KR102089299B1 - 잡초 제거 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명의 잡초 제거 로봇은, 과수원과 같은 비탈지고 굴곡된 지형에서도 자동으로 잡초를 제거하는 제초작업용 자동대차에 대한 발명이고, 논이 아닌 과수원과 같은 비정형화된 지형에서도 자동으로 잡초를 인식하여, 단순하게 잡초를 베어내는 것이 아닌 괭이 방식으로 잡초의 뿌리까지 솎아내어 잡초가 다시 자라지 못하게 하고, 가변형 플랫폼을 적용하여 지면의 경사도에 따라 적합하게 바퀴의 축이 조절되고, 다양한 형태의 잡초 제초공구을 구비하고 공구모듈을 통해 잡초의 상태와 종류에 따라 제초공구를 적절하게 교체하여 제초작업을 효과적으로 진행할 수 있는 발명에 관한 것이다.

Description

잡초 제거 로봇{An weeding robot for orchard}

본 발명은 잡초 제거 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게 본 발명은 과수원과 같은 비탈지고 굴곡된 지형에서도 효율적으로 자동으로 잡초를 제거하는 제초작업용 잡초 제거 로봇에 대한 발명이다.

즉, 본 발명은 논이 아닌 과수원과 같은 비정형화된 지형에서도 자동으로 잡초를 인식하여, 단순하게 잡초를 베어내는 것이 아닌 괭이 방식으로 잡초의 뿌리까지 솎아내어 잡초가 다시 자라지 못하게 하는 발명이다.

또한, 본 발명은 가변형 플랫폼을 적용하여 지면의 경사도에 따라 적합하게 바퀴의 축이 조절되는 발명이다.

또한, 본 발명은 다양한 형태의 잡초 제초공구를 구비하고 공구모듈을 통해 잡초의 상태와 종류에 따라 제초공구를 적절하게 교체하여 제초작업을 효과적으로 진행할 수 있는 발명이다.

과학기술의 발달로 인해 우리 생활도 많은 부분이 윤택해지고 편리해지면서 식생활 분야에서도 많은 개선이 이루어지고 있으며, 각종 농산물을 생산하는 농업분야에서는 웰빙 열풍과 함께 화학 제초제를 적게 사용하는 친환경 농법이 각광받고 있다.

이때, 친환경 농법으로 제초작업을 진행하려면 결국 작업자를 투입하여 인력으로 진행해야 하는데, 현재 국내 농촌의 현실상 작업 인력도 적을 뿐만 아니라 그나마 소수의 작업 인력들도 고령자들이 많이 있는 실정이다.

따라서 인력수급 문제와 인건비 절약이라는 측면에서 다양한 방식의 제초작업용 로봇이나 제초작업차량이 도입되게 된 것이다.

한편, 같은 농작물이라 하더라도 벼의 경우와 같이 경지정리가 잘 된 논에서는 제초작업용 로봇이나 제초작업차량을 이용하여 비교적 쉽게 제초작업이 이루어지고 있는 실정인데 비해, 과일을 생산하는 과수원은 논에 비해 불규칙적인 지형과 경사도로 인해 제초작업용 로봇이나 제초작업차량을 이용하여 제초작업을 진행하는데 어려움이 있는 실정이다.

다음은 이와 관련한 종래의 선행기술들이다.

