KR20210129363A

KR20210129363A - 잔디깎이 장치

Info

Publication number: KR20210129363A
Application number: KR1020200047215A
Authority: KR
Inventors: 이돈근; 문형일
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2021-10-28
Also published as: WO2021215735A1; KR102431983B1

Abstract

실시예들에 따른 잔디깎이 장치는, 주행하는 경로의 경사에 따라 주행기법 및 회전판의 회전 특성을 달리할 수 있다. 주행기법은, 장치의 전면이 장치의 진행방향을 향하도록 하는 제1 주행형태 및 장치의 후면이 장치의 진행방향을 향하도록 하는 제2 주행형태를 포함할 수 있다. 제어부는, 장치가 제1 주행형태로 내리막을 내려가도록 제1 구동부를 제어하고, 장치가 제2 주행형태로 오르막을 올라가도록 제1 구동부를 제어할 수 있다. 회전 특성은 회전판이 지면과 이루는 각도, 회전방향, 회전 속도를 포함할 수 있다. 제어부는, 장치가 미끄러지는 경우 및 방향전환을 하는 경우, 주행 안정성을 높이는 회전 특성을 갖도록 제2 구동부를 제어할 수 있다.

Description

잔디깎이 장치 {Lawn Mowing Apparatus}

본 발명은 자동으로 주행하며 잔디를 깎는 잔디깎이 장치에 관한 것이다.

잔디깎이 장치는 가정의 마당이나 운동장 등에 심어진 잔디를 다듬기 위한 장치이다. 이러한 잔디깎이 장치는 가정에서 사용되는 가정용과, 넓은 운동장이나 농장에서 이용되는 트랙터용 등으로 구분될 수 있다.

가정용 잔디깎이 장치는, 사람이 직접 장치를 뒤에서 끌고 다니며 잔디를 깎는 워크 비하인드(Walk Behind)타입과, 사람이 직접 손으로 들고 다니는 핸드 타입이 존재한다.

두 타입의 잔디깎이 장치 모두 사람이 직접 장치를 작동시켜야 하는 번거로움이 있다. 바쁜 일상 속에서 잔디깎이 장치를 사용자가 직접 작동하여 잔디를 깎기 어려우므로 잔디를 대신 깎을 외부인을 고용하는 경우가 빈번하며, 이에 따른 고용비용이 발생하게 된다.

따라서 추가적인 비용의 발생을 방지하고, 사용자의 수고를 덜기 위하여 자동으로 잔디를 깎는 잔디깎이 장치가 개발되고 있다.

잔디깎이 장치는 잔디를 일정한 높이로 깎아 준다. 잔디를 깎는 수단은, 장치의 하부에 위치한 블레이드이다. 잔디깎이 장치의 하부에는 회전판이 구비되며, 회전판의 가장자리에는 적어도 하나 이상의 블레이드가 회전 가능하게 결합된다. 회전판이 구동부에서 구동력을 전달받아 회전하며, 회전판의 가장자리에 구비된 블레이드가 잔디를 깎는 기능을 한다.

잔디깎이 장치가 자동적으로 잔디를 깎는 과정에서 미끄럼이 발생할 수 있다. 이러한 미끄럼은, 잔디깎이 장치가 의도치 않은 오작동을 일으키는 원인이 된다.

잔디를 깎는 영역은 경사면을 포함하는 경우가 많다. 대부분의 자동 잔디깎이 장치는 후륜으로 구동한다. 이는 경사면을 오르거나 경사면에서 사선으로 주행하는 경우 주행에 어려움을 발생시킨다.

또한, 대부분의 잔디깎이 장치는 주행방향 부분의 범퍼가 낮게 위치한다. 잔디깎이 장치가 평지에서 다른 작업영역으로 이동할 때 단차가 존재할 수 있다. 이 때 범퍼의 높이 및 단차에 의하여 장치가 진행하는 것이 제한될 수 있다.

