KR20200031813A - A structure of granule drone with small sized discharger - Google Patents
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Abstract
Description
볍씨나 비료같은 입제를 드론으로 살포시 나타나는 문제점 즉, 바람으로 인하여 입제가 목표하는 지표면 범위를 벗어날 수 있다는 것과 또 다른 큰 부류로서는, 토출기의 단일화된 분사각도와 드론 조종자의 개별 습성 등으로 인하여 희망하는 목표량을 정확하게 구현하기가 쉽지 않다는 것이다. 그리하여 본 발명은 안전성과 관련해서는 바람에 영향을 덜 받는 낮은 곳에 토출기를 위치하게 하고 그 분사각도의 조절편 개념을 도입하면서 구조를 소형화하여 다수 수량을 배치하는 것이고 한편, 그 살포량의 적정성을 찾기위해서는 드론의 비행속도까지 포함한 살포량 변화요인을 찾은 후 요인별로 특정한 <경우의 수 조합>을 찾아 이를 실증조사한 후에 가장 가까운 값을 찾게 하고자 하는 것이다.Problems that appear when spraying granules such as rice seeds and fertilizers with drones, that is, the wind can cause the granules to fall outside the target surface range, and another big class is hope due to the unified ejection angle of the ejector and individual habit of the drone manipulator. It is not easy to accurately realize the target amount. Thus, the present invention is to place the ejector in a low place, which is less affected by wind, and to introduce a concept of the adjustment piece of the injection angle in relation to safety. After finding the factors of change in the amount of spray including the flight speed of the drone, the specific <number combination of cases> is searched for by factor, and then the empirical investigation is made to find the nearest value.
옛날의 입제살포 형식은 농부가 자신의 등에 입제살포 통을 걸머지고 걸어가면서 비료 내지는 볍씨를 논밭에 흩뿌리는 것이었다. 그래서 지표면에 낙하되는 입제의 량은 순전히 농부의 경험에 의한 것으로 흩뿌리는 그 손에 의해 이루어졌다. 이후 기계화된 이앙기가 직파재배를 시도하게 되었고 작금에는 드론농업시대가 도래하면서 드론이 공중에서 전진 비행을 하며 입제를 살포하고 있다.In the past, the format of spraying granules was to spread fertilizers or rice seeds in paddy fields while the farmer walked with a bucket of granules sprayed on his back. So the amount of granules falling on the surface of the earth was purely due to the farmer's experience and was made by the scattering hands. Afterwards, the mechanized rice transplanter attempted direct cultivation, and the drone farming era has just arrived, and drones are flying forward in the air and spraying granules.
종래의 입제살포용 드론은 우선 그 구조면에서 드론 몸체의 중간지점에 입제보관용 박스가 장착되어 있고 그 박스의 하단 출구에는 입제를 흩뿌리는 핵심부품 즉, 토출기가 부착되어 있다. 토출기 위치가 높을 경우 바람이 불면 입제는 정확하게 직하방으로 낙하하지 못한다. 토출기의 분사 각도는 한 개의 각도로 설정되어 드론조종자는 각도조절이 불가능하여 오로지 설정된 분사범위 내에서만 살포가 가능하게 된다. 입제마다 각기 다르게 요구되는 적정량을 살포하기 위한 개선이 요구되었다.Conventional drones for spraying granules are first equipped with a box for storing granules at the midpoint of the drone body in terms of its structure, and a core part that scatters granules, that is, a discharger, is attached to the bottom outlet of the box. When the position of the ejector is high, when the wind blows, the granules do not fall directly down. The injection angle of the ejector is set to one angle, and the drone operator cannot adjust the angle, so spraying is possible only within the set injection range. Improvement was required to spray the appropriate amount required for each granule.
드론 비행속도 또한 살포량에 변수로 작용하는데 빠르게 비행하면 낙하하는 살포량은, 동일한 조건이라면, 적게 되고 천천히 비행하면 많게 된다. 그러나 현장에서 살펴보면 이러한 엄중한 차이를 간과하고 개념없이 살포하는데 이에는 실증적인 사례분석을 통해서 이 문제를 해결할 수 있을 것이다.Drone flight speed also affects the amount of spray, but if you fly fast, the amount of drop that falls will be less if you fly under the same conditions and more if you fly slowly. However, if you look at the field, you will overlook these serious differences and apply them without concept. This will be solved through empirical case analysis.