1. 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0058039호 제초용 로봇 상기 선행기술문헌 1의 발명은 배터리와 수소연료전지를 동력원으로 이용하여 무논에서 잡초를 제거하는 로봇에 관한 것이다. 하지만, 상기 선행기술문헌 1의 발명은 수소연료전지를 동력원으로 이용하기 때문에 경제성이 나쁘고, 궤도로 이동하는 방식이기 때문에 과수원과 같이 불규칙적이고 경사도가 심한 지형에서는 사용하기가 어렵다는 단점이 있다. 2. 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0049337호 지능형 무인 제초 로봇 상기 선행기술문헌 2의 발명은 사용자가 설정한 일정 범위에서 무인으로 자동 제초작업이 가능한 지능형 무인 제초 로봇에 관한 것이다. 하지만, 상기 선행기술문헌 2의 발명은 제초날에 의해 잡초를 베어내는 방식이기 때문에 일정시간이 지나면 지면에 있는 뿌리에 의해 다시 잡초가 자라나기 때문에 제초작업의 효율성이 낮은 단점이 있다. 3. 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0124305호 농업용 로봇 상기 선행기술문헌 3의 발명은 레이저빔 스캐너를 구비하여 잡초방제 또는 병충해방재 또는 꽃 솎기 또는 순지르기하는 농업용 로봇에 관한 것이다. 하지만, 상기 선행기술문헌 3의 발명은 레이저 빔을 이용하여 잡초와 병충을 제거하는 방식이기 때문에, 구성을 갖추는 비용이 많이 들뿐만 아니라 지면에 뿌린 내린 잡초의 뿌리부가 건재하기 때문에 제초작업의 효율성이 낮은 단점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 과수원과 같은 비탈지고 굴곡된 지형에서도 효율적으로 자동으로 잡초를 제거하는 제초작업용 잡초 제거 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 논이 아닌 과수원과 같은 비정형화된 지형에서도 자동으로 잡초를 인식하여, 단순하게 잡초를 베어내는 것이 아닌 괭이 방식으로 잡초의 뿌리까지 솎아내어 잡초가 다시 자라지 못하게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 가변형 플랫폼을 적용하여 지면의 경사도에 따라 적합하게 바퀴의 축이 조절되게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 다양한 형태의 잡초 제초공구를 구비하고 공구모듈을 통해 잡초의 상태와 종류에 따라 제초공구를 적절하게 교체하여 제초작업을 효과적으로 진행할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 경사지고 비탈진 지형에서 잡초를 제거하기 위한 잡초 제거 로봇은,

각 구성이 설치되는 공간을 제공하고, 지면에서 주행하는 대차부(100)와;

상기 대차부(100)의 하측에 설치되어, 대차부(100)의 주행을 위한 접지능력과 험지극복 능력을 위해 지면에서 전달되는 충격을 감소시키고 굴곡에 대응하기 위해 독립적으로 작동하는 복수의 현가장치들을 포함하는 현가장치부(200)와;

상기 대차부(100)에 주행력을 제공하기 위해 현가장치부(200)를 구성하는 복수의 현가장치들에 각각 장착되어 결합되는 바퀴(310)를 회전시켜 구동력을 발생시키는 복수의 구동력발생부(300)와;

상기 대차부(100)의 앞부분에 설치되어, 대차부(100)가 주행중 전방에 위치한 잡초를 인식하고, 잡초가 인식되면 인식한 잡초와 잡초 제거 로봇간 거리와 방향을 측정하여 제어부(700)로 제공하는 잡초인식부(400)와;

상기 대차부(100)의 일측에 설치되어, 제어부(700)의 제어신호에 따라 잡초를 괭이 방식으로 뽑아내는 잡초제거부(500)와;

상기 대차부(100)의 지면과의 균형을 조정하기 위해 대차부(100)의 지면과의 평형상태를 감지하는 자세감지부(600)와;

잡초인식부(400)가 인식한 잡초와 잡초 제거 로봇간 거리와 방향에 대한 측정 정보를 제공하면, 해당 거리와 방향에 있는 잡초를 잡초제거부(500)가 제거하도록 하는 제어신호를 잡초제거부(500)로 제공하고, 자세감지부(600)가 평형상태에 관한 감지정보를 제공하면 대차부(100)가 지면과 평형 상태를 유지하도록 하는 제어신호를 현가장치부(200)와 구동력발생부(300)로 제공하는 제어부(700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잡초 제거 로봇은 과수원과 같은 비탈지고 굴곡된 지형에서도 자동으로 잡초를 제거하기 때문에, 농촌에서 작업인력을 대체하여 제초작업을 진행할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 논이 아닌 과수원과 같은 비정형화된 지형에서도 자동으로 잡초를 인식하여, 단순하게 잡초를 베어내는 것이 아닌 괭이 방식으로 잡초의 뿌리까지 솎아내어 잡초가 다시 자라지 못하게 하기 때문에, 종래 방식에 비해 효과적으로 제초작업을 진행할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 가변형 플랫폼을 적용하여 지면의 경사도에 따라 적합하게 바퀴의 축이 조절되기 때문에, 경사도가 심한 지형을 포함한 여러 환경에서도 효과적으로 적용될 수 있다.

