KR101652033B1 - 작물 수확기 - Google Patents

Abstract

본 발명과 관련된 작물 수확기는, 엔진부의 동력을 축방향으로 전달하는 플렉시블 샤프트가 내부에 구비된 지지대; 상기 지지대에 체결되며, 상기 플렉시블 샤프트의 회전동력을 전달받아 회전되는 커터 및 상기 커터를 보호하는 커버를 갖는 커버유닛; 상기 커버유닛의 상부에 구비되며, 상기 플렉시블 샤프트의 회전수를 감속시켜 상기 커버유닛의 상부 방향으로 출력하는 감속유닛; 상기 감속유닛에 연결되어 회전될 수 있게 형성되며, 작물을 일방향으로 안내하는 레이크; 및 상기 레이크에 의해 안내된 작물을 결속시킬 수 있게 형성된 결속유닛을 포함한다.

Description

작물 수확기{AGRICULTURAL HARVESTER}

본 발명은 비교적 길이가 긴 잡초 또는 벼, 보리 등 곡물류를 수확할 수 있도록 고안된 작물 수확기에 관한 것이다.

긴 풀이나 벼, 보리 등을 수확하는 전통적인 농구로서 낫이나 홀태 등이 사용되어 왔다. 이 경우 수확작업은 작업자가 낫을 이용하여 풀 등을 직접 자른 다음 다발로 묶고 다음 단계를 수행한다.

농기계 기술의 발전 및 노동력 절감의 필요성이 높아지면서 동력을 이용하여 자동화된 수확이 가능하도록 고안된 수확기가 개발되었다. 이중 긴 풀이나 벼, 보리 등의 수확기는 자르고 넘어뜨리는 형태(예초기), 자른 풀 등을 묶는 형태(바인더), 자른 곡물류를 탈곡까지 하는 형태(콤바인) 등으로 나뉠 수 있다. 이들 전용 수확기는 대상물인 농작물이나 작업지 등의 특성에 따라 기구적 형태나 작업 메커니즘이 맞추어져 있는 경우가 많다.

작업 내용이나 대상물이 다양한 경우 그때마다 전용 수확기를 모두 둘 수 없으므로 하나의 장비가 갖는 용도를 확장하여 사용하는 것이 편리하거나 비용면에서 유리할 때가 많다. 출원인에 의해 고안된 한국 공개특허 제2011-0087755호 또는 한국 등록특허 1031516호 등은 커버에 의해 둘러싸인 회전커터를 제초 뿐만 아니라 수확기에 활용한 예들을 보이고 있다.

한편, 전용 수확기인 콤바인을 사용하더라도 경작지의 가장자리에 위치한 벼들은 콤바인의 사용이 어려우므로 낫 등을 이용해 직접 베는 경우가 발생하는데, 노동력이 부족한 농가에서는 이마저도 부담으로 작용한다.

