KR101869456B1

KR101869456B1 - Control device for plowing depth of tractor

Info

Publication number: KR101869456B1
Application number: KR1020180019584A
Authority: KR
Inventors: 김두한; 김연수; 이바울; 김완수; 장정훈; 정연준; 아부 아유브 시디크 엠디; 문석표; 백승민; 백승윤; 이남규; 전현호; 김용주
Original assignee: 충남대학교산학협력단
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2018-06-20
Anticipated expiration: 2038-02-19

Abstract

본 발명은 트랙터 쟁기의 경심 제어장치에 관한 것으로, 트랙터에 연결되는 연결프레임과, 연결프레임의 하부에 구비되는 쟁기프레임과, 쟁기프레임의 하부에 구비되어 토양을 갈아엎는 쟁기의 경심 제어장치로서, 쟁기날에 구비되어 쟁기날이 박힌 토양의 깊이(경심)를 감지하는 감지수단과, 감지수단에 의해 감지된 경심이 설정치보다 깊을 경우 작동되는 경고수단을 포함하는 트랙터 쟁기의 경심 제어장치를 제공한다.The present invention relates to a pneumatic control device for a tractor plow, which comprises a connecting frame connected to a tractor, a plow frame provided at a lower portion of the connecting frame, and a plow control device for plowing a soil, A detecting means for detecting the depth of the soil (pumped) of the plowing blade provided on the plowing blade, and warning means for activating when the pumping depth detected by the detecting means is deeper than the set value .

Description

Technical Field [0001] The present invention relates to a control device for a tractor plow,

본 발명은 트랙터 쟁기의 경심 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트랙터에 구비되는 쟁기를 이용한 쟁기 작업시 농지의 토양에 삽입되는 쟁기의 경심을 측정하여 과도한 경심의 발생시엔 작업자에게 경고를 알리도록 한 트랙터 쟁기의 경심 제어장치에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a pneumatic control device for a tractor plow, and more particularly, to a pneumatic control device for a tractor plow, and more particularly to a pneumatic control device for a tractor plow, To a pneumatic control device of a tractor plow.

일반적으로, 트랙터는 후방 히치(hitch)에 작업기를 장착하여 용도에 따라 다양한 작업을 수행할 수 있는 유리한 구조와 특성을 가지고 있다.Generally, a tractor has an advantageous structure and characteristics to mount a working machine on a rear hitch to perform various operations according to the use.

예를 들면, 레이크(rake), 로터베이터(rotavator), 플로우(plow), 해로우(harrow) 등의 작업기를 히치에 장착하여 경운, 쇄토 작업 및 병해충방제, 양수, 탈곡 등 각종 농작업을 수행할 수 있다.For example, a work machine such as a rake, a rotavator, a plow, and a harrow is mounted on a hitch to perform a variety of agricultural work such as tillage, crushing work, pest control, pumping water, .

이러한 히치(hitch)는 트랙터 운전석 주위에 설치된 제어장치의 레버 조작에 따라 상승 또는 하강하며, 이로 인해 히치에 장착된 작업기의 높낮이가 조절된다.Such a hitch is raised or lowered according to the lever operation of the control device installed around the tractor driver's seat, thereby adjusting the height of the work machine mounted on the hitch.

따라서, 트랙터 후미에 작업기를 장착한 상태에서 목적하는 작업을 수행함에 있어 작업자는 운전석 주위에 배치된 레버를 적절히 조작하여 작업기 종류에 따라 그에 맞는 적절한 작업을 수행하게 된다.Accordingly, in performing the desired operation while the work machine is mounted on the rear of the tractor, the operator appropriately operates the lever disposed around the driver's seat to perform an appropriate operation according to the type of the work machine.

특히, 트랙터 후미에 장착되는 작업기 중 플로우(plow, 이하 '쟁기'라 한다)를 이용한 쟁기 작업은 작물을 심기 위하여 땅을 갈아엎는 작업이다.In particular, a plow operation using a plow (hereinafter referred to as a "plow") of a working machine mounted on the rear of a tractor is an operation to change the ground to plant the crop.

이와 같이 쟁기 작업은 트랙터 후미에 쟁기를 장착하여 쟁기를 토양 아래에 삽입한 상태로 견인하는 방식으로 쟁기 작업을 수행한다.Thus, the plowing work is performed by plowing the tractor with the plow attached to the rear of the tractor and pulling the plow under the soil.

이러한 쟁기 작업시에 작물을 양호하게 재배하기 위한 토양 조건의 조성을 위해서는 일정한 깊이로 쟁기 작업을 수행하는 것이 매우 중요하지만, 트랙터를 이용한 대부분의 쟁기 작업에서 경심(plowing depth)은 토양의 굴곡에 따라 작업자의 주관적인 판단에 의해 결정되어 쟁기 작업이 이루어지게 된다.It is very important to perform plowing work at a certain depth in order to form soil conditions for cultivating crops well in such plowing work. However, in most plowing works using tractors, the plowing depth depends on the bending of the soil, And the plow work is done.

