KR101857453B1

KR101857453B1 - 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇

Info

Publication number: KR101857453B1
Application number: KR1020160179275A
Authority: KR
Inventors: 이상일
Original assignee: 이상일
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2018-05-14

Abstract

본 발명은, 접목로봇에 대목과 접수를 자동으로 공급해 주는 자동공급장치를 구비하여 대목과 접수를 자동으로 연속 공급해 줌으로써 작업속도를 빠르게 하고, 접수와 대목으로 사용될 모종에서 일정부분을 컷팅할 때 남아 있어야 할 부분이 절단되지 않도록 잎을 잡아주는 수단을 구비하여 정확한 위치에서 컷팅이 이루어질 수 있도록 하여 접목 불량률을 현저하게 줄일 수 있는, 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇을 제공하기 위한 것이다.

Description

대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇{A grafting robot equipped with an automatic feeding device of understock and scion}

본 발명은 접목로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 접목로봇에 대목과 접수를 자동으로 공급해 주는 자동공급장치를 구비하여 대목과 접수를 연속적으로 자동 공급하면서 접목작업을 하고, 접목을 위해 모종의 일정부위를 컷팅할 때 남아 있어야 할 부분이 절단되지 않도록 하여 정확한 컷팅이 이루어질 수 있도록 하는, 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇에 관한 것이다.

접목(接木)이란 식물의 품종을 개량하기 위한 방법으로, 대목과 접수의 형성층(形成層)에서 형성된 유상조직을 서로 밀착시켜 연결하여 완전한 식물체로 생장하게 하는 조작을 말하는데, 잘라낸 싹이나 가지를 뿌리가 있는 식물의 줄기 등에 접합할 때 뿌리가 있는 쪽을 대목(臺木), 접합한 쪽 즉 대목에 접합되는 쪽을 접수(接穗)라고 한다. 일반적으로 과채류는 오이, 참외, 수박 등과 같은 덩굴성식물인 박과채소와, 고추, 가지, 토마토 등과 같이 가지가 긴 가지과채소로 크게 구분되며, 접목작업시 박과채소는 잎과 잎을 접합시키고, 가지과채소는 줄기와 줄기를 접합시키게 된다.

특히 과채류 작물은 씨앗을 발아시켜 그대로 재배하게 되면 열매의 크기도 적고 병충해에 매우 약하는 등 많은 문제가 있기 때문에 그대로 재배할 수 없을 뿐만 아니라 한곳에서 동일 작물을 연작(連作)할 수가 없게 된다. 한편, 동일한 작물이라도 품종에 따라 뿌리가 강하다거나 뿌리를 제외한 윗부분이 강하다든가 하기 때문에 서로 접목하여 우량 품종으로 개량하여 재배하게 된다. 과거에는 이러한 접목작업을 작업자가 일일이 손으로 접수와 대목의 일측을 커터로 경사지게 절개하여 절개부를 서로 끼운 뒤 클립으로 고정하는 방법으로 진행되었기 때문에 많은 인력이 필요할 뿐만 아니라 숙련된 작업자가 세밀하게 작업을 해야 하기 때문에 과도한 인력과 비용이 들어가게 되어 생산성이 매우 낮다는 문제가 있었다.

따라서 이러한 접목작업을 자동화하기 위해 공개특허 제1998-87578호 "자동 접목기" 등과 같은 접목기가 개발되었으나 상용화되지 못했었고, 대량생산을 위해 최근에는 일정한 크기와 각도로 대목과 접수를 각각 절단하여 서로 접합시키는 접목로봇이 개발되었는데, 예를 들면, 특허등록 제862711호 "가지과채소 합접식 접목로봇", 특허등록 제976555호 "접목로봇"과 같은 기술이다. 하지만, 상기 특허들은 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 접목로봇에 대목과 접수를 자동으로 연속 공급해 주는 방식이 아니라 작업자가 대목지지대와 접수지지대의 각 그리퍼(gripper)에 대목과 접수를 각각 수동으로 삽입해서 끼워주어야 하기 때문에 대목을 끼워주는 사람과 접수를 끼워주는 사람이 각각 있어야 하므로 반드시 2명의 작업자가 필요하고, 대목과 접수가 동시에 완전히 세팅된 상태에서만 접목로봇의 다음 작업이 진행되므로 작업속도가 늦은 작업자에 맞춰서 접목작업이 진행되게 되므로 작업속도가 느려져서 생산성이 매우 낮다는 문제가 있다.

둘째, 박과식물의 경우 잎이 2장이므로, 대목에서 1장을 컷팅하고 1장을 그대로 남긴 다음, 접수에서 컷팅하고 남은 잎을 대목의 컷팅한 부분에 접합시켜서 접목작업을 하는데, 대목을 컷팅할 때 2장의 잎 중에서 남겨두어야 할 잎을 잡아주는 수단이 구비되어 있지 않기 때문에 2장의 잎이 모두 컷팅되거나, 남겨두어야 할 잎의 일부도 컷팅되게 되므로 접목 불량률이 매우 높다는 문제가 있다.