비산현상이 없고 볍씨가 균일하게 살포되어 성장을 하게 되면 병해를 받지 않을 확률도 높다는 것이 전문가의 의견이고 아울러 균일한 분포도에서 볍씨가 성장하면 바람이 잘 소통되어 벼의 수확량도 많아 진다는 것이다. 그래서 드론살포시 바람의 영향을 덜 받게 하기 위하여 가능하면 더 낮게 비행하고자 하는 유혹이 있지만 그에는 드론 추락위험이 따르게 된다. 통상적으로 조종자들이 유지하는 높이는 3m이다.There is no scattering phenomenon, and even if the rice seeds are spread evenly and grow, there is a high probability that they will not be affected. In addition, if the rice seeds grow in a uniform distribution, the wind communicates well, and the yield of rice increases. So when drone spraying, there is a temptation to fly as low as possible in order to be less affected by the wind, but there is a risk of drone fall. Typically, the height maintained by the pilots is 3 m.
목표로 하는 <단위면적당 적정량의 입제살포>가 이루어지도록 하기 위해서는 관련변수의 요인별 최적값을 찾아야 하지만 그러나, 예로서 비행속도의 가변성 등은 너무 높아서 잘 고려되지 않고 있는바 이를 염두에 두고 진행해야 할 것이다.In order to achieve the target <appropriate amount of granules per unit area>, the optimal value for each factor of the relevant variable must be found, but, for example, the variability of the flight speed, etc. is so high that it is not considered well. something to do.
본 발명은 비행하는 드론에서 입제살포시 구조적으로는 다수 토출기 장치가 드론 몸체 하단에 부착되게 하고 입제가 균일한 량으로 각각의 토출기까지 전달되고, 그 다음 토출단계에서는 토출기의 분사각도, 토출기 회전모터 속도 그리고 비행하는 드론의 고도와 전진속도 등에 의해 살포범위 내에서 지표면에 낙하하는 수량이 결정된다.In the present invention, a plurality of ejector devices are structurally attached to the bottom of the drone body when spraying and spraying particles in a flying drone, and the granules are delivered to each ejector in a uniform amount, and in the next ejection step, the ejection angle and ejection of the ejector The amount of falling on the surface within the spraying range is determined by the speed of the rotating motor and the altitude and forward speed of the flying drone.
바람에 의한 영향감소는 소형화와 분사장치의 저변위치로 하여 해결토록 한다. 토출기의 분사 각도문제 해결에 있어서는 그 해당되는 숫자만큼의 별도의 토출기를 생산할 수 있겠으나 농민의 비용부담 감소와 이용시의 편리함을 위하여 토출기 원본은 그대로 둔 상태에서 탈부착이 가능한 미세한 플라스틱부품을 제조하여 설치사용할 수 있을 것이다.The reduction of the influence by wind is to be solved by miniaturization and the bottom position of the injection device. In solving the problem of the ejection angle of the ejector, it is possible to produce a separate ejector as many as the corresponding number, but for reducing farmers' cost burden and convenience in use, the ejector is manufactured with fine plastic parts that can be attached and detached. You will be able to install and use it.
그리고, 단위면적당 적정량과 관련해서는 우선은 토출기 분사각도를 세가지 정도로 선정실험하는 단계, 토출기 회전모터 요인은 두 단계 속도중 정지속도를 논밭 끝 터닝시에 사용하는 단계, 비행 관련 요인으로서는 한 개의 고도(3m)와 두 개의 전진속도(예로 초속3.3m와 4m )로 선택하는 단계 등 크게 세가지 요인을 조합하여 실험하는 총 경우의 수 3*1*2=6 즉, 6가지 경우에서 결과치를 얻어 그 최적값을 선택할 수 있게 된다.And, with regard to the proper amount per unit area, first, select and experiment the ejector injection angle to three levels, the ejector rotation motor factor is the step of using the stop speed at the end of the paddy field among the two stage speeds, and one as the flight-related factor. The total number of experiments by combining three factors, such as the step of selecting altitude (3m) and two forward speeds (e.g. 3.3m and 4m per second), results in 3 * 1 * 2 = 6, that is, 6 The optimum value can be selected.
