KR20200104560A - Manure Spreader with Imbedded Monitering System - Google Patents

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KR20200104560A
KR20200104560A KR1020190023033A KR20190023033A KR20200104560A KR 20200104560 A KR20200104560 A KR 20200104560A KR 1020190023033 A KR1020190023033 A KR 1020190023033A KR 20190023033 A KR20190023033 A KR 20190023033A KR 20200104560 A KR20200104560 A KR 20200104560A
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강대식
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주식회사 그린맥스
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C3/00Treating manure; Manuring
    • A01C3/06Manure distributors, e.g. dung distributors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G5/00Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action
    • G01G5/04Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action with means for measuring the pressure imposed by the load on a liquid
    • G01G5/045Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action with means for measuring the pressure imposed by the load on a liquid combined with means for totalising the pressure imposed by several load-cells

Abstract

According to the present invention, an existing manure spreader equipped with a load cell has a problem that the weight of manure measured by the load cell is inaccurately measured due to vibration from the ground and vibration from a driving device and a fertilizer spraying means. To solve the above problem, the present invention provides a device for accurately measuring the weight of the manure loaded in the manure spreading device during operation or a manure spreading process, and a device for remotely monitoring the measurement, by removing net force applied to the load cell by providing acceleration sensors on the load cell and at upper and lower portions of the load cell around a point where the load cell is installed.

Description

임베디드 모니터링 시스템을 구비한 퇴비살포기{Manure Spreader with Imbedded Monitering System}Manure Spreader with Imbedded Monitoring System {Manure Spreader with Imbedded Monitoring System}
본 발명은 퇴비살포기에 관한 기술로 퇴비살포 상황을 원격으로 제어하고, 모니터링하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology related to a manure spreader and to a technology for remotely controlling and monitoring a manure spreading situation.
본 발명 이전의 선행기술로는 본 발명은 로드셀을 구비한 비료살포기 및 트레일러에 관한 것으로서, 작업자가 살포기의 호퍼 내의 비료의 적재 잔량을 정확하고 용이하게 실시간으로 확인할 수 있도록 로드셀을 구비한 비료살포기 및 트레일러에 관한 것으로 트랙터로부터 견인력을 전달받아 주행 가능한 본체 프레임과, 본체 프레임의 상부에 설치되어 비료를 적재하는 호퍼 사이에 호퍼에 적재된 비료의 무게를 측정하는 로드셀을 설치하여, 로드셀에 의해 호퍼 내의 비료가 살포될 때 무게의 변화를 측정하는 동시에 표시부에 그 무게의 변화가 실시간으로 표시되게 함으로써, 호퍼 내의 비료의 적재 잔량을 작업자가 정확하고 용이하게 실시간으로 확인할 수 있도록 한 로드셀을 구비한 비료살포기 및 트레일러의 기술이 개시되어 있다.As a prior art prior to the present invention, the present invention relates to a fertilizer spreader and a trailer having a load cell, and a fertilizer spreader having a load cell so that an operator can accurately and easily check the remaining loading amount of fertilizer in the hopper of the spreader in real time, and Regarding the trailer, a load cell for measuring the weight of the fertilizer loaded in the hopper is installed between the main frame that can be driven by receiving traction from the tractor and the hopper installed on the upper part of the main frame to load the fertilizer. Fertilizer spreader equipped with a load cell that measures the change in weight when fertilizer is applied and displays the change in weight on the display in real time, so that the operator can accurately and easily check the remaining amount of fertilizer loading in the hopper in real time. And a technology of a trailer is disclosed.
