KR102234038B1

KR102234038B1 - 자동농업설비 및 자동이동시스템

Info

Publication number: KR102234038B1
Application number: KR1020180173095A
Authority: KR
Inventors: 강명수
Original assignee: 강명수
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2021-03-31
Also published as: US20200337290A1; KR20190080820A; WO2019132623A1; US11470833B2

Abstract

본 발명에 따른 자동농업설비는, 경작지 상에 배치되는 고정대, 경작지와 이격되도록 고정대 상에 설치되는 제1방향이동가이드부, 제1방향이동가이드부 상을 주행하는 제1방향이동대차, 및 제1방향이동대차에 연결되는 제2방향이동가이드부 상을 주행하는 자동살포장치를 포함하고, 제1방향이동대차의 주행 제어와 제2방향이동가이드부의 권취 제어는 삼각함수 원리와 피타고라스 정리 중 적어도 어느 하나에 기초하여 이루어진다.

Description

자동농업설비 및 자동이동시스템{AUTOMATIC AGRICULTURAL FACILITIES AND AUTOMATIC MOVING SYSTEM}

본 발명은 자동농업설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작업자가 농작물에 농약 등을 자동으로 살포할 수 있는 자동농업설비에 관한 것이다. 또한 본 발명은 비정형화된 영역을 포함하여 대상영역 상을 자동으로 이동할 수 있는 자동이동시스템에 관한 것이다.

일반적으로 농작물의 생산량을 향상시키기 위해 농약이 개발되었으며, 이러한 농약을 면서 농약을 농작물과 같은 작업대상물에 살포한다. 농약 살포를 위해서 농약에 물을 섞어 희석한 후 탱크에 저장한다. 그리고 작업자가 농약을 담은 탱크를 등에 지고 한 손으로는 인공 펌프를 동작시키며 다른 한 손으로는 분무기를 잡고 농약을 살포하여 작업대상물에 살포한다.

이 외에 스프링클러를 이용한 농약 살포 방식의 경우 기자재 유지비용이 많이 들고, 많은 인력이 필요하며, 물 낭비가 심한 단점이 있다. 더욱이 스크링클러 농약 살포 방식은 병원균 전도율이 증가하게 되고, 농장비에 의한 스크링클러 장치의 파손이 빈번하게 발생되며, 미생물에 의한 부식에 의해 수명이 단축되는 문제점이 있다. 또한 무인헬기 등을 이용하는 경우에도 추력에 의해 균등한 살포가 어렵고, 짧은 운행시간과 조종이 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1778076호(2017.09.07 등록, 발명의 명칭: 농약 살포장치)에 게시되어 있다.

본 발명의 목적은 작업자가 농약 등을 농작물에 자동으로 살포할 수 있는 자동농업설비를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 농작물 전체에 농약을 균일하게 살포할 수 있는 자동농업설비를 제공하는데 있다.

또난 본 발명의 다른 목적은 경작지에 서식하는 해충을 박멸할 수 있는 자동농업설비를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 경작지의 농작물의 생육, 기타 환경 변화를 실시간으로 감지할 수 있는 자동농업설비를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 자동농업설비는: 경작지 상에 배치되는 고정대; 상기 경작지와 이격되도록 상기 고정대 상에 설치되는 제1방향이동가이드부; 상기 제1방향이동가이드부 상을 주행하는 제1방향이동대차; 및 상기 제1방향이동대차에 연결되는 제2방향이동가이드부 상을 주행하는 자동살포장치를 포함하고, 상기 제1방향이동대차의 주행 제어와 상기 제2방향이동가이드부의 권취 제어는 삼각함수 원리와 피타고라스 정리 중 적어도 어느 하나에 기초하여 이루어진다.

또한 본 발명에 따른 자동농업설비는: 농작물 전체에 농약을 균일하게 살포할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 자동농업설비는: 경작지에 서식하는 해충을 박멸할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 자동농업설비는: 경작지의 농작물의 생육, 기타 환경 변화를 실시간으로 감지할 수 있다.

