KR102238680B1 - 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇은, 지형에 따라 폭을 변경하며 밭에 필요한 작업을 하는 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇으로서, 상기 로봇이 상기 밭의 경로를 따라 이동하도록 상기 로봇의 몸체 양측에 구비되는 구동모듈, 상기 구동모듈 사이에 삽입되고, 상기 밭에 필요한 작업에 따라 교체 가능하도록 형성되며, 상기 구동모듈을 통해 상기 로봇이 주행하며 상기 밭에 필요한 작업을 하는 작업모듈 및 상기 밭의 지형을 감지하고, 감지된 상기 밭의 지형을 따라서 상기 구동모듈 사이의 폭을 제어하는 제어모듈을 포함하며, 이를 통해 제작된 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇을 제공한다.

Description

폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇{TERRAIN SENSING VARIABLE AGRICULTURAL ROBOT WITH VARIABLE WIDTH}

본 발명은 지형에 따라 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밭에 필요한 작업을 하면서 주행 경로상의 장애물 또는 작업 위치 이탈을 감지하면 폭 조절을 통해 극복하며 주행하는 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇에 관한 것이다.

최근에는 다양한 분야에서 사람이 하는 일을 로봇이나 기계가 대신하고 있다. 대표적으로 상점에서 주문을 받는 것을 사람이 하기보다는 사용자의 편의에 따라서 주문하고 해당 주문이 접수되면 요청한 주문을 처리하는 로봇이나, 사람의 건강 상태를 체크하는 로봇 및 공정 작업 등에서 프로세스를 따라 반복적으로 작업하는 로봇 등이 도입되고 있다.

하지만 많은 분야에서 편의가 제공되는 로봇을 사용함에도 불구하고, 일부 분야에서는 이러한 로봇의 도입이 늦어지고 있다. 대표적으로, 농사에 있어서 사용자에게 편의를 제공하는 로봇은 쉽게 보기 힘들다. 그렇기 때문에 밭에 필요한 작업을 하며 주행하고, 주행하면서 밭에 필요한 작업을 하기 위한 로봇의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.

하지만 이러한 노력에도 밭의 작업은 자갈이나 모래들 때문에 지형이 평탄하지 않아 기계가 주행하면서 지속적으로 흔들리고, 흔들리면서 기계의 작업이 정교하게 이루어지기 어려울 수 있다. 또한, 폭우가 쏟아지거나 강풍이 지나간 후에는 두둑이 무너지거나 기계의 주행 경로에 장애물이 생기는 등의 예상하지 못한 상황들이 발생하게 되고, 설정된 경로를 따라 주행하는 로봇이나 운전자가 탑승하여 작업하는 기계들의 경우, 경로를 우회하기 위해 설정 값을 상황에 따라 변경하거나 사용자가 직접 장애물을 치우는 등의 별도의 작업이 필요하여 오히려 번거로움이 늘어난다.

한편, 밭의 두둑은 폭이 일정하도록 형성되기에는 두둑이 이루어져 무너져 내리거나 두둑에 포함되어 있던 돌을 포함한 장애물들이 두둑 사이의 경로를 막기 때문에 어려움이 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위해 비닐 등을 이용하여 두둑의 형태를 유지하려고 하지만 비닐의 내구성이 낮아 그 형상을 지속적으로 유지하는 것은 힘들다. 그래서 두둑의 폭이 넓어지고 좁아지는 현상에 의해 작업을 하기 위한 기계나 로봇이 일정한 폭을 가지고 주행하는 것에 어려움이 생길 수 있다. 또한, 두둑의 중심이 일정하게 형성되기 어렵기 때문에 작업을 하기 위한 기계나 로봇이 두둑의 상부에서 작업 위치를 동일하게 유지하며 주행 경로를 가지고 주행하면서 작업을 하는 것이 힘들다는 단점이 있다.

