KR20180091333A - 과실수확장치 - Google Patents

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KR20180091333A
KR20180091333A KR1020170016331A KR20170016331A KR20180091333A KR 20180091333 A KR20180091333 A KR 20180091333A KR 1020170016331 A KR1020170016331 A KR 1020170016331A KR 20170016331 A KR20170016331 A KR 20170016331A KR 20180091333 A KR20180091333 A KR 20180091333A
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김승종
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김미정
김승종
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    • A01D46/24—Devices for picking apples or like fruit
    • A01D46/253—Portable motorised fruit pickers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F11/00—Lifting devices specially adapted for particular uses not otherwise provided for
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Abstract

본 발명은 본 발명은 과일 수확 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 높은 곳에 매달려 있는 과일을 간편하게 수확할 수 있는 과실수확장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 작업자의 손에 닿지 않은 과일을 수확하기 위하여 작업자는 지상에서 과실수확장치를 제어함으로써 간편하고 안전하게 과일을 수확할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면 경사진 곳에 심어져 있는 과실나무로부터 과실을 수확하는 경우에도 무게중심 조절블록의 조정에 의하여 신축붐의 균형을 이룰 수 있어 안전하게 과실을 수확할 수 있다.
또한 신축붐이 상하 수직방향 및 회전함과 동시에 붐의 길이를 자유롭게 연장할 수 있으며, 또한 분리부재를 전진, 후진, 상하 좌우 방향으로 기울일 수 있음으로 과실을 수확함에 있어 장애물이 있더라도 과실까지 다양한 방향에서 접근할 수 있음으로 과일 수확의 효율성을 증대시킬 수 있다.

Description

과실수확장치{APPARATUS FOR HARVESTING FRUITS}
본 발명은 과일 수확 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 높은 곳에 매달려 있는 과일을 간편하게 수확할 수 있는 과실수확장치에 관한 것이다.
사과, 배 및 감 등의 과일은 수확기에 작업자가 수작업으로 수확할 수 있으나, 높은 곳에 매달려 있는 과일은 작업자가 수확하기가 어려운 실정이다. 작업자가 높은 곳에 있는 과일을 따기 위하여 나무를 타고 올라가거나 사다리를 이용하는 경우, 추락하는 사고가 발생하는 경우가 많다. 특히 경사지에 심어져 있는 과일 나무에서 과일을 따는 경우는 사고 위험이 더욱 더 높아진다.
이러한 높은 곳에 매달려 있는 과일을 수확하기 위하여 본 발명과 관련한 선행기술로 대한민국 등록실용신안공보 제20-0468131호 '과일 수확기'는 작업자가 손잡이의 작동봉 작동레버에 힘을 주어 타단에 위치한 집게를 움직여 과일 하나 하나를 수확할 수 있다. 상기 선행기술은 작업자가 일일이 수작업으로 과일을 수확해야 힘이 들어 오랜 시간 작업하기 힘들다는 불편함이 있으며, 과일 수확기를 이용하여도 더 높은 곳에 매달려 있는 과일을 따는 것은 불가능하다 할 것이다.
한편 작업자의 인력에 의하지 않고 기계 동력을 이용한 선행기술은 대한민국 공개특허공보 제2009-0062882호 '유압 굴삭기를 이용한 과일 수확용 작업장치' 및 대한민국 등록특허공보 제10-1045858호 '영상인식 과일 수확용 로봇 장치'가 개시된다. 과일을 과일나무에서 분리하기 위하여 굴삭기를 이용하는 상기 선행기술은 유압 링크장치 일측 끝단에 좌,우 틸팅용 유압모터를 구동시켜 기본 지지대를 움직임으로서 과일을 수확하고 있다. 그러나 굴삭기를 이용하는 상기 선행기술은 과수원에 굴삭기가 이동하는 공간을 확보해야 하며, 또한 다수개의 플라스틱 바를 나무가지 사이에 위치시켜 불규칙하게 나무를 흔들어 과일을 분리시킴에 따라 과일이 손상을 입어 판매할 수 없다는 문제점이 있다. 또한 과일을 과일나무에서 분리하기 위하여 로봇을 이용하는 상기 선행기술은 전동가위가 수직 가이드대를 따라 수직이동만을 하고 있음으로 다양한 방향에서 과일에 접근하여 수확하기에는 어렵다 할 것이다.
따라서 작업자의 인력에 의하지 않고, 다양한 방향에서 소정의 높이에 있는 과일에 접근하여 효율적으로 수확할 수 있는 새로운 과일 수확장치가 필요하다 할 것이다.
1. 대한민국 등록실용신안공보 제20-0468131호 2. 대한민국 공개특허공보 제2009-0062882호 3. 대한민국 등록특허공보 제10-1045858호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 작업자의 인력에 의하지 않고, 다양한 방향에서 소정의 높이에 있는 과일에 접근하여 수확할 수 있는 과실수확장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 본체(100)에 탑재되고, 과수로부터 과실을 분리할 수 있는 분리부재(510-1, 510-2)를 포함하는 과실 분리부(500)가 장착되며, 길이 방향으로 신축 가능한 신축붐(300); 일단이 상기 과실 분리부(500)에 연결된 다수개의 분리부 와이어를 각각 독립적으로 풀어주거나 감아 상기 과실 분리부(500)를 작동시키는 와이어 구동부(600); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 과실수확장치를 제공하고자 한다.
본 발명은, 상기 와이어 구동부(600)에 의하여 풀리거나 감기는 다수개의 상기 분리부 와이어를 각각 독립적으로 안내하는 와이어 벨트(720);를 포함할 수 있다.