또한, 본 발명은 다양한 형태의 잡초 제초공구를 구비하고 공구모듈을 통해 잡초의 상태와 종류에 따라 제초공구를 적절하게 교체하여 제초작업을 효과적으로 진행할 수 있기 때문에, 과수원, 논뿐만 아니라 골프장, 경기장, 공원과 같은 시설에 적용할 수 있어 산업상 이용가능성도 높다.

도 1은 본 발명의 잡초 제거 로봇의 시제품 사진 1.
도 2는 본 발명의 잡초 제거 로봇의 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 잡초 제거 로봇의 구성도 1.
도 4는 본 발명의 잡초 제거 로봇의 구성도 2.
도 5는 본 발명의 잡초 제거 로봇의 시제품 사진 2.
도 6은 본 발명의 잡초 제거 로봇의 잡초제거부 구성도.
도 7은 본 발명의 잡초 제거 로봇을 이용한 잡초 제거 순서도.
도 8은 본 발명의 잡초 제거 로봇의 작동 상태도.

상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 잡초 제거 로봇(이하 '로봇')은 과수원과 같은 비탈지고 굴곡된 지형에서도 자동으로 잡초를 제거하는 제초작업용 자동대차형 로봇이기 때문에, 농촌에서 작업인력을 대체하여 제초작업을 진행할 수 있는 발명이다.

따라서 본 발명의 잡초 제거 로봇 실시예를 다음과 같이 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 잡초 제거 로봇의 시제품 사진 1이고, 도 2는 본 발명의 잡초 제거 로봇의 구성 블록도이고, 도 3은 본 발명의 잡초 제거 로봇의 구성도 1이고, 도 4는 본 발명의 잡초 제거 로봇의 구성도 2이고, 도 5는 본 발명의 잡초 제거 로봇의 시제품 사진 2이고, 도 6은 본 발명의 잡초 제거 로봇의 잡초제거부 구성도이다.

도 1과 2를 참조하면, 본 발명의 로봇(10)은 논이 아닌 과수원과 같은 비정형화된 지형에서도 자동으로 잡초를 인식하여, 단순하게 잡초를 베어내는 것이 아닌 괭이 방식으로 잡초의 뿌리까지 솎아내어 잡초가 다시 자라지 못하게 하기 때문에, 종래 방식에 비해 효과적으로 제초작업을 진행할 수 있게 하는 발명으로, 대차부(100), 현가장치부(200), 구동력발생부(300), 잡초인식부(400), 잡초제거부(500), 자세감지부(600), 제어부(700)를 포함하여 구성된다.

도 3을 참조하면, 상기 대차부(100)는 각 구성이 설치되는 공간을 제공하고, 지면에서 주행하는 대차로서 본 발명의 로봇(10)의 몸체에 해당되는 구성이므로, 각 구성의 하중을 충분히 지지할 수 있으면서 비탈지고 굴곡된 지형에서도 견딜 수 있는 기계적 성질과 내식성이 우수한 금속 재질 또는 합성수지 재료를 적용해야 한다.

상기 현가장치부(200)는 대차부(100)의 하측에 설치되어, 대차부(100)의 주행을 위한 접지능력과 험지극복 능력을 위해 지면에서 전달되는 충격을 감소시키고 굴곡에 대응하기 위해 독립적으로 작동하는 복수의 현가장치들을 포함한다.

여기서, 상기 현가장치부(200)는 대차부(100)가 주행 중에 지면에서 받게 되는 비틀림을 흡수하여 안정적인 주행을 위한 복원력을 발생시키기 위해 트레일링 암 현가장치(trailing arm suspension)가 적용된다.

상기 트레일링 암 현가장치는 후륜 전용의 현가장치로서, 풀 트레일링 암 형식 또는 세미 트레일링 암 형식 중에 어느 한 가지를 선택하여 대차부(100)에 적용할 수 있으며 상기 대차부(100)의 회전축에 따라 영향을 받는다.

따라서 본 발명의 로봇(10)은 대차부(100)가 주행중에 지면에서 받게 되는 비틀림을 흡수하여 평행상태를 유지할 수 있는 것이다.

또한, 상기 현가장치부(200)는 본 발명이 6개의 바퀴로 구성되기 때문에 제1 현가장치(210), 제2 현가장치(220), 제3 현가장치(230), 제4 현가장치(240), 제5 현가장치(250), 제6 현가장치(260)로 총 6개로 구성되어 지면에 따라 각각 독립적으로 작동하여, 상기 대차부(100)가 지면에서 전후좌우로 주행하고 경사도에 따라 상하로 높낮이가 조절되도록 조정하여 대차부(100)가 주행중에 지면에서 받게 되는 비틀림을 흡수하여 평행상태를 유지하도록 한다.

