KR102235998B1 - 농업용 방제 드론 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 트럭의 적재함의 전방에 설치되는 수납부; 및 트럭의 적재함에서 상기 수납부 후방에 설치되는 드론 안착부;를 포함하되, 상기 드론 안착부는, 적재함의 바닥면에 설치되며, 상면에는 전후 방향의 길이를 따라 레일이 설치되는 슬라이딩부; 상기 슬라이딩부의 상측에서, 상기 레일을 따라 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상면에 드론이 안착될 수 있는 스테이션;을 포함하는 농업용 방제 드론 시스템을 제공할 수 있다.

Description

농업용 방제 드론 시스템{SYSTEM FOR MANAGEMENT AND CONTROL OF AGRICULTURAL DRONES}
본 발명은 농업용 방제 드론 시스템에 관한 것이다.
농업기술(agricultural technology)은 꾸준히 발전되어 왔다. 작물 재배를 위해 자동화가 많이 발전되어 있으나, 농촌의 노동 인력들이 고령화됨에 따라 자동화의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 특히 농업에 큰 비중을 차지하는 방제 및 비료 살포 작업의 경우, 작업의 난이도 뿐만 아니라 작업자의 건강에도 위협을 주는 요인이 있어 자동화에 대한 연구개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
통상적으로 방제 및 비료 살포 작업은 작물에 따라서 연간 10회 이상 필요한 것으로 작업자에게 큰 부담이 되고 있다. 특히, 작업자에 의한 동력분무기를 이용한 노동집약적인 방제 및 비료 살포 작업은 생산비의 절감이 어렵고, 고압용 노즐에서 발생된 미세입자의 비산으로 인한 손실은 물론 근접 작업자의 중독사고가 우려되며, 불균일한 살포로 인하여 방제 및 비료 살포의 효과 감소를 초래할 수 있다. 이처럼, 과도한 노동력투하와 더불어 전술한 각종 문제점 발생에 따른 방제 및 비료 살포 작업의 기피현상 등이 심화되고 있어, 새로운 작업 체계의 도입이 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 원격으로 드론을 조종하면서 농약 및 비료를 살포하는 기술이 연구되고 있다.
드론을 활용한 농지 방제 작업은 작업 면적에 따라 드론의 이동 경로를 설정하거나 수동으로 조종한다. 드론은 트럭에 적재하여 작업 장소로 이동하고, 작업자가 드론을 트럭에서 내린 후에 작업을 시작한다. 이후, 작업이 종료되면 드론은 트럭 주변의 지면에 착륙한다. 작업자는 다음 작업 장소로의 이동을 위해 드론을 트럭에 적재하고, 다음 적재 장소에서 다시 드론을 트럭에서 내려서 조정을 시작한다. 이처럼, 드론을 트럭에서 지면으로 내리고 싣는 과정에서 인력 및 시간이 많이 소요되어, 신속하게 방제 및 비료 살포 작업의 완전 자동화가 이루어지지 못하는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1792077호(2017.10.25)
본 발명은 트럭에서 지면으로 드론을 내리거나, 지면에서 트럭으로 드론을 싣는 과정없이, 트럭에서 바로 드론을 이륙 및 착륙시킬 수 있는 농업용 방제 드론 시스템에 관한 것이다.
또한, 트럭에서 지면으로 드론을 내리지 않고, 드론이 트럭에 안착된 상태에서 약품(약제) 투입 및 배터리 교환/충전이 가능한 농업용 방제 드론 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 트럭의 적재함의 전방에 설치되는 수납부; 및 트럭의 적재함에서 상기 수납부와 인접하게 설치되는 드론 안착부;를 포함하되, 상기 드론 안착부는, 적재함의 바닥면에 설치되며, 상면에는 전후 방향의 길이를 따라 레일이 설치되는 슬라이딩부; 상기 슬라이딩부의 상측에서, 상기 레일을 따라 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상면에 드론이 안착될 수 있는 스테이션;을 포함하는 농업용 방제 드론 시스템을 제공한다.
