KR102033940B1 - 무인 운송 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 작물의 수확보조, 수확된 작물을 이송 및 적재를 통합으로 할 수 있는 무인 운송 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 무인 운송 장치는 본체, 본체의 하부에 배치되며, 작물이 생장하는 생장 영역 사이에 배치되어 생장 영역의 온도를 조절하는 온수 배관 또는 지면을 따라 이동하는 이동부, 이동부를 통해 본체를 온수 배관으로 이동시켜 작물의 수확을 보조하도록 하고, 이동부를 통해 본체를 지면으로 이동시켜 수확된 작물을 적재 장소로 이동시키는 제어부를 포함한다.

Description

무인 운송 장치{Automate guided vehicle}
본 발명은 무인 운송 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작물의 수확보조, 수확된 작물을 이송 및 적재를 통합으로 할 수 있는 무인 운송 장치에 관한 것이다.
농업에 종사하는 작업자의 작업 효율을 개선하기 위한 방안으로 스마트팜(smart farm)이 도입되고 있다. 스마트팜은 농업기술에 정보통신기술을 접목하여 만들어진 지능화된 농장이라고 할 수 있다.
스마트팜은 통신 기술을 이용하여 농작물 재배시설의 상황에 대한 정보를 수집하고, 수집된 정보에 따라 적절한 제어 동작을 취할 수 있도록 하며, 이를 통해 농업의 첨단화 및 자동화가 가능해진다. 이러한 스마트팜은 대량의 농작물 재배를 통해 농업의 생산성을 향상하면서도, 재배 및 수확에 더 적은 수의 작업자만을 필요로 하여 노동력을 절감할 수 있다.
이와 같은 스마트팜에는 작물의 재배를 보조하기 위하여 작물이 생장하는 생장 영역 사이에 별도로 설치된 레일을 이동하는 레일 리프트와, 재배된 작물을 운송하는 무인 운송 장치(automate guided vehicle)를 사용하여 노동력을 절감하고 있다.
그러나 종래에는 상술한 바와 같이, 레일 리프트와 무인 운송 장치가 별도로 구분되어 있기 때문에 통합적으로 자동화를 구현하기 힘들고, 레일 리프트의 구동을 위하여 별도의 레일을 설치하여야 하기 때문에 비용이 많이드는 문제점이 있었다.
한국공개특허 제10-2016-006697호(2016.06.13)
따라서 본 발명의 목적은 별도의 레일 설치 없이 레일 리프트와 무인 운송 장치의 기능을 동시에 수행하여 통합적으로 자동화를 구현할 수 있는 무인 운송 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 무인 운송 장치는 본체, 상기 본체의 하부에 배치되며, 작물이 생장하는 생장 영역 사이에 배치되어 생장 영역의 온도를 조절하는 온수 배관 또는 지면을 따라 이동하는 이동부, 상기 이동부를 통해 상기 본체를 상기 온수 배관으로 이동시켜 상기 작물의 수확을 보조하도록 하고, 상기 이동부를 통해 상기 본체를 지면으로 이동시켜 수확된 작물을 적재 장소로 이동시키는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 무인 운송 장치에 있어서, 상기 이동부는 구동모터, 상기 구동모터의 회전축에 결합되어 상기 온수 배관을 이동하는 제1 바퀴, 상기 제1 바퀴와 동일한 상기 회전축에 결합되어 상기 제1 바퀴와 함께 회전하며, 지면을 따라 이동하는 제2 바퀴를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무인 운송 장치에 있어서, 상기 제1 바퀴는 상기 제2 바퀴 보다 지름이 작게 형성되어 상기 온수 배관을 이동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무인 운송 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 바퀴는 지지부재을 통해 상기 본체 하부의 양측에 한 쌍으로 배치되고, 상기 이동부는 상기 제1 바퀴의 진행 방향과 동일 선상에 배치되는 적어도 한 쌍의 제1 보조 바퀴, 상기 제2 바퀴의 전방 또는 후방에 배치되며, 지면 이동시 방향 전환을 수행하는 적어도 한 쌍의 제2 보조 바퀴를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무인 운송 장치에 있어서, 상기 지지부재는 상기 제1 및 제2 바퀴의 접지력을 확보하는 댐퍼로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무인 운송 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 바퀴는 상기 본체 하부의 중심부에 배치되며, 상기 본체는 상기 제2 보조 