KR102242841B1 - 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수액 나무에서 수액이 흘러나오도록 하는 절개홈을 자동으로 형성할 수 있는 수액 나무에 절개홈을 형성하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하기 위한 장치는 수액 나무의 길이 방향으로 설치된 제 1 이동 가이드 부재; 상기 제 1 이동 가이드 부재에 이동 가능하도록 설치된 이동 프레임; 상기 이동 프레임에 설치된 제 2 이동 가이드 부재; 상기 제 2 이동 가이드 부재에 이동 가능하도록 설치된 절개홈 형성부; 및 상기 절개홈 형성부를 상기 제 2 이동 가이드 부재 상에서 이동시키는 이동 구동부를 포함하며, 상기 절개홈 형성부는 각도 조절 유닛을 포함할 수 있다.

Description

수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FORMING INCISION GROOVE IN THE SAP TREE}

본 발명은 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 수액 나무에서 수액이 흘러나오도록 하는 절개홈을 자동으로 형성할 수 있는 수액 나무에 절개홈을 형성하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

수액 나무(예를 들어, 고무 나무)에서 수액을 채취하기 위해서는, 수액 나무의 절개 부분의 측부에서 수액이 흘러나오도록 하는 절개홈(또는 절개 라인)을 수액 나무에 형성해야만 한다.

최근까지도 수액 나무에 절개홈을 자동으로 형성하는 장치가 개발되지 않았기 때문에 작업자가 커터를 이용한 수작업으로 수액 나무를 직접 절개하여 절개홈을 형성하고, 하나의 절개홈에서 수액이 모두 채취된 이후에는 다시 수작업으로 다른 부분에 절개홈을 형성하게 된다. 하나의 수액 나무에서 수액을 채취하기 위해서는 수작업을 통해 수액 나무에 절개홈을 일정한 간격으로 형성하는 과정을 하루에 한번 매일매일 반복해야만 한다. 그 결과, 종래에는 수액 채취를 위한 인건비, 작업 시간 및 작업자의 노고가 지나치게 많이 소요되는 문제점이 존재하고, 이로 인하여 수액의 일일 총생산량 및 일정기간 총생산량이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 수액 나무에서 수액이 흘러나오도록 하는 절개홈을 자동으로 형성할 수 있는 수액 나무에 절개홈을 형성하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하기 위한 장치는 수액 나무의 길이 방향으로 설치된 제 1 이동 가이드 부재; 상기 제 1 이동 가이드 부재에 이동 가능하도록 설치된 이동 프레임; 상기 이동 프레임에 설치된 제 2 이동 가이드 부재; 상기 제 2 이동 가이드 부재에 이동 가능하도록 설치된 절개홈 형성부; 및 상기 절개홈 형성부를 상기 제 2 이동 가이드 부재 상에서 이동시키는 이동 구동부를 포함하며, 상기 절개홈 형성부는 각도 조절 유닛을 포함할 수 있다.

상기 절개홈 형성부는 회전 모터의 회전에 따라 상기 수액 나무에 절개홈을 형성하는 드릴; 및 상기 이동 구동부의 구동에 따라 상기 제 2 이동 가이드 부재의 길이 방향으로 이동되는 이동 블록을 더 포함하며, 상기 각도 조절 유닛은 상기 이동 블록에 설치되어 상기 회전 모터를 지지하고, 상기 이동 블록의 이동에 연동되어 상기 드릴과 상기 수액 나무 간의 각도를 조절할 수 있다.

상기 제 2 이동 가이드 부재는 상기 수액 나무의 길이 방향으로부터 일정한 각도로 회전된 대각선 방향을 따라 상기 이동 프레임에 설치되어 상기 이동 블록의 대각선 방향 이동을 가이드하고, 상기 드릴은 상기 이동 블록의 대각선 방향 이동에 연동하여 상기 수액 나무의 둘레를 따라 이동하면서 상기 절개홈을 형성할 수 있다.

상기 각도 조절 유닛은 상기 이동 블록에 결합된 회전 베이스 블록; 상기 회전 베이스 블록에 회전 가능하게 결합되고, 상기 회전 모터를 지지하는 회전 플레이트; 상기 회전 베이스 블록과 상기 회전 플레이트 간에 설치되어 상기 회전 플레이트를 회전 가능하게 지지하는 샤프트; 및 상기 회전 베이스 블록과 상기 회전 플레이트 간에 설치되고, 상기 이동 블록의 이동에 따른 탄성력에 의해 상기 회전 플레이트를 회전시켜 상기 드릴과 상기 수액 나무의 간의 각도를 조절하는 스프링 부재를 포함할 수 있다.

상기 각도 조절 유닛은 상기 회전 플레이트의 일측으로부터 돌출된 회전 스토퍼; 및 길이 조절 가능하도록 상기 회전 베이스 블록의 측면에 설치되어 상기 회전 플레이트의 회전 각도를 설정하는 회전 각도 설정 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 절개홈 형성부는 길이 조절 가능하도록 상기 회전 플레이트에 설치되어 상기 수액 나무에 삽입되는 드릴의 깊이를 조절하는 깊이 조절 수단을 더 포함할 수 있다.

상기 절개홈 형성부는 상기 이동 블록에 결합된 지지 블록을 더 포함하고, 상기 각도 조절 유닛은 상기 지지 블록에 회전 가능하게 결합된 회전 모듈; 및 상기 회전 모듈에 결합되어 상기 회전 모터를 지지하고, 상기 이동 블록의 이동에 따라 회전되어 상기 드릴과 상기 수액 나무의 간의 각도를 조절하는 지지 브라켓를 포함할 수 있다.

상기 절개홈 형성부는 길이 조절 가능하도록 상기 지지 브라켓에 설치되어 상기 수액 나무에 삽입되는 드릴의 깊이를 조절하는 깊이 조절 수단을 더 포함할 수 있다.

상기 깊이 조절 수단은 길이 조절 가능하도록 상기 지지 브라켓에 설치되어 상기 수액 나무에 접촉하는 한 쌍의 길이 조절 가이드; 상기 한 쌍의 길이 조절 가이드의 간격을 일정하게 유지시키는 간격 유지 부재; 상기 한 쌍의 길이 조절 가이드 각각에 결합되어 상기 한 쌍의 길이 조절 가이드 각각의 길이 조절을 가능하게 하거나 상기 지지 브라켓의 전면에 밀착되어 상기 한 쌍의 길이 조절 가이드 각각의 위치를 고정하는 한 쌍의 제 1 길이 고정 부재; 및 상기 한 쌍의 길이 조절 가이드 각각에 결합되어 상기 한 쌍의 길이 조절 가이드 각각의 길이 조절을 가능하게 하거나 상기 지지 브라켓의 후면에 밀착되어 상기 한 쌍의 길이 조절 가이드 각각의 위치를 고정하는 한 쌍의 제 2 길이 고정 부재를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치는 상기 제 1 이동 가이드 부재와 상기 이동 프레임 간에 설치되고, 상기 이동 블록의 이동에 연동하여 상기 이동 프레임을 상기 수액 나무의 길이 방향으로 스텝 이동시키는 스텝 이동부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 스텝 이동부는 상기 제 1 이동 가이드 부재에 설치된 제 1 랙 기어; 및 상기 제 1 랙 기어에 치합되도록 상기 이동 프레임에 설치되고, 상기 이동 블록의 이동에 연동하여 회전하는 회전 기어를 포함하고, 상기 이동 프레임은 상기 회전 기어의 회전에 따라 스텝 이동될 수 있다.