본 발명에 따른 자동농업설비는, 작업자가 농약 등을 농작물에 자동으로 살포할 수 있으며, 경작지에 서식하는 해충을 박멸할 수 있고, 경작지의 농작물의 생육, 기타 환경 변화를 실시간으로 감지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 경작지의 폭이 일정한 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 경작지의 폭이 달라지되 우측의 경계가 확장되는 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비의 작동 상태를 나타낸 개념도이다.
도 5는 경작지의 폭이 달라지되 좌측의 경계가 확장되는 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 경작지의 폭이 달라지되 좌우측의 경계가 확장되는 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비에서 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 경작지의 폭이 달라지되 우측의 경계가 감소되는 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비에서 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비에서 작동 상태를 나타낸 정면도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 개략적인 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 개략적인 측면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 개략적인 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 개략적인 정면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 개략적인 원거리 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 회전축 부위를 확대한 도면이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 제1방향이동본체 부위를 확대한 도면이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동살포유닛을 나타낸 도면이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동농업설비의 제1방향이동대차의 개략적인 사시도이다.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동농업설비의 제1방향이동대차의 개략적인 측면도이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동농업설비의 제1방향이동대차의 제1방향회동부의 개략적인 사시도이다.
도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동농업설비의 제1방향이동대차의 제1방향회동부의 개략적인 평면도이다.
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동농업설비의 제1방향이동대차의 제1방향회동부의 개략적인 단면도이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비의 제어흐름도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자동농업설비의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는 경작지의 폭이 일정한 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 3은 경작지의 폭이 달라지되 우측의 경계가 확장되는 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비의 작동 상태를 나타낸 개념도이다. 도 5는 경작지의 폭이 달라지되 좌측의 경계가 확장되는 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 6은 경작지의 폭이 달라지되 좌우측의 경계가 확장되는 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비에서 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 7은 경작지의 폭이 달라지되 우측의 경계가 감소되는 상태에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비에서 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비에서 작동 상태를 나타낸 정면도이다. 도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비를 나타낸 사시도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 개략적인 평면도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 개략적인 측면도이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 개략적인 사시도이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 개략적인 정면도이다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 개략적인 원거리 사시도이다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 회전축 부위를 확대한 도면이다. 도 17 및 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방향이동대차의 제1방향이동본체 부위를 확대한 도면이다. 도 19 및 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동살포유닛을 나타낸 도면이다. 도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비의 제어흐름도이다.

도 1 내지 도 20, 도 27을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비는 고정대(10), 제1방향이동가이드부(20), 제1방향이동대차(30), 제2방향이동가이드부(40), 자동살포장치(100)를 포함하여 이루어진다.

고정대(10)는 농작물 등이 경작되는 논이나 밭 등의 경작지(G)의 경계에 설치된다. 본 실시예에 따르면 고정대(10)는 파이프 형상으로 형성되고, 경작지(G)의 일측 경계와, 이의 맞은 편 경계에 복수개가 경작지(G)의 형상에 맞게 배치된다.

경작지(G)의 좌측 경계에 복수개의 고정대(10A)가 일정 간격으로 이격되게 배치되고, 그 맞은편인 경작지(G)의 우측 경계에 복수개의 고정대(10B)가 일정 간격으로 이격되게 배치된다.

제1방향이동가이드부(20)는 복수개의 고정대(10) 상에 제1방향이동대차(30)의 제1방향(도 1의 Y방향) 이동을 안내하도록 설치된다. 제1방향이동가이드부(20)는 레일 형상으로 형성될 수 있으며, 이 외의 형상이라도 제1방향이동대차(30)의 이동을 안내할 수 있다면 대체 가능하다.

제1방향이동가이드부(20)는 한 쌍이 일 조(組)를 이루며, 일측과 타측의 고정대(10A, 10B)에 각각 설치된다.

제1방향이동대차(30)는 일측의 제1방향이동가이드부(20A) 상에 설치되는 일측의 제1방향이동대차(30A)와, 타측의 제1방향이동가이드부(20B) 상에 설치되는 타측의 제1방향이동대차(30B)와 같이 한 쌍이 일 조를 이룬다.

한 쌍의 제1방향이동대차(30)는 서로 동일한 방향과 속도로 제1방향이동가이드부(20) 상을 이동할 수 있으며, 경작지(G)의 형상에 따라 서로 다른 방향 또는 서로 다른 속도로 제1방향이동가이드부(20) 상을 이동할 수 있도록 개별적으로 작동 제어된다.

제1방향이동대차(30)는 제1방향이동가이드부(20)에 이동 가능하게 장착되는 제1방향이동본체(310)와, 제1방향이동본체(310)의 회전축(355)에 회전 가능하게 설치되는 제1방향회동부(350)를 포함한다. 제1방향회동부(350)에는 자동살포장치(100)의 X방향 이동이 이루어지는 제2방향이동가이드부(40)인 와이어가 각각 설치된다.

제2방향이동가이드부(40)는 서로 마주보는 한 쌍의 제1방향이동대차(30)를 연결한다. 제1방향이동가이드부(20)가 경작지(G)의 길이 방향(Y방향)으로 배치된다면, 제2방향이동가이드부(40)는 경작지(G)의 폭 방향(X방향)으로 배치된다. 경지정리가 되어 네모 반듯한 경작지(G)라면 제1방향이동가이드부(20)와 제2방향이동가이드부(40)는 서로 직교되는 방향으로 배치될 수 있다.

제2방향이동가이드부(40)는 제1방향이동대차(30) 상에 배치되는 한 쌍의 제1방향이동대차(30)의 위치에 따라 Y방향의 위치가 지정된다. 제2방향이동가이드부(40)는 자동살포장치(100)의 제2방향(도 1의 X방향) 이동을 안내한다.

