KR102298949B1

KR102298949B1 - 농작물 리프트 하지 근력 보조시스템의 제어방법

Info

Publication number: KR102298949B1
Application number: KR1020200162385A
Authority: KR
Inventors: 조재두
Original assignee: (주)에코팜
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2021-09-07

Abstract

본 발명 농작물 리프트 하지 근력 보조시스템의 제어방법은, 고령자, 여성 농업인도 쉽게 사용할 수 있고, 농작업 노동력 절감을 통한 작업 능률 극대화가 가능하면서, 농작업 환경에 대응하여 작업인지가 가능하고, 고하중 운반 및 적재 작업 어시스트의 효율을 현저하게 상승시키고자 하는 것으로서, 제어패널에 기준각도 및 기준압력을 입력하여 설정하는 단계(S1), 제어패널을 ON 하는 단계(S2), 허벅지 지지대(140)의 내면에 구비된 압력센서를 구동하는 단계(S3), 및 조인트풀리에 구비된 각도센서를 구동하는 단계(S4),를 포함하고, 허벅지 지지대(140)의 내면에 구비된 압력센서를 구동하는 단계(S3) 다음에 작업자가 앉을 때 허벅지 지지대 내면의 압력값을 검출하는 단계(S31), 허벅지 지지대 내면의 압력값이 기준압력 이하로 감소되었는지 여부를 판단하는 단계(S32)가 순차적으로 이루어지고, 조인트풀리에 구비된 각도센서를 구동하는 단계(S4) 다음에 작업자가 앉을 때 회전하는 회전바의 각도값을 검출하는 단계(S41), 회전바에서 검출된 각도값이 기준각도 이상 인지 여부를 판단하는 단계(S42)가 순차적으로 이루어지며, 단계 32 및 단계 42 다음에 측정된 압력값과 각도값을 기준압력 및 기준각도와 비교하는 '압력값이 기준압력 이하이고, 각도값이 기준각도 이상이면 작업자가 일어서는 것으로 판단하는 단계(S5), BLDC 모터를 구동하여 꼬인줄을 풀어지게 하는 단계(S6), 꼬인줄이 풀어져서 회전바를 하부방향으로 회전시켜 작업자를 일어서게 하는 단계(S7)를 진행하고 종료하는 단계가 순차적으로 이루어지는 것을 요지로 한다.

Description

농작물 리프트 하지 근력 보조시스템의 제어방법 {Control Method of crop lift lower limb muscle assist system}

본 발명은, 고령자, 여성 농업인도 쉽게 사용할 수 있고, 농작업 노동력 절감을 통한 작업 능률 극대화가 가능하면서, 농작업 환경에 대응하여 작업인지가 가능하고, 고하중 운반 및 적재 작업 어시스트의 효율을 현저하게 상승시킨 농작물 리프트 하지 근력 보조시스템의 제어방법 관한 것이다.

농촌 진흥청에서 전국 각 도별 8개 지역, 18개 마을 주민 전체를 대상으로 수행한 농업 관련 질환과 작업 환경에 대한 조사결과를 살펴보면, 농업인 중 1주일 이상 지속되는 근골격계 통증을 경험한 비율이 약 80.5%로 조사되었다.

신체 부위별 비율은 허리가 51.8%, 무릎과 하지가 50.9%로 가장 많았고, 어깨 37.8%, 손과 손목 23.8%, 상지와 팔꿈치 20.4%, 목 17.6% 순으로 나타나고 있으며, 농업 주작목별로는 노지나 시설재배 농업인들은 허리 및 무릎과 하지의 통증, 과수는 목부위 통증 호소가 많았으며, 근골격계 질환이 전체의 64%로 가장 많은 비율을 차지하고 있어, 농작업을 보조할 수 있는 수단이 필요한 상태이다.

도 1은 종래 웨어러블 자세유지 보조장치의 사시도, 2는 도 1 웨어러블 자세유지 보조장치의 분해사시도, 3은 도 1 웨어러블 자세유지 보조장치의 측면도이다.

