KR20190008460A - 이동식 무인센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템 - Google Patents

이동식 무인센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동식 무인센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 무인방식으로 편리하게 사용할 수 있고 다양한 장소에서 호환성 있게 사용할 수 있으며, 센싱모듈의 구비 수량을 최소화하면서도 재배시설의 환경정보나 식물의 성장상태정보를 효과적으로 획득할 수 있을 뿐만 아니라 설치비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있는 이동식 무인센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치는 이동식 무인센싱장치에 있어서, 구름바퀴가 구비된 이동체; 상기 이동체에 탑재되어 감지작용을 수행하는 센싱모듈; 상기 이동체에 탑재되어 상기 구름바퀴에 구동력을 인가하는 이동체구동부; 상기 이동체에 탑재되어 전도를 방지하기 위한 균형유지동작을 수행하는 균형유지모듈; 및 상기 이동체의 전후이동 및 선회가 가능하도록 상기 이동체의 기울기를 변경시키는 동작을 수행하는 조작구동장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치를 이용한 재배시설 관리시스템은 이동식 무인센싱장치; 상기 센싱모듈로부터 수집된 수집데이터를 송수신하는 통신부 및 상기 이동식 무인센싱장치로부터 수신된 수집정보를 이용하여 재배시설을 모니터링하고 상기 모너터링 된 결과에 따라 상기 재배시설을 관리하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동식 무인센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템{MOVABLE SENSING APPARATUS , AND SYSTEM FOR MANAGING CULTIVATION FACILITY USING THE SAME}
본 발명은 이동식 무인센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 무인방식으로 편리하게 사용할 수 있고 다양한 장소에서 호환성 있게 사용할 수 있으며, 센싱모듈의 구비 수량을 최소화하면서도 재배시설의 환경정보나 식물의 성장상태정보를 효과적으로 획득할 수 있을 뿐만 아니라 설치비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있는 이동식 무인센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템에 관한 것이다.
농작물 재배는 토질, 기후 조건, 계절 등에 맞는 작물을 선택하여 노지에서 재배하는 것이 일반적이었으나, 사계절이 뚜렷한 우리나라의 기후 특성상 노지에서의 작물재배는 일정 시기에 국한되어 있는 반면, 국민들의 소득수준은 나날이 높아져 신선 농산물에 대한 수요는 연중 지속되고 있는 것이 현실이고, 근래 이상기온이 빈번히 발생하면서 국내 농산물 수급과 물가 변동에 대한 불확실성이 커지고 있다.
이에 따라, 이상기온에 따른 불확실성을 줄이고, 소비자들의 연중 수요를 충족하기 위한 방안으로 시설원예산업이 점차 확대되고 있으며 다양한 연구개발이 진행되고 있다.
예를 들면 시설원예는 유리온실이나 비닐하우스 등의 원예시설 내부에 구성한 재배지에 작물을 식재하고, 작물의 재배에 이상적인 온도, 습도, CO2 등의 조건을 유지하도록 환경을 관리하면서 재배과정을 수행하게 된다.
이를 위해, 원예시설 내부에는 온도, 습도, CO2 비율, 식물의 상태 등 식물의 재배에 필요한 다양한 정보를 모니터링 하기 위한 센서, 카메라 등과 같은 감지장치(이하, '센싱모듈'이라 함)가 설치되어 있다.
그리고, 원예시설의 내부는 위치나 높낮이 등에 따라 온도, 습도, CO2 비율 등에 차이나 나므로 효과적인 작물의 재배를 위해서는 여러 개소에 각각의 센서를 설치하여 관리하여야 하지만, 센서모듈은 매우 고가이므로 현실적인 적용이 불가능한 실정에 있다.
이에 따라, 원예시설 내부의 재배조건을 적절하게 관리할 수 없으므로 재배되는 농작물의 수확량이 낮고, 작업자에 의존하여 미시적 관리를 수행하여야 하므로 생산비의 상승은 물론이고 농작물의 품질이 저하되는 한계점이 있다.