본 발명은, 상기 신축붐(300)이 신축됨에 따라 상기 와이어 벨트(720)가 풀리거나 감기도록 상기 와이어 벨트(320)가 권취되는 벨트 권취드럼(710);을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 과실 분리부(500)는, 상기 분리부재(510-1, 510-2)가 탑재되는 분리부재 탑재블록(521, 522); 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)이 상기 신축붐(300)의 종 방향과 평행하게 위치하는 가상의 수직 회전축 및 상기 신축붐(300)의 횡 방향과 평행하게 위치하는 가상의 수평 회전축 각각을 중심으로 회전 가능하도록, 일측단이 상기 신축붐(100)에 연결되고 타측단이 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)에 연결되는 분리부재 회동부(541, 543, 545. 547);을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 다수개의 상기 분리부 와이어는, 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)이 상기 가상의 수직 회전축을 중심으로 회전하도록 당김력을 부가하는 회전 와이어(W31); 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)이 상기 가상의 수평 회전축을 중심으로 회전하도록 당김력을 부가하는 틸팅 와이어(W41, W42); 를 포함하고, 상기 과실 분리부(500)는, 상기 회전 와이어(W31)에 의한 당김력 제거시 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)을 원위치시키려는 회전 탄성체; 상기 틸팅 와이어(W41, W42)에 의한 당김력 제거시 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)을 원위치시키려는 틸팅 탄성체(551, 552);를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)은, 상기 분리부재(510-1)가 탑재되는 제1 분리부재 탑재블록(521); 제1 분리부재 탑재블록(521)이 슬라이딩 가능하도록 탑재되는 제2 분리부재 탑재블록(522)을 포함하고, 다수개의 상기 분리부 와이어는, 상기 제1 분리부재 탑재블록(521)이 상기 제2 분리부재 탑재블록(522)에 대하여 슬라이딩되도록 당김력을 부가하는 전후진 와이어(W21);를 포함하고, 상기 과실 분리부(500)는, 상기 전후진 와이어(W21)에 의한 당김력 제거시 상기 제1 분리부재 탑재블록(520)을 원위치시키려는 슬라이딩 탄성체(523);를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 신축붐(300)은, 상호 슬라이딩되도록 끼워지는 적어도 2개의 단위붐(300U); 상호 슬라이딩되는 2개의 상기 단위붐(300U) 가운데 외측에 위치하는 단위붐(300U)의 내주면과 내측에 위치하는 단위붐(300U)의 외주면 사이에 탑재되며, 외측에 위치하는 단위붐(300U)에 하측단이 지지되고, 내측에 위치하는 단위붐(300U)에 상측단이 지지되는 압축 코일 스프링(300S); 적어도 2개의 상기 단위붐(300U) 가운데 가장 내측에 위치한 단위붐(300U)의 상측에 부착되며, 상기 와이어 구동부(600)에 의하여 풀리거나 감기는 신축붐 와이어의 상측단에 연결되는 신축붐 플레이트(300P); 를 포함할 수 있다.
본 발명은, 적어도 2개의 상기 단위붐 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 외주면 양측에 각각 돌출 형성된 슬라이딩 돌기(311); 각각의 상기 슬라이딩 돌기(311)가 끼워져 슬라이딩 되는 안내홈이 각각 형성되며 상기 본체(100)에 상호 이격되며 설치되는 2개의 신축붐 가이더(510); 각각의 상기 신축붐 가이더(510)의 내측에 각각의 상기 슬라이딩 돌기(311)를 탄성 지지하도록 설치되는 2개의 가이더 압축 코일 스프링(511); 상기 본체(100)에 설치되는 신축붐 구동 모터(410)의 구동축에 연결되어 회전하되, 상기 신축붐 구동 모터(410)의 구동축에 대하여 횡 방향으로 자유롭게 회동 가능하도록 연결되는 스크류(420); 적어도 2개의 상기 단위붐 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 하측에 상기 스크류(420)의 종 방향으로 회동 가능하게 설치되되, 상기 스크류(420)에 끼워져 상기 스크류(420)가 회전하는 경우 상기 스크류(420)를 따라 이동하는 이동 너트(430);를 포함할 수 있다.
본 발명은, 적어도 2개의 상기 단위붐 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 외주면에 길이 방향을 따라 슬라이딩가능하도록 설치되는 무게중심 조절블록(330); 상기 신축붐(300)의 종 방향을 따라 상기 신축붐 구동모터(410)를 지지하도록 설치되되, 상기 신축붐 구동모터(410)를 중심으로 상기 신축붐(300)의 종 방향을 따라 상호 이격되며 대향하도록 설치되는 신축붐 구동모터 지지 스프링(441); 상기 무게중심 조절블록(330)에 작동 신호를 송신하기 위하여, 상기 신축붐 구동모터(410)의 움직임을 감지하는 신축붐 구동모터 감지센서(410S);를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 분리부재는 낫(510-2)이고, 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)에는 일자 형상의 지지봉(531)이 슬라이딩가능하도록 끼워지고, 상기 지지봉(531)의 선단부에는 상기 낫(510-2)이 슬라이딩 가능하도록 끼워지고, 상기 낫(510-2)에는 상기 낫(510-2)이 상기 지지봉(531)에 대하여 슬라이딩되도록 당김력을 부가하는 낫 당김 와이어(W51)가 연결되고, 상기 지지봉(531)에는 상기 지지봉(531)이 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)에 대하여 전진되도록 당김력을 부가하는 지지봉 전진 와이어(W52) 및 후진되도록 당김력을 부가하는 지지봉 후진 와이어(W53)가 각각 연결되고, 상기 지지봉(631)에는 상기 낫 당김 와이어(W51)에 의한 당김력 제거시 상기 낫(510-2)을 원위치시키려는 낫 당김 스프링(531-1)이 장착될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 작업자의 손에 닿지 않은 과일을 수확하기 위하여 작업자는 지상에서 과실수확장치를 제어함으로써 간편하고 안전하게 과일을 수확할 수 있는 장점이 있다.