제2방향이동가이드부(40)는 제1방향회동부(350)에 설치되는 제1방향회동권취부(353)에 권취되거나 권출된다. 제2방향이동가이드부(40)는 탑재되는 자동살포장치(100)의 이동을 위해 일정 이상의 장력이 제공되어야 하며, 이에 따라 한 쌍의 제1방향이동대차(30)의 간격에 맞춰 제2방향이동가이드부(40)는 제1방향회동권취부(353)에 권취되거나 권출되면서 장력이 조절된다.

도 3과 같이 경작지(G) 우측의 경계가 확장되는 경우 좌측의 제1방향회동부(350A)에서는 제2방향이동가이드부(40)를 권취 또는 권출하지 않으나, 우측의 제1방향회동부(350B)에서는 제2방향이동가이드부(40)를 권출하면서, 제2방향이동가이드부(40)의 장력을 일정하게 유지한다.

도 5와 같이 경작지(G) 좌측의 경계가 확장되는 경우 우측의 제1방향회동부(350B)에서는 제2방향이동가이드부(40)를 권취 또는 권출하지 않으나, 좌측의 제1방향회동부(350A)에서는 제2방향이동가이드부(40)를 권출하면서, 제2방향이동가이드부(40)의 장력을 일정하게 유지한다.

이와 같이 한 쌍의 제1방향회동부(350A, 350B)는 경작지(G)의 경계 변동에 따라 제2방향이동가이드부(40)에 대한 권취 또는 권출 작동이 개별적으로 제어된다. 본 실시예에서 제1방향회동부(350A, 350B)는 경계 변동이 발생하는 경작지(G)측에서 제2방향이동가이드부(40)의 권취 또는 권출 작동이 제어된다.

제1방향회동부(350)는 경작지(G)의 폭이 변동됨에 따라 한 쌍의 제1방향이동대차(30A, 30B) 간의 늘어난 간격만큼 제2방향이동가이드부(40)의 전체 길이를 늘인다. 반대로 한 쌍의 제1방향이동대차(30A, 30B)간의 간격이 좁혀지는 경우 제2방향이동가이드부(40)는 제1방향회동권취부(353)에 귄취되면서 전체 길이가 줄어든다.

제2방향이동가이드부(40)는 와이어 형상으로 형성될 수 있으며, 이 외의 형상이라도 자동살포장치(100)의 이동을 안내할 수 있다면 대체 가능하다. 본 실시예에서 제2방향이동가이드부(40)는 2개의 와이어로 구성된다.

자동살포장치(100)는 제2방향이동가이드부(40) 상에 설치되고, 구동부를 별도로 구비함에 따라 자체 동력원에 의해 제2방향이동가이드부(40) 상을 이동할 수 있다.

본 실시예에서 한 쌍의 제1방향이동대차(30A, 30B)는 Y방향으로 서로 동일한 거리로 이동될 수 있다. 자동살포장치(100)의 단위살포거리가 a(도 4 참조)인 경우 한 쌍의 제1방향이동대차(30A, 30B)는 어느 하나의 구역에 대한 살포가 완료된 경우 단위살포거리(a)만큼 Y방향으로 이동하여 경작지(G)의 다음 구역에 대한 살포 작업을 진행한다.

제1방향이동대차(30)의 Y방향으로의 단위이동거리는 단위살포거리(a) 보다 더 크게 혹은 더 작게 설정될 수도 있다. 즉, 제1방향이동대차(30)가 1회에 a/2만큼 Y방향으로 이동되게 설정되는 경우, 이전 구역에서의 살포 후방영역과 그 다음 구역에서의 살포 전방영역은 겹쳐진다.

이와 같이 제1방향이동대차(30)의 Y방향으로의 단위이동거리 사용 환경, 농약 등의 농도, 농약 등의 종류, 분사노즐의 형상, 분사영역의 폭, 고랑과 이랑의 폭 등 여러 이유로 조정될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 제1방향이동대차(30)의 Y방향으로의 단위이동거리는 a로 설정될 수 있고, 2a, 3a, ... Na(N은 자연수)로 설정될 수 있으며, 2/a로 설정될 수 있고, 3/a, 4/a, ... N/a(N은 자연수)로 설정될 수 있다. 이처럼 제1방향이동대차(30)의 Y방향으로의 단위이동거리는 경작지(G)의 형상 등에 따라 조정 가능하다.

경작지(G)의 형상이 도 1과 같이 변동이 없는 경우 좌우 한 쌍의 제1방향이동대차(30A, 30B)는 일 구역에 대한 살포가 완료되면 Y방향으로 단위살포거리(a)만큼 이동하여 다음 구역으로 이동된다.

우측 경계 또는 좌우측 경계가 확장 또는 감소되면서 경작지(G)가 달라지는 경우 자동살포장치(100)는 다음과 같이 이동된다.

도 2 내지 도 7을 참고하면, 한 쌍의 제1방향이동대차(30) 중 경작지(G)의 경계 형상이 변동되지 않는 측의 제1방향이동대차(30, 도 3의 우측, 도 5의 좌측 등)는 어느 하나의 구역에 대한 살포가 완료되면 단위살포거리(a)만큼 Y방향으로 이동한다.

