KR102389381B1 - 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇에 관한 것으로서, 중앙에 위치하는 주행기체부; 상기 주행기체부의 좌우 양측부에 배치되는 한쌍 구성이고, 주행기체부의 이동성을 담당하기 위한 주행부; 상기 주행기체부의 중앙부에 위치시켜 착탈 가능하게 구비되고, 앞쪽에 주간 제초용 구동형 제초날과 뒤쪽에 조간 제초용 쟁기형 제초날을 구비하여 작업지의 주간과 조간 측 제초작업을 동시에 수행하기 위한 주간조간제초유닛부;를 포함하는 구성을 제안한다.
본 발명에 따르면, 기계장치를 이용하여 주간 제초작업은 물론 조간 제초작업까지 동시에 수행할 수 있고 사용 용이성 및 편의성을 구현할 수 있는 등 제초작업에 따른 작업효율성을 높일 수 있으며, 주간조간제초유닛부(400)에 대해 주행기체부(100) 상에 착탈하여 교체 사용할 수 있으며, 제초작업시 작물 훼손과 두둑의 형태 파손을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기계장치를 이용하여 주간 제초작업은 물론 조간 제초작업까지 동시에 수행할 수 있고 사용 용이성 및 편의성을 구현할 수 있는 등 제초작업에 따른 작업효율성을 높일 수 있으며, 주간조간제초유닛부(400)에 대해 주행기체부(100) 상에 착탈하여 교체 사용할 수 있으며, 제초작업시 작물 훼손과 두둑의 형태 파손을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 농작업 보조용 친환경 제초 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기계장치를 이용하여 주간 제초작업은 물론 조간 제초작업까지 동시에 수행할 수 있도록 하고 주간조간제초유닛부에 대해 주행기체부 상에 착탈식으로 구비하여 교체 사용이 가능하도록 하며 제초작업에 따른 작업효율성을 높일 수 있도록 한 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇에 관한 것이다.
밭 농사에서 잡초는 병충해와 함께 수량을 감소시키는 중요한 요인 중 하나이다. 잡초가 일정량 이상으로 자라게 되면 밭에 심어진 농작물의 영양분을 빼앗는 등 경합에 의해 생장과 수량에 문제가 생기기 때문에 잡초 제거가 필수적으로 요구된다.
특히, 밭 잡초는 수백 여종에 이르고, 특히 농경지의 잡초는 대부분 햇빛에 영향을 받아 광발아 또는 암발아가 발생하게 되므로 잡초 발생 전 또는 잡초 발생 초기에 토양을 표토만 부분 경운하여 잡초 발생을 억제 또는 제거하는 것이 바람직하다.
이와 같은 잡초의 제거방법으로는 종래에 있어 잡초를 직접 자르는 방법, 잡초에 화학적 약품을 살포하는 방법, 뿌리를 제거하는 방법 등이 있다.
하지만, 최근 들어 친환경에 대한 대중의 선호도가 높아지고 있고, 농업기술도 친환경 농법을 도입하기 위한 노력이 증가하고 있다. 이에 따라, 제초제 등 농약 사용을 최소화하는 것이 중요하다. 이에 따라, 잡초를 직접 자르거나 뿌리를 뽑는 방법 등이 선호되는데, 이는 많은 인력을 필요로 한다.
그러나, 현재의 농가는 고령화 현상에 따라 젊은 인력은 물론 고령화 인력 또한 적어 이러한 문제를 해결하는데 어려움이 존재한다.
또한, 잡초를 직접 자르거나 뿌리를 뽑기 위해 낫과 같은 날카로운 도구를 이용하기 때문에 안전사고도 빈번히 발생하고 있으며, 잡초 제거가 필요한 면적이 많아질 경우 작업 시간이 증가할 수밖에 없는데, 고령화된 농가에 부담이 된다.
이를 해결하기 위해, 다양한 농업용 로봇이 개발되고 있으며, 현장에 적용되어 잡초 제거에 사용되고 있다.