셋째, 컷터가 원을 그리면서 회전하면서 절단을 하게 되므로, 작업자가 대목지지대와 접수지지대의 각 그리퍼에 대목과 접수를 끼워 줄 때 컷팅되어야 할 위치에 정확히 끼워주지 않으면 그리퍼에 끼워진 위치가 달라지므로, 컷팅되는 위치가 달라지게 되어 접목 불량률이 매우 높다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 접목로봇에 대목과 접수를 자동으로 공급해 주는 자동공급장치를 구비하여 대목과 접수를 자동으로 연속 공급해 줌으로써 작업속도를 빠르게 하고, 접수와 대목으로 사용될 모종에서 일정부분을 컷팅할 때 남아 있어야 할 부분이 절단되지 않도록 잎을 잡아주는 수단을 구비하여 정확한 위치에서 컷팅이 이루어질 수 있도록 하여 접목 불량률을 현저하게 줄일 수 있는, 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇은, 접수(接穗)와 대목(臺木)으로 사용될 모종을 각각 연속적으로 자동 공급해 주는 접수공급부 및 대목공급부; 접수와 대목으로 사용될 모종의 일정 부위를 경사지도록 절단하는 접수컷팅부 및 대목컷팅부; 상기 접수공급부 및 대목공급부에서 자동 공급되는 모종을 그리퍼(gripper)로 파지(把持)한 후 접수컷팅부 및 대목컷팅부의 전방까지 이동하여, 접수컷팅부 및 대목컷팅부에서 절단한 접수와 대목을 각각 파지한 그리퍼가 90°씩 회전하여 접수와 대목의 절단부위를 서로 맞대서 접목하는 접수파지부 및 대목파지부; 접수와 대목이 접목된 부위를 한데 집어서 고정시키는 클립을 자동 공급하는 클립공급부; 접목된 부위에 클립이 체결되고 접수파지부 및 대목파지부의 그리퍼에서 떨어뜨려진 모종을 배출시키는 벨트콘베이어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 접수공급부 및 대목공급부 각각은, 일정 거리만큼 이격되어 고정 설치된 한 쌍의 벨트롤러; 한 쌍의 벨트롤러에 걸쳐서 체결된 타이밍벨트; 상기 타이밍벨트의 외측 둘레에 등간격으로 설치되어 간헐적으로 이동하도록 된 모종재치대; 를 포함하여 구성되고, 상기 모종재치대는, 하부에 위치하는 바닥받침대; 판상(板狀) 부재의 일정 부분이 외측에서 내측을 향해 경사지다가 단(段)이 지도록 수직으로 일정 폭이 제거된 형태로 형성되어, 상기 바닥받침대의 상부에 위치하게 되는 상부지지대; 상기 바닥받침대와 상부지지대의 일단(一端)끼리를 일체로 연결하는 측판; 장방형의 판상의 부재 일측 변의 일부가 상기 상부지지대가 경사지도록 형성된 부분과 대응하도록 경사진 형상이고, 상기 상부지지대의 단(段)이 져서 수직으로 일정 폭이 제거된 부분에 설치되는 압박대; 한 쌍의 판상의 부재가, 외측 부분은 간격이 넓고 내측으로 갈수록 간격이 점점 좁아지며, 내측에서 일정부분은 모종의 줄기가 삽입될 수 있도록 이격된 간격이 일정하도록 배치되어, 상기 바닥받침대와 상부지지대 사이에 고정 설치되는 가이드판;을 구비하여 구성되어, 모종의 줄기가 상부지지대와 압박대 사이와 가이드판의 이격된 간격 부분에 삽입되어 모종을 잡아주도록 구성된다.

바람직하게는, 접수파지부는, 일정거리 사이를 왕복운동 하게 되는 받침블록의 상부에 수직으로 설치된 샤프트; 상기 샤프트의 상단에 설치되어, 90°선회(旋回)할 수 있으며, 일측면으로 로드(rod)가 출몰하도록 구성된 실린더; 상기 로드의 선단(先端)에 장착되어, 로드의 출몰 작동에 따라 접수공급부에서 공급되는 모종의 줄기를 파지(把持)하는 그리퍼(gripper); 그리퍼의 하부에 설치되어, 모종을 절단할 때 모종의 남아 있어야 할 잎을 받쳐주는 잎받침지지바;를 포함하여 구성된다.

바람직하게는, 접수컷팅부는, 수직으로 고정 설치된 수직프레임; 상기 수직프레임의 측면에 설치되어 하단부분을 중심으로 하여 선회하도록 된 아암(arm); 상기 아암의 상단에서 일측으로 돌출되게 설치되어, 아암이 선회하면서 상기 접수파지부에 파지된 모종에서 일정부분을 절단하는 컷터(cutter); 상기 수직프레임의 측면에 상하로 이동할 수 있도록 설치된 로드(rod)의 선단(先端)에서 일측으로 돌출되게 설치되어, 상기 컷터가 모종을 절단할 때 모종의 남아 있어야 할 잎을 받쳐서 올려주는 잎올림지지바;를 포함하여 구성된다.

바람직하게는, 대목파지부는, 일정거리 사이를 왕복운동 하게 되는 받침블록의 상부에 수직으로 설치된 샤프트; 상기 샤프트의 상단에 설치되어, 90°선회(旋回)할 수 있으며, 일측면으로 로드가 출몰하도록 구성된 실린더; 상기 로드의 선단(先端)에 장착되어, 로드의 출몰 작동에 따라 대목공급부에서 공급되는 모종의 줄기를 파지(把持)하는 그리퍼; 상기 실린더의 측면에서 전방으로 그리퍼가 위치하는 부분까지 돌출되도록 설치되어, 절단하면서 남겨두어야 할 잎의 하부를 받쳐서 올려주는 잎올림지지바;를 포함하여 구성된다.