또 다른 선행기술로는 퇴비를 적재함과 동시에 살포하는 작업을 수행할 수 있는 퇴비 살포기에서 상기 퇴비살포기 자체에 유압을 공급하는 수단을 구비하여 퇴비의 살포작업을 원활하게 할 수 있도록 한 트랙터용 퇴비살포기에 관한 기술로 트랙터의 일측에 착탈가능하게 연결되고 퇴비를 적재하는 버켓과, 상기 버켓의 일측의 양단부에 제1 실린더기구에 의해 선회가능하게 축 결합되는 선회아암과, 상기 선회아암의 선단에 회전 가능하게 축 결합되고 외주면에 일전한 간격을 두고 다수개의 교반날개가 반경방향으로 연장되어 형성되며 구동모터에 의해 회전하는 로터 베이터와, 상기 버켓의 내측에 구성되고 링크부재와 제2 실린더기구에 의해 전후 이동되면서 퇴비를 푸쉬하는 푸쉬부재로 구성되는 퇴비살포기는 트랙터 본체의 유압장치 용량이나 모델에 관계없이 원활하고 안정되게 각 작동 부재(구동모터, 제1 실린더기구, 제2 실린더기구)를 작동시킬 수 있으며, 둘째, 퇴비살포기 자체에 오일탱크와 이중유압펌프장치를 구성함으로써 오일을 공급하는 유압호스의 길이를 대폭 줄일 수 있는 구성이 개시되어 있다. Another prior art is a compost spreader for tractors that has a means for supplying hydraulic pressure to the compost spreader itself in a compost spreader capable of carrying out the work of loading and spreading compost at the same time. A bucket that is detachably connected to one side of the tractor and loads compost, a swing arm pivotally coupled to both ends of the bucket by a first cylinder mechanism, and rotates at the tip of the swing arm A plurality of stirring blades are formed to extend in a radial direction at a uniform distance on the outer circumferential surface, and are formed by a rotor bait that rotates by a driving motor, and a link member and a second cylinder mechanism are formed inside the bucket. The compost spreader, composed of a push member that pushes the compost while moving back and forth, can operate each operating member (drive motor, first cylinder mechanism, second cylinder mechanism) smoothly and stably regardless of the capacity or model of the hydraulic system of the tractor body. Second, by configuring an oil tank and a dual hydraulic pump device in the manure spreader itself, a configuration capable of significantly reducing the length of a hydraulic hose supplying oil is disclosed.
공개특허공보 10-2017-0045623Unexamined Patent Publication 10-2017-0045623 등록특허공보 10-0847097Registered Patent Publication 10-0847097
본 발명은 로드셀이 구비된 기존의 퇴비살포기에 있어서, 지면으로부터의 진동과 구동장치 및 비료살포 수단으로부터의 진동에 의하여 상기 로드셀에서 측정된 퇴비의 무게가 정확하게 측정되지 않는 문제가 있어왔다.In the conventional compost spreader equipped with a load cell, the present invention has a problem in that the weight of the compost measured in the load cell is not accurately measured due to the vibration from the ground and from the driving device and the fertilizer spreading means.
본 발명은 이러한 문제를 상기 로드셀 및 상기 로드셀이 설치된 지점을 중심으로 상부와 하부에 각각 가속도센서를 구비하여 상기 로드셀에 작용된 알짜힘을 제거함으로써 상기 퇴비살포장치에 적재된 퇴비의 무게를 운행중 또는 퇴비 살포 중에도 정확하게 측정할 수 있는 수단 및 이를 원격에서 모니터링할 수 있는 수단을 함께 제공한다.The present invention solves this problem by providing an acceleration sensor at the upper and lower portions of the load cell and the point where the load cell is installed, respectively, to remove the net force applied to the load cell, thereby driving the weight of the compost loaded in the compost spreading device or It provides a means to accurately measure even during composting and a means to monitor it remotely.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 하기위 수단을 제공한다. The present invention provides the following means to solve the above problems.
퇴비의 적재량과 퇴비의 살포량을 모니터링하기위하여 4개의 로드셀을 하부프레임과 적재함사이데 설치하며,Four load cells are installed between the lower frame and the loading box to monitor the loading amount of compost and the amount of compost spread.
상기 로드셀은 로드셀 상부지지부, 로드셀 하부지지부 및 로드셀 본체로 구성되며, The load cell is composed of a load cell upper support part, a load cell lower support part, and a load cell body,
상기 로드셀 상부지지부 및 로드셀 하부지지부에 각각 6축 가속도센서를 구비하여 상기 로드셀에 작용하는 알짜가속도와 힘을 계산하는 것을 특징으로 하는 임베디드모니터링시스템을 구비한 퇴비살포기를 제공한다.It provides a compost spreader with an embedded monitoring system, characterized in that the load cell upper support part and the load cell lower support part each have a 6-axis acceleration sensor to calculate the net acceleration and force acting on the load cell.
또한, 상기 4개의 로드셀의 측정값과 상기 8개의 가속도센서의 측정값은 ISOBUS를 통하여 별도의 임베디드 시스템에 전달되어 모니터링되는 것을 특징으로 하는 임베디드모니터링시스템을 구비한 퇴비살포기를 제공한다.In addition, the measured values of the four load cells and the measured values of the eight acceleration sensors are transmitted to a separate embedded system through ISOBUS to be monitored. A manure spreader with an embedded monitoring system is provided.
