KR101556301B1 - 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치 - Google Patents

무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인자동로봇이 자동으로 이동하면서 농작물 유해요소를 감지하고 해당 농작물 유해요소를 퇴치하기 위한 퇴치음 및 물질을 방출하도록 하는 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치는, 기설정된 프로그램에 의해 무인으로 자동이동 가능한 무인자동로봇; 상기 무인자동로봇에 부착되어 농작물 유해요소를 감지하는 센서부; 상기 무인자동로봇의 수직축에 회전가능하도록 설치되는 제1회전부재; 상기 제1회전부재를 회전시키기 위한 모터부; 상기 제1회전부재에 수평으로 설치된 수평축의 양측에 각각 설치되며 상기 센서부에서 농작물 유해요소가 감지되면 기저장된 물질을 방출하는 방출부; 상기 방출부의 끝단에 각각 설치되어 상기 제1회전부재의 회전에 의해 상기 수평축을 중심으로 회전하도록 설치되는 제2회전부재; 및 상기 제2회전부재에 연결되어 상기 제2회전부재의 회전에 따라 상기 농작물 유해요소 퇴치음을 발생하는 퇴치음발생부를 포함한다.

Description

무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치{Farm Product Harmful Elements Prevention Apparatus Using Unmanned Automatic Robot}
본 발명은 농작물 유해요소 방제장치에 관한 것으로서, 특히 무인자동로봇이 자동으로 이동하면서 농작물 유해요소를 감지하고 해당 농작물 유해요소를 퇴치하기 위한 퇴치음 및 물질을 방출하도록 하는 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치에 관한 것이다.
현재 농작물 유해요소로 인한 농촌의 피해는 날로 증가하는 추세이다. 이러한 피해 규모 확산의 많은 부분을 차지하는 유해요소로는 해충, 조류, 야생동물, 냉해 등을 들 수 있다.
종래에는 농장이나 과수원에 허수아비를 세우거나 목책을 치는 소극적인 수단에서부터, 경계를 따라 전기울타리를 설치하거나 야간점멸 조명기를 설치하는 등의 적극적인 수단을 강구하였으나, 야생동물들이 이들 대책수단에 적응하게 되면서 큰 효과를 거두지 못하고 있으며 확실한 대책이 없이 피해가 늘고 있는 실정이다.
이러한 피해확산의 현실에는 자연적인 요소도 작용하지만 인위적인 요소, 예컨대 농촌 인력감소와 인력 고령화를 들 수 있다. 이에 따라 국가적으로 많은 정책이 이루어지고 있지만 현실적으로 그 성과는 아직 미비한 실정이다.
이런 현실을 고려하여 최근 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 등을 방지 시스템이 적용되고 있다. 이는 원격통제장치에서 조류가 출몰하는 대상영역 내에서 주변 상황정보와 구역별 가중치를 적용하여 무인로봇이 조류퇴치 임무를 수행할 임무영역을 결정하며 무인로봇은 원격통제장치의 제어에 의해 임무지역에서 광이나 음향을 송출하여 조류를 퇴치하도록 한다.
그러나, 이러한 종래기술에서는 원격통제장치가 단지 임무영역만 결정할 뿐이며 임무영역으로 무인로봇이 이동한 후에는 다수의 카메라로 조류를 감지하여 광이나 음향을 송출할 뿐 무인로봇이 조류가 출몰하는 자율적으로 이동하지는 못하므로 조류를 퇴치하는 데는 한계가 있다. 또한, 이러한 종래기술의 시스템은 가격이 비싸고 농촌 지역의 인력으로는 조립 및 해체 수리가 어렵다는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1104943호 (공고일 : 2012.01.12.) 한국등록특허 제10-1113757호 (공고일 : 2012.02.27.)
본 발명은 무인자동로봇을 이용하여 농작물 유해요소를 감시하여 퇴치할 수 있도록 함으로써 농촌 지역에서도 쉽고 간단한 조작으로 유해요소를 퇴치할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 온도센서를 부착하여 주변온도를 검출하여 이상발생시 경보음을 출력하도록 함으로써 고온 또는 냉해 방지에 도움을 줄 수 있다.
