작업 버킷이 안정된 자세를 유지할 수 있도록 함으로써, 바닥이 경사지거나 요철이 존재하더라도 항상 작업 버킷과 탑승자가 지구 중심 방향으로, 즉 수직이 될 수 있도록 하여 안전성을 극대화할 수 있는 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치에 관한 것이다.

농작물, 특히 사과, 배, 감 등의 과실을 수확하기 위해서는 사다리를 설치하고 올라가서 높은 위치에 달려있는 과실을 따서 바구니 등에 담아 내려오는 작업을 반복적으로 수행하고 있다. 고소작업장에서도 상하이동은 빈번하게 이루어지고 있다.

그러나, 이와 같이 사다리를 이용하여 높은 위치에 있는 과실 수확 등의 작업을 할 경우, 고소작업 또는 수확하고자 하는 과실의 위치에 따라 사다리를 계속 이동시켜 설치하는 것이 매우 번거로운 일이 된다. 특히, 고소작업장의 바닥이나 농작물이 재배되어 있는 밭의 바닥이 평평할 경우에는 그나마 사다리 설치가 용이하나, 바닥이 경사져 있을 경우 사다리를 안전하게 설치하는 것이 쉽지 않으며, 설치하였다 하더라도 작업자가 사다리 위에서 움직임에 따라 사다리가 흔들리게 되어 매우 위험한 상황에 처하기도 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 형태의 고소작업 및 과일 수확장치가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 고소작업 및 과일 수확장치에 의하더라도 대부분 지면이 평평한 경우를 상정하여 설계되어 있어 상술한 문제점에 대한 근본적인 해결책으로서는 미흡한 상황이다.

더욱이, 기존의 고소작업 및 과일 수확장치는 원하는 장소로 자유롭게 이동하는 것이 용이하지 않고 고소작업차와 같은 형태로 제조된 것이 대부분이어서 지면의 경사도에 따라 리프트장치 자체가 기울게 되어 안전의 문제도 상존하게 된다.

따라서, 지면의 경사도와 무관하게 수확을 원하는 위치에 안전하게 고정될 수 있고, 작업버킷 내에 위치한 작업자가 리프트에 의해 상승하더라도 리프트가 지면에 대하여 수직을 유지할 수 있도록 할 수 있는 고소작업 및 농작물 수확장치에 대한 기술 개발의 필요성이 대두된다.
선행기술문헌 : 대한민국 공개특허공보 제2013-0063071호(2013.6.14.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 바닥이 경사지거나 요철이 존재하는 곳이라도 고소작업 및 농작물 수확장치가 안전하게 지지될 수 있도록 하고, 신속하게 작업 버킷을 상승 및 하강시킬 수 있어 작업 능률이 향상되며, 하강시의 충격이 완화될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 작업 버킷이 안정된 자세를 유지할 수 있도록 함으로써 안전성을 극대화할 수 있는 고소작업 및 농작물 수확장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치는 제1 회전축(4); 상기 제1 회전축에 결합되어 회전하는 제1 회전체(6); 상기 제1 회전체의 일측 단부에 회동 가능하도록 결합되는 제1 로드(8); 상기 제1 로드에 회동 가능하도록 결합되는 제2 회전체(10); 상기 제2 회전체에 회동 가능하도록 결합되는 제2 로드(12); 상기 제2 로드에 회동 가능하도록 결합되어 상기 제1 회전축의 회전에 따라 상하방향으로 운동하는 제1 수직이동 지지대(14); 상기 제1 회전체의 타측 단부에 회동 가능하도록 결합되는 제3 로드(15); 상기 제3 로드에 회동 가능하도록 결합되는 제3 회전체(16); 상기 제3 회전체에 회동가능하도록 결합되는 제4 로드(18); 상기 제4 로드에 회동 가능하도록 결합되는 가로바(20); 및 상기 가로바에 결합되어 상기 제1 회전축의 회전에 따라 상하방향으로 운동하는 제2 수직이동 지지대(22)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치는 지지프레임에 고정되는 고정부(26); 상기 고정부에 대하여 슬라이드 방식으로 상하 방향으로 이동가능한 제1 리프트(28); 상기 제1 리프트에 대하여 슬라이드 방식으로 상하 방향으로 이동가능한 제2 리프트(30); 상기 제1 리프트와 상기 제2 리프트를 이동시키는 와이어(27); 상기 제1 리프트 및 제3 리프트와 평행하게 상하 방향으로 이동하며, 상기 와이어(27)에 일측이 고정되는 작업 버킷(24)을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치는 상기 제1 리프트와 제2 리프트 및 작업 버킷이 지구 중심방향으로 향하도록 유지하여 자세를 제어하는 자이로 센서(100); 상기 자이로 센서의 자세제어 신호에 따라 상기 제1 리프트와 제2 리프트 및 작업 버킷을 이동시키며 서로 수직으로 교차하는 나사 형상의 x축과 y축을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 휠을 이용하여 고소작업 및 수확을 원하는 지점으로 이동한 후, 포지셔닝부에 의해 고소작업 및 농작물 수확장치 자체를 지면으로부터 이격시킴으로써, 바닥이 경사지거나 요철이 존재하는 곳이라도 고소작업 및 농작물 수확장치가 안전하게 지지될 수 있도록 한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 포지셔닝이 완료되면 윈치와 와이어를 이용하여 신속하게 작업 버킷을 상승 및 하강시킬 수 있어 작업 능률이 향상되고, 에어실린더에 작업 버킷의 일측을 고정시켜 에어실린더에 의해 하강시의 충격이 완화되고 와이어의 절단시에도 안전하게 작업버킷이 하강할 수 있도록 한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 자이로 센서와 직교축을 이용하여 작업 버킷이 안정된 자세를 유지할 수 있도록 함으로써, 바닥이 경사지거나 요철이 존재하더라도 항상 작업 버킷과 탑승자가 지구 중심 방향으로 수직으로 향할 수 있도록 하여 안전성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치의 포지셔닝 전의 사시도,
도 3은 도 1의 측면도,
도 4는 포지셔닝 후의 측면도,
도 5 및 도 6은 상승시의 사시도,
도 7 및 도 8은 상승 완료시의 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치의 포지셔닝 전의 사시도이다. 도 3은 도 1의 측면도이고, 도 4는 포지셔닝 후의 측면도이다. 도 5 및 도 6은 상승시의 사시도이고, 도 7 및 도 8은 상승 완료시의 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치는, 도 1 내지 도 8을 참조하면, 포지셔닝부와 승강부 및 자세제어부를 포함하여 이루어진다.