상기 절개홈 형성부는 상기 이동 블록에 설치되어 상기 회전 기어를 회전시키는 스텝 이동력 전달 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 스텝 이동력 전달 수단은 상기 이동 블록에 설치된 고정 부재; 상기 고정 부재로부터 상기 회전 기어 상으로 돌출되고, 상기 회전 기어를 회전시키는 기어 회전 부재; 및 상기 기어 회전 부재로부터 경사지게 돌출되어 상기 회전 기어의 회전을 방지하는 회전 방지 부재를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치는 상기 제 1 이동 가이드 부재와 상기 이동 프레임 간에 설치되어 상기 스텝 이동부에 의해 스텝 이동된 상기 이동 프레임의 위치를 고정하는 위치 고정부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 위치 고정부는 상기 제 1 이동 가이드 부재에 설치된 제 2 랙 기어; 및 상기 제 2 랙 기어에 치합되도록 상기 이동 프레임의 내측면에 설치되고, 상기 이동 프레임의 스텝 이동을 가능하게 하거나 스텝 이동된 상기 이동 프레임의 위치를 고정하는 탄성 부재를 포함할 수 있다.

상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 수액 나무에서 수액이 흘러나오도록 수액 나무에 일정한 간격의 절개홈을 설정된 시간마다 자동으로 형성함으로써 수액 채취를 위한 인건비, 작업 시간 및 작업자의 노고를 최소화하고, 이를 통해 수액의 일일 총생산량 및 일정기간 총생산량을 증대시킬 수 있다.

둘째, 절개홈에서 흘러나오는 수액이 수액 저장부로 원활하게 흘러 내려가도록 수액 나무에 대각선 방향으로 절개홈을 형성함으로써 수액 채취 효율을 증가시키고, 수액의 일일 총생산량 및 일정기간 총생산량을 더욱 증대시킬 수 있다.

도 1은 수액 나무에 설치된 본 발명의 일 예에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 일 예에 따른 절개홈 형성부를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 깊이 조절 수단를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 다른 예에 따른 절개홈 형성부를 설명하기 위한 사시도이다.

본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치 및 방법의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 수액 나무에 설치된 본 발명의 일 예에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 예에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치를 설명하기 위한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치는 제 1 및 제 2 장치 지지부(110a, 110b), 제 1 이동 가이드 부재(120), 이동 프레임(130), 제 2 이동 가이드 부재(140), 절개홈 형성부(150), 이동 구동부(160), 스텝 이동부(170), 및 위치 고정부(180)를 포함한다.

상기 제 1 장치 지지부(110a)는 수액 나무(1)의 길이 방향(Y)과 교차하는 방향(X)으로 수액 나무(1)에 고정된다. 일 예에 따른 제 1 장치 지지부(110a)는 수액 나무에 고정되는 제 1 고정 밴드(110a1), 및 제 1 고정 밴드(110a1)로부터 수직 방향(Z)으로 일정한 길이를 가지도록 수직하게 설치된 제 1 포스트(110a2)를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 고정 밴드(110a1)는 체인, 벨트, 밧줄, 또는 와이어 등에 의해 수액 나무(1)에 고정될 수 있다.

상기 제 2 장치 지지부(110b)는 상기 제 1 장치 지지부(110-1)로부터 일정한 거리로 이격되도록 수액 나무(1)의 길이 방향(Y)과 교차하는 방향(X)으로 수액 나무(1)에 고정된다. 일 예에 따른 제 2 장치 지지부(110b)는 수액 나무에 고정되는 제 2 고정 밴드(110b1), 및 제 2 고정 밴드(110b1)로부터 수직 방향(Z)으로 일정한 길이를 가지도록 수직하게 설치된 제 2 포스트(110b2)를 포함한다. 여기서, 상기 제 2 고정 밴드(110b1)는 체인, 벨트, 밧줄, 또는 와이어 등에 의해 수액 나무(1)에 고정될 수 있다.

상기 제 1 이동 가이드 부재(120)는 수액 나무(1)의 길이 방향과 나란하도록 상기 제 1 및 제 2 장치 지지부(110a, 110b) 간에 설치된다. 일 예에 따른 제 1 이동 가이드 부재(120)는 상기 제 1 포스트(110a2)의 상단부와 상기 제 2 포스트(110b2)의 상단부 간에 설치됨으로써 수액 나무(1)와 나란하면서 일정한 거리로 이격되게 된다. 이러한 제 1 이동 가이드 부재(120)는 내부가 비어 있는 사각 기둥 형태로 형성될 수 있다.

부가적으로, 상기 제 1 이동 가이드 부재(120)는 상기 제 1 및 제 2 장치 지지부(110a, 110b) 간에 설치되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 제 1 및 제 2 장치 지지부(110a, 110b)는 생략 가능하다. 이 경우, 상기 제 1 이동 가이드 부재(120)의 양 끝단은 수액 나무(1)의 표피 쪽으로 벤딩되어 별도의 고정 부재(미도시)에 이해 수액 나무(1)에 고정될 수도 있다.

상기 이동 프레임(130)은 상기 제 1 이동 가이드 부재(120)의 측면들을 감싸도록 설치되어 상기 스텝 이동부(170)에 의해 상기 제 1 이동 가이드 부재(120)의 길이 방향(Y)으로 스텝 이동된다. 이를 위해, 상기 이동 프레임(130)은 상기 제 1 이동 가이드 부재(120)가 삽입되는 중공부를 갖는다.

상기 제 2 이동 가이드 부재(140)는 상기 제 1 이동 가이드 부재(120)의 길이 방향으로부터 일정한 각도(θ)로 회전된 상태로 상기 이동 프레임(130)에 결합됨으로써 상기 절개홈 형성부(150)의 이동 방향을 대각선 방향(θ)으로 가이드한다. 이를 위해, 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)는 중공부(141)를 가지도록 사각 기둥 형태로 형성되되, 수액 나무(1)와 마주하는 내측면(143)이 중공부(141)와 연통되도록 형성된다.

상기 절개홈 형성부(150)는 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 내측면(143)에 이동 가능하게 설치되어 상기 이동 구동부(160)의 구동에 따라 대각선 방향(θ)으로 이동하면서, 드릴(151)의 회전 운동에 따라 수액 나무(1)의 표피를 일정한 깊이로 절개하여 절개홈을 형성함으로써 수액 나무(1)에서 수액이 흘러나와 하방으로 흐르는 수액 유로를 형성한다. 이러한, 상기 절개홈 형성부(150)의 구체적인 구성을 후술하기로 한다.

상기 이동 구동부(160)는 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 상단부에 설치되어 상기 절개홈 형성부(150)를 대각선 방향(θ)으로 이동시킨다. 이를 위해, 일 예에 따른 이동 구동부(160)는 구동 모터(161), 하우징 커버(163), 상부 브라켓(미도시), 하부 브라켓(165), 볼 스크류(166; 도 3 참조), 회전력 전달 부재(미도시), 상부 스위치(167), 및 하부 스위치(169)를 포함한다.