본 발명에 따른 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치는,
기설정된 프로그램에 의해 무인으로 자동이동 가능한 무인자동로봇; 상기 무인자동로봇에 부착되어 농작물 유해요소를 감지하는 센서부; 상기 무인자동로봇의 수직축에 회전가능하도록 설치되어 상기 수직축을 회전축으로 하여 회전하는 제1회전부재; 상기 제1회전부재를 회전시키기 위한 모터부; 상기 제1회전부재에 수평으로 설치된 수평축의 양측에 각각 설치되며 상기 센서부에서 농작물 유해요소가 감지되면 저장소에 기저장된 물질을 방출하는 방출부; 상기 물질의 방출 후 상기 저장소에 상기 물질을 채우도록 핌핑하는 펌프부; 상기 방출부의 끝단에 각각 설치되어 상기 제1회전부재의 회전에 의해 상기 수평축을 중심으로 회전하도록 설치되는 제2회전부재; 상기 제2회전부재에 연결되어 상기 제2회전부재의 회전에 따라 상기 농작물 유해요소 퇴치음을 발생하는 퇴치음발생부; 및 상기 센서부에서 감지된 농작물 유해요소의 정보를 분석하는 분석부; 를 포함하고,
상기 분석부는, 상기 센서부에서 감지된 농작물 유해요소 정보를 이용하여 계절별 및 지역별 농작물 유해요소의 종류 및 패턴, 유해작물의 종류와 규모, 지역별 및 계절별 냉해기간 및 냉해온도 중 적어도 하나를 분석한다.
본 발명에서, 상기 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치는, 빛을 발광하는 발광부, 기저장된 소리를 출력하는 스피커, 주변의 온도를 측정하는 온도측정부 중 적어도 하나 이상이 상기 무인자동로봇에 더 설치된다.
이때, 상기 스피커는 상기 센서부에서 농작물 유해요소가 감지되면 경보음을 출력하고 상기 감지된 농작물 유해요소에 대응하는 퇴치음을 출력한다.
또한, 상기 스피커는 상기 온도측정부에서 측정된 온도가 기설정된 기준치 이상 또는 이하인 경우에 경보음을 출력한다.
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본 발명에 의하면 무인자동로봇을 이용하여 농작물 재배에 있어 전반적인 유해요소를 저인력으로 효율적으로 방제하여 상품의 경쟁력 확보 및 농촌의 작업 환경을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 쉽고 간단한 조작으로 농작물에 피해를 주는 농작물 유해요소를 방제할 수 있으므로 고령화된 농촌 지역에서 유용하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인자동로봇의 내부 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제2회전부재의 예시도.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치(100)는 무인자동로봇(101), 센서부(102), 제1회전부재(103), 모터부(104), 방출부(105), 제2회전부재(106) 및 퇴치음발생부(107)를 포함하여 구성된다. 또한, 다른 실시 예에서 이러한 농작물 유해요소 방제장치(100)는 발광부(108), 스피커(109), 온도측정부(110), 펌프부(111) 중 적어도 하나 이상을 추가로 포함할 수도 있다. 이러한 각각의 구성들은 무인자동로봇(101)의 내부에 마련된 제어부(미도시)로부터 출력되는 제어신호에 따라 동작된다.
무인자동로봇(AGV:Automatic Guided Vehicle)(101)은 내부의 제어부(미도시)와 자체동력으로 지정된 경로를 따라 이동하는 로봇장치로서, 기설정된 프로그램에 의해 무인으로 자동이동이 가능하도록 구현된다. 이러한 무인자동로봇(101)은 농작물이 재배되는 농경지의 환경에 맞게 기설정된 설정된 경로를 따라 이동하면서 농작물 유해요소를 감시하도록 제작된다.
