KR102475463B1 - Agricultral mobile robot and an controlling method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 실시예들은 농업용 이동 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present embodiments relate to agricultural mobile robots and control methods thereof.
최근 농촌 인구의 감소 및 고령화에 따라 생산력 저하에 의해 국내 농업 경쟁력은 지속적으로 하락하고 있다. 특히, 국내 농업은 소량 다품종 생산의 노동집약적 산업 구조로 되어 있어 낮은 기계화 율, 노동력 부족 등으로 타 산업에 비해 경쟁력이 취약하며 농기계 산업 또한 원천핵심 및 부품소재 분야에서 선진국 대비 70% 이하의 기술 수준으로 미래 수요에 대비하기 위해 무인운전 및 자동제어 기술 등의 원천핵심 기술 개발이 시급한 실정이다. 또한, 이를 통해 농 작업 노동력 절감 및 작업 능률을 극대화할 수 있도록 제초, 방제, 이송, 수확, 모니터링, 파종, 접목, 이식, 비료·퇴비 살포 등의 다양한 농 작업의 자동화를 목적으로 하는 모듈 형 농업용 로봇의 개발이 필요하다. Recently, the competitiveness of domestic agriculture is continuously declining due to the decrease in productivity due to the decrease and aging of the rural population. In particular, domestic agriculture has a labor-intensive industrial structure of small-volume, multi-product production, so its competitiveness is weak compared to other industries due to low mechanization rate and lack of labor, and the agricultural machinery industry also has a technology level of less than 70% compared to advanced countries in the field of original core and parts and materials. Therefore, in order to prepare for future demand, it is urgent to develop original core technologies such as unmanned driving and automatic control technologies. In addition, modular agricultural use for the purpose of automating various agricultural tasks such as weeding, control, transfer, harvesting, monitoring, seeding, grafting, transplantation, and fertilizer/compost spraying to maximize work efficiency and reduce agricultural labor. Robots need to be developed.
특히, 밭은 다양한 농작물을 재배할 수 있는데, 농작물이 재배되는 두둑과 두둑의 사이 배수 및 사람의 이동을 위한 고랑이 형성되어 있다. 통상적으로 이랑은 두둑과 고랑을 의미할 수 있다. 이러한 이랑은 일정 간격으로 다수 배열되며, 이랑의 두둑을 따라 적당한 간격으로 농작물의 씨를 뿌리거나 모종을 심어 재배하게 된다. 밭에서 농작물을 재배하는데 있어서, 많은 재배 공정을 필요로 하며, 각 재배 공정마다 작업자의 노동시간이 많이 소요되고 작업자의 컨디션 상태에 따라 작업 효율이 저하될 수 있다. 이에 따라 농 작업에도 최근 인간의 직접 작업을 줄이기 위해 기계화가 많이 실현되고 있으며, 농업용 로봇의 도입도 점차 증가하고 있다. In particular, the field can grow various crops, and furrows for drainage and movement of people are formed between the ridges where the crops are grown. Typically, a ridge may mean a ridge and a furrow. Many of these ridges are arranged at regular intervals, and crop seeds are sown or seedlings are planted at appropriate intervals along the ridges of the ridges to grow. In growing crops in the field, many cultivation processes are required, and a lot of labor time is required for each cultivation process, and work efficiency may be reduced depending on the worker's physical condition. Accordingly, in agricultural work, mechanization has recently been realized to reduce direct human work, and the introduction of agricultural robots is gradually increasing.
다만, 실제 밭에 존재하는 이랑의 폭, 길이, 높낮이 등의 형태가 다양하기 때문에 쉽게 농업용 로봇을 쉽게 사용할 수 없었고, 또한 농업용 로봇을 근접한 다른 이랑으로 이동시키기 위해서는 넓은 공간이 필요한 문제점이 있었다. 따라서 복수의 이랑을 따라 이동하면서 작업을 수행하고, 좁은 공간에서 로봇을 회전시킬 수 있는 농업용 이동 로봇 및 그 제어 방법에 관한 기술이 필요하다. However, it was not easy to use the agricultural robot easily because the shape of the ridges in the actual field, such as width, length, and height, was diverse, and there was a problem that a wide space was required to move the agricultural robot to another nearby ridge. Therefore, there is a need for a mobile agricultural robot capable of performing work while moving along a plurality of gyrus and rotating the robot in a narrow space and a control method thereof.
이러한 배경에서, 본 실시예들은 농업용 이동 로봇 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.Against this background, the present embodiments may provide an agricultural mobile robot and a control method thereof.
측면에서, 본 실시예들은 농업용 이동 로봇에 있어서, 모터에 의해 구동되는 복수의 구동 휠을 포함하는 주행 모듈, 주행 모듈과 결합되어 작업을 수행하도록 복수의 농업용 작업 도구가 장착되어 있는 작업 모듈, 일측과 타측이 주행 모듈과 결합되며 주행 모듈 사이로 작업 모듈이 결합되는 결합 모듈 및 결합 모듈에 의해 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 주행 모듈 별로 지정된 이랑을 따라 주행하면서 작업을 수행하고, 주행 모듈이 미리 설정된 특정 지점에 도달하면 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 순차적으로 회전시켜 재지정된 이랑으로 이동하거나 주행하도록 제어하는 제어 모듈을 포함하는 농업용 이동 로봇을 제공할 수 있다. From the side, the present embodiments are an agricultural mobile robot, a driving module including a plurality of drive wheels driven by a motor, a work module coupled with the driving module to perform work, a work module equipped with a plurality of agricultural work tools, one side The other side is coupled to the driving module, the coupling module in which the work module is coupled between the driving modules, and at least two or more driving modules coupled by the coupling module perform work while traveling along a ridge designated for each driving module, and the driving module is It is possible to provide a mobile agricultural robot including a control module for controlling at least two or more driving modules to sequentially rotate to move or travel to a redesignated gyrus when a set specific point is reached.
다른 측면에서, 본 실시예들은 농업용 이동 로봇의 제어 방법에 있어서, 모터에 의해 구동되는 복수의 구동 휠을 포함하는 주행 모듈, 주행 모듈과 결합되어 작업을 수행하도록 복수의 농업용 작업 도구가 장착되어 있는 작업 모듈 및 일측과 타측이 주행 모듈과 결합되며 주행 모듈 사이로 작업 모듈이 결합되는 결합 모듈을 포함하는 농업용 이동 로봇의 동작을 제어하는 방법에 있어서, 작업 수행 지시가 입력되면, 복수의 결합 모듈에 의해 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 주행 모듈 별로 지정된 이랑을 따라 주행하면서 작업을 수행하도록 제어하는 작업 제어 단계, 주행 모듈이 미리 설정된 특정 지점에 도달하면 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 순차적으로 회전시키는 회전 제어 단계 및 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 재지정된 이랑으로 이동하거나 주행하도록 제어하는 주행 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 이동 로봇의 제어 방법을 제공할 수 있다. On the other hand, the present embodiments are a control method of a mobile agricultural robot, in which a driving module including a plurality of driving wheels driven by a motor and a plurality of agricultural work tools are mounted to perform work by being combined with the driving module In the method for controlling the operation of a mobile agricultural robot including a work module and a coupling module in which one side and the other side are coupled to the driving module and the work module is coupled between the driving modules, when a task execution instruction is input, by a plurality of coupling modules A task control step of controlling at least two or more combined driving modules to perform a task while driving along a gyrus designated for each driving module, rotation of sequentially rotating at least two or more driving modules when the driving module reaches a predetermined specific point It is possible to provide a control method for a mobile agricultural robot comprising a control step and a driving control step of controlling the at least two or more driving modules to move or travel in the designated gyrus.