이와 같은 단점을 극복하기 위하여 장애물 또는 기 설정된 정보 이외의 상황을 극복하고, 평탄하지 않은 지형을 안정적으로 주행하며, 폭이 일정하지 않은 두둑을 가진 밭을 주행하면서 밭의 두둑의 폭을 감지하고 감지된 폭에 따라 로봇의 폭을 가변시켜 작업 위치를 동일하게 유지하며 주행하기 위한 수단이 활발하게 고안되고 있으며, 이와 같은 방법들을 해결할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 장애물이 발생한 경우, 장애물이 극복 가능한 경우에는 장애물을 극복하기 위해 폭을 조절하여 극복하며, 장애물을 극복하기 어려운 경우에는 우회 경로를 설정하여 장애물을 극복한다. 하지만 장애물을 극복하기 위한 우회 경로 설정에 어려움이 있는 경우에는 알람을 발생시켜 사용자가 알 수 있도록 한다.

또한, 밭의 두둑 위를 주행하면서 일측과 타측의 구동모듈을 다르게 가변시켜 안정적으로 주행하고, 주행하면서 감지되는 지형의 정보에 따라서 폭을 조절하여 작업모듈이 두둑의 상부의 작업 위치를 벗어나는 것을 방지하며 주행하는 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇을 제공하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇은, 지형에 따라 폭을 변경하며 밭에 필요한 작업을 하는 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇으로서, 상기 로봇이 상기 밭의 경로를 따라 이동하도록 상기 로봇의 몸체 양측에 구비되는 구동모듈, 상기 구동모듈 사이에 삽입되고, 상기 밭에 필요한 작업에 따라 교체 가능하도록 형성되며, 상기 구동모듈을 통해 상기 로봇이 주행하며 상기 밭에 필요한 작업을 하는 작업모듈 및 상기 밭의 지형을 감지하고, 감지된 상기 밭의 지형을 따라서 상기 구동모듈 사이의 폭을 제어하는 제어모듈을 포함한다.

여기서 상기 구동모듈은, 상기 밭을 주행하기 위한 이동유닛, 상기 이동유닛 상부에 구비되어 상기 이동유닛과 연결되는 연결유닛, 상기 연결유닛이 상기 로봇의 주행방향의 전방과 후방에 결합되는 제1 구동부와 상기 제1 구동부와 대응되도록 형성되는 제2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동모듈은, 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부를 연결하는 지지부재, 상기 지지부재의 일단과 타단에 이탈방지부재가 포함되는 폭조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 폭조절유닛은, 상기 폭이 조절되는 경우, 상기 지지부재와 대응되는 상기 로봇의 하부에 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부가 평행을 이루며 조절될 수 있도록 강성보강부재가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폭조절유닛은, 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부가 상기 지지부재상에서 개별적으로 상기 로봇의 몸체와의 거리를 조절하여 상기 폭을 조절하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 이동유닛은, 진동 저감 재질 또는 진동 저감 장치를 통해 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어모듈은, 기 설정된 주행 정보에 따라 상기 폭을 제어하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 기 설정된 주행 정보는, 상기 제어모듈이 현재 주행보다 이전 주행으로부터 감지한 정보를 분석하여 이용하는 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 제어모듈은, 상기 로봇의 이동경로에서 상기 기 설정된 주행 정보 이외의 상황이 감지되는 경우, 상기 폭을 제어하여 극복하고, 상기 기 설정된 주행 정보 이외의 상황 극복이 어려운 경우, 상기 로봇이 이동 가능한 우회 경로를 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어모듈은, 상기 기 설정된 주행 정보 이외의 상황에 대하여 우회 경로 설정이 어려운 경우, 상기 로봇이 알람을 울리도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 밭에 필요한 작업을 하며 주행하고, 지형을 감지하여 주행에 어려움을 인지하면, 제어모듈을 통해 구동모듈이 제어되어 폭을 변경하여 극복하기 때문에 주행 시의 불안정함을 해결할 수 있다.

둘째, 제어모듈이 지형을 감지하고, 밭의 지형에 따라 폭을 변경하여 주행하기 때문에 울퉁불퉁 하거나 폭의 길이가 일정하지 않은 밭의 지형을 주행하는 경우에도 로봇이 중심을 벗어나거나 주행에 방해가 되는 것을 방지할 수 있다.

