KR101965048B1 - 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량 - Google Patents

소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존의 AGV가 가지는 장점에 동물이 살고 있는 축사에서 정량의 사료를 공급하는 기능과 축사를 깨끗하고 안전하게 관리할 수 있는 안전하고 편리한 소 축사용 AGV를 제공하고자 한다.
이를 위하여 기존의 AGV에 가축의 축사별로 제공하여야 하는 사료의 양과 주행정보 및 경로정보를 가지는 RFID를 경로상의 필요한 지점에 설치하고, 상기 RFID를 읽어들이는 RFID 리더기, 청소가 필요한 시점에서 청소를 할 수 있는 AGV 전단부에 구비된 회전형 브러쉬를 구비한 진공흡입식 청소기, 이동하면서 사료를 공급하는 상기 AGV의 측면에 구비된 사료 급이기와 가축의 충돌을 막기 위한 측면에 구비된 충돌방지용 더듬이 센서, 상기 AGV의 전방에 설치되어 이동경로 전방의 가축이나 사람 및 물체와의 충돌을 방지하기 위한 물체감지센서, 전방 이외의 회전 또는 측방 어딘가와 AGV와의 충돌을 감지하기 위한 충돌센서, 및 바닥에 설치된 가이드 전선을 감지하기 위한 경로감지센서를 포함하는 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량을 제공한다.
상기와 같은 발명의 구성에 의하여 기존의 가이드식 자동주행 차량의 장점을 살려, 안전하고 깨끗하게 축사의 환경관리와 사료급이를 자동으로 할 수 있는 무인차량을 제공함으로써 사람에 의한 병의 전파나 오염을 막고. 점차 노령화되고 있는 농촌의 노동력부족을 해결할 수 있는 효과가 있는 발명이다.

Description

소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량{An AGV Based Automatic Feeding System for Cattle Shed}
본 발명은 소 축사에 사료를 공급하는 급이기와 가이드에 의하여 자율주행하는 가이드식 자동주행차량에 관한 기술로 본 발명에서는 상기 두 기술분야의 장점만을 모아 안전하게 축사에서 사용할 수 있는 소 사료 공급 기능을 가진 가이드식 자율주행 차량을 공급하는 것이다.
본 발명과 관계된 배경기술은 무인운반차에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 정해진 유도선을 따라 주행함에 있어서 주행의 제어가 정확하고 효율적으로 수행될 수 있는 RFID를 이용한 무인 운송시스템 및 무인 운송차량에 관한 것이다.
이러한 운송시스템 또는 운송차량은 일반적으로 물류시스템 및 자동생산시스템과 같은 자동화시스템에서는 운송의 자동화공정을 위하여 AGV(Automatic Guided Vehicle)로 호칭되는 자동운송차량을 사용한다. 이러한 자동운송차량을 위한 제어시스템은 가이드방식에 따라 유도선 추적방식, 자기 추적방식, 광 추적방식으로 구분되기도 한다. 상기 자기 추적방식과 레이저 광 추적방식의 경우 지표면에 가이드를 위한 유도부재들이 설치되어야 하는데 실외환경에서 중량 부품들을 운송하는 데 적절하지 않기 때문에 실내나 비교적 작은 규모의 운송영역에 활용된다. 실외의 주로 넓은 영역에서의 운송을 수행하기 위하여 최근에는 지중에 유도선을 매설하는 방식으로 유도선 추적방식이 사용된다. 이러한 유도선은 노상의 지중에 유도선을 매설하고 저주파 발진신호를 공급하여 자기장을 발생시키고 자동운송차량은 자기장을 감지하여 추적한다. 이러한 자동운송차량의 제어를 위한 시스템을 살펴보면, 중앙에서 전체 자동운송차량의 주행을 통제하는 자동운송차량 제어컴퓨터와, 자동운송차량과 송수신하기 위한 무선통신기, 유도선(guide path), 자동운송차량, 작업스테이션(station) 등으로 구성되어 자동운송차량 제어컴퓨터가 무선통신기를 통해 지시하는 경로로 무인차가 유도선을 따라 이동하고 작업 스테이션에서 일시 정지하여 부품, 자재, 제품 등을 적재하도록 되어 있다. 