본 실시예들에 의하면, 복수의 이랑을 따라 이동하면서 작업을 수행하고, 좁은 공간에서 로봇을 회전시킬 수 있는 농업용 이동 로봇 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다. According to the present embodiments, it is possible to provide a mobile agricultural robot capable of performing work while moving along a plurality of gyrus and rotating the robot in a narrow space, and a control method thereof.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 구조를 설명한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 주행 모듈을 설명한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 작업 모듈을 설명한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 동작을 설명한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 작업 모드를 설명한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 회전 모드를 설명한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 주행 모드를 설명한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 방법에 대한 흐름도이다.1 is a diagram showing the configuration of a mobile agricultural robot according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a diagram explaining the structure of a mobile agricultural robot according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a diagram illustrating a driving module of an agricultural mobile robot according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a diagram illustrating work modules of a mobile agricultural robot according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a diagram explaining an operation of a mobile agricultural robot according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a diagram explaining a work mode of an agricultural mobile robot according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a diagram explaining a rotation mode of an agricultural mobile robot according to an embodiment of the present disclosure.
8 is a diagram explaining a driving mode of an agricultural mobile robot according to an embodiment of the present disclosure.
9 is a flowchart of a method of a mobile agricultural robot according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시는 농업용 이동 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to a mobile agricultural robot and a control method thereof.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다. DETAILED DESCRIPTION Some embodiments of the present disclosure are described in detail below with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, the same components may have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present technical idea, the detailed description may be omitted. When "comprises", "has", "consists of", etc. mentioned in this specification is used, other parts may be added unless "only" is used. In the case where a component is expressed in the singular, it may include the case of including the plural unless otherwise explicitly stated.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the present disclosure. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, order, or number of the corresponding component is not limited by the term.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다. In the description of the positional relationship of components, when it is described that two or more components are "connected", "coupled" or "connected", the two or more components are directly "connected", "coupled" or "connected". ", but it will be understood that two or more components and other components may be further "interposed" and "connected", "coupled" or "connected". Here, other components may be included in one or more of two or more components that are “connected”, “coupled” or “connected” to each other.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다. In the description of the temporal flow relationship related to components, operation methods, production methods, etc., for example, "after", "continued to", "after", "before", etc. Alternatively, when a flow sequence relationship is described, it may also include non-continuous cases unless “immediately” or “directly” is used.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다. On the other hand, when a numerical value or corresponding information (eg, level, etc.) for a component is mentioned, even if there is no separate explicit description, the numerical value or its corresponding information is not indicated by various factors (eg, process factors, internal or external shocks, noise, etc.) may be interpreted as including an error range that may occur.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇 및 그 제어 방법에서 사용되는 용어에 대해 설명한다. Also, terms used in the mobile agricultural robot and its control method according to an embodiment of the present disclosure will be described.
본 개시에서의 제 1 방향은 농업용 이동 로봇에서 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 결합되는 수평 방향을 의미할 수 있다. 또한, 제 2 방향은 제 1 방향과 90도를 이루는 방향으로 이랑을 따라 주행하는 경우에서 작업 진행 방향을 의미할 수 있다. A first direction in the present disclosure may mean a horizontal direction in which at least two or more driving modules are coupled in an agricultural mobile robot. In addition, the second direction may mean a work progress direction in the case of traveling along the gyrus in a direction forming 90 degrees with the first direction.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 구성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram showing the configuration of a mobile agricultural robot according to an embodiment of the present disclosure.
