KR102562476B1 - Ict 기반 회전식 수경재배장치 - Google Patents

Ict 기반 회전식 수경재배장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내에서 식물을 토양없이 배양액 속에 재배할 수 있는 ICT 기반 회전식 수경재배장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 ICT 기반 회전식 수경재배장치는 지면에 설치되며, 내부에 양액통이 구비되는 양액저장공간과 설치공간이 분리되어 형성되는 베이스프레임; 상기 베이스프레임의 상부에 배치되고, 하부 내주면을 따라 설정높이의 제1, 2 양액벽이 전후로 이격되어 돌출 형성되며, 상기 제1, 2 양액벽 사이에 상기 양액저장공간에서 공급받은 양액이 수용되는 양액수용공간이 갖추어지는 본체프레임; 상기 본체프레임의 내부에 이격되게 배치되고, 내주면을 따라 복수의 식물삽입홀이 형성되며, 외주면을 따라 복수의 기어날이 갖추어지는 회전재배기; 상기 회전재배기의 식물삽입홀에 홀컵이 삽입 고정되며, 상기 홀컵의 내부에 식물이 활착되어 설치되는 식물홀컵부; 상기 베이스프레임의 설치공간에 구동모터가 설치되며, 상기 구동모터의 회전에 연동되어 상기 회전재배기의 기어날에 맞물리면서 상기 회전재배기를 일정한 속도로 회전시키는 구동부; 상기 본체프레임의 회전 중심축에 설치되며, 상기 본체프레임 내에 발산되는 빛을 조절하여 상기 식물홀컵부의 광합성을 유도하는 인공조명부;를 포함하며, 상기 회전재배기의 360도 회전에 의해 중력이 제거된 상태에서 상기 식물홀컵부가 양액수용공간에 담겨지면서 균일하게 양액을 공급받아 양분이 최대로 흡수되는 것을 특징으로 한다.

Description

ICT 기반 회전식 수경재배장치{ICT-based rotary hydroponic cultivation device}
본 발명은 실내에서 식물을 토양없이 배양액 속에 재배할 수 있는 ICT 기반 회전식 수경재배장치에 관한 것이다.
가정용 식물재배기는 광, 온도, 이산화탄소, 상대습도, 배양액 온도 등의 지상부와 지하부 환경을 최적상태로 제어 및 재배 공정을 자동화하여 식물을 일정하고, 연속적으로 계획 생산하는 기술을 가정에서 가능하도록 하는 시스템이다. 이는 잔류농약, 환경오염 등의 위험으로부터 안전하게 가정에서 직접 작물을 재배 할 수 있어 보급화의 필요성이 대두되고 있다.
그리고 가정용 식물재배기는 주로 수경재배로 식물을 토양 없이 배양액 속에서 재배하는 방법을 주로 사용한다. 이러한 수경재배는 토양으로부터 전염되는 병균 등에 의해 식물이 전염되는 것을 방지할 수 있고, 재배 공간의 제약이 적으며, 사용자가 식물의 생장을 관리하기가 용이한 장점이 있어 최근에 많이 이용되고 있다.
이에 따라 근래에는 아파트 베란다 등에 수경재배기를 설치하여 직접 식물을 재배하는 가정이 늘어나고 있는 추세에 있고, 상기 수경재배기는 통상적으로 식재되는 수경재배조를 다단으로 설치하고, 순환펌프를 이용해 저수조의 배양액을 각 수경재배조에 공급 및 순환시켜 식물의 재배가 이루어지도록 되어 있다.
종래의 수경재배장치와 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0141132호에 식물이 식재된 식물재배용판을 다단식으로 적층시켜, 일정시간 동안 식물재배용판을 멈춤 후 수평 및 상하단으로 이동시키며, 식물재배용판이 멈춤되는 중에 식물뿌리측으로 양액을 직접 분사시키도록 개시되어 있다.