포지셔닝(Positioning)은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치를 농작물을 수확하고자 하는 지점의 바닥에 고정시키는 작업이다.

포지셔닝부는 제1 회전축(4), 제1 회전축(4)에 결합되어 회전하는 제1 회전체(6), 제1 회전체(6)의 일측 단부에 회동 가능하도록 결합되는 제2 회전체(10), 제2 회전체(10)에 회동 가능하도록 결합되는 제2 로드(12), 제2 로드(12)에 회동 가능하도록 결합되어 제1 회전축(4)의 회전에 따라 상하방향으로 운동하는 제1 수직이동 지지대(14), 제1 회전체(6)의 타측 단부에 회동 가능하도록 결합되는 제3 로드(15), 제3 로드(15)에 회동 가능하도록 결합되는 제3 회전체(16), 제3 회전체(16)에 회동가능하도록 결합되는 제4 로드(18), 제4 로드(18)에 회동 가능하도록 결합되는 가로바(20), 가로바(20)에 결합되어 제1 회전축(4)의 회전에 따라 상하방향으로 운동하는 제2 수직이동 지지대(22)를 포함한다.

포지셔닝부는 좌우 한 쌍의 제1 수직이동 지지대(14)와, 단일의 제2 수직이동 지지대(22)의 상승과 하강에 의해 작동한다. 따라서, 포지셔닝부는 가장 안정감이 높은 삼각점을 이루게 된다.

고소작업 및 농작물 수확작업을 위해 특정 지점으로 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치를 운전한 후, 좌우 한 쌍의 제1 수직이동 지지대(14)와 단일의 제2 수직이동 지지대(22)가 하강하면 지지 프레임(2)을 포함한 고소작업 및 농작물 수확장치 전체가 지면에서 이격되어 포지셔닝이 이루어진다.

고소작업 및 농작물 수확작업이 완료되어 다른 지점으로 이동하고자 할 경우에는 제1 수직이동 지지대(14)와 제2 수직이동 지지대(22)가 상승하여 지지 프레임(2)을 포함한 고소작업 및 농작물 수확장치 전체가 하강하면서 이동을 위한 휠(32)이 바닥면에 접촉하게 된다.