본 발명은 상기한 점을 감안한 것으로, 긴 풀이나 곡류 등을 베어 내거나 수확하기 적합한 작물 수확기를 제시하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 회전되는 커터와 커버를 갖는 기본 구성에 풀이나 곡물 등을 베어 정렬하거나 묶을 수 있는 구성을 부가하여 컴팩트한 작물 수확기를 제시하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명과 관련된 작물 수확기는, 엔진부의 동력을 축방향으로 전달하는 플렉시블 샤프트가 내부에 구비된 지지대; 상기 지지대에 체결되며, 상기 플렉시블 샤프트의 회전동력을 전달받아 회전되는 커터 및 상기 커터를 보호하는 커버를 갖는 커버유닛; 상기 커버유닛의 상부에 구비되며, 상기 플렉시블 샤프트의 회전수를 감속시켜 상기 커버유닛의 상부 방향으로 출력하는 감속유닛; 상기 감속유닛에 연결되어 회전될 수 있게 형성되며, 작물을 일방향으로 안내하는 레이크; 및 상기 레이크에 의해 안내된 작물을 결속시킬 수 있게 형성된 결속유닛을 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 레이크는, 상기 감속유닛에 연결되는 샤프트; 및 상기 샤프트의 상부에서 중심으로부터 방사방향으로 연장하는 복수의 날개부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 날개부의 끝단은 같은 방향으로 구부러진 후크형 가이드를 가질 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 샤프트는 상기 커버유닛에 대하여 높이 조절이 가능하도록 복수의 조절홈을 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 커버는 전방이 개방되어 있으며, 일방향으로 작물을 안내할 수 있도록 비대칭형 가이드를 구비할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 커버유닛은, 상기 커터의 하측에 설치되며, 상기 커터를 보호할 수 있게 형성된 그릴형 가이드를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 결속유닛은, 상기 레이크에 의해 전달된 작물을 모아 거치할 수 있게 형성된 수집대; 상기 수집대에 거치된 작물을 감을 수 있게 형성된 끈; 상기 수집대의 일측에 구비되며, 상기 끈을 자를 수 있게 형성된 끈커터; 상기 끈의 양단을 체결하는 패스너; 및 상기 끈커터와 상기 패스너를 작동시키는 작동버튼을 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 끈은 연속 공급이 가능한 롤 형태로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 패스너는 상기 수집대의 일측에서 개별적으로 공급되어 상기 끈을 결속하는 클립 형태로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 패스너는, 일방향으로만 조여지도록 배열된 걸림패턴과 상기 걸림패턴에 걸려지는 록킹돌기를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 커버는 작업지를 활주할 수 있도록 한 쌍의 측변 에지를 갖는 썰매 형태로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 커터는, 상기 플렉시블 샤프트에 결합되는 수평날부 및 상기 수평날부의 단부에 지면방향으로 향하도록 형성된 수직날부를 포함하는 형태로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 작물 수확기에 의하면, 지지대에 커버유닛, 감속유닛, 레이크 및 결속유닛을 구성한 것으로, 긴 풀이나 곡류 등을 베어내거나 묶기 용이하며, 지지대는 범용으로 사용될 수 있는 플렉시블 샤프트가 구비된 것으로서, 소형이면서도 컴팩트한 구조를 얻을 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 감속유닛에 의해 감속 회전되는 레이크는 간단한 형상을 구비하면서도 적은 동력으로도 작물을 일정한 자세와 정렬상태를 구현시킬 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 수집대, 끈, 끈커터, 및 패스너를 갖는 결속유닛에 의해, 결속동작이 신속하고 정확하게 이루질 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 작물 수확기(100)를 보인 사시도
도 2는 도 1의 작물 수확기(100)의 측면도
도 3은 도 1의 작물 수확기(100)의 평면도
도 4는 도 1의 작물 수확기(100)의 부분 단면도
도 5는 본 발명과 관련된 작물 수확기에 적용될 수 있는 커터를 예시적으로 도시한 도면들
도 6은 본 발명과 관련된 결속유닛(150)의 구성을 개략적으로 보인 개념도

이하, 본 발명과 관련된 작물 수확기를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 작물 수확기(100)를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 작물 수확기(100)의 측면도이고, 도 3은 도 1의 작물 수확기(100)의 평면도이며, 도 4는 도 1의 작물 수확기(100)의 부분 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 작물 수확기(100)는 구성면에서, 지지대(110), 커버유닛(120), 감속유닛(130), 레이크(140) 및 결속유닛(150)을 구비한다.

지지대(110)는 엔진(111)의 동력에 의해 회전되는 플렉시블 샤프트가 내부에 구비된 형태로 형성될 수 있다. 엔진(111)은 프레임(112)과 하부의 바퀴(113)에 의해 지지되는 형태이거나(도 1 내지 도 4), 작업자가 직접 메고 다니는 등짐 형태로 형성될 수 있다. 이외에도, 지지대(110)와 지지대(110)에 부착된 요소들은 엔진이 장착된 작업기에 보조적으로 장착될 수도 있다.

프레임(112)은 엔진(111) 및 각 부품을 지지할 수 있게 되어 있으며, 후방으로는 조작을 위한 핸들(114)이 결합될 수 있다. 프레임(112)은 전체적으로 경량이면서 강성을 높일 수 있도록 금속 또는 플라스틱 봉재를 가공하거나 용접 또는 조립에 의해 형성할 수 있다. 만약, 엔진(111)이 등짐 형태로 형성된 경우라면 프레임(112) 및 핸들(114)은 생략될 수 있다. 엔진(111)은 커터(121) 및 레이크(140)의 구동을 위한 동력을 제공할 수 있을 정도의 출력이 가능한 형태가 적용될 수 있다. 무게를 줄이기 위해 공냉식의 가솔린 엔진류 등이 사용될 수 있다. 엔진(111)의 전방에는 커터(121) 및 레이크(140)를 구동하기 위한 플렉시블 샤프트가 내부에 구비된 지지대(110)가 결합된다. 엔진(111)의 회전수가 저회전수일 때는 공회전하도록 하고 일정 회전수 이상에서 플렉시블 샤프트에 동력을 전달할 수 있게 엔진의 출력 측에는 원심 클러치가 구비될 수 있다.