본 발명은, 자동으로 잔디를 깎는 잔디깎이 장치가, 경사로 및 단차가 존재하는 지형을 원활하게 주행하도록 하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치는, 잔디를 깎는 주행경로상의 경사로를 파악하고, 해당 경사로에 적합한 주행기법을 따라 주행한다. 또한 잔디깎이 장치가 포함하는 회전판은, 해당 주행경로에 적합한 회전 특성을 가진다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치는, 외관을 형성하는 바디, 후륜구동으로 잔디깎이 장치를 이동시키는 제1 구동부, 블레이드에 연결되어 바디의 일 면에 회전 가능하게 장착되는 회전판, 회전판을 회전구동하는 제2 구동부, 인접한 지형의 정보를 센싱하는 센싱부 및 제어부를 포함할 수 있다. 또한 제어부는, 지형의 정보를 이용하여 주행경로의 경사 방향을 획득하고, 경사 방향에 대응하는 주행기법으로 제1 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 주행기법은, 전면이 잔디깎이 장치가 진행하는 방향을 향하도록 주행하는 제1 주행형태 및 후면이 잔디깎이 장치가 진행하는 방향을 향하도록 주행하는 제2 주행형태를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 제어부는, 제1 주행형태로 내리막을 내려가도록 제1 구동부를 제어할 수 있다. 또한 제어부는, 제2 주행형태로 오르막을 올라가도록 제1 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 제어부는, 주행방향의 좌측 또는 우측으로 경사가 형성된 경우, 잔디깎이 장치가 제2 주행형태로 주행하도록 제1 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 센싱부는, 잔디깎이 장치의 전면에 구비되어, 장치의 전면방향에 위치한 지형정보를 획득하는 제1 센서 및 잔디깎이 장치의 후면에 구비되어, 장치의 후면방향에 위치한 지형정보를 획득하는 제2 센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 제어부는, 제1 주행형태에서 제1 센서를 활성화시키고, 제2 주행형태에서 제2 센서를 활성화시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 제어부는, 주행경로상에 단차가 존재하는 경우, 제2 주행형태로 단차를 지나도록 제1 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 제어부는, 제1 주행형태에서 회전판을 장치의 전면 방향으로 기울여 회전하고, 제2 주행형태에서 회전판을 장치의 후면방향으로 기울여 회전하도록 제2 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 제어부는, 주행방향의 좌측으로 경사가 형성된 경우 회전판이 반시계방향으로 회전하고, 주행방향의 우측으로 경사가 형성된 경우 회전판이 시계방향으로 회전하도록 제2 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 제어부는, 주행방향의 좌측 또는 우측으로 경사각이 클수록, 회전판의 회전속도가 증가하도록 제2 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 제어부는, 잔디깎이 장치가 좌측 방향으로 주행하는 경우 회전판이 시계방향으로 회전하고, 잔디깎이 장치가 우측 방향으로 주행하는 경우 회전판이 반시계방향으로 회전하도록 제2 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 제어부는, 잔디깎이 장치가 좌측 또는 우측으로 회전하는 회전반경이 작을수록 회전판의 회전속도가 증가하도록 제2 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 제어부는, 주행경로에 위치하는 단차상에서 회전판의 회전을 정지하도록 제2 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 제1 구동부는, 잔디깎이 장치의 후방에 구비되는 제1 바퀴, 잔디깎이 장치의 전방에 구비되는 제2 바퀴를 포함할 수 있다. 제1 바퀴는 모터로부터 동력을 전달받을 수 있다. 제1 바퀴는 제2 바퀴보다 직경이 클 수 있다.

실시예들에 따르면, 잔디깎이 장치가 경사면을 이동할 때 작업 효율을 높일 수 있다. 또한, 작업 영역이 여러 군데일 경우 다른 작업영역으로 이동시 단차를 넘어 이동하는 것이 가능하다.

또한, 회전판에서 발생하는 마찰력을 활용하여 경사면에서 미끌어짐 감소를 이끌어낼 수 있으며 주행 정밀도가 향상된다. 회전판의 회전방향 및 속도를 변경하는 것을 통하여 서로 다른 경사면에서 주행 성능을 높일 수 있다.

실시예들에 따른 잔디깎이 장치는, 지형 및 주행경로에 따라 장치의 전면방향 또는 후면방향이 진행방향을 향하도록 주행할 수 있다.

또한, 회전판의 각도를 기울여 블레이드의 손상을 방지할 수 있고, 상대적으로 작은 구동력으로 잔디를 깎을 수 있다.

도 1은 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 외관 및 구조를 나타낸 사시도 및 종단면도이다.
도 2는 실시예들에 따른 잔디깎이 장치의 신호전달 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 실시예들에 따른 잔디깎이 장치가 자동주행하며 작업영역을 이동하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 4 및 도 5는 실시예들에 따른 잔디깎이 장치가 경사로 및/또는 평지를 주행하는 것을 나타낸 개략도, 측면도, 정면도 및 배면도이다.
도 6은 실시예들에 따른 잔디깎이 장치가 회전판을 기울여 주행하는 것을 나타낸 측면도이다.
도 7은 실시예들에 따른 잔디깎이 장치가 회전판의 회전방향을 바꾸는 것을 통해 미끄러짐을 방지하는 것을 나타낸 배면도이다.
도 8은 실시예들에 따른 잔디깎이 장치가 회전판의 회전방향을 바꾸는 것을 통해 코너링 방향의 외력을 발생시키는 것을 나타낸 평면도이다.

이하 상기 발명의 목적을 구체적으로 이해 및 실현할 수 있도록, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의성을 위하여 과장되게 도시될 수 있다. 또한 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자 및 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

한편 본 발명에서 '제1' '및/또는' '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만 사용될 뿐이다. 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 정의 및 이해되어야 한다.

이하 도 1을 참고하여 잔디깎이 장치(1)의 기본 구조를 살펴본다.

도 1(a)는 잔디깎이 장치(1)의 기본 구조를 나타낸 사시도이다.

