KR102388456B1 - 콤바인의 수확물 정체 감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콤바인에서 수확물의 정체 위치를 경제적으로 효율적으로 감지하고자 한다. 본 발명 감지방법을 위한 콤바인은, 수확물을 예취하기 위한 예취부(4)와, 상기 예취부를 통하여 유입되는 수확물의 탈곡을 위한 탈곡부(6)를 구비하는 콤바인의 수확물의 정체를 감지하기 위한 것으로, 예취부에서 탈곡부에 걸쳐 수확물의 흐름 상에 순차적으로 설치되는 다수의 센서(S1,S2,S3,S4)와, 상기 다수의 센서의 신호에 기초하여 수확물의 정체 여부를 판단하는 컨트롤러로 구성된다. 여기서 모든 센서는 수확물과 직접 접촉하는 것에 의하여 수확물의 유무에 대한 감기 결과를 컨트롤러에 보낸다. 그리고 컨트롤러는, 다수의 센서 중에서 어느 하나에서 수확물이 없다고 감지되면, 수확물이 없다고 판단한 센서 이전의 센서가 설치된 곳에서 수확물의 정체가 발생하였다고 판단한다.

Description

콤바인의 수확물 정체 감지방법{A method for sensing jams of harvests for a cobine}

본 발명은 콤바인의 수확물이 내부에서 정체된 상태인지의 여부를 확인할 수 있는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이송되는 수확물과 직접 물리적으로 접촉하는 다수의 센서를 이용함으로써 경제적으로 가장 유리하게 수확물을 감지할 수 있도록 구성되는 콤바인의 수확물 정체 감지방법에 관한 것이다.

일반적인 운송수단 무인 주행 추세에 따라서, 농기계 분야에서도 자율 주행이 화제로 대두되고 있다고 할 수 있다. 콤바인의 경우, 자율 주행이 가능하도록 하기 위해서는 수확물(곡간)이 정체되지 않고 원활하게 프로세싱되고 있다는 것을 전제로 한다고 할 수 있다. 그리고 수확물의 원활한 흐름은 다른 측면에 있어서도 콤바인의 동작 신뢰성을 뒷받침하는 것이어서 수확물의 정체 여부를 정확하게 판단하는 것은 중요하다고 할 수 있다.

이와 같이 수확물의 원활한 흐름을 판단하는 것은 다양한 방법이 있을 수 있는데, 가장 일반적인 것이 여러 가지 센서를 이용하는 방법을 들 수 있다. 그러나 센서는 그 원리 및 내부 구조 등에 따라서 다양한 가격대의 것이 출시되고 있기 때문에, 어떠한 것을 사용하느냐에 따라서 경제성 및 효율성을 결정하게 된다.

따라서, 가장 정확하게 정체 여부를 판단할 수 있어야 한다는 것을 전제로 하면, 가장 경제적인 것을 사용하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 본 발명의 목적은, 가장 경제적인 센서를 선택함과 동시에 효율성에 있어서도 최선의 결과를 가져올 수 있는 콤바인의 수확물 정체 여부를 감지하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은, 수확물을 예취하기 위한 예취부와, 상기 예취부를 통하여 유입되는 수확물의 탈곡을 위한 탈곡부를 구비하는 콤바인의 수확물의 정체를 감지하기 위한 것으로, 예취부에서 탈곡부에 걸쳐 수확물의 흐름 상에 순차적으로 설치되는 다수의 센서와, 상기 다수의 센서의 신호에 기초하여 수확물의 정체 여부를 판단하는 컨트롤러로 구성된다. 여기서 모든 센서는 수확물과 직접 접촉하는 것에 의하여 수확물의 유무에 대한 감기 결과를 컨트롤러에 보낸다. 그리고 컨트롤러는, 다수의 센서 중에서 어느 하나에서 수확물이 없다고 감지되면, 수확물이 없다고 판단한 센서 이전의 센서가 설치된 곳에서 수확물의 정체가 발생하였다고 판단한다.

