KR20120131667A

KR20120131667A - 다단식 이동 재배시스템

Info

Publication number: KR20120131667A
Application number: KR1020110050001A
Authority: KR
Inventors: 김동억; 김유호; 이공인; 강동현
Original assignee: 대한민국(농촌진흥청장)
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2012-12-05
Also published as: KR101330030B1

Abstract

재배홈통들에 식물을 정식하여 식물의 성장단계별로 재배홈통을 다단식으로 이동시키면서 식물을 재배할 수 있는 다단식 이동 재배시스템이 개시된다. 상기 다단식 이동 재배시스템은 적어도 두 개의 층구조로 이루어지도록 다단으로 형성되는 재배상틀; 상기 재배상틀의 각 층별로 길이 방향을 따라 설치되어 상부에 안착된 재배홈통들을 각 층별로 서로 방향이 반대가 되도록 식물의 재배단계별로 이송시키는 이송유닛; 상기 이송유닛과 연결되도록 상기 재배상틀에 설치되어 상기 이송유닛을 구동시키는 제 1 구동유닛; 상기 이송유닛에 의해 이동되어 상부에 안착된 재배홈통들의 간격을 식물의 재배단계별로 조절하여 배치할 수 있도록 상기 이송유닛에 설치되는 간격 조절유닛; 상기 간격 조절유닛과 연결되도록 상기 재배상틀에 설치되어 상기 간격 조절유닛을 구동시키는 제 2 구동유닛; 상기 재배홈통들과 슬라이딩 체결되어 상기 재배홈통들을 가이드 할 수 있도록 상기 재배상틀의 각 층별로 한 쌍이 설치되는 가이드; 및 상기 재배상틀의 각 층에서 식물이 재배되어 배출되는 재배홈통들을 재배상틀의 바로 윗 층으로 상승시켜 안착시키는 승강유닛을 포함할 수 있다.

Description

다단식 이동 재배시스템{Multistage type moving cultivation system}

본 발명은 다단식 이동 재배시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 재배홈통들에 식물을 정식하여 식물의 성장단계별로 재배홈통을 다단식으로 이동시키면서 식물을 재배할 수 있는 다단식 이동 재배시스템에 관한 것이다.

최근에는 기습적인 폭설과 폭우, 이상 고온 및 저온, 초특급 태풍과 극심한 가뭄 등 기상이변이 자주 발생하면서 지구촌 곳곳에서 먹거리 가격이 폭등하고 식량부족 사태가 발생하고 있는 실정이다.

그리하여 최근에는 기상이변에 영향을 받지 않고 지역적인 제한 없이 불모지 등에서도 연중 농산물 생산이 가능한 식물공장이 개발되고 있는 실정이다.

일반적으로 식물 공장이라 함은 실내에서 식물의 생육환경(광, 온습도, 자양분)을 인위적으로 제어하여 계획생산이 가능한 식물 재배시스템을 일컫는다. 이러한 식물 재배시스템은 태양광을 대신하여 고효율 형광등, LED 등과 같이 인공 광으로 대체하고, 식물 성장에 필요한 이산화탄소는 탄산가스 발생장치로 생육환경을 만들어 주며, 온도는 지열 등 신재생에너지를 이용하여 공급하고, 자양액은 토양성분과 유사하게 여러 가지 물질을 조제하여 재배되는 작물에 공급하게 된다. 한편, 파종에서 수확까지 이루어지는 생산 공정은 첨단기술을 접목한 자동화 장치로 기존 농업생산과 다른 새로운 시스템이다.

이러한 식물 재배시스템은 재배홈통 설치방식과 광원의 이용방법에 따라 분류된다. 재배홈통 설치방식에 의한 분류는 재배홈통들을 단층으로 하여 식물을 재배하는 수평형 재배시스템과, 재배홈통들을 여러 층으로 하여 재배하는 다단식 재배시스템으로 구분된다.

그러나, 상기와 같은 일반적인 다단식 재배시스템은 공간의 활용은 최대화할 수 있으나 식물의 성장단계별로 재배홈통들 간의 공간은 자동으로 조절할 수 없어 작업자가 수작업으로 성장단계별로 식물 성장에 필요한 충분한 공간을 확보할 수 있도록 재배홈통들 간의 간격을 조절해야 한다는 불편함이 따랐다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 식물의 성장단계별로 재배홈통들을 자동으로 이동시키면서 식물을 재배함과 동시에, 성장단계별로 식물 성장에 필요한 충분한 공간을 확보할 수 있도록 재배홈통들 간의 간격을 자동으로 조절하여 식물의 정식 후 수확 전 재배단계까지 전 과정을 자동화시킬 수 있는 다단식 이동 재배시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 다단식 이동 재배시스템은 적어도 두 개의 층구조로 이루어지도록 다단으로 형성되는 재배상틀; 상기 재배상틀의 각 층별로 길이 방향을 따라 설치되어 상부에 안착된 재배홈통들을 각 층별로 서로 방향이 반대가 되도록 식물의 재배단계별로 이송시키는 이송유닛; 상기 이송유닛과 연결되도록 상기 재배상틀에 설치되어 상기 이송유닛을 구동시키는 제 1 구동유닛; 상기 이송유닛에 의해 이동되어 상부에 안착된 재배홈통들의 간격을 식물의 재배단계별로 조절하여 배치할 수 있도록 상기 이송유닛에 설치되는 간격 조절유닛; 상기 간격 조절유닛과 연결되도록 상기 재배상틀에 설치되어 상기 간격 조절유닛을 구동시키는 제 2 구동유닛; 상기 재배홈통들과 슬라이딩 체결되어 상기 재배홈통들을 가이드 할 수 있도록 상기 재배상틀의 각 층별로 한 쌍이 설치되는 가이드; 및 상기 재배상틀의 각 층에서 식물이 재배되어 배출되는 재배홈통들을 재배상틀의 바로 윗 층으로 상승시켜 안착시키는 승강유닛을 포함할 수 있다.

