KR102562751B1 - 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신망을 이용하여 연결되는 서버를 포함한 제어부(미도시)와 연동되며 농산물의 수확을 위한 것으로,
굴절암(110)을 이용하여 농산물을 수확하여 콘티박스(B)에 담고 수확 콘티박스스태커(130)에 적층하는 수확장치(100);
상기 수확 콘티박스스태커(130)에 적층된 콘티박스(B)를 후방에서 전달받아 물류 콘티박스스태커(230)에 적층하는 물류장치(200);
를 포함하여 구성되되,
상기 수확장치(100) 및 상기 물류장치(200) 각각에는 송수신 모듈(미도시)이 설치되어 상기 송수신 모듈(미도시)이 상기 제어부(미도시)와 실시간으로 무선으로 연동되어 동작 및 기능이 제어되고,
상기 수확장치(100) 후방에 상기 물류장치(200)가 접근하여 자동으로 상기 콘티박스(B)를 전달받는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템을 제공한다.

Description

스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템{the automatic system for harvesting agricultural products in smart farm}

본 발명은 자동화된 시스템으로 농산물의 수확과 물류를 실시간으로 동시에 수행하여 인력과 시간을 절약하므로 경제성이 높은 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템에 관한 것이다.

최근에는 농산물의 재배에 있어서 인력을 최소화하고 자동화하기 위한 스마트팜 시스템의 도입이 화두로 대두되고 있다.

그러나 지금까지 개발된 스마트팜 시스템은 온도 및 습도와 같은 생육조건의 자동제어 등 농산물의 생산성에만 초점이 맞추어져 있어 정작 시간과 비용에 있어서 중요한 재배와 물류방법의 자동화에 대해서는 등한시되어 온 것이 현실이다.

이에 본 발명자는 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 자동화된 시스템으로 농산물의 수확과 물류를 실시간으로 동시에 수행하여 인력과 시간을 절약하므로 경제성이 높은 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템을 개발하기에 이르렀다.

[문헌 1] 대한민국 공개특허 제10-2020-0057831호 ‘스마트팜 제어 시스템’, 2020년05월27일 [문헌 2] 대한민국 공개특허 제10-2020-0055823호 ‘스마트팜 제어 시스템’, 2020년05월22일

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 자동화된 시스템으로 농산물의 수확과 물류를 실시간으로 동시에 수행하여 인력과 시간을 절약하므로 경제성이 높은 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템을 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 무선 통신망을 이용하여 연결되는 서버를 포함한 제어부(미도시)와 연동되며 농산물의 수확을 위한 것으로,

굴절암(110)을 이용하여 농산물을 수확하여 콘티박스(B)에 담고 수확 콘티박스스태커(130)에 적층하는 수확장치(100);

상기 수확 콘티박스스태커(130)에 적층된 콘티박스(B)를 후방에서 전달받아 물류 콘티박스스태커(230)에 적층하는 물류장치(200);

를 포함하여 구성되되,

상기 수확장치(100) 및 상기 물류장치(200) 각각에는 송수신 모듈(미도시)이 설치되어 상기 송수신 모듈(미도시)이 상기 제어부(미도시)와 실시간으로 무선으로 연동되어 동작 및 기능이 제어되고,

상기 수확장치(100) 후방에 상기 물류장치(200)가 접근하여 자동으로 상기 콘티박스(B)를 전달받는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면 자동화된 시스템으로 농산물의 수확과 물류를 실시간으로 동시에 수행하여 인력과 시간을 절약하므로 경제성이 높은 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템을 제공한다.

도 1은 본 발명의 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템의 전체 개념도이다.
도 2 내지 6은 본 발명에서 수확장치를 도시한 것이다.
도 7 내지 8은 본 발명에서 물류장치를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에서 수확장치와 물류장치를 도시한 것이다.

이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템의 전체 개념도이다.