한국공개특허 공개번호 제10-2016-0072519호 "유선드론을 적용한 작물개체 3차원 모니터링 시스템" 유럽등록특허 등록번호 EP02599381B1 "Greenhouse table and method for producing plants in a greenhouse comprising a corresponding greenhouse table"
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 무인방식으로 편리하게 사용할 수 있고 다양한 장소에서 호환성 있게 사용할 수 있도록 한 이동식 무인센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 센싱모듈의 구비 수량을 최소화하면서도 재배시설의 환경정보나 식물의 성장상태정보를 효과적으로 획득할 수 있고 설치비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있도록 한 이동식 무인센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치는 이동식 무인센싱장치에 있어서, 구름바퀴가 구비된 이동체; 상기 이동체에 탑재되어 감지작용을 수행하는 센싱모듈; 및 상기 이동체에 탑재되어 상기 구름바퀴에 구동력을 인가하는 이동체구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치는 이동식 무인센싱장치에 있어서, 구름바퀴가 구비된 이동체; 상기 이동체에 탑재되어 감지작용을 수행하는 센싱모듈; 상기 이동체에 탑재되어 상기 구름바퀴에 구동력을 인가하는 이동체구동부; 및 상기 이동체에 탑재되어 전도를 방지하기 위한 균형유지동작을 수행하는 균형유지모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치는 이동식 무인센싱장치에 있어서, 구름바퀴가 구비된 이동체; 상기 이동체에 탑재되어 감지작용을 수행하는 센싱모듈; 상기 이동체에 탑재되어 상기 구름바퀴에 구동력을 인가하는 이동체구동부; 상기 이동체에 탑재되어 전도를 방지하기 위한 균형유지동작을 수행하는 균형유지모듈; 및 상기 이동체의 전후이동 및 선회가 가능하도록 상기 이동체의 기울기를 변경시키는 동작을 수행하는 조작구동장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조작구동장치는 웨이트부재와, 상기 웨이트부재를 이동시켜 상기 이동체의 무게중심을 전후 및 좌우방향으로 변환시키는 웨이트구동장치를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치는 상기 센싱모듈의 상하이동, 전후이동, 선회운동 중에서 적어도 한 가지 이상을 수행하도록 상기 이동체에 설치되는 센싱모듈이동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 센싱모듈이동수단은, 상기 이동체에 설치되어 회전운동을 수행하는 회전이동수단, 상하 이동되는 승강부재를 구비한 상하이동수단, 및 좌우 이동되는 전후이동로드를 구비한 좌우이동수단 중에서 적어도 하나 이상이 선택되어 구성될 수 있다.
그리고, 상기 센싱모듈이동수단은, 상기 회전이동수단은 상기 이동체에 설치되고, 상기 상하이동수단은 상기 회전이동수단에 장착되며, 상기 좌우이동수단은 상기 상하이동수단의 승강부재에 장착될 수 있다.
여기서, 상기 상하이동수단은 승강부재로서 출몰 가능하게 다단으로 승강봉이 연결된 승강모듈, 또는 승강부재를 승강시키는 엘엠가이드모듈로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 구름바퀴는 레일에 안착되도록 림 부분에 홈부가 형성될 수 있다.
상기 센싱모듈은 온도센서, 습도센서, PH측정센서, 전기전도도측정센서, CO2측정센서, 이미지촬상모듈 중에서 적어도 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치는 상기 이동체구동부의 구동을 제어하는 구동제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 상기 구동제어부의 제어동작을 원격제어하는 원격제어부가 구비될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치를 이용한 재배시설 관리시스템은 전술한 이동식 무인센싱장치; 상기 센싱모듈로부터 수집된 수집데이터를 송수신하는 통신부 및 상기 이동식 무인센싱장치로부터 수신된 수집정보를 이용하여 재배시설을 모니터링하고 상기 모너터링 된 결과에 따라 상기 재배시설을 관리하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치에 의하면, 설정된 프로그램 또는 원격제어부의 제어신호에 따라 재배시설을 무인 방식으로 이동하면서 식물의 성장에 요구되는 온도, 습도, CO2량, 토양정보 등의 환경정보나 식물의 잎 수량, 키, 열매의 수량 및 크기 등 성장상태정보를 효과적으로 획득할 수 있으므로 농작물 재배의 편의성과 생산성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치에 의하면, 환경정보나 성장상태정보를 획득하기 위한 다수의 센싱모듈을 재배시설의 곳곳에 설치하지 않더라도 재배시설을 무인으로 이동하면서 효과적으로 획득할 수 있으므로 고가의 센싱모듈 설치비용과 유지보수비용을 현저히 절감할 수 있는 효과가 있다.