경작지(G)의 경계가 확장되거나 감소되면서 경계 형상이 변동되는 측의 제1방향이동대차(30, 도 3의 좌측, 도 5의 우측 등)의 이동거리는 단위살포거리(a)보다 큰 c가 된다. 즉, 경작지(G)의 경계가 확장되거나 감소하는 경우 변동되는 측의 제1방향이동대차(30)가 다음 구역의 살포를 위해 이동하는 거리, 즉 단위이동거리는 단위살포거리(a)보다 크게 된다.

도 4를 참고하면, 제1방향이동대차(30)의 실제 이동할 거리(c)는 단위살포거리(a)와, 경작지(G)의 경계 변동에 따른 제1방향이동대차(30)의 X방향 이동거리에 기초하여 구해질 수 있다.

여기서 실제 이동할 거리(c)는 피타고라스의 정리에 의해 정해질 수 있다. 즉, 실제 이동할 거리(c)의 제곱값은 단위살포거리(a)의 제곱값과 제1방향이동대차(30)의 X방향 이동거리(b)의 제곱값의 합으로 정해질 수 있다.

도 4에서 나타나듯이, 경작지(G)의 경계가 변동되는 경우 제1방향이동대차(30)가 Y방향으로 a만큼 이동하기 위해서는 경작지(G)의 폭이 변동된 값(b)만큼 X방향으로도 이동되어야 한다.

따라서 제1방향이동대차(30)의 실제이동거리가 c가 아닌 a라면 제1방향이동대차(30)의 Y방향으로의 이동은 a에 못미치게 된다.

이에 따라 경작지(G)의 경계 변동이 없는 측의 제1방향이동대차(30)와 경계 변동이 있는 측의 제1방향이동대차(30)는 Y축 상에서 원점 기준 동일한 거리 상에 위치하지 않게 된다.

즉, 경작지(G)의 경계 변동이 있는 측의 제1방향이동대차(30)가 Y축 상에서 더 짧게 이동하게 됨에 따라 자동살포장치(100)에서 살포되는 구역이 중첩될 수 있으며, 이는 살포양의 증가에 따른 여러 부작용을 발생시키게 된다.

보다 구체적으로, 어느 하나의 구역에 대한 살포가 완료되면 한 쌍의 제1방향이동대차(30)가 Y축 상으로 단위살포거리(a)만큼 이동되어야 그 이전의 살포 구역과 지금의 살포 구역이 중첩되지 않게 되는데, Y축 상으로의 이동 거리가 짧아지는 경우 살포 구역의 중첩이 발생하게 되어 특정 지점에서 과다한 농약 살포가 나타나게 된다. 또한 Y축 상으로 이동 거리가 넓어지는 경우에는 반대로 살포되지 않는 구역이 발생하게 되어 농약 살포의 효과를 얻을 수 없게 된다.

제1방향회동부(350)는 제1방향이동본체(310) 상에 회전축에 의해 회동 가능하게 장착되므로, 제1방향이동본체(310)가 경작지(G)의 경계 변동에 따라 좌측 또는 우측으로 경사지게 이동되더라도 회전축에 의해 자동적으로 각도가 조절되면서 제2방향이동가이드부(40)의 위치를 조정하게 된다.

제1방향이동대차(30)의 단위이동거리가 a일 때 도 4에서 θ1 또는 θ2를 아는 경우, 삼각함수 공식에 의해 제어부(700)는 제2방향이동가이드부(40)의 증가량인 b를 산출할 수 있다. 이에 따라 제2방향이동가이드부(40)가 b만큼 권출되도록 작동 제어한다. 마찬가지로 제어부(700)는 삼각함수 공식에 의해 제1방향이동대차(30)의 실제 이동할 거리인 c를 산출할 수 있다.

따라서 제1방향이동대차(30)가 제1방향이동가이드부(20) 상에서 거리 c를 N회에 나누어서 이동할 경우 제2방향이동가이드부(40)는 b/N회로 나누어서 권출되며, 이에 따라 일측의 제2방향이동가이드부(40A)의 길이와 타측의 제2방향이동가이드부(40B)의 길이는 서로 동일한 상태로 유지될 수 있다.

자동살포장치(100)가 경작지(G)의 전 구역에 대하여 농약을 살포하는 동안 상술한 구조에 의해 일측의 제2방향이동가이드부(40A)의 길이와 타측의 제2방향이동가이드부(40B)의 길이가 동일한 상태로 유지되므로, 자동살포장치(100)를 통해 작업자가 원하는 양으로 농약을 살포할 수 있게 된다.

또한 경작지(G)에 특정 구역이 농약의 살포가 누락되거나 과다하게 되는 상황을 미연에 방지할 수 있게 되고, 자동살포장치(100)가 제2방향이동가이드부(40) 상에서 안정적으로 이동이 가능하게 된다.