상기 유도선은 자동운송시스템이 운용되는 환경에 따라 다양한데, 주로 직선구간, 곡선구간, 분기구간 및 합류 구간으로 구분될 수 있다. 상기 자동운송시스템에서 자동운송차량의 위치를 파악할 수 있도록 경로 상에 소정의 마크(mark)가 표시되어 무인차가 위치를 파악할 수 있도록 하는 것이 일반적이다. 이와 같은 자동운송시스템에서 자동운송차량은 제어컴퓨터가 지시하는 지령에 의해 유도선을 따라 주행하는데, 자동운송차량이 유도선으로부터 벗어나지 못하도록 주행방향을 제어할 필요가 있다. 도 1은 일반적인 자동운송차량의 제어과정을 나타내는 블록도이다. 자동운송차량은 주행을 위한 좌측모터(11)와, 우측모터(12)와, 무인차(1)가 유도선(2)으로부터 벗어나는 거리를 감지하기 위한 좌측 픽업센서(14) 및 우측 픽업센서(15)와 제어장치(13)를 포함하는 것이 일반적이다. 도시사항과 같이 제어장치(13)는 좌측 픽업센서(14)와 우측 픽업센서(15)로부터 무인차가 유도선으로부터 벗어난 거리에 따른 신호를 입력받아 좌측 및 우측 모터(11,12)를 구동하여 자동운송차량(1)이 상시적으로 유도선(2)을 추종하도록 제어한다. 이러한 제어만으로는 복잡한 경로에서 신속하고 정확하게 물품의 운송을 제어하기 어렵기 때문에 RFID를 부가한 무인 운송시스템 및 무인 운송차량을 제시하였다. 운행경로의 분기점에서 정확한 이동에 대한 모니터링과 통합적인 제어가 가능한 RFID를 이용한 무인 운송시스템 및 무인 운송차량은, 유도선을 따라 주행하는 하나 이상의 무인운송차량을 제어하는 무인운송시스템으로서, 운송경로 상에 배치되어 자기신호를 누설하는 유도선, 위치 또는 가감속에 관련된 정보를 내장하며 RF신호를 발진하도록 운송경로에 배치되는 복수의 RFID태그, 감지된 자기신호의 양에 따라 유도선을 추종하도록 하는 픽업센서부와, RFID태그의 RF신호를 수신하여 위치 또는 가감속의 운행과 관련된 운행정보를 취득하는 RFID수신부를 구비하는 하나 이상의 무인운송차량 및 상기 무인운송차량으로부터 취득된 운행정보를 무선 수신하여 각각의 무인운송차량의 운행을 제어하는 중앙제어부를 포함하는 RFID를 이용한 무인운송시스템을 제공한다. 따라서, 운행 및 상태의 정확한 확인이 가능하고 통합적인 제어가 효율적으로 수행될 수 있다. 상기 RFID태그는, 유도선의 중심에 대해 어느 일측으로 치우쳐서 배치되며, 상기 RFID수신부는, 무인운송차량의 중심에 대해 어느 일측으로 치우쳐서 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 전파의 간섭에 의한 영향이 최소화된다. 상기 픽업센서부는, 양측에 배치되어 유도선과의 거리에 따른 자기신호의 강도와 설정된 강도를 비교하는 제1센서 및 제2센서와, 상기 무인운송차량의 좌우방향의 중심에 배치되어 자기신호의 강도에 따라 정확한 위치로의 추종여부를 감지하는 제3센서로 이루어질 수 있다. 따라서, 유도선에 대한 추종이 정밀하게 이루어진다. 상기 RFID태그는, 운송경로 상에 복수로 배치되는 경로정보 복수의 경로정보 RFID태그를 포함하고, 상기 RFID 수신부는 운행과정에서 각각의 경로정보 RFID태그의 위치정보 및 시간관계를 통하여 속도를 감지하도록 한다. 상기 RFID태그는, 분기지점의 직전에 배치되는 분기지점 RFID태그와, 분기지점 이후의 각 분기경로에 배치되는 복수의 분기 RFID태그를 포함하며, 상기 분기지점 RFID태그는, 분기위치에 대한 정보와 감속정보를 제공하고, 상기 분기 RFID태그는, 선택된 분기경로로 진입하였는지의 확인정보를 제공할 수 있다. 따라서, 분기 및 합류에 대한 정확한 식별과 대응이 가능하다. 상기 분기 RFID태그는, 경로정보 RFID태그에 비하여 RF신호의 수신거리가 제한되는 것이 바람직하다. 따라서, 작동오류의 가능성이 최소화된다.