실시예들에 따른 잔디깎이 장치(1)는, 크게 외관커버(2)와 바디로 구성될 수 있다.

외관커버(2)는 바디의 외측을 감싸도록 설치되며 장치의 외관을 형성한다. 외관커버(2)는 내부에 바디 및 고속으로 회전하는 블레이드가 구비된다. 외관커버(2)를 통하여, 블레이드의 회전에 의해 사용자가 상해를 입는 것을 방지할 수 있다.

외관커버(2)의 상부에는 운반 손잡이(미도시)가 구비된다. 운반 손잡이(미도시)는, 손잡이를 잡고 잔디깎이 장치(1)를 들었을 때, 바디의 저면에 위치하는 블레이드가 사용자의 바깥쪽을 향하도록 설치된다.

바디의 저면에는 회전가능한 회전판(401)이 설치된다. 회전판(401)에는 블레이드가 적어도 하나 이상 회전 가능하게 구비된다. 회전판(401)이 회전함에 따라 회전판(401)의 가장자리에 위치한 블레이드가 잔디를 깎는 기능을 한다.

도 1(b)는 구동부 및 회전판(401)을 포함하는 잔디깎이 장치(1)의 구조를 나타낸 종단면도이다.

실시예들에 따른 잔디깎이 장치(1)는, 제1 구동부(300) 및 제2 구동부(400)를 포함하는 바디, 제2 구동부(400)와 연결되어 바디의 일 면에 구비되는 회전판(401), 회전판(401)의 원주방향 가장자리에 회전가능하게 구비되는 블레이드를 포함할 수 있다.

구체적으로, 외관커버(2)의 내측면에 바디가 포함될 수 있다. 바디는 제1 구동부(300) 및 제2 구동부(400)를 포함할 수 있다.

제1 구동부(300)는 적어도 하나 이상의 바퀴부를 포함할 수 있다. 바퀴부는, 모터에 연결되어 직접적으로 동력을 제공받는 제1 바퀴(301)일 수 있다. 또한 바퀴부는, 모터에 연결되지 않은 채로 회전운동을 하는 제2 바퀴(302)일 수 있다. 제1 바퀴(301)의 직경은 제2 바퀴(302)의 직경보다 클 수 있다.

구체적으로, 제1 바퀴(301)는 잔디깎이 장치(1)의 후방에 구비되고, 제2 바퀴(302)는 잔디깎이 장치(1)의 전방에 구비될 수 있다. 잔디깎이 장치(1)의 후방에 위치한 제1 바퀴(301)가 모터로부터 동력을 전달받으므로, 잔디깎이 장치(1)는 후륜구동으로 주행할 수 있다. 제1 구동부(300)를 포함하는 잔디깎이 장치(1)는, 기설정된 경로 및/또는 실시간으로 생성되는 경로를 따라 주행하며 잔디를 깎을 수 있다.

또한, 제2 구동부(400)가 포함하는 모터는 바디의 일 면에 구비된 회전판(401)에 연결될 수 있다. 상기 회전판(401)은 모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 것이 가능하다. 회전판(401)은 가장자리에 적어도 하나 이상의 블레이드를 포함할 수 있다. 블레이드는 회전판(401)에 회전 가능하도록 구비된다. 회전판(401)의 회전에 의하여 블레이드가 원주방향으로 방사되며, 블레이드의 칼날은 잔디를 일정한 높이로 깎는 기능을 한다.

적어도 하나 이상의 블레이드는 회전판(401)의 원주방향을 따라 이격배치될 수 있다. 회전판(401)이 회전하면 원심력에 의하여 블레이드가 방사방향으로 전개될 수 있다. 또한 회전판(401)이 멈추면 블레이드는 회전판(401)이 형성하는 원의 중심방향으로 접힐 수 있다.

회전판(401)이 회전할 때, 블레이드가 회전판(401)의 외측면에 방사되므로 블레이드에 의하여 사용자가 상해를 입을 가능성이 존재한다. 따라서 외관커버(2)는 바디, 회전판(401) 및 블레이드를 전부 커버해야 한다. 또한 외관커버(2)가 지면과 이루는 거리는, 사용자에게 상해를 입히지 않으면서도 잔디깎이 장치(1)가 효율적으로 주행할 수 있는 적당한 값이여야 한다.

외관커버(2)의 하단부는 안전 규격에 따라 지면으로부터 적정한 높이의 틈을 만들어야 한다. 외관커버(2)의 하단부가 지면으로부터 너무 높게 위치하면, 사람의 손이나 발이 외관커버(2)의 내부로 들어가 치명상을 입을 수 있다. 또한, 외관커버(2)의 하단부가 지면으로부터 너무 낮게 위치하면, 잔디를 깎을 때 부하가 증가하거나, 지면상 돌출된 부분에 외관커버(2)가 부딪히게 되는 문제점이 있다.

외관커버(2)가 지면과 이루는 틈이 작기 때문에, 잔디깎이 장치(1)가 주행하는 도중 외관커버(2)와 지면이 맞닿는 경우가 빈번하게 된다. 또한, 작업 경로에 단차가 존재하는 경우 이를 넘어가는 것이 어렵게 되는 문제가 존재한다.