바퀴에 의해 제자리 회전 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무인 운송 장치에 있어서, 상기 본체의 하부면에 배치되어 지면에 설치된 라인을 인식하는 라인 인식 센서, 상기 본체의 측면에 적어도 하나가 배치되며, 상기 라인을 따라 이동중 전방의 물체를 감지하여 충돌을 방지하는 물체 감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무인 운송 장치에 있어서, 상기 무인 운송 장치는 상기 제어부가 상기 이동부를 제어하기 위한 동작 신호를 입력받는 입력부, 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무인 운송 장치에 있어서, 상기 동작 신호는 상기 제2 바퀴를 제어하여 상기 통로를 기 설정된 동선으로 이동하도록 하는 순회 모드, 상기 순회 모드로 이동 중에 상기 제1 바퀴를 상기 온수 배관으로 진입시켜, 상기 제1 바퀴에 의해 상기 온수 배관을 이동하도록 제어하는 수확 보조 모드, 상기 수확 보조 모드에서 상기 제2 바퀴를 상기 통로로 진입시켜 적재 장소로 이동시키는 적재 모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무인 운송 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 물체 감지 센서에 의해 상기 온수 배관의 위치를 파악하고, 상기 제2 보조 바퀴를 제어하여 상기 제1 바퀴가 상기 온수 배관에 위치하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무인 운송 장치는 생장 영역 사이에 배치되어 생장 영역의 온도를 조절하는 온수 배관을 통해 이동하여 작물의 수확을 보조하고, 통로를 이동하여 수확된 작물을 적재 장소로 이송하도록 구성하여, 작물의 수확 보조, 이송 및 적재를 통합적으로 수행할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 무인 운송 장치는 생장 영역 사이에 배치되어 생장 영역의 온도를 조절하는 온수 배관을 통해 이동하도록 구성하여, 별도의 레일 설치에 따른 비용을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 농장의 무인 작업 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 농장의 무인 작업 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 작업자 단말기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인 운송 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무인 운송 장치를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무인 운송 장치의 하부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무인 운송 장치의 이동부를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 농장의 무인 작업 방법을 나타낸 순서도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 농장의 무인 작업 시스템의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 농장의 무인 작업 시스템을 나타낸 도면이다
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 농장의 무인 작업 시스템(400)은 무인 운송 장치(100), 작업자 단말기(200) 및 관리 서버(300)를 포함한다.
무인 운송 장치(100)는 복수로 구비되어, 농장의 작물이 생장하는 생장 영역(120) 사이에 배치되어 생장 영역(120)의 온도를 조절하는 복수의 온수 배관(130)을 이동하여 작물의 수확을 보조하고, 복수의 온수 배관(130)과 연결되는 통로를 따라 이동하여 수확된 작물을 적재 장소(150)로 이동시킬 수 있다.
통로는 무인 운송 장치(100) 또는 작업자가 이동할 수 있는 경로가 될 수 있다. 여기서 통로는 무인 운송 장치(100)가 자동으로 경로를 인식하고 이동할 수 있도록 바닥면에 가이드 라인(110)이 형성될 수 있다.
생장 영역(120)은 작물을 생장시키기 위한 영역으로, 통로와 이웃하게 복수로 배치되며, 복수로 배치된 생장 영역(120) 각각은 서로 일정 간격 이격된 상태로 배치될 수 있다. 여기서 작물은 토마토, 참외, 사과, 당근 등 다양한 채소 또는 과일 등이 될 수 있다.