도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇(100)은, 모터에 의해 구동되는 복수의 구동 휠을 포함하는 주행 모듈(110), 주행 모듈과 결합되어 작업을 수행하도록 복수의 농업용 작업 도구가 장착되어 있는 작업 모듈(120), 일측과 타측이 주행 모듈과 결합되며 주행 모듈 사이로 작업 모듈이 결합되는 결합 모듈(130) 및 결합 모듈에 의해 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 주행 모듈 별로 지정된 이랑을 따라 주행하면서 작업을 수행하고, 주행 모듈이 미리 설정된 특정 지점에 도달하면 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 순차적으로 회전시켜 재지정된 이랑으로 이동하거나 주행하도록 제어하는 제어 모듈(140)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , a mobile
일 실시예에 따른 주행 모듈(110)은 모터에 의해 구동되는 복수의 구동 휠을 포함할 수 있다. 일 예로, 주행 모듈(110)은 본체를 이동시키기 위해 본체의 좌측 및 우측에 각각 1개 이상의 구동 휠을 포함할 수 있다. 그리고, 주행 모듈(110)은 본체의 하부 전방에 조향 휠을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 구동 휠과 조향 휠은 거리를 유지하는 삼각 구도로 배치되어 본체를 3점 지지하도록 설치될 수 있다. 또한, 각각의 구동 휠은 모터의 동작에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전함으로써 본체의 이동 방향을 제어할 수 있다. 구체적으로, 모터의 회전력은 동력전달장치에 의해 구동 휠로 전달될 수 있다. 동력전달장치는 도시하지 않았으나, 모터의 회전력을 전달하기 위해 모터 축과 연결된 구동/피동베벨기어, 이와 연결된 풀리, 벨트 등의 부속품으로 구성될 수 있다. 다만, 주행 모듈(110)은 모터 중에서도 구동 휠과 일체형으로 구성된 인휠 모터(in-wheel motor)를 적용할 수도 있다. 여기서, 인휠 모터는 휠 내부에 전동 모터가 구비되어 회전시키는 장치일 수 있다. The
다른 일 예로, 주행 모듈(110)은 내부에 배터리 모듈 및 드라이브 모듈이 내장되는 본체를 더 포함할 수 있다. 그리고, 배터리 모듈 및 드라이브 모듈은 본체의 상단 및 하단에 각각 탈착 가능하도록 장착될 수 있다. 예를 들어, 주행 모듈(110)의 본체는 배터리 모듈 및 드라이브 모듈의 탈착과 탈착 후 고정을 위한 구조일 수 있다. 구체적으로, 본체는 배터리 모듈 및 드라이브 모듈을 수직 또는 수평방향으로 삽입한 후 라커로 고정하는 구조일 수 있다. 다만, 배터리 모듈 및 드라이브 모듈을 탈착 또는 고정할 수 있는 구조이면 이에 한정되지는 않는다. As another example, the
일 실시예에 따른 작업 모듈(120)은 주행 모듈과 결합되어 작업을 수행하도록 농업용 작업 도구가 장착될 수 있다. 일 예로, 작업 모듈(120)은 결합 모듈의 하부에 결합되며, 결합 모듈의 양측에 결합된 주행 모듈이 전후로 움직이도록 가이드하는 제 2 부재 및 제 2 부재의 하부에 결합되며 농업용 작업 도구의 장착 높이 및 장착 각도를 조절하기 위한 조절 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 부재는 제 1 부재의 하부에 결합되어 지면에 수평하게 배치되며, 제 1 부재와는 수직하게 결합될 수 있다. 또한, 조절 모듈은 제 2 부재의 하부에 결합되며, 장착된 농업용 작업 도구의 장착 높이를 조절하기 위한 모터와 장착 각도를 조절하기 위한 모터를 각각 포함할 수 있다. The
다른 일 예로, 작업 모듈(120)은 농업용 작업 도구가 장착된 일면에 수동 휠을 더 포함할 수 있다. 작업 모듈(120)의 수동 휠은 주행 모듈이 주행할 때 함께 회전할 수 있으며, 농업용 작업 도구가 장착된 일면에 나란하게 배치될 수 있다. 수동 휠은 주행 모듈과 작업 모듈의 균형을 맞추고, 일렬로 장착된 복수의 농업용 작업 도구의 작업을 보조하기 위해 설치될 수 있다. As another example, the
일 실시예에 따른 결합 모듈(130)은 일측과 타측이 주행 모듈과 결합되며 주행 모듈 사이로 작업 모듈이 결합될 수 있다. 일 예로, 결합 모듈(130)은 일측과 타측에 각각의 주행 모듈을 제 1 방향으로 결합하는 제 1 부재 및 제 1 부재의 양 끝단에 배치되어 각각의 주행 모듈을 결합하는 링크 부재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 모듈(130)의 제 1 부재는 제 1 방향으로 길이 조절이 가능한 부재로, 이랑의 간격에 따라 확장 및 축소될 수 있다. One side and the other side of the
일 실시예에 따른 제어 모듈(140)은 결합 모듈에 의해 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 주행 모듈 별로 지정된 이랑을 따라 주행하면서 작업을 수행하도록 제어할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(140)은 주행 모듈이 미리 설정된 특정 지점에 도달하면 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 순차적으로 회전시켜 재지정된 이랑으로 이동하여 주행하도록 제어할 수 있다. 일 예로, 제어 모듈(140)은 결합된 주행 모듈과 작업 모듈의 동작을 각각의 모드로 구분하여 모드 별로 제어할 수 있다. 그리고, 모드는 작업 모드, 회전 모드 및 주행 모드를 포함할 수 있다. The
예를 들어, 제어 모듈(140)은 모드가 작업 모드이면, 결합 모듈에 의해 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 제 1 방향으로 나란히 배치되고, 제 2 방향으로 주행 모듈을 전방 이동시켜 후방으로 작업 모듈이 배치되는 결합 자세로 지정된 이랑을 따라 주행하도록 제어할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(140)은 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 모두 동일한 거리를 주행할 수 있도록 주행 모듈 별로 각 구동 휠의 속도를 제어할 수 있다. 이를 통해, 평탄하지 않은 농지를 주행하면서도 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 제 1 방향으로 일직선을 유지하며 주행할 수 있다. For example, if the
다른 예를 들어, 제어 모듈(140)은 모드가 회전 모드이면 미리 설정된 순서에 의해 주행 모듈 별로 구동 휠을 순차적으로 구동시켜 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 모두 회전하도록 제어할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(140)은 결합된 주행 모듈을 순차적으로 임의의 각도로 회전시켜 모두 동일한 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다. For another example, if the mode is the rotation mode, the
또 다른 예를 들어, 제어 모듈(140)은 모드가 주행 모드이면, 작업 모듈에 장착된 농업용 작업 도구를 상승시키고 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 주행 모듈이 결합된 제 1 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어 모듈(140)은 모드가 주행 모드이면, 작업 모듈에 장착된 농업용 작업 도구를 상승시키고 임의의 각도로 회전시켜 작업 모듈을 결합 모듈의 수직 방향으로 정렬할 수 있다. 그리고, 작업 모듈이 정렬되면, 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 작업 모듈의 중심으로 이동시켜 주행 모듈과 작업 모듈을 일렬로 배치되는 결합 자세로 주행하도록 제어할 수 있다. For another example, if the driving mode is the driving mode, the
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 구조를 설명한 도면이다. 2 is a diagram explaining the structure of a mobile agricultural robot according to an embodiment of the present disclosure.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇(100)은 주행 모듈(110), 작업 모듈(120) 및 결합 모듈(130)을 포함할 수 있다. 일 예로, 농업용 이동 로봇(100)은 결합 모듈(130)에 의해 적어도 2개 이상의 주행 모듈(110)을 결합되고, 결합된 주행 모듈 사이로 작업 모듈(120)이 결합된 구성일 수 있다. 예를 들어, 기본적으로, 농업용 이동 로봇(100)은 2개의 결합 모듈(130)에 의해 3개의 주행 모듈(110)이 결합되고, 2개의 작업 모듈(120)이 결합된 구성일 수 있다. 농업용 이동 로봇(100)은 작업량에 따라 주행 모듈(110)의 수를 3개 이상 결합하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the agricultural
일 예로, 농업용 이동 로봇(100)의 주행 모듈(110)은 내부에 배터리 모듈 및 드라이브 모듈이 내장되는 본체와 모터에 의해 구동되는 복수의 구동 휠을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주행 모듈(110)은 본체가 안정적으로 지지되도록 본체의 양측에 복수의 구동 휠이 설치되고, 하부 전방에 조향 휠이 설치될 수 있다. 다만, 조향 휠은 본체의 크기에 비례해서 적어도 하나 이상이 설치될 수 있다. 다른 예를 들어, 주행 모듈(110)은 본체의 상단 및 하단에 배터리 모듈 및 드라이브 모듈이 각각 탈착 가능하도록 장착될 수 있다. 배터리 모듈이 방전되거나 드라이브 모듈이 고장난 경우, 해당 모듈의 교체가 가능함에 따라 중단된 작업에 신속하게 대응할 수 있다. 주행 모듈(110)에 관한 상세한 내용은 도 3을 참조하여 후술한다. For example, the