도시된 바와 같이, 웨어러블 자세유지 보조 장치는 발 고정수단(10),종아리 프레임(20), 종아리 밴드(22), 넓적다리 프레임(30), 넓적다리 밴드(32), 안장수단(40), 검출수단(50), 제1 회동조절수단(60), 제2회동조절수단(70) 및 제어수단을 포함하고 있다.

검출수단(50)의 제1 관성센서(52)는 종아리 프레임(20)에 장착되어 종아리 프레임(20)의 동작을 감지하게 되고, 제2 관성센서(54)는 넓적다리 프레임(30)에 배치되어 넓적다리 프레임(30)의 동작을 감지하게 되며, 압력센서(56)는 사용자의 넓적다리 근육의 움직임을 감지하게 된다.

제1 회동조절수단(60)은, 종아리 프레임(20)과 넓적다리 프레임(30)에 배치되어 넓적다리 프레임(30)의 회동 동작을 조절하는 구성요소이며, 제1 장력부재(62)와 제1 브레이크부재(64)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 브레이크부재(62)는, 제1 장력부재(62)를 사이에 두는 한 쌍의 전자석으로 이루어지며, 전원의 공급에 따라 제1 브레이크부재(64)가 제1 장력부재(62)에 접하거나 떨어지도록 동작되어 제1 장력부재(62)를 고정 또는 고정해제시킬 수 있게 된다.

제2 회동조절수단(70)은, 제1 회동조절수단(60)과 동일한 제2 장력부재(72)와 제2 브레이크부재(74)로 이루어진다

작동관계를 살펴보면, 사용자가 앉는 자세를 취할 경우 사용자의 무릎 움직임에 따라 넓적다리 프레임(30)이 종아리 프레임(20)에 대해 회동하게 된다.

이때, 제1 브레이크부재(64)는 제1 장력부재(62)를 고정해제하고 있는 상태이며, 넓적다리 프레임(30)의 회동에 따라 종아리 프레임(20)의 내측에 위치한 제1 장력부재(62)를 상측으로 끌어올려지게 된다.

계속해서 사용자가 무릎을 굽히거나 쪼그리고 앉는 자세를 취하게 되면 넓적다리 프레임(30)이 더 회동하게 되면서 종아리 프레임(20)의 내측에 위치한 제1 장력부재(62)를 상측으로 더 끌어올려지게 되며, 제어수단(80)의 제어에 따라 제1 브레이크부재(64)가 동작하여 제1 장력부재(62)가 고정되면, 넓적다리 프레임(30)이 더 이상 회동하지 않게 되므로 사용자가 하체에 힘을 주지 않고도 해당 자세를 유지할 수 있게 되는 구성이 공지되어 있다.

그러나 위 종래기술은 사용자의 자세를 일정하게 유지시킬 수 있을 뿐이다.