또한, 상기 드론이 상기 스테이션에서 이륙 및 착륙할 경우, 상기 스테이션이 상기 레일을 따라 후방으로 슬라이딩 이동되어, 상기 스테이션이 적재함의 외측에 위치되고, 상기 드론이 상기 스테이션에 착륙하면, 상기 스테이션은 상기 레일을 따라 전방으로 슬라이딩 이동되어, 상기 스테이션이 적재함에 위치되는 농업용 방제 드론 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 수납부는, 적재함에 고정되며, 상기 드론 안착부의 폭보다 넓은 폭으로 형성되는 지지부; 및 상기 지지부의 상측에 형성되는 물 또는 약품이 수용된 약품통이 수납될 수 있는 수납공간; 을 포함하며, 상기 수납공간은 복수의 층으로 분리된 제1 수납공간 및 제2 수납공간을 포함하는 농업용 방제 드론 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 지지부는, 상기 적재함 양 내측 단부에 고정 설치되며, 복수개가 전후 방향을 따라 서로 이격 설치되는 소정 높이의 수직바; 복수의 상기 수직바의 상부에서, 상기 수직바와 수직하게 연결되어, 복수의 상기 수직바를 연결하는 수평바; 상기 수직바 및 상기 수평바의 상면에 고정 설치되는 플레이트;를 포함하여, 상기 플레이트의 상측에는 상기 수납공간이 형성되고, 상기 플레이트의 하측에는 상기 슬라이딩부의 전방 단부가 위치될 수 있는 농업용 방제 드론 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 트럭에서 지면으로 드론을 내리거나, 지면에서 트럭으로 드론을 싣는 과정없이, 트럭에서 바로 드론을 이륙 및 착륙시킬 수 있다.
또한, 트럭에서 지면으로 드론을 내리지 않고, 드론이 트럭에 안착된 상태에서 약품(약제) 투입 및 배터리 교환/충전이 가능하다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 방제 드론 시스템을 나타낸 도면
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 방제 드론 시스템을 나타낸 도면
도 6 내지 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 농업용 방제 드론 시스템을 나타낸 도면
도 9는 도 8에 따른 또 다른 실시예의 드론의 보관함에 약품통의 약품이 공급되는 것을 나타낸 도면
도 10 및 도 11은 도 8에 따른 또 다른 실시예의 약품통의 공급라인을 나타낸 도면
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정부를 더 포함하는 농업용 방제 드론 시스템을 나타낸 도면
도 13은 도 12에 따른 고정부의 단면을 나타낸 도면
도 14는 본 발명의 통합 제어유닛과 드론 제어유닛이 연결된 것을 나타낸 블록도
도 15는 본 발명의 통합 제어유닛의 구성을 나타낸 도면
도 16은 본 발명의 드론 제어 유닛의 구성을 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 방제 드론 시스템(1)을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 농업용 방제 드론 시스템(1)은 트럭(10), 드론 안착부(20), 수납부(30), 약품통(40) 및 드론(50)을 포함할 수 있다. 농업용 방제 드론 시스템(1)은 작업자가 직접 트럭(10)에서 지면으로 드론(50)을 내리거나, 지면에서 트럭(10)으로 드론(50)을 싣는 과정없이, 트럭(10)에서 바로 드론(50)을 이륙 및 착륙시킬 수 있다.
트럭(10)은 적재함(11)을 포함하며, 적재함(11)에 드론(50)이 이륙 및 착륙할 수 있는 드론 안착부(20)와, 수납부(30)가 설치될 수 있다. 일 예로, 트럭(10)은 1톤 트럭(10)일 수 있다.
드론 안착부(20)는 트럭(10)의 적재함(11)에 설치될 수 있다. 드론 안착부(20)는 트럭(10)의 적재함(11)에서 수납부(30)와 인접하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 드론 안착부(20)는 트럭(10)의 적재함(11)에서 수납부(30)보다 후방에 설치될 수 있다. 또는, 드론 안착부(20)는 수납부(30)의 하측 전면에서부터 수납부(30)의 후방까지 연장되어 설치될 수 있다.
본 실시예에서, 전방과 후방은 차량이 전진하는 방향을 전방, 차량이 후진하는 방향을 후방인 것으로 설명하도록 한다.
드론 안착부(20)는 슬라이딩부(21) 및 스테이션(22)을 포함할 수 있다.
슬라이딩부(21)는 적재함(11)의 바닥면에 설치될 수 있다. 슬라이딩부(21)는 적재함(11)의 전후 길이 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 슬라이딩부(21)는 스테이션(22)이 전후방향을 따라 슬라이딩 이동하는 것을 가이드 할 수 있다. 슬라이딩부(21)의 상면에는 전후 방향의 길이를 따라 레일(211)이 설치될 수 있다.
스테이션(22)은 슬라이딩부(21)의 상측에서 레일(211)을 따라 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다. 스테이션(22)의 상면에 드론(50)이 안착될 수 있다. 스테이션(22)이 슬라이딩부(21)의 레일(211)을 따라 후방으로 이동되면, 스테이션(22)은 적재함(11)의 후방 외측으로 돌출될 수 있다. 드론(50)이 안착될 수 있는 스테이션(22)이 적재함(11)의 외측에 위치됨으로써, 작업자가 별도로 드론(50)을 트럭(10)에서 지면으로 이동하지 않아도, 드론(50)이 스테이션(22) 상면에서 이륙 및 착륙이 가능하다.