도 1 내지 도 3에는 제1 수직이동 지지대(14)와 제2 수직이동 지지대(22)가 상승한 상태가 도시되어 있고, 도 4에는 제1 수직이동 지지대(14)와 제2 수직이동 지지대(22)가 상승한 상태가 도시되어 있다.

제1 수직이동 지지대(14)와 제2 수직이동 지지대(22)가 상승 상태에 있는 경우, 제1 회전체(6)를 중심으로 제1 로드(8)와 제3 로드(15)의 일부가 겹쳐지게 된다.

그 결과, 제2 회전체(10)와 제3 회전체(16)가 각각 제2 로드(12)와 제4 로드(18)를 상부 방향으로 끌어올린 상태가 되고, 제1 수직이동 지지대(14)와 제2 수직이동 지지대(22)가 들어올려진다.

이러한 상태에서 포지셔닝을 위해 제1 회전축(4)을 회전시키면 도 4와 같이 제1 로드(8)와 제3 로드(15)의 겹침이 해제되고, 그 결과 제2 회전체(10)와 제3 회전체(16)가 각각 제2 로드(12)와 제4 로드(18)를 하부 방향으로 끌어내린 상태가 되고, 제1 수직이동 지지대(14)와 제2 수직이동 지지대(22)가 하부 방향으로 운동한다.

제1 수직이동 지지대(14)와 제2 수직이동 지지대(22)가 하부 방향으로 운동함에 따라 지지 프레임(2)을 포함한 고소작업 및 농작물 수확장치 전체가 지면에서 이격되어 포지셔닝이 이루어진다.

이와 같이 본 발명에 따른 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치는 휠(32)을 이용하여 수확을 원하는 지점으로 이동한 후, 포지셔닝부에 의해 고소작업 및 농작물 수확장치 자체를 지면으로부터 이격시킴으로써, 바닥이 경사지거나 요철이 존재하는 곳이라도 고소작업 및 농작물 수확장치가 안전하게 지지될 수 있도록 한다.

승강부는 작업 버킷(24)을 상승 또는 하강시켜 고소작업 및 수확에 필요한 높이까지 용이하게 접근할 수 있도록 하는 부분이다.

승강부는 지지프레임(2)에 고정되는 고정부(26), 고정부(26)에 대하여 슬라이드 방식으로 상하 방향으로 이동가능한 제1 리프트(28), 제1 리프트(28)에 대하여 슬라이드 방식으로 상하 방향으로 이동가능한 제2 리프트(30), 제2 리프트(28)와 제3 리프트(30)를 이동시키는 와이어(27)), 제1 리프트(28) 및 제2 리프트(28)와 평행하게 상하 방향으로 이동하며, 에어실린더(35)에 일측이 고정되는 작업 버킷(24)을 포함한다.

또한, 승강부는 제1 리프트(28)에 단부가 연결된 제1 로프(27), 제2 리프트(30)에 단부가 연결된 제2 로프(29), 작업 버킷(24)에 단부가 연결된 제3 로프(31)를 포함한다. 제1 로프(27)와 제2 로프(29) 및 제3 로프(31)는 각각 도르레에 의해 지지된다.

윈치(25)의 회전에 의해 제1 로프(27)가 제1 방향으로 진행하면 제1 로프(27)의 단부에 연결된 제1 리프트(28)가 상승하고, 제1 로프(27)가 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 진행하면 제1 로프(27)의 단부에 연결된 제1 리프트(28)가 하강하게 된다.

또한, 제2 로프(29)가 제1 방향으로 진행하면 제2 로프(29)의 단부에 연결된 제2 리프트(30)가 상승하고, 제2 로프(29)가 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 진행하면 제2 로프(29)의 단부에 연결된 제2 리프트(30)가 하강하게 된다.

또한, 제3 로프(31)가 제1 방향으로 회전하면 제3 로프(31)의 단부에 연결된 작업 버킷(24)이 상승하고, 제3 로프(31)가 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 회전하면 제3 로프(31)의 단부에 연결된 작업 버킷(24)이 하강하게 된다.

한편, 제1 리프트(28)와 제2 리프트(30)는 에어실린더(35)에 연결되어 있어, 윈치(25)의 와이어(27)가 끊어지는 등 파손되더라도 작업 버킷(24)의 급하강을 방지하여 안전하게 하강할 수 있도록 한다.

따라서, 작업 위치에 포지셔닝이 완료되면 신속하게 작업 버킷(24)을 상승 및 하강시킬 수 있어 작업 능률이 향상된다.