즉, 농작업은 단순 반복 작업이 주를 이루는 산업용 작업과 달리, 비정형 작업과 반복작업이 혼재되어 있으므로 일정한 자세를 유지시키는 것만으로는 부족하고, 동작에 대해 힘 보조뿐만 아니라, 일상 동작 및 여러 가지 모션에 대해서도 불편함이 없어야 하는 구조가 필요한데, 고령 및 여성 위주의 농업인들이 편안함 착용감을 가지면서, 근력보조의 작용, 효과와 근골격계 질환을 예방할 수 없는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1774152호(2017.09.04. 공고)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 줄꼬임 구동기술 기반의 하지 근력 보조시스템의 제어방법을 적용함으로써, 고령자, 여성 농업인도 쉽게 사용할 수 있고, 농작업 노동력 절감을 통한 작업 능률 극대화가 가능하면서, 농작업 환경에 대응하여 작업인지가 가능하고, 고하중 운반 및 적재 작업 어시스트의 효율을 현저하게 상승시킨 농작물 리프트 하지 근력 보조시스템의 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명 농작물 리프트 하지 근력 보조시스템의 제어방법은, 제어패널에 기준각도 및 기준압력을 입력하여 설정하는 단계, 제어패널을 ON 하는 단계, 허벅지 지지대의 내면에 구비된 압력센서를 구동하는 단계, 및 조인트풀리에 구비된 각도센서를 구동하는 단계,를 포함하고, 허벅지 지지대의 내면에 구비된 압력센서를 구동하는 단계 다음에 작업자가 앉을 때 허벅지 지지대 내면의 압력값을 검출하는 단계, 허벅지 지지대 내면의 압력값이 기준압력 이하로 감소되었는지 여부를 판단하는 단계가 순차적으로 이루어지고, 조인트풀리에 구비된 각도센서를 구동하는 단계 다음에 작업자가 앉을 때 회전하는 회전바의 각도값을 검출하는 단계, 회전바에서 검출된 각도값이 기준각도 이상 인지 여부를 판단하는 단계가 순차적으로 이루어지며, 허벅지 지지대 내면의 압력값이 기준압력 이하로 감소되었는지 여부를 판단하는 단계 및 회전바에서 검출된 각도값이 기준각도 이상 인지 여부를 판단하는 단계 다음에 측정된 압력값과 각도값을 기준압력 및 기준각도와 비교하는 압력값이 기준압력 이하이고, 각도값이 기준각도 이상이면 작업자가 일어서는 것으로 판단하는 단계, BLDC 모터를 구동하여 꼬인줄을 풀어지게 하는 단계, 꼬인줄이 풀어져서 회전바를 하부방향으로 회전시켜 작업자를 일어서게 하는 단계를 진행하고 종료하는 단계가 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 허벅지 지지대의 내면에 구비된 압력센서를 구동하는 단계, 및 조인트풀리에 구비된 각도센서를 구동하는 단계,는 동시에 진행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 작업자가 앉을 때 허벅지 지지대 내면의 압력값을 검출하는 단계, 다음에 진행되는 허벅지 지지대 내면의 압력값이 기준압력 이하로 감소되었는지 여부를 판단하는 단계, 및 작업자가 앉을 때 회전하는 회전바의 각도값을 검출하는 단계, 다음에 진행되는 회전바에서 검출된 각도값이 기준각도 이상 인지 여부를 판단하는 단계,는 동시에 진행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 고령자, 여성 농업인도 쉽게 사용할 수 있고, 농작업 노동력 절감을 통하여 작업능률을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한 농작업 중 고하중 운반 및 적재 작업 어시스트의 효율을 현저하게 상승시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 웨어러블 자세유지 보조장치의 사시도.
도 2는 도 1 웨어러블 자세유지 보조장치의 분해사시도.
도 3은 도 1 웨어러블 자세유지 보조장치의 측면도.
도 4는 본 발명 농작물 리프트 하지 근력 보조시스템의 개략적인 작동상태도.
도 5는 농작물 리프트 하지 근력 보조시스템의 착용상태도.
도 6은 조인트풀리의 분해사시도.
도 7은 조인트풀리의 작동상태도.
도 8은 꼬임구동수단의 작동상태도.
도 9는 농작물 리프트 하지근력 보조시스템 제어방법의 시계열적 순서도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.

또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.

그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 4는 본 발명 농작물 리프트 하지 근력 보조시스템의 개략적인 작동상태도, 도 5는 농작물 리프트 하지 근력 보조시스템의 착용상태도, 도 6은 조인트풀리의 분해사시도, 도 7은 조인트풀리의 작동상태도, 도 8은 꼬임구동수단의 작동상태도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명 '농작물 리프트 하지 근력 보조시스템'(100. 이하 '하지근력 보조시스템'이라 한다)은, BLDC모터(110), 몸체고정부(120), 조인트풀리(130), 허벅지 지지대(140), 줄(150), 꼬임구동수단(160), 제어패널(170)로 대별된다.