본 발명에 사용된 임베디드모니터링 시스템은 리눅스 또는 윈도우즈 또는 기타 독립적으로 사용하는 오퍼레이팅 시스템을 탑제하거나, 이러한 오퍼레이팅 시스템 없이 독립적인 프로그램으로 동작하는 마이크로프로세서와 메모리 및 외부와 통신할 수 있는 주변장치 및 그래픽 유저인터페이스와 같이 휴먼인터페이스를 가진 하드웨어 및 소프트웨어가 결합된 장치를 의미한다. The embedded monitoring system used in the present invention includes a Linux or Windows or other independently used operating system, or a microprocessor that operates as an independent program without such an operating system, memory, and peripheral devices and graphic users that can communicate with the outside. Like an interface, it refers to a device in which hardware and software with a human interface are combined.
또한, 상기 임베디드모니터링 시스템에는 상기 로드셀에 작용하는 알짜가속도와 힘을 계산하는 계산식 또는 인공신경망회로이 내장되어 상기 4개의 로드셀의 측정값과 8개의 가속도센서의 가속도측정값으로부터 상기 적재프레임의 무게를 계산하는 것을 특징으로 하는 임베디드모니터링시스템을 구비한 퇴비살포기를 제공한다. In addition, the embedded monitoring system has a built-in calculation formula or artificial neural network circuit for calculating the net acceleration and force acting on the load cell, and calculates the weight of the loading frame from the measured values of the four load cells and the acceleration measured values of the eight acceleration sensors. It provides a manure spreader with an embedded monitoring system, characterized in that.
본 발명은 상기와 같은 구성에 의하여 외부의 진동 및 충격과 내부에서 발생하는 동력전달노이즈 및 퇴비살포 노이즈를 제거하고, 정확한 적재프레임의 무게를 항상 측정함으로써 정확한 퇴비의 살포와 살포량을 모니터링할 수 있는 수단을 제공함으로써 과하거나 부족하지 않는 퇴비살포가 가능한 효과가 있다. The present invention eliminates external vibrations and shocks and power transmission noise and compost spraying noise generated from the inside by the above configuration, and by always measuring the weight of an accurate loading frame, it is possible to accurately monitor the spraying and spreading amount of compost. By providing a means, there is an effect that it is possible to spread compost that is not excessive or insufficient.
도1은 본 발명의 ISOBUS 시스템으로 모니터링 가능한 정보를 보여주고 있다.
도2는 본 발명의 퇴비살포기에 관한 정보를 ISOBUS 통신에 연결하여 작업자가 모니터링하는 화면이다.
도3은 본 발명의 ISUBUS 시스템의 실제 배선도이다.
도4는 본 발명의 퇴비살포기의 분해사시도이다.
도5는 본 발명의 퇴비살포기에 설치된 센서의 종류와 위치 도면이다.
도6은 본 발명의 토비살포기의 프레임 구조이다.
도7은 본 발명의 퇴비살포기의 프레임과 퇴비살포기 적재프레임의 고정부의 고무지지부에 관한 도면이다.
도8은 본 발명의 적제프레임의 무게를 측정할 로드셀이다.
도9는 본 발명의 로드셀에 가속도센서가 상부와 하부에 결합된 부분투시도이다.
1 shows information that can be monitored by the ISOBUS system of the present invention.
2 is a screen for monitoring by an operator by connecting information on the manure spreader of the present invention to ISOBUS communication.
3 is an actual wiring diagram of the ISUBUS system of the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view of the manure spreader of the present invention.
5 is a diagram showing the types and locations of sensors installed in the manure spreader of the present invention.
6 is a frame structure of the toby spreader of the present invention.
Fig. 7 is a view of a frame of a manure spreader according to the present invention and a rubber support portion of a fixing portion of the loading frame of the manure spreader.
8 is a load cell to measure the weight of the loading frame of the present invention.
9 is a partial perspective view of an acceleration sensor coupled to the upper and lower portions of the load cell of the present invention.
본 발명의 임베디드 모니터링 시스템을 구비한 퇴비살포기는 ICT(Information & Communication Technology) 융복합 퇴비살포기의 한종류로 기존 퇴비살포기에 임베디드 시스템을 결합한 스마트 제품이다. 그러나, 단순히 임베디스 시스템을 결합한 것만으로는 부족하고, 아이디어와 실증실험을 통하여 기존의 퇴비살포기에서 기대할 수 없는 성능을 구비하였다. The compost spreader equipped with the embedded monitoring system of the present invention is a kind of ICT (Information & Communication Technology) fusion compost spreader, and is a smart product combining the embedded system with the existing compost spreader. However, it is not enough to simply combine the embedded system, and through ideas and empirical experiments, it has a performance that cannot be expected from the existing compost spreader.