상기 구동 모터(161)는 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 상단부 상면에 설치된 구동 회로부(미도시)로부터 공급되는 구동 전원에 따라 회전 운동한다.

상기 하우징 커버(163)는 하면이 개구된 상자 형태로 형성되어 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 상단부를 덮도록 설치된다. 이러한, 상기 하우징 커버(163)는 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 상단부에 설치되는 구성들을 덮음으로써 빗물 유입으로 차단한다.

상기 상부 브라켓은 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 길이 방향으로 기준으로 중공부(141)의 상부에 설치된다. 상기 하부 브라켓(165)은 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 길이 방향으로 기준으로 중공부(141)의 하부에 설치된다.

상기 볼 스크류는 상부 브라켓과 하부 브라켓(165) 간에 설치되어 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 중공부(141)에 배치된다. 여기서, 상기 볼 스크류의 상단부와 상부 브라켓 사이에는 상부 베어링(미도시)이 설치되어 있고, 상기 볼 스크류의 하단부와 하부 브라켓(165) 사이에는 하부 베어링(미도시)이 설치되어 있다. 그리고, 볼 스크류의 상단부와 하단부를 제외한 나머지 부분에는 수나사 산이 형성되어 있다. 이러한, 상기 볼 스크류는 상기 구동 모터(161)의 회전 운동에 따라 회전 운동함으로써 상기 절개홈 형성부(150)를 대각선 방향(θ)으로 이동시킨다.

상기 회전력 전달 부재는 상기 하우징 커버(163)의 내부에 설치되어 상기 구동 모터(161)의 회전 운동을 상기 볼 스크류에 전달한다. 일 예에 따른 회전력 전달 부재는 구동 모터(161)의 회전축에 결합된 제 1 스퍼 기어(또는 풀리), 상기 볼 스크류의 상부에 결합된 제 2 스퍼 기어(또는 풀리), 제 1 및 제 2 스퍼 기어(또는 폴리) 간에 걸쳐진 체인(또는 벨트)을 포함할 수 있다. 다른 예에 따른 회전력 전달 부재는 구동 모터(161)의 회전축에 결합된 제 1 스퍼 기어, 상기 볼 스크류의 상부에 결합된 제 2 스퍼 기어, 제 1 및 제 2 스퍼 기어 간에 연결되는 적어도 하나의 중간 스퍼 기어를 포함할 수 있다.

상기 상부 스위치(167)는 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 길이 방향으로 이동되는 상기 절개홈 형성부(150)의 대각선 이동 경로 상에 대응되도록 상기 상부 브라켓에 설치된다. 이러한, 상기 상부 스위치(167)는 대각선 방향(θ)을 따라 상방으로 이동되는 절개홈 형성부(150)가 접촉되면, 상기 구동 모터(161)의 구동을 정지시키기 위한 제 1 위치 검출 신호를 생성해 구동 회로부에 제공한다. 즉, 상기 상부 스위치(167)는 절개홈 형성부(150)의 홈 위치에 설치될 수 있다.

상기 하부 스위치(169)는 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 길이 방향으로 이동되는 상기 절개홈 형성부(150)의 대각선 이동 경로 상에 대응되도록 상기 하부 브라켓(165)에 설치된다. 이러한, 상기 하부 스위치(169)는 대각선 방향(θ)을 따라 하방으로 이동되는 절개홈 형성부(150)가 접촉되면, 상기 구동 모터(161)의 구동을 정지시키거나 구동 모터(161)의 회전 방향을 반대 방향으로 회전시키기 위한 제 2 위치 검출 신호를 생성해 구동 회로부에 제공한다. 즉, 상기 하부 스위치(169)는 절개홈 형성부(150)의 최하한 하강 위치에 설치될 수 있다.

상기 스텝 이동부(170)는 상기 제 1 이동 가이드 부재(120)와 상기 이동 프레임(130) 간에 설치되고, 상기 절개홈 형성부(150)가 대각선 방향(θ)으로 하강 이동에 연동하여 상기 이동 프레임(130)을 설정된 거리 만큼 하방으로 하강시킨다. 이로 인하여, 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)는 상기 스텝 이동부(170)의 구동에 의해 설정된 거리 만큼씩 하방으로 하강됨으로써 절개홈 형성부(150)가 수액 나무(1)에 일정한 간격의 절개 부분을 형성하도록 한다.

일 예에 따른 스텝 이동부(170)는, 도 1의 확대도 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 랙 기어(171), 회전 기어(173), 측면 피니언 기어(175), 및 연동부 커버(177)를 포함한다.

상기 제 1 랙 기어(171)는 제 1 이동 가이드 부재(120)의 일측면 및/또는 타측면에 설치됨으로써 이동 프레임(130)의 스텝 이동을 가이드한다.

상기 회전 기어(173)는 상기 제 1 랙 기어(171)와 마주하도록 상기 이동 프레임(130)의 일측면에 설치된 기어 지지체(174)에 삽입되어 상기 절개홈 형성부(150)의 대각선 이동 경로 상에 배치됨으로써 상기 절개홈 형성부(150)의 상기 절개홈 형성부(150)가 대각선 방향(θ)으로 하향 이동에 연동하여 회전 운동한다. 일 예에 따른 회전 기어(173)는 회전축 방향의 힘이 한쪽 방향으로만 작용하는 복수의 톱니를 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 톱니 각각은 원주면에 수직한 수직면과 원주면으로부터 일정한 기울기로 기울어진 경사면을 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 일 예에 따른 회전 기어(173)는 대각선 방향(θ)을 따라 하방으로 이동되는 상기 절개홈 형성부(150)와 상기 수직면이 접촉될 경우 회전하고, 이와 반대로 대각선 방향(θ)을 따라 상방으로 이동되는 상기 절개홈 형성부(150)와 상기 경사면이 접촉될 경우에는 회전하지 않는다.

상기 측면 피니언 기어(175)는 상기 회전 기어(173)의 회전축에 형성(또는 결합)되어 상기 제 1 이동 가이드 부재(120)의 일측면에 설치된 상기 제 1 랙 기어(171)에 치합됨으로써 상기 회전 기어(173)의 제 1 방향 회전에 따라 회전하여 상기 이동 프레임(130)을 하방으로 하강시킨다.

상기 연동부 커버(177)는 상기 스텝 이동부(170)의 구성들을 감싸도록 설치되어 빗물 유입 및 이물 등의 침투를 방지한다.

부가적으로, 상기 스텝 이동부(170)는 상기 이동 프레임(130)의 원활한 수직 이동을 위해, 제 1 연동 기어(178a), 제 2 연동 기어(178b), 및 보조 측면 피니언 기어(177)를 더 포함할 수도 있다.

상기 제 1 연동 기어(178a)는 상기 회전 기어(173)의 회전축에 결합되어 회전 기어(173)의 회전 운동에 연동하여 회전한다.

상기 제 2 연동 기어(178b)는 상기 제 1 연동 기어(178a)에 치합되도록 배치됨으로써 상기 제 1 연동 기어(178a)의 회전 운동에 연동하여 회전한다. 이때, 상기 제 2 연동 기어(178b)는 상기 제 1 연동 기어(178a)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전한다.

