KR102191691B1 - 무인 제초 장치 - Google Patents

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KR102191691B1
KR102191691B1 KR1020190148624A KR20190148624A KR102191691B1 KR 102191691 B1 KR102191691 B1 KR 102191691B1 KR 1020190148624 A KR1020190148624 A KR 1020190148624A KR 20190148624 A KR20190148624 A KR 20190148624A KR 102191691 B1 KR102191691 B1 KR 102191691B1
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서영재
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    • G05D1/0088—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours

Abstract

본 발명은 편리한 제초 작업이 가능하고, 제초 작업시 발생되는 먼지, 소음, 파편 등으로부터 작업자가 위험에 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 악조건의 날씨에도 사용할 수 있는 무인 제초 장치를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 무인 제초 장치는, 본체; 상기 본체의 하부에 구비되며 상기 본체를 이동시키는 이송부; 상기 본체의 일단부에 구비되는 커팅부; 상기 본체의 기울기를 실시간으로 측정하는 기울기 센싱부; 및 상기 본체를 자율 주행시키는 자율 주행 모드로 상기 이송부를 제어하며 상기 기울기 센싱부의 기울기에 따라 상기 커팅부의 위치를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

무인 제초 장치{Unmanned weeding apparatus}
본 발명은 제초 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 제초 장치는 잡초를 제거하기 위한 장치이다. 작물에 손쉽게 영양을 공급할 수 있는 비료의 사용이 늘어나면서 동시에 밭에서 자라는 잡초의 수 또한 증가하게 되었고, 또한 수백 헥타르 규모의 대형 밭이 점점 늘어나면서 밭의 잡초 제거는 엄청난 비용과 수고가 들어가는 고된 작업이 되었다. 그렇다고 잡초의 제거를 등한시하면 작물의 재배에 큰 걸림돌이 되는데, 잡초가 흙에서 영양분을 줄어들게 할 뿐만 아니라 잡초의 번식력이 강하여 잎사귀나 줄기 등이 필연적으로 작물의 성장에 부정적인 영향을 끼치게 되므로, 제초의 중요성이 날로 대두되고 있다.
이러한 제초의 중요성을 감안하여 개발된 제초 장치는, 사용 용도와 형태 등에 따라 여러 가지가 다양하게 제안되어 널리 사용되고 있다.
예전에는 풀을 제거하기 위한 수단으로 오로지 인력에 의한 낫이라는 농기구에 의존해 제초작업을 하였으므로, 작업에 많은 힘이 들고, 작업에 소요되는 시간이 너무 오래 걸리며, 작업 효율이 떨어졌을 뿐만 아니라, 작업시 예리한 날에 손을 베이거나 심지어는 손가락이 잘리는 등의 인명사고가 빈번하게 발생하였다. 이후, 과학이 발달하게 되면서, 화학 제초제나 멀칭 비닐(농작물을 재배할 때 경지토양의 표면을 덮는 비닐)이 개발되었으나, 화학 제초제의 경우 토양을 오염시키거나 유독한 물질로 인해 인체에 해로운 영향을 주는 문제가 있고, 멀칭 비닐의 경우 흙 속의 공기순환이나 작물에 필요한 햇빛을 차단하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 제초작업을 전문적으로 할 수 있는 엔진이 탑재된 승용식 제초 장치가 개발되고 있다. 특히, 청, 장년층의 영농에 대한 기피현상에 따라, 농촌은 자연적으로 영농을 할 수 있는 인력구조가 고령화되고, 날이 갈수록 농촌 인구의 고령화가 심화되어 농업이라는 존립 자체까지 흔들리고 있으므로, 이러한 농촌 인구의 고령화 추세에 맞춰 농업의 기계화는 더욱 가속되어 눈부신 발전을 거듭하고 있고, 영농방식 또한, 과거의 소작형태의 영농에서 대규모 영농으로의 탈바꿈이 되고 있는 상황이며, 제초작업 또한 작업방식에 있어, 많은 발전을 거듭하여 최근에는 사람이 승차하여 운전을 하면서 제초작업을 수행할 수 있는 승용식 제초 장치가 개발되어 과거에 비해 힘을 전혀 들이지 않으면서도 짧은 시간에 많은 면적의 풀을 뽑거나 베어낼 수 있게 되었다.