경사진 곳에 심어져 있는 과실나무로부터 과실을 수확하는 경우에도 무게중심 조절블록의 조정에 의하여 신축붐의 균형을 이룰 수 있어 안전하게 과실을 수확할 수 있다.
또한 신축붐이 상하 수직방향 및 회전함과 동시에 붐의 길이를 자유롭게 연장할 수 있으며, 또한 분리부재를 전진, 후진, 상하 좌우 방향으로 기울일 수 있음으로 과실을 수확함에 있어 장애물이 있더라도 과실까지 다양한 방향에서 접근할 수 있음으로 과일 수확의 효율성을 증대시킬 수 있다.
도1 및 도2는 실시예1의 사시도.
도3은 실시예1의 신축붐의 구성도.
도4 내지 도6은 실시예1의 신축붐의 회전 및 이동을 설명하기 위한 상태도.
도7은 실시예1의 와이어 구동부 및 벨트 권취드럼의 사시도.
도8은 무게중심 조절블록의 구성도.
도9는 실시예1의 과실 분리부의 분해 사시도.
도10 내지 도12는 실시예1의 과실 분리부의 작동도.
도13은 실시예1의 와이어 벨트의 단면도.
도14는 실시예2의 주요부의 구성도.
도15는 실시예2의 주요부의 작동도.
도16은 실시예2의 낫 당김 와이어와 와이어 구동 모터의 연결 상태도.
도17은 실시예3의 주요부의 구성도.
도18은 실시예4의 주요부의 구성도.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예1
도1 및 도2는 실시예1의 사시도를, 도3은 실시예1의 신축붐의 구성도를, 도4 내지 도6은 실시예1의 신축붐의 회전 및 이동을 설명하기 위한 상태도를, 도7은 실시예1의 와이어 구동부 및 벨트 권취드럼의 사시도를, 도8은 무게중심 조절블록의 구성도를, 도9는 실시예1의 과실 분리부의 분해 사시도를, 도10 내지 도12는 실시예1의 과실 분리부의 작동도를, 도13은 실시예1의 와이어 벨트의 단면도를 나타낸다.
도1 및 도2를 참조하면, 실시예1은 바퀴(도면부호 미부여)가 장착된 본체(20), 과수로부터 과실을 분리하기 위한 과실 분리부(500), 과실 분리부(500)를 소정의 높이에 매달린 과실에 접근시키기 위한 신축붐(300) 및 신축붐(300)의 길이를 연장 또는 축소할 수 있는 와이어 구동부(600)를 포함한다.
도3을 참조하면 신축붐(300)은 상호 슬라이딩되도록 끼워지는 적어도 2개의 단위붐(300U)을 포함한다.
도3을 참조하면 상호 슬라이딩되는 2개의 상기 단위붐(300U) 가운데 외측에 위치하는 단위붐(300U)의 내주면과 내측에 위치하는 단위붐(300U)의 외주면 사이에 는 압축 코일 스프링(300S)이 탑재된다.
도3을 참조하면 압축 코일 스프링(300S)은 상호 슬라이딩되는 2개의 상기 단위붐(300U) 가운데, 외측에 위치하는 단위붐(300U)에 하측단이 지지되고, 내측에 위치하는 단위붐(300U)에 상측단이 지지된다. 이를 위하여 하부 스토퍼(300ST1) 및 상부 스토퍼(300ST2)가 형성된다.
도3을 참조하면, 적어도 2개의 단위붐 가운데 가장 내측에 위치한 단위붐(300U)의 상측에는 신축붐 플레이트(300P)가 부착된다. 도3에 도시되지는 않았으나, 신축붐 플레이트(300P)에는 와이어 구동부(400)에 의하여 풀리거나 감기는 신축붐 와이어의 일측단이 고정 연결된다. 상기 신축붐 와이어의 타측단은 와이어 구동부(600)에 구비되는 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 고정 연결된다. 상기 신축붐 와이어가 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 풀리거나 감김으로써, 신장되거나 수축되고, 이때 압축 코일 스프링(300S)이 신장 또는 수축된다.
도2를 참조하면 다수개의 단위붐(300U) 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 외주면 양측에는 슬라이딩 돌기(311) 각각 돌출 형성된다.
도2를 참조하면 본체(100)에는 본체(100)의 바닥면에 대하여 수평 방향으로 가능한 회전판(200)이 설치된다. 회전판(200)의 회전을 위하여 회전판 회전 모터(210)가 설치될 수 있다.
도1을 참조하면 회전판(200)에는 상호 이격되며 2개의 신축붐 가이더(510)가 설치된다. 각각의 신축붐 가이더(510)에는 각각의 슬라이딩 돌기(311)가 끼워져 슬라이딩 되는 안내홈(도면부호 미부여)이 형성된다.
도2 및 도7을 참조하면 각각의 신축붐 가이더(510)의 내측에는 각각의 슬라이딩 돌기(311)를 탄성 지지하기 위한 가이더 압축 코일 스프링(511)이 설치된다. 압축 코일 스프링(511)은 하측단이 회전판(200)에 탄성 지지되고, 상측단이 슬라이딩 돌기(311)에 탄성 지지된다.
도4, 도5 및 도7을 참조하면 회전판(200)에는 신축붐 구동 모터(410)가 설치된다. 신축붐 구동 모터(410)의 구동축에는 스크류(420)가 연결된다. 따라서, 신축붐 구동 모터(410)가 작동함에 따라 스크류(420)는 횡 방향으로 회전하게 된다. 한편, 스크류(420)는 신축붐 구동 모터(410)의 구동축에 대하여 종 방향, 특히 상하 방향으로 소정 각도 범위 내에서 자유롭게 회동 가능하도록 연결된다.