도 5를 참조하면, 상기 현가장치부(200)는 제1~제6 현가장치(210~260)를 포함하여 구성되고 제1~제6 현가장치(210~260) 각각은 스프링 댐퍼를 포함하는 트레일링 암 현가장치(trailing arm suspension)인 것을 특징으로 하고, 상기 스프링 댐퍼는 지면으로부터 전달되는 각종 충격, 외력, 횡력, 비틀림을 완충하여, 대차부(100)가 지면에서 안정적으로 주행할 수 있게 돕는 것이다.

상기 구동력발생부(300)는 대차부(100)에 주행력을 제공하기 위해 현가장치부(200)를 구성하는 복수의 독립형 현가장치들에 각각 장착되어 결합되는 바퀴(310)를 회전시켜 구동력을 발생시키는 구성으로, 도 5와 같이, 본 발명의 로봇(10)은 모터 그 중에서도 휠과 일체형으로 구성된 인휠모터(in-wheel motor)를 적용한다.

여기서, 상기 구동력발생부(300)에 적용되는 인휠모터(in-wheel motor)는 휠 허브 부분에 전동 모터 혹은 유압 모터를 장착해서 구동하는 장치로서, 스프링 밑 중량이 증가해서 승차감이 악화되기 때문에 승용차에서는 사용하지 않지만, 전동식 휠체어 또는 토목공사차량인 셔블 카에 적용된다.

특히, 본 발명의 로봇(10)은 일반 지면이 아닌 경사지고 비탈진 지형에서 잡초를 제거하기 위한 잡초 제거용 로봇이기 때문에, 상기 인휠모터(in-wheel motor)를 구동력발생부(300)에 적용하는 것이 효과적이다.

즉, 상기 현가장치부(200)의 제1~제6 현가장치(210~260)와 연동하여 지면의 굴곡도와 경사도에 대응하기 위해, 구동력발생부(300)도 6개의 바퀴(310)에 결합된 6개의 인휠모터(in-wheel motor)로 구성된다.

또한, 상기 바퀴(310)는 일반 바퀴를 적용하되 오프로드 타이어(off-load tire)를 적용하며, 그 중에서도 진흙탕에서도 주행력이 우수한 MT(mud terrain)를 적용하는 것이 지면으로부터 받는 충격을 감소시켜 본 발명의 로봇(10)의 내구성을 증가시킬 수 있게 한다.

상기 잡초인식부(400)는 도 3,4에 도시된 바와 같이 대차부(100)의 앞부분에 설치되어, 대차부(100)가 주행중 전방에 위치한 잡초를 인식하고, 인식한 잡초와 잡초 제거 로봇간 거리와 방향을 측정하는 구성으로, 상기 잡초인식부(400)는 인식모듈(410)과 저장모듈(420)과 판단모듈(430)을 포함한다.

구체적으로 설명하면, 상기 잡초인식부(400)는,

스캐너 방식으로 전방 상황을 스캔하여 영상정보를 생성하는 인식모듈(410)과,

인식대상 잡초의 이미지 정보를 사전에 설정 저장하는 저장모듈(420)과,

인식모듈(410)이 생성된 영상정보와 저장모듈(420)에 설정 저장된 인식 대상 잡초의 이미지 정보를 비교하여 잡초를 검출하고, 잡초가 검축되면 인식한 잡초와 잡초 제거 로봇 간 거리와 방향을 측정하여 제어부(700)로 제공하는 판단모듈(430)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 4와 6을 참조하면, 상기 잡초제거부(500)는 상기 대차부(100)의 일측에 설치되어, 제어부(700)의 제어신호에 따라 잡초를 괭이 방식으로 뽑아내어 제거하는 구성으로, 공구모듈(510), 제초공구(520), 다관절기구(530)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 공구모듈(510)의 일측에는 제초작업을 위한 제초공구(520)가 착탈 되게 결합되고, 타측은 다관절기구(530)가 연결되어 다관절기구(530)의 다관절 운동력을 제초공구(520)에 전달되게 하는 구성이다.