상기 보조 측면 피니언 기어(179)는 상기 제 1 랙 기어(171)와 마주하도록 상기 이동 프레임(130)의 타측면에 설치된 기어 지지체(미도시)에 삽입되어 상기 제 1 이동 가이드 부재(120)의 타측면에 설치된 상기 제 1 랙 기어(171)에 치합된다. 또한, 상기 보조 측면 피니언 기어(179)의 회전축은 상기 제 2 연동 기어(178b)에 결합된다. 이에 따라, 상기 보조 측면 피니언 기어(179)는 상기 제 2 연동 기어(178b)의 제 2 방향 회전에 따라 회전함으로써 상기 측면 피니언 기어(175)와 함께 상기 이동 프레임(130)을 하방으로 하강시키는 역할을 한다.

상기 위치 고정부(180)는 상기 제 1 이동 가이드 부재(120)와 상기 이동 프레임(130) 간에 설치되고, 상기 스텝 이동부(170)에 의해 상기 제 1 랙 기어(171)의 톱니 피치 만큼씩 수직 이동되는 상기 이동 프레임(130)의 위치를 고정한다. 이를 위해, 상기 위치 고정부(180)는 제 1 이동 가이드 부재(120)의 상면에 설치된 제 2 랙 기어(181), 및 상기 이동 프레임(130)의 내측면에 설치되어 상기 제 2 랙 기어(181)에 결합되는 탄성 부재(183)를 포함한다.

상기 제 2 랙 기어(181)는 상기 제 1 랙 기어(171)의 톱니 피치와 동일한 피치를 갖는 복수의 톱니를 포함하여 이루어진다.

상기 탄성 부재(183)는 일정한 탄성력을 갖는 금속 재질로 이루어져 상기 제 2 랙 기어(181)에 탄성 결합되는 것으로, 평판 형태로 형성되어 상기 이동 프레임(130)의 내측면에 결합되는 몸체부, 및 몸체부로부터 일정한 길이로 돌출되어 상기 제 2 랙 기어(181)의 톱니에 치합되는 복수의 탄성 날개부(183a)를 포함한다.

상기 복수의 날개부(183a)는 상기 스텝 이동부(170)에 의해 상기 이동 프레임(130)이 하방으로 이동되는 동안, 탄성력에 의해 상기 제 2 랙 기어(181)의 톱니를 따라 탄성 변형되어 상기 이동 프레임(130)의 하방 이동을 가능하게 한다. 그리고, 상기 복수의 날개부(183a)는 상기 스텝 이동부(170)에 의해 상기 이동 프레임(130)의 하향 이동이 완료되면, 탄성력에 의해 상기 제 2 랙 기어(181)의 톱니에 치합되어 상기 이동 프레임(130)의 수직 이동을 구속함으로써 상기 이동 프레임(130)이 중력에 의해 낙하되지 않도록 한다.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 일 예에 따른 절개홈 형성부를 설명하기 위한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 깊이 조절 수단를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 절개홈 형성부(150)는 드릴(151), 이동 블록(152), 각도 조절 유닛(153), 회전 모터(155), 깊이 조절 수단(157), 및 스텝 이동력 전달 수단(159)을 포함한다.

상기 이동 블록(152)은 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 중공부(141)에 설치되어 상기 이동 구동부(160)의 볼 스크류(166)에 결합된다. 예를 들어, 상기 이동 블록(152)은 볼 스크류(166)에 결합되는 나사 홀을 갖는 너트 블록 또는 볼 너트 블록일 수 있다. 이러한 상기 이동 블록(152)은 볼 스크류(166)의 회전 운동에 따라 직선 운동하되, 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 이동 가이드에 의해 대각선 방향(θ)(또는 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)의 길이 방향)으로 이동된다.

상기 각도 조절 유닛(153)은 상기 이동 블록(152)의 대각선 방향(θ) 이동에 연동하여 드릴(151)이 수액 나무(1)의 둘레를 따라 이동하면서 수액 나무(1)의 표피를 일정한 폭과 길이로 절개하도록 드릴(151)과 수액 나무(1)의 간의 각도를 조절한다. 일 예에 따른 각도 조절 유닛(153)은 회전 베이스 블록(153a), 회전 플레이트(153b), 샤프트(153c), 회전 스토퍼(153d), 및 회전 각도 설정 부재(153e)를 포함한다.

상기 회전 베이스 블록(153a)은 상기 이동 블록(152)에 결합되어 상기 이동 블록(152)의 이동에 연동하여 이동된다. 이때, 상기 회전 베이스 블록(153a)은 수액 나무(1)의 길이 방향(Y)과 교차하는 방향(X)과 나란하도록 상기 이동 블록(152)에 경사지게 결합된다. 이러한, 상기 회전 베이스 블록(153a)의 외측면에는 상기 샤프트(153c)가 삽입되는 제 1 샤프트 삽입홀을 갖는 적어도 하나의 제 1 샤프트 삽입부(153a1)가 형성되어 있다.

상기 회전 플레이트(153b)는 상기 샤프트(153c)에 의해 상기 회전 베이스 블록(153a)에 회전 가능하게 결합된다. 이러한, 상기 회전 플레이트(153b)는 스프링(153f; 도 5 참조)의 탄성력에 의해 상기 회전 베이스 블록(153a)의 일단을 기준으로 회전하게 된다. 상기 회전 베이스 블록(153a)의 외측면과 마주하는 상기 회전 플레이트(153b)의 내측면에는 상기 샤프트(153c)가 삽입되는 제 2 샤프트 삽입홀을 갖는 적어도 하나의 제 2 샤프트 삽입부(153b1)가 형성되어 있다.

상기 샤프트(153c)는 상기 회전 베이스 블록(153a)에 마련된 제 1 샤프트 삽입부(153a1)의 제 1 샤프트 삽입홀에 삽입되고, 그 일부가 상기 회전 플레이트(153b)에 마련된 제 2 샤프트 삽입부(153b1)의 제 2 샤프트 삽입홀에 삽입된다. 즉, 상기 샤프트(153c)는 상기 회전 베이스 블록(153a)과 상기 회전 플레이트(153b) 간에 설치되어 상기 회전 플레이트(153b)를 회전 가능하게 지지함으로써 상기 회전 베이스 블록(153a)을 기준으로 상기 회전 플레이트(153b)가 회전될 수 있도록 하는 회전축의 역할을 한다.

상기 스프링 부재(153f)는 상기 회전 베이스 블록(153a)과 상기 회전 플레이트(153b) 사이에 설치되어 상기 회전 베이스 블록(153a)을 받침대로 하여 상기 회전 플레이트(153b)를 회전시키기 위한 탄성력을 제공한다. 예를 들어, 상기 스프링 부재(153f)는 상기 샤프트(153c)를 감싸도록 설치되는 비틀림 스프링 또는 상기 회전 베이스 블록(153a)과 상기 회전 플레이트(153b) 사이에 설치되는 U자형 판 스프링일 수 있다.

상기 회전 스토퍼(153d)는 상기 회전 베이스 블록(153a)에 인접한 상기 회전 플레이트(153b)의 내측면으로부터 일정한 크기로 돌출됨으로써 상기 회전 베이스 블록(153a)의 측면과 마주하도록 경사지게 배치된다.