이와 같은 농업용 제초 로봇에 있어서는 국내등록특허 제10-1156477호(제초용 로봇), 국내등록특허 제10-1573027호(지능형 무인 제초 로봇), 및 국내등록특허 제10-2089299호(잡초 제거 로봇) 등이 개시되어 있고, 이를 참조할 수 있다.
한편, 종래 제초 로봇에 있어서는 기계장치를 이용하되 주간 제초작업만이 가능하였고 조간 제초작업은 불가능한 문제점이 있었으며, 제초작업시 작물 훼손이 발생하거나 밭의 두둑 형태를 파손하는 등 제초효율성이 떨어지는 문제점이 있었으며, 사용성이 떨어지는 문제점이 있었다.
여기에서, 조간은 두둑(이랑)의 길이방향으로 심어진 작물의 열을 의미하고, 주간은 두둑(이랑)의 폭 방향으로 심어진 작물의 간격을 의미한다.
본 발명은 상술한 종래 문제점들을 해소 및 이를 감안하여 안출한 것으로서, 기계장치를 이용하여 주간 제초작업은 물론 조간 제초작업까지 동시에 수행할 수 있도록 하고, 주간조간제초유닛부에 대해 주행기체부 상에 착탈식으로 구비하여 교체 사용이 가능하도록 하며, 제초작업에 따른 작업효율성을 높일 수 있도록 한 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 주간 및 조간 제초작업을 위한 제초날의 개선된 구조를 접목하고 경심 유지구조를 갖도록 하며, 작업지의 작물 훼손과 두둑의 형태 파손을 방지할 수 있도록 하며, 사용 용이성 및 편의성을 구현할 수 있는 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇은, 중앙에 위치하는 주행기체부; 상기 주행기체부의 좌우 양측부에 배치되는 한쌍 구성이고, 주행기체부의 이동성을 담당하기 위한 주행부; 상기 주행기체부의 중앙부에 위치시켜 착탈 가능하게 구비되고, 앞쪽에 주간 제초용 구동형 제초날과 뒤쪽에 조간 제초용 쟁기형 제초날을 구비하여 작업지의 주간과 조간 측 제초작업을 동시에 수행하기 위한 주간조간제초유닛부; 를 포함한다.
전술한 양태에서 주간조간제초유닛부는, 주행기체부 상에 착탈 가능하게 체결 조립되는 프레임구조체로서, 전동실린더의 결합을 통해 승하강 구동이 가능하도록 구비되는 승하강 구동체; 승하강 구동체의 하단 앞쪽에 고정 결합되어 주행기체부의 전면부 중앙 하단에 위치되는 구동형 제초날이 구비되는 주간제초부; 승하강 구동체의 하단 뒤쪽에 고정 결합되어 주행기체부의 후면부 중앙 하단에 위치되는 쟁기형 제초날이 구비되는 조간제초부; 및 승하강 구동체와 주간제초부의 사이는 물론 승하강 구동체와 조간제초부의 사이에 개재되고, 제조작업시 두둑 상에서 경심을 유지하도록 기능하는 경심유지부; 를 포함한다.
또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 상기 경심유지부는, 승하강 구동체의 하단 앞쪽과 뒤쪽에 각각 위치하여 고정 결합되는 체결브래킷; 체결브래킷 각각의 좌우 외측면에 체결되고 탄성장력을 제공하는 가스스프링 구조를 갖는 가스쇼버; 및 체결브래킷 각각에 연결 고정 및 회전 가능하게 지지 결합되는 경심유지롤러; 를 포함한다.
또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 쟁기형 제초날은, 다수를 간격 배치하되 역브이(∧)자형 배열로 장착하고, 자체적으로 높낮이 조절하여 사용 가능하도록 구비한다.
또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 상기 주간조간제초유닛부는, 주행기체부 또는 승하강 구동체 상에 장착되고, 작물 인식을 통해 작물 사이의 잡초 제거에 사용하기 위한 영상정보를 제공하는 작물인식카메라; 및 주간 및 조간 제초작업을 제어하기 위한 제초컨트롤러부; 를 더 포함한다.