기본적인 성능으로는 퇴비살포기의 퇴비적재량, 살포량, 살포폭, 작업순서 등을 확인하고 제어할 수 있는 모니터링 수단을 제공한다. 표준화된 ISOBUS를 이용하여 한 번 에 상기와 같은 정보를 작업자가 모니터링할 수 있는 수단을 제공한다.As for the basic performance, it provides a monitoring means to check and control the compost loading amount, application amount, spread width, and work order of the manure spreader. It provides a means for the operator to monitor the above information at once using standardized ISOBUS.
본 발명에서 사용되는 ISOBUS의 용어는 하기의 ISO 11783과 같은 통신 규격을 의미한다. 농업 및 임업용 트랙터 및 기계 장치로 알려진 ISO 11783는 일반적으로 "ISO 버스"또는 "ISOBUS"라고 하는 직렬 제어 및 통신 데이터 네트워크이다. 이 네트워크 프로토콜은 SAE J1939 프로토콜을 기반으로 하는 농업 산업을 위한 통신 프로토콜입로 일반적으로 자동차 등에 사용하는 CANbus와 호환된다.The term of ISOBUS used in the present invention means a communication standard such as ISO 11783 below. ISO 11783, also known as agricultural and forestry tractors and machinery, is a serial control and communication data network commonly referred to as "ISO Bus" or "ISOBUS". This network protocol is a communication protocol for the agricultural industry based on the SAE J1939 protocol, and is compatible with CANbus, which is generally used in automobiles.
퇴비살포기는 자주형으로 사용하는 경우도 있지만, 본 발명의 퇴비살포기는 트랙터에 부착하여 사용하는 장비로 도1과 같이 ISOBUS 가 구비된 트랙터의 경우 퇴비살포기의 정보이외에 모든 정보가 ISOBUS 통하여 확인될 수 있다. Although the manure spreader is sometimes used as a self-propelled type, the manure spreader of the present invention is an equipment attached to a tractor. In the case of a tractor equipped with ISOBUS as shown in Fig. 1, all information other than the information of the manure spreader can be checked through ISOBUS. have.
따라서, 본 발명은 퇴비살포기의 퇴비적재량, 살포량, 살포폭, 작업순서 등을 상기 ISOBUS를 통사여 사용자가 확인할 수 있도록 하는 임베디드시스템을 개발하고 이를 퇴비살포기에 부착하였다.Accordingly, the present invention has developed an embedded system that allows a user to check the compost loading amount, application amount, spread width, and work order of the compost spreader through the ISOBUS and attached it to the compost spreader.
도2는 퇴비살포기에서 확인할 수 있는 정보를 ISOBUS에 탑제하여 모니터링한 화면으로 트랙터의 진행속도, 퇴비살포기의 회전속도, 퇴비이송부의 이송속도 등을 확인할 수 있다.2 is a screen monitored by mounting information that can be checked on the manure spreader on ISOBUS, and it is possible to check the progress of the tractor, the rotational speed of the manure spreader, and the transfer speed of the manure transfer unit.
도3은 본 발명의 ISOBUS의 배선도이다.3 is a wiring diagram of ISOBUS of the present invention.
도4는 본 발명의 분해사시도로 ISOBUS를 통하여 모니터링할 수 있는 정보를 보여주고 있다. 퇴비이송체인의 이송속도, 후방게이트의 열림상태, 유압구동기어박스의 회전속도 등의 상태, 퇴비적제량을 알 수 있는 로드셀의 측정값을 모니터를 통하여 확인하는 도면이다.Figure 4 is an exploded perspective view of the present invention showing information that can be monitored through ISOBUS. This is a diagram that checks the measured value of the load cell through the monitor to know the feed rate of the compost transfer chain, the open state of the rear gate, the rotation speed of the hydraulic drive gear box, and the like, and the amount of compost loading.
도5는 본 발명에 사용하는 센서의 종류와 설치위치등을 보여주고 있다.5 shows the types and installation positions of sensors used in the present invention.