그러나, 이러한 기존의 기술은 깨끗하고 정형화된 실내 또는 실외의 장소에서 사용할 수 있는 기술이며, 축사와 같이 노면 상태가 일정하지 않고, 먼지와 동물들의 예기치 않은 행동이 발생할 수 있는 곳이 아니었기 때문에 이들 기존의 기술을 축사에 사용하기에는 많은 문제가 있다.
공개특허공보 특1999-0048655 공개특허공보 10-2005-0022635 등록특허공보 10-1524414
본 발명은 기존의 AGV가 가지는 장점에 동물이 살고 있는 축사에서 정량의 사료를 공급하는 기능과 축사를 깨끗하고 안전하게 관리할 수 있는 안전하고 편리한 소 축사용 AGV를 제공하고자 한다.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 기존의 AGV에 가축의 축사별로 제공하여야 하는 사료의 양과 주행정보 및 경로정보를 가지는 RFID를 경로상의 필요한 지점에 설치하고, 상기 RFID를 읽어들이는 RFID 리더기, 청소가 필요한 시점에서 청소를 할 수 있는 AGV 전단부에 구비된 회전형 브러쉬를 구비한 진공흡입식 청소기, 이동하면서 사료를 공급하는 상기 AGV의 측면에 구비된 사료 급이기와 가축의 충돌을 막기 위한 측면에 구비된 충돌방지용 더듬이 센서, 상기 AGV의 전방에 설치되어 이동경로 전방의 가축이나 사람 및 물체와의 충돌을 방지하기 위한 물체감지센서, 전방 이외의 회전 또는 측방 어딘가와 AGV와의 충돌을 감지하기 위한 충돌센서, 및 바닥에 설치된 가이드 전선을 감지하기 위한 경로감지센서를 포함하는 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량을 제공한다.
본 발명은 상기의 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량이 RFID를 인식하는 경우 RFID를 인식한 후에 상기 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량의 동작을 설정하기 위한 동작데이터베이스의 내용을 무선으로 제어하기 위한 컨트롤러 또는 서버제어기를 더 구비한 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량에 사료를 저장하기 위한 사료 컨테이너와 사료컨테이너와 사료공급을 위한 컨베이어밸트 사이에 사료를 정량공급하기 위한 스크류컨베이어를 구비하고, 스크류컨베이어의 끝단과 상기 컨베이어 밸트와 만나는 지점의 컨베이어밸트 하단에 로드셀을 설치하고 공급되는 사료의 양을 실시간으로 계측하는 것을 특징으로 하는 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 컨베이어 밸트 종단 측면에 설치되어 컨베이어밸트 종단부에 진동을 가하여 사료의 공급을 원활하게 하는 진동모듈 및 사료의 급이량을 일정하게 하기 위하여 컨베이어 밸트와 밸트 가이드 사이에 경사지게 설치되어 사료의 공급량이 일정하도록 하는 사료 공급 가이드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량을 제공한다.
본 발명은 기존의 가이드식 자동주행 차량의 장점을 살려, 안전하고 깨끗하게 축사의 환경관리와 사료급이를 자동으로 할 수 있는 무인차량을 제공함으로써 사람에 의한 병의 전파나 오염을 막고. 점차 노령화되고 있는 농촌의 노동력부족을 해결할 수 있는 효과가 있는 발명이다.
