KR20210023486A - 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 식물의 성장에 필요한 용수 등을 효과적으로 공급함으로써 식물의 재배와 관리과정을 용이하게 수행할 수 있는 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템은 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템에 있어서, 식물의 식재공간이 마련된 식생프레임; 상기 식생프레임에 이동 가능하게 설치되는 분사부; 상기 분사부가 접속되는 분사부이동장치; 및 상기 분사부이동장치에 구동력을 인가하는 분사장치구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템{SMART CULTIVATION SYSTEM FOR UTILITY SUPPLYING APPARATUS}

본 발명은 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 식물의 성장에 필요한 용수 등을 효과적으로 공급함으로써 식물의 재배와 관리과정을 용이하게 수행할 수 있는 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 사회가 산업화 되고 현대화됨에 따라 주거형태가 아파트와 같은 공통주택으로 전환됨에 따라 베란다나 실내에서 화초와 농작물 등의 식물을 키워 정원과 같은 정취를 느끼며 취미 생활이나 장식용으로 활용하는 인구가 늘어나고 있다.

공동주택의 베란다나 실내에서 식물을 재배하는 방식은 재배상자에 식물을 식재하여 재배하고 있는 형태로서 재배상자가 바닥에 평면적으로 설치되므로 단위공간당 재배면적이 작아서 재배효율이 낮은 단점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 방안으로는 다수개의 화분을 수직으로 적층시킨 적층식 화분이 제안되어 있지만 구조가 복잡하고 설비비가 많이 소요되고, 화분이 적층된 구조이어서 고른 채광이 이루어지기 어렵고, 물주기 등의 관리가 번거로워 크게 활용되지 못하고 있는 실정이다.

그리고, 근래에는 식물재배모듈을 벽에 직접 부착하여 벽면녹화 또는 수직정원을 연출하고 있는 벽면 식생기술이 시도되고 있지만, 식물의 성장에 필요한 수분의 공급이나 이산화탄소의 시비 등이 어려워서 실질적인 적용이 불가능한 실정에 있다.

또한, 벽면 식생기술은 건축물 등에 설치한 상태에서 물을 주기적으로 공급하기 어려워서 한번에 많은 양의 물을 주게 되면 흘러내려 행인에게 피해를 주게 될 뿐만 아니라 물의 낭비가 심한 단점이 있다.

한국등록특허 제10-1726567호 "수직형 식물 재배장치" 한국등록특허 제10-1105543호 "입체 녹화용 식물 재배 용기 및 이를 이용한 입체 녹화 시스템"

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 식물의 성장에 필요한 용수 등을 효과적으로 공급함으로써 식물의 재배와 관리과정을 용이하게 수행할 수 있도록 한 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템은 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템에 있어서, 식물의 식재공간이 마련된 식생프레임; 상기 식생프레임에 이동 가능하게 설치되는 분사부; 상기 분사부가 접속되는 분사부이동장치; 및 상기 분사부이동장치에 구동력을 인가하는 분사장치구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 분사부이동장치는, 상기 식생프레임의 일측 및 타측에 마주보게 설치되는 종동풀리; 상기 분사장치구동부에 접속되어 회전되고 상기 종동풀리와 이격되게 상기 식생프레임에 설치되는 구동풀리; 및 상기 종동풀리 및 상기 구동풀리에 설치되고 상기 분사부가 설치되는 분사부이동부재;를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 분사장치구동부는, 구동력을 생성하여 출력하는 분사부구동모터; 상기 구동풀리 사이에 접속되는 구동축; 및 상기 분사부구동모터의 회전력을 상기 구동축에 전달하는 동력전달기어;를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 분사부는 상기 분사부이동부재에 설치되고 복수의 분사구가 형성된 분사봉을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 동력전달기어는 상기 분사부구동모터의 출력축에 결합되는 입력측 베벨기어부와 상기 입력측 베벨기어부와 치합되도록 상기 구동축에 설치되는 출력측 베벨기어부로 이루어진 베벨기어로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템은 상기 식생프레임의 상부 및 하부에 설치되어 상기 분사봉을 감지하는 감지수단 및 상기 감지수단으로부터 인가된 감지신호에 따라 상기 분사부구동모터의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

