KR20220091781A - Smart farm system using prefabricated robots and facilites - Google Patents

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KR20220091781A
KR20220091781A KR1020200182837A KR20200182837A KR20220091781A KR 20220091781 A KR20220091781 A KR 20220091781A KR 1020200182837 A KR1020200182837 A KR 1020200182837A KR 20200182837 A KR20200182837 A KR 20200182837A KR 20220091781 A KR20220091781 A KR 20220091781A
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Abstract

The present invention relates to a smart farm system using prefabricated robots and facilities, comprising: an integrated vertical cultivation facility frame; a vision robot; a growth sensing module; at least one movable robot; a vertical elevator; and a smart farm server. According to the present invention, it is possible to build a smart farm system required for each crop facility.

Description

조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템{SMART FARM SYSTEM USING PREFABRICATED ROBOTS AND FACILITES}Smart farm system using prefabricated robots and facilities {SMART FARM SYSTEM USING PREFABRICATED ROBOTS AND FACILITES}

본 발명은 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표준화된 스마트팜설비 플랫폼과 설비 플랫폼에 규격화된 다양한 로봇을 장착하여 해당 작물 환경 별로 필요한 로봇 시스템을 탑재하고, 이를 통합운영시스템을 통해 운영함으로써 하나의 시스템으로 다양한 환경 별, 작물 별로 스마트팜 시스템을 구축할 수 있도록 구현한 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart farm system using prefabricated robots and facilities, and more particularly, by mounting a standardized smart farm facility platform and various standardized robots on the facility platform to mount a robot system required for each crop environment, It relates to a smart farm system using prefabricated robots and facilities implemented to build a smart farm system for various environments and crops with one system by operating through an integrated operating system.

스마트팜(Smart Farm) 기술이란 농사기술에 정보통신기술(ICT)을 접목하여 자동화한 일종의 지능화된 농장으로서, 사물인터넷(Internet of Things: IoT) 기술을 이용하여 농작물 재배시설의 온도, 습도, 햇볕 량, 이산화탄소, 토양 등을 측정하여 분석하고, 분석 결과에 따라서 자동화 시스템을 구동하여 적절한 상태로 변화시킬 수 있으며, 스마트폰과 같은 모바일기기를 통한 원격관리도 가능한 농작물 자동화 시스템에 관한 기술이다.Smart Farm technology is a kind of intelligent farm that is automated by grafting information and communication technology (ICT) to agricultural technology. It is a technology related to a crop automation system that can measure and analyze the amount, carbon dioxide, soil, etc., and change it to an appropriate state by operating the automation system according to the analysis result, and can also remotely manage it through a mobile device such as a smartphone.

종래에는 이러한 스마트팜 시스템은 자동화 로봇과 설비를 위하여 해당 작물별로 맞춤형 로봇설비와 시설을 통해 작물을 재배 및 관리하고 있다.Conventionally, such a smart farm system cultivates and manages crops through robot facilities and facilities customized for each crop for automated robots and facilities.

그러나, 이러한 종래의 스마트팜 시스템으로는 다양한 작물별로 설비를 새로 시스템을 별도로 제작해야하고, 운영시스템을 플랫폼화를 통해 다수의 개발자들로부터 다양한 응용프로그램을 판매할 수 있도록 로봇시스템 및 운영시스템의 표준화 및 규격화, 모듈화가 되어있지 않아 설비의 가격이 고가이고, 스마트팜 시스템의 운영이 비효율적인 문제가 있다.However, with such a conventional smart farm system, it is necessary to separately manufacture new facilities for various crops, and standardize the robot system and operating system so that various applications can be sold from a large number of developers by making the operating system a platform. And standardization and modularization are not done, so the price of the equipment is high, and the operation of the smart farm system is inefficient.

한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.On the other hand, the above-mentioned background art is technical information that the inventor possessed for the purpose of derivation of the present invention or acquired during the derivation process of the present invention, and it cannot be said that it is necessarily known technology disclosed to the general public before the filing of the present invention. .

한국등록특허 제10-2009453호Korean Patent Registration No. 10-2009453 한국등록특허 제10-2188768호Korean Patent No. 10-2188768

본 발명의 일측면은 각의 로봇이 이동할 수 있는 설비 부품을 표준화 및 모듈화하고, 이에 작물 별로 요구되는 비전 로봇, 생육 센싱 모듈, 이동 로봇 및 수직형 엘레베이터 등의 자동화 로봇을 표준 규격에 대응하여 모듈 형태로 제공하고 이를 연동함으로써, 다양한 작물 시설 별로 필요한 스마트팜 시스템을 구축할 수 있도록 구현한 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템을 제공한다.One aspect of the present invention is to standardize and modularize equipment parts that each robot can move, and to respond to standard specifications for automation robots such as vision robots, growth sensing modules, mobile robots and vertical elevators required for each crop, the module It provides a smart farm system using prefabricated robots and facilities implemented to build a smart farm system required for each crop facility by providing it in the form and linking it.

또한, 스마트팜 시스템 개발의 규격사양, OS, API, 개발용 툴, 소스패키지를 통합운영시스템에서 규격화 및 플랫폼화하여 제공함으로써, 다수의 개발자들이 참여하여 다양한 응용제품을 개발할 수 있도록 제공되는 시스템을 통해 해결할 수 있도록 구현한 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템을 제공한다.In addition, by standardizing and providing the standardized specification of smart farm system development, OS, API, development tools, and source package in the integrated operating system, a system provided so that a large number of developers can participate and develop various application products. We provide a smart farm system that utilizes prefabricated robots and facilities that have been implemented to solve these problems.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템은, 작물을 기르기 위한 모종판이 안착될 수 있도록 상하 방향의 다수 개의 층으로 이루어지는 통합 수직형 재배 시설 프레임; 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에 연결 설치되며, 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임을 따라 이동하면서 상기 모종판에서 생육 중인 작물의 이미지를 찍어 전송시키는 비전 로봇; 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에 연결 설치되어 온도, 습도, 일조량, 및 일기 센서 데이터 중 적어도 하나 이상의 정보를 전송하는 생육 센싱 모듈; 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임의 전단을 따라 좌우 방향으로 이동하면서 상기 모종판 또는 생육이 완료된 작물의 수확물이 담긴 수확 박스를 이동시켜 주는 적어도 하나 이상의 이동 로봇; 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임의 일측 또는 양측에 각각 설치되며, 상기 이동 로봇에 의해 이동된 상기 모종판 또는 상기 수확 박스를 승강 또는 하강시켜 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에서 다른 층으로 이동시켜 주는 수직형 엘레베이터; 및 각 지역의 원예, 과실 또는 채소 작물 재배시설로부터 수집되는 빅데이터를 통합 관리하여 재배 면적 및 작물 종류에 따라 월 운영관리비를 청구하며, 수집된 빅데이터와 CNN(Convolution Neural Network) 알고리즘을 이용한 인공지능 분석을 통해 식물의 상태 판별, 수확시기 판별, 병충해 판별 및 오류 수정 중 적어도 하나 이상의 기능을 수행하는 스마트팜 서버;를 포함할 수 있다.A smart farm system using a prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention includes: an integrated vertical cultivation facility frame consisting of a plurality of layers in the vertical direction so that a seedling plate for growing crops can be seated; a vision robot connected to the integrated vertical cultivation facility frame and installed to take and transmit an image of a crop growing on the seedling plate while moving along the integrated vertical cultivation facility frame; a growth sensing module connected to the integrated vertical cultivation facility frame and installed to transmit at least one of temperature, humidity, sunlight, and weather sensor data; At least one mobile robot for moving the seedling plate or the harvest box containing the crops that have been grown while moving in the left and right directions along the front end of the integrated vertical cultivation facility frame; Vertical type that is installed on one side or both sides of the integrated vertical cultivation facility frame, respectively, and moves the seedling plate or the harvest box moved by the mobile robot to another floor in the integrated vertical cultivation facility frame by elevating or lowering it elevator; and big data collected from horticultural, fruit or vegetable crop cultivation facilities in each region are integrated and managed to charge a monthly operation and management fee according to the cultivation area and crop type, and artificial intelligence using the collected big data and CNN (Convolution Neural Network) algorithm It may include; a smart farm server that performs at least one function of determining the state of the plant, determining the harvest time, determining the pests, and correcting errors through intelligent analysis.

일 실시예에서, 상기 수직형 엘레베이터는, 상하 수직 방향으로 연장 형성되는 수직 벽체; 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임과 대향하는 상기 수직 벽체의 내측면을 따라 상하 방향으로 연장 형성되는 수직형 레일; 및 일단이 상기 수직형 레일에 맞물려 연결 설치되며, 상기 이동 로봇으로부터 상기 모종판 또는 상기 수확 박스가 전달되면 상기 수직형 레일을 따라 승강 또는 하강되어 설정된 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에서 다른 층으로 상기 모종판 또는 상기 수확 박스를 이동시켜 주는 수평 레일;을 포함할 수 있다.In one embodiment, the vertical elevator includes: a vertical wall extending in the vertical direction; a vertical rail extending in the vertical direction along the inner surface of the vertical wall opposite to the integrated vertical cultivation facility frame; And one end is connected to the vertical rail, and when the seedling plate or the harvest box is delivered from the mobile robot, the seedling plate is raised or lowered along the vertical rail to another layer in the integrated vertical cultivation facility frame set Or a horizontal rail for moving the harvest box; may include.

일 실시예에서, 상기 수직형 엘레베이터는, 충전식으로 제작되는 상기 비전 로봇 또는 상기 생육 센싱 모듈을 충전할 수 있도록 상기 수직형 레일의 상단에 설치되는 충전 스테이션;을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the vertical elevator may further include a charging station installed at an upper end of the vertical rail to charge the vision robot or the growth sensing module manufactured in a rechargeable manner.

일 실시예에서, 상기 수직형 레일은, 상기 수평 레일의 정확한 승강 또는 하강 위치를 식별할 수 있도록 내측을 따라 위치 식별 장치를 구비할 수 있다.In one embodiment, the vertical rail may be provided with a position identification device along the inner side so as to identify the correct lifting or lowering position of the horizontal rail.

일 실시예에서, 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임은, 다수 개가 상하 방향으로 서로 동일한 간격으로 이격 설치되는 안착부; 일 안착부와 다른 안착부 사이를 따라 설치되어 상기 일 안착부와 상기 다른 안착부 사이를 지지하는 레일간 지지대; 및 최하측에 위치하는 안착부의 하측을 따라 설치되어 상기 최하측에 위치하는 안착부를 바닥면으로부터 상측으로 이격시켜 지지하는 받침대;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the integrated vertical cultivation facility frame includes a plurality of seating units installed at equal intervals in the vertical direction; an inter-rail support installed along between one seating part and another seating part to support between the one seating part and the other seating part; and a pedestal installed along the lower side of the lowermost seated portion to support the lowermost seated portion from the bottom to the upper side.