이때, 쟁기 작업시 수분이 많은 무른 토양에서는 쟁기가 토양에 깊게 박혀 경심이 커지고, 단단한 토양에서는 쟁기가 토양에 제대로 박히지 못하고 부상되어 경심이 작아지는 등 토양의 상태에 따라 쟁기 작업시 경심 깊이를 원하는 깊이로 일정하게 유지하기가 쉽지 않다.At this time, in the plowing work, the plow is deeply embedded in the soil in the loose soil, and in the case of the hard soil, the plow can not be properly inserted into the soil, It is not easy to maintain constant depth.

이에 따라, 트랙터에는 쟁기 작업 중 트랙터 후미의 3점 히치에 연결된 쟁기의 경심이 과도하게 깊어져 과부하가 걸릴 경우, 자동으로 3점 히지를 상승시켜 과부하 없는 원활한 쟁기 작업이 수행되도록 한 종래 트랙터의 쟁기 제어장치가 일본 공개특허 제2006-333741호에서 제안된 바 있고, 이를 첨부도면 도 1을 참조하여 설명한다.Accordingly, in the tractor, when the saddle of the plow connected to the three-point hitch of the tractor rear end is excessively deepened during the plow operation, when the overload is applied, the plow of the conventional tractor A control device has been proposed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-333741, which will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 트랙터 후미의 3점 히치에 쟁기를 장착한 상태의 개략도로서, 3점 히치에 쟁기(1)를 부착한 상태로 전진 주행 시 주행 방향에 반대 방향으로 쟁기에 저항이 발생하게 되며, 작업이 진행될수록 쟁기(1)는 점점 땅속으로 파고들어 쟁기가 더 큰 저항을 받게 된다.FIG. 1 is a schematic view showing a state in which a plow is mounted on a three-point hitch on the rear end of a tractor. When a plow 1 is attached to a three-point hitch, resistance is generated in the plow in the direction opposite to the running direction during forward travel. As the process progresses, the plow (1) gradually digs into the ground and the plow becomes more resistant.

커진 쟁기 저항에 의해 로워 링크(2)에는 과도한 견인 하중이 작용하게 되며, 이로 인해 쟁기는 로워 링크(2)의 힌지점(8)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하게 된다.An excessive pulling load is applied to the lower link 2 by the increased plow resistance so that the plow rotates counterclockwise about the hinge point 8 of the lower link 2. [

힌지점(8)을 중심으로 한 쟁기(1)의 회전 운동은 톱링크(3)를 통해 톱링크 브라켓(4)에 전달되고, 이 힘에 의해 톱링크 브라켓 힌지점(9)을 기준으로 톱링크 브라켓(4)이 시계방향으로 회전하게 되며, 톱링크 브라켓(3)에 연동 연결된 견인부하 감지 로드(6)가 화살표 방향으로 밀려나 그 변위에 상당하는 유압이 승강제어밸브(미도시)를 통해 승강실린더에 보상됨으로써 쟁기가 소정 높이 상승하게 된다.The rotational motion of the plow 1 about the hinge point 8 is transmitted to the top link bracket 4 via the top link 3 and is applied to the top link bracket hinge point 9, The link bracket 4 is rotated in the clockwise direction and the pulling load sensing rod 6 connected to the top link bracket 3 is pushed in the direction of the arrow and the hydraulic pressure corresponding to the displacement is transmitted through the lift control valve The plow is raised to a predetermined height by being compensated by the lifting cylinder.

하지만, 이러한 종래의 쟁기 제어장치는 쟁기가 토양에 깊숙히 박힘에 따라 쟁기에 작용되는 저항에 의해 작동되지만, 토양의 건습 정도나 강약 정도에 따라 쟁기에 작용하는 저항이 각기 다르게 나타나므로 쟁기가 토양에 일정 깊이 이상으로 박혔음에도 불구하고 토양이 너무 무르거나 밀도가 낮은 경우에는 깊이에 비해 쟁기에 작용하는 저항이 크지 않으므로 종래의 쟁기 제어장치가 작동되지 않아 실효성이 떨어지는 문제가 있다.However, such a conventional plow control apparatus is operated by a resistance acting on the plow as the plow is deeply embedded in the soil, but since the resistance acting on the plow varies depending on the degree of dryness and the degree of strength of the soil, If the soil is too thin or has a low density even though it is embedded at a certain depth or more, the resistance to the plow is not large compared to the depth, so that the conventional plow control device is not operated and the efficiency is low.

이로써, 종래의 쟁기 제어장치는 토양의 상태에 따라 그 작동 여부가 극명하게 다르게 나타나므로 쟁기 작업시 일정한 경심을 유지하는 것은 매우 어렵다는 문제가 있다.Accordingly, since the conventional plow control device is clearly different in operation depending on the state of the soil, there is a problem that it is very difficult to maintain a constant slackness during plow operation.

게다가, 이와 같이 쟁기 제어장치가 제때 작용하지 않으면, 토양 속에 로워 링크 및 로워 링크와 쟁기를 연결하는 힌지점이 묻히게 되어 오작동하게 되는 문제도 내재되어 있다.In addition, if the plow control device does not act in time, there is a problem that a hinge point connecting the lower link and the lower link to the plow is buried in the soil, thereby causing a malfunction.