상기 공구모듈(510)은 지면의 상태와 경사도, 제초대상 잡초의 종류와 생육 상태에 적합한 제초공구(520)가 숫나사와 암나사의 회전 결합방식에 의해 착탈 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 제초공구(520)는 공구모듈(510)에 착탈 되게 결합되고, 일단이 훌라호(hula-ho) 형태로 형성되고, 대차부(100)의 주행력을 괭이 방식으로 잡초를 뽑아내기 위한 추출력으로 사용되는 공구이다.

즉, 상기 제초공구(520)의 훌라호 형태 부분에 잡초가 걸리면 대차부(100)가 전진하는 주행력에 의해 지면에서 잡초의 뿌리까지 뽑아내므로, 종래 방식에 비해 효과적으로 제초작업을 진행할 수 있게 한다.

도 6의 하단 확대도와 같이, 상기 제초공구(520)는 기본형인 훌라호뿐만 아니라, 뽑기용, 절단용으로 구분하여 교체해서 사용할 수 있으므로, 사용자는 제초작업의 용도에 따라 자유롭게 제초공구(520)를 공구모듈(510)에 교환 설치할 수 있다.

상기 다관절기구(530)의 일측은 공구모듈(510)이 결합되고 타측은 대차부(100)의 일측에 결합되며, 다관절 운동에 의해 상기 제초공구(520)를 상승 또는 하강 되게 제어하여 제초 시 제초공구(520)가 토양에 삽입되게 하는 구성이다.

이때, 본 발명의 로봇(10)의 잡초인식부(400)가 잡초를 인식하고, 대차부(100)가 인식된 잡초근처까지 이동하면, 상기 다관절기구(530)가 제초공구(520)를 잡초 근처까지 하강 운동 시킨 후 상기 제초공구(520)의 훌라호를 이용하여 잡초를 걸리게 하면 다관절기구(530)가 제초공구(520)를 상승 운동시킨 후 대차부(100)가 전진하는 주행력에 의해 잡초가 제거되는 것이다.

따라서 본 발명의 잡초제거부(500)는 상기와 같이 다양한 형태의 잡초 제초공구(520)를 구비하고, 잡초의 상태와 종류에 따라 적절하게 제초공구(520)를 공구모듈(510)에 착탈식으로 교체하여 제초작업을 효과적으로 진행할 수 있다.

특히, 도 6의 하단 확대도에 표현된 절단용의 제초공구(520)를 사용하는 경우에는 잔디를 일정하게 절단할 수 있기 때문에, 과수원, 논뿐만 아니라 골프장, 경기장, 공원과 같은 시설에 적용할 수 있어 산업상 이용가능성도 높다.

상기 자세감지부(600)는 대차부(100)의 지면과의 균형을 조정하기 위해 대차부(100)의 지면과의 평형상태를 감지하는 구성으로 일종의 자이로스코프(gyroscope)이다.

이때, 본 발명의 로봇(10)은 상대적으로 소형이기 때문에 MEMS와 같은 초소형 자이로스코프를 적용하여 무게도 줄이고, 대차부(100)에서 차지하는 공간을 절약할 수 있게 한다.

특히, 상기 자세감지부(600)는 대차부(100)와 지면과의 평형상태를 지속적으로 감지하고 감지한 감지정보를 제어부(700)로 전송하고, 감지정보를 제공받은 상기 제어부(700)는 대차부(100)가 지면과 평형상태를 유지하도록 하는 제어신호를 현가장치부(200)와 구동력발생부(300)로 제공하여 제어함으로 본 발명의 로봇(10)이 지면에서 평형상태를 유지할 수 있게 하는 것이다.

따라서 본 발명의 로봇(10)은 현가장치부(200), 구동력발생부(300), 자세감지부(600)가 상호 연동된 메커니즘이기 때문에, 지면의 경사도에 따라 적합하게 바퀴의 축이 조절되어 경사도가 심한 지형을 포함한 여러 환경에서도 효과적으로 적용될 수 있다.

상기 제어부(700)는 각 구성들을 제어하는 구성으로서, 잡초인식부(400)가 인식한 잡초와 잡초 제거 로봇간 거리와 방향에 대한 측정 정보를 제공하면, 해당 거리와 방향에 있는 잡초를 잡초제거부(500)가 제거하도록 하는 제어신호를 잡초제거부(500)로 제공하고, 자세감지부(600)가 평형상태에 관한 감지정보를 제공하면 대차부(100)가 지면과 평형 상태를 유지하도록 하는 제어신호를 현가장치부(200)와 구동력발생부(300)로 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부(700)는 통신부(710)를 더 포함한다.