외관 커버는 범퍼의 역할을 할 수 있다. 잔디깎이 장치(1)가 주행경로 전방의 장애물과 충돌시 바디로 전달되는 충격을 감쇠하기 위하여, 외관커버(2)의 전방부는 제2 바퀴(302)로부터 길게 돌출되어 형성될 수 있다. 따라서 외관커버(2)는 전방부분이 제2 바퀴(302)로부터 돌출된 정도가 상대적으로 큰 형태를 가질 수 있다.

또한, 잔디깎이 장치(1)의 후방부는 주행시 장애물과 부딪힐 염려가 상대적으로 적다. 따라서 외관커버(2)의 후방부는, 제1 바퀴(301)로부터 돌출된 정도가 상대적으로 작은 형태를 가질 수 있다.

후륜구동하는 잔디깎이 장치(1)는 전방부가 돌출되어 있을 수 있다. 따라서 잔디깎이 장치(1)가 주행시에 평지에서 오르막 경사로로 진입할 때, 장치의 전방부가 지면에 닿을 수 있다. 또한 서로 다른 작업 영역으로 이동하며 단차를 지나가는 경우, 장치의 전방부가 지면 또는 장애물에 닿을 수 있다.

잔디깎이 장치(1)의 후방부는 전방부보다 돌출된 정도가 작다. 따라서 주행경로의 전방부에 주행상 장애물이 존재하는 경우, 장치의 후방부가 장치의 진행방향을 향하게 하여 주행할 수 있다. 이는 장치가 주행 중 맞닥뜨리는 장애를 극복하는 데 용이할 수 있다.

구체적으로, 장치가 평지로부터 오르막 경사에 진입하거나, 오르막경사를 주행하거나, 단차가 존재하는 영역을 통과할 때는 장치의 후방부가 장치의 진행방향을 향하게하여 주행할 수 있다.

또한 제어부(100)는, 잔디깎이 장치(1)의 미끄러짐 및/또는 코너링 주행에 대응하여 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다. 제2 구동부(400)는 회전판(401)의 각도, 회전속도 및 회전방향을 전환시킬 수 있다. 이를 통하여 잔디깎이 장치(1)에 원하는 방향의 외력을 발생시키거나, 블레이드의 손상을 막을 수 있다.

도 1(c)는 지형정보를 획득하는 센서를 장치의 전방부 및 후방부에 구비하는 잔디깎이 장치(1)를 나타낸 측면도이다.

실시예들에 따른 잔디깎이 장치(1)의 제어부(100)는, 작업 경로와 지형에 따라서 서로 다른 주행형태를 결정할 수 있다. 센싱부(200)는 인접한 지형 및 주행경로에 대한 정보를 획득할 수 있다. 제어부(100)는 상기 지형 및 주행경로에 대응하는 주행형태에 따라 제1 구동부(300)를 제어할 수 있다.

잔디깎이 장치(1)의 외관 커버는, 전면부가 길게 돌출되어 있어 범퍼 역할을 한다. 잔디깎이 장치(1)는, 장치의 후면을 진행방향으로 하여 이동할 수 있으며 주행 중 장치의 후면이 장애물과 충돌할 가능성이 존재한다. 따라서, 장치의 전면 및 후면에 제1 센서(201) 및 제2 센서(202)를 구비할 수 있다.

실시예들에 따른 센싱부(200)는 제1 센서(201) 및/또는 제2 센서(202)를 포함할 수 있다. 제1 센서(201)는 잔디깎이 장치(1)의 전면 방향에 구비되어, 해당 방향에 위치한 지형 정보를 획득할 수 있다. 제2 센서(202)는 잔디깎이 장치(1)의 후면 방향에 구비되어, 해당 방향에 위치한 지형정보를 획득할 수 있다.

상기 센싱부(200)가 포함하는 센서는 초음파, 적외선, 레이저, 레이더 또는 카메라를 이용한 센서일 수 있다.

도 2를 참조하여, 잔디깎이 장치(1)가 포함하는 구성들간의 신호전달 구조를 살펴본다.

실시예들에 따른 센싱부(200)는 제1 센서(201) 및 제2 센서(202)를 포함할 수 있으며, 제1 센서(201) 및 제2 센서(202)는 장치 주위의 지형정보를 획득한다. 획득된 지형정보는 제어부(100)로 전달될 수 있으며, 제어부(100)는 기설정된 기준에 따라 제1 구동부(300) 및 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다. 제1 구동부(300)는 잔디깎이 장치(1)를 이동시키는 역할을 할 수 있으며, 제2 구동부(400)는 회전판(401)을 회전구동할 수 있다.