바람직하게는, 대목텃팅부는, 수직으로 고정 설치된 수직프레임; 상기 수직프레임의 측면에 설치되어 하단부분을 중심으로 하여 선회하도록 된 아암; 상기 아암의 상단에서 일측으로 돌출되게 설치되어, 아암이 선회하면서 상기 대목파지부에 파지된 모종에서 일정부분을 절단하는 컷터; 상기 수직프레임의 측면에 실린더가 고정 설치되어, 실린더 외부로 로드가 출몰하도록 구성되고, 로드의 선단(先端)에서 일측으로 돌출되게 설치되어, 모종을 절단하면서 남겨두어야 할 잎을 눌러주는 누름지지바;를 포함하여 구성된다.

바람직하게는, 대목공급부의 일단(一端) 부분에는 대목공급부의 모종재치대에 안착되어 있다가 대목파지부가 파지할 모종의 잎을 벌려서 눌러주는 잎누름부가 더 설치되고, 상기 잎누름부는, 대목공급부에 설치되며, 대목컷팅부 쪽으로 이동 가능하도록 설치된 프레임; 한 쌍의 핑거로 구성되어 상기 프레임의 상부에 설치되며, 하방과 양측이 개방된 케이스 내부에 설치된 누름핑거; 누름핑거의 케이스 상부에 설치되어, 로드를 출몰시켜 누름핑거의 상단을 하방으로 밀어주도록 작동하는 실린더; 한 쌍의 판상의 부재가 일정 간격 이격되게 프레임에 고정 설치되어, 프레임이 대목컷팅부 쪽으로 이동할 때 판상 부재의 이격된 부분에 대목공급부의 모종재치대 측판이 삽입되면서 모종재치대의 정확한 위치를 설정해 주는 위치제어대;를 구비하여 구성된다.

바람직하게는, 클립공급부는, 접목 부위에 체결될 클립이 보관된 클립보관통; 상단이 상기 클립보관통에 연결되어 하향으로 경사지도록 설치되어, 클립보관통으로부터 배출된 클립이 미끄러져 내려오도록 된 클립공급대; 상면은 경사면이고, 전후방향으로 관통하는 관통홈이 형성되어, 상기 클립공급대의 하단과 연결되어 설치된 경사블록; 상기 경사블록의 양 외측에 설치된 한 쌍의 가이드블록; 상기 가이드블록의 양 외측과 전방에 걸쳐 위치하도록 배치되어, 접수와 대목이 접목된 부위에까지 클립을 안내해 주는 한 쌍의 클립가이드부; 클립공급대의 하부에 설치되어, 일단(一端)에서 전방으로 출몰하는 로드를 구비한 실린더; 로드의 선단에 장착되어, 상기 경사블록의 관통홈을 관통하여 한 쌍의 가이드블록 사이에 위치하고 있는 클립을 전방으로 밀어주는 밀대;를 포함하여 구성된다.

본 발명의 접목로봇은, 접목로봇의 대목파지부와 접수파지부의 각 그리퍼에 대목과 접수를 자동으로 연속 공급해 주는 자동공급장치를 구비하여 대목과 접수를 자동으로 연속 공급해 주도록 구성되어 있기 때문에 작업인력도 한 사람이 할 수 있을 뿐만 아니라 작업속도가 빨라서 생산성이 매우 높다.

또한, 박과식물의 경우 2장의 잎이 완전히 벌려지도록 해주는 수단과 모종이 안치되어 있는 모종재치대의 정확한 위치를 제어해 주는 수단을 구비하고 있어서 2장의 잎이 완전히 벌려진 상태로 정확한 위치에 모종이 컷팅부에 공급되며, 모종에서 대목과 접수로 사용될 부분을 컷팅할 때도 반드시 남겨두어야 할 잎이 컷팅되지 않도록 잡아주는 수단을 구비하고 있기 때문에 남아 있어야 할 잎의 전체 또는 일부분이 컷팅되지 않고 정확한 위치에서 컷팅이 이루어지므로 접목 불량률을 현저하게 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 접목로봇의 사시도이다.
도 2는 접수 및 대목공급부의 모종재치대를 도시한 도면이다.
도 3은 접수파지부와 접수컷팅부를 도시한 도면이다.
도 4는 대목파지부와 대목컷팅부를 도시한 도면이다.
도 5는 클립공급부를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 접목로봇의 기술적 특징은, 대목과 접수를 자동으로 연속 공급해 주는 자동공급장치를 구비하여 대목과 접수를 자동으로 연속 공급해 주게 하여 작업속도를 높였다는 점과, 모종재치대의 정확한 위치를 정해주고 2장의 잎을 벌려서 컷팅시 남겨둘 잎이 컷팅되거나 일부가 손상되지 않도록 확실하게 잡아 주게 하여 접목 불량률을 현저하게 줄였다는 점이다.

본 발명에 따른 접목로봇은 접수와 대목을 자동으로 연속 공급해 주는 접수공급부(10) 및 대목공급부(10'), 접수공급부(10) 및 대목공급부(10')에 안치된 모종을 픽업하고 이송하여 접수와 대목을 컷팅하고 접목시킬 때까지 파지(把持)해 주는 접수파지부(20) 및 대목파지부(20'), 접수파지부(20) 및 대목파지부(20')가 파지하고 있는 모종에서 접수와 대목으로 사용될 부분을 정확히 컷팅해 주는 접수컷팅부(30) 및 대목컷팅부(30'), 접목된 부위를 고정시키기 위하여 클립(C)을 공급해 주는 클립공급부(40), 접목이 완료된 모종을 자동으로 배출시켜 주는 벨트콘베이어(50)를 기본적인 구성으로 포함하게 된다.