기존의 기술로 특허등록 제1066663호에 개시된 승용식 제초 장치는, 제초날의 회전반경이 인접하는 다른 제초날과 상하로 중첩되면서 제초날 상호 간의 좌우 간극을 없애 제초작업의 사각지대를 해소하는 효과를 제공하는 기술을 개시한다.
그러나, 기존의 승용식 제초 장치는, 인력이 투입되어 제초 작업이 이루어져야 하기 때문에 제초 작업시 발생되는 소음, 먼지 등에 노출되어 작업자의 건강에 해치게 될 뿐만 아니라, 그 구성이 복잡하고 협소한 공간에서는 이동이 어려운 문제가 있다.
또한, 기존의 승용식 제초 장치는, 제초부가 주행장치의 전방에 일체로 고정 설치됨으로써 제초부의 제초날이 지면의 기울기에 따라 틸팅(tilting)할 수 없어 기울기가 낮은 쪽은 제초상태가 균일하지 못함은 물론 기울기가 높은 쪽의 지면을 제초날이 파고들면서 파손되는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 편리한 제초 작업이 가능하고, 제초 작업시 발생되는 먼지, 소음, 파편 등으로부터 작업자가 위험에 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 악조건의 날씨에도 사용할 수 있는 무인 제초 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 잡초가 흙에서 자연적으로 발효될 수 있도록 잡초를 분쇄하고 갈아 엎어 흙과 혼합할 수 있는 무인 제초 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무인 제초 장치는, 본체; 상기 본체의 하부에 구비되며 상기 본체를 이동시키는 이송부; 상기 본체의 일단부에 구비되는 커팅부; 상기 본체의 기울기를 실시간으로 측정하는 기울기 센싱부; 및 상기 본체를 자율 주행시키는 자율 주행 모드로 상기 이송부를 제어하며 상기 기울기 센싱부의 기울기에 따라 상기 커팅부의 위치를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 커팅부는, 상기 본체에 구비되는 틸팅용 구동 모터; 상기 틸팅용 구동 모터에 구비되며 상기 틸팅용 구동 모터에 의해 상하 회전되는 틸팅 부재; 및 상기 틸팅 부재의 말단에 구비되는 회전 커터;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 기울기 센싱부에 의해 측정된 기울기와 상기 이송부의 속도를 고려하여 상기 회전 커터가 흙에 접하거나 흙 속으로 설정깊이 들어가도록 상기 틸팅 부재를 회전시키고, 상기 회전 커터는, 상기 본체의 후단에 구비되되 상기 본체의 후단이 향하는 방향으로 이격되어 구비되고, 상기 본체의 후단은 상기 본체의 주행방향을 기준으로 그 주행방향의 반대를 향하는 단부이다. 상기 무인 제초 장치는, 상기 본체의 좌측과 우측에 각각 구비되며 좌측과 우측의 이랑을 각각 감지하는 각각의 이랑 감지 센싱부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 각각의 이랑 감지 센싱부에 의해 측정된 이랑과의 거리를 기초로 상기 본체가 도랑의 중심부에 놓이도록 상기 이송부를 통해 상기 본체의 진행 방향을 좌우 조절하며 진행시키고, 상기 회전 커터는, 상기 틸팅 부재의 말단에 구비되는 커팅용 구동 모터; 상기 커팅용 구동 모터에 축 결합되어 상기 커팅용 구동 모터에 의해 회전되는 드럼; 상기 드럼의 외주면에 돌출되게 구비되는 복수의 칼날; 및 상기 틸팅 부재의 말단에 구비되며 상기 드럼의 상부를 덮는 안전 덮개;를 포함하고, 상기 무인 제초 장치는, 상기 본체의 전단부에 구비되는 전단 표시등; 상기 본체의 후단부에 구비되는 후단 표시등; 상기 본체에 구비되는 충전지; 및 상기 본체의 외면에 구비되며 상기 충전지를 충전시키는 태양전지;를 더 포함하고, 상기 이랑 감지 센서부는 초음파 센서이고, 상기 안전 덮개는 상기 드럼의 전방부와 상부로 상기 복수의 칼날이 노출되지 않도록 덮는 곡면 형상의 판 부재이고, 상기 제어부와 상기 기울기 센서와 그리고 상기 커팅부를 통해 상기 회전 커터의 위치가 조절되면서 상기 복수의 칼날은 잡초를 분쇄하고 갈아 엎어 흙과 혼합시킨다.