또한, 제어부(100)는 센싱부(200)가 획득한 지형의 정보를 이용하여 주행경로의 경사방향 및 단차의 유무 정보를 획득할 수 있다. 제어부(100)는, 경사 방향 및 단차의 유무에 대응하는 주행기법으로 장치를 이동시키도록 제1 구동부(300)를 제어할 수 있다. 제어부(100)는, 주행기법에 대응하여 기설정된 기준에 따라 회전판(401)이 지면과 이루는 각도를 변경하도록 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(100)는, 경사 방향 및 단차의 유무에 대응하여, 회전판(401)의 회전속도 및 회전방향을 변경하도록 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다.

도 3을 참조하여, 잔디깎이 장치(1)의 주행형태의 특징을 살펴본다.

실시예들에 따른 잔디깎이 장치(1)는, 주행경로의 경사 방향에 대응하는 주행기법으로 주행하는 것이 가능하다. 잔디깎이 장치(1)의 주행기법은, 제1 주행형태(C1) 및 제2 주행형태(C2)를 포함할 수 있다.

잔디깎이 장치(1)는 제1 주행형태(C1)에 따라, 잔디깎이 장치(1)의 전면이 잔디깎이 장치(1)가 진행하는 방향을 향하도록 주행할 수 있다. 또한, 잔디깎이 장치(1)는 제2 주행형태(C2)에 따라, 잔디깎이 장치(1)의 후면이 잔디깎이 장치(1)가 진행하는 방향을 향하도록 주행할 수 있다.

구체적으로, 잔디깎이 장치(1)가 경사로의 오르막을 올라가는 경우, 외관커버(2)의 전방부가 지면에 닿아 주행상 장애를 일으킬 가능성이 존재한다. 커버가 돌출되어있는 정도가 덜한 후방부를 진행방향으로 하면 이러한 문제를 해결할 수 있다. 따라서 잔디깎이 장치(1)가 오르막을 올라가야 할 때는 제2 주행형태(C2)에 따라 주행할 수 있다. 또한, 잔디깎이 장치(1)가 평지를 주행하거나 경사로의 내리막을 내려가야 할 때는, 제1 주행형태(C1)에 따라 주행할 수 있다.

구체적으로, 제어부(100)는 주행경로 및 지형의 정보를 활용하여 제1 주행형태(C1)로 내리막을 내려가도록 제1 구동부(300)를 제어할 수 있고, 제2 주행형태(C2)로 오르막을 올라가도록 제1 구동부(300)를 제어할 수 있다.

실시예들에 따른 잔디깎이 장치(1)는, 서로 다른 주행기법에 따라 주행경로상에 있는 장애물과의 충돌 가능성이 높은 면이 달라진다. 따라서 센싱부(200)는 잔디깎이 장치(1)의 전면에 구비되어, 잔디깎이 장치(1)의 전면 방향에 위치한 지형정보를 획득하는 제1 센서(201)를 포함할 수 있다. 또한 센싱부(200)는, 잔디깎이 장치(1)의 후면에 구비되어 잔디깎이 장치(1)의 후면 방향에 위치한 지형정보를 획득하는 제2 센서(202)를 포함할 수 있다.

제어부(100)는, 제1 주행형태(C1)로 잔디깎이 장치(1)가 주행하는 경우 제1 센서(201)를 활성화시키고, 제2 주행형태(C2)로 잔디깎이 장치(1)가 주행하는 경우 제2 센서(202)를 활성화시킬 수 있다. 이를 통하여 장치의 진행방향에 위치한 장애물을 감지할 수 있다.

도 4를 참조하여 잔디깎이 장치(1)가 주행영역을 생성하는 방법을 살펴보고, 적어도 하나 이상의 서로 다른 주행영역이 존재할 때의 주행형태에 대하여 알아본다.

도 4(a)는 서로 다른 하나 이상의 영역을 주행하는 잔디깎이 장치(1)의 주행 경로를 나타낸 개념도이다.

실시예들에 따른 잔디깎이 장치(1)는, 사용자의 직접적인 운전이 없어도 자동으로 주행하며 잔디를 깎을 수 있다. 잔디깎이 장치(1)는, 작업 대상 영역에 대한 3차원 지형정보를 포함한 3D 지도를 획득할 수 있다.

잔디깎이 장치(1)는, 3D 지도를 활용하여 작업 대상 영역의 고도에 기반한 작업 경로를 생성 및/또는 획득하는 것이 가능하다. 또한 잔디깎이 장치(1)는, 작업 대상 영역의 지형 및 작업 경로에 기반하여 주행방향 및 주행경로를 결정 및/또는 획득하는 것이 가능하다.

도 4(b)는 잔디깎이 장치(1)가 단차를 지날 때의 주행기법 및 회전판(401) 제어를 나타내기 위한 측면도이다.

실시예들에 따른 잔디깎이 장치(1)의 작업 대상 영역은 제1 작업영역(H1), 제2 작업영역(H2), 단차 영역(H3)을 포함할 수 있다. 영역간 경계에서 단차가 존재할 수 있다. 단차는 외관커버(2)와 충돌하여 주행을 방해하거나, 잔디깎이 장치(1)가 주행경로를 따라 진행하는 것을 막을 수 있다.