일예를 들면, 상기 이송유닛은 상기 재배상틀에 각 층별로 길이 방향을 따라 설치되는 다수개의 슬라이딩 수단; 상기 재배상틀의 길이 방향을 따라 왕복 운동을 할 수 있도록 상기 슬라이딩 수단에 설치되는 다수개의 왕복대; 및 상기 재배상틀의 길이 방향으로 서로 이웃하는 왕복대의 끝단부를 연결시키는 다수개의 연결부재를 포함할 수 있다.

일예를 들면, 상기 제 1 구동유닛은 상기 재배상틀에 양측 끝단부가 회전 가능하도록 설치되는 구동축; 상기 구동축과 연결되도록 상기 재배상틀에 설치되어 상기 구동축을 회전시키는 구동모터; 상기 구동축과 연동되어 회전되도록 상기 구동축의 양측에 설치되는 피니언 기어; 및 상기 피니언 기어와 기어 연결되도록 상기 다수개의 왕복대 중 선택된 서로 마주하는 한 쌍의 왕복대의 하단부에 설치되는 랙 기어를 포함할 수 있다.

일예를 들면, 상기 간격 조절유닛은 상기 이동유닛에 설치되며 가이드 돌기가 돌출 형성되는 적어도 하나의 가이드 블록; 상기 가이드 블록에 돌출 형성된 가이드 돌기에 슬라이딩 체결되는 적어도 하나의 상향 경사진 가이드 장공이 형성되는 간격 조절판; 및 상기 간격 조절판의 상부면에 이격시킬 서로 이웃하는 재배홈통들의 간격과 대응되는 간격으로 설치되는 다수개의 러그를 포함할 수 있다.

일예를 들면, 상기 제 2 구동유닛은 상기 이동유닛에 고정되는 제 1 연결블록; 상기 간격 조절유닛에 고정되는 제 2 연결블록; 및 상기 제 1, 2 연결블록에 회전 가능하게 연결되는 실린더를 포함할 수 있다.

일예를 들면, 상기 가이드는 상기 재배홈통들의 양측 끝단부가 삽입되어 슬라이딩 체결되는 개구부가 형성되도록 'ㄷ'자 형태로 절곡 형성되는 몸체부; 및 상기 재배홈통들의 하부면을 지지하도록 상기 몸체부의 하부면 끝단부에 연장되어 절곡 형성된 지지부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 가이드는 상기 몸체부의 상부면에 형성되어 양액 공급관이 삽입되어 연결되는 양액 공급관 연결 홀; 및 상기 몸체부의 하부면에 구비되어 양액 퇴수관과 연결되는 배수구를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 승강유닛은 상기 재배상틀의 양측 끝단부에 각각 한 대씩 설치되어, 상기 재배상틀의 홀수 층에서 배출되는 재배홈통들과 짝수 층에서 배출되는 재배홈통들을 구분하여 각각 짝수 층과 홀수 층으로 상승시켜 안착시킬 수도 있다.

일예를 들면, 상기 승강유닛은 상기 재배상틀에 고정되는 본체 프레임부; 상기 본체 프레임부에 설치되는 상하 이동수단; 상기 상하 이동수단과 연결되어 상기 상하 이동수단에 동력을 전달하여 구동시키는 구동수단; 및 상기 구동수단에 의해 작동되는 상하 이동수단과 연결되어 상기 상하 이동수단에 의해 승강되는 상하 이동판을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 상하 이동수단은 상기 상하 이동판과 나사 연결되도록 상기 본체 프레임부의 상하 방향으로 회전 가능하게 설치되어 상기 구동수단으로부터 동력을 전달받아 회전되어 상기 상하 이동판을 승강시키는 볼 스크루; 및 상기 상하 이동판을 관통하도록 상기 본체 프레임부의 상하 방향으로 설치되어 상기 볼 스크루를 따라 승강되는 상하 이동판을 가이드 하는 적어도 하나의 가이드를 포함할 수 있다.

이와 같은 다단식 이동 재배시스템은 식물의 정식 후 한 번의 공정으로 식물을 성장단계 별로 이동 재배함으로써 재배관리의 효율성을 향상시킴과 동시에 재배관리의 생력 자동화를 이룰 수 있는 장점이 있다.