상기 회전 각도 설정 부재(153e)는 상기 회전 베이스 블록(153a)의 측면과 상기 회전 스토퍼(153d) 사이에 배치되도록 상기 회전 베이스 블록(153a)의 측면에 높이 조절이 가능하게 설치된다. 이러한, 상기 회전 각도 설정 부재(153e)는 상기 회전 플레이트(153b)의 설정된 최대 회전 각도를 구속한다. 예를 들어, 상기 회전 각도 설정 부재(153e)는 일정한 길이를 가지는 볼트로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 상기 볼트는 상기 회전 베이스 블록(153a)의 측면에 형성된 볼트 홀에 체결되고, 상기 볼트의 헤드부는 상기 회전 플레이트(153b)의 설정된 최대 회전 각도에 대응되도록 설정된 길이만큼 상기 회전 베이스 블록(153a)의 측면으로부터 돌출될 수 있다.

이와 같은, 상기 각도 조절 유닛(153)은 상기 스프링 부재(153f)의 탄성력에 따라 상기 회전 플레이트(153b)가 회전됨으로써 드릴(151)이 수액 나무(1)의 둘레를 따라 이동하면서 수액 나무(1)의 표피에 일정한 폭과 길이의 절개홈을 형성하도록 드릴(151)과 수액 나무(1)의 간의 각도를 조절한다. 즉, 드릴(151)은 상기 이동 블록(152)의 이동에 연동하여 이동하게 되는데, 드릴(151)과 수액 나무(1) 간의 각도가 임의의 각도록 고정될 경우에는 드릴(151)이 수액 나무(1)의 둘레를 따라 이동할 수 없으며, 절개홈의 깊이 또한 일정하게 형성할 수 없는 문제점이 있다. 이에 따라, 본 발명은 상기 각도 조절 유닛(153)을 이용하여 상기 이동 블록(152)의 이동에 연동하여 드릴(151)과 수액 나무(1) 간의 각도를 조절함으로써 드릴(151)이 수액 나무(1)의 둘레를 따라 이동하면서 일정한 폭, 길이 및 깊이를 갖는 절개홈을 수액 나무(1)에 형성할 수 있도록 한다.

상기 회전 모터(155)는 상기 각도 조절 유닛(153), 즉 상기 회전 플레이트(153b)의 후면에 설치된다. 상기 회전 모터(155)의 회전 구동축은 상기 회전 플레이트(153b)를 관통하여 드릴(151)과 결합된다. 이에 따라, 상기 회전 모터(155)는 구동 회로부로부터 공급되는 드릴 구동 전원에 따라 회전하여 드릴(151)을 회전시키고, 이로 인해 드릴(151)은 수액 나무(1)의 표피를 일정한 폭, 길이 및 깊이로 절개하여 절개홈을 형성하게 된다. 이러한, 상기 회전 모터(155)는 모터 하우징(미도시)에 의해 둘러싸여져 수분 등으로부터 보호될 수 있다. 여기서, 상기 드릴(151)은 엔드 밀(end mill)로 변경될 수도 있다.

상기 깊이 조절 수단(157)은 상기 각도 조절 유닛(153), 즉 상기 회전 플레이트(153b)에 설치되어 수액 나무(1)의 표피에 접촉함으로써 수액 나무(1)에 삽입되는 드릴(151)의 삽입 깊이(또는 절개홈의 깊이)를 조절한다. 일 예에 따른 깊이 조절 수단(157)은 깊이 조절 가이드(157a), 및 한 쌍의 길이 고정 부재(157b)를 포함할 수 있다.

상기 깊이 조절 가이드(157a)는 원 형태의 헤드를 갖는 볼트로 이루어져 상기 회전 플레이트(153b)에 마련된 볼트 홀에 결합된다. 이러한, 상기 깊이 조절 가이드(157a)는 수액 나무(1)의 표피 두께(T1, T2)에 따라 설정된 길이만큼 수액 나무(1)와 마주하는 상기 회전 플레이트(153b)의 전면으로부터의 돌출된다.

상기 한 쌍의 길이 고정 부재(157b)는 상기 회전 플레이트(153b)를 사이에 두고 상기 깊이 조절 가이드(157a)에 체결됨으로써 길이 조절된 깊이 조절 가이드(157a)의 길이가 변경되지 않도록 고정한다.

이와 같은, 상기 깊이 조절 수단(157)을 이용한 상기 드릴(151)의 깊이를 조절하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

우선 상기 한 쌍의 길이 고정 부재(157b) 각각을 상기 회전 플레이트(153b)의 측면으로부터 충분히 이격시킨다. 이어서, 상기 깊이 조절 가이드(157a)를 회전시켜 상기 깊이 조절 가이드(157a)의 헤드를 전진시키거나 후퇴시킴으로써 상기 회전 플레이트(153b)의 전면으로부터 수액 나무(1) 쪽으로 돌출되는 상기 깊이 조절 가이드(157a)의 길이를, 상기 드릴(151)의 깊이에 대응되도록 조절한다. 마지막으로, 상기 한 쌍의 길이 고정 부재(157b) 각각을 회전시켜 상기 회전 플레이트(153b)의 측면에 밀착시킴으로써 도 4의 (a) 또는 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 깊이 조절 가이드(157a)의 위치를 고정한다.

상기 스텝 이동력 전달 수단(159)은 상기 이동 블록(152)의 상면에 결합되어 상기 이동 블록(152)의 이동에 따라 상기 스텝 이동부(170)의 회전 기어(173)를 한 피치만큼 회전시킴으로써 상기 이동 프레임(130)이 상기 제 1 랙 기어(171)의 한 피치만큼 하방으로 하강되도록 한다. 일 예에 따른 스텝 이동력 전달 수단(159)은 상기 이동 블록(152)에 설치된 고정 부재(159a), 상기 고정 부재(159a)로부터 상기 회전 기어(173) 상으로 돌출되어 제 1 방향 이동에 따라 회전 기어(173)를 회전시키는 기어 회전 부재(159b), 및 기어 회전 부재(159b)로부터 경사지게 돌출되어 제 1 방향 이동과 반대되는 기어 회전 부재(159b)의 제 2 방향 이동시 회전 기어(173)의 회전을 방지하는 회전 방지 부재(159c)를 포함한다.

상기 고정 부재(159a)는 상기 이동 블록(152)의 상면에 결합된다.

상기 기어 회전 부재(159b)는 상기 고정 부재(1159a)의 일측면으로부터 일정한 길이를 가지도록 상기 제 2 이동 가이드 부재(140)와 상기 회전 기어(173) 상으로 돌출된다. 이때, 상기 기어 회전 부재(159b)는 일정한 탄성력을 갖기 위해, 상기 고정 부재(159a)로부터 상기 회전 기어(173) 상으로 갈수록 작은 면적을 가지도록 돌출될 수 있다. 이러한, 상기 이동 프레임(130)의 하향 이동 방향을 전면으로 가정할 때, 상기 회전 기어(173)의 위치에 대응되는 상기 기어 회전 부재(159b)의 전면 가장자리 부분은, 상기 이동 프레임(130)이 대각선 방향(θ)을 따라 하방으로 이동시, 상기 회전 기어(173)의 수직면을 가압함으로써 상기 회전 기어(173)를 한 피치만큼 회전시킨다.

