KR102188821B1 - 고추수확기의 자동 주행장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동으로 주행 가능한 고추수확기를 제안한다. 주행 가능한 주행본체와, 상기 주행본체의 전방에 설치되어 고추를 수확하는 탈실부를 구비하는 고추수확기의 자동주행장치이고, 탈실부의 전방 하단에 마주보는 경사 상태로 설치되어, 두둑의 양측면에 접촉한 상태로 회전하는 한 쌍의 감지휠(44)과; 감지휠(44)을 주행 가능하게 지지하는 세로부분(40a)과 세로부분의 상단부에서 서로 근접하도록 연장되어, 탈실부의 일측에서 회전 가능하게 지지되는 회전돌기(46)의 측면에 각각 연결되는 한 쌍의 연동링크(40); 그리고 두둑의 경로가 곡선을 이루는 지점에서, 한 쌍의 연동링크(40)의 회전에 의하여 회전하는 회전돌기의 회전을 감지하는 포텐셔미터(52)로 구성된다. 이러한 포텐셔미터에서 감지되는 신호에 기초하여, 조향 제어가 가능한 특징을 가지고 있다.

Description

고추수확기의 자동 주행장치{Automatic crusing apparatus for pepper harvesting machine}

본 발명은 고추수확기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고추가 재배되는 재배지에서 어느 정도 높은 부분을 형성하고 있는 두둑의 양측면을 이용하여 두둑의 방향에 따라서 고추수확기의 조향을 자동으로 제어할 수 있도록 구성되는 고추수확기의 자동 주행장치에 관한 것이다.

승용형 고추수확기에 대한 종래의 특허 문헌 중의 하나로써, 본 출원인이 출원하여 등록한 한국 특허 제1855076호(2018년04월30일 등록)를 들 수 있다. 이러한 선행 특허 문헌에 의한 종래 기술이 도 6에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 고추수확기는, 재배지를 주행할 수 있는 자체적이 동력원을 가지고 있는 주행본체(2)와 주행본체의 전방에 설치되고 과실(고추)를 나무에서 분리하기 위한 탈실부(4)로 구성되고 있다.

주행본체(2)는 엔진을 구동원으로 하여 자체적으로 주행 가능한 것이라고 할 수 있고, 주행을 위한 궤도부(2a)를 구비하고 있다. 그리고 주행본체(2)의 전방 일측에는 운전부(2b)가 마련되어 있고, 이러한 운전부에는 주행을 위한 각종 조작장치가 설치되어 있는데, 예를 들면 조향장치 및 주변속장치 등이 설치되어 있다. 여기서 고추수확기에 있어서도, 트랙터 또는 콤바인 등과 같이 조향을 제어하기 위한 조향장치가 설치되어 있어서, 작업자의 수동 조작 신호에 따라서 제어부가 조향에 필요한 적절한 조치를 취할 수 있도록 설계되어 있다.

그리고 탈실부(4)에는, 탈실을 위한 한 쌍의 헬릭스 와이어가 후방이 높은 경사를 가지도록 설치되어 있고, 주행하면서 디바이더 사이로 들어오는 나무의 과실이 한 쌍의 헬릭스 와이어 사이로 들어와서 헬릭스 와이어의 회전에 의하여 과실이 나부에서 분리되면서 고추를 수활할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고 이렇게 수확된 과실에서 잔가지 등은 선별부에서 분리된 후, 순수한 과실만이 수확될 수 있도록 구성되어 있다.

이와 같은 일반적인 고추수확기가 수확을 위한 주행을 시작할 때, 고추수확기의 전방 하단부에 설치되어 있는 디바이더가 기준 위치를 잡아서 시작되어야 한다. 그러나 운전부(2b)에 앉은 상태에서는 나무에 의하여 시야가 가려지기 때문에 정확한 시작위치의 작업에 어려움이 뒤따르는 현실적 불편함이 있다. 이러한 불편함 때문에 실제 운전시에는 보조 작업자가 수신호로 운전석의 작업자에게 위치를 알려주는 번거로움도 지적된다.