그리고, 재배홈통들을 다단식으로 이동시켜 식물을 재배할 수 있도록 함으로써 재배공간의 활용도를 극대화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 식물의 성장 단계에 따라 서로 이웃하는 재배홈통들에서 재배되는 식물이 성장에 필요한 충분한 공간을 확보할 수 있도록 재배홈통들의 간격을 식물의 성장 단계에 따라 자동으로 조절하여 배치할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 의한 다단식 이동 재배시스템은 재배관리의 효율성 및 식물 재배공간의 활용도를 극대화 할 수 있고, 식물 재배관리 전 과정의 생력 자동화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 다단식 이동 재배시스템을 설명하기 위한 정면도
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 다단식 이동 재배시스템을 설명하기 위한 측면도
도 3은 재배상틀의 1층을 도시한 평면도
도 4는 재배상틀의 2층을 도시한 평면도
도 5는 6층으로 구성된 재배상틀을 도시한 도면
도 6은 도 1의 A의 확대도
도 7은 도 3의 B의 확대도
도 8은 도 2의 C의 확대도
도 9는 도 8의 D의 확대도
도 10은 도 1의 E의 확대도
도 11은 도 4의 F의 확대도
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 제 1 구동유닛을 설명하기 위한 도면
도 13은 도 1의 G의 상세도
도 14는 승강유닛을 설명하기 위한 정면도
도 15는 승강유닛을 설명하기 위한 측면도
도 16은 승강유닛을 설명하기 위한 평면도

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 다단식 이동 재배시스템을 설명하기 위한 정면도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 다단식 이동 재배시스템을 설명하기 위한 측면도이고, 도 3은 재배상틀의 1층을 도시한 평면도이며, 도 4는 재배상틀의 2층을 도시한 평면도이고, 도 5는 6층으로 구성된 재배상틀을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면 본 발명에 의한 다단식 이동 재배시스템은 재배상틀(10), 이송유닛(11), 제 1 구동유닛(12), 간격 조절유닛(13), 제 2 구동유닛(14), 가이드(15), 승강유닛(16) 및, 광원(17)을 포함한다.

상기 재배상틀(10)은 적어도 두 개의 층 구조로 이루어지도록 다단으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 재배상틀(10)은 도 1에서 도시된 바와 같이 2층으로 형성되도록 제작될 수도 있으나 재배되는 종자의 종류에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 3층 이상이 되도록 제작될 수도 있다.

상기 이송유닛(11)은 상기 재배상틀(10)의 각 층별로 상기 재배상틀(10)의 길이 방향을 따라 설치되어 상기 이송유닛(11)의 상부에 안착된 재배홈통들(20)을 각 층별로 서로 방향이 반대가 되도록 식물의 재배단계별로 이송시킨다. 예를 들면 재배상틀(10)의 홀수 층에 설치된 이송유닛(11)은 상기 재배상틀(10)의 일측에서 타측방향으로 재배홈통들(20)을 이송시키게 되며, 상기 재배상틀(10)의 짝수 층에 설치된 이송유닛(11)은 상기 재배상틀(10)의 타측에서 일측방향으로 재배홈통들(20)을 이송시킬 수 있도록 하여 각 층간 재배홈통들(20)이 서로 반대 방향으로 이송될 수 있도록 한다.

상기 제 1 구동유닛(12)은 상기 이송유닛(11)과 연결되도록 상기 재배상틀(10)에 설치되어 상기 이송유닛(11)을 구동시킬 수 있도록 한다.

상기 간격 조절유닛(13)은 상기 이송유닛(11)에 의해 이동되어 상부에 안착된 재배홈통들(20)의 간격을 식물의 재배단계별로 조절하여 배치할 수 있도록 상기 이송유닛(11)에 설치된다.

상기 제 2 구동유닛(14)은 상기 간격 조절유닛(13)과 연결되도록 상기 재배상틀(10)에 설치되어 상기 간격 조절유닛(13)을 구동시킨다.

상기 가이드(15)는 상기 재배홈통들(20)과 슬라이딩 체결되어 상기 재배홈통들(20)을 가이드 할 수 있도록 상기 재배상틀(20)의 각 층별로 한 쌍이 설치된다.

상기 승강유닛(16)은 상기 재배상틀(10)의 각 층에서 식물이 재배되어 배출되는 재배홈통들(20)을 재배상틀(10)의 바로 윗 층으로 상승시켜 안착시킨다. 예를 들면, 상기 승강유닛(16)은 재배상틀(10)의 1층에서 배출되는 재배홈통들(20)을 2층으로 상승시켜 안착시킨다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 재배상틀(10)이 3층 이상(도 5에는 6층으로 형성됨)의 다단으로 형성될 경우에는 상기 승강유닛(16)은 상기 재배상틀(10)의 양측 끝단부에 각각 한 대씩 설치되어, 상기 재배상틀(10)의 홀수 층에서 배출되는 재배홈통들(20)과 짝수 층에서 배출되는 재배홈통들(20)을 구분하여 각각 짝수 층과 홀수 층으로 상승시켜 안착시키는 것이 바람직하다. 예를 들면 재배상틀(10)의 일측에 설치된 승강유닛(16)은 홀수 층에서 배출되는 재배홈통들(20)을 짝수 층으로 상승시켜 안착시키며, 재배상틀(10)의 타측에 설치된 승강유닛(16)은 짝수 층에서 배출되는 재배홈통들(20)을 홀수 층으로 상승시켜 안착시킨다.