또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 제초컨트롤러부는, 시작제어모드를 포함하고, 시작제어모드는,
(1) 주행기체부에 대해 작업지의 고랑 진입신호를 체크하는 동작;
(2) 주행기체부의 고랑 진입신호가 입력되면, 전동실린더를 통해 승하강 구동체를 하강시키는 동작;
(3) 경심유지롤러의 두둑 측 지면 접촉여부를 체크하는 동작;
(4) 경심유지롤러의 두둑 측 지면 접촉이 입력되면, 전동실린더의 작동을 정지시키는 동작;
(5) 제초작업을 시작하되, 작물인식카메라에서의 영상정보를 이용하여 작물 인식을 체크하는 동작;
(6) 작물이 인식되면 작물을 회피하여 구동형 제초날로 주간 제초함과 동시에 쟁기형 제초날로 조간 제초를 동시 수행하고, 작물이 인식되지 않으면 구동형 제초날로 주간 제초함과 동시에 쟁기형 제초날로 조간 제초를 동시 수행하는 동작;을 수행하도록 구성된다.
또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 제초컨트롤러부는, 종료제어모드를 포함하고, 종료제어모드는,
(1) 주행기체부에 대해 작업지의 고랑 진입신호를 체크하는 동작;
(2) 고랑 이탈신호가 입력되면 전동실린더를 통해 승하강 구동체를 상승시키는 동작;을 수행하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 기계장치를 이용하여 주간 제초작업은 물론 조간 제초작업까지 동시에 수행할 수 있고, 제초작업에 따른 작업효율성을 높일 수 있으며, 사용 용이성 및 편의성을 구현할 수 있는 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 주행기체부 상에 착탈하여 교체 사용이 가능하며, 개선된 제초날 배치구조와 더불어 경심 유지구조를 가지며, 작물 훼손과 두둑의 형태 파손을 방지할 수 있는 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 있어 배터리박스를 제거한 상태의 제초 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 있어 주간조간제초유닛부를 설명하기 위해 나타낸 제초 로봇의 저면 사시도이다.
도 4는 본 발명에 있어 주간조간제초유닛부를 설명하기 위해 나타낸 요부 측면도이다.
도 5는 본 발명에 있어 주행부를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 있어 제초유닛부 측 승하강 구동상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 있어 주간제초작업 상태와 조간제초작업 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇을 나타낸 개략적 블록구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 주간조간제초유닛부 측 동작을 설명하기 위해 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 있어 배터리박스를 제거한 상태의 제초 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 있어 주간조간제초유닛부를 설명하기 위해 나타낸 제초 로봇의 저면 사시도이다.
도 4는 본 발명에 있어 주간조간제초유닛부를 설명하기 위해 나타낸 요부 측면도이다.
도 5는 본 발명에 있어 주행부를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 있어 제초유닛부 측 승하강 구동상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 있어 주간제초작업 상태와 조간제초작업 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇을 나타낸 개략적 블록구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 주간조간제초유닛부 측 동작을 설명하기 위해 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
첨부도면의 도 1 내지 10은 본 발명에 따른 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇을 설명하기 위해 나타낸 도면들이다.
본 발명의 실시예에 따른 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇(1)은 도 1 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 주행기체부(100)와 주행부(200), 주행제어유닛부(300) 및 주간조간제초유닛부(400)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 주행기체부(100)는 제초 로봇(1)의 구성요소 중 중앙에 위치하는 베이스 구성으로서, 주행부(200) 및 제어유닛부(300)와의 유용한 결합구조를 위해 다수의 프레임을 연결시킨 프레임구조체로 구비된다.
