KR20160059650A - 하우스안의 농작물과 멀칭 비닐을 자를 수 있는 기계 - Google Patents

Abstract

절삭로봇의 핵심은 마이크로컨트롤러 이다. 즉 ATMEGA128,아두이노 등등 MCU 기본으로 하여 절삭로봇의 구동부분 중심의 아두이노 보드와, 초음파, 적외선 센서로 구성. 상단 부분 물체를 절삭 할수 있는 부분으로 구현 하였다. 절삭 로봇을 제어하기 위해서 제어부는 휴대폰의 블루투스 통신 또는 와이파이 망을 이용해서 농업용 로봇을 제어 할 것 이고 특이사항 및 제어부분은 안드로이드 앱을 이용하여 농업용 로봇을 전체를 통제 한다. 안드로이드 어플 기능으로는 자동모드, 수동모드, 하우스 상태로 나눌수 있다. 먼저 절삭로봇을 제어 하려면 블루투스 통신 및 와이파이를 이용해서 앱을 통해서 휴대폰과 로봇을 연결 시킨다. 그리고 자동모드 혹은 수동모드 조작을 하여 하우스 안에 있는 농작물을 절삭 혹은 멀칭 비닐을 제거 할 수 있도록 설계 되었다. 자동 모드를 할 경우에 적외선 센서를 통해서 하우스 안에 있는 이랑을 감지하여 MCU안에 입력값보다 크다면 작업의 끝을 인지한다. 예를들면 도면 5번 그림처럼 한쪽 이랑의 작업이 끝나면 다음 이랑의 작업을 위해서 로봇이 이랑 끝 부분에서 방향을 전환 한다. 다음 이랑으로 방향 전환하는 방법으로는 MCU안에 넣어둔 값 즉, 로봇과 언덕 사이이 거리가 입력값보다 크다면 작업을 끝을 인지하여 다음 이랑으로 로봇이 방향을 전환하도록 설계 되어있다.

Description

하우스안의 농작물과 멀칭 비닐을 자를 수 있는 기계 { Auto cutting tool }

본 발명은 기존은 사람의 힘으로 작업을 수행하는 것이 아닌 각종 전자장비를 이용하여 소형 절삭 로봇을 구현하여 농작물과 멀칭 비닐등을 자를수 있도록 구현하였고 구체적인 절삭 목표는 고추 나무를 자를수 있도록 설계된 로봇이 농업인의 업무를 대신 처리 할 수 있도록 설계

일반적으로 고추나무가 늙어서 수확을 할 경우 상품가치가 좋지 않아 기존 고추 나무를 제거하고 새로운 농작물을 심고자 할 경우, 일반적으로 농업인이 전지 가위와 유사한 절삭 할수 있는 도구를 이용하여 고추나무를 절단작업 그리고 멀칭 비닐을 제거 하는데, 이와 같은 작업은 농촌지역의 고령화 및 육체적 노동의 강도가 높기 때문에 특히 여름철 작업시간이 제한적이며 무더운 여름일 경우 노동자의 건강상 위험까지도 초래 할수 있다 . 위와 같은 강도 높은 작업을 개선하고자 절삭로봇을 구현하여 사람이 아닌 로봇으로 사람의 일을 대신할 수 있도록 아이디어 구상 및 설계를 하였음. 또 추가적으로 로봇의 팔부분의 하드웨어를 교체형 혹은 변형하여 각종 하우스에 덮여 있는 멀칭 비닐을 제거할 수 있도록 구상하였음.

농업인의 근무 환경을 개선하고 농업인들의 업무를 효율적으로 할 수 있도록 하였음. 농촌 인구의 고령화로 인해 노동인구의 부족과 강도 높은 육체적 노동을 할 수 없어 이러한 현상을 극복하고자 설계 하였음.

상기 제품 개발 목적은 농업 작업환경 개선 및 홍보 하는데 있어서 농업분야에 효율적인 방법으로 일을 처리할 수 있는 기술을 도입 함으로써 농업인의 근무환경 개선 및 농산물 생산 증가와 농업기술 수출 및 새로운 기술개발로 경제성장 발전기여할 것이라 생각됨.

농업관련 기술 개발으로 한정적인 땅을 다른 종목을 바꿔가면서 농작물의 회

전율을 높여서 생산량을 증대시켜 농작물의 가격을 안정화 시킬 수 있을거라고 생각함.

절삭 로봇을 완전 상용화 시킬 정도로 기술개발이 이루어진다면 단순 절삭로봇에서 완성에 그치는게 아니라 여러 농업분야에 응용하여 농업인의 열약한 근무 환경 개선을 할 수 있으며 지금 보다 나은 근무 환경에서 농업인들이 일을 할 수 있도록 상황을 개선 할 수 있을거 생각되어짐.

도 1 도 3 은 그림은 신뢰도가 떨어지는 도면 이지만, 초기 설계도로써 확장 할 수 있는 의미가 크다. 도 4 그림을 보면 전방 초음파 센서로 전방에 장애물이나 물체를 인지하면 앱을 이용해서 로봇의 현재 상황을 알림을 로봇 소유주의 휴대폰으로 전송한다. 그리고 좌,우측에 각각 초음파, 적외선 센서를 이용해서 로봇과 언덕의 거리를 시간적으로 계속 값을 받아서 언덕과 로봇의 일정간격을 유지 할수 있으며 MCU안에 입력한 값보다 크다면 다음 이앙 작업을 위해서 로봇이 방향전환을 한다. 위의 설명은 도 6 와 도 7 그림을 참조하면 조금 더 쉽게 이해 할 수 있다.

농업용 로봇을 만들기 위해서 최초 설계도 도면 도 1번을 구상함

번 그림을 바탕으로 구체적인 설계도를 만들기 위해서

한번더 수정을 거쳐서 도 2,3번을 완성함.

도 1,2,3을 이용하여서 도 4번 농업용 로봇을 구현 하였음

완성한 농업용 로봇을 이용하여 하우스안의 작업 환경과 절삭 사진 완성

농기계 관련 산업분야 이러한 유사한 아이템을 상용화 시킨다면 단순 하나의 아이디어에 기술개발이 아니라 좀더 넓은 관점에서 농업관련 기술개발이 이루어져 선진국형적인 대한민국 농업분야에 시스템을 구축하여 새로운 사업분야로 부상하여 일자리 창출 및 농업분야 큰 도움이 될것이라 생각됨.

도 4번을 보면 1번은 초음파 센서 2번은 적외선 센서 3번은 MCU보드 입니다.

Claims (1)

1. 적외선, 초음파와 같은 유사한 센서를 이용하여서 MCU보드에 입력된 값을 벗어날 경우 로봇이 방향을 전환하여 다음 작업을 수행하기위해 다음 이랑으로 이동하는 경우 및 라인트레이서 기법 즉 멀칭비닐의 색깔구별 방법, 작업이 끝나는 부분에 특정 표시를 이용하여서 농업용 로봇이 다음 이앙으로 작업을 전화하는 방식. 로봇의 상단 절삭부분, 로봇의 팔부분을 교체형 혹은 회전식을 설계하여 고추 나무 및멀칭 비닐을 제거 할수 있도록 구현. 도면 2를 보면 절삭부분팔과 언덕의 높이에
   맞게 조절 가능하도록 설계함.

Images