KR20160089966A - 재난대비 자동화 제설 제어장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재난대비 자동화 제설 제어장비에 관한 것으로, 아치 형상으로 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 골조부와, 상기 복수 개로 배치된 골조에 수평방향으로 결합시켜 지지하는 수평 지지부와, 상기 골조의 외면을 덮어 외부 공기가 내부로 들어오지 못하게 하고 태양열을 내부에 저장하는 비닐부와, 상기 비닐부에 외면에 밀착되어 비닐부에 쌓인 눈을 제거하는 제설장치와, 상기 제설장치와 기계적으로 결합되어 동력을 공급하는 동력부와, 상기 동력부를 제어하여 제설장치를 수동 또는 자동으로 작동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

재난대비 자동화 제설 제어장비{automated snow-removing work system}

본 발명은 재난대비 자동화 제설 제어장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 겨울철 비닐하우스 상부에 눈이 쌓이면 자동으로 눈을 제거하여 비닐하우스가 무너지지 않도록 하는 재난대비 자동화 제설 제어장비에 관한 것이다.

일반적으로 비닐하우스는 열대식물을 재배하거나 겨울철과 같이 기온이 낮은 계절에도 농작물을 재배하기 위한 구조물을 말한다.

비닐하우스의 구조는 복수 개의 아치형상으로 휘어진 파이프와 그 사이를 연결하는 복수 개의 수평방향의 파이프가 연결되어 골조를 이루고 외부에는 비닐 필름을 씌운 형태로 골조 내부에 농작물을 재배하게 된다.

이러한 비닐하우스는 구조가 간단하면서 내부에 보온 효과를 얻을 수 있어 농업지에서 자주 사용되고 있다.

그러나 비닐하우스의 골조는 아치형상으로 일정한 간격으로 배치만 되어 있기 때문에 겨울철 폭설이 내리는 경우 비닐하우스 상부에 눈이 쌓이면 눈의 무게로 인해 비닐하우스가 내측으로 붕괴되거나 파손되는 경우가 발생하게 된다.

비닐하우스의 붕괴를 막기 위해 폭설이 내리는 날에는 비닐하우스 상부에 쌓인 눈을 직접 제설작업을 하거나 눈이 쌓이는지 지속적으로 확인해야 하는 불편함이 있다.

또한 심야에 폭설이 내리는 경우 사용자가 인지하지 못하고 방치하게 되어 비닐하우스뿐만 아니라 농작물에도 상당한 피해가 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 실용신안 공개번호 제20-2009-0008163호는 비닐하우스의 무인 자동제설장치에 관한 것으로, 비닐하우스의 비닐지지대에 진동을 발생시키는 바이브레이터(vibrator)를 설치하여 비닐하우스에 눈이 쌓일 때 수동 또는 자동으로 바이브레이터가 작동하여 떨림현상을 일으킴으로써 비닐하우스의 지붕에 쌓이는 눈을 제거하고 그에 따라 비닐하우스의 파손과 농작물의 피해를 방지 하는 비닐하우스의 무인 자동제설장치에 관한 것이다.

그러나 상기와 같은 종래 기술은 바이브레이터(vibrator)에 의해 진동만 발생하게 되므로 비닐하우스 상부에 쌓인 눈이 효과적으로 제거되지 못한다는 문제점이 있다.

또한 종래 기술의 경우 파이프 내부에 설치되므로 바이브레이터(vibrator)가 진동할 때 골조의 일부분만 진동하고 비닐을 거치게 되면서 진동이 약해진다는 문제점이 있다.