접수공급부(10) 및 대목공급부(10')는 접수(接穗)와 대목(臺木)으로 사용될 모종을 각각 연속적으로 자동 공급해 주는 부분으로, 한 쌍의 벨트롤러(11, 11')와, 타이밍벨트(12, 12') 및 모종재치대(13, 13')를 기본적인 구성으로 구비하게 된다.

벨트롤러(11, 11')는 한 쌍이 설치되는데, 이들은 일정 거리만큼 이격되어 고정 설치되며, 양단(兩端)에 설치된 한 쌍의 벨트롤러(11, 11')에 걸쳐서 타이밍벨트(12, 12')가 체결되어 모터(미도시)의 구동에 의해 구동하면서 돌아가게 되며, 타이밍벨트(12, 12')의 외측 둘레에는 지지대(도면부호 미지정)를 고정 설치하고, 지지대에 모종재치대(13, 13')가 등간격으로 설치되어 있고, 모종을 컷팅하여 접목하는 동안은 모종재치대(13, 13')가 정지해 있어야 하므로 모종재치대(13, 13')는 간헐적으로 이동하게 된다.

접수공급부(10) 및 대목공급부(10')에 설치된 모종재치대(13, 13')는 그 형상이 동일한데, 모종재치대(13, 13')는 바닥받침대(131)와 상부지지대(133) 및 측판(132)이 일체로 제작되고, 상부지지대(133)에 압박대(134)가 결합되며, 바닥받침대(131)와 상부지지대(133) 사이에는 가이드판(135)이 설치되어 구성된다.

바닥받침대(131)는 하부에 위치하게 되고, 상부지지대(133)는 바닥받침대(131)의 상부에 위치하게 되며, 측판(132)이 바닥받침대(131)와 상부지지대(133)의 일단(一端)끼리를 일체로 연결하여 전방에서 본 단면(斷面)은 일측면이 개방된 'ㄷ'자 형상을 이루도록 구성된다. 상부지지대(133)는 판상(板狀) 부재의 일정 부분이 외측에서 내측을 향해 경사지다가 2단으로 단(段)이 지도록 수직으로 일정 폭이 제거된 형태로 형성된다.

압박대(134)는 장방형의 판상의 부재 일측 변의 일부가 상부지지대(133)가 경사지도록 형성된 부분과 대응하도록 경사진 형상이고, 상부지지대(133)의 단(段)이 져서 수직으로 일정 폭이 제거된 부분에 설치된다. 모종의 줄기가 상부지지대(133)와 압박대(134) 사이에 삽입되게 되는데, 모종의 줄기의 굵기가 다를 수 있으므로 압박대(134)가 좌우로 약간 움직일 수 있도록 스프링을 장착하여 설치하는 것이 바람직하며, 2단으로 단(段)이 진 부분에서 첫번째 단은 모종의 줄기가 삽입될 수 있도록 약간의 간격이 지도록 형성하는 것이 바람직하다(도 2 참조).

가이드판(135)은 한 쌍의 판상의 부재가, 외측 부분은 간격이 넓고 내측으로 갈수록 간격이 점점 좁아지며, 내측에서 일정부분은 모종의 줄기가 삽입될 수 있도록 이격된 간격이 일정하도록 배치되어 설치된다. 모종의 줄기가 상부지지대(133)와 압박대(134) 사이에 형성된 간격 부분과 가이드판(135)의 이격된 간격 부분에 삽입되어 모종을 잡아주기 때문에 모종을 삽입하기 수월하도록 상부지지대(133)와 압박대(134) 사이에 형성된 간격 및 가이드판(135)을 구성하는 판상의 부재가 외측(즉, 접수 및 대목공급대의 바깥쪽을 말함)은 간격이 넓게 벌어지고 내측으로 갈수록 좁아지도록 배치하여야 한다(도 2 참조).

접수파지부(20) 및 대목파지부(20')는 접수공급부(10) 및 대목공급부(10')에서 자동 공급되는 모종을 그리퍼(gripper)(23, 23')로 파지(把持)한 후 접수컷팅부(30) 및 대목컷팅부(30')의 전방까지 이동하여, 접수컷팅부(30) 및 대목컷팅부(30')에서 절단한 접수와 대목을 각각 파지한 그리퍼(23, 23')가 90°씩 회전하여 접수와 대목의 절단부위를 서로 맞대서 접목하게 해주는 부분이다.

접수파지부(20)는, 샤프트(21)의 상단에 실린더(22)가 설치되고, 실린더(22)의 작동에 따라 그리퍼(23)가 작동하고, 샤프트(21)를 지지하고 있는 받침블록(211)이 일정거리를 이동하게 되며, 그리퍼(23)의 하부에는 잎을 받쳐주는 잎받침지지바(25)가 기본적으로 포함하여 구성된다. 받침블록(211)이 이동할 수 있게 하는 수단으로 도면에는 LM가이드(24)를 실시예로 도시했지만, 반드시 LM가이드에 한정하는 것은 아니고, 받침블록(211)을 실린더와 일체형으로 할 수도 있으며, 일정거리를 왕복운동시킬 수 있는 이동수단이라면 어떤 구성으로 변경하여 적용하더라도 아무 문제가 없다.