상기 광원(17)은 상기 재배상틀(10)의 각 층별로 다수개가 소정의 간격으로 설치되어 재배상틀(10)의 각층에서 이동되면서 재배되는 식물에 빛을 공급한다. 예를 들면, 상기 광원(17)으로는 형광등이나 LED 등이 사용될 수 있다.

다음으로, 도 6 내지 도 9를 참조하여 이송유닛의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

도 6은 도 1의 A의 확대도이고, 도 7은 도 3의 B의 확대도이며, 도 8은 도 2의 C의 확대도이고, 도 9는 도 8의 D의 확대도이다.

도 1 내지 도 9를 참조하면 상기 이송유닛(11)은 다수개의 슬라이딩 수단(110), 다수개의 왕복대(111), 다수개의 연결부재(112)를 포함할 수 있다.

상기 이송유닛(11)의 다수개의 슬라이딩 수단(110)은 상기 재배상틀(10)에 각 층별로 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 2열로 배치되도록 설치된다. 예를 들면, 상기 슬라이딩 수단(110)으로는 상기 재배상틀(10)에 고정되는 하부레일(110)과, 상기 하부레일(110)을 따라 슬라이딩 이동되도록 상기 하부레일(110)에 슬라이딩 체결되며 상부면에 상기 왕복대(111)가 고정되는 상부레일(110b)로 구성될 수 있다.

상기 다수개의 왕복대(111)는 상기 슬라이딩 수단(110)의 상부레일(110b)에 고정되어 상기 상부레일(110b)과 연동되어 하부레일(110a)을 따라 재배상틀(10)의 길이 방향으로 왕복 운동을 하여 왕복대(111)의 상부에 안착된 재배홈통들(20)을 이동시키게 된다. 예를 들면 재배상틀(10)의 홀수 층에 설치된 왕복대(111)는 재배상틀(10)의 일측에서 타측방향으로 재배홈통들(20)을 이송시킬 수 있으며, 재배상틀(10)의 짝수 층에 설치된 왕복대(111)는 재배상틀(10)의 타측에서 일측방향으로 재배홈통들(20)을 이송시켜 각 층간의 재배홈통들(10)을 서로 반대방향으로 이송시킨 후 원상 복귀하게 된다.

상기 다수개의 연결부재(112)는 상기 재배상틀(10)의 길이 방향으로 서로 이웃하는 왕복대(111)의 끝단부를 서로 연결시킨다. 즉, 각 층별로 설치된 재배상틀(10)의 길이 방향으로 서로 이웃하는 왕복대(111)의 끝단부는 상기 연결부재(112)에 의해 서로 연결됨으로써 상기 제 1 구동유닛(12)을 작동시키게 되면 각 층별로 설치된 다수개의 왕복대(111)가 서로 연동되어 슬라이딩 이동될 수 있도록 한다.

다음으로, 도 10 및 도 11을 참조하여 제 1 구동유닛 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

도 10은 도 1의 E의 확대도이고, 도 11은 도 4의 F의 확대도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 제 1 구동유닛(12)은 구동축(120), 구동모터(121), 피니언 기어(122), 랙 기어(123)를 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 제 1 구동유닛(12)의 구동축(120)은 상기 재배상틀(10)에 설치된 한 쌍의 고정부재(124)에 양측 끝단부가 회전 가능하도록 설치된다. 즉, 상기 구동축(120)은 상기 재배상틀(10)의 폭 방향으로 마주하도록 상기 재배상틀(10)에 설치된 한 쌍의 고정부재(124)에 양측 끝단부가 회전 가능하도록 삽입 연결된다. 여기서 상기 구동축(120)은 상기 왕복대(111)의 하부에 위치하도록 상기 재배상틀(10)에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 구동모터(121)는 상기 구동축(120)과 동력 전달부재(125)에 의해 연결되도록 상기 재배상틀(10)에 설치되어 상기 구동축(120)을 회전시킬 수 있도록 한다. 여기서, 상기 동력 전달부재(125)로는 상기 구동모터(121)의 회전축에 설치되는 제 1 스프라켓(125a)과 상기 구동축(120)과 연동되어 회전되도록 상기 구동축(120)에 축설되는 제 2 스프라켓(125b), 그리고 상기 제 1 스프라켓(125a)과 제 2 스프라켓(125b)을 서로 연결하는 체인(125c)으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 동력 전달부재(125)는 도면에는 도시되지 않았지만 상기 구동모터(121)의 회전축에 설치되는 원동풀리와 상기 구동축(120)과 연동되어 회전되도록 상기 구동축(120)에 축설되는 종동풀리 및, 상기 원동풀리와 종동풀리를 연결하는 벨트로도 구성될 수 있다.

상기 피니언 기어(122)는 상기 구동축(120)의 양측에 설치되어 상기 구동모터(121)의 회전력을 전달받아 회전되는 상기 구동축(120)과 연동되어 회전된다.

상기 랙 기어(123)는 상기 피니언 기어(122)와 기어 연결되도록 상기 다수개의 왕복대(111) 중 선택된 서로 마주하는 한 쌍의 왕복대(재배상틀(10)의 폭 방향으로 서로 마주하는 한 쌍의 왕복대(111))의 하부면에 설치될 수 있다.

