KR101657663B1 - 농업용 이송로봇 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농업용 이송로봇 시스템에 관한 것으로서, 특히 농작물 등을 이송시키는 로봇이 농작물에 관계없이 작업자를 용이하게 추종할 수 있는 농업용 이송로봇 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 농업용 이송로봇 시스템은, 작업자를 추종하는 농업용 이송로봇 시스템에 있어서, 농작물시설에 설치된 작업라인을 따라 이동하는 이송로봇과; 상기 이송로봇에 장착된 자기장발진기와; 작업자가 소지하는 리모콘과; 상기 리모콘에 장착되어 상기 자기장발진기에서 발생된 자기장의 강도를 수신하는 자기장수신기와; 상기 리모콘에 장착되고, 상기 자기장수신기로부터 측정된 자기장 관련 데이터를 상기 이송로봇으로 송신하는 무선송신기와; 상기 이송로봇에 장착되어 상기 무선송신기에서 송신된 상기 자기장 관련 데이터를 수신하는 무선수신기와; 상기 이송로봇에 장착되고, 상기 무선수신기로 수신된 상기 자기장 관련 데이터를 기초로 상기 이송로봇이 작업자와 미리 설정된 일정한 거리를 유지하도록 상기 이송로봇의 이동방향을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

농업용 이송로봇 시스템 { TRANSFER ROBOT SYSTEM FOR AGRICULTURAL APPLICATION }

본 발명은 농업용 이송로봇 시스템에 관한 것으로서, 특히 농작물 등을 이송시키는 로봇이 농작물에 관계없이 작업자를 용이하게 추종할 수 있는 농업용 이송로봇 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 현대에는 산업기술의 발달로 비닐하우스, 온실과 같은 농작물시설을 설치하여 겨울에도 과일, 야채, 화훼 등과 같은 농작물을 소비자에게 제공할 수 있게 되었다.

이러한 농작물시설에는 일반적으로 부피가 큰 농기계 등이 이동할 수 있도록 가운데에 중앙통로가 형성되어 있고, 상기 중앙통로의 양측에는 사람이나 작은 기계들이 이동하면서 농작물을 살필 수 있도록 농작물과 농작물 사이에 작은 통로인 고랑이 형성되어 있다.

그리고, 상기 고랑에는 농작물의 주변온도를 조절하기 위한 온수관이 설치되어 있다.

상기 온수관에는 온수가 흐르면서 외부로 열을 발산하여 농작물시설 내부의 온도를 상승시켜 동절기에 농작물이 냉해를 입지 않게 한다.

보통 작업자들은 고랑에 들어가 농작물을 돌보거나 수확하게 된다.

따라서, 작업자가 고랑에 들어간 상태에서 농작물을 수확하게 되면, 수확된 농작물의 양이 어느 정도 이상이 될 경우 작업자가 수확된 농작물을 직접 들고 고랑 바깥쪽으로 가지고 나와야 한다.

따라서, 작업시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 작업자에게 피로감을 더 증대시킬 수 있게 된다.

한편, 사람을 추종하는 로봇 기술과 관련해서는, 대한민국 등록특허 제10-1014531호, 대한민국 공개특허 제10-2011-0119438호 등에 나타나 있다.

이러한 추종 로봇 기술에서는, 초음파, 적외선, 비젼, 레이저 등을 사용하여 로봇이 사람을 추종하도록 하고 있다.

위와 같은 종래의 추종 로봇은 사람과 로봇 사이에 장애물이 있는 경우에는 추종을 하는데 있어서 매우 취약하다.

따라서, 이러한 종래의 추종 로봇을 농작물시설에 설치하여 사용할 경우에는, 농작물 자체의 줄기, 잎 등이 사람과 로봇 사이에 위치하게 되면, 로봇이 사람 즉 작업자를 용이하게 추종하지 못하게 되는 문제점이 발생될 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 농작물시설에 설치되어 농작물 등을 이송시키고, 로봇과 작업자 사이에 농작물이 위치하여도 로봇이 작업자를 용이하게 추종하도록 할 수 있는 농업용 이송로봇 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 농업용 이송로봇 시스템은, 작업자를 추종하는 농업용 이송로봇 시스템에 있어서, 농작물시설에 설치된 작업라인을 따라 이동하는 이송로봇과; 상기 이송로봇에 장착된 자기장발진기와; 작업자가 소지하는 리모콘과; 상기 리모콘에 장착되어 상기 자기장발진기에서 발생된 자기장의 강도를 수신하는 자기장수신기와; 상기 리모콘에 장착되고, 상기 자기장수신기로부터 측정된 자기장 관련 데이터를 상기 이송로봇으로 송신하는 무선송신기와; 상기 이송로봇에 장착되어 상기 무선송신기에서 송신된 상기 자기장 관련 데이터를 수신하는 무선수신기와; 상기 이송로봇에 장착되고, 상기 무선수신기로 수신된 상기 자기장 관련 데이터를 기초로 상기 이송로봇이 작업자와 미리 설정된 일정한 거리를 유지하도록 상기 이송로봇의 이동방향을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 자기장수신기에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값보다 크면 상기 이송로봇과 작업자의 간격이 멀어지는 방향으로 상기 이송로봇을 이동시키고, 상기 자기장수신기에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값보다 작으면 상기 이송로봇과 작업자의 간격이 가까워지는 방향으로 상기 이송로봇을 이동시키며, 상기 자기장수신기에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값과 같으면 상기 이송로봇을 정지시킨다.