그 외에도, 본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치는 통신부를 매개로 획득된 정보를 관리서버로 전송하여 재배자나 관리자가 모니터하여 실시간으로 온실을 관리할 수 있어서 재배되는 농작물의 수확량 증대는 물론이고, 작업자에 의존하지 않고 미시적 관리가 가능하므로 생산비의 절감과 농작물의 품질을 향상시킬 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치를 나타낸 사시도,
도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치의 A부를 확대하여 나타낸 도면,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치의 상하이동수단을 나타낸 분리사시도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치의 B부를 확대하여 나타낸 사시도,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치의 사용상태를 설명하기 위한 도면,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치에 적용할 수 있는 조작구동장치의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치를 나타낸 사시도, 도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치의 A부를 확대하여 나타낸 도면으로서, 도2a는 A부 확대사시도, 도2b는 조작구동장치의 내부 구조를 나타낸 분리사시도이다.
도1 내지 도2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치는 식물의 성장에 요구되는 온도, 습도, CO2 량, 토양정보 등의 환경정보나 식물의 성장상태를 모니터링할 수 있도록 잎 수량, 키, 열매의 수량 및 크기 등 성장상태정보의 획득하기 위한 것으로, 특히 다수의 센싱모듈을 재배시설의 곳곳에 설치하지 않더라도 재배시설을 무인으로 자유롭게 이동하면서 효과적으로 환경정보 및 성장상태정보를 획득할 수 있도록 구성한 점에 특징이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치는 이동체(1), 센싱모듈(2), 센싱모듈이동수단(3), 이동체구동부(미도시), 균형유지모듈(미도시), 조작구동장치(5) 및 이동체구동부의 구동을 제어하는 구동제어부(6)가 구비되어 있다.
이동체(1)는 이동본체(11)에 구름바퀴(12)가 구비된 것으로, 구름바퀴(12)는 이동본체(11)에 전후 또는 좌우방향으로 복수 개가 배치된 구조로도 구성될 수 있으나, 본 실시예에서는 온실과 같은 정해진 공간이나 좁은 통로를 효과적으로 이동할 수 있고, 좁은 공간에서의 방향전환이 용이하도록 바퀴가 1개인 외륜 구조로 구성되어 있다.
이동체(1)는 구름바퀴(12)가 설치되는 이동본체(11)에 필요시 작업자나 환경정보측정자가 탑승할 수 있도록 절첩 가능한 구조의 발판(13)이 구비되어 있다.
구름바퀴(12)는 온실의 통로 등을 용이하게 이동할 수 있는 원형의 바퀴라면 형태나 구조에 특별한 제한은 없지만, 본 실시에에서는 온수배관(r,도5 참조)을 레일로 이용하여 자유롭게 이동할 수 있도록 림 부분에 홈부(121)가 형성된 것을 설치하는 것이 바람직하다.
센싱모듈(2)은 이동체(1)에 탑재되어 감지작용을 수행하는 구성요소로서, 온도, 습도, 일사량, CO2량 등과 같은 온실 내부의 환경정보, 토양의 온도, 습도, PH값 등과 같은 토양의 환경정보, 식물의 잎 수량, 키, 열매의 수량 및 크기 등과 같은 성장상태정보를 측정할 수 있도록 온도센서, 습도센서, PH측정센서, 전기전도도측정센서, CO2측정센서, CCD카메라와 같은 이미지촬상모듈 등이 선택적으로 설치되어 있다.
이동체구동부(미도시)는 이동체(1)에 탑재되어 구름바퀴(12)에 구동력을 인가하는 구성요소로서, 이동체(1)내에 설치된 배터리(미도시)로부터 인가되는 전원에 의해 회전되면서 구름바퀴에 회전력을 인가하는 구동모터로 구성되어 있다.