구체적으로, 드론(50)이 스테이션(22)에서 이륙 및 착륙할 경우, 스테이션(22)이 레일(211)을 따라 후방으로 슬라이딩 이동되어, 스테이션(22)이 적재함(11)의 외측에 위치될 수 있다. 드론(50)의 방제 작업이 종료되어, 드론(50)이 스테이션(22)에 다시 착륙할 때, 스테이션(22)은 적재함(11)의 외측에 위치된 상태일 수 있다. 드론(50)이 스테이션(22)에 이륙 또는 착륙이 완료된 뒤에 스테이션(22)은 슬라이딩부(21)를 따라 전방으로 이동하여 적재함(11) 내에 위치될 수 있다.
드론 안착부(20)에 드론(50)이 안착된 상태에서, 스테이션(22)이 이동함에 따라, 드론(50)을 지면으로 내리는 별도의 과정 없이, 드론(50)을 바로 이륙 및 착륙시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 드론(50)을 지면으로 내리는 별도의 과정 없이, 후술할 수납부(30)에 수납된 약품통(40)의 약품(약제)를 드론(50)에 공급할 수 있다. 또한, 드론(50)의 배터리 잔량이 없는 경우, 드론(50)을 지면으로 내리는 별도의 과정 없이, 수납부(30)에 수납된 완충된 배터리와 교체하거나, 배터리 충전기를 통해 배터리를 충전할 수 있다.
수납부(30)는 트럭(10)의 적재함(11)의 전방에 설치될 수 있다. 수납부(30)는 약품통(40), 드론(50)의 배터리, 배터리 충전기 등을 수납할 수 있다. 수납부(30)는 지지부(31) 및 수납공간(32)을 포함할 수 있다.
지지부(31)는 적재함(11)의 전방에 고정되어 수납공간(32)에 수납되는 물건을 지지할 수 있다. 지지부(31)는 드론 안착부(20)의 폭보다 넓은 폭으로 형성될 수 있다. 지지부(31)는 수직바(311), 수평바(312) 및 플레이트(313)를 포함할 수 있다.
수직바(311)는 소정 높이로 형성되며, 적재함(11) 양 내측 단부에 고정 설치될 수 있다. 복수개의 수직바(311)는 양 내측 각각에서 전후 방향을 따라 서로 이격 설치될 수 있다. 일 예로, 수직바(311)는 적재함(11)의 양 내측 각각에 2개씩 고정 설치되며, 각 측에 설치되는 2개는 서로 이격되어 고정될 수 있다.
수평바(312)는 복수의 수직바(311) 상부에서 수직바(311)와 수직하게 연결되어, 복수의 수직바(311)를 연결할 수 있다.
플레이트(313)는 수직바(311) 및 수평바(312)의 상면에 고정 설치될 수 있다.
수직바(311)의 높이에 의해 플레이트(313)의 하측에는 소정 높이의 공간이 형성될 수 있다. 이때, 플레이트(313)의 하측에는 슬라이딩부(21)의 전방 단부가 위치될 수 있고, 플레이트(313)의 상측에는 수납공간(32)이 형성될 수 있다.
수납공간(32)은 수직 프레임(321), 수평 프레임(322) 및 지지판(324)을 포함할 수 있다.
수직 프레임(321)은 플레이트(313)의 상면에서 수직바(311)와 대응되는 위치에 설치될 수 있다.
수평 프레임(322)은 수직 프레임(321)의 전체 높이의 일정 높이에 설치되어, 수직 프레임(321)의 상부와 하부로 공간을 분리할 수 있다. 수직 프레임(321)의 상면에 지지판(324)이 고정되어, 지지판(324)의 상부와 하부로 공간이 완전히 분리될 수 있다.
수납공간(32)은 지지판(324)의 하측의 제1 수납공간(321)과, 지지판(324)의 상측의 제2 수납공간(322)을 포함할 수 있다. 추가로, 제2 수납공간(322)이 전방부와 후방부가 분리되어, 제2 수납공간(322)의 후방에 제3 수납공간(323)이 형성될 수 있다.
이러한 수납공간(32)에는 약품통(40), 드론(50)의 배터리 등의 물품이 보관될 수 있다. 약품통(40)에는 물 또는 다양한 약품이 보관될 수 있다. 즉, 수납공간(32)에는 복수의 약품통(40)이 수납될 수 있다.
드론(50)은 스테이션(22)에 이륙 및 착륙가능하며, 농업지역에 약품, 물 등을 살포할 수 있다.
드론(50)은 본체(51), 프레임(52), 로터(53), 분사부(54), 레그(55) 및 보관함(56)을 포함할 수 있다.
본체(51)는 드론(50)의 중심이 될 수 있다. 본체(51) 내부에는 구동부가 설치될 수도 있다.
프레임(52)은 본체(51)의 둘레에서 복수개가 서로 이격되며 방사형으로 돌출되도록 설치될 수 있다.
로터(53)는 프레임(52)의 상부에 설치되어, 드론(50)이 이륙 및 비행이 가능하도록 회전할 수 있다.