일본 공개특허 제2006-333741호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-333741

따라서, 본 발명은 트랙터의 후미 즉 히치에 연결되는 쟁기프레임에 쟁기가 박힌 토양의 깊이를 감지할 수 있는 감지수단을 구비하고, 감지된 쟁기의 깊이 즉 경심이 설정치보다 깊을 경우엔 이를 작업자가 알리도록 한 트랙터 쟁기의 경심 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a plow frame connected to the rear of a tractor, that is, a hitch, has a sensing means for sensing the depth of the plowed soil, and when the depth of the sensed plow, The present invention relates to a pneumatic control device for a tractor plow.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트랙터 쟁기의 경심 제어장치는, 트랙터에 연결되는 연결프레임과, 연결프레임의 하부에 구비되는 쟁기프레임과, 쟁기프레임의 하부에 구비되어 토양을 갈아엎는 쟁기의 경심 제어장치로서, 쟁기날에 구비되어 쟁기날이 박힌 토양의 깊이(경심)를 감지하는 감지수단과, 감지수단에 의해 감지된 경심이 설정치보다 깊을 경우 작동되는 경고수단을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling a plow of a tractor plow, including a connecting frame connected to a tractor, a plow frame provided at a lower portion of the connecting frame, The pneumatic control device includes a sensing means for sensing the depth of the soil plowed in the plow blade blade and a warning means for activating the sensor when the pavement sensed by the sensing means is deeper than the set point.

그리고, 감지수단은 쟁기날의 하단부로부터 12∼16㎝ 위의 쟁기날에 구비됨이 바람직하며, 감지수단은 토양 속으로 들어가면 광이 꺼지면서 경고수단을 작동시키는 광센서로 구비될 수 있다.The sensing means may be provided on the plow blade 12 to 16 cm above the lower end of the plow blade, and the sensing means may be provided with a light sensor for operating the warning means when the light enters the soil when the light is turned off.

또한, 감지수단의 다른 예로는 토양과의 거리를 감지하여 토양과 거리가 0㎝가 되면 경고수단을 작동시키는 거리측정 광센서로서, 농지의 토양으로 광을 조사하는 발광소자와, 발광소자와 토양의 광로 사이에 구비되는 렌즈부와, 토양으로부터 반사되는 광을 수광하는 복수의 광-전압 변환소자가 구비되는 수광부를 포함할 수 있다.Another example of the sensing means is a distance measuring optical sensor for sensing the distance to the soil and activating the warning means when the distance to the soil is 0 cm. The distance measuring optical sensor includes a light emitting element for irradiating light to the soil of agricultural land, And a light receiving unit including a plurality of light-voltage conversion elements for receiving light reflected from the soil.

게다가, 거리측정 광센서의 광-전압 변환소자는 2 이상의 광-전압 변환소자가 발광소자와 인접한 위치에서부터 멀어지는 방향으로 연접하여 구비되고, 토양과 광-전압 변환소자 사이의 광로에 토양으로부터 반사되는 반사광을 광-전압 변환소자의 표면에 집광시킬 수 있는 렌즈가 구비되되, 토양과 거리가 멀어질수록 발광소자로부터 인접한 변환소자에 집광이 이루어질 수 있다.In addition, the light-to-voltage conversion element of the distance measuring optical sensor is provided in such a manner that two or more light-to-voltage conversion elements are connected to each other in a direction away from a position adjacent to the light emitting element, and reflected from the soil to the optical path between the soil and the light- A lens capable of focusing reflected light on the surface of the light-voltage conversion element is provided. As the distance from the soil is increased, light can be condensed from the light emitting element to the adjacent conversion element.

본 발명의 트랙터 쟁기의 경심 제어장치에 따르면, 트랙터 후미의 히치에 연결되는 쟁기프레임에 감지수단이 구비되고, 이 감지수단에 의해 경심이 설정치보다 깊을 경우 이를 작업자가 알려 쟁기의 높낮이를 조절할 수 있도록 함으로써 토양의 상태에 무관하게 작업시 과도한 경심을 방지하여 작업이 원활하게 이루어지도록 하고, 심플한 구성으로 정확히 작동될 수 있는 장점이 있다.According to the pneumatic control device of the tractor plow according to the present invention, the plow frame connected to the hitch of the rear of the tractor is provided with a sensing means. When the sensing means is deeper than the set value, the operator can inform the operator of the height of the plow So that it is possible to smoothly perform the operation by preventing excessive sideways when working, irrespective of the state of the soil, and has an advantage that it can be operated accurately with a simple structure.