상기 회전 방지 부재(159c)는 상기 회전 기어(173)의 위치에 대응되는 상기 기어 회전 부재(159b)의 후방 측면으로부터 일정한 각도와 일정한 길이를 가지도록 경사지게 돌출된다. 이러한, 상기 회전 방지 부재(159c)는 상기 이동 프레임(130)이 대각선 방향(θ)을 따라 상방으로 이동시, 상기 회전 기어(173)의 경사면을 타고 넘어감으로써 상기 회전 기어(173)가 회전되지 않도록 한다. 여기서, 상기 이동 프레임(130)의 위치를 고정하는 상기 위치 고정부(180)의 위치 고정력이 상기 회전 기어(173)의 경사면과 상기 회전 방지 부재(159c) 간의 접촉력보다 크기 때문에 상기 회전 방지 부재(159c)는 상기 회전 기어(173)의 톱니 경사면에 접촉됨에 따라 상부 방향(Y)으로 상승되면서 상기 회전 기어(173)의 톱니 경사면을 타고 넘어감으로써 상기 회전 기어(173)는 회전되지 않게 된다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선, 수액 나무(1)에 삽입되는 상기 드릴(151)의 삽입 깊이는 상기 깊이 조절 수단(157)에 의해 수액 나무(1)의 표피(1a) 두께에 대응되도록 사전에 설정되어 있으며, 상기 절개홈 형성부(150)의 회전 플레이트(153b)에 대한 최대 회전 각도는 상기 회전 각도 설정 부재(153e)에 의해 수액 나무(1)의 표피(1a) 두께에 대응되도록 사전에 설정되어 있다.

도 5에서 알 수 있듯이, 상기 이동 구동부(160)의 구동 모터(161)가 정방향으로 회전함에 따라 상기 볼 스크류(166)가 회전 운동하게 되고, 상기 볼 스크류(166)의 회전 운동에 연동되어 절개홈 형성부(150)가 홈 위치에서 제 2 이동 가이드 부재(140)의 이동 가이드에 의해 대각선 방향(θ)으로 하향 이동하게 된다. 이와 동시에, 상기 절개홈 형성부(150)의 회전 모터(155)가 구동 회로부의 제어에 따라 회전하여 드릴(151)이 회전 운동한다. 이때, 상기 절개홈 형성부(150)의 회전 플레이트(153b)는 스프링 부재(153f)의 탄성력에 따라 상기 회전 각도 설정 부재(153e)에 의해 설정된 회전 각도만큼 회전 베이스 블록(153a)으로부터 회전되게 되고, 이로 인하여 상기 드릴(151)은 상기 절개홈 형성부(150)의 대각선 방향(θ) 이동에 연동되어 수액 나무(1)의 둘레를 따라 이동하면서 수액 나무(1)의 표피(1a)를 일정한 폭, 길이 및 깊이의 절개홈을 형성한다.

상기 절개홈 형성부(150)가 대각선 방향(θ)을 따라 하방으로 연속적으로 이동함에 따라 상기 드릴(151)은 수액 나무(1)의 표피(1a)에 제 1 절개홈을 형성하게 되고, 이와 동시에 상기 회전 플레이트(153b)는 스프링 부재(153f)의 탄성 압축에 의해 상기 회전 베이스 블록(153a) 쪽으로 회전되면서 드릴(151)과 수액 나무(1)의 간의 각도를 조절한다.

이어서, 도 6에서 알 수 있듯이, 상기 절개홈 형성부(150)가 설정된 절개홈(2)의 길이 이상으로 이동하게 되면, 상기 스텝 이동력 전달 수단(159)이 상기 스텝 이동부(170)의 회전 기어(173)를 한 피치만큼 회전시키게 되고, 이로 인하여, 상기 이동 프레임(130)이 상기 제 1 랙 기어(171)의 한 피치만큼 하방으로 하강된 후, 상기 위치 고정부(180)에 의해 하강된 이동 프레임(130)의 위치가 고정되게 된다. 이에 따라, 상기 드릴(151)의 위치는 상기 제 1 절개홈으로부터 상기 제 1 랙 기어(171)의 한 피치만큼 하방으로 하강된 제 2 절개홈의 위치로 설정되게 된다.

이어서, 상기 절개홈 형성부(150)가 이동되어 상기 이동 블록(152)이 상기 하부 스위치(169)에 접촉하게 되면, 상기 하부 스위치(169)에 의해 생성된 제 2 위치 검출 신호에 기초한 구동 회로부의 제어에 의해 상기 회전 모터(155)의 구동이 정지되고, 이동 구동부(160)의 구동 모터(161)가 역방향으로 회전함으로써 상기 절개홈 형성부(150)가 제 2 이동 가이드 부재(140)의 이동 가이드에 의해 대각선 방향(θ)으로 상향 이동하게 된다. 이때, 상기 절개홈 형성부(150)가 대각선 방향(θ)으로 상향 이동하는 도중에 상기 스텝 이동력 전달 수단(159)의 회전 방지 부재(159c)가 상기 회전 기어(173)의 톱니 경사면을 타고 넘어가 상기 회전 기어(173)가 회전하지 않기 때문에 상기 이동 프레임(130)의 위치는 상기 위치 고정부(180)의 위치 고정력에 의해 그대로 유지되게 된다.

이어서, 상기 절개홈 형성부(150)가 대각선 방향(θ)으로 상향 이동되어 상기 이동 블록(152)이 상기 상부 스위치(167)에 접촉하게 되면, 상기 상부 스위치(167)에 의해 생성된 제 1 위치 검출 신호에 기초한 구동 회로부의 제어에 의해 이동 구동부(160)의 구동 모터(161)가 정지함으로써 상기 수액 나무(1)에 상기 제 1 절개홈(2)을 형성하는 과정이 완료한다. 이와 동시에, 구동 회로부는 설정된 절전 모드를 수행한다.

한편, 상기 구동 회로부는 절전 모드를 수행하는 동안 시간을 카운팅하고, 설정된 시간이 경과하면, 구동 모드로 전환해 전술한 과정을 통해 상기 수액 나무(1)에 상기 제 2 절개홈이 형성되도록 절개홈 형성부(150)와 이동 구동부(160) 각각의 구동을 제어한다. 결과적으로, 상기 구동 회로부는 절전 모드와 구동 모드를 반복적으로 수행함으로써 설정된 시간마다 상기 수액 나무(1)에 절개홈(2)이 일정한 간격으로 형성되도록 절개홈 형성부(150)와 이동 구동부(160) 각각의 구동을 제어한다.

이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치는 수액 나무(1)에서 수액이 흘러나오도록 수액 나무(1)에 일정한 간격의 절개홈(2)을 설정된 시간마다 자동으로 형성함으로써 수액 채취를 위한 인건비, 작업 시간 및 작업자의 노고를 최소화하고, 이를 통해 수액의 일일 총생산량 및 일정기간 총생산량을 증대시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 일 예에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치는 절개홈(2)에서 흘러나오는 수액이 수액 저장부(10)로 원활하게 흘러 내려가도록 수액 나무(1)에 대각선 방향으로 절개홈(2)을 형성함으로써 수액 채취 효율을 증가시키고, 수액의 일일 총생산량 및 일정기간 총생산량을 더욱 증대시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 다른 예에 따른 절개홈 형성부를 설명하기 위한 사시도로서, 이는 절개홈 형성부의 구성을 변경한 것이다. 이에 따라, 이하의 설명에서는 절개홈 형성부의 구성을 제외한 도 1 내지 도 3에 도시된 장치와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.