분사부(54)는 프레임(52)의 하부에 설치되어, 보관함(56)에 수용된 물 또는 약품 등의 액체를 분사할 수 있다. 이때, 보관함(56)과 분사부(54)는 호스 등의 라인을 통해 연결될 수 있다.
레그(55)는 본체(51)의 하방으로 돌출 형성되어, 지면 또는 스테이션(22)에 지지될 수 있도록 형성될 수 있다.
보관함(56)은 약품통(40)으로부터 공급받은 물 또는 약품이 수용되어, 분사부(54)를 통해 농업 지역에 분사될 수 있다.
드론(50)의 형태는 제한받지 않으며, 일반적으로 농업 방제에 사용되는 드론(50)의 형태 중 하나로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 방제 드론 시스템(1)을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 농업용 방제 드론 시스템(1)은 상층 스테이션(23)을 더 포함할 수 있다.
상층 스테이션(23)은 스테이션(22)의 상측에서 소정 높이 이격되어 위치될 수 있다. 이때, 상층 스테이션(23)과 스테이션(22)이 이격되는 높이는 드론(50)이 위치될 수 있는 높이일 수 있다. 상측 스테이션(22)과 스테이션(22) 사이에 높이조절부(24)가 위치될 수 있다.
상층 스테이션(23)에는 드론(50)이 이륙 및 착륙할 수 있다. 즉, 상층 스테이션(23)이 설치되는 경우, 스테이션(22)과 상층 스테이션(23) 각각에 드론(50)이 안착되어, 두 대의 드론(50)을 한번에 적재하여 이동할 수 있다. 일 예로, 스테이션(22)에 두 대의 드론(50)이 나란히 안착되고, 상층 스테이션(23)에 두 대의 드론(50)이 나란히 안착되는 경우에는, 한 대의 트럭(10)에 총 네 대의 드론(50)이 안착될 수 있다.
이처럼, 상층 스테이션(23)이 추가로 설치됨에 따라, 안착될 수 있는 드론(50) 수가 증가하고, 이에 따라 보다 많은 개수의 드론(50)으로 약품을 살포할 수 있기 때문에, 동일한 면적을 보다 빠른 시간에 살포 작업을 할 수 있거나, 동일한 시간동안 더 넓은 면적에 살포할 수 있다.
또한, 상층 스테이션(23)은 높이조절부(24)에 의해 스테이션(22)과 연결됨으로써, 드론(50)이 안착되지 않을 경우에는 높이조절부(24)에 의해 하강하여, 트럭(10)의 적재함(11)에 안정적으로 위치될 수 있다.
또한, 상층 스테이션(23)이 형성되는 경우, 스테이션(22)의 상부가 상층 스테이션(23)에 의해 차폐되어 있으므로, 스테이션(22)에 안착된 드론(50)이 바로 이륙하거나, 비행 후에 바로 스테이션(22)으로 착륙하는 것이 용이하지 않다.
스테이션(22)에 안착되는 드론(50)의 이륙 및 착륙이 용이하도록 하기 위해, 인출 플레이트(221) 및 인출 레일(222)을 더 포함할 수 있다.
인출 플레이트(221)는 스테이션(22)의 상면에서 인출 레일(222)을 따라 좌우 방향으로 슬라이딩 이동될 수 있다. 인출 플레이트(221)가 인출 레일(222)을 따라 좌우 방향으로 이동하여, 스테이션(22)의 상면 외측으로 이동될 수도 있고, 스테이션(22)의 상면에 위치될 수도 있다.
구체적으로, 스테이션(22)이 슬라이딩부(21)에서 후방으로 이동하여, 적재함(11)의 외측에 위치된 상태에서, 스테이션(22)의 상면에 위치되어 있던 인출 플레이트(221)가 인출 레일(222)을 따라 우측 방향으로 이동하여, 스테이션(22)의 상면 외측으로 인출되어 위치될 수 있다.
이처럼, 인출 플레이트(221)가 스테이션(22)의 외측으로 인출되면, 인출 플레이트(221)에 안착된 드론(50)의 상측이 개방되어 있기 때문에, 인출 플레이트(221)의 상면에 안착되어 있던 드론(50)은 작업자의 별도의 작업 없이 이륙 및 착륙이 가능하다. 즉, 인출 플레이트(221)가 외측으로 인출됨으로써, 드론(50)의 상부가 차폐되어 있지 않기 때문에, 인출 플레이트(221)에 안착된 드론(50)의 이륙 및 착륙이 자유롭다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 농업용 방제 드론 시스템(1)을 나타낸 도면이고, 도 9는 도 8에 따른 또 다른 실시예의 드론(50)의 보관함(56)에 약품통(40)의 약품이 공급되는 것을 나타낸 도면이고, 도 10 및 도 11은 도 8에 따른 또 다른 실시예의 약품통(40)의 공급라인(42)을 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 11을 참조하면, 농업용 방제 드론 시스템(1)은 수납공간(32)에 수납된 약품통(40)의 약품을 드론(50)의 보관함(56)으로 바로 공급할 수 있다.