몸체고정부(120)는, '고령자, 여성 농업인 등의 작업자'(이하 '작업자'라 한다) 신체에 착용되어, 작업자에게 가해지는 하중을 지지함으로써, 작업자의 신체에 직접적으로 하중이 가해지는 것을 최소화 하고자 하는 것으로서, 척추지지대(121), 상부프레임(122), 허리지지대(123), 빽프레임(124), 고정바(125)를 포함하고 있다.

상기 척추지지대(121)는, 작업자의 등에 착용되어 척추를 지지하는 구성으로서, 상,하로 긴 판재의 형상을 하고 있다. 상기 척추지지대(121)의 상단에는 배터리가 구비되어, 제어패널(170) 및 BLDC모터(110)의 전원으로 사용된다.

상기 상부프레임(122)은, 척추지지대(121)의 상단부를 가로지르는 좌,우로 긴 막대형상으로 구비되며, 중앙부분에는 후술하는 제어패널(170)이 구비되어 있다.

상기 허리지지대(123)은, 척추지지대(121)의 하단부에 구비되며, 작업자의 허리를 지지하는 기능을 가진다.

상기 고정바(125)는, 원기둥 형상을 하고 있으며, 상부프레임(122)의 양측단에서 작업자의 허리를 향하는 방향으로 구비된다.

상기 빽프레임(124)은, 원기둥 형상을 하고 있으며, 고정바(125)의 하단부를 가로지는 방향으로 구비되어 있어, 구조적 강도를 유지시키는 기능을 가진다.

허벅지 지지대(140)는, 작업자의 허벅지를 감싸 지지하는 구성으로서, 일측에는 회전바(141)가 구비되어 있고, 회전바(141)는 후술하는 조인트풀리(130)에 회전이 가능하도록 결합되어 있으며, 허벅지 지지대(140)의 내면에는 센서(도시를 생략함)가 구비되어 있어, 허벅지 근육이 앉는 방향으로 움직이는 것인지 또는 일어서는 방향으로 움직이는 것인지를 감지하여 그 신호를 제어패널(170)로 송신한다.

조인트풀리(130)는, 고정바(125)와 회전바(141)의 사이에 구비되어, 회전바(141)를 고정바(125)의 끝단에서 회전시킬 수 있는 기능을 가지며, 일측면에는 풀리지지부(131)이 구비되어 있고, 조인트풀리(130)에는 후술하는 줄(150)이 감겨져 있다.

꼬임구동수단(160)은, 고정바(125)의 상단에 구비되어 허벅지 지지대(140)을 회전시키는 구성으로서, BLDC모터(110), 세퍼레이터(162), 줄(150)을 포함하고 있다.

상기 줄(150)은, 일단은 고정바(125)의 상단에 구비된 BLDC모터(110)의 축과 연결되고, 타단은 조인트풀리(130)의 외면에 겸겨진 상태로 구비된다.

이러한, 줄(150)은 하나 또는 적어도 2 이상으로 구성될 수 있으며, 줄(150)은 신축성 있는 재질이거나, 늘어나지 않는(inextensible) 재질로 형성될 수도 있음은 물론이다.

상기 BLDC모터(110)는, 제어패널(170)에서 보내는 신호와 연동하여 줄(150)을 제어한다. BLDC모터(110)는 회전에 의해 줄(150)을 꼬이게 하여 줄(150)의 길이를 줄어들게 함으로써, 조인트풀리(130)를 회전시키게 되고, 조인트풀리(130)가 회전하면, 조인트풀리에 고정되어 있는 회전바(141)가 회전하게 되므로, 결국, 허벅지지지대(140)를 회전시킴으로써, 작업자의 허벅지를 이동시킬 수 있는 것이다.