그러나 식물재배용 장치는 수평방향으로 펼쳐진 구조로 별도의 설치공간을 필요로 하며, 식물에 양액 분사시 실내공간으로 양액이 떨어지면서 주변이 오염되거나 식물이 충분한 양액을 공급받지 못하여 생육속도가 저하되는 문제점이 발생하였다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1452276호 "하이브리드 분무경재배 시스템 및 방법"에 초음파모듈을 이용하여 분무양액을 식물에 공급하는 방식과 펌프를 이용하여 분사양액을 식물에 공급하는 방식을 조합하고, 식물이 식재되는 재배베드를 원통형으로 구성하여 이를 회전시키는 구조를 갖는다.
그러나 적층된 식물이 항상 직립된 자세로 뿌리가 하방향으로 향하도록 유지되면서 회전되는 구조로 중력의 영향으로 양분의 흡수성이 저하되고, 식물뿌리에 양액이 균일하게 분사되지 않아 식물의 생육속도가 달라지거나 부분적으로 죽게되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1452276호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 수경재배장치가 360도 회전하면서 식물의 뿌리가 양액에 담겨져 균일하게 양액을 공급받을 수 있으며, 중력감소로 양액흡수가 빨라져 잎을 통한 증산작용이 활해져 생육속도가 향상되는 ICT 기반 회전식 수경재배장치를 제공하는데 있다. 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 ICT 기반 회전식 수경재배장치는 지면에 설치되며, 내부에 양액통이 구비되는 양액저장공간과 설치공간이 분리되어 형성되는 베이스프레임; 상기 베이스프레임의 상부에 배치되고, 하부 내주면을 따라 설정높이의 제1, 2 양액벽이 전후로 이격되어 돌출 형성되며, 상기 제1, 2 양액벽 사이에 상기 양액저장공간에서 공급받은 양액이 수용되는 양액수용공간이 갖추어지는 본체프레임; 상기 본체프레임의 내부에 이격되게 배치되고, 내주면을 따라 복수의 식물삽입홀이 형성되며, 외주면을 따라 복수의 기어날이 갖추어지는 회전재배기; 상기 회전재배기의 식물삽입홀에 홀컵이 삽입 고정되며, 상기 홀컵의 내부에 식물이 활착되어 설치되는 식물홀컵부; 상기 베이스프레임의 설치공간에 구동모터가 설치되며, 상기 구동모터의 회전에 연동되어 상기 회전재배기의 기어날에 맞물리면서 상기 회전재배기를 일정한 속도로 회전시키는 구동부; 상기 본체프레임의 회전 중심축에 설치되며, 상기 본체프레임 내에 발산되는 빛을 조절하여 상기 식물홀컵부의 광합성을 유도하는 인공조명부;를 포함하며, 상기 회전재배기의 360도 회전에 의해 중력이 제거된 상태에서 상기 식물홀컵부가 양액수용공간에 담겨지면서 균일하게 양액을 공급받아 양분이 최대로 흡수되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전재배기는, 본체프레임의 직경보다 작게 형성되며, 내주면을 따라 복수의 식물삽입홀이 형성되는 회전면체;와, 원판으로 이루어져 상기 회전면체의 전면과 후면에 각각 배치되며, 외경이 상기 회전면체의 외경보다 크게 형성되고, 외주면을 따라 방사형으로 상기 기어날이 형성되는 제1, 2 구동판체;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 양액통과 상기 본체프레임의 양액수용공간 상단에 연결설치되며, 상기 양액통에 저장된 양액을 상기 양액수용공간으로 공급하는 급수 펌프라인;과 상기 양액수용공간의 하단과 상기 양액통 내에 연결설치되며, 상기 양액수용공간 내에 수용된 양액을 상기 양액통으로 공급하는 배수 펌프라인;이 더 포함되며, 상기 회전재배기가 회전하면서 상기 급수 펌프라인을 통해 공급받은 양액이 상기 배수 펌프라인으로 순환배출되어 식물이 과대 함수되지 않도록 방지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동부는, 상기 회전재배기의 전후로 배치되어 상기 기어날에 맞물리는 제1, 2 종동기어와, 상기 제1, 2 종동기어가 연결되고 상기 