본 발명은 드론이 농업에 적용되면서 얻게 되는 큰 변화 중의 하나가 될 수 있는데 일제시대 이후 보편화된 이앙방식에서 보다 진보된 직파재배 기능이 그것이다. 고정화된 토출기 분사구조의 각도가 조절가능한 것으로 구조변경이 되면 다양한 종류의 입제(벼, 잡곡, 비료, 사료 등)의 각기 다른 적정살포량 요구를 충족시킬 수 있게 된다. 이렇게 함으로써 농민과 농민 후계자들은 드론을 저렴한 비용으로 구입하여 보다 쉽게 조작할 수 있게 되고 일손부족현상을 해소할 수 있음은 물론이고 높은 인건비와 생산코스트를 상당히 절감시킬 수 있게 될 것이다.The present invention can be one of the big changes that drones get when they are applied to agriculture, which is a more advanced direct cultivation function in the common rice transplantation method since the Japanese colonial era. When the angle of the fixed ejector injection structure is adjustable, and the structure is changed, it is possible to meet different requirements for proper spraying of various types of granules (rice, grain, fertilizer, feed, etc.). This will allow farmers and farmer successors to purchase drones at low cost, make them easier to operate, eliminate work shortages, and significantly reduce high labor costs and production costs.
한편으로 동남아 지역국가에서의 벼농사는 3모작이 가능한 바 동 지역에서 본 발명품의 수출 활용시 그 유용성이 상당하게 나타날 것으로 보인다. 중국에 앞서 이런 선진화된 기계를 동남아 지역국가에 수출하면 의미있는 경제적 효과를 가져 올 것으로 보인다On the other hand, rice farming in Southeast Asian regional countries is possible for three crops, so it seems that the usefulness of the present invention will be considerably shown when the export of the present invention is utilized. Exporting these advanced machines to Southeast Asian countries ahead of China will have a significant economic effect.
도1은 전형적인 입제살포용 드론의 평면도
도2는 본 고안에 의한 토출기 3개가 낮게 설치된 입제살포용 드론 평면도
도3은 도1과 도2를 같은 위치에서 살포하는 효과를 비교하는 도면
도4는 분사각도의 중복가능성 예시도면과 비행중의 낙하정도를 표시한 도면
도5는 분사각도조절편의 관계도면1 is a plan view of a typical drone for spraying granules
2 is a plan view of a drone for spraying granules with three ejectors according to the present invention installed low.
Figure 3 is a view comparing the effect of spraying Figure 1 and Figure 2 at the same location
4 is a view showing an example of overlapping possibility of the injection angle and the degree of drop during flight.
Figure 5 is a relationship diagram of the injection angle adjustment piece
본 고안을 첨부된 도면을 참조하며 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention is described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.If described in detail with reference to the accompanying drawings for the present invention.
도1은 종래의 입제살포용 드론 정면도이다. 작동하는 과정을 살펴보면 1개의 토출기( 1 )가 입제보관통( 2 )에 보관되어 있는 입제를 회전모터에 의한 동력으로 상부의 입제를 직하방에 위치한 토출기로써 크랭크 축( 3 )의 회전으로 아래 위치로 옮겨 놓는다. 아래로 옮겨 진 입제는 곧바로 회전모터에 의해 회전판( 4 )이 회전하면서 위로부터 유입되는 입제를 토출기 밖으로 흩뿌린다. 회전모터의 속도는 두 계단으로 되어 있는데 회전하든지 아니면 중지상태에 있든지 하는데 토출기의 회전모터에 작동되는 회전판의 속도는 켜져 있을 경우에만 일정한 한 속도를 유지한다.1 is a front view of a conventional drone for spraying granules. Looking at the process of operation, one ejector (1) is a granulator stored in the granule storage container (2), and the granules of the upper part are located directly below the granules stored by the rotary motor. Move it to a location. As the granules moved down, the rotating plate (4) is rotated by the rotating motor, and the granules flowing from the top are scattered out of the ejector. The speed of the rotating motor is made of two steps, whether it is rotating or stopped, but the speed of the rotating plate operated by the rotating motor of the ejector maintains a constant speed only when it is turned on.