즉, 조인트풀리(130)에는 줄(150)이 감겨져 있다가, BLDC모터(110)의 회전에 의해 줄(150)을 꼬이게하여 줄(150)이 BLDC모터(110) 방향으로 길이가 줄어들게 되면, 조인트풀리(130)가 회전되면서 조인트풀리(130)에 감겨져 있던 줄(150)이 풀리고, 조인트풀리(130)와 연결된 회전바(141)는 상부방향으로 움직이게 된다.

이와 반대로, BLDC모터(110)의 회전에 의해 꼬였던 줄(150)을 풀면, 조인트풀리(130)가 역방향으로 회전되면서 조인트풀리(130)에 줄(150)이 감기고 회전바(141)는 하부방향으로 움직이게 된다.

위와 같은 BLDC 모터(110)는, 종래의 DC모터에 쓰이던 브러시 대신 전자회로를 쓰는 브러시리스(Brushless)모터로서, 사용할수록 마모되는 브러시를 쓰지 않기 때문에 반영구적이며, 제품의 수명이 종래의 DC모터에 비하여 10배 이상 향상된 모터로서, 소음이 거의 없고, 진동이 최소화되며, 에너지효율이 20% 이상 개선된 친환경모터이다.

상기 세퍼레이터(162)는, 줄(150)이 적어도 2 개 이상인 경우, 줄(150)이 꼬아지거나, 꼬아진 후 풀릴 때, 줄(150)끼리 서로 감겨져 꼬인 줄(150)이 풀리지 않는 것은 방지하는 기능을 갖는 것으로서, BLDC 모터(110)와, 조인트풀리(130) 사이에 구비되며, 줄(150)의 개수에 따라 줄(150)이 통과되는 관통공의 개수를 구비할 수 있으며, 본 실시 예는 4개의 줄이 구비된 상태를 도시하고 있다.

이렇게, 적어도 2 개 이상의 줄(150)이 사용되는 경우, BLDC모터(110)와 조인트풀리(130) 사이에 세퍼레이터(162)를 배치하여, 꼬이지 않은 줄을 조인트풀리(130)에 감기게 하거나, 꼬이지 않은 줄을 조인트풀리(130)로부터 풀어지게 하여 적은 힘으로 조인트풀리가 회전하도록 도와줄 수 있는 것이다.

즉, 세퍼레이터가 꼬이지 않은 줄의 적은 힘으로 조인트 풀리가 회전하도록 도와줌으로써, 작은 BLDC모터를 사용하는 경우에도 큰 힘을 제공할 수 있다.

이와 같은 하지근력 보조시스템의 작동관계를 살펴보면,

작업자가 앉거나 일어나면, 허벅지 지지대(140)의 내면에 구비된 센서가 근육의 움직임을 감지하여 그 신호를 제어패널(170)로 보낸다.

제어패널은 센서의 신호를 수신하고, 근육의 움직임에 맞추어 BLDC 모터(110)를 구동하여, 회전 또는 역회전 시킨다.

BLDC 모터가 구동되면, BLDC 모터와 연결된 줄(150)이 조인트풀리(130)에 감기거나 풀리면서, 조인트풀리와 연결된 허벅지 지지대(123)를 상,하 방향으로 움직이도록 하여 작업자가 앉거나 일어설 때의 하지 근력을 보조하는 기능을 수행할 수 있는 것이다.

이하의 실시 예에서는 본 발명의 특징이 되는 농작물 리프트 하지근력 보조시스템의 제어방법에 관하여 설명한다.

도 9는 농작물 리프트 하지근력 보조시스템 제어방법의 시계열적 순서도이다.

도시된 바와 같이, 먼저 착용하는 하지근력 보조시스템의 제어패널(170)에 '고령자, 여성 농업인 등 각각의 작업자'의 신체특성에 맞추어, 작업자가 일어나고자 할 때의 허벅지 지지대 내면의 압력을 기준압력으로 설정하고, 작업자가 일어나고자 할 때의 조인트풀리의 구비된 회전바(141)의 회전각도를 기준각도로 설정하는 '제어패널에 기준각도 및 기준압력을 입력하여 설정하는 단계(S1)'를 실행한다.