여기서 생장 영역(120)은 일정 간격 이격되어 배치됨으로써, 무인 운송 장치(100)가 이동할 공간과, 작업자가 작물을 재배 또는 관리를 위한 공간을 형성할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 생장 영역은 통로를 기준으로 일측에 수직하게 일정 간격 이격되어 배치되지만, 이에 한정된 것은 아니고, 생장 영역(120)은 복수의 통로로 구성되어, 통로와, 통로 사이 또는 통로의 바깥쪽에 형성될 수 있다.
온수 배관(130)은 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 생장 영역(120) 사이에 구비될 수 있다. 온수 배관(130)은 관 형태로 형성되어, 생장 영역(120)의 측면을 둘러싼 형태로 배치될 수 있다. 이에 따라 복수의 생장 영역(120) 사이에는 2열로 온수 배관(130)이 각각 배치될 수 있다. 복수의 생장 영역(120) 사이에 배치된 온수 배관(130)의 간격은 일정 규격에 따라 동일하게 배치될 수 있다. 여기서 생장 영역(120) 사이의 온수 배관(130)의 간격은 후술할 무인 운송 로봇(100)의 제1 바퀴(22)와 대응되도록 형성될 수 있다. 온수 배관(130)은 순환 펌프를 통해 내부에 생장 영역(120)의 온도 조절을 위한 온수가 흐르도록 설계될 수 있다. 온수 배관(130)은 열전도율이 우수하고 내구성이 강한 알루미늄 등의 금속 재질로 형성될 수 있다. 이러한 온수 배관(130)은 무인 운송 장치(100)가 이동할 수 있는 레일의 역할을 수행한다. 이에 따라 온수 배관(130)은 생장 영역(120) 사이에 별도의 레일을 설치하지 않더라도, 무인 운송 로봇(100)이 생장 영역 사이에서 이동할 수 있도록 지원할 수 있다.
또한 온수 배관(130)은 생장 영역(120) 사이에 각각 RF 태그(140)가 부착된다. 여기서 RF 태그(140)는 무인 운송 장치(100)가 위치를 파악할 수 있도록 할 수 있다.
이러한 농장은 도시되지는 않지만 필요에 따라 작물을 재배하기 위하여 식물에 빛을 공급하는 인공 조명 장치, 냉난방과 환기를 위한 공기조화 장치, 탄산가스의 공급량을 제어하는 가스조절 장치 등을 더 포함할 수 있다.
작업자 단말기(200)는 무인 운송 장치(100)를 호출하는 호출 신호를 생성하여 관리 서버(300)를 통해 무인 운송 장치(100)를 현재 위치로 호출할 수 있다. 또한 작업자 단말기(200)는 현재 위치를 관리 서버(300)로 전송하여 무인 운송 장치(100)가 현재 위치로 올 수 있도록 할 수 있다.
관리 서버(300)는 작업자 단말기(200)로부터 호출 신호를 전달받게 되면, 작업자 단말기(200)로부터 위치정보를 전달받아, 작업자 단말기(200)의 위치와 가장 가까운 무인 운송 장치(100)를 작업자 단말기(200)가 위치한 온수 배관(130)으로 이동하도록 제어하고, 수확된 작물을 탑재한 무인 운송 장치(100)를 적재 장소(150)로 이동시킬 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 작업자 단말기(200)를 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 작업자 단말기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 작업자 단말기(200)는 단말입력부(210), 단말출력부(220), 단말통신부(230), 단말저장부(240), GPS모듈(250) 및 단말제어부(260)를 포함한다.