상기 이송부는, 상기 본체의 하부 좌측에 구비되는 좌측 이송부; 및 상기 본체의 하부 우측에 구비되는 우측 이송부;를 포함할 수 있고, 상기 좌측 이송부와 우측 이송부 각각은, 상기 본체의 일부에 구비되는 이송용 구동 모터; 상기 이송용 구동 모터에 축 결합되는 이송용 구동 기어; 및 상기 본체의 타부에 회전 가능하게 구비되는 이송용 피동 부재; 및 상기 이송용 구동 기어와 상기 이송용 피동 부재를 감싸며 상기 이송용 구동 기어에 기어 결합되는 캐터필러;를 포함할 수 있다.
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상기 기울기 센싱부는, 자이로 센서와 가속도 센서를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 무인 제초 장치는, 상기 본체에 구비되는 통신부를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는 상기 통신부로 외부 신호가 입력되면 상기 자율 주행 모드를 정지하고 상기 외부 신호에 따라 상기 이송부를 제어할 수 있다.
상기 통신부는, 휴대 단말기와 통신이 가능한 블루투스(Bluetooth), 와이파이(WiFi), 지그비(Zig bee), NFC(Near Field Communication) 중 어느 하나 일 수 있다.
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상술한 본 발명의 실시예에 따른 무인 제초 장치는, 상기 본체에 구비되며 GPS위성으로부터 위치를 수신하는 GPS 수신기; 및 상기 제어부에 구비되는 주행 경로가 입력되는 주행 경로 입력부;를 더 포함할 수 있고, 상기 자율 주행 모드는, 상기 GPS 수신기에 의해 실시간 수신된 위치를 기준으로 상기 주행 경로 입력부에 입력된 주행 경로에 맞게 상기 본체가 이동되도록 상기 이송부를 제어할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무인 제초 장치는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 무인 제초 장치로, 본체와, 이송부와, 커팅부와, 기울기 센싱부와, 그리고 제어부를 포함하는 기술구성을 제공하므로, 본체가 자율 주행 모드로 자율 주행할 수 있고 기울기 센싱부의 기울기에 따라 커팅부의 위치를 제어할 수 있어, 즉 작업자의 탑승 없이도 제초 작업이 가능하므로, 편리한 제초 작업이 가능하고, 제초 작업시 발생되는 먼지, 소음, 파편 등으로부터 작업자가 위험에 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 악조건의 날씨에도 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 커팅부는, 틸팅용 구동 모터, 틸팅 부재, 그리고 회전 커터를 포함하는 기술구성을 제공하므로, 상술한 제어부와 기울기 센싱부와 함께 이러한 커팅부를 통해 회전 커터의 위치를 조절하면서 잡초를 분쇄하고 갈아 엎어 흙과 혼합할 수 있어, 시간이 흐르면서 흙과 혼합된 잡초가 흙에서 자연적으로 발효되어 퇴비의 역할을 할 수 있고, 궁극적으로 이를 통해 친환경적인 농법을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 통신부를 포함하는 기술구성을 제공하므로, 본 발명의 무인 제초 장치와 떨어진 상태에서 휴대 단말기를 통해 본 발명의 무인 제초 장치를 제어할 수 있어, 사용자가 원 거리에서 모니터하면서 본 발명의 무인 제초 장치가 자율 주행 모드로 이동되는 동안 위험한 상황(예를 들어, 밭일을 하는 농부에 근접하는 상황 등)이 발생될 경우 휴대 단말기의 제어 모드로 전환하는 것으로 이를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 이랑 감지 센서를 더 포함하는 기술구성을 제공하므로, 이랑 감지 센싱부에 의해 측정된 이랑과의 거리를 기초로 본체를 도랑의 중심부에 놓이도록 할 수 있어, 본 발명의 무인 제초 장치가 도랑을 따라 안정적으로 이동되면서 자율 주행이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 드럼의 상부를 덮는 안전 덮개를 더 포함하는 기술구성을 제공하므로, 본 발명의 무인 제초 장치의 주변에서 일하는 농부가 드럼의 칼날로부터 안전할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 전단 표시등과 후단 표시등을 더 포함하는 기술구성을 제공하므로, 현재 주행 방향이 전진인지 후진인지 원격에서 인지 가능하므로 주행 방향의 장애물 등의 파악이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 충전지와 태양전지를 더 포함하는 기술구성을 제공하므로, 플러그 연결을 통한 전기 충전 없이도 지속적인 운전이 가능할 수 있다. 