균형유지모듈(미도시)은 이동체(1)에 탑재되어 전도를 방지하기 위한 균형유지동작을 수행하는 구성요소로서, 자이로스코프센서로 구성되어 있다.
여기서, 자이로스코프센서는 이동체(1)의 기울기를 감지하여 이동체(1)가 전도되지 않고 자이로스코프를 통해 균형을 유지하고, 기울기에 따라 전방, 후방, 우측, 좌측 상태를 판단하는 것으로서, 회전운동을 하면 생기는 회전 반발력을 측정하여 전기신호 데이터로 바꾸어 측정하고, 이 전기신호 데이터를 자이로스코프가 인식하여 반대방향으로 회전운동을 하여 균형을 잡는 공지된 기술을 적용하여 구성한 것이다.
구동제어부(미도시)는 자이로스코프센서의 상태가 전방이면 전진으로 판단하여 구름바퀴(12)가 전방으로 주행하도록 구동모터를 제어하고, 우측이면 우회전으로 판단하여 구름바퀴(12)가 우회전하도록 제어하고, 좌측이면 좌회전으로 판단하여 구름바퀴(12)가 좌회전하도록 제어하며, 후방이면 후진으로 판단하여 후진하도록 구동모터를 제어하게 된다.
그리고, 전술한 이동체구동부, 균형유지모듈 및 구동제어부는 세그웨이, 외륜 전동차, 등으로 호칭 되는 주행제품과 유사하므로 구체적인 도면상 도시나 상세한 설명을 생략한다.
그리고, 본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치는 구동제어부(미도시)의 제어동작을 원격지에서 제어하는 원격제어부(미도시)가 구비되어 있다.
예컨대, 원격제어부는 공지된 원격제어기술을 이용하는 것으로, 구동신호의 입력을 위한 복수의 제어키(Control key)가 구비되어 이 제어키의 입력에 따라 원격제어신호를 송신하는 송신부와, 이동체(1)에 설치되어 송신부로부터 송신된 원격제어신호를 수신하고 구동제어부의 제어하에 이동체구동부를 구동시키는 수신부로 구성되어 있다.
조작구동장치(5)는 이동체(1)의 전후이동 및 선회가 가능하도록 이동체의 기울기를 변경시키는 동작을 수행하는 구성요소로서, 이동체의 기울기를 용이하게 변경할 수 있는 장치라면 특별한 제한 없이 다양하게 구성할 수 있다.
예컨대, 조작구동장치(5)는 도2b에 도시된 바와 같이 웨이트부재(51)와, 이 웨이트부재(51)를 이동시켜 이동체(1)의 무게중심을 전후 및 좌우방향으로 변환시켜 기울기가 변경되도록 하는 웨이트구동장치(52)로 구성되어 있다.
여기서, 웨이트부재(51)는 자성체로 형성된 원형볼로 형성되고, 웨이트구동장치(52)는 원형볼이 삽입되는 수용공간이 형성된 웨이트부재하우징(521), 이 웨이트부재하우징(521)의 전후좌우 방향과 저면에 설치되는 복수의 전자석(522)으로 구성되어 있다. 여기서, 웨이트부재하우징(521)은 통 형상의 하우징본체(521a)와, 이 하우징본체(521a)에 결합된 하우징커버(521b)로 구성되어 있다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치의 상하이동수단을 나타낸 분리사시도, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치의 B부를 확대하여 나타낸 사시도로서 좌우이동수단(33)을 확대하여 나타낸 것이다.
도3 및 도4를 참조하면, 센싱모듈이동수단(3)은 센싱모듈(2)을 감지 위치로 자유롭게 이동시키기 위한 구성요소로서, 센싱모듈(2)을 상하이동, 전후이동, 및 선회운동 시킬 수 있는 메커니즘을 갖는다면 특별한 제한 없이 적용할 수 있다.
바람직하게, 센싱모듈이동수단(3)은 센싱모듈(2)의 위치를 다채롭게 변경할 수 있도록 회전 가능하게 설치되는 회전이동수단(31), 상하 이동되는 상하이동수단(32), 및 좌우 이동되는 전후이동로드를 구비한 좌우이동수단(33)으로 구성되어 있다.