셋째, 기 설정된 주행 정보를 따라 주행하기 때문에 로봇의 주행 이전에 간단한 설정 혹은 눈에 보이는 장애물을 우회하는 경로를 설정하는 것으로 로봇이 발생시키는 오류에 대한 손쉬운 대처가 가능하다.

넷째, 제어모듈이 장애물 또는 기 설정된 주행 정보 이외의 상황이 발생하는 경우, 극복 가능 여부를 판단하여 주행하기 때문에 상세한 주행 정보 입력을 위한 번거로움을 효과적으로 줄일 수 있다.

다섯째, 제어모듈이 두둑의 폭이 굴곡을 가지고 있거나 폭이 가변적으로 변하는 경우, 구동모듈 사이의 폭을 조절하여 주행하며, 작업모듈이 두둑 상부의 작업위치에서 벗어나는 것을 방지하기 때문에 효과적인 작업과 주행이 가능하다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇의 전체적인 모습을 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇이 주행하는 상황을 도시한 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇의 폭조절유닛을 설명하기 위해 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇의 폭조절유닛에 포함되는 강성보강부재를 설명하기 위해 도시한 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇이 폭을 가변하여 주행하는 상황을 도시한 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇의 폭조절유닛이 폭을 조절하는 상황을 도시한 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇의 일측만 폭이 변경되는 상황을 도시한 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇이 장애물을 극복하는 과정을 나타내기 위해 도시한 도면; 및
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇의 주행 알고리즘을 도시한 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇의 전체적인 모습을 설명하기 위해 도시한 도면으로, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 가변형 농업용 로봇은 구동모듈(100), 작업모듈(200), 제어모듈(300)로 구성될 수 있다.

여기서 상기 구동모듈(100)은 폭조절유닛(110), 이동유닛(120)으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제어모듈(300)은 판단유닛(310)과 영상유닛(미도시)으로 구성될 수 있다.

상기 폭조절유닛(110)은 다른 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

상기 구동모듈(100)은 상기 로봇의 양측에 구비되고, 상기 이동유닛(120)은 상기 구동모듈(100)의 하부에 형성되며, 상기 작업모듈(200)은 상기 구동모듈(100) 사이에 구비되고, 상기 판단유닛(310)은 상기 로봇의 상부에 구비된다. 한편, 상기 영상유닛(미도시)은 상기 로봇의 주행 방향 또는 상기 작업모듈(200)의 상황을 확인할 수 있도록 복수개가 구비될 수 있다. 또한, 상기 구동모듈(100) 외측에는 상기 로봇이 주행할 수 있는 전력을 공급하는 배터리 또는 상기 로봇이 야간 주행하기 위한 라이트가 구비될 수 있으며, 상술한 결합과 모듈 및 유닛의 위치는 하나의 예시일 뿐 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 작업모듈(200)은 상술한 설명에서 상기 구동모듈(100) 사이에 구비된다고 명시하였으나, 상기 작업모듈(200)의 작업이 제초작업 혹은 밭에 물을 주는 작업이 필요하여 상기 구동모듈(100) 외측으로 구비될 수 있다. 또한, 상기 영상유닛(미도시)은 상기 로봇의 후면부에서 상기 작업모듈(200)이 작업하며 지나온 작업 상황을 감지할 수 있도록 구비될 수 있다.

한편, 상기 구동모듈(100)은 상기 로봇의 양측에 형성되고, 상기 이동유닛(120)은 상기 구동모듈(100)의 하부에 형성된다. 상기 이동유닛(120)은 밭의 지형이 평탄하지 않아 진동이 발생되는 경우에 그 진동을 저감할 수 있는 진동 저감 재질 또는 진동 저감 장치로 구비될 수 있다. 그래서 상기 이동유닛(120)은 상기 로봇이 주행하는 경우, 진동에 의해 상기 영상유닛(미도시)이 측정하는 화면의 흔들림을 낮추어 상기 로봇의 주행 안정성을 향상시키고, 상기 작업모듈(200)이 진동에 의해 작업 위치에서 벗어나 작업 상황에 방해가 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