제1방향이동대차(30)가 Y축 상으로 다음 구역의 살포를 위해 이동하는 거리, 즉 단위이동거리를 이동하는 동안 θ1, θ2의 각도는 여러 차례 변경될 수 있다. 이 때 제어부(700)는 제1방향이동대차(30)가 이동할 제1방향이동가이드부(20) 상의 경로에서 θ1, θ2의 각도가 유지되는 지점까지의 좌표를 확보하고, 확보된 좌표와 현재 지점의 좌표를 통해 제1방향이동대차(30)가 X방향으로 이동할 거리와 Y방향으로 이동할 거리를 산출할 수 있다. 이때 X방향의 이동할 거리가 제2방향이동가이드부(40)의 권취량 또는 권출량을 조절하는 파라미터가 된다.

이처럼 제어부(700)는 θ1, θ2의 각도가 계속적으로 가변되더라도 현재 지점과 이동예상지점의 좌표를 추출하여 삼각함수 공식에 기반하여 b, c의 값을 실시간으로 산출할 수 있다. 이에 따라 제1방향이동대차(30)의 이동 제어, 권취 제어를 포함한 자동농업설비 전반의 제어가 가능하다.

한편 도 4는 경작지(G)의 경계 변동 중에서 경작지(G)의 폭이 확장되는 경우를 예로 들어 설명한 것으로, 이와 반대로 경작지(G)의 폭이 감소하는 경우에도 본 발명은 동일하게 적용이 가능하다.

제어부(700)는 위치측정센서(710)를 포함할 수 있다. 위치측정센서(710)는 자동살포장치(100)가 위치하는 현재 지점과, 제1방향이동대차(30)가 이동할 지점의 좌표를 측정할 수 있다. 위치측정센서(710)는 GPS(Global Positioning System)를 포함할 수 있다.

따라서 위치측정센서(710)를 통해 제1방향이동대차(30)가 이동할 지점의 좌표를 미리 추정할 수 있으므로, 실시간으로 한 쌍의 제2방향이동가이드부(40A, 40B)의 길이가 동일하게 유지되도록 제1방향이동대차(30)에서 제2방향이동가이드부(40)의 권취량 또는 권출량을 조절할 수 있다.

제어부(700)는 메모리부(720)를 포함할 수 있다. 메모리부(720)는 농약의 살포 전에 제1방향이동가이드부(20) 상을 완주한 제1방향이동대차(30)의 이동 정보와 각 지점의 좌표 등이 저장된다. 따라서 제어부(700)는 메모리부(720)에서 제공되는 각종 정보에 기초하여 제1방향이동대차(30)의 각 지점에서 제2방향이동가이드부(40)의 권취량 또는 권출량을 실시간으로 조절할 수 있다.

자동농업설비는 제2방향이동가이드부(40)를 지지하는 지지대(110)를 더 포함한다. 지지대(100)는 제2방향이동가이드부(40)와 경작지(G)의 지면 간의 거리보다 길게 형성될 수 있다.

지지대(110)가 제2방향이동가이드부(40)를 지지하면서 제2방향이동가이드부(40)를 잡아줌에 따라 바람이나 기타 외부 환경에 의해 발생되는 제2방향이동가이드부(40)의 진동을 억제할 수 있다.

이에 따라 제2방향이동가이드부(40) 상에서 이동되면서 농약, 물을 비롯한 살충제, 제초제, 비료, 살균제, 살세균제, 살비제, 살선충제, 생장조정제, 유인제, 기피제, 전착제, 방제액, 약제, 약액, 약품, 액체 등을 살포(또는 분사, 분무)하는 자동살포장치(100)의 흔들림을 억제할 수 있고, 나아가 농약, 물 등의 살포범위, 살포량을 여러 구역에서 균일하게 제어할 수 있다.

지지대(100)는 경작지(G)의 지면 상에서 이동 가능하게 하부에 바퀴가 장착될 수 있다. 지지대(100)는 제2방향이동가이드부(40)를 지지하되, 자동살포장치(100)의 이동에 방해가 되지 않도록 설치된다.

자동살포장치(100)는 자동살포유닛(150)을 포함한다. 자동살포유닛(150)은 경작지(G)의 지면과의 거리가 일정하게 유지되도록 제2방향이동가이드부(40)와의 상대 거리가 조정될 수 있다. 즉, 제2방향이동가이드부(40)가 자중 등에 의해 하방으로 처지는 경우 자동살포유닛(150)은 제2방향이동가이드부(40)로부터 이격되는 방향으로 상승하면서 경작지(G)의 지면과의 거리를 유지한다.

이를 위해 자동살포유닛(150)은 제2방향이동가이드부(40) 상을 이동하는 자동살포대차(110)의 랙기어부(115) 상에서 수평 방향으로 이동이 가능한 이동본체(120)와 길이가변부(140)에 의해 연결된다.

본 실시예에서 이동본체(120)는 4개가 구비된다. 따라서 길이가변부(140) 역시 4개가 구비되고, 각각의 이동본체(120)와 길이가변부(140)는 서로 결합되고, 4개의 길이가변부(140)는 4군데에서 자동살포유닛(!50)을 지지하게 된다.