먼저, 도 6을 참조하면, 제1 수납공간(321)에는 복수의 약품통(40)이 수납될 수 있다. 예를 들어, 제1 수납공간(321)에 제1 약품통(40a), 제2 약품통(40b) 및 제3 약품통(40c)이 수납될 수 있다.
또한, 스테이션(22)에는 약품공급존(Z1)이 설정될 수 있다. 구체적으로, 약품공급존(Z1)은 드론(50)이 약품을 공급받기 위해서 스테이션(22) 상에 안착되어야 하는 위치를 표시한 것일 수 있다. 약품공급존(Z1)은 드론 제어유닛(57)과 신호를 송수신하여, 드론(50)의 보관함(56)에 약품의 잔여량이 부족한 경우, 드론(50)이 약품공급존(Z1)에 착륙되도록 할 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 약품공급존(Z1)에 드론(50)이 안착된 경우, 스테이션(22)이 전방으로 이동하여 약품통(40)과 드론(50)이 인접해지도록 할 수 있다. 구체적으로, 드론(50)이 약품공급존(Z1)에 안착된 상태에서, 스테이션(22)이 전방으로 이동하여, 약품통(40)의 공급부(41)가 보관함(56)에 약품을 공급할 수 있다.
스테이션(22)이 전방으로 이동함에 따라, 약품통(40)의 공급부(41)가 보관함(56)에 약품을 공급하는 방법은 도 9에 도시된 바와 같이, 약품통(40)의 공급부(41)가 보관함(56)의 주입구(561)에 삽입될 수 있다.
여기서, 도 9를 참조하면, 약품통(40)은 공급부(41), 공급라인(42) 및 펌핑부(43)를 포함할 수 있다. 공급부(41)는 약품통(40)의 입구에 연결되며, 공급부(41)에는 펌핑부(43)가 설치될 수 있다. 펌핑부(43)에 의해 공급부(41)를 통해 약품통(40) 내부의 약품이 외부로 배출될 수 있다.
공급라인(42)은 공급부(41)와 연결되어, 약품이 배출되는 라인을 연장시킬 수 있다. 공급라인(42)은 보관함(56)의 주입구(561)에 삽입될 수 있다.
보관함(56)은 주입구(561), 전자석(562) 및 개폐부(563)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 주입구(561)는 드론(50)이 약품공급존(Z1)에 위치되었을 때, 약품통(40)의 공급라인(42)이 돌출된 위치와 대응되는 높이에 형성될 수 있다.
전자석(562)은 보관함(56)의 주입구(561) 하측의 내측벽에 설치되어, 전류의 흐름에 따라 자성을 띌 수 있다.
개폐부(563)는 전자석(562)과 자기력이 발생할 수 있는 재질로 형성되며, 보관함(56) 내측의 주입구(561)의 상측에서 회동 가능하게 설치될 수 있다.
도 9a의 경우, 도 7과 같이 스테이션(22)이 전방으로 이동되기 전 상태로써 드론(50)과 약품통(40)이 분리된 상태이고, 도 9b의 경우, 도 8과 같이 스테이션(22)이 전방으로 이동되어 공급라인(42)이 주입구(561)로 삽입된 상태이다.
구체적으로, 작동방법에 대해 설명하면, 드론(50)이 약품공급존(Z1)에 안착되기 이전에는 전자석(562)에 전류가 흘러 자성을 띄게 된다. 따라서, 전자석(562)과 개폐부(563)가 자기력에 의해 완전히 밀착된 상태가 되고, 이에 의해 보관함(56)의 주입구(561)가 차폐된 상태가 유지될 수 있다.
이후, 드론(50)이 약품공급존(Z1)에 안착되면, 전자석(562)에 전류 공급이 중단되어 자성이 잃게 되고, 이에 따라 전자석(562)과 개폐부(563)는 자기력이 발생하지 않게되어, 개폐부(563)의 고정력이 없어진 상태가 된다. 이 상태에서, 도 9a에서 도 9b에 도시된 바와 같이, 스테이션(22)이 전방으로 이동하면, 보관함(56)의 주입구(561)에 공급라인(42)이 삽입되게 된다. 이때, 개폐부(563)는 고정되어 있지 않기 때문에, 공급라인(42)이 주입구(561)로 삽입됨에 따라 개폐부(563)가 상승하게 된다.
이처럼, 공급라인(42)이 주입구(561)로 삽입된 상태에서, 펌핑부(43)가 작동되어 약품통(40)의 약품을 보관함(56)에 주입할 수 있다.