일 예로, 농업용 이동 로봇(100)의 작업 모듈(120)은 결합 모듈(130)의 하부에 결합되는 제 2 부재와 농업용 작업 도구의 장착 높이 및 장착 각도를 조절하는 조절 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 작업 모듈(120)은 조절 모듈의 하부에 배치된 프레임에 복수의 농업용 작업 도구가 일렬로 장착될 수 있다. 또한, 작업 모듈(120)은 농업용 작업 도구가 장착된 일면에 수동 휠이 함께 장착될 수 있다. 작업 모듈(120)에 관한 상세한 내용은 도 4를 참조하여 후술한다. For example, the
일 예로, 농업용 이동 로봇(100)의 결합 모듈(130)은 양측에 주행 모듈(110)이 결합되는 제 1 부재와 제 1 부재의 양 끝단에 배치되는 링크 부재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 모듈(130)은 일측과 타측이 각각 주행 모듈(110)과 결합되며 주행 모듈 사이마다 작업 모듈(120)이 하나씩 결합될 수 있다. 구체적으로, 결합 모듈(130)은 제 1 방향으로 길이 조절이 가능하고, 링크 부재를 중심으로 고정되거나 수평 방향으로 일정 각도로 회전이 가능한 구조일 수 있다. 이에 따라, 작업 모드의 경우, 농업용 이동 로봇(100)은 이랑의 간격이 일정하지 않더라도 제 1 방향으로 결합 모듈(130)을 조절하여 이랑에 맞춰 주행할 수 있다. 또한, 주행 모드의 경우, 농업용 이동 로봇(100)은 각각의 주행 모듈(110)의 속도 차가 발생하더라도 결합 모듈(130)의 링크 부재를 회전시킴으로써 안정적으로 주행할 수 있다. For example, the
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 주행 모듈을 설명한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a driving module of an agricultural mobile robot according to an embodiment of the present disclosure.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇(100)의 주행 모듈(110)은 본체(310), 구동 휠(320), 배터리 모듈(330) 및 드라이브 모듈(340) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the
일 예로, 본체(310)는 박스 모양의 프레임 형상으로 구성될 수 있다. 또한, 본체(310)의 전방, 후방 및 양 측방 등에는 카메라가 설치되어 촬영한 영상을 제어 모듈로 전송하거나 내부에 저장할 수 있다. 본체(310)의 전방에는 주행 모듈(110)이 주행하는 과정에서 전방의 장애물을 탐지하고 위치를 추정할 수 있는 센서가 설치될 수 있다. 여기서, 센서는 라이다 센서, 레이더 센서, 관성 센서(IMU), 초음파 센서, 적외선 센서, 위치 센서(예컨대, GPS 모듈), 지자기 센서, 가속도 센서, 자이로스코프 센서 등을 더 포함할 수 있다. For example, the
일 예로, 구동 휠(320)은 본체(310)는 양측에 설치되고, 이를 보조하기 위해 조향 휠이 함께 설치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 구동 휠(320)은 인휠 모터(350)에 의해 회전력을 전달받아 구동될 수 있다. 반면에, 조향 휠은 별도의 구동력을 제공받지 않고 무동력으로 자유 회전되어 복수의 구동 휠(320)의 회전 운동을 보조하여 회전할 수 있다. 즉, 조향 휠은 얇은 수동 휠로, 고랑을 따라 이동하다가 회전 시에만 90도 회전하는 형태일 수 있다. 다른 예를 들어, 구동 휠(320)은 무한궤도 휠로 설치될 수 있다. 무한궤도 휠은 하나의 모터(350)가 회전축을 통해 각각의 무한궤도 휠에 연결되어 구동되는 형태일 수 있다. For example, the
일 예로, 본체(310)에는 내부에 배터리 모듈(330) 및 드라이브 모듈(340)이 탈착 가능하게 장착될 수 있다. 예를 들어, 드라이브 모듈(340)은 배터리 모듈(330)으로부터 전선이 연결되어 전원을 공급받고, 모터(350)와 전원 공급 및/또는 신호 전달을 위한 전선이 연결될 수 있다. 구체적으로, 드라이브 모듈(340)은 모터(350)의 엔코더로부터 신호 선이 연결되어 절대 각도 위치 신호를 수신하거나, 모터(350)로 전선이 연결되어 모터(350)를 제어할 수 있다. For example, the
또한, 드라이브 모듈(340)은 통신 모듈, 메모리 모듈을 포함할 수 있다. 통신 모듈은 복수의 주행 모듈과 작업 모듈간의 데이터를 직접 송수신하거나 중계기를 통해 간접적으로 송수신할 수 있다. 구체적으로, 특정 주행 모듈의 드라이브 모듈(340)은 농업용 이동 로봇의 전체 동작을 관장하는 상위 제어기를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 별도의 주행 모듈 및 작업 모듈은 상위 제어기의 Slave로 동작하는 하위 제어기를 포함하여 구성될 수 있다. 이 때, 복수의 주행 모듈과 작업 모듈 간의 통신 방법은 EtherCAT, CANopen 등의 산업용 통신(Master-Slave) 규격일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 메모리 모듈은 통신 모듈로부터 수신한 데이터에 기초하여 주행 모듈을 동작시키기 위한 프로그램이 저장될 수 있다. In addition, the
일 예로, 본체(310)는 현가 모듈(370)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본체(310)에는 복수의 주행 모듈이 결합 모듈에 의해 결합된 자세로 평탄하지 않은 농지를 주행함에 따라 농지에 밀착하여 주행하고 충격력을 완충하는 현가 모듈(370)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 현가 모듈(370)은 쇽업 쇼바와 압축 코일 스프링 등과 같은 구성으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the
일 예로, 본체(310)는 작업 모듈(120)과 결합되는 고정용 후크 모듈(360)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고정용 후크 모듈(360)은 본체(310)에 설치되어 작업 모듈(120)의 링크 부재와 결합되어, 주행 모듈(110)과 작업 모듈(120)을 결합시킬 수 있다. For example, the
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 작업 모듈을 설명한 도면이다. 4 is a diagram illustrating work modules of a mobile agricultural robot according to an embodiment of the present disclosure.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 작업 모듈(120)은 제 2 부재(410), 조절 모듈(420), 농업용 작업 도구(430) 및 프레임(440) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the
일 예로, 작업 모듈(120)의 제 2 부재(410)는 결합 모듈(130)의 하부에 결합되어, 결합 모듈(130)의 양측에 결합된 주행 모듈(110)이 전후로 움직이도록 가이드할 수 있다. 예를 들어, 제 2 부재(410)는 길이 방향의 가이드 홈이 형성되어 있는 형태일 수 있다. 또한, 제 2 부재(410)는 결합 모듈의 제 1 부재에 포함된 가이드 부재에 지지되며 결합 모듈(130)이 전후로 움직이도록 지면에 수평하게 배치될 수 있다. 구체적으로, 농업용 이동 로봇(100)이 작업 모드이면, 제어 모듈(140)은 주행 모듈(110)을 전방으로 이동시켜 결합 모듈(130)이 제 2 부재의 전방 끝단까지 움직인 형태로 변경할 수 있다. 반면에, 농업용 이동 로봇(100)이 주행 모드이면, 제어 모듈(140)은 주행 모듈(110)을 후방으로 이동시켜 결합 모듈(130)이 제 2 부재의 중심까지 움직인 형태로 변경할 수 있다. For example, the
일 예로, 작업 모듈(120)의 조절 모듈(420)은 프레임(440)에 부착된 농업용 작업 도구(430)의 높이 조절 및 회전이 가능하도록 적어도 하나 이상의 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(140)은 조절 모듈(420)이 제 2 부재의 하단에 결합된 상태에서, 모터를 구동시켜 프레임(440)을 요(yaw) 방향으로 회전시킬 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(140)은 조절 모듈(420)의 모터를 구동시켜 상하 방향의 전축에 연결된 프레임(440)을 요 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다. 이를 위해, 조절 모듈(420)은 해당 모터를 구동시키기 위한 배터리 및 드라이브 등을 포함할 수 있다. For example, the
일 예로, 작업 모듈(120)의 농업용 작업 도구(430)는 조절 모듈(420)의 하부에 설치된 프레임(440)에 일렬로 장착될 수 있다. 또한, 농업용 작업 도구(430)는 프레임(440)에 탈착 가능한 형태로 작업의 종류에 따라 교체될 수 있다. 예를 들어, 농업용 작업 도구(430)는 장착 가능한 쟁기, 씨앗 파종기, 모종 이식기(이앙기), 비닐 피복기, 감자나 고구마 등의 구근이나 마늘 양파 등의 각종 수확기, 시비기, 방제기를 포함할 수 있다. 다만, 농업용 작업 도구(430)는 프레임(440)에 장착될 수 있으면, 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the
다른 일 예로, 작업 모듈(120)은 수동 휠 또는 센서를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 작업 모듈(120)은 농업용 작업 도구의 일면에 수동 휠을 장착하여 주행 모듈과 작업 모듈의 균형을 맞추고, 일렬로 장착된 복수의 농업용 작업 도구의 작업을 보조할 수 있다. 다른 예를 들어, 작업 모듈(120)은 센서를 장착하여 농업용 작업 도구의 진행 방향을 기준으로 후방을 모니터링할 수 있다. As another example, the