일 실시예에서, 상기 안착부는, 상기 모종판을 상측에 안착시킬 수 있도록 사각 평판 형태로 형성되는 선반 모듈; 상기 선반 모듈의 형상에 대응하는 사각 평판 형태로 형성되며, 상기 선반 모듈과 대향하면서 상기 선반 모듈로부터 하측으로 이격되어 설치되는 레일 모듈; 상기 선반 모듈의 전단 하측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제1 상부 레일; 상기 선반 모듈의 후단 하측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제2 상부 레일; 상기 제1 상부 레일과 대향하면서 상기 레일 모듈의 전단 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제1 하부 레일; 상기 제2 상부 레일과 대향하면서 상기 레일 모듈의 후단 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제2 하부 레일; 상기 선반 모듈의 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되며, 상기 모종판으로 공급될 수분, 영양액 및 백신 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 전달하는 공급 배관 라인; 및 상기 공급 배관 라인의 전단 및 후단을 따라 다수 개가 일정한 간격으로 설치되며, 상기 모종판이 상기 선반 모듈에 안착되면 상기 모종판에 체결되는 동시에 입구가 개방되어 공급 배관 라인을 통해 흐르는 물질을 전달받아 상기 모종판으로 공급하는 호스 스트로크;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the seating unit, a shelf module formed in the form of a square flat plate to seat the seedling plate on the upper side; a rail module formed in a rectangular flat plate shape corresponding to the shape of the shelf module, facing the shelf module, and spaced apart from the shelf module downwardly; a first upper rail extending in a left and right longitudinal direction along a lower front end of the shelf module; a second upper rail extending in a left and right longitudinal direction along a lower rear end of the shelf module; a first lower rail facing the first upper rail and extending in a left and right longitudinal direction along an upper side of the front end of the rail module; a second lower rail facing the second upper rail and extending in a left and right longitudinal direction along an upper side of the rear end of the rail module; a supply piping line extending in the left and right longitudinal directions along the upper side of the shelf module and delivering at least one material of moisture, nutrient solution, and vaccine to be supplied to the seedling plate; And a plurality of pieces are installed at regular intervals along the front and rear ends of the supply piping line, and when the seedling plate is seated on the shelf module, the seedling plate is fastened to the seedling plate and at the same time an inlet is opened to receive the material flowing through the supply pipe line and the seedling plate It may include; a hose stroke to supply to.

일 실시예에서, 상기 이동 로봇은, 상기 모종판 또는 상기 수확 박스가 안착될 수 있도록 사각 평판 형태로 형성되는 안착 선반; 전후 방향으로 서로 이격되어 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임과 대향하는 상기 안착 선반의 일측 전단 및 후단에 설치되며, 상기 선반 모듈과 상기 레일 모듈 사이의 이격 공안에 안착되어 상기 안착 선반을 지지하는 두 개의 지지 롤러부; 상기 안착 선반에 안착되어 있는 상기 모종판 또는 상기 수확 박스를 상기 수직형 엘레베이터로 전달할 수 있도록 전단이 하측 방향으로 경사지도록 경사면을 형성하며 상기 안착 선반의 전단에 설치되는 전달 플레이트; 상기 안착 선반의 전단 상측에 설치되어 상기 모종판 또는 상기 수확 박스의 전단 하측에 맞물리며, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 상기 안착 선반에 안착되어 있는 상기 모종판 또는 상기 수확 박스를 상기 전달 플레이트 방향으로 이동시켜 주는 전달 기어; 상기 안착 선반의 일측의 외측면에 설치되어 상기 제1 하부 레일에 맞물려 연결 설치되며, 상기 선반 모듈과 상기 레일 모듈의 전단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동하면서 상기 안착 선반을 이동시켜 주는 레일 이동 모터; 상기 레일 이동 모터와 대향하며 상기 안착 선반의 일측의 내측면에 설치되어 상기 모종판 또는 상기 수확 박스의 하부 일측에 맞물려 연결 설치되어 시계 또는 반시계 방향으로 이동하여 상기 모종판 또는 상기 수확 박스를 상기 안착 선반 상에서 전진 또는 후진시켜 주는 전후진 이동 모터; 상기 안착 선반의 일측의 상부 전단 및 후단에 각각 설치되며, 상기 모종판 또는 상기 수확 박스의 하측에 맞물려 회전하여 상기 모종판 또는 상기 수확 박스를 이동시켜 상기 안착 선반에 안착시켜 주는 두 개의 렉 기어롤러; 및 상기 렉 기어롤러와 대향하며 상기 안착 선반의 일측 전단 및 후단에 각각 설치되며, 상기 안착 선반에 안착되어 있는 상기 모종판 또는 상기 수확 박스의 일측을 승강 또는 하강시켜 주는 두 개의 승하강 실린더;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the mobile robot, a seating shelf formed in the form of a square plate so that the seedling plate or the harvest box can be seated; Two that are spaced apart from each other in the front-rear direction and installed at the front and rear ends of one side of the seating shelf opposite to the integrated vertical cultivation facility frame, are seated in a space between the shelf module and the rail module to support the seating shelf support roller unit; a transfer plate installed at the front end of the seating shelf and forming an inclined surface so that the front end is inclined downward so that the seedling plate or the harvest box seated on the seating shelf can be delivered to the vertical elevator; It is installed on the upper side of the front end of the seating shelf and is engaged with the lower front end of the seedling plate or the harvest box, rotates clockwise or counterclockwise to move the seedling plate or the harvest box seated on the seating shelf in the direction of the delivery plate transmission gear that allows; A rail movement motor installed on the outer surface of one side of the seating shelf, coupled to the first lower rail, and moving the seating shelf while moving in the left and right directions along the space between the front ends of the shelf module and the rail module ; Opposite the rail movement motor and installed on the inner surface of one side of the seating shelf is connected to the lower one side of the seedling plate or the harvest box to move clockwise or counterclockwise to place the seedling plate or the harvest box on the seating shelf A forward or backward movement motor for moving forward or backward on the phase; Two rack gear rollers installed at the upper front end and rear end of one side of the seating shelf, respectively, and rotated in engagement with the lower side of the seedling plate or the harvest box to move the seedling plate or the harvest box to be seated on the seating shelf; and two elevating cylinders facing the rack gear roller and installed at the front and rear ends of one side of the seating shelf, respectively, for lifting or lowering one side of the seedling plate or the harvest box seated on the seating shelf; includes; can do.

일 실시예에서, 상기 모종판은, 작물을 생육시키기 위한 내부 공간을 형성하며, 상기 안착 선반의 형태에 대응하는 상측이 개방 형성되는 박스 형태로 형성되는 생육 테이블; 상기 호스 스트로크가 삽입되어 상기 호스 스트로크로부터 상기 공급 배관 라인을 통해 흐르는 물질을 전달받을 수 있도록 상기 호스 스트로크와 대향하는 상기 생육 테이블의 일측 하단에 설치되는 스트로크 삽입구; 상기 생육 테이블의 내측 바닥면을 따라 그물 형태로 설치되며, 상기 스트로크 삽입구로부터 상기 공급 배관 라인을 통해 흐르는 물질을 전달받아 상기 생육 테이블에서 생육 중인 작물로 공급하는 영양액 공급 배관; 상기 생육 테이블의 전단 및 후단에 각각 설치되는 손잡이; 및 상기 생육 테이블이 다른 생육 테이블의 상측 또는 다른 생육 테이블의 하측에 적층되어 안착될 수 있도록 상기 손잡이의 상부 외측에서 내측으로 단차지도록 형성되는 적층홈;을 포함할 수 있다.In one embodiment, the seedling plate, forming an inner space for growing crops, the upper side corresponding to the shape of the seating shelf is formed in the form of an open box growth table; a stroke insertion hole installed at a lower end of one side of the growth table opposite to the hose stroke so that the hose stroke is inserted and a material flowing through the supply pipe line can be received from the hose stroke; a nutrient solution supply pipe installed in the form of a net along the inner bottom surface of the growing table, receiving a material flowing through the supply pipe line from the stroke insertion port, and supplying the material to the crop growing on the growing table; Handles respectively installed at the front and rear ends of the growing table; and a stacking groove formed to be stepped from the upper outside of the handle to the inside so that the growing table can be stacked and seated on the upper side of the other growing table or under the other growing table.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 다양한 작물 별로 설비를 새로 시스템을 별도로 제작할 필요 없이 통합 운영 시스템에서 제공되는 개발자 플랫폼을 통해 다수의 개발자들로부터 다양한 응용프로그램을 개발 및 판매할 수 있도록 로봇시스템 및 운영시스템의 표준화 및 규격화, 모듈화를 통해 다양한 작물 별, 환경 별 다양한 응용 로봇 시스템을 제작 및 판매하도록 하는 효과를 제공할 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, a robot system and a robot system so that various applications can be developed and sold from a number of developers through the developer platform provided in the integrated operating system without the need to separately manufacture a new system for each crop. Through standardization, standardization, and modularization of the operating system, it is possible to provide the effect of manufacturing and selling various applied robot systems for various crops and environments.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and various effects may be included within the range apparent to those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 2 및 도 3은 도1의 통합 수직형 재배 시설 프레임을 보여주는 도면들이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 비전 로봇을 보여주는 도면들이다.
도 6은 도 1의 수직형 엘레베이터를 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 1의 이동 로봇을 보여주는 도면들이다.
도 9는 도 1의 모종판을 보여주는 도면이다.
1 is a diagram showing a schematic configuration of a smart farm system utilizing a prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views showing the integrated vertical cultivation facility frame of FIG.
4 and 5 are views showing the vision robot of FIG. 1 .
FIG. 6 is a view showing the vertical elevator of FIG. 1 .
7 and 8 are views showing the mobile robot of FIG. 1 .
FIG. 9 is a view showing the seedling plate of FIG. 1 .

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0012] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] Reference is made to the accompanying drawings, which show by way of illustration specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scope equivalents as those claimed. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the various aspects.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a smart farm system utilizing a prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템(10)은, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100), 비전 로봇(300), 생육 센싱 모듈(400), 적어도 하나 이상의 이동 로봇(500), 수직형 엘레베이터(600-1, 600-2) 및 스마트팜 서버(700)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a smart farm system 10 using a prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention includes an integrated vertical cultivation facility frame 100 , a vision robot 300 , and a growth sensing module 400 . ), and at least one mobile robot 500 , vertical elevators 600-1 and 600-2, and a smart farm server 700 .