이동본체(120)의 톱니바퀴부(121)는 랙기어부(115) 상을 이동 가능하게 설치되고, 동일한 랙기어부(115)에 배치되는 마주보는 한 쌍의 톱니바퀴부(121) 간의 간격에 따라 자동살포유닛(150)의 높이가 조정된다. 구체적으로, 자동살포유닛(150)은 마주보는 한 쌍의 톱니바퀴부(121) 간의 간격이 줄어들게 되면 상승하게 되고, 톱니바퀴부(121)의 간격이 넓어지게 되면 하강하게 된다.

자동살포대차(110)는 바퀴부(105)를 구비하고, 바퀴부(105)가 제2방향이동가이드부(40) 상에서 회전되면서 이동된다. 본 실시예에서 바퀴부(105)는 총 4개가 구비되고, 일측의 제2방향이동가이드부(40A)와 타측의 제2방향이동가이드부(40B)에 각각 2개가 나란히 배치된다. 바퀴부(105)에 의해 자동살포대차(110)는 제2방향이동가이드부(40) 상을 매끄럽게 이동하게 된다.

자동살포유닛(150)은 농약공급호스(500)와 연결되어 농약을 공급받고, 농약분사노즐(155)을 통해 농약을 분사한다.

자동살포장치(100)는 전력선(600)과 연결될 수 있다. 전력선(600)을 통해 외부에서 전력이 공급되므로 자동살포대차(110), 이동본체(120), 길이가변부(140), 자동살포유닛(150) 등의 작동이 가능하다.

한편 자동살포대차(110), 이동본체(120), 길이가변부(140), 자동살포유닛(150)을 비롯한 자동살포장치(100)의 세부유닛은 별도의 전력공급원, 예를 들어 배터리를 통해서도 작동이 가능하다.

제2방향이동가이드부(40)는 늘어나지 않는 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 제2방향이동가이드부(40)는 자동살포장치(100)가 설치됨에 따라 자동살포장치(100)의 자중 등에 의해 지면 방향으로 처질 수 있다.

이 경우 농약 등의 살포범위, 살포량의 조절이 어려울 수 있으므로, 제2방향이동가이드부(40)의 설치 이전에 미리 제2방향이동가이드부(40)를 별도의 기계로 파단임계점에 다다를 때까지 늘려 향후 설치시 발생하는 처짐을 미연에 방지할 수 있다. 이 외에도 제2방향이동가이드부(40)에는 지지대(110) 외에 무게추와 같은 별도의 중량기기를 장착할 수 있다.

한 쌍의 제2방향이동가이드부(40A, 40B)는 그 사이를 연결하는 연결선(650)에 의해 연결될 수 있다.

자동살포장치(100)를 대체하여 자동살충장치, 자동감시카메라, 자동살균장치, 자동파종장치 등을 적용할 수 있다. 자동살충장치는 자동살포장치(100)와 마찬가지로 제2방향이동가이드부(40) 상에서 이동되면서 경작지(G) 전 구역에 서식하는 해충 등을 박멸할 수 있다. 자동감시카메라 역시 자동살포장치(100)와 마찬가지로 경작지(G) 전 구역을 커버할 수 있으므로, 경작지(G)에서 발생하는 농작물의 생육, 기타 환경 변화 요인을 실시간으로 감지할 수 있게 된다.

본 발명의 자동농업설비(100)의 원리는 자동이동시스템에도 적용이 가능하다. 자동농업설비(100)가 경작지(G) 상을 이동하여 농업 작업을 수행하는 것이라면, 자동이동시스템은 경작지(G) 외의 대상영역을 자동으로 이동하면서 작업자가 설정한 작업을 수행하는 시스템이다. 자동이동시스템 역시 네모반듯하게 정형화된 영역 뿐만 아니라 비정형화된 영역 상을 작업자가 의도한 대로 이동할 수 있으므로, 대상영역에 대한 빈틈없는 작업 수행이 가능하게 된다.

도 21 및 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동농업설비의 제1방향이동대차의 개략적인 사시도이고, 도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동농업설비의 제1방향이동대차의 개략적인 측면도이고, 도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동농업설비의 제1방향이동대차의 제1방향회동부의 개략적인 사시도이고, 도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동농업설비의 제1방향이동대차의 제1방향회동부의 개략적인 평면도이며, 도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동농업설비의 제1방향이동대차의 제1방향회동부의 개략적인 단면도이다.

도 21 내지 도 26에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동농업설비의 제1방향이동대차(30)는 제1방향이동가이드부(20)에 이동 가능하게 장착되는 제1방향이동본체(310)와, 제1방향이동본체(310)에 회전 가능하게 설치되는 제1방향회동부(350)를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 자동농업설비에 관한 내용 중 본 발명의 일 실시예에 따른 자동농업설비와 동일한 내용은 그 설명을 생략하기로 한다.

제1방향회동부(350)에는 자동살포장치(100)의 X방향 이동이 이루어지는 제2방향이동가이드부(40)인 와이어가 각각 설치된다.