베이스프레임에 배치되는 종동축이 갖추어진 종동구동기와, 상기 베이스프레임에 설치되고, 상기 구동모터의 구동축 단부에 결합되어 회전되며, 상기 제1 종동기어와 맞물려 상기 종동구동기를 회전시키는 원동기어가 갖추어진 원동구동기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전재배기의 양액수용공간에 설치되어 상기 양액의 수위를 측정하는 수위측정센서와, 상기 양액의 수소이온농도와 전기전도도를 측정하는 농도측정센서가 갖추어진 센서부;를 포함하고, 상기 베이스프레임에 설치되며, 상기 센서부에 의해 상기 양액의 수위와 수소이온농도 및 전기전도도를 측정하여 사용자단말기에 전송되도록 하는 통신모듈;을 더 포함하며, 상기 통신모듈에 의해 상기 센서부에서 사용자단말기로 수위측정정보와 농도측정정보를 전달받아 상기 양액의 공급양와 배출양을 조절할 수 있으며, 상기 사용자단말기로 상기 인공조명부의 조명강도와 작동시간을 설정하여 전체 환경이 제어되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 ICT 기반 회전식 수경재배장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
수경재배장치가 360도 회전하면서 식물의 뿌리가 양액에 담겨져 균일하게 양액을 공급받을 수 있으며, 중력감소로 양액흡수가 빨라져 잎을 통한 증산작용이 활해져 생육속도가 향상되고, 주변환경이 오염되지 않아 친환경적인 이점이 있다.
또한, 회전재배기가 구동부와 맞물리면서 회전되는 구조에 의해 안정된 자세로 흔들림없이 일정한 속도로 회전할 수 있으며, 수평배열로 식재되는 식물에 대비하여 원형배열로 식물 식재시 공간을 차지하지 않아 공간효율이 향상될 수 있다.
또한, 회전재배기가 회전하면서 급수 펌프라인을 통해 공급받은 양액이 배수 펌프라인을 통해 양액통에 순환배출되어 식물이 과대 함수되지 않고 양액의 순환으로 뿌리가 썩지 않으며, 뿌리의 호기성이 향상되고 식물의 양육상태를 향상시킬 수 있다.
또한, 사용자가 사용자단말기로 양액의 수위정보와 수소이온농도를 전달받아 식물에 공급되는 양액의 양과 농도를 확인함으로써 사용자가 양액통 내에 양액 교체주기를 판단할 수 있도록 하여 양액의 수질을 관리할 수 있다.
또한, 식물홀컵부가 회전재배기의 식물삽입홀에 삽입분리 가능하도록 이루어져, 사용자가 양육하고자 하는 식물을 선택적으로 재배할 수 있으며, 간단한 고정방식으로 누구나 쉽게 설치하거나 분리할 수 있다.
또한, 인공조명부로 광합성을 유도하며, 광합성에 필요한 스펙트럼, 강도, 빈도를 효율적으로 조절하여 식물의 크기와 모양, 질감, 색상, 맛, 영양 등을 제어할 수 있으며, 해충이 자랄 수 없도록 통제된 환경을 제공하여, 식물이 자라는데 필요한 영양소를 공급하고, 일관된 품질을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ICT 기반 회전식 수경재배장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ICT 기반 회전식 수경재배장치의 단면사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ICT 기반 회전식 수경재배장치의 홀컵이 회전재배기의 식물삽입홀에 고정된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ICT 기반 회전식 수경재배장치의 통신모듈에 의해 정보를 전달받아 사용자단말기로 펌프부의 구동을 제어하는 과정을 나타내는 블럭도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구조나 방법에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예에는 종래의 수경재배기 대비 별도의 설치공간을 필요로 하지 않으면서 많은 식물을 재배할 수 있고, 회전재배기가 360도 회전하여 중력이 제거된 상태에서 식물의 뿌리가 양액에 담겨져 균일하게 양액을 공급받아 양분이 최대로 흡수되게 한다.