본 발명에서는 근접센서를 이용하여 회전하는 기어의 회전속도를 측정함으로써 비료살포장치의 이동속도, 퇴비이송장치의 퇴비이송속도, 퇴비살포를 담당하는 비터의 회전속도를 측정함으로써 정확한 퇴비살포를 제어할 수 있도록 하였다. 근접센서 이외에 다른 센서를 사용하는 경우에는 센서의 설치위치의 한계와 퇴비살포기에 적재되는 퇴비 등에 의한 센서의 오염 등의 문제가 있으나, 본 발명과 같이 근접센서를 사용하는 경우에는 퇴비에 의한 센서의 오염 등의 문제를 크게 걱정할 필요 없이 정확한 측정을 할 수 있는 장점이 있다.In the present invention, by measuring the rotation speed of the rotating gear using a proximity sensor, accurate compost spraying can be controlled by measuring the moving speed of the fertilizer spreading device, the compost transfer speed of the composting device, and the rotational speed of the beater in charge of spreading the compost. Made it possible. In the case of using a sensor other than the proximity sensor, there are problems such as limitation of the installation location of the sensor and contamination of the sensor due to compost loaded in the compost spreader. However, in the case of using the proximity sensor as in the present invention, the sensor due to compost It has the advantage of being able to accurately measure without worrying much about problems such as contamination.
또한, 퇴비살포기의 후방도의 열림정도를 유압밸브의 열림정도를 측정하여 모니터링 할 수 있도록 하였다.In addition, the degree of opening of the rear view of the manure spreader was monitored by measuring the degree of opening of the hydraulic valve.
또한, 4개의 로드셀을 퇴비살포기의 적재프레임 하부에 설치하여 상기 적제프레임의 무게를 측정하고 모니터링 할 수 있도록 하였다.In addition, four load cells were installed under the loading frame of the compost spreader to measure and monitor the weight of the loading frame.
도6은 본 발명의 퇴비살포기 적재프레임을 지지하는 하부프레임의 사시도로, 상기 적제프레임을 탄성지지하는 고무서스펜션을 구비하고 있다.Fig. 6 is a perspective view of a lower frame supporting the compost spreader loading frame of the present invention, and includes a rubber suspension elastically supporting the loading frame.
본 발명은 기존의 트랙터 등에 구비되어 있는 ISOBUS 버스 시스템에 본 발명의 퇴비살포기의 상기 근접센서 3가지, 유압밸브 열림정도 감지센서, 로드셀 4개 등의 정보를 임베디드 제어기를 통하여 연결하고 이를 모두 모니터링 및 제어가능한 제어기는 원격으로 또는 모니터링 시스템을 통하여 제어할 수 있는 수단을 제공한다. The present invention connects information such as the three proximity sensors of the manure spreader of the present invention, the hydraulic valve opening degree detection sensor, and four load cells to the ISOBUS bus system provided in a conventional tractor through an embedded controller, and monitors all of them. The controllable controller provides a means of controlling remotely or through a monitoring system.
상기 원격 모니터링 및 제어를 위해서는 와이파이, 로라통신 및 CDMA 통신과 같은 데이터 통신이 필수적이며 노트북 및 스마트폰 등과 같은 장비를 이용하여 모니터링 및 제어를 할 수 있으며, 이를 위하여 전용의 앱 또는 유틸리티를 사용함을 물론이다.Data communication such as Wi-Fi, LoRa communication, and CDMA communication is essential for the remote monitoring and control, and monitoring and control can be performed using equipment such as laptops and smartphones, and for this purpose, a dedicated app or utility is used. to be.
또한, 본 발명의 가장 핵심이되는 모니터링 요소는 상기 퇴비살포기에 구비된 4개의 로드셀을 이용하여 퇴비의 적재량과 퇴비의 살포량을 정확히 계산하고 이를 사용자에 알려주는 것이다.In addition, the most essential monitoring element of the present invention is to accurately calculate the loading amount of compost and the amount of compost spread by using the four load cells provided in the compost spreader, and inform the user of this.
상기 로드셀을 이용한 무게의 측정은 매우 간단하다. 로드셀을 상기 적재프레임과 하부프레임 사이에 설치하고 로드셀의 변형을 전기값으로 읽어 이를 합산하면 적재프레임과 상기 적재프레임에 적재된 퇴비의 무게를 함께 측정할 수 있다.Measurement of the weight using the load cell is very simple. When a load cell is installed between the loading frame and the lower frame and the deformation of the load cell is read as an electric value and summed up, the weight of the loading frame and compost loaded in the loading frame can be measured together.