실용신안 공개번호 제20-2009-0008163호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 비닐하우스 상부에 쌓인 눈을 물리적으로 제거할 수 있는 재난대비 자동화 제설 제어장비를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비닐하우스 상부에 쌓인 눈이 일정 무게를 초과하면 자동으로 제설하는 재난대비 자동화 제설 제어장비를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비닐하우스에 쌓인 눈의 무게를 실시간으로 확인하고 원격으로 제설 작업을 지시할 수 있는 재난대비 자동화 제설 제어장비를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 재난대비 자동화 제설 제어장비는, 아치 형상으로 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 골조부와, 상기 복수 개로 배치된 골조에 수평방향으로 결합시켜 지지하는 수평 지지부와, 상기 골조의 외면을 덮어 외부 공기가 내부로 들어오지 못하게 하고 태양열을 내부에 저장하는 비닐부와, 상기 비닐부에 외면에 밀착되어 비닐부에 쌓인 눈을 제거하는 제설장치와, 상기 제설장치와 기계적으로 결합되어 동력을 공급하는 동력부와, 상기 동력부를 제어하여 제설장치를 수동 또는 자동으로 작동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 재난대비 자동화 제설 제어장비의 상기 골조부에는 비닐부에 쌓인 눈의 무게를 측정하기 위한 감지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 재난대비 자동화 제설 제어장비는 상기 비닐부 외부에 밀착되어 있는 눈을 녹여 제설장치가 쉽게 눈을 제거할 수 있도록 비닐부 내면에 형성되어 있는 열선을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 재난대비 자동화 제설 제어장비의 상기 제어부는 와이파이(Wi-fi) 또는 블루투스(blue tooth)를 통해 외부와 교신이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 재난대비 자동화 제설 제어장비는 상기 제설장치가 눈을 제거할 때 비닐하우스에 진동을 일으켜 눈이 측면으로 잘 미끄러지고 제설장치에 과부하가 걸리지 않도록 수평 지지부에 전동기가 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 재난대비 자동화 제설 제어장비에 의하면 비닐하우스 상부에 쌓인 눈을 물리적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 재난대비 자동화 제설 제어장비에 의하면 비닐하우스 상부에 쌓인 눈이 일정 무게를 초과하면 자동으로 제설되는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 재난대비 자동화 제설 제어장비에 의하면 비닐하우스에 쌓인 눈의 무게를 실시간으로 확인하고 원격으로 제설 작업을 지시할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 재난대비 자동화 제설 제어장비의 구성을 간략하게 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 재난대비 자동화 제설 제어장비의 골조부를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 재난대비 자동화 제설 제어장비의 제설장치를 도시한 사시도.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 재난대비 자동화 제설 제어장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 겨울철 비닐하우스 상부에 눈이 쌓이면 자동으로 눈을 제거하여 비닐하우스가 무너지지 않도록 하는 재난대비 자동화 제설 제어장비에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 재난대비 자동화 제설 제어장비의 구성을 간략하게 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 재난대비 자동화 제설 제어장비의 골조부를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 재난대비 자동화 제설 제어장비의 제설장치를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 재난대비 자동화 제설 제어장비는 아치 형상으로 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 골조부(10)와, 상기 복수 개로 배치된 골조에 수평방향으로 결합시켜 지지하는 수평 지지부(20)와, 상기 골조의 외면을 덮어 외부 공기가 내부로 들어오지 못하게 하고 태양열을 내부에 저장하는 비닐부(30)와, 상기 비닐부(30)에 외면에 밀착되어 비닐부(30)에 쌓인 눈을 제거하는 제설장치(500)와, 상기 제설장치(500)와 기계적으로 결합되어 동력을 공급하는 동력부(400)와, 상기 동력부(400)를 제어하여 제설장치(500)를 수동 또는 자동으로 작동시키는 제어부(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 제작되는 비닐하우스의 골조부(10)는 아치형 모양으로 형성하여 상부에서 발생하는 하중을 잘 견디도록 되어 있고 복수 개의 동일한 골조부(10)가 일정한 간격으로 배치된다.

이때 골조부(10) 내측에 연결되어 복수 개로 배치된 골조부(10)를 연결시키기 위해 수평 지지부(20)를 설치하여 하중을 각각의 골조부(10)로 분산시키게 되며 골조부(10)의 외측에 비닐부(30)를 형성하여 외부 공기를 차단하게 된다.

골조부(10)와 수평지지부는 철파이프, 철재, 경질, PVC 파이프 등을 이용하여 사용할 수 있다.

비닐부(30)는 비닐하우스의 피복재료로 한국에서는 주로 폴리에틸렌필름을 사용하고 있다. 이 밖에 아세트산비닐필름 등도 이용되지만 이것은 일광의 투광률은 거의 비슷하나 파장이 긴 열선(700)의 투과에는 큰 차가 있다.

투과율이 가장 높은 것은 폴리에틸렌필름이고 가장 낮은 것은 염화비닐필름이므로, 야간의 보온을 고려한다면 폴리에틸렌 필름보다는 염화비닐필름이 훨씬 유리하다.

현재 한국에서는 대부분 폴리에틸렌필름이 하우스에 이용되고 있으며, 두께는 대부분 0.03∼0.1mm의 것이 이용되고 있다.