본 발명의 목적은, 고추수확기의 주행에 따른, 고추 재배지의 두둑 형상을 감지할 수 있도록 함으로써, 자동으로 주행이 가능한 고추수확기를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 주행 가능한 주행본체와, 상기 주행본체의 전방에 설치되어 고추를 수확하는 탈실부를 구비하는 고추수확기의 자동주행장치이고; 탈실부의 전방 하단에 마주보는 경사 상태로 설치되어, 두둑의 양측면에 접촉한 상태로 회전하는 한 쌍의 감지휠과; 감지휠을 주행 가능하게 지지하는 세로부분과 세로부분의 상단부에서 서로 근접하도록 연장되어, 탈실부의 일측에서 회전 가능하게 지지되는 회전돌기의 측면에 각각 연결되는 한 쌍의 연동링크; 그리고 두둑의 경로가 곡선을 이루는 지점에서, 한 쌍의 연동링크의 회전에 의하여 회전하는 회전돌기의 회전을 감지하는 감지수단으로 구성된다. 따라서 감지수단에서 감지되는 신호에 기초하여, 조향 제어가 가능하게 되는 특징이 있다.

그리고 본 발명에서 감지수단에 대한 하나의 실시 예에 의하면, 회전돌기의 회전량을 감지할 수 있는 포텐셔미터로 구성된다.

본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 탈실부에 부착되고, 조향레버가 설치되어 있는 보조패널을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은 본질적인 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 포텐셔미터와 같은 센서가 주행 경로가 직선인지 곡선인지를 감지하는 것이 가능하게 된다. 따라서 운전자가 직접 경로에 대한 조향 제어를 실시하지 않더라도, 자동으로 조향제어가 될 수 있는 정보를 파악할 수 있게 되고, 이에 기초한 자동 주행이 가능하게 될 수 있을 것으로 기대된다.

그리고 본 발명의 다른 실시 예의 구성에 의하면, 탈실부에 설치되어 있는 보조패널을 이용하여 조향이 가능한 장점도 있을 것으로 기대된다. 이러한 장점은 실제로 보조자 없이도 두둑 옆에서 고추수확기의 정확한 운전을 가능하게 하는 장점도 기대할 수 있는 것이라고 할 수 있다.

도 1은 본 발명 고추수확기의 예시 사시도.
도 2는 본 발명 고추수확기의 측면도.
도 3은 본 발명 고추수확기의 전방 부분 평면도.
도 4는 본 발명 고추수확기의 전방 부분을 보인 것으로, 조향이 이루어지는 순간을 보인 부분 평면도.
도 5는 본 발명 고추수확기의 자동 주행장치의 블럭도.
도 5는 선행 특허 문헌의 고추수확기 예시도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 고추수확기는, 엔진 등과 같은 구동원을 구비하고 있는 주행본체(10)와, 상기 주행본체(10)의 선단에 설치되는 탈실부(20)를 구비하고 있다. 주행본체(10)는 실질적으로 상술한 종래 특허 문헌의 것과 동등한 구성을 가지고 있어서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 이러한 주행본체(10)는 콤바인의 주행본체와 실질적으로 동등한 기능을 가지고 있는 것으로, 운전석에는 다양한 장치가 설치되어 있는데, 예를 들면 주행을 위한 주변속레버 및 조향장치가 설치되어 있다.

그리고 예를 들면 조향장치의 조작 신호는 고추수확기의 전체적인 제어를 수행하는 제어부(Controller)를 통하여 조향을 제어하는 각 부분을 제어하게 되는데, 이러한 제어 역시 종래의 고추수확기와 동일한 것이어서 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 이하 본 발명의 설명에서는 종래 기술과 관련된 부분에 대해서는 자세한 설명은 생략하기로 하고, 본 발명의 구성과 관련된 부분에 대해서는 충분히 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 주행본체(10)의 선단에 지지되고 있는 탈실부(20)는 유압실린더(29)에 의하여 상방으로 회동할 수 있도록 설계되어 있다. 그리고 탈실부(20)의 저면에는 다수의 보조휠(25)이 설치되어 있어서, 주행시 탈실부(20)의 하중을 충분히 지지할 수 있도록 설치된다. 그리고 보조휠(25) 및 유압실린더(29)은 탈실부의 골격이라고 할 수 있는 탈실부 프레임을 이용하면서 설치되고 동작하도록 구성되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 탈실부(20)에는 과실의 수확을 위한 한 쌍의 헬릭스 와이어가 설치되어 있다. 탈실을 위한 헬릭스 와이어 자체의 구성은 상술한 선행 특허 문헌 이전부터 공지된 것이어서 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고 탈실부(20)의 양측면 또는 양측면 및 상면에는 헬릭스 와이어에 의하여 고추가 나무에서 분리될 때, 외측으로 튀어 나가는 것을 방지하기 위한 커버(30)가 설치되어 있다. 또한 탈실부(20)의 전방에는 한 쌍의 디바이더(22)가 설치되어 있어서, 진행에 따라서 수확(탈실)하고자 하는 나무가 그 사이에 들어오도록 하고 있다.