자세제어부는 바닥의 경사 및 요철 유무에 무관하게 작업 버킷(24)이 항상 지구 중심방향으로 향하도록 자세를 유지할 수 있도록 제어하는 부분이다.

자세제어부는 제1 리프트(28)와 제2 리프트(30) 및 작업 버킷(24)이 지구 중심방향으로 수직으로 향하도록 유지하여 자세를 제어하는 자이로 센서(100), 자이로 센서(100)의 자세제어 신호에 따라 제1 리프트(28)와 제2 리프트(30) 및 작업 버킷(24)을 이동시키며 서로 수직으로 교차하는 나사 형상의 x축과 y축(미도시)를 포함한다.

자이로 센서(100)는 에어실린더(35) 및 작업버킷(24)이 항상 지구 중심방향을 향하도록 자세를 제어한다. 제1 리프트(28)와 제2 리프트(30) 및 작업 버킷(24)은 에어실린더(35)에 결합되어 있으므로, 사고에 의한 급하강을 방지하여 안전을 유지한다.

자이로 센서(100)에 의한 자세제어 신호는 x축과 y축에 전달된다. x축과 y축은 지지 프레임(2)에 대하여 평행하게 배치되며, x축과 y축은 서로 직교하여 2차원 평면좌표를 형성한다. x축과 y축은 자이로 센서(100)의 자세제어 신호에 의해 작업 버킷(24)의 전후좌우 이동(상하 이동은 승강부에 의해 수행됨)을 수행하게 된다.

이와 같이 본 발명은 자이로 센서와 직교축을 이용하여 작업 버킷이 항상 안정된 자세를 유지할 수 있도록 함으로써, 바닥이 경사지거나 요철이 존재하더라도 항상 작업 버킷과 탑승자가 지구 중심 방향으로 향할 수 있도록 하여 안전성을 극대화할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

6 - 제1 회전체 10 - 제2 회전체
14 - 제1 수직이동 지지대 16 - 제3 회전체
22 - 제2 수직이동 지지대 25 - 윈치
26 - 고정부 27 - 와이어
28 - 제1 리프트 30 - 제2 리프트
35 - 에어실린더 24 - 작업 버킷
100 - 자이로 센서

Claims (3)

1. 제1 회전축(4);
   상기 제1 회전축에 결합되어 회전하는 제1 회전체(6);
   상기 제1 회전체의 일측 단부에 회동 가능하도록 결합되는 제1 로드(8);
   상기 제1 로드에 회동 가능하도록 결합되는 제2 회전체(10);
   상기 제2 회전체에 회동 가능하도록 결합되는 제2 로드(12);
   상기 제2 로드에 회동 가능하도록 결합되어 상기 제1 회전축의 회전에 따라 상하방향으로 운동하는 제1 수직이동 지지대(14);
   상기 제1 회전체의 타측 단부에 회동 가능하도록 결합되는 제3 로드(15);
   상기 제3 로드에 회동 가능하도록 결합되는 제3 회전체(16);
   상기 제3 회전체에 회동가능하도록 결합되는 제4 로드(18);
   상기 제4 로드에 회동 가능하도록 결합되는 가로바(20); 및
   상기 가로바에 결합되어 상기 제1 회전축의 회전에 따라 상하방향으로 운동하는 제2 수직이동 지지대(22)
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치.
2. 제1항에 있어서,
   지지프레임에 고정되는 고정부(26);
   상기 고정부에 대하여 슬라이드 방식으로 상하 방향으로 이동가능한 제1 리프트(28);
   상기 제1 리프트에 대하여 슬라이드 방식으로 상하 방향으로 이동가능한 제2 리프트(30);
   상기 제1 리프트와 상기 제2 리프트를 이동시키는 와이어(27);
   상기 제1 리프트 및 제3 리프트와 평행하게 상하 방향으로 이동하며, 상기 와이어에 일측이 고정되는 작업 버킷(24)
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 리프트와 제2 리프트 및 작업 버킷이 지구 중심방향으로 향하도록 유지하여 자세를 제어하는 자이로 센서(100);
   상기 자이로 센서의 자세제어 신호에 따라 상기 제1 리프트와 제2 리프트 및 작업 버킷을 이동시키며 서로 수직으로 교차하는 나사 형상의 x축과 y축
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스스로 움직이는 고소작업 및 농작물 수확장치.
   
   
   
   

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