그리하여, 상기 구동모터(121)가 작동하게 되면 상기 구동모터(121)의 동력이 동력 전달부재(125)를 통해 구동축(120)에 전달되어 상기 구동축(120)이 회전을 하게 된다. 상기와 같이 구동축(120)이 회전을 하게 됨에 따라 상기 구동축(120)의 양측에 축설된 피니언 기어(122) 또한 상기 구동축(120)과 연동되어 회전을 하게 된다. 상기 피니언 기어(122)가 구동축(120)과 연동되어 회전을 하게 되면, 상기 피니언 기어(122)와 기어 연결된 랙 기어(123)가 재배상틀(10)의 일측 또는 타측 방향으로 이동됨으로써 상기 랙 기어(123)가 고정 설치된 선택된 서로 마주하는 한 쌍의 왕복대(111)가 슬라이딩 수단(110)을 따라 재배상틀(10)의 일측 또는 타측 방향으로 슬라이딩 이동을 하게 된다. 그리고 같은 열에 위치한 서로 이웃하는 다수개의 왕복대(111)는 연결부재(112)에 의해 서로 연결되어 있으므로 랙 기어(123)가 고정 설치된 하나의 왕복대(111)가 슬라이딩 수단(110)을 따라 슬라이딩 이동하게 되면 서로 연동되어 슬라이딩 이동하게 되어 왕복(111)대 전체가 슬라이딩 이동을 하게 되는 것이다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 제 1 구동유닛을 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 참조하면, 상기 제 1 구동유닛(12)은, 상기 재배상틀(10)의 폭 방향으로 서로 마주하는 한 쌍의 왕복대(111)와 양측 끝단부가 연결된 좌우 이송대(126)와, 상기 좌우 이송대(126)와 연결되도록 상기 재배상틀(10)에 설치되는 실린더(127)로 구성될 수도 있다.

여기서 상기 실린더(127)는 유압 실린더와 공압 실린더 중 어느 하나의 실린더를 사용할 수 있으나, 식물을 재배하는 특성상 오염물질을 배출하지 않는 공압 실린더를 사용하는 것이 바람직하다.

다시, 도 6 내지 도9를 참조하여 간격 조절유닛의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 간격 조절유닛(13)은 적어도 하나의 가이드 블록(130), 간격 조절판(131) 및, 다수개의 러그(132)를 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 간격 조절유닛(13)의 적어도 하나의 가이드 블록(130)은 상기 이동유닛(11)의 왕복대(111)의 일측면에 설치된다. 그리고 상기 가이드 블록(130)의 일측면에는 가이드 돌기(130a)가 돌출 형성된다.

상기 간격 조절판(131)은 상기 이동유닛(11)의 왕복대(111) 일측 옆에 위치한다. 그리고 상기 간격 조절판(131)에는 상기 가이드 블록(130)에 돌출 형성된 가이드 돌기(130a)에 슬라이딩 체결되는 적어도 하나의 가이드 장공(131a)이 형성된다. 여기서, 상기 가이드 장공(131a)은 재배홈통들(20)의 이동 방향으로 상향 경사지도록 상기 간격 조절판(131)에 형성될 수 있다. 따라서 후술되는 제 2 구동유닛(14)을 작동시켜 상기 간격 조절판(131)을 전진시키게 되면 상기 간격 조절판(131)에 재배홈통들(20)의 이동 방향으로 상향 경사지도록 형성된 가이드 장공(131a)이 가이드 돌기(130a)를 따라 슬라이딩 이동됨으로써 상기 간격 조절판(131)이 재배홈통들(20)의 이동 방향으로 전진함과 동시에 상승하게 된다. 그러므로 상기 간격 조절판(131)은 작동되지 않을 시에는 그 상부면이 왕복대(111)의 상부면 보다 낮은 위치에 위치할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기 다수개의 러그(132)는 상기 간격 조절판(131)의 상부면에 이격시킬 서로 이웃하는 재배홈통들(20)의 간격과 대응되는 간격으로 설치된다. 그러므로, 상기 간격 조절판(131)이 제 2 구동유닛(14)의 작동에 의해 가이드 돌기(130a)를 따라 재배홈통들(20)의 이동 방향으로 전진함과 동시에 상승하게 되면, 상기 다수개의 러그(132)가 상기 재배홈통들(20)에 걸리게 됨으로써 상기 재배홈통들(20)이 러그(132)에 의해 전진되어 서로 이웃하는 재배홈통(20) 간의 간격이 조절된다.

다음으로, 도 13을 참조하여 제 2 구동유닛의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.

도 13은 도 1의 G의 상세도이다.

도 13을 참조하면, 상기 제 2 구동유닛(14)은 제 1 연결블록(140), 제 2 연결블록(141) 및, 실린더(142)를 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 제 2 구동유닛(14)의 제 1 연결블록(140)은 상기 이동유닛(11), 즉 각각의 왕복대(111)의 하부면에 고정 설치된다.

상기 제 2 연결블록(141)은 상기 간격 조절유닛(13), 즉 간격 조절판(131)의 하부면에 고정 설치된다.

상기 실린더(142)는 상기 제 1, 2 연결블록(140, 141)에 회전 가능하게 힌지 연결된다.