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 동작을 설명한 도면이다. 5 is a diagram explaining an operation of a mobile agricultural robot according to an embodiment of the present disclosure.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 제어 모듈(140)이 제어하는 동작을 설명할 수 있다. 일 예로, 농업용 이동 로봇(100)의 제어 모듈(140)은 적어도 2개 이상의 주행 모듈(110)이 유선 또는/및 무선으로 상호 긴밀하게 통신하면서 주행 모듈 별로 지정된 이랑을 따라 주행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(140)은 제 1 방향으로 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈(110)이 주행 모듈 별로 지정된 이랑을 따라 제 2 방향(510)으로 평행하게 주행하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어 모듈(140)은 적어도 2개 이상의 주행 모듈(110)이 제 1 방향으로 일직선을 유지하면서 주행하도록 제어할 수 있다. 이 때, 농업용 이동 로봇(100)은 주행 모듈(110)이 제 2 방향(510)으로 주행 함에 따라 작업 모듈(120)이 주행 모듈(110)의 후방으로 배치되는 결합 자세일 수 있다. Referring to FIG. 5 , an operation controlled by the
일 예로, 농업용 이동 로봇(100)의 제어 모듈(140)은 미리 설정된 특정 지점에 도달하면 적어도 2개 이상의 주행 모듈(110)을 순차적으로 제 2 방향(510)의 90도(520)로 회전시키도록 제어할 수 있다. 여기서, 특정 지점은 지정된 이랑의 끝단으로 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 농업용 이동 로봇(100)이 지정된 이랑에서 작업이 완료되면, 다른 이랑으로 이동하여 작업을 수행하기 위해, 제어 모듈(140)은 적어도 2개 이상의 주행 모듈(110)이 회전하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(140)은 주행 모듈(110) 중에서 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 고정시키고, 나머지 주행 모듈을 회전시키는 방식으로 순차적으로 모두 제 2 방향(510)의 90도(520)로 회전시킬 수 있다. For example, the
일 예로, 농업용 이동 로봇(100)의 제어 모듈(140)은 적어도 2개 이상의 주행 모듈(110)이 모두 회전이 완료되면, 재지정된 이랑까지 제 1 방향(530)으로 직렬 이동하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(140)은 주행 모듈(110)의 진행 방향이 제 1 방향(530)으로 변경되면, 작업 모듈(120)에 장착된 농업용 작업 도구를 상승시켜 재지정된 이랑까지 제 1 방향(530)으로 직렬 이동하도록 제어할 수 있다. For example, the
일 예로, 농업용 이동 로봇(100)이 재지정된 이랑으로 이동이 완료되면, 농업용 이동 로봇(100)의 제어 모듈(140)은 다시 주행 모듈 별로 재지정된 이랑을 따라 변경된 작업 진행 방향(550)으로 평행하게 주행하도록 제어할 수 있다. 이 때, 변경된 작업 진행 방향(550)은 기존의 진행 방향인 제 2 방향(510)의 반대 방향일 수 있다. 예를 들어, 농업용 이동 로봇(100)은 재지정된 이랑으로 이동이 완료되면, 제어 모듈(140)은 작업 모듈(120)의 조절 모듈에 의해 농업용 작업 도구가 장착된 프레임을 회전하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어 모듈(140)은 작업 모듈(120)을 결합 모듈(130)의 수직 방향으로 정렬할 수 있다. 이에 따라, 작업 모듈(120)은 주행 모듈(110) 사이로 통과할 수 있는 자세로 변경될 수 있다. 그리고, 제어 모듈(140)은 변경된 작업 진행 방향(550)으로 주행 모듈(110)을 다시 전방 이동시켜 작업 모듈(120)이 후방으로 배치되는 결합 자세로 주행하도록 제어할 수 있다. For example, when the movement of the agricultural
일 예로, 농업용 이동 로봇(100)의 제어 모듈(140)은 작업이 완료되면, 다시 주행 모듈(110)을 회전시키고 작업 모듈(120)을 정렬하여 제 1 방향으로 일렬로 배치되는 결합 자세로 변경할 수 있다. 농업용 이동 로봇(100)이 일렬로 배치되는 결합 자세가 되면, 제어 모듈(140)은 목표 지점까지 주행 모듈(110)을 제 1 방향(560)으로 직렬로 이동할 수 있다. For example, when the work is completed, the
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 작업 모드를 설명한 도면이다. 6 is a diagram explaining a work mode of an agricultural mobile robot according to an embodiment of the present disclosure.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇(100)의 제어 모듈(140)은 작업 모드인 경우 지정된 이랑을 따라 주행하면서 작업을 수행하도록 제어할 수 있다. 일 예로, 제어 모듈(140)은 결합 모듈(130)에 의해 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈(110)이 주행 모듈 별로 지정된 이랑을 따라 주행하면서 작업을 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(140)은 작업 모드이면, 적어도 2개 이상의 주행 모듈(110)이 제 1 방향으로 나란히 배치되고, 제 2 방향으로 주행 모듈(110)을 전방 이동시켜 후방으로 작업 모듈(120)이 배치되는 결합 자세로 주행하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 작업 모드의 결합 자세는 제 2 방향을 기준으로 작업 모듈(120)의 제 2 부재의 전방 끝단이 결합 모듈(130)의 제 1 부재에 고정되어 작업 모듈이 후방으로 배치된 결합 자세일 수 있다. 또한, 제어 모듈(140)은 복수의 농업용 작업 도구가 수평방향으로 배치되도록 작업 모듈(120)을 임의의 각도로 회전하도록 제어할 수 있다. Referring to FIG. 6 , the
다른 예를 들어, 제어 모듈(140)은 결합 모듈(130)에 의해 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈(110)이 이랑에 수직한 방향으로 일직선을 유지하면서 주행할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(140)은 주행 모듈(110)의 좌측 또는 우측에 장착된 센서로 모니터링된 작업이 완료된 측면 이랑과, 작업 모듈(120)의 후방에 장착된 센서로 모니터링된 현재 이랑을 이용하여 이랑에 수직한 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다. 이 때, 결합 모듈(130)은 주행 모듈(110)의 상단에 고정되어 결합됨으로써 구조적으로도 일직선을 유지할 수 있다. For another example, the
다른 일 예로, 제어 모듈(140)은 작업 면적 정보와 결합된 주행 모듈(110) 및 작업 모듈(120)의 개수에 기초하여 배터리 사용을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(140)은 각각의 주행 모듈(110)의 남은 배터리 용량을 기준으로 구동 휠의 동작 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 각각의 주행 모듈(110)은 각각의 이랑을 주행하기 때문에, 이랑의 특성에 따라 배터리 소모가 큰 이동 경로가 있을 수 있다. 이외 다른 원인에 의해서도 각각의 주행 모듈(110)의 배터리 소모량은 일치되지 않을 수 있다. 이에 따라, 제어 모듈(140)은 배터리 용량을 모니터링하여 기준 용량 이하인 주행 모듈의 구동 휠을 정지하고, 나머지 주행 모듈의 구동 휠만을 동작시키도록 제어할 수 있다. 이 때, 구동 휠이 정지된 주행 모듈은 수동 휠로 동작하여 함께 주행하도록 제어될 수 있다. 따라서, 제어 모듈(140)은 특정 주행 모듈이 방전 및 고장으로 인해 배터리 모듈이 탈착된 상태에서도 나머지 주행 모듈 만으로 주행하도록 제어할 수 있다. 즉, 제어 모듈(140)은 주행 모듈(110)의 배터리를 교대로 사용하는 방식으로 주행함으로써 연속적으로 작업을 수행할 수 있다. As another example, the
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 회전 모드를 설명한 도면이다. 7 is a diagram explaining a rotation mode of an agricultural mobile robot according to an embodiment of the present disclosure.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇(100)의 제어 모듈(140)은 회전 모드인 경우 주행 모듈을 회전시켜 주행 방향을 변경하도록 제어할 수 있다. 일 예로, 제어 모듈(140)은 주행 모듈(110)이 미리 설정된 특정 지점에 도달하면 주행 모듈(110)을 순차적으로 회전하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(140)은 주행 모듈(110)의 좌측 구동 휠을 정방향으로 구동하고, 우측 구동 휠을 역방향으로 구동시킴으로써 주행 모듈(110)을 우측으로 회전하도록 제어할 수 있다. 또는, 제어 모듈(140)은 주행 모듈(110)의 우측 구동 휠을 정방향으로 구동하고, 좌측 구동 휠을 역방향으로 구동시킴으로써 주행 모듈(110)을 좌측으로 회전하도록 제어할 수 있다. Referring to FIG. 7 , the