받침블록(211)의 상부에 샤프트(21)가 수직으로 설치되고, 샤프트(21)의 상단에는 실린더(22) 설치되며, 실린더(22)의 일측면으로 로드(rod)가 출몰하도록 구성되며, 접수와 대목을 접목시킬 수 있도록 하기 위하여 접수가 컷팅된 위치에서 실린더(22)는 90°선회(旋回)할 수 있도록 구성된다. 바닥에는 이동수단(예를 들면, LM가이드)이 설치되어 있어서, 샤프트(21)를 지지하고 있는 받침블록(211)의 하부가 이동수단에 의해, 접수공급부(10)에서 모종을 파지하는 위치와 접수컷팅부(30) 전방에서 모종을 컷팅하는 위치 사이를 이동하게 된다.

그리퍼(gripper)(23)는 실린더(22) 로드의 선단(先端)에 장착되어, 로드의 출몰 작동에 따라 접수공급부(10)에서 공급되는 모종의 줄기를 그리퍼(23)의 핑거 사이에 파지(把持)하여 이동한 후, 모종에서 접수가 컷팅된 다음 대목과 접목시킬 때까지 파지하게 된다. 그리퍼(23)의 하부에는 모종을 절단할 때 모종의 남아 있어야 할 잎을 받쳐주는 잎받침지지바(25)가 설치되어 있다.

대목파지부(20')는 접수파지부(20)와 구성이 유사하고 몇 가지 구성만 차이가 있다. 구체적으로 설명하면, 대목파지부(20')는 샤프트(21')의 상단에 실린더(22')가 설치되고, 실린더(22')의 작동에 따라 그리퍼(23')가 작동하고, 샤프트(21')를 지지하고 있는 받침블록(211')이 일정거리를 이동하게 되며, 그리퍼(23')의 하부에는 잎을 받쳐서 올려주는 잎올림지지바(25')가 기본적으로 포함하여 구성된다.

받침블록(211')의 상부에 샤프트(21')가 수직으로 설치되고, 샤프트(21')의 상단에는 실린더(22') 설치되며, 실린더(22')의 일측면으로 로드가 출몰하도록 구성되며, 접수와 대목을 접목시킬 수 있도록 하기 위하여 대목이 컷팅된 위치에서 실린더(22')는 90°선회(旋回)할 수 있도록 구성된다. 샤프트(21')를 지지하고 있는 받침블록(211')이 이동수단(예를 들면, LM가이드(24'))에 의해 대목공급부(10')에서 모종을 파지하는 위치와 대목컷팅부(30') 전방에서 모종을 컷팅하는 위치 사이를 이동하게 된다. 이동수단에 대하여는 접수파지부(20)에서 설명한 구성과 동일하다.

그리퍼(23')는 실린더(22') 로드의 선단(先端)에 장착되어, 로드의 출몰 작동에 따라 대목공급부(10')에서 공급되는 모종의 줄기를 그리퍼(23')의 핑거 사이에 파지(把持)하여 이동한 후, 모종에서 대목을 컷팅한 다음 접수와 접목시킬 때까지 파지하게 된다. 실린더(22')의 측면에서 전방으로 그리퍼(23')가 위치하는 부분까지 돌출되도록 잎올림지지바(25')가 설치되는데, 잎올림지지바(25')는 모종에서 절단하면서 남겨두어야 할 잎의 하부를 받쳐서 올려주는 역할을 하게 된다.

접수컷팅부(30) 및 대목컷팅부(30')는 접수파지부(20) 및 대목파지부(20')의 각 그리퍼(23, 23')에 파지된 모종에서 접수와 대목으로 사용될 일정 부위를 경사지도록 절단하는 부분이다.

접수컷팅부(30)는 위치가 고정되어 있어야 하므로 수직프레임(31)이 수직으로 고정 설치되어 있으며, 수직프레임(31)의 측면에는 아암(arm)(32)이 설치되는데, 아암(32)은 하단부분을 중심으로 선회하도록 작동되고, 아암(32)의 상단에서 일측으로는 컷터(cutter)(33)가 돌출되게 설치되어 있어서, 아암이 180°선회하면서 접수파지부(20)의 그리퍼(23)에 파지된 모종에서 일정부분을 절단하게 된다.

수직프레임(31)의 타측(즉, 아암이 설치된 반대쪽을 말함)에는 로드(rod)가 설치되는데, 로드는 상하방향으로 왕복이동 할 수 있도록 설치되며, 로드의 선단(先端)에는 일측으로 돌출되게 받침지지바(34)가 설치된다. 컷터(33)가 모종을 절단할 때, 로드가 상승하여 로드 선단에 설치된 받침지지바(34)가 모종의 남아 있어야 할 잎을 받쳐서 올려주는 역할을 하게 된다.

대목텃팅부(30')는 위치가 고정되어 있어야 하므로 수직프레임(31')이 수직으로 고정 설치되어 있으며, 수직프레임(31')의 측면에는 아암(32')이 설치되는데, 아암(32')은 하단부분을 중심으로 선회하도록 작동되고, 아암(32')의 상단에서 일측으로는 컷터(33')가 돌출되게 설치되어 있어서, 아암(32')이 180°선회하면서 대목파지부(20')의 그리퍼(23')에 파지된 모종에서 일정부분을 절단하게 된다.