상기 통신부(710)는 사용자 단말기(30)로부터의 원격 제어신호를 수신하는 통신수단으로서, 본 발명의 로봇(10)은 기본적으로 자동작업 모드로 제초작업을 진행하지만, 사용자의 의도에 따라 수동 원격조종 모드로 전환이 가능하다.

따라서 사용자가 수동 원격조종 모드 시, 통신부(710)를 통해 수신된 원격 제어신호에 의해 사용자의 의도대로 잡초 제거 로봇이 동작하도록 제어할 수 있는 것이다.

특히, 상기 제어부(700)는 통신부(710)를 이용하여 지속적으로 잡초정보 및 기능개선 정보를 업데이트 할 수 있기 때문에, 사용자는 유지보수도 유리해진다.

도 7은 본 발명의 잡초 제거 로봇을 이용한 잡초 제거 순서도이고, 도 8은 본 발명의 잡초 제거 로봇의 작동 상태도이다.

도 7을 참조하며, 본 발명의 로봇(10)을 이용하는 방법은 작업시작단계(S100), 최초 잡초인식단계(S200), 이동단계(S300), 제초작업단계(S400), 다음 잡초인식단계(S500), 작업종료단계(S600)를 포함하여 구성된다.

상기 작업시작단계(S100)는 본 발명의 로봇(10)이 제초작업을 수행할 지면에서 작동을 개시하는 단계로서, 사용자가 본 발명의 로봇(10)을 지면에 위치시킨 후 작동명령을 내리는 단계이다.

다음에 상기 최초 잡초인식단계(S200)는 상기 로봇(10)이 잡초인식부(400)를 통해, 지정된 작업 반경 내에서 제초대상 잡초를 인식하고 검출하는 단계로서, 사용자가 설정한 잡초인식부(400)의 스캐너 인식 범위에 따라 인식된 시각정보 중 잡초를 검출하는 단계이다.

다음에 상기 이동단계(S300)는 제초대상 잡초까지 대차부(100)가 이동하는 단계이다.

다음에 상기 제초작업단계(S400)는 제초대상 잡초를 제거하기 위해, 로봇(10)의 잡초제거부(500)의 제초공구(520)가 작동하여 잡초를 걸고, 대차부(100)의 주행력을 이용하여 잡초를 추출해서 뽑아내는 단계이다.

도 8을 참조하여 구체적으로 설명하면, 상기 로봇(10)의 제어부(700)는 자세감지부(600)에서 전송하는 대차부(100)와 지면과의 평형상태의 정보에 따라, 잡초제거부(500)의 다관절기구(530)를 적절하게 운동시켜 제초공구(520)가 잡초에 걸리도록 한 후, 대차부(100)의 주행력을 이용하여 잡초를 뽑아낸다.

상기 다음 잡초인식단계(S500)는 제초작업단계(S400)에서 제초대상 잡초가 제거된 후 다음 제초대상 잡초를 검출하여 제초대상 잡초가 검출되면 이동단계(S300)를 반복시켜서 계속해서 잡초를 제거하는 단계이다.

상기 작업종료단계(S600)는 다음 잡초인식단계(S500)에서 지정된 작업 반경 내에서 제초대상 잡초가 검출되지 않으면, 잡초 제거 로봇이 주행을 정지하여 제초작업을 종료하는 단계이다.

상기 작업종료단계(S600)까지 진행되어 지정된 작업 반경 내에서 잡초가 더 이상 존재하지 않으면, 사용자는 본 발명의 로봇(10)을 별도로 보관한다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

10 : 잡초 제거 로봇
20 : 지면
30 : 사용자 단말기
100 : 대차부
200 : 현가장치부
300 : 구동력발생부
400 : 잡초인식부
500 : 잡초제거부
600 : 자세감지부
700 : 제어부

Claims (4)