그 다음 작업자가 농작업을 할 때, 하지근력을 보조할 수 있도록 '제어패널을 ON 하는 단계(S2)'를 진행한다.

그 다음 허벅지 지지대(140)의 내면에 구비된 압력센서(도시를 생략함)가 작업자의 허벅지 근육운동으로 인하여 허벅지 지지대(140)에 가해지는 압력을 검출하는 '허벅지 지지대(140)의 내면에 구비된 압력센서를 구동하는 단계(S3)'를 진행한다.

그 다음 조인트풀리(130)의 일측면에 구비되어 작업자가 일어서고자 할 때 회전하는 회전바(141)의 각도값을 각도센서(도시를 생략함)로 검출하는 '조인트풀리에 구비된 각도센서를 구동하는 단계(S4)'를 진행한다.

상기 단계 S3 및 단계 S4는 동시에 진행될 수도 있음은 물론이다.

'허벅지 지지대(140)의 내면에 구비된 압력센서를 구동하는 단계(S3)' 다음에 압력센서로 허벅지근육과 허벅지 지지대(140) 사이의 압력을 측정하여 검출하는 '작업자가 앉을 때 허벅지 지지대 내면의 압력값을 검출하는 단계(S31)'를 진행한다.

그 다음 측정하여 검출된 압력값과 기준압력을 비교하는 '허벅지 지지대 내면의 압력값이 기준압력 이하로 감소되었는지 여부를 판단하는 단계(S32)'를 진행하여 작업자가 계속해서 앉으려고 하는 것이지 일어서려고 하는 것인지 여부를 판단한다.

'조인트풀리에 구비된 각도센서를 구동하는 단계(S4)' 다음에, 각도센서로 회전바(141)의 각도를 측정하여 검출하는 '작업자가 앉을 때 회전하는 회전바의 각도값을 검출하는 단계(S41)'를 진행한다.

그 다음 측정하여 검출된 각도값과 기준각도를 비교하는 '회전바에서 검출된 각도값이 기준각도 이상 인지 여부를 판단하는 단계(S42)'를 진행하여, 작업자가 계속해서 앉으려고 하는 것이지 일어서려고 하는 것인지 여부를 판단한다.

상기 단계 S3, 단계 S31, 단계 S32 및 단계 S4, 단계 S41, 단계 S42는 동시에 진행될 수 있음은 물론이다.

단계 S32 및 단계 S42 다음에는 측정된 압력값과 각도값이 기준압력 및 기준각도와 비교하는 '압력값이 기준압력 이하이고, 각도값이 기준각도 이상이면 작업자가 일어서는 것으로 판단하는 단계(S5)'를 진행한다.

그 다음 줄꼬임구동수단(160)에 의하여 꼬인 줄을 풀어주는 'BLDC 모터를 구동하여 꼬인줄을 풀어지게 하는 단계(S6)'을 진행한다.

그 다음 꼬인줄이 풀어지면서 길이가 늘어난 줄에 의하여 회전바가 일어서는 방향으로 회전하는 '꼬인줄이 풀어져서 회전바를 하부방향으로 회전시켜 작업자를 일어서게 하는 단계(S7)'를 진행하고 종료하여, 작업자가 일어서려고 할 때, 하지근력을 보조할 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 발명은, 고령자, 여성 농업인도 쉽게 사용할 수 있고, 농작업 노동력 절감을 통하여 작업능률을 극대화할 수 있는 효과가 있으며, 농작업 중 고하중 운반 및 적재 작업 어시스트의 효율을 현저하게 상승시킬 수 있는 작용, 효과가 있다.