이와 같은 헬릭스 와이어, 디바이더(22), 그리고 커버(30) 등은 탈실부 프레임에 의하여 지지되고 있다. 그리고 탈실부 프레임은 주행본체(10)의 프레임과 연결되어 지지되는 것이라고 할 수 있다. 이상에서 설명한 것은 여러 선행 특허 문헌에도 기록되어 있는 공지된 기술이라고 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 탈실부(20)에는 두둑의 형상을 감지할 수 있는 형상 감지장치가 설치된다. 여기서 두둑의 형상을 감지한다고 함은 두둑이 직선 형태인가 또는 곡선 형태인가를 감지하는 것이라고 할 수 있고, 이와 같이 두둑의 형태를 감지하는 것은 실질적으로 고추수확기의 조향을 위한 것이라고 할 수 있다. 즉, 본 발명 고추수확기는 운전자가 직접 조향장치를 조작하지 않아도, 자동으로 두둑을 따라서 주행할 수 있는 기능을 가지고 있는 것이다.

이러한 감지장치는, 일정한 높이를 가지고 있는 두둑의 양측면에 접촉하면서 주행하는 한 쌍의 감지휠(42)과 상기 감지휠(42)을 지지하면서 감지휠(42)과 연동하는 한 쌍의 연동링크(40)로 구성된다. 각각의 연동링크(40)는 대략 직립 상태를 가지는 세로부분(40a)과, 세로부분(40a)의 상단부에서 수평 방향으로 벤딩된 가로부분(40b)을 구비하고 있다.

그리고 세로부분(40a)의 하단부는 내측으로 일정 각도 꺽인 상태의 경사부(44)가 형성되어 있고, 이러한 경사부(44)에는 두둑의 경사진 측면과 접촉하면서 주행하는 감지휠(44)이 각각 설치되어 있다. 가로부분(40b)의 내측 단부는, 커버(30)에 부착되어 있는 수평프레임(58)에 수직상태로 회전 가능하게 지지되어 있는 회전돌기(46)의 양측면에 각각 연결되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 연동링크(40)는 회전돌기(46)을 중심으로 회전 가능하게 지지되고 있음을 알 수 있다.

여기서 감지휠(44)은 하단부가 더 가까운 형태를 가지도록 경사진 상태로 설치되는데, 이러한 경사는 두둑의 측면 경사에 대략 직각을 이루는 방향이라고 할 수 있다. 따라서 감지휠(44)은 두둑의 경사진 측면과 접촉하면서 회전(주행)하게 되는 것이라고 할 수 있다. 한 쌍의 감지휠(44)은 서로 마주보는 또는 대칭의 경사를 가진다고 할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 회전돌기(46)의 회전량은 센서(110)에 의하여 감지될 수 있고, 이렇게 감지되는 회전량 신호는 고추수확기의 제어부(100)로 전달된다. 그리고 이러한 신호에 기초하여 제어부(100)는 조향장치(120)를 제어하여 고추수확기의 주행 방향을 제어할 수 있게 되는 것이다. 여기서 상기 센서(110)는 회전돌기(46)의 회전량을 감지할 수 있는 것이면 어떠한 형태의 센서를 사용할 수 있을 것임은 당연하다.

도시한 실시 예에 의하면, 회전돌기(46)의 회전량은 포텐셔미터(52)에 의하여 감지되도록 구성하고 있다. 즉 상기 회전돌기(46)에는 연동핀(54)이 설치되어 있어서, 회전돌기(46)의 회전량 만큼 회전하게 된다. 이러한 연동핀(54)의 자유단부는 포텐셔미터(52)의 포크(52a)에 결합되어 있어서, 포텐셔미터(52)는 회전돌기(46)의 회전량을 감지할 수 있다. 포텐셔미터(52)는 상술한 수평프레임(58)에서 전방으로 설치되는 지지판(50)에 의하여 지지되도록 구성되고 있다.