퇴비가 적재되지 않은 상태에서 상기 로드셀을 이용하여 무게를 측정한다면, 적재프레임만의 무게를 측정할 수 있고, 따라서 전체무게에서 적재프레임의 무게를 빼고나면 퇴비의 무게를 측정할 수 있다.If the weight is measured using the load cell in a state where compost is not loaded, the weight of only the loading frame can be measured, and thus the weight of the compost can be measured after subtracting the weight of the loading frame from the total weight.
그러나, 퇴비의 면적당 살포량 등을 측정하거나, 면적당 살포량을 정하여 살포하고자 하는 경우에는 동적으로 움직이는 상태에서 상기 로드셀을 이용하여 적재프레임의 무게를 측정하고 이의 변화량을 계산하여야 하는 경우 도면으로부터의 진동, 비터의 회전에 의한 진동, 퇴비이송체인의 구동에 의한 진동 등 많은 노이즈가 작동하고 있어 로드셀을 이용한 정확한 적재프레임의 무게를 측정하는 것에 어려움이 있고, 따라서 퇴비의 면적당 살포량 등의 계산에 큰 오차가 있어 문제가되고 있다.However, in the case of measuring the spreading amount per area of compost, or determining the spreading amount per area, in the case of measuring the weight of the loading frame using the load cell while moving dynamically and calculating the amount of change thereof, vibration from the drawing, beater There is a lot of noise, such as vibration caused by the rotation of the machine and the vibration caused by the drive of the compost transfer chain, so it is difficult to measure the exact weight of the loading frame using the load cell. Being a problem.
더욱이 평지가 아닌 경사지의 경우에는 로드셀에 작용하는 무게가 수직이 아닌 전단방향의 힘을 포함하고 있어 더욱 측정에 문제가 되고 있다.Moreover, in the case of sloped lands other than flat lands, the weight acting on the load cell includes the force in the shear direction rather than vertical, which is a further problem for measurement.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 상기 로드셀이 결합되어 있는 수직 상부와 하부에 6축 가속도 센서를 각각 구비하여 무게측정 노이즈의 제거와 정확한 무게측정 방법을 개발하였다.In order to solve this problem, the present invention has developed a method for removing weighing noise and accurately measuring weight by providing 6-axis acceleration sensors in the vertical upper and lower portions to which the load cell is coupled, respectively.
상기 6축 가속도 센서는 X, Y, Z, 방향의 가속도와 X 축, Y 축, Z 축 방향의 회전을 측정하여 이를 상기 로드셀의 보정에 사용하는 것이 본 발명이 기존의 로드셀을 이용하여 무게를 측정하는 퇴비살포기와 차별화되는 구성이다.The six-axis acceleration sensor measures the acceleration in the X, Y, Z, and rotation in the X, Y, and Z directions, and uses this for correction of the load cell. It is a composition that is different from the compost spreader to be measured.
도8은 본 발명의 로드셀의 외관으로 로드셀 상부지지부와 로드셀 하부지지부 및 중앙의 로드셀 본체로 구성되어 있다.Fig. 8 is an exterior view of the load cell of the present invention, which is composed of a load cell upper support portion, a load cell lower support portion, and a load cell body at the center.
도9는 상기 로드셀 상부지지부와 로드셀 하부지지부의 중앙에 차륜의 전방부에 평행하게 X축을, 상기 X축과 수직하고 오른쪽을 + 방향으로하여 Y축을, 지면에서 하늘방향으로 z축의 +방향이 되도록 상기 6축 가속도 센서를 각각 설치하여 무게의 보정에 사용한다.9 shows the X axis parallel to the front of the wheel at the center of the load cell upper support part and the load cell lower support part, the Y axis perpendicular to the X axis and the right side + direction, and the z axis + direction from the ground to the sky direction. Each of the 6-axis acceleration sensors is installed and used to calibrate the weight.
즉. 로드셀의 상부와 하부의 가속도를 측정하여 상기 로드셀 본체에 작용하는 알짜힘을 계산하고 상기 알짜 힘 만큼을 무게측정 오차로 하여 측정된 로드셀의 값으로부터 적재프레임의 무게를 측정한다.In other words. The net force acting on the load cell body is calculated by measuring the accelerations of the upper and lower parts of the load cell, and the weight of the loading frame is measured from the measured value of the load cell using the net force as a weight measurement error.