도 1은 기존 AGV의 제어방법
도 2은 본 발명의 측면도 및 발명의 주요구성
도 3은 컨베이어밸트 및 사료공급가이드
도 4는 본 발명의 하부 주행부
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이어서, 관련된 공지기능 또는 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
따라서, 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 첨부된 도면에 표시된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 구체적인 실시예를 발명의 구성요소와 함께 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 안전하고 깨끗한 축사의 관리를 위한 무인자동화 차량의 일종인 가이드식 자동주행차량(AGV)을 축사에 제공하기 위한 것으로
기존의 AGV(100)에 다자란 가축, 성장기의 가축, 임신 중인 가축 등 가축의 축사별로 다르게 제공하여야 하는 사료의 양과 주행 경로정보 및 청소필요 정도 등을 저장하거나 저장정보를 색인할 수 있는 RFID(120)를 필요한 주행 경로 상에 필요한 수량을 설치하고, 상기 RFID(120)를 읽어들이는 RFID리더기(130)를 상기 차량에 구비하며, 청소가 필요한 곳에서 청소를 할 수 있도록 AGV(100) 전단부에 회전형 브러쉬를 구비한 진공흡입식 청소기(140)가 장착되고, 이동하면서 사료를 공급하는 상기 AGV(100)의 측면에 구비된 사료 급이기와 가축의 충돌을 막기 위하여 AGV(100)의 측면에 구비된 충돌방지용 더듬이센서(150), 상기 AGV(100)의 전방에 설치되어 이동경로 전방의 가축이나 사람 및 물체와의 충돌을 방지하기 위한 물체감지센서(160), 전방 이외의 회전 또는 측방 어딘가와 AGV(100)와의 충돌을 감지하기 위한 충돌센서(170), 및 바닥에 설치된 가이드 전선(110)을 감지하기 위한 경로감지센서를 포함하는 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량을 제공한다.
이에 관하여 좀 더 자세히 설명하면 상기 AGV(가이드식 자동주행 차량)는 일반적으로 전자 유도방식으로 바닥의 일정 깊이에 가이드 전선(110)을 설치하고 이 위로 차량이 주행하면서 차량의 이동경로를 감지하는 방식으로 감지방식을 안테나를 사용한 전자기파 검지방식이다. 가축은 일반적으로 길이 5m 정도의 간격으로 축사를 분리하고 있으며, 각 축사별로 비슷한 크기의 가축을 분리하여 사육함으로써 어린 가축과 임신 중인 가축을 보호하고 있다. 이러한 축사별 정보를 주행경로 상에 RFID(120)를 설치하고 RFID(120)에 정보를 삽입하거나, RFID(120)를 색인으로 하여 제어 데이터베이스를 참조함으로써 각 축사별 사료공급량과 청소상태 등을 인식하여 동작한다. 또한, 사료가 측면으로 공급되는 경우 축사 밖으로 동물들이 사료를 먹기 위하여 머리를 내미는 경우 AGV(100) 외측으로 돌출된 컨베이어 밸트와 충돌할 수 있는 위험이 있기 때문에 측면의 컨베이어밸트(400) 앞쪽으로 충돌방지용 더듬이센서(150)를 구비하여 동물들이 머리를 내미는 것을 방지하고자 한다. 상기 더듬이센서(150)는 기계식의 충돌센서(170) 및 전자식 가속도 센서 및 정전용량식 센서 등이 폭넓게 사용될 수 있다.
본 발명은 상기의 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량이 RFID(120)를 인식하는 경우 RFID(120)를 인식한 후에 상기 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량의 동작을 설정하기 위한 동작데이터베이스의 내용을 무선으로 제어하기 위한 컨트롤러 또는 서버제어기를 더 구비한 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량을 제공한다. 상기 무선방식은 RF, WIFI, 블루투스 ZEEBEE 외에도 다양한 방식이 적용될 수 있다.
본 발명은 또한 상기 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량에 사료를 저장하기 위한 사료 컨테이너와 사료컨테이너와 사료공급을 위한 컨베이어밸트(400) 사이에 사료를 정량공급하기 위한 스크류컨베이어(300)를 구비하고, 스크류컨베이어(300)의 끝단과 상기 컨베이어 밸트와 만나는 지점의 컨베이어밸트(400) 하단에 로드셀(미도시)을 설치하고 공급되는 사료의 양을 실시간으로 계측하도록 함으로써 사료의 공급이 원활하지 않거나, 사료가 부족한 경우에 이를 알리고 사료를 자동으로 충전할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 컨베이어 밸트 종단 측면에 설치되어 컨베이어밸트(400) 종단부에 진동을 가하여 사료의 공급을 원활하게 하는 진동모듈 및 사료의 급이량을 일정하게 하기 위하여 컨베이어 밸트와 밸트 가이드 사이에 경사지게 설치되어 사료의 공급량이 일정하도록 하는 사료공급가이드(410)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량을 제공한다. 건조한 사료의 경우 공급에 문제가 없으나, 여름과 같이 고온 다습한 경우 컨베이어밸트(400)에 사료가 부착되어 공급이 원활하지 못하는 것을 방지하기 위하여 컨베이어밸트(400) 끝단 측면에 진동모듈(미도시)을 구비함으로써 사료의 원활한 공급을 도모하고자 한다.