통합 수직형 재배 시설 프레임(100)은, 작물을 기르기 위해 영농 자동화 설비에 구비되는 설비로서, 작물을 기르기 위한 적어도 하나 이상의 모종판(200)이 안착되며, 모종판(200)의 이동 또는 작물의 재배에 필요한 비전 로봇(300), 생육 센싱 모듈(400) 및 이동 로봇(500) 등의 규격화된 장치 들이 설치된다.The integrated vertical cultivation facility frame 100 is a facility provided in the agricultural automation facility to grow crops, and at least one seedling plate 200 for growing crops is seated, and the movement of the seedling plate 200 or the cultivation of crops. Standardized devices such as the necessary vision robot 300, growth sensing module 400, and mobile robot 500 are installed.

비전 로봇(300)은, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)에 연결 설치되며, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)을 따라 이동하면서 모종판(200)에서 생육 중인 작물의 이미지를 찍어 유선 또는 무선 네트워크를 이용하여 스마트팜 서버(700)로 전송시킨다.The vision robot 300 is connected to the integrated vertical cultivation facility frame 100 and installed, and while moving along the integrated vertical cultivation facility frame 100 , it takes an image of a crop growing on the seedling plate 200 , through a wired or wireless network. is transmitted to the smart farm server 700 using

생육 센싱 모듈(400)은, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)에 연결 설치되어 온도, 습도, 일조량, 일기 센서 데이터를 유선 또는 무선 네트워크를 이용하여 스마트팜 서버(700)로 전송시킨다.The growth sensing module 400 is connected to the integrated vertical cultivation facility frame 100 and transmits temperature, humidity, sunlight, and weather sensor data to the smart farm server 700 using a wired or wireless network.

이동 로봇(500)은, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)의 전단을 따라 좌우 방향으로 이동하면서 모종판(200) 또는 생육이 완료된 작물의 수확물이 담긴 수확 박스(800)를 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)으로부터 수직형 엘레베이터(600-1, 600-2)로 이동, 또는 수확 박스(800)를 수직형 엘레베이터(600-1, 600-2)로부터 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)으로 이동시켜 준다.The mobile robot 500 moves in the left and right directions along the front end of the integrated vertical cultivation facility frame 100 while moving the seedling plate 200 or the harvest box 800 containing the crops that have been grown, the integrated vertical cultivation facility frame Moving from 100 to the vertical elevator (600-1, 600-2), or moving the harvest box 800 from the vertical elevator (600-1, 600-2) to the integrated vertical cultivation facility frame 100 do it

수직형 엘레베이터(600-1, 600-2)는, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)의 일측 또는 양측에 각각 설치되며, 이동 로봇(500)에 의해 이동된 모종판(200) 또는 수확 박스(800)를 승강 또는 하강시켜 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)에서 다른 층으로 이동시켜 준다.The vertical elevators 600-1 and 600-2 are respectively installed on one side or both sides of the integrated vertical cultivation facility frame 100, and the seedling plate 200 or the harvest box 800 moved by the mobile robot 500 ) by elevating or lowering it to move it from the integrated vertical cultivation facility frame 100 to another floor.

또한, 수직형 엘레베이터(600-1, 600-2)는, 재배 시설의 다른 층까지 연장 설치되어 모종판(200) 또는 수확 박스(800)를 통합 수직형 재배 시설 프레임(100) 내에서의 이동 뿐만 아니라 설비의 다른 층까지 이동시켜 줄 수 있음은 물론이다.In addition, the vertical elevators 600-1 and 600-2 are installed to extend to other floors of the cultivation facility and move the seedling plate 200 or the harvest box 800 within the integrated vertical cultivation facility frame 100 as well. Of course, it can also be moved to another floor of the facility.

스마트팜 서버(700)는, 각 지역의 원예, 과실 또는 채소 작물 재배시설로부터 수집되는 빅데이터를 통합 관리하여 재배 면적 및 작물 종류에 따라 월 운영관리비를 청구하며, 수집된 빅데이터와 CNN(Convolution Neural Network) 알고리즘을 이용한 인공지능 분석을 통해 식물의 상태 판별, 수확시기 판별, 병충해 판별 및 오류 수정 중 적어도 하나 이상의 기능을 수행한다.The smart farm server 700 integrates and manages big data collected from horticultural, fruit or vegetable crop cultivation facilities in each region to charge a monthly operation and management fee according to the cultivation area and crop type, and collect big data and CNN (Convolution) Through artificial intelligence analysis using Neural Network) algorithm, it performs at least one function among plant status determination, harvest time determination, pest determination, and error correction.

일 실시예에서, 스마트팜 서버(700)는, 통합운영시스템을 구축하기 위한 서버로서, 설비, 로봇, 작물 별로 로봇모듈과 시설(즉, 비전 로봇(300), 생육 센싱 모듈(400), 이동 로봇(500) 및 수직형 엘레베이터(600-1, 600-2) 등)을 규격화하고 이와 관련한 매뉴얼과 응용로봇을 개발하는 오픈소스와 API, 작물별 특성 데이터를 공유함으로써, 다양한 개발자들이 새로운 로봇의 개발에 참여하여 제품을 온/오프라인 유통마켓에서 판매할 수 있도록 제공할 수 있다.In one embodiment, the smart farm server 700 is a server for building an integrated operating system, and includes a robot module and a facility for each facility, robot, and crop (ie, vision robot 300, growth sensing module 400, movement By standardizing the robot 500 and vertical elevators (600-1, 600-2, etc.) and sharing related manuals, APIs, and crop-specific characteristic data for developing applied robots, various developers can develop new robots. Participate in development and provide products for sale in online/offline distribution markets.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템(10)은, 모든 개발자로부터 개발되는 응용 로봇 및 제어시스템으로 구동되는 통합제어시스템에 연동될 수 있도록 오픈 API와 개발 Development Tool, 프레임/레일 규격이 제공되고, 이를 통해 개발된 개발제품은 10~30% 일정 유통 수수료를 제외한 판매이익을 얻을 수 있는 사업구조를 제공할 수 있다.The smart farm system 10 using the prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention having the configuration as described above can be linked to the integrated control system driven by the application robot and control system developed by all developers. The open API, development tool, and frame/rail standard are provided so that the developed product can provide a business structure that can obtain sales profit excluding a 10-30% distribution fee.

이를 통해, 다양한 제품을 SW 및 HW, 로봇 등을 개발하여 판매할 수 있는 온라인 유통 판매 플랫폼 구축이 가능하도록 할 수 있다.Through this, it is possible to build an online distribution and sales platform that can develop and sell various products such as SW, HW, and robots.

일 실시예에서, 스마트팜 서버(700)은, 하기와 같은 두 가지 SW 표준 플랫폼을 제공할 수 있다.In one embodiment, the smart farm server 700 may provide the following two SW standard platforms.

먼저, 빅데이터 통합화 플랫폼으로서, 다수의 재배시설로부터 제공되는 데이터가 통합제어시스템(중앙서버/DB시스템)으로서 스마트팜 서버(700)으로 수집되고, 이를 통해 식생 판별, 수확시기/과실 판별, 병충해 판별을 성능을 빅데이터와 CNN알고리즘을 통한 인공지능분석 성능을 지속적으로 향시킬 수 있다.First, as a big data integration platform, data provided from a number of cultivation facilities is collected by the smart farm server 700 as an integrated control system (central server/DB system), and through this, vegetation identification, harvest time/fruit identification, pests and pests are collected. The performance of discrimination can be continuously directed toward artificial intelligence analysis performance through big data and CNN algorithm.

예를 들어, 1) 수확시기에 비전 로봇(300)로 당도나 높은 것으로 판단되는 과실 샘플링(랜덤) 2) 샘플링된 시료 과실의 실제 당도를 측정 3) 측정 데이터를 스마트팜 서버(700)에서 수신 4) 데이터 오차값 판별 5) 빅데이터 수집 6) CNN알고리즘으로 수확과실 판별도 향상 7) 서비스 질 향상의 단계를 통해 구현될 수 있다.For example, 1) Fruit sampling (random) determined to have high sugar content or high sugar content with the vision robot 300 at harvest time 2) Measuring the actual sugar content of sampled fruit 3) Receive measurement data from the smart farm server 700 4) Determination of data error value 5) Big data collection 6) Improvement of harvest fruit identification with CNN algorithm 7) It can be implemented through the steps of improving service quality.

다른 예의 경우, 1) 과실 생장관리 기초 시나리오 설정 2) 농장환경별(국가, 토질 등)로 분류하여 각 시나리오 별로 운영 3) 시나리오별 결과 값을 통합제어시스템인 스마트팜 서버(700)으로 전송하여 반환 4) 통합제어시스템인 스마트팜 서버(700)에서 농장환경 별, 작물(과실)의 종류에 따른 광량/온도/습도/양분공급(신영양액, 그린백신)의 데이터 변화에 따른 수확량과 당도등 결과에 미치는 영향에 대한 빅데이터를 분석 5) 농장환경 별, 작물 별, 시기 별 운영 최적의 운영 시나리오 CNN알고리즘으로 분석 6) 최적 운영 데이터 서비스 제공의 단계를 통해 구현될 수 있다.In another example, 1) Basic scenario setting for fruit growth management 2) Classifying by farm environment (country, soil quality, etc.) Return 4) In the smart farm server 700, which is an integrated control system, yield and sugar content according to the data change of light quantity/temperature/humidity/nutrient supply (new nutrient solution, green vaccine) according to farm environment and crop (fruit) type Analysis of big data on the impact on results 5) Optimal operation scenarios for each farm environment, crop, and season Analysis with CNN algorithm 6) Optimal operation data service provision can be implemented through the steps.

다음으로, 개발자용 플랫폼 서비스의 경우, 식물의 상태 판별과 관리, 운영을 위한 다양한 응용SW를 통합제어시스템인 스마트팜 서버(700)의 OS를 오픈 API로 제공하여 응용프로그램 개발자들이 개발에 참여하여 시스템 성능을 업그레이드할 수 있도록 제공하고, 향후에는 개발자용 Development Tool과 Package source를 제공하여 더 자유로운 개발 참여를 유발시킬 수 있다.Next, in the case of the platform service for developers, various application SWs for plant status determination, management, and operation are provided as an open API for the OS of the smart farm server 700, an integrated control system, so that application developers can participate in the development It is provided so that the system performance can be upgraded, and in the future, development tools and package sources for developers can be provided to induce more free development participation.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템(10)은, 다양한 작물 별로 설비를 새로 시스템을 별도로 제작할 필요 없이 통합 운영 시스템에서 제공되는 개발자 플랫폼을 통해 다수의 개발자들로부터 다양한 응용프로그램을 개발 및 판매할 수 있도록 로봇시스템 및 운영시스템의 표준화 및 규격화, 모듈화를 통해 다양한 작물 별, 환경 별 다양한 응용 로봇 시스템을 제작 및 판매하도록 할 수 있다.The smart farm system 10 using a prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention having the configuration as described above is a developer platform provided in an integrated operating system without the need to separately manufacture a new system for each various crops. Through standardization, standardization, and modularization of the robot system and operating system so that various application programs can be developed and sold by a large number of developers, it is possible to manufacture and sell various application robot systems for various crops and environments.