단말입력부(210)는 작업자 단말기(200)의 기능 제어와 관련하여 입력되는 신호를 단말제어부(260)로 전달한다. 특히 단말입력부(210)는 무인 운송 장치(100)를 호출하기 위한 정보를 입력받아 호출 신호를 생성하여 단말제어부(260)로 전달한다. 이러한 단말입력부(210)는 사용자의 터치 또는 조작에 따른 입력 신호를 발생하는 키패드와 터치패드 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
단말출력부(220)는 작업자 단말기(200)의 기능 수행 중에 발생하는 일련의 동작상태 및 동작결과 등에 대한 정보를 표시한다. 단말출력부(220)는 작업자 단말기(200)의 메뉴 및 작업자가 입력한 사용자 데이터 등을 표시할 수 있다. 이러한 단말 출력부(220)는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 초박막 액정표시장치(TFT-LCD, Thin Film Transistor LCD), 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode), 유기 발광다이오드(OLED, Organic LED), 능동형 유기발광다이오드(AMOLED, Active Matrix OLED), 레티나 디스플레이(Retina Display), 플렉시블 디스플레이(Flexible display) 및 3차원(3 Dimension) 디스플레이 등으로 구성될 수 있다. 예컨데 단말출력부(220)는 가장 근접한 무인 운송 장치(100)의 위치 등을 관리 서버(300)로부터 전달받아 출력할 수 있다.
단말통신부(230)는 관리 서버(300)와 데이터를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 특히 단말통신부(230)는 단말입력부(210)를 통해 생성된 호출 신호를 관리 서버(300)로 전달한다. 또한 단말통신부(230)는 GPS 모듈(250)을 통한 현재 위치정보를 관리 서버(300)로 전달할 수 있다.
단말저장부(240)는 작업자 단말기(200)의 기능 동작에 필요한 응용 프로그램을 저장한다. 여기서 단말저장부(240)는 작업자의 요청에 상응하여 각 기능을 활성화하는 경우, 단말제어부(260)의 제어 하에 해당 응용 프로그램을 실행하여 각 기능을 제공하게 된다. 특히 단말저장부(240)는 호출 신호를 생성하기 위한 프로그램 등을 저장할 수 있다.
GPS모듈(250)은 가장 인접한 무인 운송 장치(100)를 관리 서버(300)가 파악할 수 있도록 작업자의 현재 위치를 파악할 수 있다.
단말제어부(260)는 단말입력부(210)로부터 호출 신호를 전달받아 단말통신부(230)를 통해 관리 서버(300)로 호출 신호를 전송한다. 또한 단말제어부(260)는 GPS모듈(250)로부터 파악된 현재 위치를 단말통신부(230)를 통해 관리 서버(300)로 전송할 수 있다.
이하 본 발명의 관리 서버(300)에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버(300)는 서버입력부(310), 서버출력부(320), 서버통신부(330), 서버저장부(340) 및 서버제어부(350)를 포함한다.
서버입력부(310)는 관리 서버(300)의 기능 제어와 관련하여 입력되는 신호를 서버제어부(350)로 전달한다. 서버입력부(310)는 무인 운송 장치(100)를 제어하기 위한 입력 신호, 농장의 온도, 이산화탄소 농도, 습도 등을 제어하기 위한 신호를 입력받을 수 있다.
서버출력부(320)는 관리 서버(300)의 기능 수행 중에 발생하는 일련의 동작상태 및 동작결과 등에 대한 정보를 표시한다. 서버출력부(320)는 작업자 단말기(200)의 메뉴 및 작업자가 입력한 사용자 데이터 등을 표시할 수 있다. 예컨데 서버출력부(320)는 무인 운송 장치(100)의 위치, 작업자 단말기(200)의 위치 등을 화면상에 표시할 수 있다.
서버통신부(330)는 작업자 단말기(200) 및 무인 운송 장치(100)와 데이터를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 특히 서버통신부(330)는 작업자 단말기(200)로부터 호출 신호 또는 위치 정보를 전달받을 수 있고, 작업자 단말기(200)의 위치와 가장 근접한 무인 운송 장치(100)를 작업자 단말기(200)로 이동시키기 위한 제어 신호를 무인 운송 장치(100)로 전달할 수 있다.
서버저장부(340)는 관리 서버(300)의 기능 동작에 필요한 응용 프로그램을 저장한다. 여기서 서버저장부(340)는 작업자의 요청에 상응하여 각 기능을 활성화하는 경우, 서버제어부(350)의 제어 하에 해당 응용 프로그램을 실행하여 각 기능을 제공하게 된다. 특히 단말저장부(340)는 무인 운송 장치를 제어하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다.