상기 주행기체부(100)는 주행부(200)와의 지지 결합을 통해 지상고를 높인 형태로 구비함이 바람직하며, 이를 통해 작업지에서 재배되는 작물의 훼손을 막고 두둑을 갖는 작업지에서의 용이한 이동성을 구현할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
상기 주행부(200)는 주행기체부(100)의 좌우 양측부에 배치되는 한쌍 구성으로서, 동력 전달에 의한 회전을 통해 주행기체부(100)의 이동성을 담당하기 위한 구성이며, 브래킷 등을 사용하는 연결을 통해 주행기체부(100)의 하단부에 지지 결합함으로써 주행기체부(100)에 대해 지상고를 높여주는 역할을 담당하도록 구비된다.
이를 위해, 상기 주행부(200)는 주행프레임(210), 하부주행바퀴(220), 지지브래킷(230), 상부주행보조바퀴(240), 동력부(250), 제1보조브래킷(260) 및 제2보조브래킷(270)을 포함할 수 있다.
상기 주행프레임(210)은 주행기체부(100)의 하단부 외측에 위치하여 지면과 접촉되게 구비된 채로 회전 가능하게 배치되며, 무한궤도형 벨트타입으로 구비된다.
상기 하부주행바퀴(220)는 무한궤도형 벨트타입으로 구비되는 주행프레임(210)의 내측 하부에 걸림 배치된 채로 지지 결합되고, 다수 개가 배열되는 구성으로서, 동력부(250)로부터 회전동력을 전달받아 회전함으로써 무한궤도형 벨트타입의 주행프레임(210) 측 회전을 돕는 기능을 하도록 구비된다.
상기 지지브래킷(230)은 다수 개가 배열된 하부주행바퀴(220)들의 상부를 커버하도록 지지 결합되는 구조체이면서 이와 더불어 주행기체부(100)에 체결되어 고정 결합되는 구성요소로서, 주행기체부(100)와 주행부(200)를 연결하는 연결매개체가 되는 구성이다.
상기 상부주행보조바퀴(240)는 지지브래킷(230) 상에 고정 결합되는 제1보조브래킷(260)에 지지 결합되어 회전 가능하게 구비되고, 무한궤도형 벨트타입인 주행프레임(210)의 내측 상부 일측단에 배치되어 주행프레임(210)을 지지 및 회전을 돕는 기능을 하도록 구비된다.
상기 동력부(250)는 지지브래킷(230) 상에 고정 결합되는 제2보조브래킷(270)에 고정 결합되어 하부주행바퀴(220)의 상측에 위치되는 것으로서, 회전동력을 하부주행바퀴(220) 측으로 전달하여 주행프레임(210)을 정역회전시킴으로써 이동성을 갖게 하며, 무한궤도형 벨트타입인 주행프레임(210)의 궤도폭을 벗어나지 않게 비돌출 형태로 설치된다.
상기 동력부(250)는 모터 및 감속기가 사용된다.
상기 동력부(250)는 스프로킷 및 체인 등을 비롯한 부가적 구성을 통해 모터 측 회전력에 대해 방향을 전환시켜 하부주행바퀴(220)에 전달하도록 구성할 수 있으며, 기타 다양한 방식으로 변형 또는 수정할 수 있다 할 것이다.
상기 주행제어유닛부(300)는 주행부(200)를 제어하여 주행을 가능하게 하되, 각종 센서의 입력정보에 따라 주행기체부(100)의 주행을 자동 제어 및 작업지의 경로 추종을 통한 자율 주행을 가능하게 하는 구성요소이다.
이를 위해, 상기 주행제어유닛부(300)는 배터리박스(302), 배터리(304), 전원분배장치(306), 구동드라이버(308), 원격조정기(310), 카메라센서(320), GPS센서(330), 셀프구동용 라이다센서(340), 작업경로추종용 라이다센서(350), 주행컨트롤러부(360)를 포함할 수 있다.
상기 배터리박스(302)는 프레임구조체로 구성되는 주행기체부(100)의 좌우 양측부에 위치되어 고정 결합되는 한쌍 구성으로서, 주행기체부(100)의 상부에 고정 결합된다.