아울러, 상기 분사봉은 길이의 조절이 가능한 구조로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템에 의하면, 분사부를 자동적으로 이동시키면서 식물의 성장에 필요한 용수, 양액, 이산화탄소 등을 효과적으로 공급할 수 있어서 식물의 재배와 관리과정을 간편하고 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템의 전체적 외관을 나타낸 사시도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템을 나타낸 분리사시도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템의 분사부이동장치 부분을 확대하여 나타낸 사시도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템의 분사장치구동부를 설명하기 위한 개략적인 구성도,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템의 작동상태를 설명하기 위한 사시도,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템이 벽면에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1 내지 도6에 의거하여 상세히 설명하되, 도1 내지 도6에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여하여 설명하도록 한다.

한편, 각각의 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다. 또한, 본 발명이 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템에 특징을 갖는 것이므로 이와 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하고 나머지 부분에 대한 설명은 간략화하거나 생략하도록 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템의 전체적 외관을 나타낸 사시도, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템을 나타낸 분리사시도, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템의 분사부이동장치 부분을 확대하여 나타낸 사시도, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템의 분사장치구동부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도1 내지 도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템은 식생프레임(1), 분사부(2), 분사부이동장치(3), 및 분사장치구동부(4)가 구비된 것으로서, 식물의 성장에 필요한 용수 등을 효과적으로 공급할 수 있는 관수장치를 구비한 점에 주요한 특징이 있다.

식생프레임(1)은 식물이 식재되어 성장하는 식재공간이 마련된 구성요소로서, 대략 사각틀 형상으로 형성된 테두리부재(11), 이 테두리부재(11)에 내측에 식재공간이 형성되도록 설치되는 베이스판(12), 테두리부재(11) 및 베이스판(12)에 설치되는 보강재(13), 식재공간을 복수의 공간으로 구획하고 식물이 식재되는 복수의 식재판(14)으로 구비되어 있다.

그리고, 테두리부재(11) 및 베이스판(12)에는 벽면과 같은 설치면에 고정할 수 있는 프레임고정브라켓(15)이 결합되어 있고, 식재판(14)은 식재된 식물이 쉽게 이탈되지 않도록 상향 경사지게 설치되어 있다.

아울러, 도1에 도시된 식생프레임(1)은 벽면에 설치할 수 있도록 구성한 하나의 예시된 형태에 불과한 것으로서, 식재장소의 면적이나 높이 등과 같은 조건이나, 식재식물의 종류 등에 따라 특별한 제한 없이 다양한 형태로 형성될 수 있다.

한편, 분사부(2)는 식물의 재배에 필요한 용수, 양액, 이산화탄소(Co2) 등을 식물재배 영역으로 공급하기 위한 구성요소로서, 식생프레임(1)에 이동 가능하게 설치된 점에 주요한 특징이 있다.

분사부(2)는 일정 간격으로 복수의 분사구가 형성된 분사봉(21)으로 형성된 것으로서, 분사봉(21)은 중공부를 갖는 파이프로 구성되되, 식생프레임(1)의 폭 정도의 길이로 형성되어 있다.

그리고, 분사구는 분사봉(21)에 미세한 홀이 천공된 형태로 형성되어 있지만, 별도의 분사노즐이 설치된 구조로도 구성될 수 있다.

그리고, 분사봉(21)은 분사분이동장치(3)의 분사부이동부재(33)에 분사부고정브라켓(22)을 매개로 설치되어 있고, 그 일측 단부에는 용수, 양액, 이산화탄소(Co2) 등을 공급하는 공급호스(23)가 접속된다.

한편, 분사봉(21)은 다양한 크기의 식생프레임(1)에 호환성 있게 사용할 수 있도록 길이의 조절이 가능한 구조로 구성될 수 있다.

예컨대, 분사봉(21)은 길이조절이 가능한 낚시대와 유사하게 형태로서, 외경이 서로 다른 복수의 봉상부재가 출몰 가능하게 서로 조립된 형태로 구성될 수 있다.