도4, 도5 및 도7을 참조하면 다수개의 단위붐(300U) 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 하측에는 이동 너트 지지대(320)가 돌출 형성된다. 이동 너트 지지대(320)에는 이동 너트(430)가 설치된다. 이동 너트(430)는 스크류(420)의 종 방향으로 회동 가능하게 설치되되, 스크류(420)의 횡 방향으로는 회전하지 못하도록 설치된다. 한편, 이동 너트(430)의 내측에는 스크류(420)에 끼워진다. 따라서, 스크류(420)가 회전하게 되면 이동 너트(430)가 스크류(420)를 따라 이동하게 되고, 이에 따라 신축붐(300)의 하단부가 신축붐 가이더(510)에 가까워지거나 멀어지게 된다. 신축붐(300)의 하단부가 신축붐 가이더(510)에 가까워지거나 멀어지게 되면 신축붐(300)이 신축붐 가이더(510)를 따라 상 방향으로 이동하거나 하 방향으로 이동하게 된다. 이에 따라 신축붐(300)이 세워지거나 눕혀지게 된다. 도6을 참조하면 신축붐(300)은 회전판(200)과 수직을 이루며 세워질 수 있다.
도1, 도2 및 도6을 참조하면 다수개의 단위붐(300U) 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 외주면에는 무게중심 조절블록(330)이 설치된다. 무게중심 조절블록(330)은 다수개의 단위붐(300U) 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 길이 방향을 따라 슬라이딩가능하도록 설치된다.
도8을 참조하면 무게중심 조절블록(330)은 조절블록 케이스(331), 조절블록 모터(332), 피니언(333) 및 무게추(335)를 포함한다. 피니언(333)은 조절블록 모터(332)에 연결되어, 조절블록 모터(332)가 작동함에 따라 회전한다.
도8을 참조하면 다수개의 단위붐(300U) 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 외주면에는 조절블록 안내 케이스(341)가 설치된다. 조절블록 안내 케이스(341)는 다수개의 단위붐(300U) 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 외주면을 따라 길이 방향으로 설치된다. 조절블록 안내 케이스(341)에는 피니언(333)에 치합되는 래크(343)가 조절블록 안내 케이스(341)의 길이 방향을 따라 고정 설치된다. 한편, 조절블록 안내 케이스(341)에는 안내 롤러(345) 설치된다. 안내 롤러(345)는 조절블록 케이스(331)에 연결된다. 따라서, 피니언(333)이 래크(343)와 치합된 상태에서 회전함에 따라 안내 롤러(345)가 회전하고, 이에 따라 무게중심 조절블록(330)이 다수개의 단위붐(300U) 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 길이 방향을 따라 이동한다.
도4 및 도5를 참조하면 회전판(200)에는 신축붐 구동모터 지지 스프링(441)이 설치된다. 신축붐 구동모터 지지 스프링(441)은 신축붐(300)의 종 방향을 따라 신축붐 구동모터(410)를 지지하도록 설치된다. 신축붐 구동모터 지지 스프링(441)은 신축붐 구동모터(410)를 중심으로 신축붐(300)의 종 방향을 따라 상호 이격되며 대향하도록 2개가 설치된다. 신축붐 구동모터(410)가 작동하여 신축붐(300)의 하단부가 신축붐 가이더(510)에 가까워지거나 멀어지게 되면 신축붐 구동모터(410)가 2개의 신축붐 구동모터 지지 스프링(441) 사이에서 스크류(420)의 길이 방향을 따라 이동하게 된다.
도4 및 도5를 참조하면, 회전판(200)에는 신축붐 구동모터 감지센서(410S)가 설치된다. 신축붐 구동모터 감지센서(410S)는 2개가 설치될 수 있다. 신축붐 구동모터 감지센서(410S)는 신축붐 구동모터(410)의 움직임을 감지하여, 무게중심 조절블록(330)의 조절블록 모터(332)에 작동 신호를 송신하기 위한 것이다.
도9를 참조하면, 과실 분리부(500)는 분리부재 탑재블록(521, 522) 및 분리부재 회동부(541, 543, 545. 547)를 포함한다.
도9를 참조하면 분리부재 탑재블록(521, 522)은 제1 분리부재 탑재블록(521) 및 제2 분리부재 탑재블록(522)을 포함한다.
도9를 참조하면 제1 분리부재 탑재블록(521)에는 분리부재(510-1)가 탑재된다. 분리부재(510-1)는 전지가위일 수 있다. 분리부재(510-1)에는 컷팅 와이어(W11)의 일측단이 연결된다. 컷팅 와이어(W11)의 타측단은 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 고정 연결된다. 컷팅 와이어(W11)가 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 감김으로써 컷팅 와이어(W11)에 당김력이 부가되고, 이에 따라 분리부재(510-1)가 가지 등을 잘라 과실을 분리할 수 있게 된다. 도면부호 510-1P는 압축 코일 스프링을 나타낸다.
도9를 참조하면 제1 분리부재 탑재블록(521)은 제2 분리부재 탑재블록(522)에 슬라이딩 가능하도록 탑재된다.
도10을 참조하면 실시예1에는 제1 분리부재 탑재블록(521)이 제2 분리부재 탑재블록(522)에 대하여 슬라이딩되도록 당김력을 부가하는 전후진 와이어(W21)가 구비된다. 전후진 와이어(W21)는 일측단이 제1 분리부재 탑재블록(521)에 연결되고, 타측단이 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 고정 연결된다. 전후진 와이어(W21)가 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 감김으로써, 제1 분리부재 탑재블록(521)에 당김력이 부가된다.