본 발명의 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템은,

무선 통신망을 이용하여 연결되는 서버를 포함한 제어부(미도시)와 연동되며 농산물의 수확을 위한 것으로,

굴절암(110)을 이용하여 농산물을 수확하여 콘티박스(B)에 담고 수확 콘티박스스태커(130)에 적층하는 수확장치(100);

상기 수확 콘티박스스태커(130)에 적층된 콘티박스(B)를 후방에서 전달받아 물류 콘티박스스태커(230)에 적층하는 물류장치(200);

를 포함하여 구성되되,

상기 수확장치(100) 및 상기 물류장치(200) 각각에는 송수신 모듈(미도시)이 설치되어 상기 송수신 모듈(미도시)이 상기 제어부(미도시)와 실시간으로 무선으로 연동되어 동작 및 기능이 제어되고,

상기 수확장치(100) 후방에 상기 물류장치(200)가 접근하여 자동으로 상기 콘티박스(B)를 전달받는 것을 특징으로 한다.

도 2 내지 6은 본 발명에서 수확장치를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이,

상기 수확장치(100)는,

하부에 다수개의 바퀴가 설치된 본체(150);

상기 본체(150) 전방 상부에 수직으로 설치되는 수직폴(160);

상기 수직폴(160)에 설치되어 회전 및 굴절이 가능한 카메라(C);

상기 수직폴(160)에 설치되어 회전 및 굴절이 가능하며 상기 카메라(C)를 통하여 잘라낼 농산물을 파악하여 농산물을 가지 또는 줄기에서 잘라내고 상기 콘티박스(B)에 담는 상기 굴절암(110);

상기 콘티박스(B)를 거치한 상태로 상기 수확 콘티박스스태커(130) 전면에서 수직 및 하강 운동하며 상기 콘티박스(B)를 상기 수확 콘티박스스태커(130)의 빈칸으로 이동시키는 수직이동캐리어(170);

내부에 적층된 상기 콘티박스(B)를 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있고 상승 또는 하강시킬 수 있는 상기 수확 콘티박스스태커(130);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로,

상기 수직폴(160)의 전면에는 조명장치인 라이트(180)가 설치되며,

상기 본체(150)의 전면에는 라이다(153)가 설치된다.

상기 굴절암(110)은 상기 제어부(미도시)와 연동되어 회전 및 굴절이 가능하며 상기 카메라(C)를 통하여 잘라낼 농산물을 파악하여 농산물을 가지 또는 줄기에서 잘라내고 상기 콘티박스(B)에 담는 기능을 수행한다.

따라서 좌우 농산물 사이의 통로를 이동하며 좌측과 우측의 농산물을 자유로이 수확할 수 있다.

상기 굴절암(110)은 본 발명의 발명자가 이미 출원한 출원번호 10-2020-0072531, 발명의 명칭 ‘농작물 작업장치용 엔드 이펙터’를 이용하는 것이 바람직하며 이하 자세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 수확 콘티박스스태커(130)는 도시된 바와 같이,

수직으로 여러 층으로 구성되며, 각 층에서 상기 콘티박스(B)가 컨베이어벨트(133)를 이용하여 전방 또는 후방으로 이동이 가능하고,

도시되지는 않았으나 수직컨베이어벨트(미도시)를 이용하여 상기 콘티박스(B)가 각 층으로 자유로이 이동할 수 있다.

따라서 농산물이 채워진 콘티박스(B)가 상기 수직이동캐리어(170)를 통해 상기 수확 콘티박스스태커(130) 내부의 최상층으로 적층되면, 자동으로 콘티박스(B)가 바로 아래층으로 이동한다.

그리고 수확 콘티박스스태커(130) 내부의 최하층에 농산물이 채워진 콘티박스(B)가 적층되면,

수확 콘티박스스태커(130) 내부의 최하층에 위치한 상기 컨베이어벨트(133)가 콘티박스(B)를 상기 물류장치(200)의 수직이동캐리어(270)로 이동시키게 된다.

또한, 수확 콘티박스스태커(130)의 후면은 개방되어 있으므로, 반드시 상술한 순서에 의하지 않고도 각층에서 바로 상기 컨베이어벨트(133)가 콘티박스(B)를 상기 물류장치(200)의 수직이동캐리어(270)로 이동시킬 수도 있다.