도 2 및 도 3은 도1의 통합 수직형 재배 시설 프레임을 보여주는 도면들이다.2 and 3 are views showing the integrated vertical cultivation facility frame of FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)은, 안착부(110), 레일간 지지대(120) 및 받침대(130)를 포함한다.2 and 3 , the integrated vertical cultivation facility frame 100 includes a seating unit 110 , a rail-to-rail support 120 , and a pedestal 130 .

안착부(110)는, 각각의 상측 전단 및 후단에 모종판(200)을 안착시킬 수 있도록 다수 개가 상하 방향으로 서로 동일한 간격으로 이격 설치된다.A plurality of seating units 110 are installed to be spaced apart from each other at equal intervals in the vertical direction so that the seedling plate 200 can be mounted on the upper front and rear ends, respectively.

일 실시예에서, 안착부(110)는, 선반 모듈(111), 레일 모듈(112), 제1 상부 레일(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음), 제2 상부 레일(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음), 제1 하부 레일(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음), 제2 하부 레일(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음), 공급 배관 라인(113) 및 호스 스트로크(114)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the seating unit 110 includes a shelf module 111 , a rail module 112 , a first upper rail (not shown in the drawing for convenience of description), and a second upper rail (shown in the drawing for convenience of explanation). not shown), a first lower rail (not shown in the drawing for convenience of description), a second lower rail (not shown in the drawing for convenience of explanation), a supply pipe line 113 and a hose stroke 114 . have.

선반 모듈(111)은, 모종판(200)을 상측에 안착시킬 수 있도록 사각 평판 형태로 형성되어 레일 모듈(112)으로부터 상측으로 이격되어 설치된다.The shelf module 111 is formed in a square flat plate shape so that the seedling plate 200 can be seated on the upper side, and is installed to be spaced apart from the rail module 112 upward.

레일 모듈(112)은, 선반 모듈(111)의 형상에 대응하는 사각 평판 형태로 형성되며, 선반 모듈(111)과 대향하면서 선반 모듈(111)으로부터 하측으로 이격되어 설치된다.The rail module 112 is formed in a rectangular flat plate shape corresponding to the shape of the shelf module 111 , and is installed to face the shelf module 111 while being spaced downward from the shelf module 111 .

제1 상부 레일은, 후술하는 제1 롤러부(310)의 상측에 안착되어 이동할 수 있도록 제1 하부 레일과 대향하며 선반 모듈(111)의 전단 하측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성된다.The first upper rail faces the first lower rail so as to be seated on the upper side of the first roller unit 310 to be described later and move, and extends in the left and right longitudinal directions along the lower side of the front end of the shelf module 111 .

제2 상부 레일은, 후술하는 제2 롤러부(320)의 상측이 안착되어 이동할 수 있도록 제2 하부 레일과 대향하며 선반 모듈(111)의 후단 하측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성된다.The second upper rail faces the second lower rail so that the upper side of the second roller unit 320, which will be described later, is seated and moved, and extends in the left and right longitudinal direction along the lower side of the rear end of the shelf module 111 .

제1 하부 레일은, 제1 롤러부(310)의 하측에 안착되어 이동할 수 있도록 제1 상부 레일과 대향하면서 레일 모듈(112)의 전단 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성된다.The first lower rail is formed to extend in the left and right longitudinal direction along the upper side of the front end of the rail module 112 while facing the first upper rail so as to be seated on the lower side of the first roller part 310 and move.

제2 하부 레일은, 제2 롤러부(320)의 하측이 안착되어 이동할 수 있도록 제2 상부 레일과 대향하면서 레일 모듈(112)의 후단 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성된다.The second lower rail is formed to extend in the left and right longitudinal direction along the upper side of the rear end of the rail module 112 while facing the second upper rail so that the lower side of the second roller part 320 can be seated and moved.

공급 배관 라인(113)은, 선반 모듈(111)의 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되며, 모종판(200)으로 공급될 수분, 영양액 및 백신 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 호스 스트로크(114)로 전달한다.The supply piping line 113 is formed to extend in the left and right longitudinal direction along the upper side of the shelf module 111 , and transfers at least any one or more materials of moisture, nutrient solution, and vaccine to be supplied to the seedling plate 200 to the hose stroke 114 . transmit

일 실시예에서, 공급 배관 라인(113)은, 선반 모듈(111)의 상측을 전단 후단으로 구획시킬 수 있도록 선반 모듈(111)의 중심을 따라 연장 형성시킴으로써, 선반 모듈(111)의 전단 및 후단 각각에 모종판(200)이 서로 분리되어 안착될 수 있도록 할 수 있다.In an embodiment, the supply pipe line 113 extends along the center of the shelf module 111 so as to divide the upper side of the shelf module 111 into the front and rear ends of the shelf module 111 , thereby forming the front and rear ends of the shelf module 111 . Each seedling plate 200 may be separated from each other to be seated.

호스 스트로크(114)는, 공급 배관 라인(113)의 전단 및 후단을 따라 다수 개가 일정한 간격으로 설치되며, 모종판(200)이 선반 모듈(111)에 안착되면 모종판(200)에 체결되는 동시에 입구가 개방되어 공급 배관 라인(113)을 통해 흐르는 물질을 전달받아 모종판(200)으로 공급한다.A plurality of hose strokes 114 are installed at regular intervals along the front and rear ends of the supply piping line 113, and when the seedling plate 200 is seated on the shelf module 111, it is fastened to the seedling plate 200 and at the same time the inlet is It receives the material flowing through the open supply pipe line 113 and supplies it to the seedling plate 200 .

레일간 지지대(120)는, 일 안착부(110)와 다른 안착부(110) 사이를 따라 설치되어 일 안착부(110)와 다른 안착부(110) 사이를 지지한다.The rail-to-rail support 120 is installed along between the one seating part 110 and the other seating part 110 to support between the one seating part 110 and the other seating part 110 .

받침대(130)는, 최하측에 위치하는 안착부(110)의 하측을 따라 설치되어 최하측에 위치하는 안착부(110)를 바닥면으로부터 상측으로 이격시켜 지지한다.The pedestal 130 is installed along the lower side of the seating unit 110 located at the lowermost side to support the seating unit 110 located at the lowermost side by being spaced apart from the bottom to the upper side.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)은, 다양한 작물에 대응하여 표준화된 규격의 선반으로서 제공되는 것으로서, 선반 모듈(111)과 선반 모듈(111)은 수직 및 수평으로 체결되어 연결될 수 있도록 제공되고, 선반 모듈(111)과 선반 모듈(111)의 수직 층 사이에는 규격화된 수평방향(Y축)의 층간 레일 모듈(112)이 삽입되어 각 선반 모듈(111)이 서로 체결되도록 제공된다.The integrated vertical cultivation facility frame 100 having the configuration as described above is provided as a shelf of standardized standards corresponding to various crops, and the shelf module 111 and the shelf module 111 are vertically and horizontally fastened. It is provided so as to be connected to each other, and a standardized horizontal (Y-axis) inter-floor rail module 112 is inserted between the shelf module 111 and the vertical layers of the shelf module 111 so that each shelf module 111 is fastened to each other. provided as much as possible.

위의 선반 모듈(111)의 상부에는, 로봇이 지나갈 수 있는 소정의 공간을 구비하고 있으며, 위의 수평방향(Y축)의 경로로 이동하도록 구성된 층간 레일(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)을 통해 모듈화된 다양한 종류의 로봇들이 선반 모듈(111)의 바깥 측면을 따라 지나갈 수 있도록 구성된다.The upper part of the shelf module 111 is provided with a predetermined space through which the robot can pass, and an inter-floor rail configured to move in a horizontal direction (Y-axis) path above (not shown in the drawings for convenience of explanation) Various types of modularized robots are configured to pass along the outer side of the shelf module 111 .

레일 모듈(112)은, 규격화된 로봇이 레일을 따라 수평 및 수직으로 이동할 수 있도록 레일 공간과 기어가 제공되며, 로봇의 위치를 식별할 수 있는 위치 식별모듈(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)을 포함하여 제공된다.The rail module 112 is provided with a rail space and gear so that the standardized robot can move horizontally and vertically along the rail, and a position identification module that can identify the position of the robot (not shown in the drawings for convenience of description) is provided, including

레일 모듈(112) 하부에는, 작물 별로 대응하여 다양한 파장의 빛을 조사할 수 있는 LED모듈(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)을 장착하여 설치할 수 있도록 구성되는데, 이때 LED모듈의 규격화되어 제공됨으로써, 작물 별, 요구기능 별로 다앙한 LED모듈 판넬이 추가로 탑재되는데, 이때 모듈의 소켓은 규격화 되어서 다양한 작물별에 적합한 파장의 빛을 조사하는 LED모듈 판넬이 장착될 수 있도록 일정한 표준 규격으로 규격화되어 모듈 형태로 제공된다.Under the rail module 112, an LED module (not shown in the drawing for convenience of explanation) capable of irradiating light of various wavelengths corresponding to each crop is mounted and installed so as to be installed. Various LED module panels are additionally mounted for each crop, crop, and required function. It is provided in the form of a module.

또한, 레일 모듈(112)에는, 로봇이 위치를 식별할 수 있는 위치 식별모듈(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)이 장착되어 있으며, 이러한 위치 식별 모듈은 이미지 테그 방식, RFID 테그, 블루투스, 접촉식/비접촉식 센서 등 다양한 위치식별 장치가 사용될 수 있으며, 이를 통해 로봇이 레일을 지나면서 보다 정확하게 자기 위치를 판별하여 다른 종류의 로봇과 연동되어 제어되는 과정에서 보다 정밀하게 동작될 수 있다.In addition, the rail module 112 is equipped with a location identification module (not shown in the drawing for convenience of explanation) capable of identifying the location of the robot, and this location identification module is an image tag method, RFID tag, Bluetooth, contact Various position identification devices such as type/non-contact sensors can be used, and through this, the robot can more accurately determine its own position as it passes through the rail, so that it can be operated more precisely in the process of being controlled by interworking with other types of robots.