상기 진동모듈은 모터를 이용한 편심회전방식 또는 컨베이어밸트(400)에 충격을 주는 충격방식 등이 사용될 수 있다. 또한, 사료의 공급량의 조절은 일정한 속도로 움직이는 컨베이어밸트(400)와 이동속도를 조절할 수 있는 AGV(100)를 통하여 이루어지는데 많은 양의 사료를 공급하기 위해서는 AGV(100)의 속도를 늦추고, 적은양의 사료를 공급하는 경우에는 AGV(100)의 이동속도를 높인다. 그 반대의 경우도 가능하지만 한쪽의 속도를 일정하게 하는 것이 보다 용이한 제어를 할 수 있다. 어떠한 경우에도 컨베이어밸트(400)를 통하여 공급되는 사료의 정확한 양이 필수적이다. 이를 위하여 컨베이어밸트(400)상에 일정한 높이의 사료가 항상 쌓여 공급될 수 있도록 컨베이버밸트 가이드 사이에 사료공급가이드(410)를 구비하여 사료의 공급량을 일정하게 유지한다.
100 : AGV
110 : 가이드 전선
120 : RFID
130 : RFID리더기
140 : 회전형 프러쉬가 구비된 진공흡입 청소기
150 : 더듬이센서
160 : 물체감지 센서
170 : 충돌센서
200 : 사료탱크
300 : 스크류컨베이어
400 : 컨베이어밸트
410 : 사료공급가이드

Claims (4)

  1. 가이드식 자동주행 차량(AGV)에 가축의 축사별로 제공하여야하는 사료의 양과 주행정보 및 경로정보를 가지는 RFID를 경로상의 필요한 지점에 설치하고, 상기 RFID를 읽어 들이는 RFID 리더기, 청소가 필요한 시점에서 청소를 할 수 있는 AGV 전단부에 구비된 회전형 브러쉬를 구비한 진공흡입식 청소기, 이동하면서 사료를 공급하는 상기 AGV의 측면에 구비된 사료 급이기와 가축의 충돌을 막기 위한 측면에 구비된 충돌방지용 더듬이 센서, 상기 AGV의 전방에 설치되어 이동경로 전방의 가축이나 사람 및 물체와의 충돌을 방지하기 위한 물체감지센서, 전방이외의 회전 또는 측방 어딘가와 AGV와의 충돌을 감지하기 위한 충돌센서, 및 바닥에 설치된 가이드 전선을 감지하기 위한 경로감지센서를 포함하며,
    상기의 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량이 RFID를 인식하는 경우 RFID를 인식한 후에 상기 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량의 동작을 설정하기 위한 동작데이터베이스의 내용을 무선으로 제어하기 위한 컨트롤러 또는 서버제어기를 더 구비하며,
    상기 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량에 사료를 저장하기 위한 사료 컨테이너와 사료컨테이너와 사료공급을 위한 컨베이어밸트 사이에 사료를 정량공급하기 위한 스크류컨베이어를 구비하고, 스크류컨베이어의 끝단과 상기 컨베이어 밸트와 만나는 지점의 컨베이어밸트 하단에 로드셀을 설치하여 공급되는 사료의 양을 실시간으로 계측하고,
    상기 컨베이어 밸트 종단 측면에 설치되어 컨베이어밸트 종단부에 진동을 가하여 사료의 공급을 원활하게 하는 진동모듈 및 사료의 급이량을 일정하게 하기 위하여 컨베이어 밸트와 밸트 가이드 사이에 경사지게 설치되어 사료의 공급량이 일정하도록 하는 사료 공급 가이드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소 축사용 자동급이기 장착 가이드식 자동주행 차량.

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