회전이동수단(31)은 이동체(1)에 설치된 휠하우징(314)에 내장되는 웜휠(311,worm wheel)과, 이 웜휠(311)에 치합되는 웜(312,worm), 및 출력축에 웜(312)이 결합되는 웜구동모터(313)로 구성되어 있다.
상기 상하이동수단(32)은 회전이동수단(31)에 장착되어 센싱모듈(2)을 상하로 이동시키는 구성요소로서, 웜휠(311)에 장착되어 승강운동을 수행할 수 있다면 압축공기에 의해 로드가 전후진 되는 공압실린더나 전원의 공급시에 로드가 전후진 되는 전기식 액츄에이터 등과 같은 액츄에이터를 특별한 제한 없이 적용될 수 있지만, 본 실시예에서는 통상 엘앰가이드모듈로 호칭되는 직선이동기구를 이용하여 구성하였다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 상하이동수단(32)은 도3에 도시된 바와 같이 승강부재(326)와 마주보게 배치되는 가이드부재(321), 승강부재(326)에 승강바고정브라켓(325)를 매개로 결합되고 가이드부재(321)에 접속되어 승강되는 슬라이더(322), 슬라이더(322)에 구동력을 인가하는 슬라이더 구동장치(323)가 구비되어 있다.
슬라이더(322)는 가이드부재(321)에 접속되어 승강부재(326)의 승강방향을 따라 전후진 되는 부재이고, 이 슬라이더(322)에는 승강부재(326)의 설치를 위한 승강바고정브라켓(325)이 장착된다.
슬라이더 구동장치(323)는 슬라이더(322)의 이동을 위한 구동력을 인가하는 구성요소로서, 가이드부재(321)에 장착되고 구동력을 생성하는 서보 모터(미도시)와, 이 서보 모터에 접속되어 회전되면서 슬라이더(322)를 전후로 이동시키는 볼스크류(미도시)로 구성되어 있다.
상기한 슬라이더 구동장치(323)는 시중에서 구입, 가능한 단일축 구동장치로서 서보 모터가 정역 작동되면 가이드부재(321)의 내부에 위치한 볼스크류(미도시)가 회전되어 너트부(미도시)를 통하여 연결된 슬라이더(322)가 가이드부재(331)를 따라 상하 직선적으로 이동하게 된다.
한편, 상하이동수단(32)은 전술한 엠엠가이드모듈 외에도 출몰 가능하게 다단으로 승강부재가 연결된 안테나와 유사한 승강모듈 등으로 다양하게 변경하여 구성할 수 있다.
상기 좌우이동수단(33)은 상하이동수단(32)의 승강부재(326)에 장착되어 센싱모듈(2)을 좌우로 이동시키는 구성요소로서, 래크부(335)가 형성된 횡이동바(331), 래크부(335)에 치합되는 피니언(332), 및 출력축에 피니언(332)이 결합되는 피니언구동모터(333)로 구성되어 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치는 센싱모듈로부터 수집된 수집데이터를 제공받아 재배시설을 모니터링하고, 모니터링 된 결과에 따라 온실과 같은 재배시설을 관리하는 관리서버(미도시)를 구비한 이동식 무인센싱장치를 이용한 재배시설 관리시스템을 구현할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치는 센싱모듈(2)로부터 수집된 수집데이터를 외부 단말로 송신하거나 외부 단말로부터 제어신호를 수신받는 통신부(미도시)가 구비될 수 있다.
여기서, 통신부는 관리서버(미도시)와의 무선통신을 수행하는 것으로, 무선통신은 WIFI, LoRa, RF, LTE 기술 등으로 구현할 수 있다.
상기한 이동식 무인센싱장치를 이용한 재배시설 관리시스템은 센싱모듈(2)에 의해 수집된 온실 내부의 환경정보, 식물의 성장상태정보를 관리서버에 저장된 정보와 비교하여 식물의 성장에 요구되는 온도, 습도, CO2량 등을 제어하여 식물이 보다 효과적으로 성장할 수 있도록 적절하게 환경조건을 조절할 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치의 작용을 간략하게 설명한다.