센서부(102)는 무인자동로봇(101)에 부착되어 농작물 유해요소를 감지한다. 본 실시 예에서 이러한 센서부(102)는 일례로 유해동물로부터 방출되는 적외선을 분석하여 해당 유해동물을 감지한다. 이에 센서부(102)은 적외선센서를 포함할 수 있다. 다른 예로 센서부(102)는 농작물 유해요소로부터 나오는 소리를 수신하여 증폭하고 그 증폭된 소리와 기저장된 농작물 유해요소의 소리를 비교하여 유해동물을 감지할 수도 있다. 이를 위해 센서부(102)는 마이크로폰, 증폭기, 분석프로그램을 포함할 수도 있다.
제1회전부재(103)는 무인자동로봇(101)에 형성된 수직축(112)에 회전가능하도록 설치되며 그 수직축(112)을 회전축으로 하여 회전할 수 있다.
모터부(104)는 제1회전부재(103)를 회전시키는 역할을 한다.
방출부(105)는 제1회전부재(103)에 수평으로 설치된 수평축(113)의 양측에 각각 설치되며 센서부(102)에서 농작물 유해요소가 감지되면 기저장된 물질을 방출한다. 이러한 방출부(105)는 센서부(102)에서 농작물 유해요소 감지신호에 따라 제어부(미도시)로부터 제어신호가 수신되면 기저장된 물질을 해당 유해요소로 방출한다. 이때, 방출되는 물질은 농작물 유해요소가 싫어하는 물질이거나 병/해충 방제를 위해 살포되는 물질 등을 포함한다. 이는 농작물 유해요소가 싫어하는 물질이나 방제물질 등을 저장소(미도시)에 미리 저장해두었다가 제어부로부터 제어신호가 수신되면 방출함으로써 농작물 유해요소를 퇴치할 수 있도록 한다. 이러한 물질의 방출은 예컨대 분무형태로 방출할 수 있다.
제2회전부재(106)는 방출부(105)에 설치되며 제1회전부재(103)의 회전에 의해 수평축(113)을 중심으로 회전하도록 설치된다. 이는 모터부(104)에 구성된 감속기(미도시)에 의해 제1회전부재(103)가 2~50rpm으로 1차적으로 회전되고, 이러한 1차 회전 이후에 감속기의 기어비와 풀리비를 이용하여 회전속도를 증속하여 제2회전부재(106)를 회전시키도록 한다.
퇴치음발생부(107)는 제2회전부재(106)에 연결되어 제2회전부재(106)의 회전에 따라 농작물 유해요소 퇴치음이 발생되도록 구현된다. 즉, 퇴치음발생부(107)는 제2회전부재(106)에 로프(rope) 등으로 연결되며 제2회전부재(106)이 회전함에 따라 공기저항에 의해 농작물 유해요소가 싫어하는 소리(퇴치음)을 발생시키도록 하는 구조를 갖는다.
발광부(108)는 센서부(102)에서 농작물 유해요소가 감지되면 제어부로부터의 제어신호에 따라 빛을 발광한다. 이러한 빛은 예컨대 농작물 유해요소를 퇴치하기 발광된다. 본 실시 예에서 발광부(108)는 일정한 주기로 점멸되거나 섬광 등과 같이 빛을 발광할 수 있다.
스피커(109)는 기저장된 소리를 출력한다. 이는 예컨대 농작물 유해요소를 퇴치하기 위한 소리로서, 고주파수의 음향 등과 같이 바람직하게는 유해요소가 싫어하는 소리를 출력하도록 한다. 또한, 스피커(109)는 센서부(102)에서 농작물 유해요소가 감지되면 경보음을 출력할 수도 있고, 후술하는 온도측정부(110)에서 측정된 온도가 기설정된 기준치 이상 또는 이하이면 경보음을 출력할 수도 있다.
온도측정부(110)는 주변환경의 온도를 측정한다. 이러한 온도측정부(110)는 이상고온이거나 이상저온 등으로 인해 농작물 피해를 줄이기 위한 것이다. 특히, 농작물에 큰 피해를 주는 냉해 발생 여부를 판단하기 위해 온도측정이 필요하다. 상기한 바와 같이 이상기온이면 스피커(109)를 통해 경보음이 발생되도록 한다.