수직프레임(31')의 타측(즉, 아암이 설치된 반대쪽을 말함)에는 실린더(35')가 고정 설치되는데, 실린더(35') 외부로 로드(rod)가 출몰하도록 구성되고, 로드의 선단(先端)에서 일측으로 돌출되게 누름지지바(34')가 설치된다. 컷터(33')가 모종을 절단할 때, 경사지도록 설치된 실린더(35')가 작동하여 로드가 전진하면서 로드 선단에 설치된 누름지지바(34')가 모종을 절단하면서 남겨두어야 할 잎을 눌러서 절단되지 못하도록 하는 역할을 하게 된다.

박과채소의 경우에는 대목으로 사용될 모종의 2개의 잎 중에서 1개만을 절단해 주고 나머지 1개의 잎은 반드시 남겨 두어야 하므로, 정확한 절단을 위해서는 대목공급(10')의 모종재치대(13')에 안치된 모종의 2개의 잎을 확실하게 벌려주어야 한다. 따라서 대목공급부(10')의 일단(一端) 부분에는 대목공급부의 모종재치대(13')에 안착되어 있다가 대목파지부(20')가 파지할 모종의 잎을 벌려서 눌러주는 잎누름부(14')를 설치하는 것이 바람직하다.

잎누름부(14')는 누름핑거(143')로 모종의 잎을 확실하게 벌려주면서, 모종재치대(13')를 정확한 위치에 확실하게 고정시켜서 대목파지부(20')가 모종의 일정한 위치를 정확하게 파지할 수 있도록 해준다. 잎누름부(14')는 프레임(141')과, 케이스(143a') 내에 설치되는 누름핑거(143')와, 누름핑거(143')를 작동시키는 실린더(142')와, 모종재치대(13')의 위치를 제어하는 위치제어대(144')를 기본적으로 포함하여 구성된다.

프레임(141')은 대목공급부(10')에 설치되어, 대목컷팅부(30') 쪽으로 이동 가능하도록 설치된다. 프레임(141')의 상부 측면에는 한 쌍의 핑거(finger)로 구성되는 누름핑거(143')가 설치되는데, 누름핑거(143')는 하방과 양측이 개방된 케이스(143a') 내부에 설치되어 상하방향으로 이동하게 된다. 누름핑거(143')의 케이스 상부에는 실린더(142')가 설치되어, 실린더(142')는 로드(rod)를 출몰시켜 누름핑거(143')의 상단을 하방으로 밀어주도록 작동하게 되며, 누름핑거가 케이스(143a') 외부로 돌출되면서 한 쌍의 핑거가 하단부터 벌어져서, 벌려진 핑거가 대목공급부의 모종재치대(13')에 안착된 모종의 잎을 벌려주도록 작동한다.

위치제어대(144')는 모종재치대(13')를 정확한 위치를 제어해 주는 구성으로, 한 쌍의 판상의 부재가 일정 간격 이격되게 프레임(141')에 고정 설치되어 구성되며, 프레임(141')이 대목컷팅부(30') 쪽으로 이동할 때 판상 부재의 이격된 부분에 대목공급부(10')에 설치된 모종재치대(13')의 측판(132)이 삽입되면서, 위치제어대(144')가 모종재치대(13')를 밀어서 정확한 위치를 설정해 주는 역할을 하게 된다.

클립공급부(40)는 접수와 대목이 접목된 부위를 한데 집어서 고정시키는 클립(C)을 자동 공급해 주는 부분이다. 클립공급부(40)는 클립(C)이 보관되어 있는 클립보관통(41)과, 클립보관통(41)에서 배출된 클립(C)이 미끄러져 내려오는 클립공급대(42)와, 클립공급대(42)에서 나온 클립(C)을 전방으로 가이드해 주는 구성과, 클립(C)을 접목 부위로 밀어주는 주는 구성이 결합되어 구성된다(도 5 참조).

클립보관통(41)은 접목 부위에 체결될 클립(C)이 보관되어 있는 부분이고, 클립공급대(42)는 상단이 클립보관통(41)에 연결되어 하향으로 경사지도록 설치되어, 클립보관통(41)으로부터 배출된 클립(C)이 미끄러져 내려오도록 된 구성이다. 클립공급대(42)의 하단 전방으로는 경사블록(43)이 바닥에 고정 설치되어 있는데, 경사블록(43)은 상면은 경사면이고, 전후방향으로 관통하는 관통홈(431)이 형성되어 구성된다.

클립(C)이 진행되는 방향을 따라 경사블록(43)의 양 외측에는 한 쌍의 가이드블록(432)이 고정 설치되는데, 한 쌍의 가이드블록(432)의 전단(前端) 사이에는 클립(C)이 통과할 수 있을 정도의 간격이 형성되어 있다. 또한, 한 쌍의 클립가이드부(46)가 가이드블록(432)의 양 외측과 전방에 걸쳐 위치하도록 배치되어 있는데, 한 쌍의 클립가이드부(46)의 전단(前端) 사이에는 클립(C)이 통과할 수 있을 정도의 간격이 형성되어 있어서 접수와 대목이 접목된 부위에까지 클립(C)을 안내해 주는 역할을 하게 되고, 접목 부위에 클립(C)을 체결하고 난 이후에는 한 쌍의 클립가이드부(46)가 외측방향으로 각각 이동되게 하여 클립(C)의 전단 부분이 접목부위를 확실하게 집어 줄 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

클립(C)은 접목부위를 집어 줄 수 있는 구조이면 어떤 것을 사용하더라도 문제는 없는데. 예를 들면 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 가정에서 많이 사용하는 'A'자 형상의 빨래집게 형태를 사용할 수도 있다. 'A'자 형상의 경우, 한 쌍의 클립가이드부(46) 사이를 지날 때는 클립가이드부(46) 사이의 간격 때문에 클립(C)의 전방 부분이 벌어져서 접목부위가 벌어진 부분으로 삽입되면, 한 쌍의 클립가이드부(46)가 각각 외측방향으로 이동하면서 빨래집게와 같은 클립(C) 사이에 있는 스프링의 탄력에 의해 클립(C)의 전방 부분이 서로 밀착하게 되면서 접목부위를 압착 체결해 주게 된다.