한편, 상기 작업모듈(200)은 상기 구동모듈(100)에 형성되어 상기 밭에 필요한 작업을 한다. 예를 들어, 상기 밭에 필요한 작업은 사용자가 제초제를 살포하거나 상기 밭에 물을 주어야 하거나, 모종을 심는 등의 작업을 의미할 수 있으며, 이에 한정되지 아니하는 상기 밭에 필요한 모든 작업을 포함할 수 있다. 또한, 상기 작업모듈(200)은 상기 밭에 필요한 작업에 따라서 탈착 가능하거나, 또는 상기 구동모듈(100) 사이에 삽입되도록 형성될 수 있으며, 상기 밭에 필요한 작업에 따라 다른 형태 및 기능을 가질 수 있다. 그래서 상기 작업모듈(200)은 상기 밭에 필요한 작업에 따라 복수개가 구비되어 상기 사용자가 상기 밭에 필요한 작업을 하기 위해 상기 구동모듈(100) 사이에 삽입되도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 제어모듈(300)은 상기 판단유닛(310)과 상기 영상유닛(미도시)으로 구성되며, 상기 판단유닛(310)은 상기 로봇의 상부에 형성되고, 상기 영상유닛(미도시)은 상기 로봇의 주행 방향의 전면부에 형성될 수 있다. 또한, 상기 판단유닛(310)은 상기 영상유닛(미도시)이 감지한 지형 정보 또는 상기 작업모듈(200)의 작업 상황과 상기 사용자가 설정한 주행 정보를 바탕으로 상기 구동모듈(100)을 제어하여 상기 로봇이 주행하도록 할 수 있다.

또한, 상기 판단유닛(310)은 상기 사용자의 편의에 따라 무선 통신을 통해서 제어할 수 있도록 무선통신장비가 구비되거나, 또는 상기 로봇의 주행을 확인할 수 있도록 영상을 이동장치에서 볼 수 있도록 상기 영상유닛(미도시)이 촬영한 영상을 전송할 수 있다. 그리고 상기 영상유닛(미도시)은 상기 로봇의 주행 경로 또는 상기 작업모듈(200)의 작업 상황을 영상으로 측정하고 상기 판단유닛(310)에 전송하는 역할을 할 수 있으며, 그 예로는 카메라를 사용하여 측정할 수 있다. 하지만 상기 판단유닛(310)과 상기 영상유닛(미도시)의 역할과 기능은 이에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 다양한 기능이 추가 될 수 있다.

아울러 상기 영상유닛(미도시)는 상기 로봇의 주행 방향 전면부 또는 상기 작업모듈(200)의 작업상황을 확인하기 위해 복수개가 별도의 연결부재를 통해서 연결되어 있을 수 있다.

상기 로봇이 주행하는 상황은 도 2를 통해서 상기 로봇이 상기 두둑(R) 상부에서 주행하는 상황을 도시한 도면으로부터 이해될 수 있다.

구체적으로 상기 로봇은 상기 두둑(R) 상부에서 주행하며, 상기 구동모듈(100) 사이에 형성된 상기 작업모듈(200)이 상기 두둑(R) 상부에 상기 밭에 필요한 작업을 수행하며 주행할 수 있다.

예를 들어, 상기 작업모듈(200)의 작업이 상기 두둑(R)의 상부를 갈아 모종을 심거나 씨앗을 심어야 하는 홈을 만드는 작업을 하는 경우, 상기 로봇이 상기 두둑(R) 상부를 지나며 주행하여 상기 작업모듈(200)이 상기 두둑(R) 상부에서 상술한 작업을 수행할 수 있는 것이다.

상술한 상기 로봇의 구성 및 기능을 보다 상세히 설명하기 위해 도 3 내지 도 7은 상기 구동모듈(100)에 포함되는 상기 폭조절유닛(110)의 구성 및 기능을 설명하기 위해 도시한 도면으로, 도 3 내지 도 5에 도시된 바를 참조하면, 상기 폭조절유닛(110)은 상기 지지부재(112)와 상기 이탈방지부재(114) 및 상기 강성보강부재(116)을 포함할 수 있다.