본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 컨트롤러는 수확물이 없다는 신호가 일정 시간 이상 유지되어야 수확물의 정체라고 판단한다.

이상과 같은 본 발명의 감지방법은, 가장 경제적임과 동시에 정확한 신호를 발생시키는 센서, 즉 수확물과의 직접 접촉에 의하여 수확물의 유무를 감지하는 신호를 발생시키는 센서를 이용함으로써, 경제성 및 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대된다. 그리고 이러한 센서를 이용한다는 것은, 실질적으로 종래의 센서 중에서 적어도 일부의 센서를 그대로 이용하는 알고리듬에 의하여, 수확물의 정체를 판단한다는 것을 의미하는 것이기도 하다.

도 1은 본 발명의 감지방법을 구현하기 위한 콤바인의 개략적 블럭도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서, 본 발명의 수확물 정체 감지방법에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 콤바인은 엔진에서의 출력에 기초하여 주행하는 주행부(2)와, 이러한 주행부(2)의 전방에 설치되어 곡간을 절단하기 위한 예취부(4), 그리고 예취부(4)에서 절단되어 공급되는 곡간에서 탈곡을 수행하기 위한 탈곡부(6)로 구성된다. 본 발명에서의 콤바인은, 일반적으로 하프피드형 또는 헤드피드형이라고 불리는 것으로, 이하에서는 간단히 콤바인이라고 칭하기로 한다.

그리고 예취부(4)는 예취날에 의하여 절단된 곡간이 탈곡부(6)로 안내되기 위하여 일정 경로를 따라 이송되는데, 이러한 이송 과정의 적절한 부위에는 그 위치에서 곡간의 유무를 감지하는 감지센서(S1,S2)가 설치되어 있다. 실제로 종래의 콤바인에 있어서도 예취부(4)에는 감지센서(S1,S2)가 설치되어 있는데, 이러한 종래의 감지센서(S1,S2)도 그 지점에서 곡간의 유무를 직접 접촉에 의하여 감지하는 것이라고 할 수 있다.

즉, 종래의 감지센서(S1,S2)는 그것이 설치된 예취부(4)에서 수확물(곡간)이 있는가의 여부에 의하여 온/오프되되는데, 이는 수확물과의 물리적 접촉에 의하여 온/오프되는 것이라고 할 수 있다. 여기서 종래의 감지센서(S1,S2)는 다음 단계의 수확물의 처리를 위하여, 현재 특정 지점에서 수확물이 이송되는가를 감지하고 있는 것이라고 할 수 있다.

본 발명의 감지센서(S1,S2)도 수확물의 유무를 직접적인 접촉(물리적 접촉)에 의하여 온/오프되는 센서를 사용하는데, 본 발명에서는 곡간의 정체여부를 판단하기 위하여 사용한다. 수확물의 유무를 직접적인 물리적 접촉에 의하여 판단한다는 것은, 해당하는 지점에 있는 수확물이 아암 등을 통하여 물리적으로 직접 센서를 구동한다는 것을 의미한다.

이와 같이, 본 발명에서 사용하는 센서는, 수확물과의 직접 접촉하는 것에 의하여 수확물이 있다고 감지하는 것을 사용하고 있다. 이러한 센서는 가장 기본적으로 오류가 없다고 알려져 있음과 동시에 경제적인 측면에서도 가장 저렴하다. 또한 이러한 센서는 종래의 콤바인에서도 그 지점에서 수확물의 유무를 파악하기 위하여 널리 사용되고 있는 것이어서, 본 발명은 종래의 센서를 이용하여 새로운 알고리듬으로 수확물의 정체 유무를 정확하면서도 경제적으로 감지할 수 있도록 하는 것을 주제로 한다. 본 발명에서는 적어도 종래의 센서를 일부 이용하는 것이라고도 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 예취부(2)에 적어도 2개의 센서(S1,S2)를 설치하는데, 최초 곡간이 다수 곳에서 예취되는 5조 콤바인의 경우, 수확물의 흐름은 예취부(4)에서 적어도 2개로 형성되는데 이러한 부분에 각각 제1센서(S1)을 설치한다. 그리고 제2센서(S2)는 예취부에서 상술한 두 개의 수확물 흐름이 하나로 합쳐지는 지점에 설치된다.