또한, 본 실시예의 ICT 기반 회전식 수경재배장치의 상하좌우 방향에 대하여, 도 1에 도시된 수경재배장치를 기준으로 정면방향을 '전방', 배면방향을 '후방'으로 규정하고, 지면방향을 '하방향', 반대 방향을 '상방향'으로 규정하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 실시예에 따른 수경재배장치는 주로 실내공간 및 가정용으로 설치되어 다양한 식물을 선택적으로 양육할 수 있으며, 자동으로 회전하면서 양액이 공급되어 누구나 동일하게 식물을 재배할 수 있는 것으로 이에 한정되지 않고 다양한 장소에 설치되어 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ICT 기반 회전식 수경재배장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ICT 기반 회전식 수경재배장치의 단면사시도이다.
도 1과 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 ICT 기반 회전식 수경재배장치는 베이스프레임(100), 본체프레임(200), 회전재배기(300), 식물홀컵부(400), 구동부(500), 인공조명부(600), 펌프부(700), 센서부(800), 통신모듈(900)의 구성을 포함할 수 있으며, 이하 각 구성에 대해 설명하기로 한다.
베이스프레임(100)은 내부에 공간이 형성되며 지지대 역할을 하는 구성으로, 수경재배장치에 양액이 공급될 수 있도록 내부에 급수 펌프라인(710)과 배수 펌프라인(720)이 설치될 수 있다. 그리고 베이스프레임(100)은 수경재배장치가 지면에 안정적인 자세로 지지되어 세워지게 할 수 있도록 설정두께의 철제프레임으로 이루어질 수 있으며, 부식이 방지되도록 코팅되어 구비될 수 있다. 이러한 베이스프레임(100)은 내부에 양액통이 설치되는 양액저장공간(101)과 펌프가 설치되는 설치공간(102)이 분리되는 구조를 가지며, 양액저장공간(101)에 개폐가능한 양액공급구(103)와 양액배출구(104)가 갖추어질 수 있다. 이때, 사용자에 의해 양액의 교환주기에 따라 양액배출구(104)를 통해 양액이 외부로 배출되고, 양액공급구(103)를 통해 양액이 공급될 수 있도록 형성된다.
본체프레임(200)은 베이스프레임(100)의 상부에 배치되어 내부에 식물의 회전 구조를 가지며 식물을 외부로부터 보호한다. 본체프레임(200)은 원통형으로 이루어져, 하부 내주면을 따라 설정높이의 벽이 전후로 이격되어 돌출 형성되는 제1, 2 양액벽(210, 220)이 갖추어진다. 이때, 제1, 2 양액벽(210, 220) 사이에 양액이 수용되는 양액수용공간(230)이 형성되며, 외부로부터 공급받은 양액이 양액수용공간(230)에 담겨지게 된다.
또한, 본체프레임(200)은 전면이 개방 가능하도록 덮개가 형성되고, 인공조명부(600)의 빛에 의해 주변환경에 방해가 되지 않도록 불투명한 소재의 코팅된 아크릴 판으로 이루어질 수 있다. 그리고 덮개는 외부의 불필요한 파장으로 인해 식물의 웃자람을 예방할 수 있으며, 외부환경과 차단시켜 병충해가 발생하지 않도록 방지할 수 있다. 그리고 본체프레임(200)은 후면이 밀폐된 구조로 이루어져, 전면이 닫힌 상태에서 내외부환경을 차단하여 최적의 생육조건을 구현할 수 있다.