한편, 상기 폭조절유닛(110)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1 구동부(130)와 제2 구동부(140)를 조절하여 상기 폭을 조절하며, 상기 제1 구동부(130)는 상기 이동유닛(120)이 하부에 형성되고, 상기 이동유닛(120)이 상기 로봇의 주행방향 전방과 후방에 결합되며, 상기 제2 구동부(140)는 상기 제1 구동부(140)와 대응되도록 형성된다. 하지만 상기 제1 구동부(130)와 상기 제2 구동부(140)는 본 발명의 상세한 설명을 보다 쉽게 이해할 수 있도록 별도로 구분한 것이며, 상기 제1 구동부(130)와 상기 제2 구동부(140)의 구성과 형태 및 방향은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 폭조절유닛(110)은 상기 영상유닛(미도시)이 상기 밭의 지형을 측정하고 상기 판단유닛(310)으로 전송하면, 상기 판단유닛(310)은 상기 영상유닛(미도시)이 측정한 상기 밭의 지형을 바탕으로 상기 폭조절유닛(110)을 제어하여 상기 구동모듈(100) 사이의 폭을 제어할 수 있다.

아울러 상기 폭조절유닛(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 구동부(130)과 상기 제2 구동부(140)의 상부를 연결하는 상기 지지부재(112)를 포함하며, 상기 지지부재(112)의 일단과 타단에 구비되는 상기 이탈방지부재(114)를 포함할 수 있다.

그래서 상기 지지부재(112)는 상기 제1 구동부(130)와 상기 제2 구동부(140)가 상기 지지부재(112)를 축으로 축 이동할 수 있도록 가이드하며, 상기 지지부재(112) 상부에는 홈이 형성되어 상기 제1 구동부(130) 및 상기 제2 구동부(140)가 상기 폭조절유닛(110)에 의해서 조절되는 경우, 상기 제1 구동부(130)와 상기 제2 구동부(140)가 상기 폭조절유닛(110)이 원하는 위치로 조절되면 상기 홈에 별도의 고정부재를 통해서 고정되도록 할 수 있다. 하지만 상기 홈과 상기 고정부재는 상기 폭조절유닛(110)이 상기 폭을 조절하는 것에 도움을 주기 위해 구비될 수 있는 별도의 부재일 뿐, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 지지부재(112)의 일단과 타단에는 상기 이탈방지부재(114)가 구비되어 상기 두둑(R)의 폭이 상기 폭조절유닛(110)을 이용하여 조절할 수 있는 상기 폭보다 넓거나 상기 지지부재(112)를 축으로 상기 제1 구동부(130) 및 상기 제2 구동부(140)가 조절되면서 상기 지지부재(112) 이상으로 이동되어 상기 지지부재(112)를 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 그래서 상기 이탈방지부재(114)는 상기 지지부재(112)의 일단과 타단에 형성되어 상기 제1 구동부(130) 및 상기 제2 구동부(140)가 상기 지지부재(112)상에 이탈하는 것을 방지하며 축 이동할 수 있도록 하는 효과가 있다.

한편, 상기 폭조절유닛(110)에는 상기 강성보강부재(116)가 포함될 수 있다. 상기 강성보강부재(116)는 상기 지지부재(112)와 대응되는 상기 구동모듈(100) 하부에 형성되어 상기 제1 구동부(130) 및 상기 제2 구동부(140)가 상기 폭조절유닛(110)에 의해 조절되는 것을 상기 구동모듈(100) 하부에서 가이드한다. 이와 같이 형성된 상기 강성보강부재(116)는 상기 폭조절유닛(110)에 의해서 상기 폭이 조절되는 경우, 상기 이동유닛(120)이 상기 밭과의 마찰력에 의해 움직임이 제한되고, 상기 제1 구동부(130) 및 상기 제2 구동부(140)의 상부와 상기 이동유닛(120)이 조절되는 거리가 달라질 수 있다. 그렇게 되면, 상기 제1 구동부(130)와 제2 구동부(140)가 기울어지고, 이와 같은 현상은 상기 지지부재(112)가 파손되는 상황을 발생시킬 수 있다. 그렇기 때문에 상기 강성보강부재(116)은 상기 제1 구동부(130)와 상기 제2 구동부(140)의 상부와 상기 이동유닛(120)이 동일한 거리를 이동할 수 있도록, 즉, 상기 제1 구동부(130)와 상기 제2 구동부(140)가 서로 평행을 유지하며 상기 폭이 조절될 수 있도록 상기 구동모듈(100)의 하부에서 가이드하는 역할을 할 수 있다.