도 1, 도 7 및 도 8를 참조하면, 본 발명의 다른 예에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치에서, 절개홈 형성부(250)는 드릴(251), 이동 블록(152), 지지 블록(252), 각도 조절 유닛(253), 회전 모터(255), 깊이 조절 수단(257), 및 스텝 이동력 전달 수단(159)을 포함한다. 이러한 구성에서, 상기 이동 블록(152)과 스텝 이동력 전달 수단(159)은 도 3에 도시된 전술한 절개홈 형성부(150)와 동일한 구성하므로, 동일한 도면 부호를 부여하고 이들에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.

상기 지지 블록(252)은 상기 이동 블록(152)에 결합되어 상기 이동 블록(152)의 이동에 연동하여 이동된다.

상기 각도 조절 유닛(253)은 상기 지지 블록(252)의 하면에 회전 가능하게 결합된다. 이러한, 상기 각도 조절 유닛(253)은 상기 이동 블록(152)의 대각선 방향(θ) 이동에 연동해 회전함으로써 드릴(251)이 수액 나무(1)의 둘레를 따라 이동하면서 수액 나무(1)의 표피를 일정한 폭과 길이로 절개하도록 드릴(251)과 수액 나무(1)의 간의 각도를 조절한다. 일 예에 따른 각도 조절 유닛(253)은 회전 모듈(253a) 및 지지 브라켓(253b)을 포함한다.

상기 회전 모듈(253a)은 상기 지지 블록(252)의 하면에 회전 가능하게 결합된다. 즉, 상기 회전 모듈(253a)은 상기 지지 블록(252)에 회전 가능하게 설치된 모듈 회전축(252a)에 결합됨으로써 회전 가능하게 된다.

상기 지지 브라켓(253b)은 상기 회전 모듈(253a)의 하면에 일정한 높이를 가지도록 수직하게 설치되어 회전 모터(255)와 깊이 조절 수단(257)을 지지한다. 이러한 상기 지지 브라켓(253b)은 상기 이동 블록(152)의 대각선 방향(θ) 이동에 연동하여 회전됨으로써 드릴(251)과 수액 나무(1)의 간의 각도를 조절한다.

상기 회전 모터(255)는 상기 각도 조절 유닛(253), 즉 상기 지지 브라켓(253b)의 후면에 설치된다. 상기 회전 모터(255)의 회전 구동축은 상기 지지 브라켓(253b)를 관통하여 드릴(251)과 결합된다. 이에 따라, 상기 회전 모터(255)는 구동 회로부로부터 공급되는 드릴 구동 전원에 따라 회전하여 드릴(251)을 회전시키고, 이로 인해 드릴(251)은 수액 나무(1)의 표피를 일정한 폭과 깊이로 절개하게 된다. 이러한, 상기 회전 모터(255)는 모터 하우징(미도시)에 의해 둘러싸여져 수분 등으로부터 보호될 수 있다.

상기 깊이 조절 수단(257)은 상기 각도 조절 유닛(253), 즉 상기 지지 브라켓(253b)에 설치되어 수액 나무(1)의 표피에 접촉함으로써 드릴(251)의 삽입 깊이를 조절한다. 일 예에 따른 깊이 조절 수단(257)은 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a), 제 1 간격 유지 부재(257b), 한 쌍의 제 1 길이 고정 부재(157c), 한 쌍의 제 2 길이 고정 부재(157c), 및 제 2 간격 유지 부재(257e)를 포함할 수 있다.

상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a)는 원 형태의 헤드(257a1)를 갖는 볼트로 이루어져 상기 지지 브라켓(253b)의 하측부에 마련된 한 쌍의 볼트 홀에 각각 결합된다. 이러한, 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a)는 수액 나무(1)의 표피 두께에 따라 설정된 길이만큼 수액 나무(1)와 마주하는 상기 지지 브라켓(253b)의 전면으로부터의 돌출된다.

상기 제 1 간격 유지 부재(257b)는 상기 지지 브라켓(253b)의 전면에 배치되어 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 간의 간격을 일정하게 유지시킨다. 이를 위해, 상기 제 1 간격 유지 부재(257b)는 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각이 삽입 관통되는 한 쌍의 나사홀을 포함하여 이루어져, 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각의 헤드(257a1)에 인접하도록 배치된다.

상기 한 쌍의 제 1 길이 고정 부재(257c) 각각은 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각에 체결되어 상기 지지 브라켓(253b)의 전면에 배치된다. 상기 한 쌍의 제 1 길이 고정 부재(257c) 각각은 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각의 길이 조절을 허용하거나 길이 조절된 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각의 위치를 고정하는 역할을 한다.

상기 한 쌍의 제 2 길이 고정 부재(257d) 각각은 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각에 체결되어 상기 지지 브라켓(253b)의 후면에 배치된다. 상기 한 쌍의 제 2 길이 고정 부재(157d) 각각은 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각의 길이 조절을 허용하거나 길이 조절된 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각의 위치를 고정하는 역할을 한다.

상기 제 2 간격 유지 부재(257e)는 상기 지지 브라켓(253b)의 후면에 배치되어 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 간의 간격을 일정하게 유지시킨다. 이를 위해, 상기 제 2 간격 유지 부재(257e)는 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각이 삽입 관통되는 한 쌍의 나사홀을 포함하여 이루어져, 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각의 후단부에 인접하도록 배치된다. 여기서, 상기 제 2 간격 유지 부재(257e)는 생략 가능하다.

이와 같은, 상기 깊이 조절 수단(257)을 이용한 상기 드릴(251)의 삽입 깊이를 조절하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

우선 상기 한 쌍의 전방 및 제 2 길이 고정 부재(257c, 257d) 각각을 상기 지지 브라켓(253b)의 측면으로부터 충분히 이격시킨다. 이어서, 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각을 회전시켜 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a)의 헤드를 전진시키거나 후퇴시킴으로써 상기 지지 브라켓(253b)의 전면으로부터 수액 나무(1) 쪽으로 돌출되는 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각의 길이를, 상기 드릴(251)의 삽입 깊이에 대응되도록 조절한다. 마지막으로, 상기 한 쌍의 전방 및 제 2 길이 고정 부재(257c, 257d) 각각을 회전시켜 상기 지지 브라켓(253b)의 측면에 밀착시킴으로써 상기 한 쌍의 깊이 조절 가이드(257a) 각각의 위치를 고정한다.

이와 같은, 상기 절개홈 형성부(250)는 상기 이동 블록(152)의 대각선 방향(θ)으로 하향 이동과 상기 각도 조절 유닛(253)의 회전을 이용하여 드릴(251)의 각도를 수액 나무(1)의 둘레를 따라 회전시킴으로써 수액 나무(1)의 표피에 대각선 방향(θ)으로 절개홈을 형성하게 된다.