그리고 베이스프레임(100)과 본체프레임(200)은 양액통(110)에 급수펌프가 설치되며, 본체프레임(200)의 양액수용공간(230) 상단에 급수 펌프라인(710)이 연결 설치되어, 양액통(110) 내에 저장된 양액을 양액수용공간(230)으로 공급할 수 있다. 또한, 베이스프레임(100)의 양액통(110)에 배수펌프가 설치되며, 본체프레임(200)의 양액수용공간(230) 하단에 배수 펌프라인(720)이 연결 설치되어, 양액수용공간(230) 내에 수용된 양액을 양액통(110)으로 배출할 수 있다. 이때, 양액통(110) 내에 저장된 양액이 양액배출구(104)를 통해 외부로 배출될 수 있도록 배수 펌프라인(720)이 외부로 연장 형성될 수 있다. 이와 같이 급수 펌프라인(710)을 통해 공급받은 양액이 배수 펌프라인(720)을 통해 양액통(110)으로 순환 배출되면서 식물이 과대 함수되지 않도록 방지할 수 있다.
회전재배기(300)는 내부에 식재된 식물이 무중력 상태에서 양분을 균일하게 공급받아 항상 일관된 품질의 식물을 얻을 수 있도록 회전되는 구성이다. 이때, 회전재배기(300)는 회전면체(310)와 제1, 2 구동판체(320, 330)로 이루어질 수 있다. 먼저, 회전면체(310)는 전후가 개방된 원통형으로 이루어져, 본체프레임(200)의 중심축 방향과 일치되게 배치되며, 본체프레임(200)의 직경보다 작게 형성된다. 그리고 회전면체(310)는 내주면을 따라 복수의 식물삽입홀(311)이 갖추어져 식물삽입홀(311)에 식물이 식재될 수 있으며, 원형배열로 식물이 식재되어 공간을 차지하지 않아 공간효율이 향상될 수 있다.
그리고 제1, 2 구동판체(320, 330)는 원판으로 이루어져, 회전면체(310)의 전면과 후면에 각각 배치되며 외경이 회전면체(310)의 외경보다 크게 형성되고, 외주면을 따라 복수의 기어날(321, 331)이 형성된다. 이때, 회전재배기(300)는 제1, 2 구동판체(320, 330)가 제1, 2 양액벽(210, 220)의 전후방에 배치되며, 회전시 회전면체(310)가 제1, 2 양액벽(210, 220)에 부딪히지 않도록 본체프레임(200)의 내경과 제1, 2 양액벽(210, 220)의 설정높이를 고려하여 회전면체(310)의 외경을 설계하는 것이 바람직하다. 또한, 회전재배기(300)는 기어날(321, 331)이 구동부(500)와 맞물려 회전되도록 방사형으로 형성될 수 있으며, 일정한 속도로 360도 회전되면서 식물삽입홀(311)에 식재된 식물이 중력의 영향을 받지 않아 양액의 흡수가 빨리지게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ICT 기반 회전식 수경재배장치의 홀컵이 회전재배기의 식물삽입홀에 고정된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3을 참고하면, 식물홀컵부(400)는 식물이 내부에 활착된 복수의 홀컵(410)을 의미하며, 회전재배기(300)에 식물이 식재되기 전 사전에 홀컵(410)에 활착된 상태에서 식물삽입홀(311)에 삽입되어 고정된다. 여기서 홀컵(410)은 하부로 갈수록 직경이 작아지게 형성되며, 외주면에 복수의 배수구멍(411)이 갖추어져 과대 함수로 인해 뿌리가 썩지 않도록 식물의 호기성을 향상시킬 수 있다. 또한, 식물홀컵부(400)가 회전재배기(300)의 식물삽입홀(311)에 삽입분리 가능하도록 이루어져, 사용자가 양육하고자 하는 식물을 선택적으로 재배할 수 있으며, 간단한 고정방식으로 누구나 쉽게 설치하거나 분리할 수 있다.
이때, 회전재배기(300)의 식물삽입홀(311)은 외주면을 따라 설정간격으로 하향 기울어지게 경사면(312a)이 형성된 복수의 고정돌기(312)가 갖추어진다. 이와 같은 식물삽입홀(311)은 홀컵(410) 삽입시 홀컵(410)이 가압에 의해 고정돌기(312)의 경사면(312a)을 따라 삽입되면서 복수의 고정돌기(312)가 외측으로 벌어져 홀컵(410)이 완전히 삽입된다. 그리고 고정돌기(312)가 제자리로 복원되면서 홀컵(410)의 상부면에 밀착되어 회전재배기(300)의 회전상태에도 홀컵(410)이 식물삽입홀(311)에 고정된 상태를 유지할 수 있게 된다.