도9를 참조하면 제1 분리부재 탑재블록(521)에는 슬라이딩 탄성체(523)가 끼워져 일측단이 탄지되는 제1-1 홀(521H1)이 형성되고, 제2 분리부재 탑재블록(522)에는 슬라이딩 탄성체(523)의 타측단이 끼워져 탄지되는 제2 홈(522P)이 형성된다. 슬라이딩 탄성체(523)는 인장 코일 스프링일 수 있다. 슬라이딩 탄성체(523)는 전후진 와이어(W21)에 의한 당김력 제거시 제1 분리부재 탑재블록(520)을 원위치시키기 위한 것이다.
도9를 참조하면 분리부재 회동부(541, 543, 545. 547)는 회동 지지 케이스(541), 수평 회동체(543), 제1 틸팅 회동체(547) 및 제2 틸팅 회동체(545)를 포함한다.
도9 및 도10을 참조하면 회동 지지 케이스(541)는 하측단이 신축붐 플레이트(300P)에 고정 설치된다. 수평 회동체(543)는 회동 지지 케이스(541)에 수평 방향으로 회동 가능하도록 설치된다. 수평 회동체(543)가 회동함에 따라 분리부재 탑재블록(521, 522)이 신축붐(300)의 종 방향과 평행하게 위치하는 가상의 수직 회전축을 중심으로 회전하게 된다.
도10을 참조하면 실시예1에는 수평 회동체(543)가 회동 지지 케이스(541)에 대하여 회전하도록 당김력을 부가하는 회전 와이어(W31)가 구비된다. 회전 와이어(W31)는 일측단이 수평 회동체(543)에 연결되고, 타측단이 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 고정 연결된다. 회전 와이어(W31)가 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 감김으로써, 수평 회동체(543)에 당김력이 부가된다.
도10에 도시되지는 않았으나, 회동 지지 케이스(541)에는 회전 탄성체(도면 미도시)가 설치된다. 상기 회전 탄성체(도면 미도시)는 태엽 스프링(스파이럴 스프링)일 수 있다. 상기 회전 탄성체(도면 미도시)는 회전 와이어(W31)에 의한 당김력 제거시 수평 회동체(543)를 원위치시키기 위한 것이다.
도9를 참조하면 수평 회동체(543)에는 틸팅 탄성체 블록(550)이 일체로 부착된다. 틸팅 탄성체 블록(550)에는 제1 틸팅 탄성체(551) 및 제2 틸팅 탄성체(552)가 탑재된다.
도9 및 도12를 참조하면 제2 틸팅 회동체(545)는 수평 회동체(543)에 종 방향으로 회동 가능하도록 설치된다. 제2 틸팅 회동체(545)가 회동함에 따라 분리부재 탑재블록(521, 522)이 신축붐(300)의 횡 방향과 평행하게 위치하는 제2의 가상의 수평 회전축을 중심으로 회전하게 된다.
도12를 참조하면 실시예1에는 제2 틸팅 회동체(545)가 수평 회동체(543)에 대하여 회전하도록 당김력을 부가하는 제2 틸팅 와이어(W42)가 구비된다. 제2 틸팅 와이어(W42)는 일측단이 제2 분리부재 탑재블록(522)에 연결되고, 타측단이 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 고정 연결된다. 제2 틸팅 와이어(W42)가 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 감김으로써, 제2 분리부재 탑재블록(522) 및 제2 틸팅 회동체(545)에 당김력이 부가된다.
도9 및 도12를 참조하면, 실시예1에는 제2 틸팅 탄성체 와이어(552-1)가 구비된다. 제2 틸팅 탄성체 와이어(552-1)는 일측단이 제2 분리부재 탑재블록(522)에 연결되고, 타측단이 제2 틸팅 탄성체(552)에 연결된다. 제2 틸팅 탄성체 와이어(552-1) 및 제2 틸팅 탄성체(552)는 제2 틸팅 와이어(W42)에 의한 당김력 제거시 제2 분리부재 탑재블록(522) 및 제2 틸팅 회동체(545)를 원위치시키기 위한 것이다. 제2 틸팅 탄성체(552)는 인장 코일 스프링일 수 있다.
도9 및 도11을 참조하면 제1 틸팅 회동체(547)는 제2 틸팅 회동체(545)에 종 방향으로 회동 가능하도록 설치된다. 제1 틸팅 회동체(547)의 회동 방향은 제2 틸팅 회동체(545)의 회전 방향과 직교하도록 설치된다. 따라서, 제1 틸팅 회동체(547)가 회동함에 따라 분리부재 탑재블록(521, 522)이 신축붐(300)의 횡 방향과 평행하게 위치하는 제1의 가상의 수평 회전축을 중심으로 회전하게 된다. 제1의 가상의 수평 회전축은 상기 제2의 가상의 수평 회전축과 직교한다.
도11를 참조하면 실시예1에는 제1 틸팅 회동체(547)가 제2 틸팅 회동체(545)에 대하여 회전하도록 당김력을 부가하는 제1 틸팅 와이어(W41)가 구비된다. 제1 틸팅 와이어(W41)는 일측단이 제2 분리부재 탑재블록(522)에 연결되고, 타측단이 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 고정 연결된다. 제1 틸팅 와이어(W41)가 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 감김으로써, 제2 분리부재 탑재블록(522) 및 제1 틸팅 회동체(547)에 당김력이 부가된다.