이상과 같은, 본 발명의 다른 예에 따른 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치의 절개홈 형성 과정은 상기 각도 조절 유닛(253)의 회전을 이용하여 드릴(251)의 각도를 수액 나무(1)의 둘레를 따라 회전시키는 것을 제외하고는 도 5 및 도 6에 도시된 절개홈 형성 과정을 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110a, 110b: 장치 지지부 120: 제 1 이동 가이드 부재
130: 이동 프레임 140: 제 2 이동 가이드 부재
150, 250: 절개홈 형성부 151, 251: 드릴
153, 253: 각도 조절 유닛 155, 255: 회전 모터
157, 257: 깊이 조절 수단 159: 스텝 이동력 전달 수단
160: 이동 구동부 161: 회전 모터
166: 볼 스크류 170: 스텝 이동부
180: 위치 고정부

Claims (16)

1. 수액 나무의 길이 방향으로 설치된 제 1 이동 가이드 부재;
   상기 제 1 이동 가이드 부재에 이동 가능하도록 설치된 이동 프레임;
   상기 이동 프레임에 설치된 제 2 이동 가이드 부재;
   상기 제 2 이동 가이드 부재에 이동 가능하도록 설치된 절개홈 형성부;
   상기 절개홈 형성부를 상기 제 2 이동 가이드 부재 상에서 이동시키는 이동 구동부; 및
   상기 제 1 이동 가이드 부재와 상기 이동 프레임 간에 설치된 스텝 이동부를 포함하고,
   상기 절개홈 형성부는 상기 수액 나무에 절개홈을 형성하는 드릴, 상기 드릴과 상기 수액 나무 간의 각도를 조절하는 각도 조절 유닛, 및 상기 이동 구동부의 구동에 따라 상기 제 2 이동 가이드 부재의 길이 방향으로 이동되는 이동 블록을 포함하며,
   상기 드릴은 회전 모터의 회전에 따라 상기 수액 나무에 절개홈을 형성하고,
   상기 각도 조절 유닛은 상기 이동 블록에 설치되어 상기 회전 모터를 지지하고, 상기 이동 블록의 이동에 연동되어 상기 드릴과 상기 수액 나무 간의 각도를 조절하며,
   상기 스텝 이동부는 상기 이동 블록의 이동에 연동하여 상기 이동 프레임을 상기 수액 나무의 길이 방향으로 스텝 이동시키는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 이동 가이드 부재는 상기 수액 나무의 길이 방향으로부터 일정한 각도로 회전된 대각선 방향을 따라 상기 이동 프레임에 설치되어 상기 이동 블록의 대각선 방향 이동을 가이드하고,
   상기 드릴은 상기 이동 블록의 대각선 방향 이동에 연동하여 상기 수액 나무의 둘레를 따라 이동하면서 상기 절개홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 각도 조절 유닛은,
   상기 이동 블록에 결합된 회전 베이스 블록;
   상기 회전 베이스 블록에 회전 가능하게 결합되고, 상기 회전 모터를 지지하는 회전 플레이트;
   상기 회전 베이스 블록과 상기 회전 플레이트 간에 설치되어 상기 회전 플레이트를 회전 가능하게 지지하는 샤프트; 및
   상기 회전 베이스 블록과 상기 회전 플레이트 간에 설치되고, 상기 이동 블록의 이동에 따른 탄성력에 의해 상기 회전 플레이트를 회전시켜 상기 드릴과 상기 수액 나무의 간의 각도를 조절하는 스프링 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 각도 조절 유닛은,
   상기 회전 플레이트의 일측으로부터 돌출된 회전 스토퍼; 및
   길이 조절 가능하도록 상기 회전 베이스 블록의 측면에 설치되어 상기 회전 플레이트의 회전 각도를 설정하는 회전 각도 설정 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 절개홈 형성부는 길이 조절 가능하도록 상기 회전 플레이트에 설치되어 상기 수액 나무에 삽입되는 드릴의 깊이를 조절하는 깊이 조절 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 절개홈 형성부는 상기 이동 블록에 결합된 지지 블록을 더 포함하고,
   상기 각도 조절 유닛은,
   상기 지지 블록에 회전 가능하게 결합된 회전 모듈; 및
   상기 회전 모듈에 결합되어 상기 회전 모터를 지지하고, 상기 이동 블록의 이동에 따라 회전되어 상기 드릴과 상기 수액 나무의 간의 각도를 조절하는 지지 브라켓를 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 절개홈 형성부는 길이 조절 가능하도록 상기 지지 브라켓에 설치되어 상기 수액 나무에 삽입되는 드릴의 깊이를 조절하는 깊이 조절 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 깊이 조절 수단은,
   길이 조절 가능하도록 상기 지지 브라켓에 설치되어 상기 수액 나무에 접촉하는 한 쌍의 길이 조절 가이드;
   상기 한 쌍의 길이 조절 가이드의 간격을 일정하게 유지시키는 간격 유지 부재;
   상기 한 쌍의 길이 조절 가이드 각각에 결합되어 상기 한 쌍의 길이 조절 가이드 각각의 길이 조절을 가능하게 하거나 상기 지지 브라켓의 전면에 밀착되어 상기 한 쌍의 길이 조절 가이드 각각의 위치를 고정하는 한 쌍의 제 1 길이 고정 부재; 및
   상기 한 쌍의 길이 조절 가이드 각각에 결합되어 상기 한 쌍의 길이 조절 가이드 각각의 길이 조절을 가능하게 하거나 상기 지지 브라켓의 후면에 밀착되어 상기 한 쌍의 길이 조절 가이드 각각의 위치를 고정하는 한 쌍의 제 2 길이 고정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 스텝 이동부는,
    상기 제 1 이동 가이드 부재에 설치된 제 1 랙 기어; 및
    상기 제 1 랙 기어에 치합되도록 상기 이동 프레임에 설치되고, 상기 이동 블록의 이동에 연동하여 회전하는 회전 기어를 포함하고,
    상기 이동 프레임은 상기 회전 기어의 회전에 따라 스텝 이동되는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 절개홈 형성부는 상기 이동 블록에 설치되어 상기 회전 기어를 회전시키는 스텝 이동력 전달 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 스텝 이동력 전달 수단은,
    상기 이동 블록에 설치된 고정 부재;
    상기 고정 부재로부터 상기 회전 기어 상으로 돌출되고, 상기 회전 기어를 회전시키는 기어 회전 부재; 및
    상기 기어 회전 부재로부터 경사지게 돌출되어 상기 회전 기어의 회전을 방지하는 회전 방지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 이동 가이드 부재와 상기 이동 프레임 간에 설치되어 상기 스텝 이동부에 의해 스텝 이동된 상기 이동 프레임의 위치를 고정하는 위치 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 위치 고정부는,
    상기 제 1 이동 가이드 부재에 설치된 제 2 랙 기어; 및
    상기 제 2 랙 기어에 치합되도록 상기 이동 프레임의 내측면에 설치되고, 상기 이동 프레임의 스텝 이동을 가능하게 하거나 스텝 이동된 상기 이동 프레임의 위치를 고정하는 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치.
16. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항, 제 8 항, 및 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 수액 나무에 절개홈을 형성하는 장치를 이용하여 상기 수액 나무에 절개홈을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 나무에 절개홈을 형성하는 방법.

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