그래서 도 5에 도시된 바와 같이 상기 로봇은 상기 두둑(R)의 상부를 주행하고, 상기 영상유닛(미도시)이 상기 두둑(R)의 폭이 넓어지는 것을 감지하면, 상기 판단유닛(310)은 상기 폭조절유닛(110)을 통해 상기 폭을 조절하도록 전달할 수 있다. 이에 따라 상기 폭조절유닛(110)은 상기 판단유닛(310)이 측정한 상기 두둑(R)의 폭에 따라 상기 로봇의 폭을 조절하여 상기 제1 구동부(130)와 상기 제2 구동부(140)를 상기 지지부재(112)의 축상에서 축 이동시켜 주행할 수 있다.

이와 같은 상기 폭조절유닛(110)의 기능은, 폭우나 강풍 혹은 다른 이유에 의해서 상기 두둑(R)이 무너지는 경우에도 상기 로봇이 안전하게 주행할 수 있으며, 상기 사용자가 상기 두둑(R)의 폭에 따라 상기 로봇의 폭을 조절하거나 설정해야 하는 번거로움을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이와 같은 상기 폭조절유닛(110)에 대하여 도 6은 상기 폭조절유닛(110)의 작동과정을 상세하게 설명하기 위해서 도시한 도면이다.

구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이 상기 폭조절유닛(110)이 상기 폭을 조절하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 구동부(130)과 상기 제2 구동부(140)는 상기 지지부재(112)를 축으로 축 이동될 수 있다. 그래서 상기 폭조절유닛(110)은 상기 제1 구동부(130)과 상기 제2 구동부(140)가 상기 지지부재(112)상에서 상기 폭을 넓히거나 좁히는 방법을 통해서 상기 폭을 조절할 수 있고, 상기 지지부재(112)상에서 움직이기 때문에 정확하게 상기 폭을 조절할 수 있는 효과가 있다.

반면, 도 7은 상기 폭조절유닛(110)이 일측만 상기 폭을 조절하는 모습을 도시한 도면으로, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 두둑(R)은 폭우, 강풍 또는 다른 이유에 의해서 상기 두둑(R)이 무너져 내리는 경우에 일측으로만 무너져 내려 상기 두둑(R)의 폭이 일측만 넓어지게 될 수 있다.

만약 상기 폭조절유닛(110)이 상기 제1 구동부(130)와 상기 제2 구동부(140)를 동시에 조절하여 도 5에 도시된 바와 같이 조절한다면, 상기 두둑(R)의 폭이 일측만 넓어지는 부분을 극복할 수는 있지만, 상기 작업모듈(200)이 상기 두둑(R) 상부의 작업 위치에서 벗어나 작업에 방해가 될 수 있다.

그렇기 때문에 상기 영상유닛(미도시)이 상기 두둑(R)의 일측만 넓어지는 것을 감지한 경우, 상기 폭조절유닛(110)은 상기 제1 구동부(130) 또는 상기 제2 구동부(140)를 개별적으로 조절하여 상기 영상유닛(미도시)을 통해 감지하는 상기 작업모듈(200)의 작업이 상기 두둑(R) 상부의 작업 위치에서 벗어나는 것을 방지하도록 조절될 수 있다.

그래서 상기 폭조절유닛(110)은 상기 두둑(R)이 무너져 폭이 가변되는 상황에도 상기 폭을 조절할 수 있지만, 상기 영상유닛(미도시)을 통해 감지하는 상기 작업모듈(200)의 작업상황에 따라서 상기 제1 구동부(130) 또는 상기 제2 구동부(140)를 개별적으로 조절하여 상기 두둑(R)의 폭이 가변되는 상황에서도 상기 작업모듈(200)이 지속적으로 상기 두둑(R) 상부 작업 위치에서 상기 밭에 필요한 작업을 유지하도록 할 수 있다.