도2는 본 발명에 의한 입제살포용 드론의 구조도이다. 종래의 드론 토출기는 높은 위치에서 한 개의 수량으로 있고 그 토출기 분사각도는 하나의 각도로 고정되어 있는 원인으로 하여 개선필요성이 존재했었다. 그리하여 본 발명에서는 우선 종래의 토출기를 없애버리고 그 위치에 회전모터를 설치하여 크랭크 축의 원리를 이용한 부품( 1 )을 탑재하여 하방으로 입제를 밀어내는 기능을 하도록 하였다. 대신에 다수의 토출기가 하방에 설치되는데 더욱 낮은 위치를 확보하기 위하여 드론스키드(발판)의 하방 길이를 일정한 길이로 더 연장하여 좌우 횡방향으로 지지대 ( 2 )를 설치하고 그 지지대의 일정한 위치에 상기 다수의 토출기( 3 )를 설치하였다. 토출기 규격은 소형화하고 숫자는 증가시키어 상기 지지대에 균일한 범위로 설치하였다.Figure 2 is a structural diagram of a drone for spraying granules according to the present invention. There is a need for improvement because the conventional drone ejector has one quantity at a high position and the ejector ejection angle is fixed at one angle. Thus, in the present invention, the conventional ejector is first removed and a rotary motor is installed at the position to mount the
이와 같이 토출기 위치가 변경되면 메인통의 규격을 15리터수준으로 증량 가능하고 토출하는 위치는 최소한 20센치 이상 30센치 이내로 더 낮은 위치에 있게 된다. 상기 입제재료가 유입전달되기도 하는 지지대의 재료와 기능은 가벼운 재료인 탄소섬유파이프( 4 )로 하고 그 파이프 내부에는 입제의 유입량 조절을 위한 스크류( 5 )가 삽입되어 재료의 유입시 막힘현상이 없이 작동하도록 한다.When the position of the ejector is changed as described above, the size of the main cylinder can be increased to a level of 15 liters, and the ejecting position is at least 20 centimeters or more and less than 30 centimeters. The material and the function of the support that the granulation material is also transferred to is made of carbon fiber pipe (4), which is a light material, and a screw (5) for adjusting the amount of granulation is inserted in the pipe without clogging when the material enters. Let it work.
도3은 도1과 도2를 함께 배치하여 비교를 쉽게 하고자 한 것이다. 본 발명에 의한 장치의 주요특징을 가단히 설명해 보면 첫째, 분사각도의 조절이 가능한 토출기를 사용한다는 것이다. 다양한 입제와 지면 폭에 따라 분사각도의 유연성이 요구되는데 이를 수용할 수 있게 된다는 것이다. 둘째, 낮은 위치에 토출기가 설치되어 있는 관계로 비산위험이 적어진다는 점 그리고 셋째, 토출기가 소규모화하여 분사의 안전성이 확보된다는 점 등이다.3 is intended to facilitate comparison by arranging FIGS. 1 and 2 together. The main features of the apparatus according to the present invention are explained first. First, an ejector capable of adjusting the injection angle is used. According to the various granules and the width of the ground, the flexibility of the injection angle is required, which means that it can be accommodated. Second, the risk of scattering is reduced due to the fact that the ejector is installed at a low position, and third, the ejector is miniaturized to ensure the safety of injection.
토출기의 분사각도에 따라 살포범위와 중복되는 부분이 각기 다르게 나타나는데 여기에서는 하나의 사례로서 도4를 살펴 본다. 드론이 회전판 중심( 1 )에서 특정한 분사각도( 2 )로서 정지된 상태에서 살포를 하더라도 지면으로부터 어느 높이에서부터는 바로 옆의 토출기와 중복( 3 )하게 되는 것을 보여주고 있다. 그러나 드론이 실제로 비행하면서 살포시는 입제가 후방으로 더 멀리 날라가 버리기 때문에 상기 중복가능성은 정지된 상태에서 보다 더 좌우범위가 축소된다.Depending on the ejection angle of the ejector, the overlapping part of the spraying range appears differently. Here, FIG. 4 will be described as an example. It shows that the drone overlaps (3) the ejector next to it from a certain height from the ground even if the drone is sprayed while being stopped at a specific injection angle (2) at the center of the rotating plate (1). However, as the drones actually fly, when spraying, the granules fly farther to the rear, so the possibility of redundancy is further reduced in the left-right range than in the stopped state.