이와 같은 예취부(4)를 거쳐 수확물은 탈곡부(6)로 안내된다. 그리고 탈곡부(6)에는 제3센서(S3) 및 제4센서(S4)가 설치된다. 제3센서(S3)는 종래의 수확물 공급깊이 조절용 센서를 사용하는 것도 가능하고, 상술한 바와 같이 수확물과 직접 접촉하는 것에 의하여 유무를 판단하는 센서를 사용하는 것도 가능하다.

제3센서(S3)로써 사용될 수 있는 종래의 센서는 공급 깊이 조절용 센서인데, 이는 한 쌍의 센서를 이용하여, 자탈형(하프피드형) 콤바인의 곡간을 어느 정도의 깊이로 탈곡부에 넣을 것인가를 결정하는 센서이다. 이러한 공급 깊이 조절용 센서 역시 직접 접촉하여 그 위치에 수확물이 있는가의 여부를 감지하는 것이라고 할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 공급 깊이 조절용 센서를 이용하여 정체 여부를 판단할 수도 있는데 그 알고리듬에 대해서는 후술한다.

상기 제3센서(S3)는 탈곡부의 상류측에 설치되는 것인데, 예를 들면 탈곡을 진행하는 피드체인의 상류측에 설치되는 것이고, 이는 상술한 공급 깊이 조절용 센서와 동일한 위치라고 할 수 있다. 그리고 제4센서(S4)는 실질적으로 탈곡부의 후단부에 설치되는 것으로, 예를 들면 짚 배출체인의 선단부에 설치될 수 있고, 기능은 상술한 다른 센서(S1,S2,S3)와 같다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 예취부(4)에는 적어도 한 쌍의 센서가 설치되어 있고, 예취부(4)와 연결되는 탈곡부(6)의 상류에는 적어도 하나의 센서가 설치되어 있음을 알 수 있다. 이와 같은 다수의 센서(S1,S2,S3)는 도시하지 않은 컨트롤러에 연결되어 있어서, 감지된 신호는 컨트롤러로 전송된다.

정상적으로 콤바인의 동작이 시작되는 경우에는 제1센서(S1), 제2센서(S2), 그리고 제3센서(S3)의 순으로 수확물이 존재한다는 신호가 컨트롤러로 전송된다. 그리고 정상적으로 콤바인의 동작이 완료되는 경우에도 동일한 순서로 수확물이 없다는 신호가 컨트롤러에 전달된다.

여기서 콤바인의 구동 중에 어느 일부분에서 수확물의 정체가 발생할 수 있다. 예를 들어 제2센서(S2)에서 정체가 발생하게 되면, 제3센서(S3)로 공급되는 수확물은 없다. 그리고 제1센서에서 정체가 발생하게 되면, 제2센서가 설치되어 있는 위치에서는 수확물이 없다고 감지될 것이다. 동일하게 제3센서가 있는 위치에서 정체가 발생하게 되면, 제4센서(S4)에서는 수확물이 없다는 신호를 컨트롤러에 보낼 것이다.

이를 정리하면, 컨트롤러는, 수확물이 없다는 신호를 보내는 센서가 있으면, 그 이전 단계의 센서가 설치된 부분에서 수확물이 정체되어 이송되지 못하는 것으로 판단하게 된다. 여기서 이러한 방식으로 수확물의 정체를 판단하는 경우, 정체가 발생하였음을 감지하는 신뢰도를 높이기 위해서는, 어느 일측의 센서에서 수확물이 없다는 신호가 발생하면 일정시간(예를 들면 2초 내지 3초 등) 동안 같은 신호가 유지되는 것을 판단하는 것이 더욱 바람직하다.