클립공급대(42)의 하부에는 일단(一端)에서 전방으로 출몰하는 로드(45)를 구비한 실린더(44)가 설치되고, 로드(45)의 선단(先端)에는 밀대(451)가 장착되어 구성되는데, 밀대(451)는 경사블록(43)의 관통홈(431)을 관통하여 클립공급대(42)를 통과하여 한 쌍의 가이드블록(432) 사이에 위치하고 있는 클립(C)을 접목 부위까지 전방으로 밀어주는 역할을 하게 된다.

벨트콘베이어(50)는 접목된 부위에 클립(C)이 체결되고 접수파지부 및 대목파지부의 그리퍼(23, 23')에서 떨어뜨려진 모종을 자동으로 일정한 장소까지 배출시키는 역할을 하게 된다. 미설명 부호 51은 접수와 대목으로 사용될 모종이 들어 있는 모종판을 놓아두는 모종판재치대이다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 접수공급부 10' : 대목공급부
11, 11' : 벨트롤러 12, 12' : 타이밍벨트
13, 13' : 모종재치대 131 : 바닥받침대
132 : 측판 133 : 상부지지대
134 : 압박대 135 : 가이드판
14' : 잎누름부 141' : 프레임
142' : 실린더 143' : 누름핑거
144' : 위치제어대
20 : 접수파지부 20' : 대목파지부
21, 21' : 샤프트 211, 211' : 받치블록
22, 22' : 실린더 23, 23' : 그리퍼(gripper)
24, 24' : 이동수단(LM가이드) 25 : 잎받침지지바
25' : 잎올림지지바
30 : 접수컷팅부 30' : 대목컷팅부
31, 31' : 수직프레임 32, 32' : 아암(arm)
33, 33' : 컷터 34 : 잎받침지지바
34' : 누름지지바 35' : 실린더
40 : 클립공급부 41 : 클립보관통
42 : 클립공급대 43 : 경사블록
431 : 관통홈 432 : 가이드블록
44 : 실린더 45 : 로드(rod)
451 : 밀대 46 : 클립가이드부
50 : 벨트콘베이어 51 : 모종판재치대