또한, 레일 모듈(112)의 일측면 또는 내부에는, 로봇에 전기를 공급할 수 있는 직류 또는 교류 전원 공급선(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)이 배선 추가로 배선되어질 수 있으며, 전기 공급 이외에 데이터 통신이 가능하도록 데이터 통신용 케이블이 제공될 수 있다.In addition, on one side or inside of the rail module 112, a DC or AC power supply line (not shown in the drawing for convenience of explanation) capable of supplying electricity to the robot may be additionally wired, and data communication in addition to the electricity supply To enable this, a cable for data communication may be provided.

예를 들어, 구체적으로 로봇이 레일 모듈(112)에 물림과 동시에 레일 모듈(112) 상부의 (+) 전기선과 레일 하부의 (-) 전기선이 연결되어 로봇(즉, 비전 로봇(300), 생육 센싱 모듈(400) 및 이동 로봇(500) 등)이 별도의 충전 없이 레일을 따라 움직이면서 지속적으로 전력을 공급받을 수도 있으며, 추가적으로 매설된 데이터 통신선에 물려서 유선으로 데이터를 주고 받을 수 있도록 제공될 수도 있다.For example, specifically, at the same time as the robot is bitten by the rail module 112, the (+) electric wire of the upper part of the rail module 112 and the (-) electric wire of the lower part of the rail are connected to the robot (that is, the vision robot 300). The sensing module 400 and the mobile robot 500, etc.) may be continuously supplied with power while moving along the rail without additional charging, and may additionally be bitten by a buried data communication line to transmit and receive data by wire. .

또한, 선반 모듈(111)에는 영양분과 수분, 백신 등을 공급하거나, 배수할 수 있는 호스 스트로크(114)이 구비되어 있으며, 이동 로봇(500)이 모종판(200)을 선반에 삽입하면 호스 스트로크(114)이 자동으로 개방되어 호스가 연결되고, 반대로 모종판(200)을 선반 모듈(111)에서 탈착시키면 자동으로 호스 스트로크(114)가 폐쇄되어 지도록 제공된다.In addition, the shelf module 111 is provided with a hose stroke 114 that can supply or drain nutrients, moisture, vaccine, etc., and when the mobile robot 500 inserts the seedling plate 200 into the shelf, the hose stroke ( 114) is automatically opened to connect the hose, and on the contrary, when the seedling plate 200 is detached from the shelf module 111, the hose stroke 114 is automatically closed.

도 4 및 도 5는 도 1의 비전 로봇을 보여주는 도면들이다.4 and 5 are views showing the vision robot of FIG. 1 .

도 4 및 도 5를 참조하면, 비전 로봇(300)은, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112) 사이의 이격 간격(S)을 따라 이동하면서 하측에 위치하는 모종판(200)에서 생육 중인 작물의 정지 화상 또는 동영상을 촬영하기 위한 장치로서, 제1 롤러부(310), 제2 롤러부(320), 롤러 연결부(330), 수직 높이 조절부(340), 링크부(350), 회전 조절부(360) 및 카메라부(370)를 포함한다.4 and 5 , the vision robot 300 moves along the spacing S between the shelf module 111 and the rail module 112 while growing on the seedling plate 200 located at the lower side. As an apparatus for taking still images or moving images of It includes a unit 360 and a camera unit 370 .

제1 롤러부(310)는, 제2 롤러부(320)와 롤러 연결부(330)에 의해 연결 설치되며, 상부가 제1 상부 레일에 안착되고 하부가 제1 하부 레일에 안착되며, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)의 전단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동한다.The first roller part 310 is connected and installed by the second roller part 320 and the roller connection part 330, and the upper part is seated on the first upper rail and the lower part is seated on the first lower rail, and the shelf module ( 111) and the front end of the rail module 112 move in the left and right directions along the separation space.

일 실시예에서, 제1 롤러부(310)는, 지지 플레이트(311), 한 쌍의 상부 롤러(312) 및 한 쌍의 하부 롤러(323)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first roller unit 310 may include a support plate 311 , a pair of upper rollers 312 , and a pair of lower rollers 323 .

지지 플레이트(311)는, 상하 길이 방향으로 연장 형성되되 이동 방향과 직각이 되도록 배치되며, 상부 및 하부가 둥글게 라운드 형태로 형성되며, 상부 전단 및 후단에 상부 롤러(312)가 각각 연결 설치되고, 하부 전단 및 후단에 하부 롤러(323)가 각각 연결 설치된다.The support plate 311 is formed extending in the vertical direction and is disposed to be perpendicular to the movement direction, the upper and lower portions are formed in a round shape, and the upper rollers 312 are connected to the upper front and rear ends, respectively. A lower roller 323 is connected to the lower front and rear ends, respectively.

상부 롤러(312)는, 지지 플레이트(311)의 상부 전단 및 후단에 각각 설치되며, 제1 상부 레일에 안착되어 회전하면서 제1 상부 레일을 따라 이동한다.The upper roller 312 is installed at the upper front end and the rear end of the support plate 311 , respectively, and is seated on the first upper rail and moves along the first upper rail while rotating.

하부 롤러(323)는, 지지 플레이트(311)의 하부 전단 및 후단에 각각 설치되며, 제1 하부 레일에 안착되어 회전하면서 제1 하부 레일을 따라 이동한다.The lower roller 323 is installed at the lower front end and the rear end of the support plate 311 , respectively, and is seated on the first lower rail and moves along the first lower rail while rotating.

제2 롤러부(320)는, 상부가 제2 상부 레일에 안착되고 하부가 제2 하부 레일에 안착되며, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)의 후단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동한다.The second roller unit 320 has an upper portion seated on the second upper rail and a lower portion seated on the second lower rail, and moves in the left and right directions along the space between the rear ends of the shelf module 111 and the rail module 112 . .

여기서, 제2 롤러부(320)는, 제1 롤러부(310)와 대칭되는 구성으로서, 제1 롤러부(310)의 구성요소가 동일하게 적용될 수 있는 것으로서, 설명의 중복을 피하기 위해 그 설명을 생략하기로 한다.Here, the second roller unit 320 is a configuration symmetrical to the first roller unit 310 , and the components of the first roller unit 310 can be equally applied, and in order to avoid duplication of description, its description shall be omitted.

롤러 연결부(330)는, 제1 롤러부(310)와 제2 롤러부(320) 사이를 연결한다.The roller connecting part 330 connects between the first roller part 310 and the second roller part 320 .

즉, 롤러 연결부(330)는, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)의 전후 길이에 대응하는 길이로 연장 형성됨으로써, 제1 롤러부(310)와 제2 롤러부(320)가 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)에 정확하게 안착되도록 함이 바람직할 것이다.That is, the roller connection part 330 is formed to extend to a length corresponding to the front and rear lengths of the shelf module 111 and the rail module 112 , so that the first roller part 310 and the second roller part 320 are connected to the shelf module. (111) and it would be desirable to be seated correctly on the rail module (112).

수직 높이 조절부(340)는, 제1 롤러부(310)의 전단에 설치되며, 하측 수직 방향으로 신장 또는 수축되면 길이가 조절됨에 따라 링크부(350)의 설치 높이를 조절한다.The vertical height adjustment unit 340 is installed at the front end of the first roller unit 310 and adjusts the installation height of the link unit 350 as the length is adjusted when it is extended or contracted in the lower vertical direction.

링크부(350)는, 수직 높이 조절부(340)의 하측에 수직 높이 조절부(340)와 직각이 되도록 설치된다.The link unit 350 is installed at a right angle to the vertical height adjustment unit 340 at the lower side of the vertical height adjustment unit 340 .

회전 조절부(360)는, 링크부(350)의 후단 하측에 연결 설치되며, 바닥면과 수직이 되는 회전축으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 하측에 설치되는 카메라부(370)의 영상 촬영 각도를 조절한다.The rotation control unit 360 is connected to the lower side of the rear end of the link unit 350, and the image of the camera unit 370 is installed on the lower side while rotating clockwise or counterclockwise with a rotation axis perpendicular to the floor surface. Adjust the shooting angle.

카메라부(370)는, 회전 조절부(360)의 하측에 설치되며, 모종판(200)에서 생육 중인 작물의 이미지를 찍어 스마트팜 서버(700)로 전송한다.The camera unit 370 is installed below the rotation control unit 360 , and takes an image of a crop growing in the seedling plate 200 and transmits it to the smart farm server 700 .

상술한 바와 같은 구성을 가지는 비전 로봇(300)은, 상술한 제1 상부 레일, 제2 상부 레일, 제1 하부 레일, 및 제2 하부 레일에 의한 레일 모듈(112)의 규격과 대응되어 규격화된 레일 모듈(112)을 따라 이동이 가능하도록 제공되는 동일한 규격 및 표준화된 레일 이동장치로서의 기능을 수행한다.The vision robot 300 having the above-described configuration is standardized to correspond to the specifications of the rail module 112 by the above-described first upper rail, second upper rail, first lower rail, and second lower rail. The same standard and standardized rail movement device provided to enable movement along the rail module 112 performs a function.

이러한 레일 이동장치를 표준화 하고, 표준화된 레일 이동장치에 다양한 종류의 로봇을 결합할 수 있는 표준규격화된 결합장치가 제공되고 동일한 규격의 결합 장치를 통해 비전 로봇(300) 이외의 다양한 종류의 로봇이 결합되어 전원의 공급 및 데이터의 통신, 로봇의 제어 등이 표준화되어 제공될 수 있다. This rail moving device is standardized, and a standardized coupling device capable of combining various types of robots with the standardized rail moving device is provided, and various types of robots other than the vision robot 300 are provided through the coupling device of the same standard. In combination, the supply of power, communication of data, control of the robot, etc. can be standardized and provided.

여기서 비전 로봇(300)에는, 고해상도 카메라, 스테레오 카메라, 스펙트럼 카메라, 라이다센서, 레이저 센서 중 1 이상 탑재될 수 있다. Here, the vision robot 300 may be equipped with one or more of a high-resolution camera, a stereo camera, a spectrum camera, a lidar sensor, and a laser sensor.

이러한 비전 로봇(300)은, 레일 모듈(112)을 지속적으로 이동하면서 생육정보, 발육상태, 수확시기, 병충해 상태 등을 상시로 모니터링 할 수도 있다.The vision robot 300 may constantly monitor growth information, growth status, harvest time, pest status, etc. while continuously moving the rail module 112 .

또한, 별도로 구비될 수 있는 수확로봇, 수분로봇, 모종로봇 등 기타의 다른 로봇과 통합제어시스템에 연동되어 다양한 임무를 수행할 때 다른 로봇의 시각(눈)을 담당 할 수 있도록 제공된다. In addition, it is linked to the integrated control system with other robots, such as harvesting robots, pollination robots, and seedling robots, which may be separately provided, so that they can take charge of the eyes (eyes) of other robots when performing various tasks.