서버제어부(350)는 서버통신부(330)를 통해 작업자 단말기(200)로부터 호출 신호 및 위치 정보를 전달받게 되면, 복수의 무인 운송 장치(100) 중 호출 요청한 작업자 단말기(200)와 가장 근접한 무인 운송 장치(100)를 선택한다. 그리고 서버 제어부(350)는 가장 근접한 무인 운송 장치(100)를 호출 요청한 작업자 단말기(200)로 이동하도록 제어한다.
또한 서버제어부(350)는 무인 운송 장치(100)가 작물 수확 보조 역할을 수행한 후, 작업자 단말기(200)로부터 종료 신호를 전달받게 되면, 무인 운송 장치(100)를 적재 장소(150)로 이동하도록 제어한다.
이때 서버제어부(350)는 무인 운송 장치(100)로부터 탑재된 작물의 중량을 전달받고, 작물의 중량이 기 설정된 중량을 초과할 경우, 무인 운송 장치(100)를 적재 장소(150)로 이동시키고, 작물의 중량이 기 설정된 중량보다 적을 경우 통로를 순회하도록 제어할 수 있다. 즉 서버제어부(350)는 수확된 작물을 탑재한 무인 운송 장치(100)의 선적량에 여유가 있을 경우, 다시 통로를 순회하도록 구성하여 추가 호출되는 작업자 단말기(200)의 위치로 이동할 수 있도록 한다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 무인 운송 장치(100)를 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인 운송 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무인 운송 장치를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무인 운송 장치의 하부를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무인 운송 장치의 이동부를 나타낸 도면이다.
도 1, 도 2, 도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무인 운송 장치(100)는 본체(10), 이동부(20), 입력부(30), 저장부(40), 통신부(50), 물체감지센서(61), 라인인식센서(62), 중량센서(63), RF리더(70) 및 제어부(80)를 포함할 수 있다.
본체(10)는 상부에 작업자가 탑승할 수 있는 공간과, 수확된 작물을 적재할 수 있는 적재 공간이 형성될 수 있다. 또한 본체(10)는 도시되지는 않지만, 탑승한 작업자를 상승 또는 하강시키는 승하강장치를 구비할 수 있다.
이동부(20)는 구동모터(21), 제1 바퀴(22), 제2 바퀴(23), 제1 보조 바퀴(24) 및 제2 보조 바퀴(25)를 포함한다.
구동모터(21)는 본체(10)의 하부에 구비되어 하나의 회전축으로 제1 바퀴(22) 및 제2 바퀴(23)를 회전시킬 수 있다.
제1 바퀴(22)는 구동모터(21)의 회전축에 연결되어, 온수 배관(130)을 레일로 사용하여 본체(10)를 이동시킬 수 있다. 이러한 제1 바퀴(22)는 본체(10)의 하부에 한 쌍으로 배치될 수 있으며, 바람직하게는 본체(10)의 중심 양측에 한 쌍으로 배치될 수 있다. 한 쌍의 제1 바퀴(22) 간의 간격은 온수 배관(130)과 대응되도록 설정될 수 있다. 또한 제1 바퀴(22)는 온수 배관(130)의 지면 보다 위에 존재하기 때문에 제2 바퀴(22)보다 지름이 작게 형성될 수 있다. 또한 제1 바퀴(22)의 측부에는 온수 배관(130)에서의 이탈을 방지하는 턱이 형성될 수 있다. 또한 제1 바퀴(22)의 표면에는 온수 배관(130)의 파손을 방지하고, 이동을 용이하게 할 수 있도록 패킹이 형성될 수 있다. 여기서 패킹은 고무 또는 실리콘 등 미끄럼을 방지할 수 있는 재질로 형성될 수 있다.
제2 바퀴(23)는 제1 바퀴(22)와 동일한 회전축에 결합되어 제1 바퀴(22)와 함께 회전하여 지면을 따라 이동할 수 있다. 이러한 제2 바퀴(23)는 제1 바퀴(22)의 양측부에 한 쌍으로 설치될 수 있으며, 제1 바퀴(22)보다 지름이 더 크게 형성되어 통로를 이동한다.