이때, 상기 배터리박스(302)는 개폐 가능하도록 덮개를 구비하되, 잠금부를 장착하는 구성이 바람직하다.
상기 배터리(304)는 배터리박스(302) 내에 배치되고, 동력부 및 센서 등 전원에 의해 동작되는 필요 구성요소에 전원을 공급하여주기 위한 구성이다.
상기 전원분배장치(306)는 배터리박스(302) 내에 배치되고, 동력부 및 센서 등 전원에 의해 동작되는 필요 구성요소에 안정된 전원을 공급하기 위해 전원을 분배하여 공급하는 구성이다.
상기 구동드라이버(308)는 배터리박스(302) 내에 배치되고, 동력부(250) 측 모터의 구동을 제어하기 위한 구성이다.
상기 전원분배장치(306) 및 구동드라이버(308)는 배터리박스(302) 내에 배치하지 않고, 주행기체부(100)의 프레임구조체 상에 고정 배치하는 구성일 수도 있다.
상기 원격조정기(310)는 제초 로봇(1)의 동작을 원격 조정하기 위한 구성으로서, 비사용시 배터리박스(302) 내에 보관할 수 있다.
상기 카메라센서(320)는 프레임구조체인 주행기체부(100) 상에 장착되어 전방 또는 전후방의 영상정보를 제공하기 위한 구성이다.
상기 GPS센서(330)는 프레임구조체인 주행기체부(100) 상에 장착되고, 작업지의 작업공간 내에 진입하기 전 주행기체부(100)의 위치로부터 작업시작점까지 유도를 위한 GPS 좌표정보를 제공함과 더불어 작업경로 추종시 주행기체부(100) 측 위치정보 판단에 의한 경로이탈여부를 확인하기 위한 구성이다.
상기 셀프구동용 라이다센서(340)는 프레임구조체인 주행기체부(100) 상에 장착되는 것으로서, 실시간으로 제초 로봇(1), 즉 주행기체부(100)의 주변환경을 매핑(Mapping)하고 주행기체부(100)의 주행 환경정보를 획득하며 작업공간의 진입을 유도하는데 사용하기 위한 구성이다.
상기 작업경로추종용 라이다센서(350)는 프레임구조체인 주행기체부(100) 상에 장착되는 것으로서, 작업지역 내 작업경로를 추종하고 경로이탈여부를 확인 및 주행제어용 신호정보를 수집하기 위한 구성이다.
상기 주간조간제초유닛부(400)는 프레임구조체인 주행기체부(100)의 중앙부에 위치시켜 착탈 가능하게 착탈식으로 구비되는 구성으로서, 앞쪽에 주간 제초용 구동형 제초날과 뒤쪽에 조간 제초용 쟁기형 제초날을 각각 구비하여 작업지의 주간과 조간 측 제초작업을 동시에 수행하기 위한 구성요소이다.
이때, 상기 주간조간제초유닛부(400)는 착탈 가능한 착탈식 구성으로서, 이를 주행기체부(100)로부터 분리해낸 후 새로운 제품으로 교체하여 사용할 수 있으며, 때로는 제초제를 분사하여 잡초를 제거하는 방식의 방제유닛부나 중경로터리 등 다른 작업기로 교체하여 사용할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
여기에서, 조간은 두둑(이랑)의 길이방향으로 심어진 작물의 열을 의미하고, 주간은 두둑(이랑)의 폭 방향으로 심어진 작물의 간격을 의미한다.
상세하게, 상기 주간조간제초유닛부(400)는 승하강 구동체(410), 주간제초부(420), 조간제초부(430), 경심유지부(440)를 포함할 수 있다.
상기 승하강 구동체(410)는 주행기체부(100) 상에 착탈 가능하게 체결 조립되는 프레임구조체로서, 접철 가능한 링크부(411)를 갖되 전동실린더(412)의 결합을 통해 승하강 구동이 가능하도록 구비된다.