제어부(100)는, 주행경로상에 단차가 존재하는 경우, 제2 주행형태(C2)로 단차를 지나가도록 제1 구동부(300)를 제어할 수 있다. 잔디깎이 장치(1)의 후방은 돌출된 정도가 작기 때문에, 상대적으로 큰 제1 바퀴(301)를 활용하여 단차를 용이하게 지나갈 수 있다.

또한, 단차 영역(H3)은 잔디밭이 아닌 아스팔트 등으로 포장되어있을 수 있다. 단차를 넘어갈 때 블레이드가 지면에 부딪혀 칼날이 손상될 가능성이 존재한다. 따라서 제어부(100)는, 주행경로상에 단차가 존재하고 장치가 단차를 넘어가는 경우, 회전판(401)의 회전을 정지하도록 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다. 따라서 회전판(401)을 멈추는 것을 통하여 블레이드의 손상을 방지할 수 있다.

이하 도 5를 참조하여 경사로를 주행하는 잔디깎이 장치(1)의 주행기법을 살펴본다.

도 5(a)는 경사면에서 평행으로 주행하는 잔디깎이 장치(1)의 전면부를 나타낸 정면도이다. 도 5(b)는 경사면에서 평행으로 주행하는 잔디깎이 장치(1)의 측면부를 나타낸 측면도이다. 도 5(b)는 경사면에서 평행으로 주행하는 잔디깎이 장치(1)의 후면부를 나타낸 배면도이다.

실시예들에 따른 잔디깎이 장치(1)의 제어부(100)는, 주행방향의 좌측 또는 우측으로 경사가 형성된 경우, 제2 주행형태(C2)로 주행하도록 제1 구동부(300)를 제어할 수 있다.

잔디깎이 장치(1)가 경사면에서 주행할 때, 오르막을 올라가거나 내리막을 내려가지 않고 경사면에서 고도변화 없이 주행할 수 있다. 또한 잔디깎이 장치(1)는 경사면 상에서, 중력이 빗면 아래쪽으로 장치에 작용하는 방향과 수직이 되는 방향으로 주행할 수 있다.

경사면과 평행하게 주행하는 경우, 방향전환을 할 때 장치의 전방부와 후방부간 고도차이가 발생할 수 있다. 고도차이 및 비틀어진 각도로 인하여, 후륜구동하는 장치가 경사면과 평행하게 주행하는 경우 방향전환 및 조향이 어려울 수 있다.

경사면과 평행하게 주행하는 잔디깎이 장치(1)의 제어부(100)는, 제2 주행형태(C2)로 주행하도록 제1 구동부(300)를 제어할 수 있다. 제2 주행형태(C2)에 따라, 동력을 제공받는 제1 바퀴(301)가 진행방향에 위치하게 되므로 경사면에서 원활한 방향의 전환이 가능하다.

이하 도 6을 참조하여 잔디깎이 장치(1)의 회전판(401) 각도 제어 방법에 대하여 알아본다.

실시예들에 따른 회전판(401)은, 적어도 하나 이상의 블레이드가 회전가능하게 연결구비될 수 있다. 회전판(401)이 회전하며 블레이드의 칼날이 진행방향의 잔디를 깎는다. 회전판(401)에서 진행방향에 위치한 부분이 잔디를 깎아내게 되며, 진행방향의 반대방향은 이미 잔디가 깎여나간 영역에서 회전한다.

실시예들에 따른 잔디깎이 장치(1)는, 회전판(401)을 진행방향으로 기울여서 주행할 수 있다. 이를 통해 잔디를 충분히 짧게 깎으면서, 블레이드가 다른 물체와 부딪혀 날이 손상되는 것을 방지할 수 있다

구체적으로, 회전판(401)에서 장치 진행방향쪽에 위치하는 부분을 아래에 위치시키고, 장치 진행방향의 반대쪽에 위치한 부분을 위로 위치시킬 수 있다. 진행방향쪽에 위치하는 회전판(401)의 부분은 충분히 낮게 배치하여 잔디를 짧게 깎을 수 있고, 진행방향의 반대쪽에 위치하는 회전판(401)의 부분은 충분히 높게 배치하여 블레이드가 다른 물체과 부딪혀 날이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

제1 주행형태(C1)에서, 진행방향은 잔디깎이 장치(1)의 전면이 위치하는 방향이다. 제어부(100)는, 제1 주행형태(C1)에서 회전판(401)을 잔디깎이 장치(1)의 전면방향으로 기울여 회전하도록 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다.

제2 주행형태(C2)에서, 진행방향은 잔디깎이 장치(1)의 후면이 위치하는 방향이다. 제어부(100)는, 제2 주행형태(C2)에서 회전판(401)을 잔디깎이 장치(1)의 후면방향으로 기울여 회전하도록 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다.

이하 도7 및 도8을 참조하여 회전판(401)의 회전을 이용해 잔디깎이 장치(1)에 외력을 발생시키는 방법을 살펴본다.