이를 위하여 평평한 공간에 본 발명의 4개의 로드셀을 하부프레임과 적제프레임 사이에 설치하고 4개의 로드셀에서 각각 측정되는 신호로부터 실제측정된 적제프레임의 무게를 계산하여 각 로드셀별로 교정식을 만든다.To this end, the four load cells of the present invention are installed in a flat space between the lower frame and the loading frame, and the weight of the actually measured loading frame is calculated from the signals measured in each of the four load cells, and a calibration equation is made for each load cell.
이제 상기 적재함에 측면 진동 및 전후진동 및 상하진동을 가하여 상기 4개의 로드셀 각각의 센서값을 측정하고, 동시에 상기 로드셀 상부지지부 및 상기 로드셀 하부지지부에 구비된 8개의 가속도 값을 측정하고, 이로부터 로드셀에 작용하는 알짜 가속도를 계산하고 이로부터, 알짜 가속도 값과 로드셀의 무게측정 값 및 적재함의 무게값을 이용하여 상기 알짜 가속도와 로드셀의 값으로부터 적재함의 무게를 측정하는 계산식을 구한다. 계산식을 구해도 되고 각각의 로드셀의 값과 각각의 가속도 센서의 값을 저장하여 동일하거나 유사한 신호가 입력될 때 계산 없이 동일한 측정값을 가저올 수 있도록 할 수 있다. 또한, 인공신경망에 학습하여, 8개의 가속도 입력과 4개의 로드셀의 입력으로 항상 적재함의 무게를 출력하는 인공신경망을 사용할 수도 있다.Now, by applying side vibration, back-and-forth vibration, and vertical vibration to the loading box, the sensor values of each of the four load cells are measured, and at the same time, the eight acceleration values provided in the load cell upper support and the load cell lower support are measured, from which the load cell The net acceleration acting on is calculated, and a calculation formula for measuring the weight of the loading box is obtained from the net acceleration and the load cell value using the net acceleration value, the weight measurement value of the load cell, and the weight value of the load cell. The calculation formula can be obtained, or the value of each load cell and the value of each acceleration sensor can be stored so that the same measured value can be retrieved without calculation when the same or similar signal is input. In addition, it is possible to use an artificial neural network that learns from an artificial neural network and always outputs the weight of the loading box through inputs of 8 accelerations and 4 load cells.
이렇게 함으로써 작업 중에 노지에서 퇴비살포를 하며 외부진동 및 충격 및 동력전달에 의한 기계적인 노이즈를 상기 로드셀로부터 제거하고 정확한 적재함의 무게를 측정할 수 있다. 또한, 부정확한 측정 노이즈 제거 알고리즘을 통하여 여러 측정 데이터를 시계열로 배열하여 측정값이 급격히 변화된 것은 제외하고 상기 인공신경망의 학습과 검증에 사용한다.By doing this, compost is sprayed in the open field during work, and mechanical noise due to external vibration, impact, and power transmission is removed from the load cell, and the weight of the loading box can be accurately measured. In addition, through an inaccurate measurement noise removal algorithm, various measurement data are arranged in a time series and are used for learning and verification of the artificial neural network, except that the measurement values change rapidly.
이렇게 측정된 무게를 상기 ISOBUS에 연결하여 모니터링 제어기에서 이를 모니터링하고, 상기 ISOBUS에서 획득할 수 있는 트랙터 등의 차량의 이동속도를 이용하여 퇴비이송체인의 속도와 후방게이트의 열림 정도를 조절하여 단위 면적당 퇴비살포량을 제어할 수 있으며,The measured weight is connected to the ISOBUS and monitored by a monitoring controller, and the speed of the compost transfer chain and the degree of opening of the rear gate are adjusted using the moving speed of a vehicle such as a tractor that can be obtained from the ISOBUS. You can control the amount of compost spread,
상기 살포비트모듈의 회전속도를 제어하여 퇴비의 살포범위를 조절함으로써 사용자가 원하는 양의 퇴비를 원하는 면적에 고루 살포할 수 있는 수단을 제공한다.By controlling the rotational speed of the spreading bit module to control the spreading range of the compost, it provides a means by which the user can evenly spray the desired amount of compost to a desired area.
이를 위하여 본 발명은 하기와 같은 과제해결 수단을 제공한다.To this end, the present invention provides the following problem solving means.