도 1은 종래의 트랙터 후미의 3점 히치에 장착된 쟁기를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 트랙터 쟁기의 경심 제어장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랙터 쟁기의 경심 제어장치의 구성도이다.
도 4는 도 3의 실시예에 구성되는 거리측정 광센서의 개념도이다.
도 5는 도 4에서의 광센서의 평면 구성도이다.
도 6은 도 4에서의 광센서에 구성되는 수광부의 회로도이다.
도 7은 도 4에서의 광센서에 구성되는 수광부에서 토양과의 거리에 따라 광이 이동되는 상태를 보인 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 광센서와 토양(검지체)과의 거리에 따른 차이를 나타내는 그래프이다.1 is a schematic view showing a conventional plow mounted on a three-point hitch at the rear of a tractor.
2 is a block diagram of a barycenter control apparatus for a tractor plow according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a barycenter control apparatus for a tractor plow according to another embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a distance measuring optical sensor constructed in the embodiment of FIG.
5 is a plan view of the optical sensor of Fig.
6 is a circuit diagram of a light-receiving unit constituted in the optical sensor in Fig.
FIG. 7 is a view showing a state in which light is moved according to the distance from the soil to the light receiving unit constituted in the optical sensor in FIG.
8 is a graph showing the difference between the optical sensor according to the present invention and the soil (the sensing body) according to the distance.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.With reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

첨부도면 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 트랙터에 장착되는 쟁기의 경심 제어장치를 도시한 도면들이다.FIG. 2 and FIG. 3 are views showing a pneumatic control device of a plow mounted on a tractor according to the present invention.

본 발명에 따른 트랙터 쟁기의 경심 제어장치는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 트랙터의 후미에 연결되는 쟁기(100)를 포함한다.The pneumatic control device of the tractor plow according to the present invention includes a plow 100 connected to the rear end of the tractor, as shown in Figs.

이러한 쟁기(100)는 트랙터 후미의 히치(미도시)에 연결되는 연결프레임(130)과, 연결프레임(130)의 하면에 수직하게 구비되는 쟁기프레임(110)과, 쟁기프레임(110)의 하면에 하방으로 돌출되게 구비되어 토양을 갈아엎는 쟁기날(120)을 포함한다.The plow 100 includes a connecting frame 130 connected to a hitch (not shown) at the rear of a tractor, a plow frame 110 vertically provided on a lower surface of the connecting frame 130, And a plow knife 120 protruding downward to plow up the soil.

특히, 쟁기날(120)은 쟁기프레임(110)의 하면에 하나 또는 다수개로 구비될 수 있는데, 본 실시예에서는 도 2에서와 같이 쟁기프레임(110)의 선단부(히치와 근접한 부분)에서 후단부 측으로 다수의 쟁기날(120)이 일정 간격마다 나열되게 구비된 형태를 일례로 예시하였다.In particular, the plow knife 120 may be provided on the lower surface of the plow frame 110. In this embodiment, as shown in Fig. 2, the rear end portion (the portion close to the hitch) of the plow frame 110, A plurality of plowing blades 120 are arranged at regular intervals.

이와 같이 구비되는 쟁기날(120)에는 쟁기날(120)이 박힌 토양의 깊이 즉 경심을 감지하는 감지수단이 구비되고, 감지수단에 의해 감지된 경심이 설정치보다 깊을 경우 작동되는 경고수단(도 4에서 "400")이 트랙터의 캐빈 내에 구비된다.The plow knife 120 thus provided is provided with a sensing means for sensing the depth of the plowing blade 120, that is, the depth of the plowing blade 120. When the sensing means senses a depth greater than the set point, Quot; to "400") is provided in the cabin of the tractor.

이러한 경고수단(400)은 경고발생부로서, 트랙터의 캐빈(미도시) 내에서 발광되는 경광등 또는 캐빈 내에서 울리는 경고음 또는 경광등과 경고음의 조합으로 이루어질 수 있고, 트랙터에 구비되는 제어수단(컨트롤러)에 의해 제어된다.The warning means 400 may include a warning light or a warning light or a beep sound in the cabin or a warning light emitted in the cabin (not shown) of the tractor, .

한편, 감지수단은 쟁기날(120)의 하단부로부터 최대 16㎝를 넘지 않는 범위 내에 구비하되, 쟁기날(120)의 하단부로부터 12∼16㎝ 위의 쟁기날(120)에 구비됨이 보다 바람직하고, 이는 토양에서 작물이 잘 자랄 수 있는 최적의 깊이다. 즉, 경심이 12㎝ 미만이면 경심이 너무 얕아 작물의 뿌리가 견고하지 못해 불안정하게 되고, 경심이 16㎝를 초과하면 경심이 너무 깊어 발아된 씨앗의 줄기가 토양을 뚫고 나오는데 어려움이 있으므로, 경심은 12∼16㎝가 가장 바람직하다.It is preferable that the sensing means is provided within a range not exceeding a maximum of 16 cm from the lower end of the plow knife 120 and that the plow knife 120 located 12 to 16 cm from the lower end of the plow knife 120 , Which is the optimal depth of crop growth in soil. In other words, when the seedling is less than 12㎝, the seedling becomes too shallow and the root of the crop becomes unstable. When the seedling exceeds 16㎝, the stem is too deep and the stem of the germinated seed is difficult to break through the soil. And most preferably 12 to 16 cm.