특히, 낮 시간에는 본 발명의 무인 제초 장치를 충전하고 해가 완전히 진 심야에 제초작업을 시행할 수도 있으며, 이는 밭을 갈아엎는 과정에서 잡초의 씨앗이 햇빛을 받으면 발아가 촉진된다는 연구결과를 기반으로 한 작동방식으로 표면적인 잡초 제거 뿐만 아니라 앞으로의 잡초의 생장 또한 최대한 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 제초 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 무인 제초 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 이랑에 있는 굴곡부를 지나는 동안 커팅부의 기울기가 변화되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도랑을 따라 이동하는 동안 본체의 위치가 도랑의 중심에 놓이는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 무인 제초 장치가 휴대 단말기를 통해 제어되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 제초 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 무인 제초 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 이랑에 있는 굴곡부를 지나는 동안 커팅부의 기울기가 변화되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도랑을 따라 이동하는 동안 본체의 위치가 도랑의 중심에 놓이는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5는 도 1의 무인 제초 장치가 휴대 단말기를 통해 제어되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 제초 장치(100)는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본체(110)와, 이송부(120)와, 커팅부(130)와, 기울기 센싱부(140)와, 그리고 제어부(150)를 포함한다. 따라서, 본체(110)가 자율 주행 모드로 자율 주행할 수 있고 기울기 센싱부(140)의 기울기에 따라 커팅부(130)의 위치를 제어할 수 있어, 즉 작업자의 탑승 없이도 제초 작업이 가능하므로, 편리한 제초 작업이 가능하고, 제초 작업시 발생되는 먼지, 소음, 파편 등으로부터 작업자가 위험에 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 악조건의 날씨에도 사용할 수 있다. 이하, 도 1 내지 도 5를 계속 참조하여, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.
본체(110)는, 본 발명의 무인 제초 장치(100)의 메인 바디를 이루는 구성요소이다. 이러한 본체(110)는 작업자의 탑승을 위한 별도의 공간을 필요로 하지 않아 소형화 또한 가능할 수 있다.
이송부(120)는, 본체(110)를 전후 또는 좌우로 이동시키기 위한 구성요소이다. 이러한 이송부(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 하부에 구비될 수 있다.
구체적으로, 이송부(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 좌측 이송부(120L)와 우측 이송부(120R)를 포함할 수 있다. 좌측 이송부(120L)는 본체(110)의 하부 좌측에 구비될 수 있고, 우측 이송부(120R)는 본체(110)의 하부 우측에 구비될 수 있다. 따라서, 좌측 이송부(120L)와 우측 이송부(120R)의 속도를 동일하게 하면 본체(110)가 직진할 수 있고, 좌측 이송부(120L)의 속도를 우측 이송부(120R)의 속도에 비해 상대적으로 크게 하면 본체(110)가 우측으로 회전될 수 있고, 상대적으로 작게 하면 본체(110)가 좌측으로 회전될 수 있다.
예를 들어, 좌측 이송부(120L)와 우측 이송부(120R) 각각은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 이송용 구동 모터(121), 이송용 구동 기어(122), 이송용 피동 부재(123), 그리고 캐터필러(caterpillar)(124)를 포함할 수 있다. 이송용 구동 모터(121)는 본체(110)의 하측 일부에 구비될 수 있고, 이송용 구동 기어(122)는 이송용 구동 모터(121)에 축 결합될 수 있다. 이송용 피동 부재(123)는 본체(110)의 하측 타부에 회전 가능하게 구비될 수 있고, 캐터필러(124)는 이송용 구동 기어(122)와 이송용 피동 부재(123)를 감싸며 이송용 구동 기어(122)에 기어 결합될 수 있다. 따라서, 이송용 구동 모터(121)에 전원이 인가되면 이송용 구동 기어(122)가 회전되면서 이에 기어 결합된 캐터필러(124)가 이송용 피동 부재(123)에 의해 장력이 유지된 상태로 회전될 수 있다.