이를 통해, 다른 임무로봇에 필요한 중복되는 비전센서(400)를 제거하여 시설설비 비용 및 운영비용을 절감하도록 제공될 수 있다.Through this, it can be provided to reduce facility facility cost and operating cost by removing the redundant vision sensor 400 required for other mission robots.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 비전 로봇(300)은, 수평, 수직 레일을 따라서 이동되도록 수평(Y축 방향)과 수직방향(Z축)방향으로 움직일 수 있도록 구성되며, 스텝모터가 탑재된 전동식 관절(즉, 수직 높이 조절부(340) 및 회전 조절부(360) 등)을 통해 촬영 위치를 변경할 수 있도록 제공될 수 있다.The vision robot 300 having the configuration as described above is configured to move in the horizontal (Y-axis direction) and vertical (Z-axis) directions so as to move along horizontal and vertical rails, and an electric joint equipped with a step motor It may be provided so that the photographing position can be changed through (ie, the vertical height adjustment unit 340 and the rotation adjustment unit 360 ).

도 6은 도 1의 수직형 엘레베이터를 보여주는 도면이다.FIG. 6 is a view showing the vertical elevator of FIG. 1 .

도 6을 참조하면, 수직형 엘레베이터(600)는, 수직 벽체(610), 수직형 레일(620) 및 수평 레일(630)을 포함한다.Referring to FIG. 6 , the vertical elevator 600 includes a vertical wall 610 , a vertical rail 620 , and a horizontal rail 630 .

수직 벽체(610)는, 상하 수직 방향으로 연장 형성되며, 내 측면을 따라 상하 방향으로 수직형 레일(620)이 연결 설치된다.The vertical wall 610 is formed extending in the vertical direction, and the vertical rail 620 is connected and installed along the inner side in the vertical direction.

일 실시예에서, 수직 벽체(610)는, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)의 상하 높이에 대응하는 높이로 제작되거나, 시설의 다른 층까지 연장 형성되어 층각 이동이 가능하도록 제작되어도 무방할 것이다.In one embodiment, the vertical wall 610 is manufactured to a height corresponding to the vertical height of the integrated vertical cultivation facility frame 100, or is formed to extend to other floors of the facility, so that it may be manufactured to move step by step. .

수직형 레일(620)은, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)과 대향하는 수직 벽체(610)의 내측면을 따라 상하 방향으로 연장 형성되며, 수평 레일(630)이 맞물려 연결 설치되어 상하 방향으로 이동되도록 한다.The vertical rail 620 is formed to extend in the vertical direction along the inner surface of the vertical wall 610 opposite to the integrated vertical cultivation facility frame 100, and the horizontal rail 630 is interlocked and connected and installed in the vertical direction make it move

일 실시예에서, 수직형 레일(620)은, 수평 레일(630)의 정확한 승강 또는 하강 위치를 식별할 수 있도록 내측을 따라 위치 식별 장치(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)를 구비할 수 있다.In one embodiment, the vertical rail 620 may be provided with a location identification device (not shown in the drawings for convenience of description) along the inner side so as to identify the correct elevation or lowering position of the horizontal rail 630 . .

수평 레일(630)은, 일단이 수직형 레일(620)에 맞물려 연결 설치는 안착 선반으로 형성되며, 이동 로봇(500)으로부터 모종판(200) 또는 수확 박스(800)가 전달되면 수직형 레일(620)을 따라 승강 또는 하강되어 설정된 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)에서 다른 층으로 모종판(200) 또는 수확 박스(800)를 이동시켜 준다.The horizontal rail 630, one end is engaged with the vertical rail 620, and the connection installation is formed as a seating shelf, and when the seedling plate 200 or the harvest box 800 is delivered from the mobile robot 500, the vertical rail 620 ) to move the seedling plate 200 or the harvest box 800 to another floor in the set integrated vertical cultivation facility frame 100 by ascending or descending along the .

상술한 바와 같은 구성을 가지는 수직형 엘레베이터(600)는, 충전 스테이션(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.The vertical elevator 600 having the configuration as described above may further include a charging station (not shown in the drawings for convenience of description).

충전 스테이션은, 충전식으로 제작되는 비전 로봇(300) 또는 생육 센싱 모듈(400)을 충전할 수 있도록 수직형 레일(620)의 상단에 설치된다.The charging station is installed at the top of the vertical rail 620 to charge the vision robot 300 or the growth sensing module 400 manufactured in a rechargeable manner.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 수직형 엘레베이터(600)는, 이동 로봇(500)이 수평방향(Y축)에서 세로방향(높이 방향, Z축)으로 이동할 수 있도록 구성하거나, 또는 수직으로 이동이 가능한 수직형 레일(620)을 따라 로봇이 다른 층의 선반으로 이동하여 작업할 수 있도록 이동 로봇(500)을 승강 또는 하강시켜 줄 수 있다.The vertical elevator 600 having the configuration as described above is configured so that the mobile robot 500 can move in the vertical direction (height direction, Z-axis) in the horizontal direction (Y-axis), or can move vertically The moving robot 500 may be raised or lowered along the vertical rail 620 so that the robot can move to a shelf on a different floor to work.

도 7 및 도 8은 도 1의 이동 로봇을 보여주는 도면들이다.7 and 8 are views showing the mobile robot of FIG. 1 .

도 7 및 도 8을 참조하면, 이동 로봇(500)은, 안착 선반(510), 두 개의 지지 롤러부(520-1, 520-2), 전달 플레이트(530), 전달 기어(540), 레일 이동 모터(550), 전후진 이동 모터(560) 및 두 개의 승하강 실린더(580)를 포함한다.7 and 8 , the mobile robot 500 includes a seating shelf 510 , two support roller parts 520-1 and 520-2, a transmission plate 530, a transmission gear 540, and a rail. It includes a movement motor 550 , a forward and backward movement motor 560 , and two elevating cylinders 580 .

안착 선반(510)은, 모종판(200) 또는 수확 박스(800)가 안착될 수 있도록 사각 평판 형태로 형성된다.The seating shelf 510 is formed in a square plate shape so that the seedling plate 200 or the harvest box 800 can be mounted.

지지 롤러부(520-1, 520-2)는, 전후 방향으로 서로 이격되어 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)과 대향하는 안착 선반(510)의 일측 전단 및 후단에 설치되며, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112) 사이의 이격 공안에 안착되어 안착 선반(510)을 지지한다.The support roller parts 520-1 and 520-2 are spaced apart from each other in the front-rear direction and are installed at the front end and rear end of one side of the seating shelf 510 opposite to the integrated vertical cultivation facility frame 100, and the shelf module 111 ) is seated in the space between the rail module 112 and the mounting shelf 510 is supported.

즉, 지지 롤러부(520-1, 520-2)는, 제1 상부 레일과 제1 하부 레일 사이, 및 제2 상부 레일과 제2 하부 레일 사이에 각각 이동 가능하도록 연결 설치될 수 있다.That is, the support roller parts 520-1 and 520-2 may be connected and installed to be movable, respectively, between the first upper rail and the first lower rail and between the second upper rail and the second lower rail.

여기서, 비전 로봇(300)의 제1 롤러부(310), 제2 롤러부(320) 및 롤러 연결부(330)는, 지지 롤러부(520-1, 520-2)의 구성에 동일하게 적용되는 플랫폼으로서, 설명의 중복을 피하기 위해 이하에서는 해당 설명을 생략하기로 한다.Here, the first roller part 310 , the second roller part 320 , and the roller connecting part 330 of the vision robot 300 are equally applied to the configuration of the supporting roller parts 520-1 and 520-2. As a platform, in order to avoid duplication of description, a corresponding description will be omitted below.

전달 플레이트(530)는, 안착 선반(510)에 안착되어 있는 모종판(200) 또는 수확 박스(800)를 수직형 엘레베이터(600)로 미끄러지면서 전달할 수 있도록 전단이 하측 방향으로 경사지도록 경사면을 형성하며 안착 선반(510)의 전단에 설치된다.The transfer plate 530 forms an inclined surface so that the front end is inclined in the downward direction so that the seedling plate 200 or the harvest box 800 seated on the seating shelf 510 can be slidably transferred to the vertical elevator 600, and It is installed at the front end of the seating shelf 510 .

전달 기어(540)는, 안착 선반(510)의 전단 상측에 설치되어 모종판(200) 또는 수확 박스(800)의 전단 하측에 맞물리며, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 안착 선반(510)에 안착되어 있는 모종판(200) 또는 수확 박스(800)를 전달 플레이트(530) 방향으로 이동시켜 준다.The transmission gear 540 is installed on the upper side of the front end of the seating shelf 510 and is engaged with the lower side of the front end of the seedling plate 200 or the harvest box 800, rotates clockwise or counterclockwise to be seated on the seating shelf 510 It moves the seedling plate 200 or the harvest box 800 in the direction of the delivery plate 530 .

레일 이동 모터(550)는, 안착 선반(510)의 일측의 외측면에 설치되어 제1 하부 레일에 맞물려 연결 설치되며, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)의 전단 이격 공간(S)을 따라 좌우 방향으로 이동하면서 안착 선반(510)을 이동시켜 준다.The rail movement motor 550 is installed on the outer surface of one side of the seating shelf 510 and is connected to and engaged with the first lower rail, and the front end space (S) of the shelf module 111 and the rail module 112 is separated. Accordingly, the seating shelf 510 is moved while moving in the left and right directions.

전후진 이동 모터(560)는, 레일 이동 모터(550)와 대향하며 안착 선반(510)의 일측의 내측면에 설치되어 모종판(200) 또는 수확 박스(800)의 하부 일측에 맞물려 연결 설치되어 시계 또는 반시계 방향으로 이동하여 모종판(200) 또는 수확 박스(800)를 안착 선반(510) 상에서 전진 또는 후진시켜 준다.The forward and backward movement motor 560 is installed on the inner surface of one side of the seating shelf 510 opposite to the rail movement motor 550 and connected to the lower side of the seedling plate 200 or the harvest box 800 to be connected to the watch Alternatively, it moves counterclockwise to move the seedling plate 200 or the harvest box 800 forward or backward on the mounting shelf 510 .

렉 기어롤러(570)는, 안착 선반(510)의 일측의 상부 전단 및 후단에 각각 설치되며, 모종판(200) 또는 수확 박스(800)의 하측에 맞물려 회전하여 모종판(200) 또는 수확 박스(800)를 이동시켜 안착 선반(510)에 안착시켜 준다.The rack gear roller 570 is installed at the upper front end and the rear end of one side of the seating shelf 510, respectively, and rotates in engagement with the lower side of the seedling plate 200 or the harvest box 800 to the seedling plate 200 or the harvest box 800 ) to be seated on the mounting shelf 510 by moving it.