100:농작물 리프트 하지 근력 보조시스템
110:BLDC모터 120:몸체고정부
121:척추지지대 122:상부프레임
123:허리지지대 124:빽프레임
125:고정바 130:조인트풀리
131:풀리지지부 140:허벅지 지지대
141:회전바 150:줄
160:줄꼬임 구동수단 162:세퍼레이터
170:제어패널

Claims

제어패널에 기준각도 및 기준압력을 입력하여 설정하는 단계(S1),
제어패널을 ON 하는 단계(S2),
허벅지 지지대의 내면에 구비된 압력센서를 구동하는 단계(S3), 및 조인트풀리에 구비된 각도센서를 구동하는 단계(S4),를 포함하고,
허벅지 지지대의 내면에 구비된 압력센서를 구동하는 단계(S3) 다음에 작업자가 앉을 때 허벅지 지지대 내면의 압력값을 검출하는 단계(S31),
허벅지 지지대 내면의 압력값이 기준압력 이하로 감소되었는지 여부를 판단하는 단계(S32),가 순차적으로 이루어지고,
조인트풀리에 구비된 각도센서를 구동하는 단계(S4) 다음에 작업자가 앉을 때 회전하는 회전바의 각도값을 검출하는 단계(S41),
회전바에서 검출된 각도값이 기준각도 이상 인지 여부를 판단하는 단계(S42),가 순차적으로 이루어지며,
허벅지 지지대 내면의 압력값이 기준압력 이하로 감소되었는지 여부를 판단하는 단계(S32), 및 회전바에서 검출된 각도값이 기준각도 이상 인지 여부를 판단하는 단계(S42), 다음에 측정된 압력값과 각도값을 기준압력 및 기준각도와 비교하는 '압력값이 기준압력 이하이고, 각도값이 기준각도 이상이면 작업자가 일어서는 것으로 판단하는 단계(S5),
BLDC 모터를 구동하여 꼬인줄을 풀어지게 하는 단계(S6),
꼬인줄이 풀어져서 회전바를 하부방향으로 회전시켜 작업자를 일어서게 하는 단계(S7)를 진행하고 종료하는 단계가 순차적으로 이루어지되;
허벅지 지지대(140)의 내면에 구비된 압력센서를 구동하는 단계(S3), 및 조인트풀리에 구비된 각도센서를 구동하는 단계(S4),는 동시에 진행되고,
작업자가 앉을 때 허벅지 지지대 내면의 압력값을 검출하는 단계(S31), 다음에 진행되는 허벅지 지지대 내면의 압력값이 기준압력 이하로 감소되었는지 여부를 판단하는 단계(S32), 및 작업자가 앉을 때 회전하는 회전바의 각도값을 검출하는 단계(S41), 다음에 진행되는 회전바에서 검출된 각도값이 기준각도 이상 인지 여부를 판단하는 단계(S42),는 동시에 진행되며,
몸체고정부(120)가 더 구비되되;
몸체고정부(120)는,
상,하로 긴 판재의 형상이며, 상단에는 배터리가 구비되어, 제어패널(170) 및 BLDC모터(110)의 전원으로 사용되면서, 작업자의 등에 착용되어 척추를 지지하는 척추지지대(121)와,
척추지지대(121)의 상단부를 가로지르는 좌,우로 긴 막대형상으로 구비된 상부프레임(122)을 포함하며,
꼬임구동수단(160)이 더 구비되되;
꼬임구동수단(160)은,
일단은 고정바(125)의 상단에 구비된 BLDC모터(110)의 축과 연결되고, 타단은 조인트풀리(130)의 외면에 겸겨진 상태로 구비된 줄(150)과,
제어패널(170)에서 보내는 신호와 연동하여 줄(150)을 제어하는 BLDC모터(110)와,
BLDC 모터(110)와, 조인트풀리(130) 사이에 구비되며, 줄(150)의 개수에 따라 줄(150)이 통과되는 관통공이 구비된 세퍼레이터(162)를 포함하는 것을 특징으로 하는 농작물 리프트 하지 근력 보조시스템의 제어방법.
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