도9 및 도11을 참조하면, 실시예1에는 제1 틸팅 탄성체 와이어(551-1)가 구비된다. 제1 틸팅 탄성체 와이어(551-1)는 일측단이 제2 분리부재 탑재블록(522)에 연결되고, 타측단이 제1 틸팅 탄성체(551)에 연결된다. 제1 틸팅 탄성체 와이어(551-1) 및 제1 틸팅 탄성체(551)는 제1 틸팅 와이어(W41)에 의한 당김력 제거시 제2 분리부재 탑재블록(522) 및 제1 틸팅 회동체(547)를 원위치시키기 위한 것이다. 제1 틸팅 탄성체(551)는 인장 코일 스프링일 수 있다.
도6을 참조하면 와이어 구동부(600)는 와이어 구동부 케이스(610) 및 와이어 구동 모터(620)를 포함한다. 와이어 구동부 케이스(610)는 신축붐(300)에 고정된다. 와이어 구동 모터(620)는 와이어 구동부 케이스(610) 내부에 장착될 수 있다.
도7을 참조하면 실시예1에는 와이어 벨트(720)가 구비된다. 와이어 벨트(720)는 후술하는 벨트 권취드럼(710)에 용이하게 감길 수 있도록, 수개의 단위 와이어 벨트가 경첩 등에 의하여 연결됨으로써 형성될 수 있다. 와이어 벨트(720)는 와이어 구동 모터(620)에 의하여 풀리거나 감기는 다수개의 분리부 와이어 및 상기 신축붐 와이어를 각각 독립적으로 안내하기 위한 것이다. 상기 분리부 와이어는 위에서 설명한 제1 틸팅 와이어(W41), 제2 틸팅 와이어(W42), 회전 와이어(W31), 전후진 와이어(W21) 및 컷팅 와이어(W11)를 포함한다.
도13을 참조하면 와이어 벨트(720)는 내부에 다수개의 상기 분리부 와이어 및 상기 신축붐 와이어를 용이하게 안내하기 위한 안내 롤러(720R)가 설치된다. 안내 롤러(720R)는 와이어 벨트(720)에 회동 가능하게 설치될 수 있다.
도7을 참조하면 신축붐(300)에는 벨트 권취드럼(710)이 탑재된다. 벨트 권취드럼(710)은 신축붐(300)이 신축됨에 따라 와이어 벨트(720)를 풀어주거나 감기위한 것이다. 한편, 와이어 벨트(720)의 일측단은 신축붐 플레이트(300P)에 고정 연결되고, 타측단은 벨트 권취드럼(710)에 고정 연결될 수 있다.
실시예1에 있어서, 상기 신축붐 와이어, 제1 틸팅 와이어(W41), 제2 틸팅 와이어(W42), 회전 와이어(W31), 전후진 와이어(W21) 및 컷팅 와이어(W11)는 각각 서로 다른 구동 모터(620, 도6 참조)에 연결된다.
한편, 실시예1에서 분리부재 탑재블록(521, 522)에는 카메라(도면 미도시)가 장착될 수 있다. 상기 카메라(도면 미도시)를 통하여 영상을 전송받아 멀리 떨어진 지점에서도 과실의 위치를 파악하고, 이에 따라 과실 분리부(500)를 정확하게 구동하여 과실을 수확할 수 있다.
실시예2
도14는 실시예2의 주요부의 구성도를, 도15는 실시예2의 주요부의 작동도를, 도16은 실시예2의 낫 당김 와이어와 와이어 구동 모터의 연결 상태도를 나타낸다.
도14 및 도15를 참조하면, 실시예2의 경우 분리부재는 낫(510-2)일 수 있다.
도13 및 도14를 참조하면, 분리부재 탑재블록(521, 522)에는 일자 형상의 지지봉(531)이 슬라이딩가능하도록 끼워진다. 도9를 참조하면, 지지봉(531)이 끼워지도록, 제1 분리부재 탑재블록(521)에는 제1-2 홀(521H2)이 형성된다.
도14 및 도15를 참조하면, 지지봉(531)의 선단부에는 낫(510-2)이 슬라이딩 가능하도록 끼워진다.
도14 및 도15를 참조하면, 낫(510-2)에는 낫(510-2)이 지지봉(531)에 대하여 슬라이딩되도록 당김력을 부가하는 낫 당김 와이어(W51)의 일측단이 연결된다. 낫 당김 와이어(W51)의 타측단은 와이어 구동 모터(620, 도6 및 도16 참조)에 고정 연결된다. 낫 당김 와이어(W51)가 와이어 구동 모터(620, 도6 및 도16 참조)에 감김으로써 낫 당김 와이어(W51)에 당김력이 부가된다.
도16을 참조하면 낫 당김 와이어(W51)의 타측단이 연결되는 와이어 구동 모터(620)의 선단부는 경사부(A)가 형성될 수 있다. 경사부(A)가 형성됨으로써 와이어 구동 모터(620)가 한 쪽 방향으로 계속적으로 회전하더라도 낫 당김 와이어(W51)가 일정 길이만큼 감김과 풀림을 반복할 수 있다.
도14 및 도15를 참조하면, 실시예2에는 낫 당김 스프링(531-1)이 구비된다. 낫 당김 스프링(531-1)은 지지봉(531) 내부에 장착되는데, 일측단이 낫(510-2)에 연결되고, 타측단이 지지봉(531)에 연결된다. 당김 스프링(531-1)은 낫 당김 와이어(W51)에 의한 당김력 제거시 낫(510-2)을 원위치시키기 위한 것이다. 당김 스프링(531-1)은 인장 코일 스프링일 수 있다. 따라서, 낫 당김 와이어(W51)에 의한 당김력 제거시 당김 스프링(531-1)에 의하여 낫(510-2)이 후진하며 과수로부터 과실을 분리할 수 있게 된다. 실시예2는 특히 잣나무로부터 잣을 분리하여 수확하는데 유용하다.