본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치는 설정된 프로그램 또는 원격제어부의 제어신호에 따라 이동체(1)가 온실 내부를 주행하게 되고, 센싱모듈(2)에 구비된 온도센서, 습도센서, PH측정센서, 전기전도도측정센서, CO2측정센서, CCD카메라 등과 같은 감지수단에 의해 온도, 습도, 일사량, CO2량 등과 같은 온실 내부의 환경정보, 토양의 온도, 습도, PH값 등과 같은 토양의 환경정보, 식물의 잎 수량, 키, 열매의 수량 및 크기 등과 같은 성장상태정보를 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 정보는 통신부를 매개로 관리서버로 전송되어 재배자나 관리자가 모니터링 함으로써 실시간으로 적절하게 온실을 관리할 수 있게 한다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치의 사용상태를 설명하기 위한 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치는 구름바퀴(12)의 림 부분에 홈부(121)가 형성되어 있으므로 온수배관(r)을 레일로 이용하여 자유롭게 이동체(1)가 이동할 수 있고, 이러한 이동과정에서 정보 데이터의 획득지점이 높은 경우 상하이동수단(32)의 슬라이더구동장치(323)을 구동시켜 슬라이더(322)를 매개로 승강부재(326)를 상승시키는 방법으로 고소 지점의 정보 데이터를 확보할 수 있다.
그리고, 센싱모듈(2)의 회전동작이 필요한 경우 웜구동모터(313)를 작동시키게 되면 출력축의 회전력이 웜(312)를 매개로 웜휠(311)에 전달되어 회전동작을 수행하게 되므로 센싱모듈(2)이 회전하게 된다. 또한, 센싱모듈(2)의 좌우 또는 전후진 동작이 필요한 경우 피니언구동모터(333)를 작동시키게 되면 출력축의 회전력이 피니언(332)를 매개로 레크부(335)에 전달되어 직선운동으로 변환되므로 횡이동바(331)가 전후진 되면서 센싱모듈(2)을 이동시키게 된다.
한편, 이동체(1)의 전후이동 및 선회와 같은 주행동작은 설정된 프로그램 또는 원격제어부의 제어신호에 따라 조작구동장치(5)의 의한 이동체의 기울기를 변경시키는 동작을 통해 수행할 수 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이 이동체(1)를 전방으로 주행하고자 경우 웨이트부재하우징(521)의 전방에 설치된 전자석(522)에 전원이 공급되면 자력에 의해 웨이트부재(51)가 당겨져 이동체(1)의 무게중심이 전방으로 이동되고 자이로스코프센서의 감지신호에 따라 구동제어부가 전진으로 판단하여 구름바퀴(12)가 전방으로 주행하도록 구동모터를 제어한다. 이와 같은 방식으로 후방에 설치된 전자석(522), 좌측방에 설치된 전자석(522) 및 우측방에 설치된 전자석(522)이 작동되면 웨이트부재(51)가 해당 위치로 이동되고 무게중심의 변화에 따라 구동제어부의 제어하에 구름바퀴(12)가 후진, 좌회전 및 우회전 하면서 주행하게 된다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 무인센싱장치에 적용할 수 있는 조작구동장치의 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 정면 구조를 간략화하여 나타낸 정면도이다.
도6을 참조하면 조작구동장치(5)는 웨이트부재(51)와, 이 웨이트부재(51)를 이동시켜 이동체(1)의 무게중심을 변환시켜 이동체(1)의 기울기가 변경되도록 하는 웨이트구동장치(52)로 구성되되, 웨이트구동장치(52)는 스텝모터(521)로 구성되고, 웨이트부재(51)는 무게추(511)로 형성되어 스텝모터의 출력축에 결합된 구조로 되어 있다. 이때, 스텝모터는 하중에 의한 처짐 변형 등이 방지되도록 출력축(521a)이 축지지부재(53)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.