한편 제1 및 제2 바퀴(22, 23)는 지지부재(26)를 통해 본체(10)의 하부면에 결합되게 된다. 이때 지지부재(26)는 제1 및 제2 바퀴(22, 23)의 접지력을 확보할 수 있는 댐퍼가 될 수 있다.
제1 보조 바퀴(24)는 제1 바퀴(22)의 진행 방향과 동일 선상에 전방 또는 후방에 한 쌍으로 배치될 수 있다. 즉 제1 보조 바퀴(24)는 제1 바퀴(22)가 본체의 중심부에 배치되기 때문에, 제1 바퀴(22)의 앞 뒤에 추가적으로 배치되어 균형을 잡아주는 역할을 수행할 수 있다.
제2 보조 바퀴(24)는 제2 바퀴(23)의 전방 또는 후방에 배치되며, 지면 이동시 방향 전환을 수행할 수 있다. 즉 제2 보조 바퀴(24)는 제2 바퀴(23)가 본체(10)의 중심부에 배치되기 때문에, 제2 바퀴(23)의 앞 뒤에서 추가적으로 배치되어 균형을 잡아주며 방향 전환을 수행할 수 있다. 여기서 제2 보조 바퀴(24)는 제2 바퀴(23)가 본체(10)의 중심부에 배치되기 때문에, 본체(10)가 제자리 회전 가능하도록 할 수 있다. 이에 따라 무인 운송 장치(100)는 회전에 자유로울 수 있다.
입력부(30)는 본체(10)의 상부에 노출되도록 배치되어 제어부(80)가 이동부(20)를 제어하기 위한 동작 신호를 입력받을 수 있다. 여기서 동작 신호는 제2 바퀴(23)를 제어하여 통로를 기 설정된 동선으로 이동하도록 하는 순회 모드, 순회 모드로 이동 중에 제1 바퀴(22)를 온수 배관(130)으로 진입시켜, 제1 바퀴(22)에 의해 온수 배관을 이동하도록 제어하는 수확 보조 모드, 수확 보조 모드에서 제2 바퀴(23)를 통로로 진입시켜 적재 장소(150)로 이동시키는 적재 모드를 포함할 수 있다.
저장부(40)는 무인 운송 장치(100)의 기능 동작에 필요한 응용 프로그램을 저장한다. 여기서 저장부(40)는 입력부(30)에 의해 각 기능을 활성화하는 경우, 제어부(80)의 제어 하에 해당 응용 프로그램을 실행하여 각 기능을 제공하게 된다. 특히 저장부(40)는 무인 운송 장치(100)를 제어하기 위한 프로그램, 각 동작 모드를 실행하기 위한 알고리즘 등을 저장할 수 있다.
통신부(50)는 작업자 단말기(200) 및 관리 서버(300)와의 데이터 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 특히 통신부(50)는 RF 리더(70)로부터 인식된 온수 배관(130)의 RF 태그(140) 정보를 관리 서버(300)로 전송하며, 관리 서버(300)로부터 제어 신호를 전달받을 수 있다.
RF 리더(70)는 각 온수 배관(130)에 위치한 RF 태그(140)를 인식하여 작업자 단말기가 위치한 온수 배관(130)의 위치를 파악할 수 있다. 즉 관리 서버(300)로부터 작업자 단말기(200)로의 이동 명령을 받으면, RF 리더(70)를 통해 복수의 RF 태그(140)를 각각 태깅하면서 작업자 단말기(200)가 위치한 RF 태그(140)를 식별하여 이동할 수 있다.
물체감지센서(61)는 RF 리더(70)를 통해 작업자 단말기(200)가 위치한 온수 배관(130)의 위치를 파악한 후에, 해당 온수 배관(130)으로 이동하게 되면, 온수 배관(130)의 정밀한 위치를 센싱하여 온수 배관(61)에 진입하도록 지원할 수 있다. 또한 물체감지센서(61)는 통로를 이동 중에 전후방의 장애물을 감지할 수 있다.