특히, 이와 같은 경심을 고려할 때, 다수의 쟁기날(120) 중에서 제일 선단부에 위치한 쟁기날(120)에 감지수단을 구비하는 것이 바람직하다. 이는, 쟁기날(120)이 토양에 박힌 상태로 트랙터를 따라 전진 이동되는 특성에 의해 토양이 쟁기날(120)에 저항으로 작용되어 쟁기(100)가 들릴 수 있는데, 이때 트랙터에 연결되는 쟁기(100)의 선단부보다 후단부에서의 들림이 더 크고 상대적으로 선단부에서의 들림은 작으므로 선단부에 감지수단을 구비하는 것이 보다 정확한 경심 유지를 위해 바람직하다.Particularly, in consideration of such a seriousness, it is preferable that the plowing blade 120 located at the frontmost end of the plurality of plowing blades 120 has a sensing means. This is because the nature of the plow knife 120 being moved forward along the tractor with the soil embedded in the soil causes the soil to act as a resistance to the plow blade 120 so that the plow 100 can be heard, 100, the lifting at the rear end is larger and the lifting at the distal end is relatively small, so that it is preferable to provide the sensing means at the distal end for more accurate saddle maintenance.

그리고, 상기와 같은 감지수단은 광센서로 구비됨이 바람직하다. 즉, 감지수단은 토양 속으로 들어가면 광(불빛)이 꺼지면서 경고수단(도 4의 "400")을 작동시키는 복수의광센서(200)(200a)로 구비될 수 있다.The sensing means may be an optical sensor. That is, the sensing means may be provided with a plurality of optical sensors 200 and 200a for operating the warning means ("400" in FIG. 4) while the light is turned off when entering the soil.

특히, 이러한 광센서(200)(200a)는 각 발광부(210)(210a)에서 발광된 빛이 일정 시간동안 해당 수광부(220)(220a)로 수광되지 않으면 발광부(210)(210a)가 꺼지면서 경고수단(400)을 작동시키는 센서로서, 쟁기날(120)의 하단부에서 상부로 최대한 16㎝ 이하로 이격된 위치의 쟁기날(120)에 구비되지만, 보다 바람직하게는 쟁기날(120)의 12㎝ 높이와 16㎝ 높이에 제 1,2 광센서(200)(200a)를 각각 구비할 수 있다.In particular, when the light emitted from each of the light emitting units 210 and 210a is not received by the corresponding light receiving unit 220a for a predetermined time, the light emitting unit 210 and 210a A sensor for operating the warning means 400 when the plow knife 120 is turned off and the plow knife 120 is provided with the plow knife 120 at a position spaced apart from the lower end portion of the plow knife 120 by a maximum of 16 cm or less, The first and second photosensors 200 and 200a may be provided at a height of 12 cm and a height of 16 cm, respectively.

즉, 도 2에서와 같이, 쟁기날(120)의 하단부에서 상부로 12㎝와 16㎝ 이격된 양 쟁기날(120)의 서로 마주하는 내측면에 각 광센서(200)(200a)의 발광부(210)(210a)와 수광부(220)(220a)를 마주하도록 구비함으로써, 쟁기날(120)이 토양 속으로 12㎝ 이상 16㎝ 이하로 파고들어갈 수 있도록 유도하게 된다.That is, as shown in FIG. 2, on the inner side surfaces of the plow blade blades 120 spaced apart by 12 cm and 16 cm from the lower end of the plow blade blade 120, The plow knife 120 is guided into the soil so that the plow knife 120 can dig into the soil at a distance of 12 cm or more and 16 cm or less.

따라서, 쟁기날(120)이 토양 속으로 12㎝ 이상 파고들어가면 제 1 광센서(200)의 발광부(210)에서 발광된 빛이 토양에 가려져 수광부(220)에서 수광되지 않으므로 제 1 광센서(200)가 꺼지게 되고, 이를 트랙터의 제어수단이 인지한 상태에서 쟁기 작업이 계속 이루어지다가 쟁기날(120)이 토양 속으로 16㎝를 초과하여 파고들어가면 제 2 광센서(200a)의 발광부(210a)에서 발광된 빛이 수광부(220a)에서 수광되지 않으므로 제 2 광센서(200a)가 꺼지게 되며, 제 2 광센서(200a)가 꺼지면 제어수단이 경고수단(400)을 작동시키게 됨으로써 쟁기 작업에 의한 토양의 경심을 작물 재배에 적합한 12∼16㎝로 유지할 수 있게 된다.Therefore, when the plow knife 120 penetrates into the soil more than 12 cm, the light emitted from the light emitting portion 210 of the first photosensor 200 is shaded by the soil and is not received by the light receiving portion 220, The plow knife 120 is pushed into the soil more than 16 cm and the light emitting portion 210a of the second photosensor 200a is pushed in. The second light sensor 200a is turned off because the light emitted from the light receiving portion 220a is not received by the light receiving portion 220a and the control means activates the warning means 400 when the second light sensor 200a is turned off, So that the soil can be maintained at 12 to 16 cm suitable for cultivation of the crop.

또한, 다른 예의 감지수단으로는 토양과의 거리를 감지하여 토양과 거리가 0∼4㎝가 되도록 유지하고, 0㎝가 되면 경고수단(400)을 작동시키는 거리측정 광센서(300)로 구비될 수 있다.Another example of the sensing means is a distance measuring optical sensor 300 that senses the distance to the soil and keeps the distance from the soil to 0 to 4 cm and activates the warning means 400 when the distance is 0 cm .