바퀴(113)는 물이 있는 논이나 밭 등의 작업지에서 빠지지 않고 주행이 용이한 형태가 적용될 수 있다. 이러한 바퀴(113)는 프레임(112) 또는 지지대(110)의 하부에 철재륜 또는 수지나 고무재질의 외바퀴 형태로 형성되거나 복수 개로 형성될 수 있다. 도 1 내지 도 4는 두 개의 바퀴 형태로 형성된 것을 보이고 있다. 밀고 다닐 때 저항 및 작업시 소요되는 힘을 줄일 수 있도록 전체적인 작물 수확기(100)의 무게중심은 바퀴(113)의 허브 주변이 되도록 구성할 수 있다. 작업자는 핸들(114)을 잡고 있는 상태에서 커버유닛(120)을 지렛대 형태로 들어올리거나 내릴 수 있다.

커버유닛(120)은 지지대(110)에 체결되어 있으며, 플렉시블 샤프트의 회전동력을 전달받아 회전되는 커터(121) 및 커터(121)를 보호하는 커버(122)를 가지고 있다. 커버(122)는 전방이 개방된 돔 형태로서, 전체적으로 작업지를 활주할 수 있도록 한 쌍의 측변 에지를 갖는 구조로 형성될 수 있다. 커버(122)의 내부에 배치된 커터(121)는 지면에 수직인 회전축을 중심으로 회전하는 형태로 형성된다. 지지대(110)와 커버(122)가 견고한 고정상태를 유지하도록 커버(122)에는 지지대(110)를 압착하여 체결하는 브라켓(123)이 구비될 수 있다. 이러한 브라켓(123)은 지지대(110)의 하부 반을 덮는 베이스와 상부 반을 덮는 덮개판 및 체결볼트의 조합으로 이루어지거나, 덮개판을 베이스에 대하여 원터치 형태로 고정할 수 있는 원터치 레버를 포함할 수 있다.

커버(122)의 전방은 개방되어 있으며, 일방향으로 작물을 안내할 수 있도록 비대칭형 가이드(124)가 구비될 수 있다. 이러한 비대칭형 가이드(124)는 커터(121)에 의해 잘려지기 적합한 위치로 작물이 안내되거나 잘려진 후 일정한 위치로 이동될 수 있도록 한다.

커터(121)의 하측에는 커터(121)를 하부의 돌이나 이물로부터 보호할 수 있게 형성된 그릴형 가이드(125)가 구비될 수 있다. 이러한 그릴형 가이드(125)는 커버(122)에 탈착 가능하게 장착되거나 커터(121)의 연결축 주위에 베어링 형태로 고정될 수 있다. 마른 밭이나 돌 등이 많이 있는 작업지에서 그릴형 가이드(125)는 커터(121) 및 작업자를 보호할 수 있다. 반면, 물이 있는 논 등지에서는 그릴형 가이드(125)를 분리하여 사용함으로써 작업효율을 높일 수 있다.

커버(122)의 전방에는 잡초를 누를 수 있게 형성된 누름판이 구비될 수 있다. 이러한 누름판은 커버(122)에 대하여 탈착가능한 형태로 형성될 수 있다. 형상면에서 누름판은 상향 경사된 형태로 형성됨으로써 잡초의 누름이 원활하게 이루어지도록 구성될 수 있다.

커터(121)는 플렉시블 샤프트의 단부와 베벨 기어(127) 등의 형태로 연결됨으로써 회전력을 전달받을 수 있게 구성된다. 커터(121)는 교체가 가능한 형태로 이루어지며, 제초 작업시 잡초뿐만 아니라 토양과의 마찰을 고려하여 선택될 수 있다. 도 5는 본 발명과 관련된 작물 수확기에 적용될 수 있는 커터를 예시적으로 도시한 도면들이다. 도 5와 같이, 커터(121)는 원형 톱날 형태(1211), 복수의 날개 형태(1212), 지면을 향하여 날의 단부가 굽어진 형태(1213) 및, 회전하는 와이어 형태(1214) 등의 형태가 될 수 있으며, 작업지에 따라 적절한 선택이 이루어질 수 있다. 이중 지면을 향하여 날의 단부가 굽어진 형태(1213)는 물이 채워져 있는 논의 고랑을 이동하면서 제초작업을 하기에 적합하다. 구체적으로, 도 5(c)와 같이, 커터(1213)는 플렉시블 샤프트에 결합되는 수평날부(1213-1) 및 수평날부(1213-1)의 단부에 지면방향으로 향하도록 형성된 수직날부(1213-2)를 포함할 수 있다. 수평날부(1213-1)와 수직날부(1213-2)를 갖는 커터(121)를 사용함으로써 잡초의 뿌리까지 분쇄하여 제거하므로 근본적인 제초가 가능하다. 최적의 제초효율과 절삭저항을 고려하여 수평날부(1213-1)와 수직날부(1213-2)는 일정한 벌림각(α)을 가질 수 있다. 일 예로서, 수평날부(1213-1)에 대한 수직날부(1213-2)의 수직 벌림각(α)은 105 ~ 125°을 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 수직날부(1213-2)는 회전자취의 접선에 대하여 일정한 구심 정렬각(β; 3 ~ 15˚)을 형성하도록 경사지게 배열될 수 있으며, 수평날부(1213-1)에는 물의 저항을 줄일 수 있도록 동심상의 요철패턴이 형성될 수 있다. 수평날부(1213-1) 및 수직날부(1213-2) 중 어느 하나에는 회전방향에 후단부에 컷아웃 프로파일이 형성될 수 있다. 수직날부(1213-2)의 급속한 마모를 방지할 수 있도록 수직날부(1213-2)의 회전방향의 선단부에는 탈착 가능한 초경팁이 구비될 수 있다.