그리하여 상기 실린더(142)에 의해 제 1 연결블록(140)이 재배홈통들(20)의 이동방향으로 밀려 상기 제 1 연결블록(140)에 의해 간격 조절판(131)이 재재홈통들(20)의 이동방향으로 전진함과 동시에 상승할 시 상기 실린더(142)가 제 1, 2 연결블록(140, 141)의 힌지를 중심으로 회전될 수 있도록 하여 상기 간격 조절판(131)이 무리 없이 가이드 돌기(130a : 도 6참조)를 따라 재재홈통들(20)의 이동방향으로 전진이동 함과 동시에 상승할 수 있도록 한다.

여기서, 상기 실린더(142)는 예를 들면, 공압 실린더와 유압 실린더 중 어느 하나의 실린더를 사용할 수 있으나, 식물을 재배하는 특성상 파손 시에 오염물질이 배출되지 않는 공압 실린더를 사용하는 것이 바람직하다.

다시, 도 8을 참조하여 가이드의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 8을 참조하면, 상기 가이드(15)는 몸체부(150) 및 지지부(151)를 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 가이드(15)의 몸체부(150)는 상기 재배홈통들(20)의 양측 끝단부가 삽입되어 슬라이딩 체결되는 개구부(150a)가 형성되도록 'ㄷ'자 형태로 절곡 형성될 수 있다. 여기서 상기 몸체부(150)의 상부면 끝단부는 상기 몸체부(150) 내부로 향하도록 더 절곡 형성될 수도 있다.

상기 지지부(151)는 상기 재배홈통들(20)의 하부면을 지지하도록 상기 몸체부(150)의 하부면 끝단부에 연장되어 'ㄱ'자 형태로 절곡 형성될 수 있다.

그리고, 상기 가이드(15)는 상기 몸체부(150)의 상부면에 형성되어 양액 공급관(도시되지 않음)이 삽입 연결되는 양액 공급관 연결 홀(152)을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가이드(15)는 상기 몸체부(150)의 하부면에 구비되어 양액 퇴수관(도시되지 않음)과 연결되는 배수구(153)를 더 포함 할 수 있다.

한편, 상기 양액 퇴수관은 도면에는 도시되지 않았지만 상기 광원(17), 특히 광원으로서 LED를 사용할 경우 상기 광원(17)의 방열판을 통과한 후 배출되도록 함으로써 상기 광원(17)의 열을 식힐 수 있는 냉각수로도 사용될 수 있다.

다음으로, 도 14 내지 도 16을 참조하여 승강유닛의 구성에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 14는 승강유닛을 설명하기 위한 정면도이고, 도 15는 승강유닛을 설명하기 위한 측면도이며, 도 16은 승강유닛을 설명하기 위한 평면도이다.

도 14 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 승강유닛(16)은 본체 프레임부(160), 상하 이동수단(161), 구동수단(162) 및, 상하 이동판(163)으로 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 승강유닛(16)의 본체 프레임부(160)는 상기 재배상틀(10)에 다수개의 고정부재(18 : 도 1참조)에 의해 고정된다.

상기 상하 이동수단(161)은 상기 본체 프레임부(160)에 설치된다. 상기 상하 이동수단(161)은 예를 들면, 상기 상하 이동판(163)과 나사 연결되도록 상기 본체 프레임부(160)의 상하 방향으로 회전 가능하게 설치되어 상기 구동수단(162)으로부터 동력을 전달받아 회전되어 상기 상하 이동판(163)을 승강시키는 볼 스크루(161a)와, 상기 상하 이동판(163)을 관통하도록 상기 본체 프레임부(160)의 상하 방향으로 설치되어 상기 볼 스크루(161a)를 따라 승강되는 상기 상하 이동판(163)을 가이드 하는 적어도 하나의 가이드(161b)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 구동수단(162)은 상기 상하 이동수단(161)과 연결되어 상기 상하 이동수단(161)에 동력을 전달하여 상기 상하 이동수단(161)을 구동시킨다. 상기 구동수단(162)은 예를 들면 상기 볼 스크루(161a)와 연결되어 상기 볼 스크루(161a)를 회전시키는 모터일 수 있다.

상기 상하 이동판(163)은 상기 구동수단(162)에 의해 작동되는 상하 이동수단(161)과 연결되어 상기 상하 이동수단(161)에 의해 승강된다.

상기 상하 이동판(163)에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 상기 상하 이동판은 몸체부(163a)와 다수개의 견인부재(163b)로 구성될 수 있다.

상기 상하 이동판(163)의 몸체부(163a)는 직사각형 형태로 형성되어 상기 구동수단(162)에 의해 작동되는 볼 스크루(161a)와 나사 연결된다. 그리고 상기 몸체부(163a)는 적어도 하나의 가이드(161b)에 의해 관통된다.

상기 다수개의 견인부재(163b)는 재배상틀(10) 방향을 향하도록 상기 몸체부(163a)의 상부면에 소정 간격으로 고정 설치되어 상기 몸체부(163a)가 상승할 시 상기 몸체부(163a)와 연동되어 상승됨으로써 상기 재배상틀(10)의 각 층으로부터 배출되는 재재홈통(20)을 견인하여 상승시킬 수 있도록 한다.