커팅부(130)는, 실질적으로 잡초를 제거하기 위한 구성요소이다. 이러한 커팅부(130)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 일단부에 구비될 수 있다.
예를 들어, 커팅부(130)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 틸팅용 구동 모터(131), 틸팅 부재(132), 그리고 회전 커터(133)를 포함할 수 있다. 틸팅용 구동 모터(131)는 본체(110)의 일단부에 구비될 수 있고, 틸팅 부재(132)는 틸팅용 구동 모터(131)에 구비될 수 있으며 틸팅용 구동 모터(131)에 의해 상하 회전될 수 있다. 회전 커터(133)는 틸팅 부재(132)의 말단에 구비될 수 있다. 따라서, 상술한 제어부(150)와 기울기 센싱부(140)와 함께 이러한 커팅부(130)를 통해 회전 커터(133)의 위치를 조절하면서 잡초를 분쇄하고 갈아 엎어 흙과 혼합할 수 있어, 시간이 흐르면서 흙과 혼합된 잡초가 흙에서 자연적으로 발효되어 퇴비의 역할을 할 수 있고, 궁극적으로 이를 통해 친환경적인 농법을 구현할 수 있다.
나아가, 회전 커터(133)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 커팅용 구동 모터(133a), 드럼(133b), 그리고 복수의 칼날(133c)을 포함할 수 있다. 커팅용 구동 모터(133a)는 틸팅 부재(132)의 말단에 구비될 수 있고, 드럼(133b)은 커팅용 구동 모터(133a)에 축 결합되어 커팅용 구동 모터(133a)에 의해 회전될 수 있다. 복수의 칼날(133c)은 드럼(133b)의 외주면에 돌출되게 구비될 수 있다.
또한, 회전 커터(133)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 틸팅 부재(132)의 말단에 구비되며 드럼(133b)의 상부를 덮는 안전 덮개(134)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 무인 제초 장치(100)의 주변에서 일하는 농부가 드럼(133b)의 칼날(133c)로부터 안전할 수 있다.
기울기 센싱부(140)는, 본체(110)의 기울기를 실시간으로 측정하기 위한 구성요소이다. 이러한 기울기 센싱부(140)는, 자이로 센서(미도시)와 가속도 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 자이로 센서와 가속도 센서는 본체(110)의 기울기를 측정하기 위해 사용되는 것으로, 가속도 센서는 중력 가속도에 대한 상대 가속도를 측정하고, 자이로 센서는 그 측정된 각속도를 적분하여 회전거리를 구한다. 이를 통해 본체(110)의 기울기를 정확히 측정할 수 있다. 예를 들어, 기울기 센싱부(140)로는 가속도 센서와 자이로 센서가 함께 내장되어 있는 MPU-6050 모듈 등이 이용될 수 있다.
제어부(150)는 자율 주행 모드로 이송부(120)를 제어하고 이와 더불어 기울기 센싱부(140)의 기울기에 따라 커팅부(130)의 위치를 제어하기 위한 구성요소이다. 이러한 제어부(150)는, 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 제어부(150)는 아두이노(Arduino) 등이 이용될 수 있으며 본체(110)에 구비될 수 있다.
나아가, 이러한 설정된 프로그램은 후술하는 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 기울기 센싱부(140)에 의해 측정된 기울기와 이송부(120)의 속도를 고려하여 칼날(133c)이 흙에 접하거나 흙 속으로 설정깊이(분쇄된 잡초가 흙과 혼합될 수 있을 정도) 들어가도록 틸팅 부재(132)를 회전시키는 일련의 명령을 수행할 수 있다. 특히, 이 경우, 드럼(133b)은, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 주행방향을 기준으로 본체의 후단에 구비되되 본체(110)의 후단이 향하는 방향으로 이격되어 구비될 수 있다. 따라서, 본체(110)에 내장된 기울기 센싱부(140)에 의해 기울기가 측정된 다음에, 시간 차를 두어 본체(110)가 있던 곳으로 드럼(133b)이 진입하게 됨에 따라, 기울기 센싱부(140)의 기울기를 드럼에 용이하게 반영시킬 수 있다.