감속유닛(130)은 커버유닛(120)의 상부에 구비되어 있으며, 플렉시블 샤프트의 회전수를 감속시켜 커버유닛(120)의 상부 방향으로 출력한다. 이러한 감속유닛(130)은 회전수를 줄일 수 있는 복수의 기어를 포함할 수 있다.

레이크(140)는 감속유닛(130)에 연결되어 회전될 수 있게 형성되며, 작물을 일방향으로 안내한다. 구성면에서 레이크(140)는 감속유닛(130)에 연결되는 샤프트(141) 및 샤프트의 상부에서 중심으로부터 방사방향으로 연장하는 복수의 날개부(142)를 포함할 수 있다. 날개부(142)의 끝단은 같은 방향으로 구부러진 후크형 가이드(142)를 가질 수 있다. 이러한 레이크(140)는 금속 또는 수지를 가공하거나 성형하여 형성할 수 있다. 하부의 커터(121)가 회전되면, 레이크(140)는 감속유닛(130)에 의하여 감속되어 커버유닛(120)의 이동속도 정도의 접선속도가 될 수 있도록 설정될 수 있다. 샤프트(141)는 커버유닛(120)에 대하여 높이 조절이 가능하도록 복수의 조절홈(143)을 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명과 관련된 결속유닛(150)의 구성을 개략적으로 보인 개념도이다. 결속유닛(150)은 레이크(140)에 의해 안내된 작물을 결속시키는 역할을 한다. 구성면에서 결속유닛(150)은, 수집대(151), 끈(152), 끈커터(153), 패스너(154) 및 작동버튼(155) 등을 구비할 수 있다.

수집대(151)는 레이크(140)에 의해 전달된 작물을 모아 거치할 수 있게 형성된다. 형상면에서 수집대(151)는 레이크(140)에 의해 안내된 작물이 용이하게 모여져 있도록 아크 형태로 형성될 수 있다.

끈(152)은 연속 공급이 가능한 롤 형태로 형성될 수 있으며, 끈커터(153)는 작업자가 수집대(151)에 거치된 작물을 끈(152)을 이용하여 감은 후, 작동버튼(155)을 누르면 공급된 끈(152)이 잘려지면서 결속된 작물 다발을 분리시킨다.

패스너(154)는 끈의 양단을 체결하는 요소로서, 도 6에 의하면 작동버튼(155)을 누르면 수집대(151)의 일측에서 개별적으로 공급되어 끈(152)을 결속할 수 있게 구성된다. 이러한 패스너(154)는 일방향으로 진입되면 자동으로 조여질 수 있는 쐐기와 같은 형상을 포함하는 클립 형태로 형성될 수 있다. 이외에도, 패스너(154)는 끈(152) 상에서 일방향으로 조여지도록 배열된 걸림패턴과, 걸림패턴에 걸려지는 록킹돌기를 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.