이러한 거리측정 광센서(300)는 쟁기날(120)의 하단부에서 상부로 16㎝ 이격된 쟁기날(120)의 외측면에 구비되어, 토양과의 거리를 지속적으로 측정하여 토양과 거리가 0∼4㎝가 유지되도록 하고, 0㎝가 되면 경고수단(400)을 작동시키는 광센서이다.The distance measuring optical sensor 300 is provided on the outer surface of the plow blade 120 spaced 16 cm from the lower end of the plow knife 120 so as to continuously measure the distance from the soil, 4 cm is maintained, and when it becomes 0 cm, the warning means 400 is operated.

이와 같은 거리측정 광센서(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 농지의 토양으로 광을 조사하는 발광소자(320)와, 발광소자(320)와 토양의 광로 사이에 구비되는 렌즈부와, 토양으로부터 반사되는 광을 수광하는 복수의 광-전압 변환소자(330)(331)가 구비되는 수광부를 포함한다.As shown in FIG. 4, the distance measuring optical sensor 300 includes a light emitting device 320 that emits light to the soil of agricultural land, a lens unit that is provided between the light emitting device 320 and the optical path of the soil, And a light-receiving unit having a plurality of light-voltage conversion elements (330) and (331) for receiving light reflected from the soil.

게다가, 광-전압 변환소자(330)(331)는 2 이상의 광-전압 변환소자(330)(331)가 발광소자(320)와 인접한 위치에서부터 멀어지는 방향으로 연접하여 구비되고, 토양과 광-전압 변환소자(330)(331) 사이의 광로에 토양으로부터 반사되는 반사광을 광-전압 변환소자(330)(331)의 표면에 집광시킬 수 있는 렌즈(350)(360)가 구비되되, 토양과 거리가 멀어질수록 발광소자(320)로부터 인접한 변환소자에 집광이 이루어지게 된다.In addition, the light-voltage conversion elements 330 and 331 are provided in such a manner that two or more light-voltage conversion elements 330 and 331 are connected in a direction away from a position adjacent to the light emitting element 320, Lenses 350 and 360 which are capable of focusing the reflected light reflected from the soil on the surface of the light-to-voltage conversion elements 330 and 331 in the optical path between the conversion elements 330 and 331, The convergence of light from the light emitting element 320 to the adjacent conversion element is performed.

보다 구체적으로는, 거리측정 광센서(300)는 인쇄회로기판 즉 PCB(310)에 발광소자(320)와 2개의 광-전압 변환소자(330)(331)가 구비되고, 발광소자(320)와 광-전압 변환소자(330)(331)의 둘레에는 상호 간의 광전달과 외란광을 방지하기 위한 하우징(340)이 구비되고, 하우징(340)의 하면에는 광의 통과를 위한 슬릿이 형성되며, 이 슬릿에는 렌즈부를 구성하는 발광부 렌즈(350)와 수광부 렌즈(360)가 각각 구비된다.More specifically, the distance measuring light sensor 300 includes a light emitting device 320 and two light-to-voltage converting devices 330 and 331 on a printed circuit board, that is, a PCB 310, A housing 340 for preventing optical transmission and disturbance light between the light-voltage conversion elements 330 and 331 is provided around the light-voltage conversion elements 330 and 331, slits for passing light are formed on the lower surface of the housing 340, The slit is provided with a light emitting portion lens 350 and a light receiving portion lens 360 which constitute a lens portion.

발광소자(320)에서 발광된 빛은 발광부 렌즈(350)를 통과하여 토양에서 반사되어 수광부 렌즈(360)를 통과하여 광-전압 변환소자(330)(331)로 입사하게 된다. 토양과의 거리가 멀면, 반사된 광은 수광부 렌즈(360)를 통과하여 광-전압 변환소자(330)로 입사하게 된다.The light emitted from the light emitting device 320 passes through the light emitting unit lens 350 and is reflected from the soil and passes through the light receiving unit lens 360 to enter the light-voltage conversion unit 330 or 331. When the distance from the soil is large, the reflected light passes through the light receiving unit lens 360 and is incident on the light-voltage conversion element 330.

도 5 내지 도 7에서 도시된 바와 같이, 광-전압 변환소자(330)(331)는 기준이 되는 구동전압(332)과 그라운드 접지 즉 GND(333)를 인가하고, 소자가 분리된 수광면(330a)(331a)에 들어온 광의 양에 비례한 전압으로 변환하여 개별의 전압이 출력되는 전압 출력단자(334)(335)가 구비되며, 이와 같이 전압으로 변환된 광에 대해 차동 증폭기를 통해 2개의 수광면(330a)(331a)의 출력이 비교된 전압 출력단자(336)가 더 구비된다. 거리 환산은 토양과의 거리에 따른 수광면(330a)(331a)에 조사되는 빛의 위치 파악으로 거리로 환산한다.5 to 7, the photo-voltage conversion elements 330 and 331 apply the reference driving voltage 332 and the ground ground, that is, the GND 333, 330a) 331a, and voltage output terminals 334 and 335 for outputting individual voltages are provided. In this way, light having a voltage proportional to the amount of light entered into the voltage amplifying unit 330a And a voltage output terminal 336 for comparing the outputs of the light receiving surfaces 330a and 331a. The distance conversion is converted into distance by grasping the position of light irradiated to the light receiving surface 330a (331a) according to the distance from the soil.