도6에 도시된 바와 같이 조작구동장치(5)는 이동체(1)를 전방으로 주행하고자 경우 웨이트구동장치(52)로 적용된 스텝모터(521)가 작동되어 무게추(511)가 전방에 위치하도록 시계방향으로 회전시키게 되면 이동체(1)의 무게중심이 전방으로 이동되고 자이로스코프센서의 감지신호에 따라 구동제어부가 전진으로 판단하여 구름바퀴(12)가 전방으로 주행하도록 구동모터를 제어한다. 이와 같은 방식으로 스텝모터(521)의 회전각도를 조절하여 무게추(511)를 이동시켜 이동체(1)의 무게중심을 변화시킴으로써 후진 및 방향 전환을 수행하면서 주행할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이동식 무인센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
상기한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
1:이동체
11:이동본체
12:구름바퀴
2:센싱모듈
3:센싱모듈이동수단
31:회전이동수단
32:상하이동수단
33:좌우이동수단
5:조작구동장치
51:웨이트부재
52:웨이트구동장치
6:구동제어부

Claims (13)

  1. 이동식 무인센싱장치에 있어서,
    구름바퀴가 구비된 이동체;
    상기 이동체에 탑재되어 감지작용을 수행하는 센싱모듈; 및
    상기 이동체에 탑재되어 상기 구름바퀴에 구동력을 인가하는 이동체구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치.
  2. 이동식 무인센싱장치에 있어서,
    구름바퀴가 구비된 이동체;
    상기 이동체에 탑재되어 감지작용을 수행하는 센싱모듈;
    상기 이동체에 탑재되어 상기 구름바퀴에 구동력을 인가하는 이동체구동부; 및
    상기 이동체에 탑재되어 전도를 방지하기 위한 균형유지동작을 수행하는 균형유지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치.
  3. 이동식 무인센싱장치에 있어서,
    구름바퀴가 구비된 이동체;
    상기 이동체에 탑재되어 감지작용을 수행하는 센싱모듈;
    상기 이동체에 탑재되어 상기 구름바퀴에 구동력을 인가하는 이동체구동부;
    상기 이동체에 탑재되어 전도를 방지하기 위한 균형유지동작을 수행하는 균형유지모듈; 및
    상기 이동체의 전후이동 및 선회가 가능하도록 상기 이동체의 기울기를 변경시키는 동작을 수행하는 조작구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조작구동장치는 웨이트부재와, 상기 웨이트부재를 이동시켜 상기 이동체의 무게중심을 전후 및 좌우방향으로 변환시키는 웨이트구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센싱모듈의 상하이동, 전후이동, 선회운동 중에서 적어도 한 가지 이상을 수행하도록 상기 이동체에 설치되는 센싱모듈이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센싱모듈이동수단은, 상기 이동체에 설치되어 회전운동을 수행하는 회전이동수단, 상하 이동되는 승강부재를 구비한 상하이동수단, 및 좌우 이동되는 전후이동로드를 구비한 좌우이동수단 중에서 적어도 하나 이상이 선택되어 구성된 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센싱모듈이동수단은, 상기 회전이동수단은 상기 이동체에 설치되고, 상기 상하이동수단은 상기 회전이동수단에 장착되며, 상기 좌우이동수단은 상기 상하이동수단의 승강부재에 장착된 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 상하이동수단은 승강부재로서 출몰 가능하게 다단으로 승강봉이 연결된 승강모듈, 또는 승강부재를 승강시키는 엘엠가이드모듈로 구성된 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구름바퀴는 레일에 안착되도록 림 부분에 홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센싱모듈은 온도센서, 습도센서, PH측정센서, 전기전도도측정센서, CO2측정센서, 이미지촬상모듈 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동체구동부의 구동을 제어하는 구동제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 구동제어부의 제어동작을 원격제어하는 원격제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 이동식 무인센싱장치;
    상기 센싱모듈로부터 수집된 수집데이터를 송수신하는 통신부 및
    상기 이동식 무인센싱장치로부터 수신된 수집정보를 이용하여 재배시설을 모니터링하고 상기 모너터링 된 결과에 따라 상기 재배시설을 관리하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 무인센싱장치를 이용한 재배시설 관리시스템.
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