잔디깎이 장치(1)를 위에서 바라볼 때, 회전판(401)이 시계방향으로 회전하는 경우, 잔디깎이 장치(1)는 왼쪽으로 외력을 받는다. 또한 회전판(401)이 반시계방향으로 회전하는 경우, 잔디깎이 장치(1)는 오른쪽으로 외력을 받는다.

구체적으로, 시계방향으로 회전하는 회전판(401)에서, 장치의 진행방향에 위치한 부분은 잔디를 깎아내며 잔디로부터 반작용에 의해 왼쪽으로 힘을 받는다. 회전판(401)에서 장치의 진행방향의 반대에 위치한 부분은 잔디를 깎아내지 않으므로 힘을 받지 않는다. 따라서 잔디깎이 장치(1)는 왼쪽으로 외력을 받는다.

또한, 반시계방향으로 회전하는 회전판(401)에서, 장치의 진행방향에 위치한 부분은 잔디를 깎아내며 잔디로부터 반작용에 의해 오른쪽으로 힘을 받는다. 회전판(401)에서 장치의 진행방향의 반대에 위치한 부분은 잔디를 깎아내지 않으므로 힘을 받지 않는다. 따라서 잔디깎이 장치(1)는 오른쪽으로 외력을 받는다.

도 7은 잔디깎이 장치(1)가 경사면을 주행할 때 중력에 의하여 미끄러지는 것을 보완하는 회전판(401) 제어 방법을 나타내었다.

도 7(a)는 잔디깎이 장치(1)의 오른쪽 아래방향으로 중력(F1)이 작용하고 있는 것을 나타낸 배면도이다. 이 경우 잔디깎이 장치(1)가 오른쪽 아래로 미끄러질 가능성이 있다. 따라서 P1 방향에서 바라볼 때 회전판(401)을 시계방향으로 회전시켜 왼쪽방향의 외력(F2)을 얻을 수 있다.

도 7(b)는 잔디깎이 장치(1)의 왼쪽 아래방향으로 중력(F1)이 작용하고 있는 것을 나타낸 배면도이다. 이 경우 잔디깎이 장치(1)가 왼쪽 아래로 미끄러질 가능성이 있다. 따라서 P1 방향에서 바라볼 때 회전판(401)을 반시계방향으로 회전시켜 오른쪽방향의 외력(F2)을 얻을 수 있다.

실시예들에 따른 제어부(100)는, 주행방향의 좌측으로 경사가 형성되어 장치의 왼쪽으로 중력이 작용하는 경우, 회전판(401)이 반시계방향으로 회전하도록 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(100)는, 주행방향의 우측으로 경사가 형성되어 장치의 오른쪽으로 중력이 작용하는 경우, 회전판(401)이 시계방향으로 회전하도록 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다.

또한, 경사각이 클수록 장치의 아래방향으로 더 큰 힘이 작용한다. 이 경우, 미끄러짐을 방지하기 위하여 더 큰 외력이 필요할 수 있다. 실시예들에 따른 제어부(100)는, 잔디깎이 장치(1)가 주행하는 영역의 경사각이 클수록 회전판(401)의 회전속도가 증가하도록 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다.

도 8을 참조하여 잔디깎이 장치(1)가 주행 방향을 변경할 때, 코너링 방향에 따라 회전판(401)을 제어하여 주행을 안정화하는 방법을 살펴본다.

실시예들에 따른 잔디깎이 장치(1)가 주행시 방향을 전환할 때, 코너링 방향으로 외력을 가해서 코너주행을 안정화하는 것이 가능하다. 상기 설명한 회전판(401)의 회전에 따른 반작용을 이용하여 잔디깎이 장치(1)에 외력을 가할 수 있다.

도 8(a)는 잔디깎이 장치(1)가 왼쪽으로 코너링을 하는 것을 위에서 바라본 평면도이다. 왼쪽으로 코너링을 할 때, 장치에 왼쪽 방향의 외력(F2)이 가해질 수 있으며, 이를 위해 회전판(401)을 시계방향으로 회전시킬 수 있다.

도 8(b)는 잔디깎이 장치(1)가 오른쪽으로 코너링을 하는 것을 위에서 바라본 평면도이다. 오른쪽으로 코너링을 할 때, 장치에 오른쪽 방향의 외력(F2)이 가해질 수 있으며, 이를 위해 회전판(401)을 반시계방향으로 회전시킬 수 있다.

구체적으로, 실시예들에 따른 제어부(100)는, 잔디깎이 장치(1)가 좌측 방향으로 주행하는 경우 회전판(401)이 시계방향으로 회전하도록 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(100)는, 잔디깎이 장치(1)가 우측 방향으로 주행하는 경우 회전판(401)이 반시계방향으로 회전하도록 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다.

또한, 코너링을 할 때 필요한 회전반경이 작을수록, 더 큰 외력을 발생시키는 것이 가능하다. 회전판(401)의 회전속도가 증가할수록 잔디깎이 장치(1)에 더 큰 외력이 발생하게 된다.