상기 본체(150) 측면에는 농산물과의 일정거리를 유지하여 농산물의 훼손을 방지하는 거리감지센서(190)가 설치될 수 있다.

도 9는 본 발명에서 수확장치와 물류장치를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이,

상기 물류장치(200)는,

상기 수확 콘티박스스태커(130)에 수확된 농산물이 상기 콘티박스(B) 가득한 경우 상기 수확장치(100) 후방에 접근하여 상기 콘티박스(B)를 후방에서 전달받거나,

상시 상기 수확장치(100) 후방에 일정간격을 두고 따라다니며 상기 콘티박스(B)를 후방에서 전달받는 것을 특징으로 한다.

이때 도시되지는 않았으나, 상기 수직이동캐리어(270)와 상기 수확 콘티박스스태커(130) 상호간의 접촉으로 인한 파손을 방지하기 위하여,

상기 수직이동캐리어(270)와 상기 수확 콘티박스스태커(130) 중 어느 하나 이상에 스프링 또는 쿠션 등 충격완화장치(미도시)를 부가하는 것이 가능하다.

또는 상기 충격완화장치와는 선택적으로 상기 본체(150) 후면 또는 상기 본체(250) 전면 사이에 소정의 이격거리를 유지하면서 도킹이 가능하도록 상기 본체(150) 후면 또는 상기 본체(250) 전면 중 어느 하나 이상에 이격도킹장치(미도시)를 부가하는 것이 가능하다.

도 7 내지 8은 본 발명에서 물류장치를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이,

상기 물류장치(200)는,

하부에 다수개의 바퀴가 설치된 본체(250);

상기 콘티박스(B)를 거치한 상태로 상기 물류 콘티박스스태커(230) 전면에서 수직 및 하강 운동하며 상기 콘티박스(B)를 상기 물류 콘티박스스태커(230)의 빈칸으로 이동시키는 수직이동캐리어(270);

내부에 적층된 상기 콘티박스(B)를 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있고 상승 또는 하강시킬 수 있는 상기 물류 콘티박스스태커(230);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 본체(250) 측면에는 농산물과의 일정거리를 유지하여 농산물의 훼손을 방지하는 거리감지센서(290)가 설치될 수 있고,

상기 본체(250)의 전면에는 라이다(253)가 설치될 수 있다.

상기 물류 콘티박스스태커(230)는 상기 수확 콘티박스스태커(130)와 거의 유사한 구조로써,

차이점은 내부의 각층은 다수개의 콘티박스(B)가 직렬로 적층될 수 있다는 점이다.

본 발명에서는 상기 카메라(C)를 통하여 농산물의 종류별 및 숙성도별에 따라 구분하여 상기 수확장치(100)에서 상기 굴절암(110)이 농산물을 수확하여 콘티박스(B)에 담을 수 있는데,

농산물의 동일한 종류별 및 숙성도별로 구분된 콘티박스(B)를 모아 상기 물류 콘티박스스태커(230)의 한 층에 적층할 수 있다. 따라서 상기 물류장치(200)는 메인 물류라인으로 이동한 후 농산물의 종류별 및 숙성도별로 구분된 콘티박스(B)를 전방 또는 후방으로 배출할 수 있다.

그리고 농산물이 담긴 콘티박스(B)가 상기 수확장치(100)에서 상기 물류장치(200)로 전달되는 과정과 역순으로,

상기 물류장치(200)는 빈 콘티박스(B)를 상기 물류 콘티박스스태커(230)에 적층하고 있다가 상기 수확장치(100)로 전달하는 것이 가능하다.

물론 상기 제어부(미도시)의 지시에 따라,

농산물이 담긴 콘티박스(B)가 상기 수확장치(100)에서 상기 물류장치(200)로 전달되는 과정과 빈 콘티박스(B)가 상기 물류장치(200)에서 상기 수확장치(100)로 전달되는 과정이 간섭 없이 동시에 이루어 질 수 있다.

또한, 상기 수확장치(100)와 상기 물류장치(200)는 무선 통신망을 이용하여 연결되는 서버를 포함한 제어부의 지시에 따라서 군집제어가 가능하다.