이와 더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 제초 장치(100)는, 도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 통신부(160)를 더 포함할 수 있다. 이러한 통신부(160)는 본체(110)에 구비될 수 있으며, 휴대 단말기(10)와 통신이 가능한 블루투스(Bluetooth), 와이파이(WiFi), 지그비(Zig bee), NFC(Near Field Communication) 중 어느 하나 일 수 있다. 이 경우, 제어부(150)는 통신부(160)로 외부 신호가 입력되면 자율 주행 모드를 정지하고 외부 신호에 따라 이송부(120)를 제어하는 일련의 명령을 수행할 수 있다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 무인 제초 장치(100)와 떨어진 상태에서 휴대 단말기(10)를 통해 본 발명의 무인 제초 장치(100)를 제어할 수 있어, 사용자가 원 거리에서 모니터링하면서 본 발명의 무인 제초 장치(100)가 자율 주행 모드로 이동되는 동안 위험한 상황(예를 들어, 밭일을 하는 농부에 근접하는 상황 등)이 발생될 경우 휴대 단말기(10)의 제어 모드로 전환하는 것으로 이를 미연에 방지할 수 있다.
이와 더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 제초 장치(100)는, 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 좌측과 우측에 각각 구비되며 좌측과 우측의 이랑을 각각 감지하는 각각의 이랑 감지 센싱부(170)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 이랑 감지 센싱부(170)에 의해 측정된 이랑과의 거리를 기초로 본체(110)를 도랑의 중심부에 놓이도록 할 수 있어, 본 발명의 무인 제초 장치(100)가 도랑을 따라 안정적으로 이동되면서 자율 주행이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 각각의 이랑 감지 센싱부(170)는 초음파 센서 등이 사용될 수 있다.
이 경우, 제어부(150)는, 각각의 이랑 감지 센싱부(170)에 의해 측정된 이랑과의 거리를 기초로 본체(110)가 도랑의 중심부에 놓이도록 이송부(120)를 통해 본체(110)의 진행 방향을 좌우 조절하는 일련의 명령을 수행할 수 있다. 예를 들어, 좌측 이송부(120L)의 속도를 우측 이송부(120R)의 속도에 비해 상대적으로 높이면 본체(110)의 진행 방향이 우측으로 조절되고, 우측 이송부(120R)의 속도를 좌측 이송부(120L)의 속도에 상대적으로 높이면 본체(110)의 진행 방향이 좌측으로 조절되는 방식으로, 본체(110)의 진행 방향을 좌우 조절할 수 있다.
이와 더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 제초 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 전단부에 구비되는 전단 표시등(FL1)과, 본체(110)의 후단부에 구비되는 후단 표시등(RL1)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 현재 주행 방향이 전진인지 후진인지 원격에서 인지 가능하므로 주행 방향의 장애물 등의 파악이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.
이와 더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 제초 장치(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 충전지(181)와 태양전지(182)를 더 포함할 수 있다. 충전지(181)는 본체(110)에 구비될 수 있고, 태양전지(182)는 본체(110)의 외면에 구비될 수 있으며 충전지(181)를 충전시킬 수 있다.
따라서, 플러그 연결을 통한 전기 충전 없이도 지속적인 운전이 가능할 수 있다. 특히, 낮 시간에는 본 발명의 무인 제초 장치(100)를 태양전지(182)를 이용하여 충전하고 해가 완전히 진 심야에 제초작업을 시행할 수도 있으며, 이는 밭을 갈아엎는 과정에서 잡초의 씨앗이 햇빛을 받으면 발아가 촉진된다는 연구결과를 기반으로 한 작동방식으로 표면적인 잡초 제거 뿐만 아니라 앞으로의 잡초의 생장 또한 최대한 억제할 수 있다.