상기 주간제초부(420)는 승하강 구동체(410)의 하단 앞쪽에 고정 결합되어 주행기체부(100)의 전면부 중앙 하단에 위치되는 것으로서, 1조 이상의 회전운동 또는 왕복회동운동이 가능한 구동형 제초날(421)이 구비된다.
상기 구동형 제초날(421)은 좌우 양측에 2조를 배치할 수 있는데, 각각은 승하강 구동체(410)에 구동모터(422)가 고정 결합되고 상기 구동모터(422)의 회전축에 구동형 제초날(421)이 회전 가능하게 수평 배치되는 구성일 수 있다.
상기 구동형 제초날(421)은 길이나 폭의 변형을 통해 제초작업에 변화를 줄 수 있다.
상기 조간제초부(430)는 승하강 구동체(410)의 하단 뒤쪽에 고정 결합되어 주행기체부(100)의 후면부 중앙 하단에 위치되는 것으로서, 두둑의 토양을 솎아주면서 잡초를 제거하도록 하기 위해 하나 이상의 쟁기형 제초날(431)로 구비된다.
상기 쟁기형 제초날(431)은 다수를 간격 배치하되 역브이(∧)자형 배열, 즉 갈매기 구조형 배열을 갖도록 구성함이 바람직하다. 이러한 구조 배열을 통해서는 작물 뽑힘을 방지 및 작물을 보호할 수 있고 두둑 측 토양 파손을 방지할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
부연하여, 두둑 내 토양의 형태가 깨지는 것을 방지하면서 토양을 좌우로 배출해줌으로써 제초작업의 원활함을 더해줄 수 있다.
이때, 상기 쟁기형 제초날(431)은 자체적으로 높낮이 조절하여 사용 가능하도록 구비함으로써 두둑 내 형성된 토양 조건에 따라 높낮이를 변형하여 사용하도록 구성할 수 있다.
상기 경심유지부(440)는 승하강 구동체(410)의 하단 앞쪽과 뒤쪽에 각각 위치하여 고정 결합되는 체결브래킷(441)과, 상기 체결브래킷(441) 각각의 좌우 외측면에 체결되고 탄성장력을 제공하는 가스스프링 구조를 갖는 가스쇼버(442)와, 상기 체결브래킷(441) 각각에 연결 고정 및 회전 가능하게 지지 결합되는 경심유지롤러(443)를 포함한다.
상기 경심유지부(440)는 승하강 구동체(410)와 주간제초부(420)의 사이에 개재되고, 승하강 구동체(410)와 조간제초부(430)의 사이에 개재되는 구성일 수 있는데, 체결브래킷(441) 각각에 주간제초부(420)와 조간제초부(430)를 체결하여 장착할 수 있다.
상기 경심유지롤러(443)는 승하강 구동체(410)와 주간제초부(420)의 사이에 개재시, 구동형 제초날(421)의 측부에 위치 및 서로 간섭되지 않게 배치된다.
상기 경심유지롤러(443)는 승하강 구동체(410)와 조간제초부(430)의 사이에 개재시, 쟁기형 제초날(431)의 앞쪽에 위치 및 서로 간섭되지 않게 배치된다.
이와 같은 구성을 갖는 상기 주간조간제초유닛부(400)는 주행기체부(100) 또는 승하강 구동체(410) 상에 장착하는 작물인식카메라(460)에서의 영상정보를 활용함으로써 제초작업을 수행할 수 있으며, 작업지의 주간 및 조간 제초작업을 제어하기 위한 제초컨트롤러부(450)를 포함한다.
이때, 상기 제초컨트롤러부(450)는 주행기체부(100) 상에 장착될 수 있다.
상세하게, 상기 제초컨트롤러부(450)에서는 하기의 순서를 갖는 알고리즘을 통해 주간 및 조간의 제조작업을 자동 제어할 수 있으며, 도 9를 참조하여 설명한다.
상기 제초컨트롤러부(450)는 시작제어모드와 종료제어모드로 구분할 수 있다.