상기 제어부는 상기 무선수신기로 수신된 상기 자기장 관련 데이터를 기초로 상기 이송로봇이 작업자와 미리 설정된 일정한 거리를 유지하도록 상기 이송로봇의 속도를 제어한다.

상기 제어부는, 상기 자기장수신기에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값과 비교하여 오차가 커짐에 따라 상기 이송로봇의 속도를 증가시킨다.

상기 이송로봇에는 물건을 적재하는 적재부가 장착되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 농업용 이송로봇 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

농작물시설에 설치되어 농작물 등을 이송시키면서, 로봇과 작업자 사이에 농작물이 위치하여도 로봇이 작업자를 용이하게 추종하도록 할 수 있다.

특히, 본 발명은 자기장을 이용하여 이송로봇이 자동으로 작업자와 일정한 거리를 유지하도록 함으로써, 작업자가 농작물 등을 수확한 위치에서 이송로봇에 쉽게 적재하여 이송시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 자기장을 이용하여 이송로봇과 작업자의 거리를 일정하게 유지하기 때문에, 이송로봇과 작업자 사이에 농작물의 가지, 잎 등의 장애물이 존재하여도 아무런 문제없이 이송로봇이 작업자를 추종할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 농업용 이송로봇 시스템의 개략적인 개념도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 농업용 이송로봇 시스템의 블럭구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 농업용 이송로봇 시스템의 작동과정도.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 농업용 이송로봇 시스템의 개략적인 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 농업용 이송로봇 시스템의 블럭구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 농업용 이송로봇 시스템의 작동과정도이다.

본 발명의 농업용 이송로봇 시스템은 농작물시설에서 이송로봇이 작업자를 추종하도록 하는 기술에 관한 것이다.

도 1에 도시된 상기 농작물시설은 배경기술에서 언급한 중앙통로(80), 고랑(81), 온수관(82) 등과 동일한 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 농업용 이송로봇 시스템은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 이송로봇(10)과, 리모콘(20)과, 자기장수신기(40)와, 무선송신기(50)와, 무선수신기(60)와, 제어부(70)를 포함하여 이루어진다.

상기 이송로봇(10)은 농작물시설에 설치된 작업라인 즉 상기 온수관(82)을 따라 이동한다.

보다 구체적으로 상기 이송로봇(10)은 상기 중앙통로(80) 및 고랑(81)을 통해 이동하게 된다.

이를 위해 상기 이송로봇(10)에는 휠(11)가 장착되어 있으며, 상기 고랑(81)에서 상기 이송로봇(10)은 상기 온수관(82)을 타고 이동하도록 한다.

그리고, 상기 이송로봇(10)에는 물건 즉 농작물(90) 등을 적재할 수 있는 적재부(15)가 장착되어 있다.

상기 자기장발진기(30)는 상기 이송로봇(10)에 장착되어, 자기장을 발생시킨다.

상기 리모콘(20)은 작업자가 소지하여 휴대하도록 한다.

이러한 상기 리모콘(20)은 작업자의 다양한 위치에 장착되어 있으면 충분하다.

상기 자기장수신기(40)는 상기 리모콘(20)에 장착되고, 상기 자기장발진기(30)에서 발생된 자기장의 강도를 수신한다.

이때, 상기 자기장발진기(30)와 상기 자기장수신기(40)는, 자기유도방식을 이용하여 자기장의 세기를 측정할 수 있도록 한다.

보다 구체적으로, 상기 자기장발진기(30)에는 제1코일이 장착되고, 상기 자기장수신기(40)에는 상기 제1코일과 자기커플링되는 제2코일이 장착되어 있어, 상기 제1코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 제2코일에서 발생되는 기전력을 측정하여 자기장의 강도를 측정하도록 한다.

위와 같은 자기유도방식은 종래에 이미 공지되어 있는바, 이에 대한 보다 자세한 설명은 생략한다.