또한, 홀컵(410)은 복수의 고정돌기(312) 사이에 각가 배치되며, 외측면에 수직되게 형성되어 식물삽입홀(311)로부터 홀컵(410)이 분리가능하게 하는 분리홈(313)이 갖추어질 수 있다. 이러한 홀컵(410)은 상부면에 손잡이가 형성되거나 사용자가 잡고 돌릴 수 있는 돌기가 형성되어, 홀컵(410)의 분리홈(313)이 고정돌기(312)에 위치되도록 회전시켜 식물삽입홀(311)에서 홀컵(410)을 분리할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 구동부(500)는 베이스프레임(100) 내 구동모터(510)가 설치되며, 구동모터(510)의 회전에 연동되어 회전재배기(300)의 기어날(321, 331)에 맞물리면서 회전재배기(300)를 일정한 속도로 회전시킨다. 이러한 구동부(500)는 종동구동기(530)와 원동구동기(520)의 구성을 포함할 수 있으며, 회전재배기가 구동부와 맞물리면서 회전되는 구조에 의해 안정된 자세로 흔들림없이 일정한 속도로 회전할 수 있게 된다.
자세히, 종동구동기(530)는 회전재배기(300)의 전후로 배치되어 기어날(321, 331)에 맞물리는 제1, 2 종동기어(531, 532)와, 제1, 2 종동기어(531, 532)가 연결되고 베이스프레임(100)에 배치되는 종동축(533)이 갖추어진다. 이때, 종동축(533)은 회전재배기(300)와 부딪히지 않도록 회전재배기(300)의 회전반경에서 벗어나는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 그리고 원동구동기(520)는 베이스프레임(100)에 설치되고, 구동모터(510)의 구동축(511) 단부에 결합되어 회전되며, 제1 종동기어(531)와 맞물려 종동구동기(530)를 회전시키는 원동기어(521)가 갖추어진다.
인공조명부(600)는 본체프레임(200)의 회전 중심축에 설치되며, 본체프레임(200) 내에 발산되는 빛을 조절하여 식물홀컵부(400)의 광합성을 유도하는 역할을 한다. 이에 따라 광합성에 필요한 스펙트럼, 강도, 빈도를 효율적으로 조절하여 식물의 크기와 모양, 질감, 색상, 맛, 영양 등을 제어할 수 있으며, 해충이 자랄 수 없도록 통제된 환경을 제공하여, 식물이 자라는데 필요한 영양소를 공급하고, 일관된 품질을 얻을 수 있다.
펌프부(700)는 상기 베이스프레임(100)에서 설명된 바와 같이 급수펌프와 배수펌프가 베이스프레임(100)의 양액통(110)에 설치되며, 본체프레임(200)의 양액수용공간(230)에 급수 펌프라인(710)과 배수 펌프라인(720)이 연결된다. 이와 같은 배수 펌프라인(720)과 급수 펌프라인(710)을 통해 양액통(110)에 저장된 양액이 양액수용공간(230)으로 공급되고 다시 양액통(110)으로 회수되는 순환식으로 이루어져, 식물이 양액에 과대 함수되지 않도록 하여 뿌리가 썩지 않도록 방지할 수 있다.
센서부(800)는 양액수용공간(230)에 수용된 양액과 관련된 정보를 수집할 수 있도록 갖추어진 구성으로, 수위측정센서(810)와 농도측정센서(820)가 포함될 수 있다. 수위측정센서(810)는 회전재배기(300)의 양액수용공간(230) 상단에 설치되어 양액이 수용되는 적정수위를 벗어나는 경우 사용자단말기(10)에 신호를 전달하여 사용자가 양액이 공급되는 급수 펌프라인(710)의 작동을 정지하고 배수 펌프라인(720)을 작동하여 양액수용공간(230) 내에 적정 수위가 유지될 수 있도록 제어한다.