여기서, 도 7, 도 10 및 도 11을 참조하면, 공급라인(42)은 제1 약품통(40a), 제2 약품통(40b), 제3 약품통(40c)에 따라 다르게 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 수납공간(321)에 제1 약품통(40a), 제2 약품통(40b), 제3 약품통(40c)이 좌측에서 우측으로 순차로 배치된 상태일 때, 약품공급존(Z1)에 안착된 드론(50)은 중심에 위치된 제2 약품통(40b)과 마주보도록 배치된다.
따라서, 드론(50)의 보관함(56)과 동일 선상에서 마주보는 제2 약품통(40b)에 설치되는 공급라인(42)은 일직선의 형태로 형성될 수 있다.
도 10과 같이, 드론(50)의 보관함(56)보다 좌측에 위치된 제1 약품통(40a)에 설치되는 공급라인(42)은 우측으로 절곡 형성되어 드론(50)의 보관함(56)의 주입구(561)와 동일 선상에 위치될 수 있다.
도 11과 같이, 드론(50)의 보관함(56)보다 우측에 위치된 제3 약품통(40c)에 설치되는 공급라인(42)은 좌측으로 절곡 형성되어 드론(50)의 보관함(56)의 주입구(561)와 동일 선상에 위치될 수 있다.
제1 약품통(40a), 제2 약품통(40b), 제3 약품통(40c)에 서로 다른 약품 또는 물이 보관되는 경우, 작업자는 순차적으로 다른 약품과 물을 살포할 수 있다.
일 예로, 제1 약품통(40a)에 보관된 물을 먼저 보관함(56)에 공급하여 제1 약품통(40a)의 물을 먼저 농지에 살포하고, 그 이후에 제2 약품통(40b)의 약품을 보관함(56)에 공급하여 제2 약품통(40b)의 약품을 농지에 살포하고, 그 이후에 제3 약품통(40c)의 다른 약품을 보관함(56)에 공급하여 제3 약품통(40c)의 다른 약품을 농지에 살포할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정부(60)를 더 포함하는 농업용 방제 드론 시스템(1)을 나타낸 도면이고, 도 13은 도 12에 따른 고정부(60)의 단면을 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 농업용 방제 드론 시스템(1)은 고정부(60)를 더 포함할 수 있다. 고정부(60)는 드론(50)이 스테이션(22)상에 안착된 상태에서, 트럭(10)이 이동될 때, 드론(50)을 스테이션(22) 상에 안정적으로 고정할 수 있다.
구체적으로, 고정부(60)는 드론(50)의 레그(55)를 고정할 수 있다.
고정부(60)는 스트랩(61), 제1 이동부(62), 제2 이동부(63) 및 승하강부(64)를 포함할 수 있다. 이때, 스테이션(22)에는 양 측면에 제1 이동부(62)와 제2 이동부(63)가 스테이션(22)의 전후 방향을 따라 이동될 수 있는 이동 레일(211)이 설치될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 고정부(60)는 한 쌍이 스테이션(22)에 설치되며, 드론(50)의 레그(55)의 전방과 후방에서 고정할 수 있다.
스트랩(61)은 스테이션(22)의 양 측면에 설치되는 제1 이동부(62)와 승하강부(64)에 양 단이 고정될 수 있다. 스트랩(61)은 스테이션(22)의 상면에 위치되는 드론(50)의 레그(55)와 밀착되어 드론(50)을 고정하거나, 레그(55)와 이격되어 고정을 해지할 수 있다.
제1 이동부(62)는 스테이션(22)의 일 측면에 설치되어 이동레일(25)을 따라 이동할 수 있고, 제1 이동부(62)에는 스트랩(61)의 일 단이 고정될 수 있다.
제2 이동부(63)는 스테이션(22)의 타 측면에 설치되어 이동레일(25)을 따라 이동할 수 있다.
승하강부(64)는 제2 이동부(63)에서 소정 높이 승하강 가능하게 설치되며, 제2 이동부(63)가 이동레일(25)을 따라 전후방향으로 이동됨에 따라 함께 이동될 수 있다. 승하강부(64)에는 스트랩(61)의 타 단이 고정될 수 있다.
도 13a를 참조하면, 승하강부(64)가 제2 이동부(63)에서 상승된 상태이다. 이러한 경우, 스트랩(61)이 스테이션(22)의 상면에 밀착되지 않은 상태로써, 드론(50)의 레그(55)가 고정되지 않을 수 있다.
이후, 고정부(60)가 이동레일(25)을 따라 전후 방향으로 이동할 수 있다. 구체적으로, 드론(50)이 스테이션(22)에 안착된 상태에서 고정부(60)가 이동레일(25)을 따라 이동하여, 스트랩(61)이 드론(50)의 레그(55) 상측에 위치되도록 할 수 있다.