본 발명의 퇴비살포기는 퇴비의 적재량과 퇴비의 살포량을 모니터링하기위하여 4개의 로드셀을 하부프레임과 적재함사이데 설치하며, The compost spreader of the present invention installs four load cells between the lower frame and the loading box to monitor the loading amount of compost and the spreading amount of compost,
상기 로드셀은 로드셀 상부지지부, 로드셀 하부지지부 및 로드셀 본체로 구성되며,The load cell is composed of a load cell upper support part, a load cell lower support part, and a load cell body,
상기 로드셀 상부지지부 및 로드셀 하부지지부에 각각 6축 가속도센서를 구비하여 상기 로드셀에 작용하는 알짜가속도와 힘을 계산하는 것을 특징으로 하는 임베디드모니터링시스템을 구비한 퇴비살포기를 제공한다.It provides a compost spreader with an embedded monitoring system, characterized in that the load cell upper support part and the load cell lower support part each have a 6-axis acceleration sensor to calculate the net acceleration and force acting on the load cell.
또한, 상기 4개의 로드셀의 측정값과 상기 8개의 가속도센서의 측정값은 ISOBUS를 통하여 별도의 임베디드 시스템에 전달되어 모니터링되는 것을 특징으로 하는 임베디드모니터링시스템을 구비한 퇴비살포기를 제공한다. In addition, the measured values of the four load cells and the measured values of the eight acceleration sensors are transmitted to a separate embedded system through ISOBUS to be monitored. A manure spreader with an embedded monitoring system is provided.
또한, 상기 임베디드모니터링 시스템에는 상기 로드셀에 작용하는 알짜가속도와 힘을 계산하는 계산식 또는 인공신경망회로이 내장되어 상기 4개의 로드셀의 측정값과 8개의 가속도센서의 가속도측정값으로부터 상기 적재프레임의 무게를 계산하는 것을 특징으로 하는 임베디드모니터링시스템을 구비한 퇴비살포기를 제공한다. In addition, the embedded monitoring system has a built-in calculation formula or artificial neural network circuit that calculates the net acceleration and force acting on the load cell, and calculates the weight of the loading frame from the measured values of the four load cells and the acceleration measured values of the eight acceleration sensors. It provides a manure spreader with an embedded monitoring system, characterized in that.
200 로드셀
210 로드셀 상부지지부
220 로드셀 하부지지부
230 로드셀 본체
240 상부 가속도센서
250 하부 가속도센서
200 load cell
210 Load cell upper support
220 Load cell lower support
230 load cell body
240 upper acceleration sensor
250 lower acceleration sensor

Claims (3)

  1. 퇴비의 적재량과 퇴비의 살포량을 모니터링하기위하여 4개의 로드셀을 하부프레임과 적재함사이데 설치하며,
    상기 로드셀은 로드셀 상부지지부, 로드셀 하부지지부 및 로드셀 본체로 구성되며,상기 로드셀 상부지지부 및 로드셀 하부지지부에 각각 6축 가속도센서를 구비하여 상기 로드셀에 작용하는 알짜가속도와 힘을 계산하는 것을 특징으로 하는 임베디드모니터링시스템을 구비한 퇴비살포기.
    Four load cells are installed between the lower frame and the loading box to monitor the loading amount of compost and the amount of compost spread.
    The load cell is composed of a load cell upper support part, a load cell lower support part, and a load cell main body, and a 6-axis acceleration sensor is provided in each of the load cell upper support part and the load cell lower support part to calculate net acceleration and force acting on the load cell. Manure spreader with embedded monitoring system.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 4개의 로드셀의 측정값과 상기 8개의 가속도센서의 측정값은 ISOBUS를 통하여 별도의 임베디드 시스템에 전달되어 모니터링되는 것을 특징으로 하는 임베디드모니터링시스템을 구비한 퇴비살포기.
    The method of claim 1,
    A compost spreader with an embedded monitoring system, characterized in that the measured values of the four load cells and the measured values of the eight acceleration sensors are transmitted to and monitored by a separate embedded system through ISOBUS.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 임베디드모니터링 시스템에는 상기 로드셀에 작용하는 알짜가속도와 힘을 계산하는 계산식 또는 인공신경망회로이 내장되어 상기 4개의 로드셀의 측정값과 8개의 가속도센서의 가속도측정값으로부터 상기 적재프레임의 무게를 계산하는 것을 특징으로 하는 임베디드모니터링시스템을 구비한 퇴비살포기.
    The method of claim 2,
    The embedded monitoring system includes a calculation formula or artificial neural network circuit that calculates the net acceleration and force acting on the load cell, and calculates the weight of the loading frame from the measured values of the four load cells and the acceleration measured values of the eight acceleration sensors. A manure spreader equipped with an embedded monitoring system characterized by.
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