제어부(700)가 제1방향회동권취부(353)를 작동시키면, 제2방향이동가이드부(40)인 와이어가 제1방향회동권취부(353)에 권취 또는 권출되면서 팽팽하게 당겨지면, 회전축(355)을 기준으로 제1방향회동부(350)가 회전된다.

제1방향이동본체(310)는 제1방향이동부(311), 제1방향모터부(313), 제1방향이동바퀴부(315), 제1방향베어링부(317)를 포함한다.

제1방향이동부(311)는 제1방향이동가이드부(20)에 이동 가능하게 장착된다. 제1방향모터부(313)는 제1방향이동부(311)에 장착된다. 제1방향모터부(313)는 제1방향이동바퀴부(315)와 축연결되고, 제1방향이동바퀴부(315)를 회전시킨다.

제1방향이동바퀴부(315)는 제1방향이동가이드부(20)의 측면에 형성된 톱니부(21)와 치합된다. 제1방향이동바퀴부(315)의 외측면은 톱니부(21)와 치합 가능하게 형성된다. 톱니부(21)는 제1방향이동가이드부(20)의 측면에 홈 또는 제1방향이동바퀴부(315)의 기어에 대응되는 기어 형상으로 형성될 수 있다.

제1방향이동바퀴부(315)는 제1방향모터부(313)의 작동에 의해 회전되며, 톱니부(21)와 치합되면서, 제1방향이동가이드부(20)를 따라 이동된다.

제1방향베어링부(317)는 제1방향이동부(311)에 장착되는 것으로, 제1방향이동가이드부(20) 상에서 이동되는 제1방향이동부(311)의 하중을 지지한다.

제1방향회동부(350)는 제1방향회동몸체부(351), 제1방향회동권취부(353), 회전축(355)을 포함한다.

제1방향회동몸체부(351)는 제1방향이동본체(310)의 제1방향이동부(311)에 회전축(355)에 의해 회전 가능하게 설치된다. 제1방향회동몸체부(351)는 내부 공간에 제1방향회동권취부(353)를 수용한다.

제1방향회동권취부(353)는 제1방향이동부(311)에 회전 가능하게 설치된다. 제1방향회동권취부(353)는 제2방향이동가이드부(40)와 연결되고, 제2방향이동가이드부(40)를 권취 또는 권출한다. 제1방향회동권취부(353)는 경작지(G)의 경계가 확장되는 경우 제2방향이동가이드부(40)를 권출하고, 경작지(G)의 경계가 축소되는 경우 제2방향이동가이드부(40)를 권취하면서, 제2방향이동가이드부(40)의 장력을 일정하게 유지한다.

회전축(355)은 제1방향이동부(311)에 설치되고, 제1방향이동몸체부(351)를 관통하여, 제1방향이동몸체부(351)를 회전 가능하게 지지하는 회전 중심부이다.

제1방향회동권취부(353)는 복수개가 구비된다. 본 실시예에서 제1방향회동권취부(353A, 353B, 353C)는 3개가 구비된다. 제1방향회동권취부(353A)에는 제2방향이동가이드부(40)가 권취될 수 있고, 제1방향회동권취부(353B)에는 전력선(600)이 권취될 수 있으며, 제1방향회동권취부(353C)에는 농약공급호스(500)가 권취될 수 있다. 또한 .제1방향회동권취부(353A)에는 일측의 제2방향이동가이드부(40)가 권취될 수 있고, 제1방향회동권취부(353B)에는 타측의 제2방향이동가이드부(40)가 권취될 수 있으며, 제1방향회동권취부(353C)에는 농약공급호스(500)와 전력선(600)가 각각 권취될 수 있다. 복수개의 제1방향회동권취부(353A, 353B, 353C) 각각에 권취되는 대상은 제1방향회동몸체부(351)의 형상 및 크기에 따라, 또한 제2방향이동가이드부(40), 농약공급호스(500)와 전력선(600)의 설정장력 범위 등에 따라 변경될 수 있다.

제1방향회동부(350)는 제1방향회동롤러부(358, 359)를 더 포함할 수 있다. 제1방향회동롤러부(358, 359)는 제1방향회동몸체부(351)에 복수개가 회전 가능하게 설치된다. 제1방향회동롤러부(358, 359)는 제1방향회동몸체부(351) 상에서 회전되는 아이들롤러로 이루어질 수 있다.

제1방향회동롤러부(358, 359)는 제2방향이동가이드부(40)를 감으면서 제2방향이동가이드부(40)의 꼬임 등을 방지하고, 제1방향회동권취부(358, 359)로 제2방향이동가이드부(40)의 권취 또는 권출을 가이드한다.