중량센서(63)는 본체(10)에 탑재된 수확된 작물의 중량을 측정할 수 있다. 즉 중량센서(63)는 본체(10)에 탑재된 작물의 중량을 측정함으로써, 관리 서버(300)가 무인 운송 장치(100)를 제어함에 있어서, 추가 탑재 여부 또는 적재 장소(150)로 이동 여부의 결정을 지원할 수 있다.
제어부(80)는 이동부(20)를 통해 본체(10)를 온수 배관(130)으로 이동시켜 작물의 수확을 보조하도록 하고, 이동부(20)를 통해 본체(10)를 지면으로 이동시켜 수확된 작물을 적재 장소(150)로 이동시킬 수 있다.
또한 제어부(80)는 입력부(30)로부터 이동부(20)를 제어하기 위한 동작 신호가 입력되면 이동부(20)를 제어한다. 여기서 동작 신호는 제2 바퀴(23)를 제어하여 통로를 기 설정된 동선으로 이동하도록 하는 순회 모드, 순회 모드로 이동 중에 제1 바퀴(22)를 온수 배관(130)으로 진입시켜, 제1 바퀴(22)에 의해 온수 배관(130)을 이동하도록 제어하는 수확 보조 모드, 수확 보조 모드에서 제2 바퀴(23)를 통로로 진입시켜 적재 장소(150)로 이동시키는 적재 모드를 포함한다.
또한 제어부(80)는 통신부(50)를 통해 관리 서버(300)로부터 제어 신호를 전달받아 제어 신호에 따라 이동부(20)를 제어할 수 있다.
여기서 제어부(80)는 RF 리더(70)를 통해 RF 태그(140)를 인식하여 작업자 단말기가 위치한 온수 배관(130)의 위치를 파악할 수 있다. 즉 제어부(80)는 관리 서버(300)로부터 작업자 단말기(200)로의 이동 명령을 받으면, RF 리더(70)를 통해 각 온수 배관(130)에 배치된 복수의 RF 태그(140)를 각각 태깅하면서 작업자 단말기(200)가 위치한 RF 태그(140)를 식별하여 이동할 수 있다.
또한 제어부(80)는 온수 배관(130)을 RF 리더(140)를 통해 작업자 단말기(200)가 위치한 온수 배관(130)의 위치를 파악하여, 작업자 단말기(200)가 호출한 온수 배관(130)으로 이동한 후 물체 감지 센서(61)를 통해 온수 배관(130)에 진입할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 농장의 무인 작업 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 농장의 무인 작업 방법은 S10 단계에서 관리 서버가 작업자 단말기로부터 호출 신호를 전달받는다. 여기서 관리 서버는 작업자 단말기가 구비한 GPS 모듈을 통해 위치 정보를 함께 전송받게 된다.
다음으로 S20 단계에서 관리 서버는 S10 단계에서 전달받은 위치 정보를 통해 작업자 단말기의 현재 위치를 파악하고, 작업자 단말기의 위치와 가장 가까운 무인 운송 장치를 선택하고, 선택된 무인 운송 장치를 작업자 단말기가 위치한 온수 배관으로 이동하도록 제어 한다. 여기서 관리 서버는 작업자 단말기가 위치한 온수 배관의 RF 태그 정보를 무인 운송 장치로 전달하고, 무인 운송 장치는 각 온수 배관에 위치한 RF 태그를 인식하여 작업자 단말기가 위치한 온수 배관으로 이동할 수 있다.
다음으로 S30 단계에서 무인 운송 장치가 온수 배관으로 진입하여 작업자의 수확 보조 역할을 수행한 한 후, 작업자 단말기로부터 종료 신호를 전달받게 되면, 수확된 작물을 탑재한 무인 운송 장치를 적재 장소(150)로 이동시킨다.