1. 경사지고 비탈진 지형에서 잡초를 제거하기 위한 잡초 제거 로봇에 있어서,
   각 구성이 설치되는 공간을 제공하고, 지면에서 주행하는 대차부(100)와;
   상기 대차부(100)의 하측에 설치되어, 대차부(100)의 주행을 위한 접지능력과 험지극복 능력을 위해 지면에서 전달되는 충격을 감소시키고 굴곡에 대응하기 위해 독립적으로 작동하는 복수의 현가장치들을 포함하는 현가장치부(200)와;
   상기 대차부(100)에 주행력을 제공하기 위해 현가장치부(200)를 구성하는 복수의 현가장치들에 각각 장착되어 결합되는 바퀴(310)를 회전시켜 구동력을 발생시키는 복수의 구동력발생부(300)와;
   상기 대차부(100)의 앞부분에 설치되어, 대차부(100)가 주행중 전방에 위치한 잡초를 인식하고, 잡초가 인식되면 인식한 잡초와 잡초 제거 로봇간 거리와 방향을 측정하여 제어부(700)로 제공하는 잡초인식부(400)와;
   상기 대차부(100)의 일측에 설치되어, 제어부(700)의 제어신호에 따라 잡초를 괭이 방식으로 뽑아내는 잡초제거부(500)와;
   상기 대차부(100)의 지면과의 균형을 조정하기 위해 대차부(100)의 지면과의 평형상태를 감지하는 자세감지부(600)와;
   잡초인식부(400)가 인식한 잡초와 잡초 제거 로봇간 거리와 방향에 대한 측정 정보를 제공하면, 해당 거리와 방향에 있는 잡초를 잡초제거부(500)가 제거하도록 하는 제어신호를 잡초제거부(500)로 제공하고, 자세감지부(600)가 평형상태에 관한 감지정보를 제공하면 대차부(100)가 지면과 평형 상태를 유지하도록 하는 제어신호를 현가장치부(200)와 구동력발생부(300)로 제공하는 제어부(700);를 포함하며,
   
   상기 잡초제거부(500)는,
   일측은 제초작업을 위한 제초공구(520)가 착탈 되게 결합되고, 타측은 다관절기구(530)에 연결되어 다관절기구(530)의 다관절 운동력을 제초공구(520)에 전달되게 하는 공구모듈(510)과,
   상기 공구모듈(510)에 착탈 되게 결합되고, 훌라호(hula-ho) 형태로 형성되어, 대차부(100)의 주행력을 괭이 방식으로 잡초를 뽑아내기 위한 추출력으로 사용하는 제초공구(520)와,
   상기 공구모듈(510)이 일측에 결합되고 타측은 대차부(100)의 일측에 결합되며, 상기 제초공구(520)를 상승 또는 하강 되게 제어하여 제초 시 제초공구(520)가 토양에 삽입되게 하는 다관절 운동이 가능한 다관절기구(530)를 포함하는 것을 특징으로 하는 잡초 제거 로봇.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 현가장치부(200)는,
   대차부(100)가 주행 중에 지면에서 받게 되는 비틀림을 흡수하여 안정적인 주행을 위한 복원력을 발생시키기 위해 스프링 댐퍼를 포함하는 트레일링 암 현가장치(trailing arm suspension)가 적용된 것을 특징으로 하는 잡초 제거 로봇.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 현가장치부(200)는,
   대차부(100)가 지면에서 전후좌우로 주행하고 경사도에 따라 상하로 높낮이가 조절되도록 하는 독립된 제1~제6 현가장치(210~260)로 구성되며,
   상기 구동력발생부(300)는,
   6개의 바퀴(310)에 결합된 6개의 인휠모터(in-wheel motor)에 의해 발생된 구동력에 의해 회전하여 대차부(100)에 주행력을 제공하고,
   상기 6개의 바퀴(310)는 제1~제6 현가장치(210~260)에 개별적으로 각각 연동하여 지면의 굴곡도와 경사도에 대응하는 것을 특징으로 하는 잡초 제거 로봇.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 잡초인식부(400)는,
   스캐너 방식으로 전방 상황을 스캔하여 영상정보를 생성하는 인식모듈(410)과,
   인식대상 잡초의 이미지 정보를 사전에 설정 저장하는 저장모듈(420)과,
   인식모듈(410)이 생성된 영상정보와 저장모듈(420)에 설정 저장된 인식 대상 잡초의 이미지 정보를 비교하여 잡초를 검출하고, 잡초가 검축되면 인식한 잡초와 잡초 제거 로봇 간 거리와 방향을 측정하여 제어부(700)로 제공하는 판단모듈(430)을 포함하는 것을 특징으로 하는 잡초 제거 로봇.

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