스트랩(61)이 드론(50)의 레그(55) 상측에 위치된 상태에서, 도 13b와 같이, 승하강부(64)가 하강할 수 있다. 승하강부(64)가 하강함에 따라, 스트랩(61)의 타 단이 하측 방향으로 당겨지면서 드론(50)의 레그(55)가 고정될 수 있다.
도 14는 본 발명의 통합 제어유닛(70)과 드론 제어유닛(57)이 연결된 것을 나타낸 블록도이고, 도 15는 본 발명의 통합 제어유닛(70)의 구성을 나타낸 도면이고, 도 16은 본 발명의 드론(50) 제어 유닛의 구성을 나타낸 도면이다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 농업용 방제 드론 시스템(1)은 통합 제어유닛(70)을 포함하고, 드론(50)은 드론 제어유닛(57)을 포함할 수 있다.
통합 제어유닛(70)은 드론 제어유닛(57)과 연결되어, 보관함(56)의 약품 잔여량, 드론(50)의 비행 영역, 비행 시간, 이륙 시점, 착륙 시점, 운행 정보 등을 송수신하고, 제어할 수 있다. 이때, 통합 제어유닛(70)은 트럭(10)에 설치될 수 있고, 드론 제어유닛(57)은 드론(50)에 설치될 수 있다.
통합 제어유닛(70)은 영역 관리부(71), 스테이션 관리부(72), 복귀 관리부(73), 약품 관리부(74), 날씨 센서(75) 및 고정부 관리부(76)를 포함할 수 있다.
영역 관리부(71)는 드론(50)의 비행 영역 및 루트를 관리 및 제어할 수 있다. 영역 관리부(71)는 각 드론(50)에 따라 비행 영역과 루트를 각 드론 제어유닛(57)으로 전송할 수 있다.
스테이션 관리부(72)는 스테이션(22)의 이동을 제어할 수 있다. 즉, 드론(50)의 이륙 및 착륙 시점에 따라 스테이션(22)이 적재함(11) 외측에 위치되도록 후방으로 이동하도록 제어할 수 있다. 또한, 드론(50)의 비행이 종료된 후 트럭(10)의 이동 시에는 스테이션(22)이 전방으로 이동되어 적재함(11) 내측이 위치되도록 제어할 수 있다.
복귀 관리부(73)는 드론 제어유닛(57)의 잔여량 관리부(573)와 정보를 송수신하여, 드론(50)의 보관함(56)에 약품이 모두 소진된 경우, 드론(50)을 스테이션(22)으로 복귀하도록 제어할 수 있다.
약품 관리부(74)는 드론 제어유닛(57)의 잔여량 관리부(573)와 정보를 송수신하고, 미리 설정된 약품통(40)의 약품 공급 순서에 따라 제1 수납공간(321)에 수납된 복수의 약품통(40)의 약품을 순차적으로 드론(50)의 보관함(56)에 공급하도록 제어할 수 있다.
일 예로, 제1 약품통(40a)의 약품을 드론(50)의 보관함(56)에 공급하고, 드론 제어유닛(57)에서 드론(50)이 제1 약품통(40a)에서 공급받은 약품을 모두 살포한 것으로 판단하고 통합 제어유닛(70)으로 정보를 전송하면, 통합 제어유닛(70)은 약품공급존(Z1)에 안착된 드론(50)의 보관함(56)에 제2 약품통(40b)의 약품을 드론(50)의 보관함(56)에 공급할 수 있다.
날씨 센서(75)는 기상 정보를 외부로부터 전송받거나, 현장의 기온 및 습도 등 날씨를 감지하여, 드론(50)의 운행 종료 시점이나 시작 시점을 제어할 수 있다.
고정부 관리부(76)는 드론(50)의 비행 시작 또는 비행 종료 시점에 맞춰 고정부(60)의 이동을 제어하여, 드론(50)의 레그(55)를 고정하는 것을 제어할 수 있다.
드론 제어유닛(57)은 위치 센서(571), 분사량 관리부(572) 및 잔여량 관리부(573)를 포함할 수 있다.
위치 센서(571)는 드론(50)이 비행하는 위치를 감지하고, 통합 제어유닛(70)으로 위치 정보를 전송할 수 있다. 또한, 위치 센서(571)는 드론(50)이 비행한 경로를 저장할 수 있다.
분사량 관리부(572)는 보관함(56)의 약품을 분사한 양을 관리할 수 있다. 일 예로, 비행 영역별 및 약품 종류별로 분사량을 다르게 설정할 수 있다.