상기 무선송신기(50)는 상기 리모콘(20)에 장착되고, 상기 자기장수신기(40)로부터 측정된 자기장 관련 데이터를 상기 이송로봇(10)으로 무선 송신하는 역할을 한다.

상기 무선수신기(60)는 상기 이송로봇(10)에 장착되어 상기 무선송신기(50)에서 송신된 상기 자기장 관련 데이터를 수신하는 역할을 한다.

이때, 상기 무선송신기(50)와 무선수신기(60)는 종래에 공지된 RF모듈방식 등을 이용하면 충분하다.

상기 제어부(70)는 상기 이송로봇(10)에 장착되고, 상기 무선수신기(60)로 수신된 상기 자기장 관련 데이터를 기초로 상기 이송로봇(10)이 작업자와 미리 설정된 일정한 거리를 유지하도록 상기 이송로봇(10)의 이동방향을 제어한다.

상기 제어부(70)가 상기 이송로봇(10)의 이동방향으로 제어하는 것은, 상기 이송로봇(10)에 장착된 휠(11)의 회전방향으로 조절함으로써 이루어진다.

보다 구체적으로, 상기 제어부(70)는, 상기 자기장수신기(40)에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값보다 크면, 상기 이송로봇(10)과 작업자의 간격이 멀어지는 방향 즉 상기 자기장 관련 데이터를 작아지게 하는 방향으로 상기 이송로봇(10)을 이동시킨다.

그리고, 상기 자기장수신기(40)에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값보다 작으면, 상기 이송로봇(10)과 작업자의 간격이 가까워지는 방향 즉 상기 자기장 관련 데이터를 커지게 하는 방향으로 상기 이송로봇(10)을 이동시킨다.

또한, 상기 자기장수신기(40)에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값과 같으면 상기 이송로봇(10)을 정지시킨다.

또한, 상기 제어부(70)는 상기 무선수신기(60)로 수신된 상기 자기장 관련 데이터를 기초로 상기 이송로봇(10)이 작업자와 미리 설정된 일정한 거리를 유지하도록 상기 이송로봇(10)의 속도를 제어하도록 할 수도 있다.

이때, 상기 제어부(70)는, 상기 자기장수신기(40)에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값과 비교하여 오차가 커짐에 따라 상기 이송로봇(10)의 속도를 증가시키도록 한다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.

작업자가 이동하지 않는 상태에서는 도 3(a)에 도시된 바와 같이 상기 이송로봇(10)이 작업자와 미리 설정된 일정한 거리를 유지한다.

이러한 상태에서, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 작업자가 이송로봇(10)으로부터 멀어지는 방향인 오른쪽으로 이동하게 되면, 상기 자기장발진기(30)와 자기장수신기(40)의 거리가 멀어지게 되어 상기 자기장수신기(40)에서 수신된 자기장 관련 데이터 즉 자기장의 강도는 미리 설정된 기준자기장값보다 작아지게 된다.

이때, 상기 제어부(70)는 상기 자기장의 강도를 커지게 하는 방향 즉 상기 자기장발진기(30)와 자기장수신기(40)의 거리가 가까워지도록 하기 위해 상기 이송로봇(10)을 작업자가 있는 오른쪽으로 이동시킨다.

그 후 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값과 동일하게 되면, 상기 제어부(70)는 상기 이송로봇(10)의 이동을 정지시킨다.

그리고, 도 3(c)에 도시된 바와 같이 작업자가 이송로봇(10)과 가까워지는 방향인 왼쪽으로 이동하게 되면, 상기 자기장발진기(30)와 자기장수신기(40)의 거리가 가까워지게 되어 상기 자기장수신기(40)에서 수신된 자기장 관련 데이터 즉 자기장의 강도는 미리 설정된 기준자기장값보다 커지게 된다.

이때, 상기 제어부(70)는 상기 자기장의 강도를 줄이는 방향 즉 상기 자기장발진기(30)와 자기장수신기(40)의 거리가 멀어지도록 하기 위해 상기 이송로봇(10)을 작업자로부터 멀어지는 왼쪽으로 이동시킨다.

그 후 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값과 동일하게 되면, 상기 제어부(70)는 상기 이송로봇(10)의 이동을 정지시킨다.

또한, 상기 제어부(70)는, 상기 자기장수신기(40)에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값과 비교하여 오차가 커짐에 따라 즉 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값보다 커지거나 작아짐에 따라, 상기 이송로봇(10)의 속도를 증가시켜 상기 이송로봇(10)이 작업자의 이동에 따라 보다 신속하게 이동하여 추종할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 제어부(70)는, 상기 이송로봇(10)이 일방향으로 이동하는 도중에 자기장 관련 데이터 즉 자기장의 강도가 미리 설정된 기준자기장값과의 설정 허용 오차보다 낮아지게 되면, 직전에 이동하던 방향으로 상기 이송로봇(10)을 계속하여 이동시키도록 한다.