비닐하우스의 상부에 쌓인 눈을 제거하기 위해서 도 3에 도시된 것과 같이, 제설장치(500)가 비닐부(30) 외부에 밀착하여 존재하게 된다.

제설장치(500)는 일정 구간별로 형성된 축의 일면에 와이퍼와 같은 형태의 고무재질이 부착되어 있다. 제설장치(500)의 축의 양끝은 가이드레일(510)에 장착되어 있으며 제설장치(500)는 가이드레일(510)을 따라 비닐하우스의 양 측면으로 이동하여 눈을 제거하게 된다.

가이드레일(510)은 골조부(10)가 있는 위치에 존재여 골조부(10)가 무너지지 않도록 하중을 보강하는 역할도 하게 된다.

또한 가이드레일(510) 내부에는 체인, 구동롤러, 모터와 같은 동력부(400)가 존재하여 제설장치(500)에 동력을 공급하고 제어부(200)의 신호에 따라 정방향, 역방향으로 회전방향을 변경시킬 수 있다.

또한 골조부(10)에는 비닐부(30)에 쌓인 눈의 무게를 측정하기 위한 감지수단(100)을 더 포함될 수 있다.

눈의 무게를 측정하기 위한 감지수단(100)은 로드셀(load cell)을 사용하며 일반적으로 하중을 가하면 그 크기에 비례하여 전기적 출력이 발생되는 힘-변환 기기의 총칭으로 스트레인 게이지를 이용한다.

따라서 스트레인 게이지를 금속 탄성체에 점착하고 그 탄성체에 하중을 가했을 때 탄성체의 스트레인을 스트레인 게이지의 저항값의 변화로서 가해진 하중의 크기에 비례한 전기적 출력신호를 얻을 수 있고, 이 값을 제어부(200)에 전송하여 눈에 의해 골조부(10)가 얼마나 변형이 되었는지 확인할 수 있다.

로드셀 종류는 기둥형, 환상형, 휨형, 전단형이 존재하며 기둥형은 원통형으로 생겨 위에서 아래로 하중을 가하는 종류로 2장의 스트레인 게이지를 종, 횡으로 부착하여 측정하는 방식이으로 대용량의 로드셀 제작에 용이하는 장점이 있으나, 정밀도가 낮으며, 비스듬하게 가해지는 하중에 대해 오차가 크므로 사용에 주의해야한다.

환상형은 둥근 원형의 내면에 4장의 스트레인 게이지를 부착한 형태로 원통형보다 정밀도가 높은 장점이 있고 방향도 인장, 압축형 모두 사용이 가능한 장점이 있으나, 대용량 및 소용량의 제작이 어렵다는 단점이 있다.

휨형은 사각 막대를 한쪽이나 양쪽을 지지하여 휘어지는 양을 측정하는 방식으로 부착하기가 용이하고, 정밀도가 높은 장점이 있는 반면 대용량의 제작이 어렵고 구조상 밀봉하기 어려워 사용 환경의 제약을 받는 단점이 있다.

전단형은 스트레인 게이지를 45도 방향으로 부착하여 전단응력을 측정하여 측정하는 방식으로 횡 하중측정이 좋고 내력이 강한 반면, 가공이 어렵다는 단점이 있다.

이 외에도 스트레인 게이지를 이용하여 변형된 양을 전기적 신호로 보내줄 수 있는 장치를 감지수단(100)으로 이용할 수 있다.

제어부(200)는 동력부(400)를 제어하여 제설장치(500)를 수동 또는 자동으로 작동이 가능하며 감지수단(100)을 통해 입력된 전기적 신호를 판단하여 설정된 이상의 값이 입력되면 동력부(400)에 전원을 공급하여 제설장치(500)를 동작시키게 된다.

또한 제어부(200)는 와이파이(Wi-fi) 또는 블루투스(blue tooth)를 통해 외부와 교신이 가능하도록 통신모듈(300)이 장착될 수 있다.

통신모듈(300)은 외부 단말기에서 현재 제어부(200)의 상태를 파악하고 원격으로 제설장비를 작동시키거나 오류가 발생하여 제설이 되지 않을 경우 제어부(200)가 경고 메시지를 외부 단말기로 송출할 수도 있다.

근거리에서 통신하기 위해서는 블루투스 통신이 이용되는 것이 바람직하나 건물 외부에서 통신하기 위해서는 와이파이 모듈이 포함되어 외부 인터넷 네트워크에 연결되는 것이 바람직할 것이다.