하지만 도 8에 도시된 바와 같이 상기 폭조절유닛(110)을 통해서 상기 폭을 조절하고도 장애물(O)을 극복을 하기 어려운 상황이 있을 수 있으며, 이에 따라 상기 로봇은 도 9에 도시된 바와 같이 상기 로봇의 주행 알고리즘을 통해 상기 장애물(O)을 극복할 수 있다.

한편 상기 장애물(0)은, 바위가 될 수도 있으며 쓰러진 나무 및 벽 등으로 다양할 수 있다. 구체적으로, 상기 장애물(O)은 강풍이 불거나 폭우가 쏟아져 쓰러진 나무나 토사가 쓸려와 생긴 토벽, 또는 상기 사용자가 상기 로봇의 주행 정보를 설정하는 경우 입력하지 못한 것 및 도 5와 도 7에 도시된 바와 같은 상기 두둑(R)의 폭이 변하는 상황 등을 포함할 수 있다.

그래서 상기 영상유닛(미도시)이 상기 로봇의 주행 경로상에 존재하는 상기 장애물(O)을 감지하고, 상기 판단유닛(310)이 상기 장애물(O)을 상기 폭을 조절하여 극복할 수 있는지를 판별한다. 그리고 상기 폭을 조절하여 극복할 수 없는 경우에는 상기 영상유닛(미도시)을 통해서 상기 장애물(O)을 우회할 수 있는 경로를 재탐색하여 상기 로봇이 재탐색한 경로를 통해 이동할 수 있도록 구동모듈(100)을 제어할 수 있다.

구체적으로는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 로봇은 전력이 공급되어 주행을 시작하기 이전에 상기 사용자에 의해서 상기 밭을 주행하는 경로 또는 지형정보 및 상기 작업모듈의 작업에 대하여 주행 정보가 설정될 수 있다.

한편, 상기 주행 정보에 대해서 설정이 끝난 경우, 상기 로봇이 주행을 시작하고 상기 로봇은 상기 장애물(O) 혹은 상기 두둑(R)의 폭이 변하는 것에 따라서 상기 폭이 조절되기 이전에는 상기 작업모듈(200)의 상황을 확인하며 주행하고, 상기 작업이 진행 중이라는 것을 인식하며 지속적으로 주행할 수 있다.

만약 상기 로봇이 도 5, 도7, 도 8에 도시된 바와 같은 상기 장애물(O)을 상기 영상유닛(미도시)을 통해 감지하면, 상기 판단유닛(310)으로 상기 장애물(O)을 측정한 정보에 대하여 전송할 수 있다. 그래서 상기 판단유닛(310)은 상기 장애물(O)이 상기 폭조절유닛(110)을 통해 상기 폭을 조절하여 극복할 수 있는지를 먼저 판별하고, 상기 폭조절유닛(110)을 통해서 상기 폭을 조절하여 상기 장애물(O)을 극복할 수 있는 경우, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 폭을 조절하여 상기 장애물(O)을 극복할 수 있다.

하지만 상기 장애물(O)이 상기 폭조절유닛(110)을 통해 상기 폭을 조절하여 극복할 수 없다고 판단한 경우, 상기 판단유닛(310)은 상기 영상유닛(미도시)을 통해서 상기 로봇이 상기 장애물(O)을 우회할 수 있는 경로를 탐색하고, 상기 장애물(O)을 우회할 수 있는 경로가 탐색되면 상기 구동모듈(100)을 제어하여 상기 장애물(O)을 우회하여 지속적으로 주행할 수 있다.