다시, 도 1 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 다단식 이동재배시스템의 작동과정과 작용효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 16을 참조하면 재배상틀(10)의 각 층에 안착되어 있는 재배홈통들(20)에서 식물이 일정기간 동안 성장하게 되면 제 1 구동유닛(12)이 작동을 하여 이송유닛(11)을 구동시켜 재배홈통들(20)을 다음 성장단계의 위치로 이동시킨다. 즉, 제 1 구동유닛(12)의 구동모터(121)가 작동을 하면 상기 구동모터(121)의 회전력이 동력 전달부재(125)에 의해 구동축(120)에 전달되어 상기 구동축(120)이 회전을 하게 된다. 상기 구동축(120)이 회전을 하게 됨으로써 상기 구동축(120)에 축설된 피니언 기어(122)가 회전을 하게 된다. 상기 피니언 기어(122)가 회전을 하게 되면 상기 피니언 기어(122)와 기어 연결된 랙 기어(123)가 피니언 기어(122)의 회전력을 전달받아 직선운동을 하게 된다. 상기와 같이 랙 기어(123)가 직선운동을 하게 되면 상기 랙 기어(123)와 연결된 왕복대(111)가 슬라이딩 수단(110)을 따라 슬라이딩 이동됨으로써 상기 왕복대(111)에 의해 재배홈통들(20)이 다음 성장단계로 이동된다. 이때, 재배상틀(10)의 길이 방향으로 설치된 다수개의 왕복대(111)는 다수개의 연결부재(112)에 의해 서로 연결되어 있으므로 상기 랙 기어(123)와 연결된 한 쌍의 왕복대(111)가 슬라이딩 이동되면 모두 연동되어 슬라이딩 이동된다. 여기서, 상기 재배홈통들(20)은 왕복대(111)에 의해 이동될 시에 가이드(15)에 의해 안정적으로 가이드 되면서 이동된다.

이때, 상기 이송유닛(11)에 의해 재배상틀(10)의 각 층의 외부로 배출된 재배홈통들(20)은 상기 승강유닛(16)에 의해 바로 윗층으로 상승되어 안착된다. 즉, 상기 이송유닛(11)에 의해 재배상틀(10)의 각 층의 외부로 배출된 재배홈통들(20)은 상기 승강유닛(16)의 상하 이동판(163)에 안착된다. 상기 상하 이동판(163)에 재배홈통들(20)이 안착되면 구동수단(162)이 작동을 하여 볼 스크루(161a)를 회전시키게 된다. 상기와 같이 볼 스크루(161a)가 회전을 하게 됨에 따라 상기 볼 스크루(161a)와 나사 연결된 재배홈통들(20)이 탑재되어 있는 상하 이동판(163)이 상기 볼 스크루(161a)와 가이드(161b)를 따라 상승하여 상기 재배홈통들(20)이 배출된 재배상틀(10)의 바로 윗층으로 재배홈통들(20) 안착시킨다.

한편, 상기 이송유닛(11)에 의해 다음 성장단계로 재배홈통들(20)을 이동시킨 다음에는, 상기 제 2 구동유닛(14)을 작동시켜 간격 조절유닛(13)을 구동시킴으로써 식물의 각 성장단계에 대응되도록 재배홈통들(20)의 서로 이웃하는 간격을 조절하여 각 성장단계의 식물들이 서로 간섭되지 않고 성장에 필요한 충분한 공간을 확보할 수 있도록 한다. 즉, 상기 이송유닛(11)에 의해 다음 성장단계로 재배홈통들(20)의 이동이 완료되면, 상기 제 2 구동유닛(14)의 실린더(142)가 작동을 하게 된다. 상기 실린더(142)가 작동을 하게 됨에 따라 상기 실린더(142)와 연결된 간격 조절유닛(13)의 간격 조절판(131)이 가이드 돌기(130a)를 따라 전진함과 동시에 상승을 하게 된다. 이때, 상기 간격 조절판(131)의 상부면에 설치된 러그(132) 또한 상기 간격 조절판(131)과 연동되어 상승됨으로써 상기 간격 조절판(131)이 일정 높이 이상 상승하게 되면 상기 러그(132)에 의해 재배홈통(20)이 견인되어 일정거리 만큼 이동됨으로써 각 성장단계별로 상기 재재홈통(20)의 간격을 조절할 수 있는 것이다.

본 발명에 의한 다단식 이동 재배시스템은 상술한 바와 같은 과정을 반복하여 재배홈통들(20)에서 식물을 재배하게 되며, 재배상틀(10)의 최상층에서 식물의 재배가 완료되어 배출되는 재배홈통들(20)은 반출장치를 통해 수확 장소로 이동시킨 후 식물을 수확하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 다단식 이동 재배시스템은, 식물의 정식 후 한 번의 공정으로 식물을 성장단계 별로 이동 재배함으로써 재배관리의 효율성을 향상시킴과 동시에 재배관리의 생력 자동화를 이룰 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 의한 다단식 이동 재배시스템은 재배관리의 효율성 및 식물 재배공간의 활용도를 극대화 할 수 있고, 식물 재배관리 전과정의 생력 자동화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

(10) : 재배상틀 (11) : 이송유닛
(12) : 제 1 구동유닛 (13) : 간격 조절유닛
(14) : 제 2 구동유닛 (15) : 가이드
(16) : 승강유닛 (17) : 광원