한편 드론의 비행속도에 따라서 입제가 낙하하는 모습( 6 )을 측면도를 통하여 살펴 보면와 같다. 드론의 비행속도에 따라 토출되는 입제는 드론토출기 끝 지점의 위치로부터 자체중력으로 낙하하는 위치까지의 거리는 비행속도에 따라 거리의 차이를 보이게 된다. 그림에서 보듯이 드론이 빠르게 비행하면 토출기에서 입제가 토출된 이후, 늦게 비행하는 경우 보다는, 조금 더 멀리 날아가다가 그 벡터 힘이 소진되면 입제는 그 순간부터는 자연낙하를 하게 된다( 5 ). 반면에 드론이 더 늦게 비행하는 경우 토출되어 자연낙하하는 모습은 ( 4 )에서 표현되고 있다. 이러한 드론비행속도에 따른 입제의 지면낙하량의 차이는 실증조사를 통하여 조사될 수 있을 것이다.On the other hand, according to the drone's flight speed, the dropping of granules (6) is as seen through the side view. The granules discharged according to the flight speed of the drone show a difference in distance depending on the flight speed, from the position of the end of the drone ejector to the position where it falls with its own gravity. As shown in the figure, if the drones fly fast, the particles are ejected from the ejector, then fly a little farther than when flying late, and if the vector force is exhausted, the granules fall naturally from that moment (5). On the other hand, when the drone is flying later, the appearance of the natural falling due to discharge is expressed in (4). Differences in the amount of ground drop in granules according to the drone flight speed may be investigated through empirical investigation.
분사각도의 범위 유연성과 관련하여 (도 5)의 상단에 있는 일반적인 토출기 구조를 살펴 본다. 회전모터( 1 )가 전원동력( 2 )을 받아 입제가 유입되고( 3 ) 유입된 입제는 아래의 회전판( 4 )을 통하여 밖으로 토출되는 형식이다 그런데 문제는 토출기가 하나의 고정된 각도로 출품된다는 것이다. 이 토출기에 탈부착할 수 있는 분사각도조절편( 5 )을 만들면 비용절감 효과를 높이고 서로 다른 입제의 살포요구에 적응시킬 수 있게 된다. 서로 다른 3개 각도일 경우 회전판중심축( 6 )으로부터 가장 작은 ( 7 )에서처럼 안쪽에 위치하는데 그림에서 가장 큰 것( 9 )은 원래 고정화되어 출품된 분사각도이다.In relation to the flexibility of the range of the injection angle, the general ejector structure at the top of (FIG. 5) is examined. The rotary motor (1) receives power power (2) and the granules are introduced (3) and the introduced granules are discharged out through the rotating plate (4) below. will be. By making the ejection angle adjusting piece (5) that can be attached and detached to this ejector, it is possible to increase the cost reduction effect and adapt it to different spraying requirements of different granules. In the case of three different angles, it is located inside, as in the smallest (7) from the central axis of the rotating plate (6).
Claims (5)
토출기의 설치위치, 규격, 수량 및 분사각도와 관련하여 드론 스키드(발판)수준으로 낮게 위치하게 하고 규격과 분사각도 양자가 공히 작아 진 토출기를 다수로 설치하는 단계;
분사각도 다양성을 쉽게 확보하기 위하여 탈부착 가능한 분사각도조절판을 제작설치하는 단계;
드론은 비행하면서 입제를 살포하는바 비행속도가 빠르면 지표면에 적은 량이 낙하하게 되고 반면에 비행속도가 늦으면 많은 량이 낙하하게 된다. 이에 동적인 상태 이외에 드론 비행하는 속도를 변수요인화 하고 상기 관련변수와 함께 <경우의 수 조합>으로 한 후에 실증조사를 하여 상기 변수요인의 적정한 값을 정하는 단계;For the improvement of the bar, the stable spraying of the existing drone spraying drone is not achieved due to the influence of the wind, and the spraying angle is fixed to one, which does not adequately meet the various spraying requirements.