발광소자(320)에서 발광부 렌즈(350)를 통해 빛이 나아가게 되고, 토양의 표면에서 반사된 빛은 수광부 렌즈(360)를 통해 광-전압 변환소자(330)(331)의 수광면(330a)(331a) 위에 초점이 형성되되, 토양과의 거리가 멀수록 도 7에서 화살표 방향과 같이 발광소자(320)에 인접한 방향의 수광면(330)으로 초점이 이동되어 형성된다.The light reflected from the surface of the soil reaches the light receiving surface 330a of the light-voltage conversion element 330 (331) through the light receiving element lens 360, The focus is shifted to the light receiving surface 330 in the direction adjacent to the light emitting device 320 as indicated by the arrow in FIG. 7 as the distance from the soil is increased.

이러한 현상으로 광-전압 변환소자(330)(331)의 전압 출력단자(334)(335)는 토양과 거리가 멀면, 발광소자(320)에 인접한 광-전압 소자(330)의 수광면(330a) 출력이 상대적으로 증가한다. 수광면(330a)(331a)에 입사된 광의 위치는 아래 수식을 이용하여 산출할 수 있다.The voltage output terminals 334 and 335 of the light-voltage conversion elements 330 and 331 are separated from the soil by the light receiving surface 330a of the light-voltage device 330 adjacent to the light- ) The output increases relatively. The position of the light incident on the light-receiving surface 330a (331a) can be calculated using the following equation.

[식1][Formula 1]

광 입사 위치 = [수광면(330a) 출력 - 수광면(331a) 출력] / 전체 출력Light incidence position = [light-receiving surface 330a output-light-receiving surface 331a output] / total output

위의 식1을 적용하여 계산하면, 도 8과 같이 변환된다. 빛의 입사 위치는 -1에서 1의 범위 내에 존재하게 되며 도 8에 표시된 선형적인 구간의 값을 이용하여 거리를 환산한다. 상기의 식1을 이용하면 검지체의 반사율에 관계없이 동일한 값이 나오기 때문에, 토양의 상태나 종류에 관계없이 동일한 거리를 산출할 수 있다.Calculated by applying Equation 1 above, it is transformed as shown in FIG. The incident position of light is within the range of -1 to 1, and the distance is converted using the value of the linear section shown in FIG. Using Equation (1), the same value is obtained irrespective of the reflectance of the detection body, so that the same distance can be calculated regardless of the state or kind of the soil.

한편, 이상과 같이 구성된 트랙터 쟁기의 경심 제어장치는 트랙터 후미의 히치에 쟁기(100)를 연결한 상태로 쟁기 작업 중, 쟁기날(120)이 토양 속으로 12∼16㎝ 사이로 파고들어가도록 유도하게 된다.In the meantime, the pneumatic control device of the tractor plow as described above allows the plow knife 120 to pierce into the soil between 12 and 16 cm while the plow 100 is connected to the hitch of the tractor rear do.

즉, 쟁기 작업시 쟁기날(120)이 토양 속을 12㎝ 이상 파고들어가면 제 1 광센서(200)의 발광부(210)에서 발광된 빛이 토양에 가려져 수광부(220)에서 수광되지 않으므로 제 1 광센서(200)는 꺼지고, 이를 트랙터의 제어수단이 인지하여 경고수단(400)을 작동시키지 않는다.That is, when the plow knife 120 penetrates the soil more than 12 cm, the light emitted from the light emitting part 210 of the first optical sensor 200 is shaded by the soil and is not received by the light receiving part 220, The light sensor 200 is turned off, which is recognized by the control means of the tractor and does not activate the warning means 400.

이 상태에서 쟁기 작업은 계속 이루어지고, 쟁기날(120)이 토양 속으로 16㎝를 초과하여 파고들어가면 제 2 광센서(200a)의 발광부(210a)에서 발광된 빛이 수광부(220a)에서 수광되지 않으므로 제 2 광센서(200a)가 꺼지게 되고, 제 2 광센서(200a)가 꺼지면 제어수단이 경고수단(400)을 작동시키게 된다.When the plow knife 120 penetrates into the soil more than 16 cm, light emitted from the light emitting portion 210a of the second photosensor 200a is received by the light receiving portion 220a, The second light sensor 200a is turned off, and when the second light sensor 200a is turned off, the control means activates the warning means 400. FIG.

따라서, 작업자는 경고수단(400)의 작동시 쟁기 작업을 중지하고 운전석의 조정장치를 통해 히치의 높낮이를 조절하여 쟁기(100)의 높이를 조절하게 됨으로써 쟁기 작업에 의한 토양의 경심을 작물 재배에 적합한 12∼16㎝로 유지할 수 있게 된다.Therefore, the operator stops the plowing operation in the operation of the warning means 400 and adjusts the height of the plow 100 by adjusting the height of the hitch through the adjustment device of the driver's seat so that the plowing operation of the soil is performed It can be maintained at a suitable 12 to 16 cm.