다른 예를 들어, 제어 모듈(140)은 회전 모드이면, 미리 설정된 순서에 의해 주행 모듈 중에서 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 고정시키고, 나머지 주행 모듈을 회전시켜 순차적으로 모두 회전하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 농업용 이동 로봇(100)이 3개의 주행 모듈을 포함하여 구성된 경우, 제어 모듈(140)은 양측 끝에 위치한 주행 모듈(710,730)의 구동 휠을 정지시킨 채로 가운데 위치한 주행 모듈(720)이 회전하도록 제어할 수 있다. 그리고, 회전이 완료되면, 제어 모듈(140)은 가운데 위치한 주행 모듈(720)과 일측 끝단에 위치한 주행 모듈(710)의 구동 휠을 정지시킨 채로 타측 끝단에 위치한 주행 모듈(730)이 회전하도록 제어할 수 있다. 그리고, 제어 모듈(140)은 회전이 완료된 주행 모듈(720, 730)을 정지시킨 채로 일측 끝단에 위치한 주행 모듈(710)을 회전하도록 제어할 수 있다. For another example, in the rotation mode, the
이에 따라, 제어 모듈(140)은 주행 모듈 별로 순차로 구동 휠의 각도를 회전시켜 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 모두 동일한 조향 각도로 제어할 수 있다. Accordingly, the
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 주행 모드를 설명한 도면이다. 8 is a diagram explaining a driving mode of an agricultural mobile robot according to an embodiment of the present disclosure.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇(100)의 제어 모듈(140)은 주행 모드인 경우 재지정된 이랑으로 이동하거나 원거리를 주행하도록 제어할 수 있다. 일 예로, 제어 모듈(140)은 주행 모듈(110)이 재지정된 이랑으로 단거리를 이동하거나 또는 목표 지점까지 원거리를 주행하도록 제어할 수 있다. Referring to FIG. 8 , the
예를 들어, 제어 모듈(140)은 주행 모드이면, 작업 모듈(120)에 장착된 농업용 작업 도구를 상승시키고 적어도 2개 이상의 주행 모듈(110)을 주행 모듈(110)이 결합된 제 1 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다. 이 때, 농업용 이동 로봇(100)이 재지정된 이랑으로 단거리 이동하는 경우라면, 제어 모듈(140)은 작업 모드의 결합 자세가 유지된 상태로 제 1 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다. For example, in the driving mode, the
반면에, 농업용 이동 로봇(100)이 목표 지점까지 원거리 이동하는 경우라면, 제어 모듈(140)은 주행 모듈(110)과 작업 모듈(120)을 일렬로 배치되는 결합 자세로 변경하여 제 1 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(140)은 작업 모듈(120)에 장착된 농업용 작업 도구를 상승시키고 90도로 회전시켜 작업 모듈(120)을 결합 모듈(130)의 수직 방향으로 정렬하도록 제어할 수 있다. 작업 모듈(120)이 정렬되면, 제어 모듈(140)은 적어도 2개 이상의 주행 모듈(110)을 작업 모듈(120)의 중심으로 이동시켜 주행 모듈(110)과 작업 모듈(120)이 일렬로 배치되는 결합 자세로 주행하도록 제어할 수 있다. 일렬로 배치되는 결합 자세는 결합 모듈(130)의 제 1 부재가 작업 모듈(120)의 제 2 부재의 중심에 고정되어 각각의 주행 모듈(110) 사이에 작업 모듈(120)이 배치된 자세일 수 있다. 이 때, 결합 모듈(130)은 주행 모듈(110)의 상단에 수평 방향으로 일정 각도로 회전이 가능하도록 고정되어 결합됨으로써 구조적으로 주행 안정성을 유지할 수 있다. On the other hand, if the agricultural
이하에서는 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 농업용 이동 로봇을 제어할 수 있는 제어 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a control method capable of controlling the mobile agricultural robot described with reference to FIGS. 1 to 8 will be described.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 제어 방법에 대한 흐름도이다. 9 is a flowchart of a control method of a mobile agricultural robot according to an embodiment of the present disclosure.
도 9를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 제어 방법은 모터에 의해 구동되는 복수의 구동 휠과 적어도 하나 이상의 조향 휠을 포함하는 주행 모듈, 상기 주행 모듈과 결합되어 작업을 수행하도록 복수의 농업용 작업 도구가 장착되어 있는 작업 모듈 및 일측과 타측이 상기 주행 모듈과 결합되며 상기 주행 모듈 사이로 상기 작업 모듈이 결합되는 결합 모듈을 포함하는 농업용 이동 로봇의 동작을 제어하는 방법일 수 있다. Referring to FIG. 9 , a method for controlling a mobile agricultural robot according to an embodiment of the present disclosure includes a driving module including a plurality of driving wheels driven by a motor and at least one steering wheel, and combined with the driving module to perform a task. It may be a method for controlling the operation of a mobile agricultural robot including a work module in which a plurality of agricultural work tools are mounted and a coupling module having one side and the other side coupled to the driving module and the work module coupled between the driving modules. have.
일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 제어 방법은 작업 제어 단계는 포함할 수 있다(S910). 일 예로, 농업용 이동 로봇은 작업 수행 지시가 입력되면, 복수의 결합 모듈에 의해 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 주행 모듈 별로 지정된 이랑을 따라 주행하면서 작업을 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 농업용 이동 로봇은 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 제 1 방향으로 나란히 배치되고, 제 2 방향으로 주행 모듈을 전방 이동시켜 후방으로 작업 모듈이 배치되는 결합 자세로 지정된 이랑을 따라 주행하도록 제어할 수 있다. 또한, 농업용 이동 로봇은 이랑 간격에 따라 제 1 방향으로 길이 조절이 가능한 결합 모듈을 제어하고 주행 모듈이 복수의 이랑 별로 배치되도록 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 농업용 이동 로봇은 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 모두 동일한 거리를 주행할 수 있도록 주행 모듈 별로 각 구동 휠의 속도를 제어할 수 있다. A control method of an agricultural mobile robot according to an embodiment may include a task control step (S910). For example, when a task execution instruction is input, the agricultural mobile robot may control at least two or more driving modules coupled by a plurality of coupling modules to perform a task while traveling along a gyrus designated for each driving module. For example, in an agricultural mobile robot, at least two or more driving modules coupled together are arranged side by side in a first direction, and the driving module is moved forward in a second direction to drive along a designated gyrus in a combined posture in which a working module is disposed rearward. can be controlled to In addition, the agricultural mobile robot may control a coupling module whose length can be adjusted in the first direction according to the distance between the gyrus and control the driving module to be disposed for each gyrus. As another example, the agricultural mobile robot may control the speed of each driving wheel for each driving module so that at least two or more driving modules coupled together can all travel the same distance.