일 실시예에서, 모종판(200) 또는 수확 박스(800)는, 렉 기어롤러(570)가 맞물릴 수 있도록 하측면을 따라 폭 방향으로 렉 기어(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)이 설치될 수 있다.In one embodiment, the seedling plate 200 or the harvest box 800, the rack gear (not shown in the drawing for convenience of explanation) is installed in the width direction along the lower side so that the rack gear roller 570 can engage. can

승하강 실린더(580)는, 렉 기어롤러(570)와 대향하며 안착 선반(510)의 일측 전단 및 후단에 각각 설치되며, 안착 선반(510)에 안착되어 있는 모종판(200) 또는 수확 박스(800)의 일측을 승강 또는 하강시켜 준다.The elevating cylinder 580 faces the rack gear roller 570 and is respectively installed at the front and rear ends of one side of the seating shelf 510, and is seated on the seating shelf 510. The seedling plate 200 or the harvest box 800 ) to raise or lower one side.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 이동 로봇(500)은, 모종판(200)과 수확박스(800)를 모두 이동시키도록 제공될 수 있으며, 물론 각각 별도로 모종판(200) 수확박스(800)를 이동하기 위한 별개의 장치로 설치될 수 있다. The mobile robot 500 having the configuration as described above may be provided to move both the seedling plate 200 and the harvest box 800, of course, for moving the seedling plate 200 and the harvest box 800 separately. It can be installed as a separate device.

그러나, 이동 로봇(500)은, 모종판(200)과 가로, 세로 크기가 동일 또는 유사한 규격으로 규격화되어 제작되고, 이를 통해 1개의 로봇으로 수확박스(800)와 모종판(200) 모두를 원하는 위치로 이동 및 적층, 저장고로 이동, 적층시킴으로써 불필요한 로봇의 수를 줄이고 하나의 로봇으로 동시에 여러 가지의 임무를 수행할 수 있도록 제공되는 것이 바람직하다. However, the mobile robot 500 is standardized and manufactured to have the same or similar standards in horizontal and vertical sizes as the seedling plate 200, and through this, both the harvest box 800 and the seedling plate 200 are moved to the desired position with one robot. It is desirable to reduce the number of unnecessary robots by moving and stacking them, moving them to storage, and stacking them so that one robot can perform various tasks at the same time.

여기서, 수확 박스(800)는, 하부의 렉 기어(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)에 의해 수확된 박스를 드롭시키거나 이동 로봇(500) 위에 탑재하여 로봇 팔 모듈과 상호 연동되어 위치를 이동하면서 임무를 수행하도록 제공될 수 있다.Here, the harvest box 800 is moved by interworking with the robot arm module by dropping the box harvested by the lower rack gear (not shown in the drawing for convenience of explanation) or mounted on the mobile robot 500 . It may be provided to perform a mission while doing so.

도 9는 도 1의 모종판을 보여주는 도면이다.FIG. 9 is a view showing the seedling plate of FIG. 1 .

도 9를 참조하면, 모종판(200)은, 생육 테이블(210), 스트로크 삽입구(220), 영양액 공급 배관(230), 손잡이(240) 및 적층홈(250)을 포함한다.Referring to FIG. 9 , the seedling plate 200 includes a growth table 210 , a stroke insertion hole 220 , a nutrient solution supply pipe 230 , a handle 240 , and a stacking groove 250 .

생육 테이블(210)은, 작물을 생육시키기 위한 내부 공간을 형성하며, 이동 로봇(500)에 안착될 수 있도록 이동 로봇(500)의 안착 선반(510)의 형태에 대응하는 상측이 개방 형성되는 박스 형태로 형성된다.The growth table 210 forms an inner space for growing crops, and an upper side corresponding to the shape of the seating shelf 510 of the mobile robot 500 is opened so that it can be seated on the mobile robot 500 . formed in the form

스트로크 삽입구(220)는, 호스 스트로크(114)가 삽입되어 호스 스트로크(114)로부터 공급 배관 라인(113)을 통해 흐르는 물질을 전달받아 영양액 공급 배관(230)으로 전달할 수 있도록 호스 스트로크(114)와 대향하는 생육 테이블(210)의 일측 하단에 설치된다.Stroke insertion port 220, the hose stroke 114 is inserted so that the material flowing through the supply pipe line 113 from the hose stroke 114 can be received and delivered to the nutrient solution supply pipe 230 with the hose stroke 114 and It is installed at the lower end of one side of the opposing growth table 210 .

영양액 공급 배관(230)은, 생육 테이블(210)의 내측 바닥면을 따라 그물 형태로 설치되며, 스트로크 삽입구(220)로부터 공급 배관 라인(113)을 통해 흐르는 물질을 전달받아 생육 테이블(210)에서 생육 중인 작물로 공급한다.The nutrient solution supply pipe 230 is installed in the form of a net along the inner bottom surface of the growth table 210 , and receives the material flowing through the supply pipe line 113 from the stroke insertion hole 220 in the growth table 210 . Feed as a growing crop.

손잡이(240)는, 생육 테이블(210)의 전단 및 후단에 각각 설치되며, 상부 외측에 적층홈(250)이 형성된다.The handle 240 is installed at the front end and the rear end of the growth table 210, respectively, and the stacking groove 250 is formed on the outer side of the upper part.

적층홈(250)은, 생육 테이블(210)이 다른 생육 테이블(210)의 상측 또는 다른 생육 테이블(210)의 하측에 적층되어 안착될 수 있도록 손잡이(240)의 상부 외측에서 내측으로 단차지도록 형성된다.The stacking groove 250 is formed such that the growth table 210 is stepped from the upper outside of the handle 240 to the inside so that the growing table 210 can be stacked and seated on the upper side of the other growing table 210 or the lower side of the other growing table 210 . do.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 모종판(200)은, 이동 로봇(500)을 통해 적층 위치로 이동시켜 드롭하여 다른 모종판(200)의 적층홈(250)에 끼워져 적층이 용이하도록 구성되어 제공될 수 있다.The seedling plate 200 having the configuration as described above is moved to the stacking position through the mobile robot 500 and dropped to fit into the stacking groove 250 of another seedling plate 200 to facilitate stacking. Can be provided. .

상술한 바와 같은 구성을 가지는 모종판(200)은, 작물이 재배되기 위한 최적의 공간을 제공함으로써, 작물의 수분으로부터 수확까지 영양분 제공 등의 일련의 과정을 본 발명에 따른 하나의 시스템을 통해 제공받을 수 있다.The seedling plate 200 having the configuration as described above provides an optimal space for crops to be grown, thereby providing a series of processes, such as providing nutrients from pollination of crops to harvest, through one system according to the present invention. can

상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above-described embodiments are for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the above-described embodiments pertain can easily transform into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the above-described embodiments. you will understand Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 명세서를 통해 보호받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The scope to be protected through the present specification is indicated by the claims described below rather than the above detailed description, and should be construed to include all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents. .

10: 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템
100: 통합 수직형 재배 시설 프레임
200: 모종판
300: 비전 로봇
400: 생육 센싱 모듈
500: 이동 로봇
600: 수직형 엘레베이터
700: 스마트팜 서버
10: Smart farm system using prefabricated robots and facilities
100: Integrated Vertical Growing Facility Frame
200: seedling plate
300: vision robot
400: growth sensing module
500: mobile robot
600: vertical elevator
700: smart farm server

Claims (6)