잔여량 관리부(573)는 보관함(56)에 잔여하는 약품의 양을 감지하여, 약품 잔여량 정보를 통합 제어유닛(70)으로 전송할 수 있다. 일 예로, 잔여량 관리부(573)는 보관함(56)에 설치되어, 보관함(56) 내부의 약품 무게를 감지하는 무게 센서일 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1: 농업용 방제 드론 시스템
10: 트럭 11: 적재함
20: 드론 안착부 21: 슬라이딩부
211: 레일 22: 스테이션
221: 인출 플레이트 222: 인출 레일
23: 상층 스테이션 24: 높이조절부
Z1: 약품공급존 25: 이동레일
30: 수납부 31: 지지부
311: 수직바 312: 수평바
313: 플레이트 32: 수납공간
321: 수직 프레임 322: 수평 프레임
324: 지지판 32a: 제1 수납공간
32b: 제2 수납공간 32c: 제3 수납공간
40: 약품통 41: 공급부
42: 공급라인 43: 펌핑부
40a: 제1 약품통 40b: 제2 약품통
40c: 제3 약품통
50: 드론 51: 본체
52: 프레임 53: 로터
54: 분사부 55: 레그
56: 보관함 561: 주입구
562: 전자석 563: 개폐부
57: 드론 제어유닛 571: 위치 센서
572: 분사량 관리부 573: 잔여량 관리부
60: 고정부 61: 스트랩
62: 제1 이동부 63: 제2 이동부
64: 승하강부
70: 통합 제어유닛 71: 영역 관리부
72: 스테이션 관리부 73: 복귀 관리부
74: 약품 관리부 75: 날씨 센서
76: 고정부 관리부

Claims (4)

  1. 트럭의 적재함의 전방에 설치되어 약품통이 수용될 수 있는 수납공간이 형성된 수납부;
    트럭의 적재함에서 상기 수납부와 인접하게 설치되는 드론 안착부; 및
    상기 수납공간에 수납되어, 드론의 약품이 수용되는 보관함에 공급하기 위한 약품을 수용하며, 후방으로 소정 길이 돌출되는 공급부와 공급라인이 형성되고, 상기 공급라인을 통해 약품을 배출하기 위한 펌핑부가 설치되는 약품통;을 포함하고,
    상기 드론 안착부는,
    적재함의 바닥면에서 적재함의 전후 길이 방향을 따라 길게 설치되며, 상면에는 전후 방향의 길이를 따라 레일이 설치되는 슬라이딩부; 및
    상기 슬라이딩부의 길이와 대응되는 길이로 형성되어, 상기 슬라이딩부의 상측에서 상기 레일을 따라 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상면에 드론이 안착될 수 있는 스테이션;을 포함하되,
    상기 스테이션에는 드론의 제어유닛과 신호 송수신 가능하며, 드론의 보관함에 약품의 잔여량이 부족한 경우, 상기 보관함에 상기 약품통으로부터 약품을 공급받기 위해 드론이 상기 스테이션 상에 안착되어야하는 위치인 약품공급존이 설정되고,
    상기 드론이 상기 스테이션에서 이륙 및 착륙할 경우, 상기 스테이션이 상기 레일을 따라 후방으로 슬라이딩 이동되어, 상기 스테이션이 적재함의 외측에 위치되고,
    상기 드론이 상기 스테이션에 착륙하면, 상기 스테이션은 상기 레일을 따라 전방으로 슬라이딩 이동되어, 상기 스테이션이 적재함에 위치되고,
    상기 스테이션이 상기 적재함의 외측에 위치된 상태에서, 약품의 잔여량이 부족한 드론이 상기 약품공급존에 착륙한 경우, 상기 스테이션이 전방으로 이동하여 상기 적재함 내측에 위치되어, 상기 약품통의 공급라인이 상기 보관함의 주입구로 삽입되고, 상기 공급라인이 상기 주입구로 삽입된 상태에서 상기 펌핑부가 작동되어 약품을 공급함으로써, 드론의 보관함에 약품 잔여량이 부족한 경우 자동으로 약품을 공급할 수 있는 농업용 방제 드론 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납부는,
    적재함에 고정되며, 상기 드론 안착부의 폭보다 넓은 폭으로 형성되는 지지부; 및
    상기 지지부의 상측에 형성되는 물 또는 약품이 수용된 약품통이 수납될 수 있는 상기 수납공간; 을 포함하며,
    상기 수납공간은 복수의 층으로 분리된 제1 수납공간 및 제2 수납공간을 포함하는 농업용 방제 드론 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 적재함 양 내측 단부에 고정 설치되며, 복수개가 전후 방향을 따라 서로 이격 설치되는 소정 높이의 수직바;
    복수의 상기 수직바의 상부에서, 상기 수직바와 수직하게 연결되어, 복수의 상기 수직바를 연결하는 수평바;
    상기 수직바 및 상기 수평바의 상면에 고정 설치되는 플레이트;를 포함하여,
    상기 플레이트의 상측에는 상기 수납공간이 형성되고, 상기 플레이트의 하측에는 상기 슬라이딩부의 전방 단부가 위치될 수 있는 농업용 방제 드론 시스템.
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