또한, 농도측정센서(820)는 양액수용공간(230)의 하단에 설치되어 양액이 평균 수소이온농도 이상이 감지되는 경우 사용자단말기(10)에 신호를 전달하여 급수 펌프라인(710)의 작동을 정지하고 사용자가 배수 펌프라인(720)을 작동하여 양액을 완전히 배수한 후 급수 펌프라인(710)을 다시 작동하여 양액의 수소이온농도가 평균값이 유지될 수 있도록 제어한다. 뿐만 아니라 농도측정센서(820)는 EC(전기전도도)를 측정할 수 있으며, 용존하는 염류의 농도를 확인하여 적합한 농도와 양의 양액을 공급하면서 식물을 재배할 수 있다.
통신모듈(900)은 사용자단말기(10)와 무선으로 연결되어, 사용자에게 수위측정정보(910)와 농도측정정보(920)가 전송되도록 하는 역할을 한다. 이러한 통신모듈(900)은 베이스프레임(100)에 설치되며, 센서부(800)에 의해 양액의 수위와 수소이온농도를 측정할 수 있다. 이와 같은 통신모듈(900)은 사용자단말기(10)로 양액의 수위측정정보(910)와 농도측정정보(920)를 전달하여 양액의 공급양와 배출양을 조절할 수 있으며, 사용자단말기(10)를 이용하여 인공조명부(600)의 조명강도와 작동시간을 설정하여 수경재배장치의 전반적인 환경을 제어할 수 있다. 또한, 식물의 양육환경을 최적화할 수 있으며, 사용자가 외출시에도 무선으로 양육 환경을 실시간 확인하여 제어할 수 있다.
본 발명의 수경재배장치는 360도 회전하면서 식물의 뿌리가 양액에 담겨져 균일하게 양액을 공급받을 수 있으며, 중력감소로 양액흡수가 빨라져 잎을 통한 증산작용이 활발해져 생육속도가 향상되고, 주변환경이 오염되지 않아 친환경적인 이점이 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 사용자단말기
100 : 베이스프레임
101 : 양액저장공간 102 : 설치공간
103 : 양액공급구 104 : 양액배출구
110 : 양액통
200 : 본체프레임
210 : 제1 양액벽 220 : 제2 양액벽
230 : 양액수용공간
300 : 회전재배기
310 : 회전면체 311 : 식물삽입홀
312 : 고정돌기 312a : 경사면
313 : 분리홈 320 : 제1 구동판체
321 : 기어날 330 : 제2 구동판체
331 : 기어날
400 : 식물홀컵부
410 : 홀컵 411 : 배수구멍
500 : 구동부
510 : 구동모터 511 : 구동축
520 : 원동구동기 521 : 원동기어
530 : 종동구동기 531 : 제1 종동기어
532 : 제2 종동기어 533 : 종동축
600 : 인공조명부
700 : 펌프부
710 : 급수 펌프라인 720 : 배수 펌프라인
800 : 센서부
810 : 수위측정센서 820 : 농도측정센서
900 : 통신모듈
910 : 수위측정정보 920 : 농도측정정보

Claims (5)

  1. 지면에 설치되며, 내부에 양액통이 구비되는 일측의 양액저장공간과 타측에 위치한 설치공간이 분리되어 형성되는 베이스프레임;
    상기 베이스프레임의 상부에 배치되고, 하부 내주면을 따라 설정높이의 제1, 2 양액벽이 전후로 이격되어 돌출 형성되며, 상기 제1, 2 양액벽사이에 상기 양액저장공간에서 공급받은 양액이 수용되는 양액수용공간이 갖추어지는 본체프레임;
    상기 본체프레임의 내부에 이격되게 배치되고, 내주면을 따라 복수의 식물삽입홀이 형성되며, 외주면을 따라 복수의 기어날이 갖추어지는 회전재배기;
    상기 회전재배기의 식물삽입홀에 홀컵이 삽입 고정되며, 상기 홀컵의 내부에 식물이 활착되어 설치되는 식물홀컵부;