일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 제어 방법은 회전 제어 단계는 포함할 수 있다(S920). 일 예로, 농업용 이동 로봇은 미리 설정된 특정 지점에 도달하면 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 순차적으로 회전시키도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 농업용 이동 로봇은 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 순차적으로 임의의 각도로 회전시켜 모두 동일한 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다. A control method of an agricultural mobile robot according to an embodiment may include a rotation control step (S920). For example, when the agricultural mobile robot reaches a predetermined specific point, it may control to sequentially rotate at least two driving modules coupled thereto. For example, the agricultural mobile robot can be controlled to drive in the same direction by sequentially rotating at least two driving modules coupled thereto at an arbitrary angle.
일 실시예에 따른 농업용 이동 로봇의 제어 방법은 주행 제어 단계는 포함할 수 있다(S930). 일 예로, 농업용 이동 로봇은 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 재지정된 이랑으로 이동하거나 주행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 농업용 이동 로봇은 재지정된 이랑으로 이동하기 위해 작업 모듈에 장착된 농업용 작업 도구를 상승시키도록 제어할 수 있다. 그리고 농업용 이동 로봇은 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 주행 모듈이 결합된 제 1 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 농업용 이동 로봇은 설정된 목적지까지 주행하기 위해 작업 모듈에 장착된 농업용 작업 도구를 상승시키고 임의의 각도로 회전시켜 작업 모듈을 결합 모듈의 수직 방향으로 정렬할 수 있다. 그리고, 작업 모듈이 정렬되면, 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 작업 모듈의 중심으로 이동시켜 주행 모듈과 작업 모듈을 일렬로 배치되는 결합 자세로 주행하도록 제어할 수 있다. The control method of the agricultural mobile robot according to an embodiment may include a driving control step (S930). For example, the mobile robot for agriculture may control at least two or more driving modules to move or drive in a redesignated gyrus. For example, the agricultural mobile robot may be controlled to elevate an agricultural work tool mounted on a work module in order to move to a redesignated gyrus. Also, the agricultural mobile robot may control the two or more coupled driving modules to move in a first direction in which the driving modules are coupled. For another example, the agricultural mobile robot may align the work module in the vertical direction of the coupling module by elevating an agricultural work tool mounted on the work module and rotating it at an arbitrary angle in order to travel to a set destination. In addition, when the work modules are aligned, at least two or more combined driving modules may be moved to the center of the work module, and the driving modules and the work modules may be controlled to travel in a coupled posture in which the work modules are arranged in a line.
이상에서 설명한 바와 같이 본 개시에 의하면, 농업용 이동 로봇 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다. 특히, 결합 모듈에 의해 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈과 작업 모듈이 동시에 작업을 수행하고, 좁은 공간에서 순차적으로 주행 모듈을 회전시켜 재지정된 이랑으로 이동할 수 있도록 제어함으로써, 복수의 이랑을 따라 이동하면서 작업을 수행할 수 있는 농업용 이동 로봇 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다. As described above, according to the present disclosure, it is possible to provide an agricultural mobile robot and a control method thereof. In particular, at least two or more driving modules and work modules coupled by a coupling module perform tasks simultaneously, and sequentially rotate the driving modules in a narrow space to move to a redesignated gyrus, thereby moving along a plurality of gyrus It is possible to provide an agricultural mobile robot capable of performing tasks while doing so and a control method thereof.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present disclosure, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the technical idea. In addition, since the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present disclosure, but to explain, the scope of the present technical idea is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present disclosure should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of rights of the present disclosure.
Claims (16)
상기 주행 모듈과 결합되어 작업을 수행하도록 농업용 작업 도구가 장착되어 있는 작업 모듈;
일측과 타측이 상기 주행 모듈과 결합되며, 상기 주행 모듈 사이로 상기 작업 모듈이 결합되는 결합 모듈; 및
상기 결합 모듈에 의해 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 주행 모듈 별로 지정된 이랑을 따라 주행하면서 작업을 수행하고, 상기 주행 모듈이 미리 설정된 특정 지점에 도달하면 상기 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 순차적으로 회전시켜 재지정된 이랑으로 이동하여 주행하도록 제어하는 제어 모듈;을 포함하되,
상기 작업 모듈은,
상기 결합 모듈의 하부에 결합되며, 상기 결합 모듈의 양측에 결합된 주행 모듈이 전후로 움직이도록 가이드하는 제 2 부재; 및
상기 제 2 부재의 하부에 결합되며, 상기 농업용 작업 도구의 장착 높이 및 장착 각도를 조절하기 위한 조절 모듈;을 더 포함하는 농업용 이동 로봇.A driving module including a plurality of driving wheels driven by a motor;
A working module equipped with an agricultural work tool to perform work by being coupled with the driving module;
A coupling module having one side and the other side coupled to the driving module and the working module coupled between the driving modules; and
At least two or more driving modules coupled by the coupling module perform work while driving along a gyrus designated for each driving module, and when the driving module reaches a predetermined specific point, the at least two or more driving modules are sequentially rotated Including; a control module for controlling to move to the redesignated gyrus and drive;
The work module,
a second member coupled to a lower portion of the coupling module and guiding the driving module coupled to both sides of the coupling module to move forward and backward; and
The agricultural mobile robot further comprising a control module coupled to the lower portion of the second member and configured to adjust the mounting height and mounting angle of the agricultural work tool.
상기 주행 모듈은,
내부에 배터리 모듈 및 드라이브 모듈이 내장되는 본체를 더 포함하며,
상기 배터리 모듈 및 드라이브 모듈은 상기 본체의 상단 및 하단에 각각 탈착 가능하도록 장착되는 농업용 이동 로봇.According to claim 1,
The driving module,
Further comprising a body in which the battery module and the drive module are built,
The battery module and the drive module are detachably mounted on the top and bottom of the main body, respectively.
상기 결합 모듈은,
일측과 타측에 각각의 주행 모듈을 제 1 방향으로 결합하는 제 1 부재; 및
상기 제 1 부재의 양 끝단에 배치되어 각각의 주행 모듈을 결합하는 링크 부재;를 포함하는 농업용 이동 로봇. According to claim 1,
The coupling module,
A first member coupled to one side and the other side of each driving module in a first direction; and
A mobile agricultural robot comprising: a link member disposed at both ends of the first member and coupled to each driving module.
상기 제어 모듈은,
결합된 상기 주행 모듈과 상기 작업 모듈의 동작을 각각의 모드로 구분하여 모드 별로 제어하며,
상기 모드는,
작업 모드, 회전 모드 및 주행 모드를 포함하는 농업용 이동 로봇.According to claim 1,
The control module,
Classifying the combined operation of the driving module and the operation module into respective modes and controlling them for each mode;
The mode is
Agricultural mobile robot with working mode, rotation mode and driving mode.