Claims

적어도 두 개의 층구조로 이루어지도록 다단으로 형성되는 재배상틀;
상기 재배상틀의 각 층별로 길이 방향을 따라 설치되어 상부에 안착된 재배홈통들을 각 층별로 서로 방향이 반대가 되도록 식물의 재배단계별로 이송시키는 이송유닛;
상기 이송유닛과 연결되도록 상기 재배상틀에 설치되어 상기 이송유닛을 구동시키는 제 1 구동유닛;
상기 이송유닛에 의해 이동되어 상부에 안착된 재배홈통들의 간격을 식물의 재배단계별로 조절하여 배치할 수 있도록 상기 이송유닛에 설치되는 간격 조절유닛;
상기 간격 조절유닛과 연결되도록 상기 재배상틀에 설치되어 상기 간격 조절유닛을 구동시키는 제 2 구동유닛;
상기 재배홈통들과 슬라이딩 체결되어 상기 재배홈통들을 가이드 할 수 있도록 상기 재배상틀의 각 층별로 한 쌍이 설치되는 가이드; 및
상기 재배상틀의 각 층에서 식물이 재배되어 배출되는 재배홈통들을 재배상틀의 바로 윗 층으로 상승시켜 안착시키는 승강유닛을 포함하는 다단식 이동 재배시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 이송유닛은,
상기 재배상틀에 각 층별로 길이 방향을 따라 설치되는 다수개의 슬라이딩 수단;
상기 재배상틀의 길이 방향을 따라 왕복 운동을 할 수 있도록 상기 슬라이딩 수단에 설치되는 다수개의 왕복대; 및
상기 재배상틀의 길이 방향으로 서로 이웃하는 왕복대의 끝단부를 연결시키는 다수개의 연결부재를 포함하는 다단식 이동 재배시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 구동유닛은,
상기 재배상틀에 양측 끝단부가 회전 가능하도록 설치되는 구동축;
상기 구동축과 연결되도록 상기 재배상틀에 설치되어 상기 구동축을 회전시키는 구동모터;
상기 구동축과 연동되어 회전되도록 상기 구동축의 양측에 설치되는 피니언 기어; 및
상기 피니언 기어와 기어 연결되도록 상기 다수개의 왕복대 중 선택된 서로 마주하는 한 쌍의 왕복대의 하단부에 설치되는 랙 기어를 포함하는 다단식 이동 재배시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 간격 조절유닛은,
상기 이동유닛에 설치되며 가이드 돌기가 돌출 형성되는 적어도 하나의 가이드 블록;
상기 가이드 블록에 돌출 형성된 가이드 돌기에 슬라이딩 체결되는 적어도 하나의 상향 경사진 가이드 장공이 형성되는 간격 조절판; 및
상기 간격 조절판의 상부면에 이격시킬 서로 이웃하는 재배홈통들의 간격과 대응되는 간격으로 설치되는 다수개의 러그를 포함하는 다단식 이동 재배시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 구동유닛은,
상기 이동유닛에 고정되는 제 1 연결블록;
상기 간격 조절유닛에 고정되는 제 2 연결블록; 및
상기 제 1, 2 연결블록에 회전 가능하게 연결되는 실린더를 포함하는 다단식 이동재배 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 가이드는,
상기 재배홈통들의 양측 끝단부가 삽입되어 슬라이딩 체결되는 개구부가 형성되도록 'ㄷ'자 형태로 절곡 형성되는 몸체부; 및
상기 재배홈통들의 하부면을 지지하도록 상기 몸체부의 하부면 끝단부에 연장되어 절곡 형성된 지지부를 포함하는 다단식 이동 재배시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 가이드는,
상기 몸체부의 상부면에 형성되어 양액 공급관이 삽입되어 연결되는 양액 공급관 연결 홀; 및
상기 몸체부의 하부면에 구비되어 양액 퇴수관과 연결되는 배수구를 더 포함하는 다단식 이동 재배시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 승강유닛은,
상기 재배상틀의 양측 끝단부에 각각 한 대씩 설치되어,
상기 재배상틀의 홀수 층에서 배출되는 재배홈통들과 짝수 층에서 배출되는 재배홈통들을 구분하여 각각 짝수 층과 홀수 층으로 상승시켜 안착시키는 것을 특징으로 하는 다단식 이동 재배시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 승강유닛은,
상기 재배상틀에 고정되는 본체 프레임부;
상기 본체 프레임부에 설치되는 상하 이동수단;
상기 상하 이동수단과 연결되어 상기 상하 이동수단에 동력을 전달하여 구동시키는 구동수단; 및
상기 구동수단에 의해 작동되는 상하 이동수단과 연결되어 상기 상하 이동수단에 의해 승강되는 상하 이동판을 포함하는 다단식 이동 재배시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 상하 이동수단은,
상기 상하 이동판과 나사 연결되도록 상기 본체 프레임부의 상하 방향으로 회전 가능하게 설치되어 상기 구동수단으로부터 동력을 전달받아 회전되어 상기 상하 이동판을 승강시키는 볼 스크루; 및
상기 상하 이동판을 관통하도록 상기 본체 프레임부의 상하 방향으로 설치되어 상기 볼 스크루를 따라 승강되는 상하 이동판을 가이드 하는 적어도 하나의 가이드를 포함하는 다단식 이동 재배시스템용 반출장치.