    상기 베이스프레임의 설치공간에 구동모터가 설치되며, 상기 구동모터의 회전에 연동되어 상기 회전재배기의 기어날에 맞물리면서 상기 회전재배기를 일정한 속도로 회전시키는 구동부;
    상기 본체프레임의 회전 중심축에 설치되며, 상기 본체프레임 내에 발산되는 빛을 조절하여 상기 식물홀컵부의 광합성을 유도하는 인공조명부; 및
    상기 양액저장공간에 배치되어 상기 본체프레임의 양액수용공간 상단에 연결되고 상기 양액통에 저장된 양액을 상기 양액수용공간으로 공급하는 급수 펌프라인 및 상기 양액수용공간의 하단에서 상기 양액통 내에 설치되고 상기 양액수용공간 내에 수용된 양액을 상기 양액통으로 공급하는 배수 펌프라인을 구비하는 펌프부;를 포함하며,
    상기 회전재배기의 360도 회전에 의해 중력이 제거된 상태에서 상기 식물홀컵부가 양액수용공간에 담겨지면서 균일하게 양액을 공급받아 양분이 최대로 흡수되며,
    상기 홀컵은 하부로 갈수록 직경이 작아지게 형성되고, 외주면에 복수의 배수구멍들이 형성되며, 상기 식물삽입홀로부터 분리가 가능하며,
    상기 식물삽입홀 주변의 상기 회전재배기의 일부분이 절곡되어 복수의 고정돌기들이 형성되고, 상기 홀컵이 가압에 의해 상기 고정돌기의 경사면을 따라 삽입되면 상기 고정돌기가 외측으로 벌어지며 상기 홀컵이 삽입되며, 상기 고정돌기가 제자리로 복원되면서 상기 홀컵에 밀착되는 것을 특징으로 하는 ICT 기반 회전식 수경재배장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전재배기는,
    본체프레임의 직경보다 작게 형성되며, 내주면을 따라 복수의 식물삽입홀이 형성되는 회전면체;와,
    원판으로 이루어져 상기 회전면체의 전면과 후면에 각각 배치되며, 외경이 상기 회전면체의 외경보다 크게 형성되고, 외주면을 따라 방사형으로 상기 기어날이 형성되는 제1, 2 구동판체;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ICT 기반 회전식 수경재배장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 회전재배기의 전후로 배치되어 상기 기어날에 맞물리는 제1, 2 종동기어와, 상기 제1, 2 종동기어가 연결되고 상기 베이스프레임에 배치되는 종동축이 갖추어진 종동구동기와,
    상기 베이스프레임에 설치되고, 상기 구동모터의 구동축 단부에 결합되어 회전되며, 상기 제1 종동기어와 맞물려 상기 종동구동기를 회전시키는 원동기어가 갖추어진 원동구동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 ICT 기반 회전식 수경재배장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전재배기의 양액수용공간에 설치되어 상기 양액의 수위를 측정하는 수위측정센서와, 상기 양액의 수소이온농도와 전기전도도를 측정하는 농도측정센서가 갖추어진 센서부;를 포함하고,
    상기 베이스프레임에 설치되며, 상기 센서부에 의해 상기 양액의 수위와 수소이온농도 및 전기전도도를 측정하여 사용자단말기에 전송되도록 하는 통신모듈;을 더 포함하며,
    상기 통신모듈에 의해 상기 센서부에서 사용자단말기로 수위측정정보와 농도측정정보를 전달받아 상기 양액의 공급양와 배출양을 조절할 수 있으며, 상기 사용자단말기로 상기 인공조명부의 조명강도와 작동시간을 설정하여 전체 환경이 제어되는 것을 특징으로 하는 ICT 기반 회전식 수경재배장치.
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