펌프부(111)는 방출부(105)에서 방출하기 위한 물질을 저장소(미도시)로 펌핑하도록 한다. 이는 방출부(105)에서 언제라도 물질을 방출할 수 있도록 저장소에 미리 해당 물질을 채워놓도록 하기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인자동로봇의 내부 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무인자동로봇(101)은 저장부(1101), 구동부(1102), 프로그램실행부(1103), 분석부(1104) 및 제어부(1105)를 포함하여 구성된다.
저장부(1101)는 무인자동로봇(101)의 동작에 필요한 프로그램, 데이터 및 정보 등을 저장한다. 본 실시 예에서 저장부(1101)는 무인자동로봇(101)의 이동경로, 현재 동작하는 지역 및 계절 정보, 자동이동에 따른 프로그램, 다수의 농작물 유해요소별 정보 등을 저장한다.
구동부(1102)는 무인자동로봇(101)의 자동이동을 위한 구동을 수행한다. 예컨대 바퀴를 구동하여 이동 및 정지가 가능하도록 하고, 등속이동 및 가속이동 등이 가능하도록 한다.
프로그램실행부(1103)는 무인자동로봇(101)이 농작물 유해요소 방제를 위해 미리 설정된 프로그램을 실행한다. 본 실시 예에서 프로그램실행부(1103)는 무인자동로봇(101)의 자동이동에 따른 프로그램을 실행시켜 구동부(1102)에 의해 무인자동로봇(101)이 이동하도록 한다. 뿐만 아니라 센서부(102)에서 농작물 유해요소가 감지되면 각종 기능부가 기설정된 프로그램에 의해 동작되도록 한다.
분석부(1104)는 센서부(102)에서 감지된 농작물 유해요소의 정보를 분석한다. 이러한 분석부(1104)는 센서부(102)에서 농작물 유해요소가 감지되면 그 농작물 유해요소의 정보를 이용하여 계절별 및 지역별 농작물 유해요소의 종류, 패턴, 개수 등과 유해작물의 종류 및 규모 등을 분석하도록 한다. 또한, 분석부(1104)는 온도측정부(110)에서 측정된 온도측정 값을 이용하여 지역별 및 계절별 냉해 기간 및 냉해 온도 등을 분석할 수도 있다.
제어부(1105)는 무인자동로봇(101)의 전반적인 동작을 제어한다. 본 실시 예에 따른 제어부(1105)는 센서부(102)를 동작시켜 농작물 유해요소가 감지되면 모터부(104), 제1회전부재(103) 및 방출부(105)로 각각의 해당 제어신호를 출력하도록 제어하고, 선택적으로 발광부(108), 스피커(109), 온도측정부(110), 펌프부(111)로도 해당 제어신호를 각각 출력하도록 제어한다. 뿐만 아니라, 온도측정 값 및 농작물 유해요소 감지정보에 따라 분석부(1104)에서 필요한 정보를 분석하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치의 동작과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치에서는, 먼저 무인자동로봇(101)이 기설정된 경로를 따라 이동하고(S101), 그 무인자동로봇(101)에 설치된 센서부(102)가 작동하여 농작물 유해요소를 감지하도록 한다. 만약 센서부(102)에서 농작물 유해요소가 감지되면(S103), 모터부(104)를 구동하여 제1회전부재(103)을 회전시키도록 한다(S105). 만약 센서부(102)에서 농작물 유해요소가 감지되지 않으면 무인자동로봇(101)을 이동시켜가면서 계속해서 감시하도록 한다.
이와 같이 제1회전부재(103)가 회전되면 방출부(105)에서 기저장된 특정 물질을 방출하도록 한다(S107). 이러한 특정 물질을 농작물 유해요소를 퇴치하기 위한 물질이다. 계속해서, 발광부(108)에서 빛을 발광하도록 하거나, 스피커(109)를 통해 농작물 유해요소를 퇴치하기 위한 소리를 출력하도록 하거나, 펌프부(111)에 의해 상기 특정 물질을 저장소(미도시)에 채워넣도록 할 수 있다(S109). 이때, 상기한 S109 단계에서는 발광부(108), 스피커(109), 펌프부(111) 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 동작시킬 수 있다.