아울러, 공급호스(23)에는 식물의 재배에 필요한 용수, 양액, 이산화탄소(Co2) 등을 공급하는 펌프(미도시)와, 이 펌프의 흡입라인의 접속되는 용수저장조, 양액저장조, 이산화탄소저장조 등이 구비될 수 있다.

한편, 분사부이동장치(3)는 분사부를 이동시키기 위한 구성요소로서, 구동풀리(31), 종동풀리(32), 및 분사부이동부재(33)로 구성되어 있다.

구동풀리(31)는 분사장치구동부(4)에 접속되어 회전력을 전달받는 구성요소로서, 종동풀리(32)와 이격되게 식생프레임(1)의 상부에 설치되어 있다.

그리고, 구동풀리(31)는 식생프레임(1) 상부의 일측 및 타측에 마주보게 배치되는 한 쌍의 타이밍풀리로 구성되어 있다.

종동풀리(32)는 식생프레임의 하부에 설치되는 것으로서, 일측 및 타측에 마주보게 한 쌍으로 배치되는 타이밍풀리로 구성되어 있고, 이 타이밍풀리는 풀리연결축(34)에 의해 서로 연결되어 있다.

분사부이동부재(33)는 종동풀리(32) 및 구동풀리(31)에 설치되어 분사부(2)를 직접적으로 이동시키는 기능을 수행하는 구성요소로서, 외면에 분사부(2)가 결합되는 타이밍벨트로 구성되어 있다.

전술한 분사부이동장치(3)는 복수의 풀리와 이 풀리와 접속되는 벨트로 이루어진 벨트동력전달방식으로 구성되어 있지만, 복수의 스프로켓과 이 스프로켓에 접속된 체인으로 이루어진 체인동력전달방식으로 구성될 수도 있다.

한편, 분사장치구동부(4)는 분사부이동장치(3)에 구동력을 인가하는 구성요소로서, 분사부구동모터(41), 동력전달기어(42), 및 구동축(43)으로 구성되어 있다.

분사부구동모터(41)는 구동력을 생성하여 출력하는 구성요소로서, 감속기를 구비한 서보모터로 구성될 수 있다.

동력전달기어(42)는 분사부구동모터(41)의 출력축에 결합되는 입력측 베벨기어부(42a)와 입력측 베벨기어부(42a)와 치합되도록 구동축(43)에 설치되는 출력측 베벨기어부(42b)로 이루어진 베벨기어로 구성되어 있다.

구동축(43)은 동력전달기어(42)를 매개로 분사부구동모터(41)의 회전력을 전달받아 회전되고 양쪽 구동풀리(31)에 접속되는 구성요소로서, 식생프레임(1)을 가로질러 설치됨으로써 단일의 분사부구동모터(41)에 의해서도 양쪽 구동풀리(31)가 동시에 회전되도록 구성되어 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템은 식생프레임(1)의 상부 및 하부에 분사봉(21)을 감지할 수 있는 근접센서와 같은 감지수단(미도시)이 구성되어 있다.

감지수단은 분사봉(21)의 근접 시에 전기신호를 제어부(미도시)에 인가함으로써, 제어부에 설정된 제어 알고리즘에 따라 분사부구동모터(41)의 구동정지 동작이나 정방향 및 역방향 구동제어가 이루어지도록 한다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템의 작용을 간략하게 설명한다.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템의 작동상태를 설명하기 위한 사시도, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템이 벽면에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템은 수평한 면이나 경사진 면에 설치하여 식물을 재배할 수도 있지만, 식생프레임(1)의 식재판(14)이 상향 경사지게 설치되어 있으므로 도6에 도시된 바와 같이 건축물이나 토목 구조물과 같은 수직 벽면에 설치하여 농작물과 같은 식물을 재배할 수 있다.

이와 같이 건축물이나 토목 구조물과 같은 수직 벽면에 스마트 재배시스템을 설치하게 되면 별도의 토지를 점유하지 않으면서도 농작물의 생산량을 증대시킬 수 있고, 도시의 경우 도시 미관을 향상시킬 수 있음을 물론이고, 식물의 정화작용에 따른 대기오염을 줄일 수 있는 장점이 있다.