그리고 탈실부(20)의 선단부에는 보조패널(130)이 설치되는데, 도시한 실시 예에 있어서 이러한 보조패널(130)은 커버(30)의 일측면에 설치되어 있음을 알 수 있다. 이러한 보조패널(130)은 주행을 제어할 수 있도록 설치되는 것이다. 즉, 운전석에서도 조향 등을 포함하여 주행을 제어할 수 있으나, 본 발명에서는 고추수확기의 선단부 측면에서도 주행 제어가 가능하도록 하고 있다.

이러한 보조패널(130)에는, 비상 상황 발생시 고추수확기의 주행을 멈출 수 있는 멈춤 스위치, 경고음 발생스위치, 조향장치, 그리고 탈실부의 회동을 위한 유압실린더(29) 작동 레버 등이 탑재될 수 있다. 이러한 보조패널(130)에 설치된 각종 조작기구의 신호는 제어부(130)로 전달되고, 제어부(130)는 이러한 신호에 대응하는 제어 신호를 출력함으로써 고추수확기의 주행, 멈춤 등을 제어하게 되는 것이다.

다음에는 두둑을 주행하는 감지휠(42)의 상태에 따른 주행에 대하여 살펴보기로 한다. 도 3에 도시한 상태는, 직선상의 두둑 경로를 따라 주행하고 있는 상태이다. 직선상의 두둑 경로에서는, 양측의 감지휠(42)이 모두 두둑의 측면 경사에 밀착된 상태로 주행하게 된다. 이와 같은 직선 두둑 경로에서 좌측으로 휘어지는 곡선 두둑 경로가 나오게 되면, 도 4에서 좌측의 감지휠(42)은 반경이 줄어들고 우측의 감지휠(42)은 반경이 커지는 형태로 움직이게 된다.

이와 같은 한 쌍의 감지휠(42)의 움직임은, 연동링크(40)를 통하여 회전돌기(46)를 움직이게 한다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같은 감지휠(42)의 움직임에 의하여 회전돌기(46)도 움직이게 되고, 이와 같은 회전돌기(46)의 회전각도는 포텐셔미터(52)에서 감지된다. 이렇게 감지된 회전각도 정보는 제어부(100)로 전달되고, 제어부(100)는 이러한 회전각도에 해당하는 정도의 조향장치 제어를 수행하게 된다.

그리고 본 발명에 의하면 보조패널(130)을 통하여 주행 제어를 실시할 수 있다. 예를 들면 보조패널에 설치되어 있는 조향장치를 조작하게 되면, 이러한 조작신호를 제어부(100)에서 감지하게 되고, 그 조작 상태에 대응하는 제어를 조향장치(120)에 대하여 실시하게 된다.

이상에서와 같은 본 발명에 의하면, 주행해야 하는 두둑의 형태에 따라서 자동으로 이를 감지함으로써, 두둑의 형태에 따른 자동 주행이 가능하게 되는 장점을 기대할 수 있다. 그리고 이 출원의 등록되면, 그 보호범위는 청구범위의 기재에 기초하여 해석되어야 함도 특허법의 규정 취지상 당연하다고 할 수 있다.

10 ..... 주행본체
20 ..... 굴취부
22 ..... 디바이더
40 ..... 연동링크
40a ..... 세로부분
40b ..... 가로부분
46 ..... 회전돌기
58 ...... 수평프레임

Claims (3)

1. 주행 가능한 주행본체와, 상기 주행본체의 전방에 설치되어 고추를 수확하는 탈실부를 구비하는 고추수확기의 자동주행장치로써;
   탈실부의 전방 하단에 마주보는 경사 상태로 설치되어, 두둑의 양측면에 접촉한 상태로 회전하는 한 쌍의 감지휠(44)과;
   감지휠(44)을 주행 가능하게 지지하는 세로부분(40a)과, 세로부분의 상단부에서 서로 근접하도록 연장되어 탈실부의 일측에서 회전 가능하게 지지되는 회전돌기(46)의 측면에 각각 연결되는 한 쌍의 연동링크(40); 그리고
   두둑의 경로가 곡선을 이루는 지점에서, 한 쌍의 연동링크(40)의 회전에 의하여 회전하는 회전돌기의 회전량을 감지하는 포텐셔미터로 구성되어;
   상기 포텐셔미터에서 감지되는 신호에 기초하여, 조향 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 고추수확기의 자동 주행장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탈실부에 부착되고, 조향레버가 설치되어 있는 보조패널을 더 포함하여 구성되는 고추수확기의 자동 주행장치.
3. 삭제

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