구체적으로, 실시예들에 따른 제어부(100)는, 잔디깎이 장치(1)가 좌측 또는 우측으로 회전할 때 필요한 회전반경이 작을수록 회전판(401)의 회전속도가 증가하도록 제2 구동부(400)를 제어할 수 있다.

이상 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않는다. 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명은 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 기술자에 의해 변형이 가능하고, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

1 : 잔디깎이 장치
2 : 외관 커버
100 : 제어부
200 : 센싱부
201 : 제1 센서
202 : 제2 센서
300 : 제1 구동부
301 : 제1 바퀴
302 : 제2 바퀴
400 : 제2 구동부
401 : 회전판
C1 : 제1 주행형태
C2 : 제2 주행형태
H1 : 제1 작업영역
H2 : 제2 작업영역
H3 : 단차 영역

Claims

잔디깎이 장치에 있어서,
외관을 형성하는 바디;
후륜 구동으로 상기 잔디깎이 장치를 이동시키는 제1 구동부;
블레이드에 연결되어, 상기 바디의 일 면에 회전 가능하게 장착되는 회전판;
상기 회전판을 회전 구동하는 제2 구동부;
인접한 지형의 정보를 센싱하는 센싱부; 및
상기 지형의 정보를 이용하여 주행경로의 경사 방향을 획득하고, 상기 경사 방향에 대응하는 주행기법으로 상기 제1 구동부를 제어하는 제어부; 를 포함하는 잔디깎이 장치.
제 1항에 있어서
상기 주행기법은
상기 잔디깎이 장치의 전면이 상기 잔디깎이 장치가 진행하는 방향을 향하도록 주행하는 제1 주행형태; 및
상기 잔디깎이 장치의 후면이 상기 잔디깎이 장치가 진행하는 방향을 향하도록 주행하는 제2 주행형태; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.
제 2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 주행형태로 내리막을 내려가도록 상기 제1 구동부를 제어하고,
상기 제2 주행형태로 오르막을 올라가도록 상기 제1 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.
제 2항에 있어서,
상기 제어부는
주행방향의 좌측 또는 우측으로 경사가 형성된 경우, 상기 제2 주행형태로 주행하도록 상기 제1 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.
제 2항에 있어서
상기 센싱부는
상기 잔디깎이 장치의 전면에 구비되어, 상기 잔디깎이 장치의 전면 방향에 위치한 지형 정보를 획득하는 제1 센서; 및
상기 잔디깎이 장치의 후면에 구비되어, 상기 잔디깎이 장치의 후면 방향에 위치한 지형 정보를 획득하는 제2 센서; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.
제 5항에 있어서
상기 제어부는
상기 제1 주행형태에서 상기 제1 센서를 활성화시키고, 상기 제2 주행형태에서 상기 제2 센서를 활성화시키는 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.
제 2항에 있어서
상기 제어부는
상기 주행경로상에 단차가 존재하는 경우, 상기 제2 주행형태로 상기 단차를 지나도록 상기 제1 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.
제 2항에 있어서
상기 제어부는
상기 제1 주행형태에서, 상기 회전판을 상기 잔디깎이 장치의 전면방향으로 기울여 회전하고,
상기 제2 주행형태에서, 상기 회전판을 상기 잔디깎이 장치의 후면방향으로 기울여 회전하도록 제2 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.
제 1항에 있어서
상기 제어부는,
주행방향의 좌측으로 경사가 형성된 경우, 상기 회전판이 반시계방향으로 회전하고,
주행방향의 우측으로 경사가 형성된 경우, 상기 회전판이 시계방향으로 회전하도록, 상기 제2 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.
제 9항에 있어서
제어부는
주행방향의 좌측 또는 우측으로 경사각이 클수록, 상기 회전판의 회전 속도가 증가하도록 상기 제2 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.
제 1항에 있어서
상기 제어부는
상기 잔디깎이 장치가 좌측 방향으로 주행하는 경우, 상기 회전판이 시계방향으로 회전하고,
상기 잔디깎이 장치가 우측 방향으로 주행하는 경우, 상기 회전판이 반시계방향으로 회전하도록 상기 제2 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.
제 11항에 있어서
상기 제어부는
상기 잔디깎이 장치가 좌측 또는 우측으로 회전하는 회전반경이 작을수록, 상기 회전판의 회전속도가 증가하도록 상기 제2 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.
제 1항에 있어서
상기 제어부는
상기 주행경로에 위치하는 단차 상에서 상기 회전판의 회전을 정지하도록 상기 제2 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.
제 1항에 있어서
상기 제1 구동부는
상기 잔디깎이 장치의 후방에 구비되고 모터로부터 동력을 전달받는 제1 바퀴; 및
상기 잔디깎이 장치의 전방에 구비되는 제2 바퀴; 를 포함하고,
상기 제1 바퀴는, 상기 제2 바퀴보다 직경이 큰 것을 특징으로 하는
잔디깎이 장치.