도14 및 도15를 참조하면, 지지봉(531)에는 지지봉(531)이 분리부재 탑재블록(521, 522)에 대하여 전진되도록 당김력을 부가하는 지지봉 전진 와이어(W52)의 일측단이 연결된다. 또한, 지지봉(531)에는 지지봉(531)이 분리부재 탑재블록(521, 522)에 대하여 후진되도록 당김력을 부가하는 지지봉 후진 와이어(W53)의 일측단이 연결된다. 지지봉 전진 와이어(W52) 타측단 및 지지봉 후진 와이어(W53) 타측단은 와이어 구동 모터(620, 도6 참조)에 고정 연결된다.
실시예2에 있어서, 낫 당김 와이어(W51) 및 지지봉 전진 와이어(W52), 지지봉 후진 와이어(W53)는 서로 다른 구동 모터(620, 도6 참조)에 각각 연결된다.
기타의 설명은 실시예1에서 설명한 바에 준한다.
실시예3 및 실시예4
도17은 실시예3의 주요부의 구성도를, 도18은 실시예4의 주요부의 구성도를 나타낸다.
도17을 참조하면 분리부재 탑재블록(521, 522)에는 와이어 권취드럼(W11D)이 설치된다. 와이어 권취드럼(W11D)에는 와이어 케이블(도면 미도시)이 감겨진다. 상기 와이어 케이블(도면 미도시)은 컷팅 와이어(W11)의 소정 부분을 안내하기 위한 것이다. 컷팅 와이어(W11)의 소정 부분이 상기 와이어 케이블(도면 미도시)의 내부를 통과하며 상기 와이어 케이블(도면 미도시)과 함께 와이어 권취드럼(W11D)에 감기고 풀릴 수 있게 된다. 상기 와이어 케이블(도면 미도시)의 일측단은 분리부재 탑재블록(521)에 고정되고, 타측단은 와이어 권취드럼(W11D)에 고정될 수 있다. 한편, 와이어 권취드럼(W11D)에는 상기 와이어 케이블(도면 미도시)에 장력이 작용하지 않는 경우 상기 와이어 케이블(도면 미도시)이 와이어 권취드럼(W11D)에 다시 감길 수 있도록 탄성부재가 설치될 수 있다.
도18을 참조하면 틸팅 탄성체 블록(550)에는 와이어 권취드럼(W51D)이 설치된다. 와이어 권취드럼(W51D)에는 와이어 케이블(W51C)이 감겨진다. 와이어 케이블(W51C)은 낫 당김 와이어(W51)의 소정 부분을 안내하기 위한 것이다. 낫 당김 와이어(W51)의 소정 부분이 와이어 케이블(W51C)의 내부를 통과하며 와이어 케이블(W51C)과 함께 와이어 권취드럼(W51D)에 감기고 풀릴 수 있게 된다. 와이어 케이블(W51C)의 일측단은 지지봉(531)에 고정되고, 타측단은 와이어 권취드럼(W11D)에 고정될 수 있다. 한편, 와이어 권취드럼(W51D)에는 와이어 케이블(W51C)에 장력이 작용하지 않는 경우 와이어 케이블(W51C)이 와이어 권취드럼(W51D)에 다시 감길 수 있도록 탄성부재가 설치될 수 있다.
기타의 설명은 실시예1 내지 실시예2에서 설명한 바에 준한다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100:본체 300:신축붐
300P:신축붐 플레이트 300S:압축 코일 스프링
300U:단위붐 311:슬라이딩 돌기
330;무게중심 조절블록 400:와이어 구동부
410:신축붐 구동 모터 410S:신축붐 구동모터 감지센서
420:스크류 430;너트
441:신축붐 구동모터 지지 스프링 500:과실 분리부
510:신축붐 가이더 510-1, 510-2:분리부재
511:압축 코일 스프링 521, 522: 분리부재 탑재블록
523:슬라이딩 탄성체 531:지지봉
531-1:낫 당김 스프링 541, 543, 545. 547:분리부재 회동부
551, 552:틸팅 탄성체 600:와이어 구동부
710:벨트 권취드럼 720:와이어 벨트
W21:전후진 와이어 W31:회전 와이어
W41, W42:틸팅 와이어 W51:낫 당김 와이어
W52:지지봉 전진 와이어 W53:지지봉 후진 와이어

Claims (10)

  1. 본체(100)에 탑재되고, 과수로부터 과실을 분리할 수 있는 분리부재(510-1, 510-2)를 포함하는 과실 분리부(500)가 장착되며, 길이 방향으로 신축 가능한 신축붐(300);
    일단이 상기 과실 분리부(500)에 연결된 다수개의 분리부 와이어를 각각 독립적으로 풀어주거나 감아 상기 과실 분리부(500)를 작동시키는 와이어 구동부(600);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 과실수확장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 와이어 구동부(600)에 의하여 풀리거나 감기는 다수개의 상기 분리부 와이어를 각각 독립적으로 안내하는 와이어 벨트(720);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 과실수확장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신축붐(300)이 신축됨에 따라 상기 와이어 벨트(720)가 풀리거나 감기도록 상기 와이어 벨트(320)가 권취되는 벨트 권취드럼(710);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 과실수확장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 과실 분리부(500)는,
    상기 분리부재(510-1, 510-2)가 탑재되는 분리부재 탑재블록(521, 522);
    상기 분리부재 탑재블록(521, 522)이 상기 신축붐(300)의 종 방향과 평행하게 위치하는 가상의 수직 회전축 및 상기 신축붐(300)의 횡 방향과 평행하게 위치하는 가상의 수평 회전축 각각을 중심으로 회전 가능하도록, 일측단이 상기 신축붐(100)에 연결되고 타측단이 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)에 연결되는 분리부재 회동부(541, 543, 545. 547);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 과실수확장치.