이때, 관리 서버는 무인 운송 장치로부터 탑재된 작물의 중량을 전달받고, 작물의 중량이 기 설정된 중량을 초과할 경우, 무인 운송 장치를 적재 장소로 이동시키고, 작물의 중량이 기 설정된 중량보다 적을 경우 통로를 순회하도록 제어할 수 있다. 즉 관리 서버는 수확된 작물을 탑재한 무인 운송 장치의 선적량에 여유가 있을 경우, 다시 통로를 순회하도록 구성하여 추가 호출되는 작업자 단말기의 위치로 이동할 수 있도록 한다.
한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
10 : 본체 20 : 이동부
21 : 구동모터 22 : 제1 바퀴
23 : 제2 바퀴 24 : 제1 보조바퀴
25 : 제2 보조바퀴 26 : 지지부재
30 : 입력부 40 : 저장부
50 : 통신부 61 : 물체감지센서
62 : 라인인식센서 63 : 중량센서
70 : RF 리더 80 : 제어부
100 : 무인 운송 장치 200 : 작업자 단말기
210 : 단말입력부 220 : 단말출력부
230 : 단말통신부 240 : 단말저장부
250 : GPS 모듈 260 : 단말제어부
300 : 관리 서버 310 : 서버입력부
320 : 서버출력부 330 : 서버통신부
340 : 서버저장부 350 : 서버제어부
400 : 무인 작업 시스템

Claims (10)

  1. 본체;
    상기 본체의 하부에 배치되며, 작물이 생장하는 생장 영역 사이에 배치되어 생장 영역의 온도를 조절하는 온수 배관 또는 지면을 따라 이동하는 이동부;
    상기 이동부를 통해 상기 본체를 상기 온수 배관으로 이동시켜 상기 작물의 수확을 보조하도록 하고, 상기 이동부를 통해 상기 본체를 지면으로 이동시켜 수확된 작물을 적재 장소로 이동시키는 제어부; 를 포함하고,
    상기 이동부는,
    구동모터;
    상기 구동모터의 회전축에 결합되어 상기 온수 배관을 이동하는 제1 바퀴;
    상기 제1 바퀴와 동일한 상기 회전축에 결합되어 상기 제1 바퀴와 함께 회전하며, 지면을 따라 이동하는 제2 바퀴; 를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 바퀴는 지지부재를 통해 상기 본체 하부의 양측에 한 쌍으로 배치되고,
    상기 이동부는,
    상기 제1 바퀴의 진행 방향과 동일 선상에 배치되는 적어도 한 쌍의 제1 보조 바퀴;
    상기 제2 바퀴의 전방 또는 후방에 배치되며, 지면 이동시 방향 전환을 수행하는 적어도 한 쌍의 제2 보조 바퀴; 를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 바퀴는 상기 본체 하부의 중심부에 배치되며,
    상기 본체는 상기 제2 보조 바퀴에 의해 제자리 회전 가능한 것을 특징으로 하는 무인 운송 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 제1 및 제2 바퀴의 접지력을 확보하는 댐퍼인 것을 특징으로 하는 무인 운송 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 하부면에 배치되어 지면에 설치된 라인을 인식하는 라인 인식 센서;
    상기 본체의 측면에 적어도 하나가 배치되며, 상기 라인을 따라 이동중 전방의 물체를 감지하여 충돌을 방지하는 물체 감지 센서;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 이동부를 제어하기 위한 동작 신호를 입력받는 입력부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운송 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 동작 신호는 상기 제2 바퀴를 제어하여 지면을 기 설정된 동선으로 이동하도록 하는 순회 모드, 상기 순회 모드로 이동 중에 상기 제1 바퀴를 상기 온수 배관으로 진입시켜, 상기 제1 바퀴에 의해 상기 온수 배관을 이동하도록 제어하는 수확 보조 모드, 상기 수확 보조 모드에서 상기 제2 바퀴를 상기 통로로 진입시켜 적재 장소로 이동시키는 적재 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 운송 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 물체 감지 센서에 의해 상기 온수 배관의 위치를 파악하고, 상기 제2 보조 바퀴를 제어하여 상기 제1 바퀴가 상기 온수 배관에 위치하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 운송 장치.
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