이와 더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 제초 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, GPS 수신기(191)와 주행 경로 입력부(192)를 더 포함할 수 있다. GPS 수신기(191)는 본체(110)에 구비될 수 있으며 GPS위성으로부터 위치를 수신할 수 있다. 주행 경로 입력부(192)는 제어부(150) 등의 본체(110)에 구비될 수 있으며 주행 경로가 입력될 수 있다. 이 경우, 자율 주행 모드는, GPS 수신기(191)에 의해 실시간 수신된 위치를 기준으로 주행 경로 입력부(192)에 입력된 주행 경로에 맞게 본체(110)가 이동되도록 이송부를 제어할 수 있다. 예를 들어 GPS 수신기(191)로는 RTK(Real-Time Kinematic) GPS 수신기 등이 사용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 무인 제초 장치 110: 본체
120: 이송부 120L: 좌측 이송부
120R: 우측 이송부 121: 이송용 구동 모터
122: 이송용 구동 기어 123: 이송용 피동 부재
124: 캐터필러 130: 커팅부
131: 틸팅용 구동 모터 132: 틸팅 부재
133: 회전 커터 134: 안전 덮개
140: 기울기 센싱부 150: 제어부
160: 통신부 170: 이랑 감지 센싱부
FL1: 전단 표시등 RL1: 후단 표시등
181: 충전지 182: 태양전지
191: GPS 수신기 192: 주행 경로 입력부

Claims (3)

  1. 무인 제초 장치로,
    본체;
    상기 본체의 하부에 구비되며 상기 본체를 이동시키는 이송부;
    상기 본체의 일단부에 구비되는 커팅부;
    상기 본체의 기울기를 실시간으로 측정하는 기울기 센싱부; 및
    상기 본체를 자율 주행시키는 자율 주행 모드로 상기 이송부를 제어하며 상기 기울기 센싱부의 기울기에 따라 상기 커팅부의 위치를 제어하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 커팅부는,
    상기 본체에 구비되는 틸팅용 구동 모터;
    상기 틸팅용 구동 모터에 구비되며 상기 틸팅용 구동 모터에 의해 상하 회전되는 틸팅 부재; 및
    상기 틸팅 부재의 말단에 구비되는 회전 커터;
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 기울기 센싱부에 의해 측정된 기울기와 상기 이송부의 속도를 고려하여 상기 회전 커터가 흙에 접하거나 흙 속으로 설정깊이 들어가도록 상기 틸팅 부재를 회전시키고,
    상기 회전 커터는,
    상기 본체의 후단에 구비되되 상기 본체의 후단이 향하는 방향으로 이격되어 구비되고,
    상기 본체의 후단은,
    상기 본체의 주행방향을 기준으로 그 주행방향의 반대를 향하는 단부이고,
    상기 무인 제초 장치는,
    상기 본체의 좌측과 우측에 각각 구비되며 좌측과 우측의 이랑을 각각 감지하는 각각의 이랑 감지 센싱부
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 각각의 이랑 감지 센싱부에 의해 측정된 이랑과의 거리를 기초로 상기 본체가 도랑의 중심부에 놓이도록 상기 이송부를 통해 상기 본체의 진행 방향을 좌우 조절하며 진행시키고,
    상기 회전 커터는,
    상기 틸팅 부재의 말단에 구비되는 커팅용 구동 모터;
    상기 커팅용 구동 모터에 축 결합되어 상기 커팅용 구동 모터에 의해 회전되는 드럼;
    상기 드럼의 외주면에 돌출되게 구비되는 복수의 칼날; 및
    상기 틸팅 부재의 말단에 구비되며 상기 드럼의 상부를 덮는 안전 덮개;
    를 포함하고,
    상기 무인 제초 장치는,
    상기 본체의 전단부에 구비되는 전단 표시등;
    상기 본체의 후단부에 구비되는 후단 표시등;
    상기 본체에 구비되는 충전지; 및
    상기 본체의 외면에 구비되며 상기 충전지를 충전시키는 태양전지;
    를 더 포함하고,
    상기 이랑 감지 센서부는,
    초음파 센서이고,
    상기 안전 덮개는,
    상기 드럼의 전방부와 상부로 상기 복수의 칼날이 노출되지 않도록 덮는 곡면 형상의 판 부재이고,
    상기 제어부와 상기 기울기 센싱부와 그리고 상기 커팅부를 통해 상기 회전 커터의 위치가 조절되면서 상기 복수의 칼날은 잡초를 분쇄하고 갈아 엎어 흙과 혼합시키는
    무인 제초 장치.
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