상기 제어 모듈은,
상기 모드가 상기 작업 모드이면, 상기 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 제 1 방향으로 나란히 배치되고, 제 2 방향으로 상기 주행 모듈을 전방 이동시켜 후방으로 상기 작업 모듈이 배치되는 결합 자세로 상기 지정된 이랑을 따라 주행하도록 제어하는 농업용 이동 로봇.According to claim 5,
The control module,
When the mode is the work mode, the at least two or more driving modules are disposed side by side in a first direction, and the driving module is moved forward in a second direction to form the designated gyrus in a coupled posture in which the work module is disposed rearward. An agricultural mobile robot controlled to drive along.
상기 제어 모듈은,
상기 모드가 상기 회전 모드이면, 미리 설정된 순서에 의해 주행 모듈 별로 구동 휠을 순차적으로 구동시켜 상기 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 모두 회전하도록 제어하는 농업용 이동 로봇.According to claim 5,
The control module,
If the mode is the rotation mode, the agricultural mobile robot controls to rotate all of the at least two or more driving modules by sequentially driving the driving wheels for each driving module in a preset order.
상기 제어 모듈은,
상기 모드가 상기 주행 모드이면, 상기 작업 모듈에 장착된 농업용 작업 도구를 상승시키고 상기 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 제 1 방향으로 이동하도록 제어하는 농업용 이동 로봇.According to claim 5,
The control module,
When the mode is the driving mode, the agricultural mobile robot controls to raise an agricultural work tool mounted on the work module and move the at least two or more driving modules in a first direction.
상기 제어 모듈은,
상기 모드가 상기 주행 모드이면, 상기 작업 모듈에 장착된 농업용 작업 도구를 상승시키고 임의의 각도로 회전시켜 상기 작업 모듈을 상기 결합 모듈의 수직 방향으로 정렬하는 농업용 이동 로봇.According to claim 5,
The control module,
When the mode is the driving mode, the agricultural mobile robot aligns the work module in the vertical direction of the coupling module by raising an agricultural work tool mounted on the work module and rotating it at an arbitrary angle.
상기 제어 모듈은,
상기 작업 모듈이 정렬되면, 상기 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 상기 작업 모듈의 중심으로 이동시켜 상기 주행 모듈과 상기 작업 모듈을 일렬로 배치되는 결합 자세로 주행하도록 제어하는 농업용 이동 로봇.According to claim 9,
The control module,
When the work modules are aligned, the agricultural mobile robot moves the at least two or more driving modules to the center of the work module and controls the driving module and the work module to travel in a combined posture in which the work modules are arranged in a line.
작업 수행 지시가 입력되면, 복수의 결합 모듈에 의해 결합된 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 주행 모듈 별로 지정된 이랑을 따라 주행하면서 작업을 수행하도록 제어하는 작업 제어 단계;
상기 주행 모듈이 미리 설정된 특정 지점에 도달하면 상기 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 순차적으로 회전시키는 회전 제어 단계; 및
상기 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 재지정된 이랑으로 이동하거나 주행하도록 제어하는 주행 제어 단계를 포함하되,
상기 작업 모듈은,
상기 결합 모듈의 하부에 결합되며, 상기 결합 모듈의 양측에 결합된 주행 모듈이 전후로 움직이도록 가이드하는 제 2 부재; 및
상기 제 2 부재의 하부에 결합되며, 상기 농업용 작업 도구의 장착 높이 및 장착 각도를 조절하기 위한 조절 모듈;을 더 포함하는 농업용 이동 로봇의 제어 방법.A driving module including a plurality of drive wheels driven by a motor, a work module in which an agricultural working tool is mounted to perform work by being coupled with the driving module, one side and the other side are coupled to the driving module, and the driving module is interposed between the driving modules. A method for controlling a mobile agricultural robot including a coupling module to which a work module is coupled,
A task control step of controlling at least two or more driving modules coupled by a plurality of coupling modules to perform a task while traveling along a gyrus designated for each driving module when a task execution instruction is input;
a rotation control step of sequentially rotating the at least two or more driving modules when the driving module reaches a predetermined specific point; and
Including a driving control step of controlling the at least two or more driving modules to move or drive to the redesignated gyrus,
The work module,
a second member coupled to a lower portion of the coupling module and guiding the driving module coupled to both sides of the coupling module to move forward and backward; and
The control method of the agricultural mobile robot further comprising a control module coupled to the lower portion of the second member and configured to adjust the mounting height and mounting angle of the agricultural work tool.
상기 작업 제어 단계는,
상기 적어도 2개 이상의 주행 모듈이 제 1 방향으로 나란히 배치되고, 제 2 방향으로 상기 주행 모듈을 전방 이동시켜 후방으로 상기 작업 모듈이 배치되는 결합 자세로 상기 지정된 이랑을 따라 주행하도록 제어하는 농업용 이동 로봇의 제어 방법.According to claim 11,
The operation control step,
The at least two or more driving modules are arranged side by side in a first direction, and the driving module is moved forward in a second direction to control the driving along the designated gyrus in a combined posture in which the work module is disposed rearward. An agricultural mobile robot. control method.
상기 회전 제어 단계는,
미리 설정된 순서에 의해 주행 모듈 별로 구동 휠을 순차적으로 구동 시켜 상기 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 모두 회전하도록 제어하는 농업용 이동 로봇의 제어 방법.According to claim 11,
The rotation control step,
A control method of a mobile agricultural robot for controlling all of the at least two or more driving modules to rotate by sequentially driving driving wheels for each driving module in a preset order.
상기 주행 제어 단계는,
상기 작업 모듈에 장착된 농업용 작업 도구를 상승시키고 상기 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 제 1 방향으로 이동하도록 제어하는 농업용 이동 로봇의 제어 방법.According to claim 11,
In the driving control step,
A control method of a mobile agricultural robot comprising: raising an agricultural work tool mounted on the work module and controlling the at least two driving modules to move in a first direction.
상기 주행 제어 단계는,
상기 작업 모듈에 장착된 농업용 작업 도구를 상승시키고 임의의 각도로 회전시켜 상기 작업 모듈을 상기 결합 모듈의 수직 방향으로 정렬하는 농업용 이동 로봇의 제어 방법.According to claim 11,
In the driving control step,
A control method of a mobile agricultural robot for aligning the work module in the vertical direction of the coupling module by raising an agricultural work tool mounted on the work module and rotating it at an arbitrary angle.
상기 주행 제어 단계는,
상기 작업 모듈이 정렬되면, 상기 적어도 2개 이상의 주행 모듈을 상기 작업 모듈의 중심으로 이동시켜 상기 주행 모듈과 상기 작업 모듈을 일렬로 배치되는 결합 자세로 주행하도록 제어하는 농업용 이동 로봇의 제어 방법.According to claim 15,
In the driving control step,
When the work modules are aligned, the at least two or more driving modules are moved to the center of the work module to control the driving module and the work module to travel in a combined posture in which the work module is arranged in a line.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220061993A KR102475463B1 (en) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | Agricultral mobile robot and an controlling method for the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220061993A KR102475463B1 (en) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | Agricultral mobile robot and an controlling method for the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102475463B1 true KR102475463B1 (en) | 2022-12-08 |
Family
ID=84437254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220061993A KR102475463B1 (en) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | Agricultral mobile robot and an controlling method for the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102475463B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210058000A (en) * | 2019-11-13 | 2021-05-24 | 한국로봇융합연구원 | Agricultural robot having swivel casting |
-
2022
- 2022-05-20 KR KR1020220061993A patent/KR102475463B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20210058000A (en) * | 2019-11-13 | 2021-05-24 | 한국로봇융합연구원 | Agricultural robot having swivel casting |
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