이러한 과정을 통해 농작물 유해요소 감지에 따라 그 해당 유해요소를 퇴치하도록 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치의 동작과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에서는 무인자동로봇(101)이 경로를 따라 이동하면서 온도측정부(110)에서 주변온도를 측정하도록 한다(S201). 이와 같이 측정된 온도측정 값과 기설정된 기준온도와 비교하여(S203), 온도측정 값이 기준온도의 범위 내인지를 판단한다(S205). 기준온도의 범위 내이면 계속 주변온도를 측정하도록 하고(S201), 기준온도 범위를 벗어나는 경우 경보음을 발생한다(S207).
이러한 온도측정 및 온도비교를 통해 냉해 발생여부를 판단하고 이에 따른 경보음을 출력하도록 함으로써 사용자로 하여금 이를 확인하고 냉해 대비를 할 수 있도록 한다. 또한 냉해뿐만 아니라 이상기온에 대해서도 경보음을 발생할 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
101 : 무인자동로봇 102 : 센서부
103 : 제1회전부재 104 : 모터부
105 : 방출부 106 : 제2회전부재
107 : 퇴치음발생부 108 : 발광부
109 : 스피커 110 : 온도측정부
111 : 펌프부 1101 : 저장부
1102 : 구동부 1103 : 프로그램실행부
1104 : 분석부

Claims (6)

  1. 기설정된 프로그램에 의해 무인으로 자동이동 가능한 무인자동로봇;
    상기 무인자동로봇에 부착되어 농작물 유해요소를 감지하는 센서부;
    상기 무인자동로봇의 수직축에 회전가능하도록 설치되어 상기 수직축을 회전축으로 하여 회전하는 제1회전부재;
    상기 제1회전부재를 회전시키기 위한 모터부;
    상기 제1회전부재에 수평으로 설치된 수평축의 양측에 각각 설치되며 상기 센서부에서 농작물 유해요소가 감지되면 저장소에 기저장된 물질을 방출하는 방출부;
    상기 물질의 방출 후 상기 저장소에 상기 물질을 채우도록 핌핑하는 펌프부;
    상기 방출부의 끝단에 각각 설치되어 상기 제1회전부재의 회전에 의해 상기 수평축을 중심으로 회전하도록 설치되는 제2회전부재;
    상기 제2회전부재에 연결되어 상기 제2회전부재의 회전에 따라 상기 농작물 유해요소 퇴치음을 발생하는 퇴치음발생부; 및
    상기 센서부에서 감지된 농작물 유해요소의 정보를 분석하는 분석부; 를 포함하고,
    상기 분석부는,
    상기 센서부에서 감지된 농작물 유해요소 정보를 이용하여 계절별 및 지역별 농작물 유해요소의 종류 및 패턴, 유해작물의 종류와 규모, 지역별 및 계절별 냉해기간 및 냉해온도 중 적어도 하나를 분석하는 것을 특징으로 하는 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치.
  2. 제1항에 있어서,
    빛을 발광하는 발광부, 기저장된 소리를 출력하는 스피커, 주변의 온도를 측정하는 온도측정부 중 적어도 하나 이상이 상기 무인자동로봇에 더 설치되는 것을 특징으로 하는 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스피커는,
    상기 센서부에서 농작물 유해요소가 감지되면 경보음을 출력하고 상기 감지된 농작물 유해요소에 대응하는 퇴치음을 출력하는 것을 특징으로 하는 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스피커는,
    상기 온도측정부에서 측정된 온도가 기설정된 기준치 이상 또는 이하인 경우에 경보음을 출력하는 것을 특징으로 하는 무인자동로봇을 이용한 농작물 유해요소 방제장치.
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