한편, 작업 후 작업자가 다른 고랑(81)의 작업을 하고자 하거나, 수확된 농작물(90)을 상기 적재부(15)에 적재한 후 이동시키고자 할 경우에는, 상기 리모콘(20)을 작동시켜 상기 이송로봇(10)이 다른 고랑(81)이나 중앙통로(80)로 이동되도록 한다.

이때, 상기 이송로봇(10)이 다른 고랑(81)으로 이동하는 방법은, 이송로봇(10)이 농작물시설의 바닥에 설치된 자기유도라인(83)을 따라 이동하도록 하며, 이는 종래의 공지된 기술인 대한민국 공개특허 제10-2013-0127271호 등에 나타나 있는 기술과 동일한바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

위와 같이 본 발명은 자기장을 이용하여 이송로봇(10)이 자동으로 작업자와 일정한 거리를 유지하도록 함으로써, 작업자가 농작물(90) 등을 수확한 위치에서 이송로봇(10)에 쉽게 적재하여 이송시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 자기장을 이용하여 이송로봇(10)과 작업자의 거리를 일정하게 유지하기 때문에, 이송로봇(10)과 작업자 사이에 농작물(90)의 가지, 잎 등의 장애물이 존재하여도 아무런 문제없이 이송로봇(10)이 작업자를 추종할 수 있다.

본 발명인 농업용 이송로봇 시스템은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 이송로봇, 11 : 휠, 15 : 적재부, 20 : 리모콘, 30 : 자기장발진기, 40 : 자기장수신기, 50 : 무선송신기, 60 : 무선수신기, 70 : 제어부,
80 : 중앙통로, 81 : 고랑, 82 : 온수관, 83 : 자기유도라인,
90 : 농작물,

Claims (5)

1. 작업자를 추종하는 농업용 이송로봇 시스템에 있어서,
   농작물시설에 설치된 작업라인을 따라 이동하는 이송로봇과;
   상기 이송로봇에 장착된 자기장발진기와;
   작업자가 소지하는 리모콘과;
   상기 리모콘에 장착되어 상기 자기장발진기에서 발생된 자기장의 강도를 수신하는 자기장수신기와;
   상기 리모콘에 장착되고, 상기 자기장수신기로부터 측정된 자기장 관련 데이터를 상기 이송로봇으로 송신하는 무선송신기와;
   상기 이송로봇에 장착되어 상기 무선송신기에서 송신된 상기 자기장 관련 데이터를 수신하는 무선수신기와;
   상기 이송로봇에 장착되고, 상기 무선수신기로 수신된 상기 자기장 관련 데이터를 기초로 상기 이송로봇이 작업자와 미리 설정된 일정한 거리를 유지하도록 상기 이송로봇의 이동방향을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지되,
   상기 제어부는 상기 자기장수신기에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값과 비교하여 오차가 커짐에 따라 상기 이송로봇의 이동속도를 증가시키고,
   상기 제어부는 상기 이송로봇이 일방향으로 이동하는 도중에 상기 무선수신기를 통해 수신받은 상기 자기장 관련데이터가 미리 설정된 기준자기장값과의 설정 허용 오차보다 낮아지게 되면, 직전에 이동하던 방향으로 상기 이송로봇을 계속하여 이동시키는 것을 특징으로 하는 농업용 이송로봇 시스템.
2. 청구항1에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 자기장수신기에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값보다 크면 상기 이송로봇과 작업자의 간격이 멀어지는 방향으로 상기 이송로봇을 이동시키고,
   상기 자기장수신기에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값보다 작으면 상기 이송로봇과 작업자의 간격이 가까워지는 방향으로 상기 이송로봇을 이동시키며,
   상기 자기장수신기에서 수신한 상기 자기장 관련 데이터가 미리 설정된 기준자기장값과 같으면 상기 이송로봇을 정지시키는 것을 특징으로 하는 농업용 이송로봇 시스템.
3. 청구항2에 있어서,
   상기 제어부는 상기 무선수신기로 수신된 상기 자기장 관련 데이터를 기초로 상기 이송로봇이 작업자와 미리 설정된 일정한 거리를 유지하도록 상기 이송로봇의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 농업용 이송로봇 시스템.
4. 삭제
5. 청구항1 내지 청구항3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이송로봇에는 물건을 적재하는 적재부가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 농업용 이송로봇 시스템.

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