끈커터(153)와 패스너(154)의 작동은 작동버튼(155)을 누르는 동작으로 한꺼번에 이루어지도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 작동버튼(155)은 끈커터(153)를 작동시킬 수 있는 제1작동가이드(156)와 패스너(154)를 작동시킬 수 있는 제2작동가이드(157)와 연결될 수 있다. 순서면에서 패스너(154)의 결속 이후에 끈커터(153)가 작동될 수 있도록 제1작동가이드(156)는 제2작동가이드(157)에 비해 짧은 길이를 갖는 형태로 형성될 수 있다. 결속유닛(150)은 위의 구성들인 끈커터(153)와 패스너(154) 및 작동버튼(155)을 지지하는 하우징(158)을 포함할 수 있다. 하우징(158)에는 작물을 감은 끈(152)을 자르거나 결속이 용이하도록 슬롯(159)을 포함할 수 있다. 이외에도 결속유닛(150)은 끈(152)을 이용하여 작물을 감은 상태에서 잡아당기는 동작에 의해 자르기와 클립이 자동으로 이루어지도록 구성되거나, 수집대(151)에 일정량의 작물이 채워지면 센서가 이를 감지하여 자동으로 결속이 이루어지도록 구성될 수도 있다. 또한, 결속유닛(150)은 패스너(154)를 생략한 채 접착성이 있거나 결속기능이 포함된 테이프 또는 밴드를 포함하는 것도 가능하다. 이와 같은 결속유닛(150)에 의하여 작업자는 레이크(140)에 안내된 작물을 신속하면서도 편리하게 결속할 수 있게 된다.

상기와 같이 설명된 작물 수확기는 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용되지 않는다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100: 작물 수확기 110: 지지대
111: 엔진 112: 프레임
113: 바퀴 114: 핸들
120: 커버유닛 121: 커터
122: 커버 123: 브라켓
124: 비대칭형 가이드 125: 그릴형 가이드
1211, 1212, 1213, 1214: 커터 1213-1: 수평날부
1213-2: 수직날부 130: 감속유닛
140: 레이크 141: 샤프트
142: 날개부 142: 후크형 가이드
150: 결속유닛 151: 수집대
152: 끈 153: 끈커터
154: 패스너 155: 작동버튼
156: 제1작동가이드 157: 제2작동가이드
158: 하우징

Claims (12)

1. 엔진부의 동력을 축방향으로 전달하는 플렉시블 샤프트가 내부에 구비된 지지대;
   상기 지지대에 체결되며, 상기 플렉시블 샤프트의 회전동력을 전달받아 회전되는 커터 및 상기 커터를 보호하는 커버를 갖는 커버유닛;
   상기 커버유닛의 상부에 구비되며, 상기 플렉시블 샤프트의 회전수를 감속시켜 상기 커버유닛의 상부 방향으로 출력하는 감속유닛;
   상기 감속유닛에 연결되어 회전될 수 있게 형성되며, 작물을 일방향으로 안내하는 레이크; 및
   상기 레이크에 의해 안내된 작물을 결속시킬 수 있게 형성된 결속유닛을 포함하고,
   상기 결속유닛은,
   상기 레이크에 의해 전달된 작물을 모아 거치할 수 있게 형성된 수집대;
   상기 수집대에 거치된 작물을 감을 수 있게 형성된 끈;
   상기 수집대의 일측에 구비되며, 상기 끈을 자를 수 있게 형성된 끈커터;
   상기 끈의 양단을 체결하는 패스너; 및
   상기 끈커터와 상기 패스너를 작동시키는 작동버튼을 포함하는, 작물 수확기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 레이크는,
   상기 감속유닛에 연결되는 샤프트; 및
   상기 샤프트의 상부에서 중심으로부터 방사방향으로 연장하는 복수의 날개부를 포함하는, 작물 수확기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 날개부의 끝단은 같은 방향으로 구부러진 후크형 가이드를 갖는, 작물 수확기.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 샤프트는 상기 커버유닛에 대하여 높이 조절이 가능하도록 복수의 조절홈을 더 포함하는, 작물 수확기.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 커버는 전방이 개방되어 있으며, 일방향으로 작물을 안내할 수 있도록 비대칭형 가이드가 구비된, 작물 수확기.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 커버유닛은, 상기 커터의 하측에 설치되며, 상기 커터를 보호할 수 있게 형성된 그릴형 가이드를 더 포함하는 작물 수확기.
   
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 끈은 연속 공급이 가능한 롤 형태로 형성된, 작물 수확기.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 패스너는 상기 수집대의 일측에서 개별적으로 공급되어 상기 끈을 결속하는 클립 형태로 형성된, 작물 수확기.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 패스너는, 일방향으로만 조여지도록 배열된 걸림패턴과 상기 걸림패턴에 걸려지는 록킹돌기를 포함하는, 작물 수확기.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 커버는 작업지를 활주할 수 있도록 한 쌍의 측변 에지를 갖는 썰매 형태로 형성된, 작물 수확기.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 커터는, 상기 플렉시블 샤프트에 결합되는 수평날부 및 상기 수평날부의 단부에 지면방향으로 향하도록 형성된 수직날부를 포함하는 형태로 형성된, 작물 수확기.

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