먼저, 상기 시작제어모드는 하기와 같은 순서로 제어할 수 있다.
(1) 주행기체부(100)에 대해 작업지의 고랑 진입신호를 체크한다.
이때, 제초컨트롤러부(450)에서는 주행제어유닛부(300) 측 주행컨트롤러부(360)로부터 주행제어신호를 입력받아 고랑 진입여부를 체크한다.
(2) 주행기체부(100)의 고랑 진입신호가 입력되면, 전동실린더(412)를 통해 승하강 구동체(410)를 하강시킨다.
(3) 경심유지롤러(443)의 두둑 측 지면 접촉여부를 체크한다.
(4) 경심유지롤러(443)의 두둑 측 지면 접촉이 입력되면, 전동실린더(412)의 작동을 정지시킨다.
(5) 제초작업을 시작하되, 작물인식카메라(460)에서의 영상정보를 이용하여 작물 인식을 체크한다.
(6) 작물이 인식되면 작물을 회피하여 구동형 제초날(421)로 주간 제초함과 동시에 쟁기형 제초날(431)로 조간 제초를 동시 수행하고, 작물이 인식되지 않으면 구동형 제초날(421)로 주간 제초함과 동시에 쟁기형 제초날(431)로 조간 제초를 동시 수행하도록 제어한다.
이때, 작물이 인식되면 작물과 작물 사이의 공간에 위치한 잡초를 구동형 제초날(421)로 절단하여 제거하고, 그렇지 않으면 작물을 회피할 필요없이 구동형 제초날(421)로 잡초를 절단하여 제거한다.
그리고, 상기 종료제어모드는 하기와 같이 제어할 수 있다.
(1) 주행기체부(100)에 대해 작업지의 고랑 진입신호를 체크한다.
(2) 고랑 이탈신호가 입력되면 전동실린더(412)를 통해 승하강 구동체(410)를 상승시킨다.
이때, 필요에 따라 제초 로봇(1) 측 주행을 정지시킬 수 있다.
이에 따라, 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇(1)을 통해서는 기계장치를 이용하여 주간 제초작업은 물론 조간 제초작업까지 동시에 수행할 수 있고 사용 용이성 및 편의성을 구현할 수 있는 등 제초작업에 따른 작업효율성을 높일 수 있으며, 주간조간제초유닛부(400)에 대해 주행기체부(100) 상에 착탈하여 교체 사용할 수 있으며, 제초작업시 작물 훼손과 두둑의 형태 파손을 방지할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 극히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 등이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 권리범위 내에 속한다 할 것이다.
1: 제초 로봇 100: 주행기체부
200: 주행부 210: 주행프레임
220: 하부주행바퀴 250: 동력부
300: 제어유닛부 400: 주간조간제초유닛부
410: 승하강 구동체 411: 링크부
412: 전동실린더 420: 주간제초부
421: 구동형 제초날 430: 조간제초부
431: 쟁기형 제초날 440: 경심유지부
443: 경심유지롤러 450: 제초컨트롤러부
460: 작물인식카메라
200: 주행부 210: 주행프레임
220: 하부주행바퀴 250: 동력부
300: 제어유닛부 400: 주간조간제초유닛부
410: 승하강 구동체 411: 링크부
412: 전동실린더 420: 주간제초부
421: 구동형 제초날 430: 조간제초부
431: 쟁기형 제초날 440: 경심유지부
443: 경심유지롤러 450: 제초컨트롤러부
460: 작물인식카메라
Claims (7)
- 중앙에 위치하는 주행기체부;
상기 주행기체부의 좌우 양측부에 배치되는 한쌍 구성이고, 주행기체부의 이동성을 담당하기 위한 주행부;
상기 주행기체부의 중앙부에 위치시켜 착탈 가능하게 구비되고, 앞쪽에 주간 제초용 구동형 제초날과 뒤쪽에 조간 제초용 쟁기형 제초날을 구비하여 작업지의 주간과 조간 측 제초작업을 동시에 수행하기 위한 주간조간제초유닛부; 를 포함하되,
상기 주간조간제초유닛부는,
주행기체부 상에 착탈 가능하게 체결 조립되는 프레임구조체로서, 전동실린더의 결합을 통해 승하강 구동이 가능하도록 구비되는 승하강 구동체;