예를 들면 제3센서(S3)에서 수확물이 존재하지 않는다는 신호가 컨트롤러에 전송되면, 컨트롤러는 이러한 수확물 부존재의 신호가 일정 시간 동안 유지되는가를 판단한다. 따라서 이러한 수확물 부존재 신호가 3초 이상 지속되면 컨트롤러는 제2센서(S2)가 설치되어 있는 위치에서 정체가 발생한 것으로 판단하고, 일정 시간이 경과하기 전에 그 신호가 없어지면 정체 여부에 대하여 발생하지 않은 것으로 판단한다.

이와 같이 일정 시간 동안 동일한 수확물의 부존재 신호가 지속되어야만, 그 이전 센서가 설치된 지점에서 수확물의 정체가 발생한 것으로 하면, 신호의 신뢰도가 현저하게 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 특히 공급 깊이 조절용으로 이용되는 한 쌍의 센서를 이용하는 경우 더욱 유리할 것으로 생각된다. 예를 들어, 이러한 공급 깊이 조절용으로 한 쌍의 센서를 이용하는 경우, 두 개의 센서에서 모두 수확물의 존재 신호가 검출되지 않으면 피드체인에 물리는 곡간의 깊이가 너무 얕다는 것이어서, 컨트롤러는 곡간이 조금 더 깊이 물리도록 조치를 취하게 된다.

따라서 기구적인 제어에 의하여, 탈곡부의 피드체인에 물리는 곡간의 위치가 보정되면, 한 쌍의 센서 중에서 하나에만 곡간이 있다는 것을 감지하게 된다. 이렇게 한 쌍으로 구성되는 곡간의 깊이 감지 센서 중에서, 하나의 센서만 감지신호가 전달되는 것은 정상적인 깊이로 곡간을 잡고 있다는 것을 의미한다. 이와 같이 곡간이 공급 깊이 조절용으로 사용되는 한 쌍의 센서를 본 발명에서 이용하는 경우, 상술한 바와 같은 수확물의 부존재 신호가 일정 시간 이상 지속되어야, 정체 여부를 판단할 수 있는 정확한 정보로 될 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 가장 경제적이고 콤바인에 사용되고 있는 센서를 적어도 일부 이용함으로써, 정체 여부를 정확하게 판단할 수 있도록 구성하는 것을 기본적인 기술적 착상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이렇게 정체 여부가 판단되면, 사용자에게 알리거나 관리자(자율주행의 경우)에게 일정 신호를 전달함으로써 후속 조치를 안전하게 취할 수 있을 것으로 기대된다.

2 ..... 주행부
4 ..... 예취부
6 ..... 주행부

Claims (2)

1. 수확물을 예취하기 위한 예취부와, 상기 예취부를 통하여 유입되는 수확물의 탈곡을 위한 탈곡부를 구비하는 콤바인의 수확물의 정체를 감지하기 위한 것으로;
   예취부에서 탈곡부에 걸쳐 수확물의 흐름 상에 순차적으로 설치되는 다수의 센서와, 상기 다수의 센서의 신호에 기초하여 수확물의 정체 여부를 판단하는 컨트롤러로 구성되고;
   모든 센서는 수확물과 직접 접촉하는 것에 의하여 수확물의 유무에 대한 감기 결과를 컨트롤러에 보내고;
   컨트롤러는, 다수의 센서 중에서 어느 하나에서 수확물이 없다고 감지되면, 수확물이 없다고 판단한 센서 이전의 센서가 설치된 곳에서 수확물의 정체가 발생하였다고 판단하는 것을 특징으로 하는 콤바인의 수확물 정체 감지방법.
   
2. 제 1 항에 있어서, 컨트롤러는 수확물이 없다는 신호가 일정 시간 이상 유지되어야 수확물의 정체라고 판단하는 콤바인의 수확물 정체 감지방법.
   
   
   
   

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