한편, 전술한 바와 같이 벽면에 설치된 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템의 작동과정을 간략하게 설명하면, 사용자의 입력신호나 제어부(미도시)에 미리 설정된 제어신호에 따라 분사부구동모터(41)가 정방향으로 회전되면 회전력이 입력측 베벨기어부(42a)와 출력측 베벨기어부(42b)로 전달되면서 구동축(43)이 회전동작을 수행하게 된다.

구동축(43)의 회전으로 분사부이동부재(33)가 상승되면 이에 결합된 분사봉(21)이 상승되는데, 이러한 상태에서 식물의 재배에 필요한 용수가 펌프(미도시)의 압송력에 의해 공급호스(23)를 통해 공급되면 분사봉에 형성된 분사구를 통해 미스트 형태로 분출되면서 식재된 식물을 향해 분출된다.

그리고, 분사봉(21)이 식생프레임(1)의 상단에 근접하게 되면 감지수단을 통해 감지된 신호에 따라 분사부구동모터(41)를 역방향으로 회전시킴으로써 분사봉의 하방 이동시켜 용수를 공급할 수 있다.

이러한 방식으로 분사부구동모터(41)를 정방향 및 역방향으로 회전시켜 분사봉(21)를 상하로 이동시키면서 물을 미스트 형태로 공급하게 되면 한번에 많은 양의 물을 공급하게 되어 발생되는 물의 낙하에 따른 행인의 피해와, 물의 낭비를 방지할 수 있다.

아울러, 분사봉(21)으로 물 외에 양액이나 이산화탄소를 공급하면서 분사부구동모터(41)를 정방향 및 역방향으로 회전시키는 방식으로 시비작업 또한 수행할 수 있으므로 편리하게 식물을 재배할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템의 구성 및 동작에 대해서 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예의 일부를 치환 및 변형하는 것이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다.

1:식생프레임 11:테두리부재
12:베이스판 13:보강재
14:식재판 15:프레임고정브라켓
2:분사부 21:분사봉
3:분사부이동장치 31:구동풀리
32:종동풀리 33:분사부이동부재
4:분사장치구동부 41:분사부구동모터
42:동력전달기어 43:구동축

Claims (5)

1. 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템에 있어서,
   식물의 식재공간이 마련된 식생프레임;
   상기 식생프레임에 이동 가능하게 설치되는 분사부;
   상기 분사부가 접속되는 분사부이동장치; 및
   상기 분사부이동장치에 구동력을 인가하는 분사장치구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 분사부이동장치는,
   상기 식생프레임의 일측 및 타측에 마주보게 설치되는 종동풀리;
   상기 분사장치구동부에 접속되어 회전되고 상기 종동풀리와 이격되게 상기 식생프레임에 설치되는 구동풀리; 및
   상기 종동풀리 및 상기 구동풀리에 설치되고 상기 분사부가 설치되는 분사부이동부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 분사장치구동부는,
   구동력을 생성하여 출력하는 분사부구동모터;
   상기 구동풀리 사이에 접속되는 구동축; 및
   상기 분사부구동모터의 회전력을 상기 구동축에 전달하는 동력전달기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 분사부는 상기 분사부이동부재에 설치되고 복수의 분사구가 형성된 분사봉을 포함하고,
   상기 동력전달기어는 상기 분사부구동모터의 출력축에 결합되는 입력측 베벨기어부와 상기 입력측 베벨기어부와 치합되도록 상기 구동축에 설치되는 출력측 베벨기어부로 이루어진 베벨기어로 구성되고,
   상기 식생프레임의 상부 및 하부에 설치되어 상기 분사봉을 감지하는 감지수단 및 상기 감지수단으로부터 인가된 감지신호에 따라 상기 분사부구동모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 분사봉은 길이의 조절이 가능한 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 유틸리티 공급장치를 갖춘 스마트 재배시스템.
   

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