본 발명에서 리미터스위치부(357)를 더 포함한다. 리미터스위치부(357)는 제1방향회동롤러부(358, 359)에 설치되어 귄취 또는 권출되는 제2방향이동가이드부(40)의 장력이 설정 범위를 벗어나게 되면, 이를 감지하여 제어부(700)로 감지된 정보를 전달한다. 제어부(700)는 전송된 정보에 기초하여 제1방향회동롤러부(358, 359)와 제1방향회동권취부(353)의 작동을 정지할 수 있다. 한편 제어부(700)는 권취되는 제1방향회동권취부(353)의 작동을 권출하는 방향으로, 권출되는 제1방향회동권취부(353)의 작동을 권취하는 방향으로 작동시킬 수도 있다. 제어부(700)는 제2방향이동가이드부(40)의 장력이 설정 범위를 벗어나는 경우 경보부나 디스플레이부를 작동시켜 작업자에게 이러한 정보를 전달할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims

경작지 상에 배치되는 고정대;
상기 경작지와 이격되도록 상기 고정대 상에 설치되는 제1방향이동가이드부;
상기 제1방향이동가이드부 상을 주행하는 제1방향이동대차; 및
상기 제1방향이동대차에 연결되는 제2방향이동가이드부 상을 주행하는 자동살포장치를 포함하고,
상기 제1방향이동대차의 주행 제어와 상기 제2방향이동가이드부의 권취 제어는 삼각함수 원리와 피타고라스 정리 중 적어도 어느 하나에 기초하여 이루어지고,
상기 제1방향이동대차는, 상기 제1방향이동가이드부에 이동 가능하게 장착되는 제1방향이동본체; 및
상기 제1방향이동본체의 회전축에 회전 가능하게 설치되고, 상기 제2방향이동가이드부가 연결되는 제1방향회동부를 포함하고,
상기 제1방향회동부는, 상기 회전축에 회전 가능하게 설치되어 상기 회전축을 회전 중심으로 회전되는 제1방향회동몸체부; 및
상기 제1방향회동몸체부에 회전 가능하게 설치되고, 회전 방향에 따라 상기 제2방향이동가이드부를 권취하거나 권출하여 상기 제2방향이동가이드부의 장력을 조절하는 제1방향회동권취부를 포함하고,
상기 제2방향이동가이드부는 2개가 서로 이격되게 배치되어 상기 제1방향회동권취부에 각각 권취되거나 권출되고,
상기 자동살포장치는 2개의 상기 제2방향이동가이드부의 길이가 동일한 상태에서 2개의 상기 제2방향이동가이드부 상을 주행하는 것을 특징으로 하는 자동농업설비.
제1항에 있어서,
2개의 상기 제2방향이동가이드부를 연결하는 연결선을 더 포함하고,
상기 연결선은 상기 제2방향이동가이드부의 길이 방향을 따라 복수개가 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 자동농업설비.
제1항에 있어서,
상기 제1방향회동권취부에는 상기 자동살포장치에 전력을 공급하는 전력선과, 상기 자동살포장치의 자동살포유닛에 농약을 공급하는 농약공급호스가 권취되거나 권출되는 것을 특징으로 하는 자동농업설비.
제1항에 있어서,
상기 자동살포장치가 위치하는 현재 지점과, 상기 제1방향이동대차가 이동할 지점의 좌표를 측정하는 위치측정센서를 더 포함하고,
제어부는 한 쌍의 상기 제2방향이동가이드부의 길이가 동일하게 유지되도록 상기 제1방향이동대차에서 상기 제2방향이동가이드부의 권취량 또는 권출량을 조절하는 것을 특징으로 하는 자동농업설비.
제1항에 있어서
농약의 살포 전에 상기 제1방향이동가이드부 상을 완주한 상기 제1방향이동대차의 이동 정보와 각 지점의 좌표를 포함한 정보가 저장되는 메모리부를 더 포함하고,
제어부는 상기 메모리부에서 제공되는 정보에 기초하여 상기 제1방향이동대차의 각 지점에서 상기 제2방향이동가이드부의 권취량 또는 권출량을 조절하는 것을 특징으로 하는 자동농업설비.
제1항에 있어서,
상기 자동살포장치는 경작지의 지면과의 거리가 일정하게 유지되도록 제2방향이동가이드부와의 상대 거리가 조정되는 자동살포유닛을 포함하고,
상기 자동살포유닛은 농약공급호스에 의해 공급된 농약을 농약분사노즐을 통해 분사하고, 상기 제2방향이동가이드부 상을 이동하는 상기 자동살포장치의 자동살포대차의 랙기어부 상에서 수평 방향으로 이동이 가능한 이동본체와 길이가변부에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 자동농업설비.
제1항에 있어서,
상기 제1방향이동가이드부는 한 쌍이 일 조(組)를 이루며, 일측과 타측의 고정대에 각각 설치되고,
제1방향이동대차는 일측의 제1방향이동가이드부 상에 설치되는 일측의 제1방향이동대차와, 타측의 제1방향이동가이드부 상에 설치되는 타측의 제1방향이동대차와 같이 한 쌍이 일 조를 이루는 것을 특징으로 하는 자동농업설비.
제1항에 있어서,
상기 제2방향이동가이드부를 지지하는 지지대를 더 포함하고,
상기 지지대는 상기 제2방향이동가이드부와 경작지의 지면 간의 거리보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동농업설비.