Claims

접수(接穗)와 대목(臺木)으로 사용될 모종을 각각 연속적으로 자동 공급해 주는 접수공급부 및 대목공급부;
접수와 대목으로 사용될 모종의 일정 부위를 경사지도록 절단하는 접수컷팅부 및 대목컷팅부;
상기 접수공급부 및 대목공급부에서 자동 공급되는 모종을 그리퍼(gripper)로 파지(把持)한 후 접수컷팅부 및 대목컷팅부의 전방까지 이동하여, 접수컷팅부 및 대목컷팅부에서 절단한 접수와 대목을 각각 파지한 그리퍼가 90°씩 회전하여 접수와 대목의 절단부위를 서로 맞대서 접목하는 접수파지부 및 대목파지부;
접수와 대목이 접목된 부위를 한데 집어서 고정시키는 클립을 자동 공급하는 클립공급부;
접목된 부위에 클립이 체결되고 접수파지부 및 대목파지부의 그리퍼에서 떨어뜨려진 모종을 배출시키는 벨트콘베이어;
를 포함하여 구성되고, 상기 접수공급부 및 대목공급부 각각은,
일정 거리만큼 이격되어 고정 설치된 한 쌍의 벨트롤러;
한 쌍의 벨트롤러에 걸쳐서 체결된 타이밍벨트;
상기 타이밍벨트의 외측 둘레에 등간격으로 설치되어 간헐적으로 이동하도록 된 모종재치대;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇.
제1항에 있어서, 상기 모종재치대는,
하부에 위치하는 바닥받침대;
판상(板狀) 부재의 일정 부분이 외측에서 내측을 향해 경사지다가 단(段)이 지도록 수직으로 일정 폭이 제거된 형태로 형성되어, 상기 바닥받침대의 상부에 위치하게 되는 상부지지대;
상기 바닥받침대와 상부지지대의 일단(一端)끼리를 일체로 연결하는 측판;
장방형의 판상의 부재 일측 변의 일부가 상기 상부지지대가 경사지도록 형성된 부분과 대응하도록 경사진 형상이고, 상기 상부지지대의 단(段)이 져서 수직으로 일정 폭이 제거된 부분에 설치되는 압박대;
한 쌍의 판상의 부재가, 외측 부분은 간격이 넓고 내측으로 갈수록 간격이 점점 좁아지며, 내측에서 일정부분은 모종의 줄기가 삽입될 수 있도록 이격된 간격이 일정하도록 배치되어, 상기 바닥받침대와 상부지지대 사이에 고정 설치되는 가이드판;
을 구비하여 구성되어, 모종의 줄기가 상부지지대와 압박대 사이와 가이드판의 이격된 간격 부분에 삽입되어 모종을 잡아주도록 구성된 것을 특징으로 하는 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇.
제1항에 있어서, 상기 접수파지부는,
일정거리 사이를 왕복운동 하게 되는 받침블록의 상부에 수직으로 설치된 샤프트;
상기 샤프트의 상단에 설치되어, 90°선회(旋回)할 수 있으며, 일측면으로 로드(rod)가 출몰하도록 구성된 실린더;
상기 로드의 선단(先端)에 장착되어, 로드의 출몰 작동에 따라 접수공급부에서 공급되는 모종의 줄기를 파지(把持)하는 그리퍼(gripper);
상기 그리퍼의 하부에 설치되어, 모종을 절단할 때 모종의 남아 있어야 할 잎을 받쳐주는 잎받침지지바;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇.
제1항에 있어서, 상기 접수컷팅부는,
수직으로 고정 설치된 수직프레임;
상기 수직프레임의 측면에 설치되어 하단부분을 중심으로 하여 선회하도록 된 아암(arm);
상기 아암의 상단에서 일측으로 돌출되게 설치되어, 아암이 선회하면서 상기 접수파지부에 파지된 모종에서 일정부분을 절단하는 컷터(cutter);
상기 수직프레임의 측면에 상하로 이동할 수 있도록 설치된 로드(rod)의 선단(先端)에서 일측으로 돌출되게 설치되어, 상기 컷터가 모종을 절단할 때 모종의 잎을 받쳐서 올려주는 받침지지바;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇.
제1항에 있어서, 상기 대목파지부는,
일정거리 사이를 왕복운동 하게 되는 받침블록의 상부에 수직으로 설치된 샤프트;
상기 샤프트의 상단에 설치되어, 90°선회(旋回)할 수 있으며, 일측면으로 로드(rod)가 출몰하도록 구성된 실린더;
상기 로드의 선단(先端)에 장착되어, 로드의 출몰 작동에 따라 대목공급부에서 공급되는 모종의 줄기를 파지(把持)하는 그리퍼(gripper);
상기 실린더의 측면에서 전방으로 그리퍼가 위치하는 부분까지 돌출되도록 설치되어, 절단하면서 남겨두어야 할 잎의 하부를 받쳐서 올려주는 잎올림지지바;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇.
제1항에 있어서, 상기 대목텃팅부는,
수직으로 고정 설치된 수직프레임;
상기 수직프레임의 측면에 설치되어 하단부분을 중심으로 하여 선회하도록 된 아암(arm);
상기 아암의 상단에서 일측으로 돌출되게 설치되어, 아암이 선회하면서 상기 대목파지부에 파지된 모종에서 일정부분을 절단하는 컷터(cutter);
상기 수직프레임의 측면에 실린더가 고정 설치되어, 실린더 외부로 로드(rod)가 출몰하도록 구성되고, 로드의 선단(先端)에서 일측으로 돌출되게 설치되어, 모종을 절단하면서 남겨두어야 할 잎을 눌러주는 누름지지바;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇.
제1항에 있어서,
상기 대목공급부의 일단(一端) 부분에는 대목공급부의 모종재치대에 안착되어 있다가 대목파지부가 파지할 모종의 잎을 벌려서 눌러주는 잎누름부가 더 설치되고, 상기 잎누름부는,
대목공급부에 설치되며, 대목컷팅부 쪽으로 이동 가능하도록 설치된 프레임;
한 쌍의 핑거로 구성되어 상기 프레임의 상부에 설치되며, 하방과 양측이 개방된 케이스 내부에 설치된 누름핑거;
상기 누름핑거의 케이스 상부에 설치되어, 로드(rod)를 출몰시켜 누름핑거의 상단을 하방으로 밀어주도록 작동하는 실린더;
한 쌍의 판상의 부재가 일정 간격 이격되게 프레임에 고정 설치되어, 프레임이 대목컷팅부 쪽으로 이동할 때 판상 부재의 이격된 부분에 대목공급부의 모종재치대 측판이 삽입되면서 모종재치대의 정확한 위치를 설정해 주는 위치제어대;
를 구비하여 구성되어, 상기 누름핑거가 케이스 외부로 돌출되면서 한 쌍의 핑거가 하단부터 벌어져서 벌려진 핑거가 대목공급부의 모종재치대에 안착된 모종의 잎을 벌려주도록 작동하는 것을 특징으로 하는 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇.
제1항에 있어서, 상기 클립공급부는,
접목 부위에 체결될 클립이 보관된 클립보관통;
상단이 상기 클립보관통에 연결되어 하향으로 경사지도록 설치되어, 클립보관통으로부터 배출된 클립이 미끄러져 내려오도록 된 클립공급대;
상면은 경사면이고, 전후방향으로 관통하는 관통홈이 형성되어, 상기 클립공급대의 하단과 연결되어 설치된 경사블록;
상기 경사블록의 양 외측에 설치된 한 쌍의 가이드블록;
상기 가이드블록의 양 외측과 전방에 걸쳐 위치하도록 배치되어, 접수와 대목이 접목된 부위에까지 클립을 안내해 주는 한 쌍의 클립가이드부;
상기 클립공급대의 하부에 설치되어, 일단(一端)에서 전방으로 출몰하는 로드(rod)를 구비한 실린더;
상기 로드의 선단(先端)에 장착되어, 상기 경사블록의 관통홈을 관통하여 한 쌍의 가이드블록 사이에 위치하고 있는 클립을 전방으로 밀어주는 밀대;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대목과 접수의 자동공급장치를 갖춘 접목로봇.