또한 비닐부(30) 외부에 밀착되어 있는 눈을 녹여 제설장치(500)가 쉽게 눈을 제거할 수 있도록 비닐부(30) 내면에 형성되어 있는 열선(700)을 더 포함할 수 있다.

제설장치(500)가 눈을 제거할 때 비닐부(30) 표면에 밀착한 눈이 얼어붙어 정상적으로 제거되지 않을 수도 있다.

이러한 경우를 해결하기 위해 비닐부(30) 내면에 열선(700)을 설치하여 비닐부(30) 표면에 밀착한 눈을 녹이고 제설장비가 눈을 밀쳐낼 때 표면에 눈이 녹아 형성된 물로 인해 적은 힘으로도 쉽게 눈이 미끄러지게 된다.

또한 제설장치(500)가 눈을 제거할 때 비닐하우스에 진동을 일으켜 눈이 측면으로 잘 미끄러지고 제설장치(500)에 과부하가 걸리지 않도록 수평 지지부(20)에 전동기(600)가 더 포함될 수 있다.

전동기(600)는 전자식과 소형모터를 이용한 방식이 존재하고 전자식은 전자석을 응용하여 전류를 1초 동안에 수십 번 또는 수백 번 단속해서 코일에 흘려서 철심을 진동시킨다. 소형 모터를 이용하는 것은 모터의 회전을 코일스프링에 의해 분동축에 전달하고, 무게중심이 한쪽으로 치우치게 장치된 분동이 회전하여 헤드 부분을 진동시키게 되어 있다.

이러한 전동기(600)를 이용하여 골조부(10)와 비닐부(30)에 진동을 일으키면 제설장비가 물리적으로 가하는 힘과 함께 진동으로 인해 눈이 밀착한 곳이 떨려 과부하 없이 제설을 할 수 있다는 장점이 있다.

열선(700)과 전동기(600)는 동력부(400)로부터 전원을 공급받아 작동을 하게 되며, 제어부(200)가 동작부에 명령을 내려 전원의 상태여부를 파악하게 되고, 로드셀에 의해 측정된 값과 제설장비의 작동 후의 값을 비교하여 큰 변화가 없을 경우 열선(700)과 전동기(600)를 작동시키게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 재난대비 자동화 제설 제어장비에 의하면 비닐하우스 상부에 쌓인 눈을 물리적으로 제거할 수 있으며, 비닐하우스 상부에 쌓인 눈이 일정 무게를 초과하면 자동으로 제설되고, 비닐하우스에 쌓인 눈의 무게를 실시간으로 확인하고 원격으로 제설 작업을 지시할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명은, 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.

10 : 골조부
20 : 수평 지지부
30 : 비닐부
100 : 감지수단
200 : 제어부
300 : 통신모듈
400 : 동력부
500 : 제설장치
510 : 가이드레일
600 : 전동기
700 : 열선

Claims (5)

1. 아치 형상으로 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 골조부;와
   상기 복수 개로 배치된 골조에 수평방향으로 결합시켜 지지하는 수평 지지부;와
   상기 골조의 외면을 덮어 외부 공기가 내부로 들어오지 못하게 하고 태양열을 내부에 저장하는 비닐부;와
   상기 비닐부에 외면에 밀착되어 비닐부에 쌓인 눈을 제거하는 제설장치;와
   상기 제설장치와 기계적으로 결합되어 동력을 공급하는 동력부;와
   상기 동력부를 제어하여 제설장치를 수동 또는 자동으로 작동시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
   재난대비 자동화 제설 제어장비.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 골조부에는 비닐부에 쌓인 눈의 무게를 측정하기 위한 감지수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   재난대비 자동화 제설 제어장비.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 비닐부 외부에 밀착되어 있는 눈을 녹여 제설장치가 쉽게 눈을 제거할 수 있도록 비닐부 내면에 형성되어 있는 열선;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   재난대비 자동화 제설 제어장비.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는 와이파이(Wi-fi) 또는 블루투스(blue tooth)를 통해 외부와 교신이 가능한 것을 특징으로 하는
   재난대비 자동화 제설 제어장비.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제설장치가 눈을 제거할 때 비닐하우스에 진동을 일으켜 눈이 측면으로 잘 미끄러지고 제설장치에 과부하가 걸리지 않도록 수평 지지부에 전동기;가 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   재난대비 자동화 제설 제어장비.

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