작물을 기르기 위한 모종판이 안착될 수 있도록 상하 방향의 다수 개의 층으로 이루어지는 통합 수직형 재배 시설 프레임;
상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에 연결 설치되며, 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임을 따라 이동하면서 상기 모종판에서 생육 중인 작물의 이미지를 찍어 전송시키는 비전 로봇;
상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에 연결 설치되어 온도, 습도, 일조량, 및 일기 센서 데이터 중 적어도 하나 이상의 정보를 전송하는 생육 센싱 모듈;
상기 통합 수직형 재배 시설 프레임의 전단을 따라 좌우 방향으로 이동하면서 상기 모종판 또는 생육이 완료된 작물의 수확물이 담긴 수확 박스를 이동시켜 주는 적어도 하나 이상의 이동 로봇;
상기 통합 수직형 재배 시설 프레임의 일측 또는 양측에 각각 설치되며, 상기 이동 로봇에 의해 이동된 상기 모종판 또는 상기 수확 박스를 승강 또는 하강시켜 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에서 다른 층으로 이동시켜 주는 수직형 엘레베이터; 및
각 지역의 원예, 과실 또는 채소 작물 재배시설로부터 수집되는 빅데이터를 통합 관리하여 재배 면적 및 작물 종류에 따라 월 운영관리비를 청구하며, 수집된 빅데이터와 CNN(Convolution Neural Network) 알고리즘을 이용한 인공지능 분석을 통해 식물의 상태 판별, 수확시기 판별, 병충해 판별 및 오류 수정 중 적어도 하나 이상의 기능을 수행하는 스마트팜 서버;를 포함하는, 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템.
An integrated vertical cultivation facility frame consisting of a plurality of layers in the vertical direction so that the seedling plate for growing crops can be seated;
a vision robot connected to the integrated vertical cultivation facility frame and installed to take and transmit an image of a crop growing on the seedling plate while moving along the integrated vertical cultivation facility frame;
a growth sensing module connected to the integrated vertical cultivation facility frame and installed to transmit at least one of temperature, humidity, sunlight, and weather sensor data;
At least one mobile robot for moving the seedling plate or the harvest box containing the crops that have been grown while moving in the left and right directions along the front end of the integrated vertical cultivation facility frame;
Vertical type that is installed on one side or both sides of the integrated vertical cultivation facility frame, respectively, and moves the seedling plate or the harvest box moved by the mobile robot to another floor in the integrated vertical cultivation facility frame by elevating or lowering it elevator; and
The big data collected from horticultural, fruit or vegetable crop cultivation facilities in each region are integrated and managed, and the monthly operation and management fee is charged according to the cultivation area and crop type, and artificial intelligence using the collected big data and CNN (Convolution Neural Network) algorithm. A smart farm system using prefabricated robots and facilities, including; a smart farm server that performs at least one of the following functions: determining the state of a plant, determining the harvest time, determining pests, and correcting errors through analysis.
제1항에 있어서, 상기 수직형 엘레베이터는,
상하 수직 방향으로 연장 형성되는 수직 벽체;
상기 통합 수직형 재배 시설 프레임과 대향하는 상기 수직 벽체의 내측면을 따라 상하 방향으로 연장 형성되는 수직형 레일; 및
일단이 상기 수직형 레일에 맞물려 연결 설치되며, 상기 이동 로봇으로부터 상기 모종판 또는 상기 수확 박스가 전달되면 상기 수직형 레일을 따라 승강 또는 하강되어 설정된 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에서 다른 층으로 상기 모종판 또는 상기 수확 박스를 이동시켜 주는 수평 레일;을 포함하는, 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템.
According to claim 1, The vertical elevator,
a vertical wall extending in the vertical direction;
a vertical rail extending in the vertical direction along the inner surface of the vertical wall opposite to the integrated vertical cultivation facility frame; and
One end is installed in connection with the vertical rail, and when the seedling plate or the harvest box is delivered from the mobile robot, the seedling plate or the seedling plate or A smart farm system using prefabricated robots and facilities, including; a horizontal rail that moves the harvest box.
제2항에 있어서, 상기 수직형 엘레베이터는,
충전식으로 제작되는 상기 비전 로봇 또는 상기 생육 센싱 모듈을 충전할 수 있도록 상기 수직형 레일의 상단에 설치되는 충전 스테이션;을 더 포함하는, 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템.
According to claim 2, wherein the vertical elevator,
A smart farm system using prefabricated robots and facilities, further comprising; a charging station installed on the top of the vertical rail to charge the vision robot or the growth sensing module manufactured in a rechargeable manner.
제1항에 있어서, 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임은,
다수 개가 상하 방향으로 서로 동일한 간격으로 이격 설치되는 안착부;
일 안착부와 다른 안착부 사이를 따라 설치되어 상기 일 안착부와 상기 다른 안착부 사이를 지지하는 레일간 지지대; 및
최하측에 위치하는 안착부의 하측을 따라 설치되어 상기 최하측에 위치하는 안착부를 바닥면으로부터 상측으로 이격시켜 지지하는 받침대;를 포함하며,
상기 안착부는,
상기 모종판을 상측에 안착시킬 수 있도록 사각 평판 형태로 형성되는 선반 모듈;
상기 선반 모듈의 형상에 대응하는 사각 평판 형태로 형성되며, 상기 선반 모듈과 대향하면서 상기 선반 모듈로부터 하측으로 이격되어 설치되는 레일 모듈;
상기 선반 모듈의 전단 하측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제1 상부 레일;
상기 선반 모듈의 후단 하측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제2 상부 레일;
상기 제1 상부 레일과 대향하면서 상기 레일 모듈의 전단 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제1 하부 레일;
상기 제2 상부 레일과 대향하면서 상기 레일 모듈의 후단 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제2 하부 레일;
상기 선반 모듈의 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되며, 상기 모종판으로 공급될 수분, 영양액 및 백신 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 전달하는 공급 배관 라인; 및
상기 공급 배관 라인의 전단 및 후단을 따라 다수 개가 일정한 간격으로 설치되며, 상기 모종판이 상기 선반 모듈에 안착되면 상기 모종판에 체결되는 동시에 입구가 개방되어 공급 배관 라인을 통해 흐르는 물질을 전달받아 상기 모종판으로 공급하는 호스 스트로크;를 포함하는, 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템.
According to claim 1, The integrated vertical cultivation facility frame,
a plurality of seating units installed at equal intervals in the vertical direction;
an inter-rail support installed along between one seating part and another seating part to support between the one seating part and the other seating part; and
It includes; a pedestal installed along the lower side of the seating part located at the lowermost side to support the seating part located at the lowermost side by being spaced upward from the bottom surface.
The seating part,
a shelf module formed in the form of a square plate so that the seedling plate can be seated on the upper side;
a rail module formed in a rectangular flat plate shape corresponding to the shape of the shelf module, facing the shelf module, and spaced downward from the shelf module;
a first upper rail extending in a left and right longitudinal direction along a lower front end of the shelf module;
a second upper rail extending in a left and right longitudinal direction along a lower rear end of the shelf module;
a first lower rail facing the first upper rail and extending in a left and right longitudinal direction along an upper side of the front end of the rail module;
a second lower rail facing the second upper rail and extending in a left and right longitudinal direction along an upper side of the rear end of the rail module;
a supply pipe line extending in the left and right longitudinal directions along the upper side of the shelf module and delivering at least one of moisture, nutrient solution, and vaccine to be supplied to the seedling plate; and
A plurality of pieces are installed at regular intervals along the front and rear ends of the supply pipe line, and when the seedling plate is seated on the shelf module, it is fastened to the seedling plate and at the same time an inlet is opened to receive the material flowing through the supply pipe line and to the seedling plate A smart farm system using prefabricated robots and facilities, including; a hose stroke to supply.
제4항에 있어서, 상기 이동 로봇은,
상기 모종판 또는 상기 수확 박스가 안착될 수 있도록 사각 평판 형태로 형성되는 안착 선반;
전후 방향으로 서로 이격되어 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임과 대향하는 상기 안착 선반의 일측 전단 및 후단에 설치되며, 상기 선반 모듈과 상기 레일 모듈 사이의 이격 공안에 안착되어 상기 안착 선반을 지지하는 두 개의 지지 롤러부;
상기 안착 선반에 안착되어 있는 상기 모종판 또는 상기 수확 박스를 상기 수직형 엘레베이터로 전달할 수 있도록 전단이 하측 방향으로 경사지도록 경사면을 형성하며 상기 안착 선반의 전단에 설치되는 전달 플레이트;
상기 안착 선반의 전단 상측에 설치되어 상기 모종판 또는 상기 수확 박스의 전단 하측에 맞물리며, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 상기 안착 선반에 안착되어 있는 상기 모종판 또는 상기 수확 박스를 상기 전달 플레이트 방향으로 이동시켜 주는 전달 기어;
상기 안착 선반의 일측의 외측면에 설치되어 상기 제1 하부 레일에 맞물려 연결 설치되며, 상기 선반 모듈과 상기 레일 모듈의 전단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동하면서 상기 안착 선반을 이동시켜 주는 레일 이동 모터;
상기 레일 이동 모터와 대향하며 상기 안착 선반의 일측의 내측면에 설치되어 상기 모종판 또는 상기 수확 박스의 하부 일측에 맞물려 연결 설치되어 시계 또는 반시계 방향으로 이동하여 상기 모종판 또는 상기 수확 박스를 상기 안착 선반 상에서 전진 또는 후진시켜 주는 전후진 이동 모터;
상기 안착 선반의 일측의 상부 전단 및 후단에 각각 설치되며, 상기 모종판 또는 상기 수확 박스의 하측에 맞물려 회전하여 상기 모종판 또는 상기 수확 박스를 이동시켜 상기 안착 선반에 안착시켜 주는 두 개의 렉 기어롤러; 및
상기 렉 기어롤러와 대향하며 상기 안착 선반의 일측 전단 및 후단에 각각 설치되며, 상기 안착 선반에 안착되어 있는 상기 모종판 또는 상기 수확 박스의 일측을 승강 또는 하강시켜 주는 두 개의 승하강 실린더;를 포함하는, 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템.
According to claim 4, wherein the mobile robot,
A seating shelf formed in the form of a square plate so that the seedling plate or the harvest box can be seated;
Two that are spaced apart from each other in the front-rear direction and installed at the front and rear ends of one side of the seating shelf opposite to the integrated vertical cultivation facility frame, are seated in a space between the shelf module and the rail module to support the seating shelf support roller unit;
a transfer plate installed at the front end of the seating shelf and forming an inclined surface so that the front end is inclined downward so that the seedling plate or the harvest box seated on the seating shelf can be delivered to the vertical elevator;
It is installed on the upper side of the front end of the seating shelf and is engaged with the lower front end of the seedling plate or the harvest box, rotates clockwise or counterclockwise to move the seedling plate or the harvest box seated on the seating shelf in the direction of the delivery plate transmission gear that allows;
A rail movement motor installed on the outer surface of one side of the seating shelf, coupled to the first lower rail, and moving the seating shelf while moving in the left and right directions along the space between the front ends of the shelf module and the rail module ;
Opposite the rail movement motor and installed on the inner surface of one side of the seating shelf is connected to the lower one side of the seedling plate or the harvest box to move clockwise or counterclockwise to place the seedling plate or the harvest box on the seating shelf A forward or backward movement motor for moving forward or backward on the phase;
Two rack gear rollers installed at the upper front end and rear end of one side of the seating shelf, respectively, and rotated in engagement with the lower side of the seedling plate or the harvest box to move the seedling plate or the harvest box to be seated on the seating shelf; and
Two elevating cylinders facing the rack gear roller and installed at the front end and rear end of one side of the seating shelf, respectively, for lifting or lowering one side of the seedling plate or the harvest box seated on the seating shelf; Containing , a smart farm system using prefabricated robots and facilities.
제5항에 있어서, 상기 모종판은,
작물을 생육시키기 위한 내부 공간을 형성하며, 상기 안착 선반의 형태에 대응하는 상측이 개방 형성되는 박스 형태로 형성되는 생육 테이블;
상기 호스 스트로크가 삽입되어 상기 호스 스트로크로부터 상기 공급 배관 라인을 통해 흐르는 물질을 전달받을 수 있도록 상기 호스 스트로크와 대향하는 상기 생육 테이블의 일측 하단에 설치되는 스트로크 삽입구;
상기 생육 테이블의 내측 바닥면을 따라 그물 형태로 설치되며, 상기 스트로크 삽입구로부터 상기 공급 배관 라인을 통해 흐르는 물질을 전달받아 상기 생육 테이블에서 생육 중인 작물로 공급하는 영양액 공급 배관;
상기 생육 테이블의 전단 및 후단에 각각 설치되는 손잡이; 및
상기 생육 테이블이 다른 생육 테이블의 상측 또는 다른 생육 테이블의 하측에 적층되어 안착될 수 있도록 상기 손잡이의 상부 외측에서 내측으로 단차지도록 형성되는 적층홈;을 포함하는, 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템.
The method of claim 5, wherein the seedling plate,
a growth table that forms an internal space for growing crops and is formed in a box shape with an upper side corresponding to the shape of the seating shelf open;
a stroke insertion hole installed at a lower end of one side of the growth table opposite to the hose stroke so that the hose stroke is inserted and a material flowing through the supply pipe line can be received from the hose stroke;
a nutrient solution supply pipe installed in the form of a net along the inner bottom surface of the growing table, receiving a material flowing through the supply pipe line from the stroke insertion port, and supplying the material to the crop growing on the growing table;
Handles respectively installed at the front and rear ends of the growing table; and
A smart farm utilizing prefabricated robots and facilities, including; a stacking groove formed so that the growth table is stepped from the outside to the inside of the handle so that the growth table can be stacked and seated on the upper side of the other growth table or on the lower side of the other growth table system.
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KR102188768B1 (en) 2019-11-22 2020-12-09 (주)아페스 SmartFarm Operating System To Store Operation History

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