또한, 다른 예로는, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 거리측정 광센서(300)의 발광소자(320)에서 발광된 빛이 발광부 렌즈(350)를 통해 발산되고, 발산된 빛이 토양의 표면에서 반사되어 수광부 렌즈(360)를 통해 광-전압 변환소자(330)(331)으로 수광된다.3 and 4, the light emitted from the light emitting device 320 of the distance measuring optical sensor 300 is emitted through the light emitting lens 350, and the emitted light Reflected by the surface of the soil and received by the light-to-voltage conversion elements 330 and 331 through the light receiving lens 360.

이와 같이 광-전압 변환소자(330)(331)로 수광된 빛은 수광면(330a)(331a) 위에 초점이 형성되는데, 토양과의 거리가 멀면 빛의 초점이 발광소자(320)와 인접한 방향의 수광면(330a)에 형성되고, 토양과의 거리가 가까우면 빛의 초점이 발광소자와 이격된 먼 방향의 수광면(331a)에 형성된다.The light received by the light-voltage conversion elements 330 and 331 is focused on the light receiving surfaces 330a and 331a. When the distance to the soil is large, the light is focused on the light emitting element 320 in a direction The light is focused on the light receiving surface 330a, and when the distance from the soil is short, the light is focused on the light receiving surface 331a in the far direction away from the light emitting device.

따라서, 광-전압 변환소자(330)(331)의 각 수광면(330a)(331a)에 수광되어 형성되는 빛의 초점에 따라 거리측정 광센서(300)와 토양과의 거리를 위의 식1을 통해 산출할 수 있고, 이와 같은 거리 산출을 통해 쟁기 작업시 거리측정 광센서(300)와 토양과의 거리가 0∼4㎝가 지속되도록 유지할 수 있으며, 토양과의 거리가 0㎝가 되면 경고수단(400)을 작동시키게 된다.Accordingly, the distance between the distance measuring optical sensor 300 and the soil is calculated according to the formula (1) given above according to the focus of light received on each of the light receiving surfaces 330a and 331a of the light-voltage conversion elements 330 and 331, And it is possible to maintain the distance between the distance measuring optical sensor 300 and the soil to be 0 to 4 cm during the plow working through the calculation of the distance. When the distance to the soil is 0 cm, Means 400 is activated.

이에, 작업자는 쟁기 작업을 중지하고 운전석의 조정장치를 통해 히치의 높낮이를 조절하여 쟁기(100)의 높이를 조절하게 됨으로써 쟁기 작업에 의해 농지에 형성되는 경심을 작물 재배에 적합한 12∼16㎝로 유지할 수 있게 된다.Accordingly, the operator stops the plowing work and adjusts the height of the plow 100 by adjusting the height of the hitch through the adjustment device of the driver's seat. As a result, .

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification or improvement is possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

100 : 쟁기 110 : 쟁기프레임
120 : 쟁기날 130 : 연결프레임
200,200a,300 : 광센서 210,210a : 발광부
220,220a : 수광부 310 : PCB
320 : 발광소자 330,331 : 광-전압 변환소자
330a,331a : 수광면 332 : 구동전압
333 : GND 334,335,336 : 전압 출력단자
340 : 하우징 350,360 : 렌즈
400 : 경고수단100: plow 110: plow frame
120: plow blade 130: connecting frame
200, 200a, 300: optical sensors 210, 210a:
220, 220a: light receiving section 310: PCB
320: light emitting element 330,331: photo-voltage conversion element
330a, 331a: light receiving surface 332: driving voltage
333: GND 334,335,336: Voltage output terminal
340: housing 350, 360: lens
400: Warning means

Claims

A plow frame provided at a lower portion of the connection frame; and a pneumatic control device for plowing a plow provided at a lower portion of the plow frame,
A sensing means for sensing the depth of the soil (pumped) of the plowing blade provided on the plowing blade; and warning means for activating when the pumping sensed by the sensing means is deeper than the set point,
The warning means is provided in the cabin of the tractor,
The sensing means is provided on a plow blade 12 to 16 cm above the lower end of the plow blade and is provided with an optical sensor for activating the warning means when the light enters into the soil,
The sensing means is a distance measuring optical sensor for sensing the distance to the soil and activating the warning means when the distance from the soil is 0 cm. The distance measuring optical sensor includes a light emitting element for irradiating light to the soil of agricultural land, And a light receiving unit including a plurality of light-voltage conversion elements for receiving light reflected from the soil, wherein the light-voltage conversion elements are arranged in a direction in which at least two light-voltage conversion elements are away from a position adjacent to the light- And a lens capable of converging the reflected light reflected from the soil on the surface of the light-voltage conversion element in an optical path between the soil and the light-voltage conversion element. The distance from the soil to the light- Wherein the light converging is performed on the adjacent conversion element.

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