승하강 구동체의 하단 앞쪽에 고정 결합되어 주행기체부의 전면부 중앙 하단에 위치되는 구동형 제초날 및 작업지의 두둑 표면에 접촉되어 지면을 타고 가면서 제초날 측 경심을 유지하도록 경심유지롤러가 구비되는 주간제초부;
승하강 구동체의 하단 뒤쪽에 고정 결합되어 주행기체부의 후면부 중앙 하단에 위치되는 쟁기형 제초날이 구비되는 조간제초부; 및
승하강 구동체와 주간제초부의 사이는 물론 승하강 구동체와 조간제초부의 사이에 개재되고, 제조작업시 두둑 상에서 경심을 유지하도록 기능하는 경심유지부; 를 포함하고,
상기 경심유지부는,
승하강 구동체의 하단 앞쪽과 뒤쪽에 각각 위치하여 고정 결합되는 체결브래킷;
체결브래킷 각각의 좌우 외측면에 체결되고 탄성장력을 제공하는 가스스프링 구조를 갖는 가스쇼버;
체결브래킷 각각에 연결 고정 및 회전 가능하게 지지 결합되는 경심유지롤러; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 쟁기형 제초날은,
다수를 간격 배치하되 역브이(∧)자형 배열로 장착하고, 자체적으로 높낮이 조절하여 사용 가능하도록 구비하는 것을 특징으로 하는 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇.
- 제 1항에 있어서,
상기 주간조간제초유닛부는,
주행기체부 또는 승하강 구동체 상에 장착되고, 작물 인식을 통해 작물 사이의 잡초 제거에 사용하기 위한 영상정보를 제공하는 작물인식카메라; 및
주간 및 조간 제초작업을 제어하기 위한 제초컨트롤러부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇.
- 제 5항에 있어서,
상기 제초컨트롤러부는, 시작제어모드를 포함하고, 시작제어모드는,
(1) 주행기체부에 대해 작업지의 고랑 진입신호를 체크하는 동작;
(2) 주행기체부의 고랑 진입신호가 입력되면, 전동실린더를 통해 승하강 구동체를 하강시키는 동작;
(3) 경심유지롤러의 두둑 측 지면 접촉여부를 체크하는 동작;
(4) 경심유지롤러의 두둑 측 지면 접촉이 입력되면, 전동실린더의 작동을 정지시키는 동작;
(5) 제초작업을 시작하되, 작물인식카메라에서의 영상정보를 이용하여 작물 인식을 체크하는 동작;
(6) 작물이 인식되면 작물을 회피하여 구동형 제초날로 주간 제초함과 동시에 쟁기형 제초날로 조간 제초를 동시 수행하고, 작물이 인식되지 않으면 구동형 제초날로 주간 제초함과 동시에 쟁기형 제초날로 조간 제초를 동시 수행하는 동작;을 수행하도록 구성된 것을 특징으로하는
주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇.
- 제 6항에 있어서,
상기 제초컨트롤러부는, 종료제어모드를 포함하고, 종료제어모드는,
(1) 주행기체부에 대해 작업지의 고랑 진입신호를 체크하는 동작;
(2) 고랑 이탈신호가 입력되면 전동실린더를 통해 승하강 구동체를 상승시키는 동작;을 수행하도록 구성된 것을 특징으로하는
주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇.
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|---|---|---|---|
| KR1020210183823A KR102389381B1 (ko) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 주간조간제초유닛부를 포함하는 제초 로봇 |
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| KR102389381B1 true KR102389381B1 (ko) | 2022-04-22 |
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- 2021-12-21 KR KR1020210183823A patent/KR102389381B1/ko active IP Right Grant
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