그리고 좌우 농산물 사이의 통로에는 레일(미도시)을 설치하고, 상기 본체(150) 및 상기 본체(250) 하부에는 상기 레일을 감지하고 인식하여 경로 이탈을 방지하는 레일감지센서(S)를 설치하는 것이 바람직하다.

보통 농장에는 좌우 농산물 사이의 통로에는 농장 내부의 온도 조절을 위한 온수파이프가 설치되게 되는데, 상기 온수파이프를 상기 레일로 이용할 수 있다.

또한 상기 수확장치(100)는 상기 레일 위를 오고 가면서 좌우 농산물에 순차적으로 수확이 가능하다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.

따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

B: 콘티박스
C: 카메라
100: 수확장치
110: 굴절암
130: 수확 콘티박스스태커
133: 컨베이어벨트
150: 본체
153: 라이다
160: 수직폴
170: 수직이동캐리어
180: 라이트
190: 거리감지센서
200: 물류장치
230: 물류 콘티박스스태커
250: 본체
253: 라이다
270: 수직이동캐리어
290: 거리감지센서

Claims (4)

1. 무선 통신망을 이용하여 연결되는 서버를 포함한 제어부(미도시)와 연동되며 농산물의 수확을 위한 것으로,
   굴절암(110)을 이용하여 농산물을 수확하여 콘티박스(B)에 담고 수확 콘티박스스태커(130)에 적층하는 수확장치(100);
   상기 수확 콘티박스스태커(130)에 적층된 콘티박스(B)를 후방에서 전달받아 물류 콘티박스스태커(230)에 적층하는 물류장치(200);
   를 포함하여 구성되되,
   상기 수확장치(100) 및 상기 물류장치(200) 각각에는 송수신 모듈(미도시)이 설치되어 상기 송수신 모듈(미도시)이 상기 제어부(미도시)와 실시간으로 무선으로 연동되어 동작 및 기능이 제어되고,
   상기 수확장치(100) 후방에 상기 물류장치(200)가 접근하여 자동으로 상기 콘티박스(B)를 전달받는 것을 특징으로 하고,
   상기 수확장치(100)는,
   하부에 다수개의 바퀴가 설치된 본체(150);
   상기 본체(150) 전방 상부에 수직으로 설치되는 수직폴(160);
   상기 수직폴(160)에 설치되어 회전 및 굴절이 가능한 카메라(C);
   상기 수직폴(160)에 설치되어 회전 및 굴절이 가능하며 상기 카메라(C)를 통하여 잘라낼 농산물을 파악하여 농산물을 가지 또는 줄기에서 잘라내고 상기 콘티박스(B)에 담는 상기 굴절암(110);
   상기 콘티박스(B)를 거치한 상태로 상기 수확 콘티박스스태커(130) 전면에서 수직 및 하강 운동하며 상기 콘티박스(B)를 상기 수확 콘티박스스태커(130)의 빈칸으로 이동시키는 수직이동캐리어(170);
   내부에 적층된 상기 콘티박스(B)를 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있고 상승 또는 하강시킬 수 있는 상기 수확 콘티박스스태커(130);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 물류장치(200)는,
   상기 수확 콘티박스스태커(130)에 수확된 농산물이 상기 콘티박스(B) 가득한 경우 상기 수확장치(100) 후방에 접근하여 상기 콘티박스(B)를 후방에서 전달받거나,
   상시 상기 수확장치(100) 후방에 일정간격을 두고 따라다니며 상기 콘티박스(B)를 후방에서 전달받는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템.
   
4. 제1항에서,
   상기 물류장치(200)는,
   하부에 다수개의 바퀴가 설치된 본체(250);
   상기 콘티박스(B)를 거치한 상태로 상기 물류 콘티박스스태커(230) 전면에서 수직 및 하강 운동하며 상기 콘티박스(B)를 상기 물류 콘티박스스태커(230)의 빈칸으로 이동시키는 수직이동캐리어(270);
   내부에 적층된 상기 콘티박스(B)를 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있고 상승 또는 하강시킬 수 있는 상기 물류 콘티박스스태커(230);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 농산물 자동 수확 시스템.