Installing a plurality of ejectors in which both the size and the injection angle are both small and positioned at a low level with a drone skid (footboard) in relation to the installation position, size, quantity, and injection angle of the ejector;
Manufacturing and installing a detachable jetting angle control plate to easily secure the jetting angle diversity;
The drone sprays granules while flying, so if the flight speed is fast, a small amount will fall on the surface, whereas if the flight speed is slow, a large amount will fall. To this, in addition to the dynamic state, the variable speed of the drone flight is set as <number combination of cases> together with the related variable, and then an empirical investigation is performed to determine an appropriate value of the variable factor;
종래의 토출기 1대 시스템을 구조변경하는 바, 먼저 토출기 위치를 드론 스키드(발판)에 좌우방향으로 파이프 기능을 수행하면서 견고한 지지대 기능을 수행하도록 탄소섬유파이프를 (약 2미터)설치하고 이 지지대에 1개가 아닌 다수(여기서는 3개)의 토출기를 설치하고 이들 토출기의 분사각도는 종래의 1개 토출기 분사각도 보다 작게 설계하여 정밀살포가 가능하게 하는 단계;According to claim 1,
The structure of a conventional ejector system is changed. First, the carbon fiber pipe (approximately 2 meters) is installed to perform a robust support function while performing the pipe function in the left-right direction to the drone skid (footrest). A step of installing a plurality of ejectors other than one (here three) on the support and designing the ejection angles of these ejectors to be smaller than the ejection angles of a conventional ejector to enable precise spraying;
보관된 메인 박스에서 각 토출기까지 입제의 유입이 지속적으로 이루어져야 하는바, 메인박스 하단 출구부분에는 크랭축의 기능을 하는 부품을 장착하여 좌우흔들기 형식으로 입제를 하방으로 내려주고 또한 각 토출기 입구까지 탄소섬유파이프 내에서는 스크류장치를 삽입설치하여 원활히 유입될 수 있도록 하는 단계;The method of claim 1
Since the inflow of granules from the stored main box to each ejector must be made continuously, a part that functions as a crankshaft is installed at the lower outlet part of the main box, and the granules are lowered downward in the form of left and right shaking. Inserting and installing a screw device in the carbon fiber pipe so that it can flow smoothly;
분사각도는 입제의 종류와 지표면의 너비 등에 따라 각기 다른 요구가 있을 것인바 이의 조정이 용이하도록 하기 위하여 토출기 하단의 좌우부분에 탈부착이 가능하도록 한 분사각도조절판을 신규로 제작하여 설치운용 하는 단계;According to claim 1,
Different spraying angles will be required depending on the type of granule and the width of the surface, etc. In order to facilitate the adjustment of the spraying angle, a new spraying angle control plate that can be detachably attached to the left and right parts of the ejector is manufactured and installed. ;
드론은 비행하면서 살포하기 때문에 상기의 동적인 상태에서의 살포영향 이외에도 드론의 비행속도에 따라서도 영향을 받는다. 그러나 이는 속도의 가변성이 너무 많아 임의로 속도를 선정한 경우의 수를 조합하여 실증조사가 가능한바 이를 특정소수의 경우의 수를 조합실증 조사하여 변수 요인의 적정한 값을 찾는 단계.The method of claim 1
Since the drone sprays while flying, in addition to the above-mentioned spraying effect in the dynamic state, the drone is also affected by the flight speed. However, this is because the variability of speed is so great that empirical investigation is possible by combining the number of cases at randomly selected speeds.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220007396A (en) | 2020-07-10 | 2022-01-18 | 유한회사 드론테크원 | Connection structure for fertilizer broadcastor of drone |
| CN113950907A (en) * | 2021-09-13 | 2022-01-21 | 华中农业大学 | Precision drilling device capable of being carried on plant protection unmanned aerial vehicle of various machine frame types |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150118663A (en) | 2014-04-14 | 2015-10-23 | 평화정공 주식회사 | Vibration prevention device for motor |
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2018
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