  5. 제4항에 있어서,
    다수개의 상기 분리부 와이어는,
    상기 분리부재 탑재블록(521, 522)이 상기 가상의 수직 회전축을 중심으로 회전하도록 당김력을 부가하는 회전 와이어(W31);
    상기 분리부재 탑재블록(521, 522)이 상기 가상의 수평 회전축을 중심으로 회전하도록 당김력을 부가하는 틸팅 와이어(W41, W42);
    를 포함하고,
    상기 과실 분리부(500)는,
    상기 회전 와이어(W31)에 의한 당김력 제거시 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)을 원위치시키려는 회전 탄성체;
    상기 틸팅 와이어(W41, W42)에 의한 당김력 제거시 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)을 원위치시키려는 틸팅 탄성체(551, 552);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 과실수확장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분리부재 탑재블록(521, 522)은,
    상기 분리부재(510-1)가 탑재되는 제1 분리부재 탑재블록(521);
    제1 분리부재 탑재블록(521)이 슬라이딩 가능하도록 탑재되는 제2 분리부재 탑재블록(522)을 포함하고,
    다수개의 상기 분리부 와이어는,
    상기 제1 분리부재 탑재블록(521)이 상기 제2 분리부재 탑재블록(522)에 대하여 슬라이딩되도록 당김력을 부가하는 전후진 와이어(W21);
    를 포함하고,
    상기 과실 분리부(500)는,
    상기 전후진 와이어(W21)에 의한 당김력 제거시 상기 제1 분리부재 탑재블록(520)을 원위치시키려는 슬라이딩 탄성체(523);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 과실수확장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신축붐(300)은,
    상호 슬라이딩되도록 끼워지는 적어도 2개의 단위붐(300U);
    상호 슬라이딩되는 2개의 상기 단위붐(300U) 가운데 외측에 위치하는 단위붐(300U)의 내주면과 내측에 위치하는 단위붐(300U)의 외주면 사이에 탑재되며, 외측에 위치하는 단위붐(300U)에 하측단이 지지되고, 내측에 위치하는 단위붐(300U)에 상측단이 지지되는 압축 코일 스프링(300S);
    적어도 2개의 상기 단위붐(300U) 가운데 가장 내측에 위치한 단위붐(300U)의 상측에 부착되며, 상기 와이어 구동부(600)에 의하여 풀리거나 감기는 신축붐 와이어의 상측단에 연결되는 신축붐 플레이트(300P);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 과실수확장치.
  8. 제7항에 있어서,
    적어도 2개의 상기 단위붐 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 외주면 양측에 각각 돌출 형성된 슬라이딩 돌기(311);
    각각의 상기 슬라이딩 돌기(311)가 끼워져 슬라이딩 되는 안내홈이 각각 형성되며 상기 본체(100)에 상호 이격되며 설치되는 2개의 신축붐 가이더(510);
    각각의 상기 신축붐 가이더(510)의 내측에 각각의 상기 슬라이딩 돌기(311)를 탄성 지지하도록 설치되는 2개의 가이더 압축 코일 스프링(511);
    상기 본체(100)에 설치되는 신축붐 구동 모터(410)의 구동축에 연결되어 회전하되, 상기 신축붐 구동 모터(410)의 구동축에 대하여 횡 방향으로 자유롭게 회동 가능하도록 연결되는 스크류(420);
    적어도 2개의 상기 단위붐 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 하측에 상기 스크류(420)의 종 방향으로 회동 가능하게 설치되되, 상기 스크류(420)에 끼워져 상기 스크류(420)가 회전하는 경우 상기 스크류(420)를 따라 이동하는 이동 너트(430);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 과실수확장치.
  9. 제8항에 있어서,
    적어도 2개의 상기 단위붐 가운데 가장 외측에 위치한 단위붐(300U)의 외주면에 길이 방향을 따라 슬라이딩가능하도록 설치되는 무게중심 조절블록(330);
    상기 신축붐(300)의 종 방향을 따라 상기 신축붐 구동모터(410)를 지지하도록 설치되되, 상기 신축붐 구동모터(410)를 중심으로 상기 신축붐(300)의 종 방향을 따라 상호 이격되며 대향하도록 설치되는 신축붐 구동모터 지지 스프링(441);
    상기 무게중심 조절블록(330)에 작동 신호를 송신하기 위하여, 상기 신축붐 구동모터(410)의 움직임을 감지하는 신축붐 구동모터 감지센서(410S);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 과실수확장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 분리부재는 낫(510-2)이고,
    상기 분리부재 탑재블록(521, 522)에는 일자 형상의 지지봉(531)이 슬라이딩가능하도록 끼워지고,
    상기 지지봉(531)의 선단부에는 상기 낫(510-2)이 슬라이딩 가능하도록 끼워지고,
    상기 낫(510-2)에는 상기 낫(510-2)이 상기 지지봉(531)에 대하여 슬라이딩되도록 당김력을 부가하는 낫 당김 와이어(W51)가 연결되고,
    상기 지지봉(531)에는 상기 지지봉(531)이 상기 분리부재 탑재블록(521, 522)에 대하여 전진되도록 당김력을 부가하는 지지봉 전진 와이어(W52) 및 후진되도록 당김력을 부가하는 지지봉 후진 와이어(W53)가 각각 연결되고,
    상기 지지봉(631)에는 상기 낫 당김 와이어(W51)에 의한 당김력 제거시 상기 낫(510-2)을 원위치시키려는 낫 당김 스프링(531-1)이 장착되는 것을 특징으로 하는 과실수확장치.
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