그럼에도 불구하고, 상기 영상유닛(미도시)을 통해 상기 장애물(O)을 우회할 수 있는 경로를 탐색하기 어려워 우회 경로를 설정할 수 없다고 판단한 경우, 상기 로봇이 알람을 울리도록 하여 상기 사용자에게 현 상황을 전달할 수 있다. 또한, 상기 알람은 소리를 발생시키거나 상기 사용자의 스마트폰으로 상기 알람을 전송하거나 무선통신이나 LED 등을 통해서도 상기 알람을 표시할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 영상유닛(미도시)이 상기 작업모듈(200)의 작업이 끝나 더 이상 작업이 없다고 감지하여 상기 판단유닛(310)으로 전달하면 상기 판단유닛(310)은 작업의 종료에 맞추어 상기 로봇의 전원을 끄거나, 상기 사용자의 스마트폰을 통해 전송하거나, 무선통신 또는 LED 등을 통해서도 작업 종료를 상기 사용자에게 알릴 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 판단유닛(310)은 상기 로봇이 직전 주행에서 판단하고 감지했던 지형과 주행에 대한 정보들을 상기 로봇의 주행 설정으로 적용하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 기 설정된 주행 정보는 현재 주행 이전의 주행 정보 또는 상기 사용자를 통해서 설정된 주행 정보일 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.

R: 두둑
O: 장애물
100: 구동모듈
112: 지지부재
114: 이탈방지부재
116: 강성보강부재
120: 이동유닛
130: 제1 구동부
140: 제2 구동부
200: 작업모듈
300: 제어모듈
310: 판단유닛

Claims (10)

1. 지형에 따라 폭을 변경하며 밭에 필요한 작업을 하는 폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇으로서,
   상기 로봇이 상기 밭의 경로를 따라 이동하도록 상기 로봇의 몸체 양측에 구비되는 구동모듈;
   상기 구동모듈 사이에 삽입되고, 상기 밭에 필요한 작업에 따라 교체 가능하도록 형성되며, 상기 구동모듈을 통해 상기 로봇이 주행하며 상기 밭에 필요한 작업을 하는 작업모듈; 및
   상기 밭의 지형을 감지하고, 감지된 상기 밭의 지형을 따라서 상기 구동모듈 사이의 폭을 제어하는 제어모듈을 포함하되,
   상기 구동모듈은, 상기 밭을 주행하기 위한 이동유닛, 상기 이동유닛이 상기 로봇의 주행방향의 전방과 후방에 결합되는 제1 구동부와 상기 제1 구동부와 대응되도록 형성되는 제2 구동부, 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부를 연결하는 지지부재, 상기 지지부재의 일단과 타단에 이탈방지부재가 포함되는 폭조절유닛을 포함하고,
   상기 지지부재는, 상부에 다수의 홈이 형성되어 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부가 조절된 상태에서 고정부재를 통해 상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부가 고정되는 것을 특직으로 하는,
   폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 폭조절유닛은,
   상기 폭이 조절되는 경우, 상기 지지부재와 대응되는 상기 로봇의 하부에 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부가 평행을 이루며 조절될 수 있도록 강성보강부재가 포함되는 것을 특징으로 하는,
   폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 폭조절유닛은,
   상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부가 상기 지지부재상에서 개별적으로 상기 로봇의 몸체와의 거리를 조절하여 상기 폭을 조절하는 것을 특징으로 하는,
   폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 이동유닛은,
   진동 저감 재질 또는 진동 저감 장치를 통해 구성되는 것을 특징으로 하는,
   폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어모듈은,
   기 설정된 주행 정보에 따라 상기 폭을 제어하는 것을 특징으로 하는,
   폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 기 설정된 주행 정보는,
   상기 제어모듈이 현재 주행보다 이전 주행으로부터 감지한 정보를 분석하여 이용하는 것을 특징으로 하는,
   폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 제어모듈은,
   상기 로봇의 이동경로에서 상기 기 설정된 주행 정보 이외의 상황이 감지되는 경우, 상기 폭을 제어하여 극복하고, 상기 기 설정된 주행 정보 이외의 상황 극복이 어려운 경우, 상기 로봇이 이동 가능한 우회 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는,
   폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 기 설정된 주행 정보 이외의 상황에 대하여 우회 경로 설정이 어려운 경우, 상기 로봇이 알람을 울리도록 하는 것을 특징으로 하는,
    폭 변경이 가능한 지형 감지 가변형 농업용 로봇.
    
    

Images