KR20230000661A - 향상된 적재 능력을 가진 스마트 수집기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농업부산물이 어느 한쪽으로 치우쳐 적재되는 것을 방지할 수 있는 향상된 적재 능력을 가진 스마트 수집기에 관한 것으로, 본 발명의 일양태에 따르면, 적재능력이 향상된 스마트 수집기가 제공되고, 이 스마트 수집기는 회전동력이 발생되는 구동동력원에서 발생된 회전력을 전달받아 주행운동하도록 주행수단과, 상기 주행수단에 배치되며 내부에 적재공간이 형성된 적재수단을 가지는 주행부와; 회전운동하는 포집회전축에 결속되며 각각의 사이간격으로 수거물을 포집공간으로 포집하도록 된 다수의 포집살대들을 가지는 포집수단을 가지는 작업부;를 포함하고, 적재수단은, 수거물이 적재되는 적재함; 상기 적재함의 저면부의 4개소의 코너부에 각각 배치되는 적어도 4개의 리니어 액추에이터; 상기 적어도 4개의 리니어 액추에이터 상부에 결합되는 적재판; 및 적재함의 상부에 배치되는 깊이 인식 카메라; 를 포함하고, 적재판은 상기 적어도 4개의 리니어 액추에이터에 의해 전방측 및 후방측, 좌측 및 우측, 및 이들의 조합된 어느 하나의 방향으로 틸팅가능하도록 동작된다.

Description

향상된 적재 능력을 가진 스마트 수집기{SMART COLLECTOR WITH IMPROVED LOADING CAPACITY}

본 발명은, 농업부산물(과수전정지:사과, 포도, 배, 감 등의 전정지 및 밭작물 부산물)과 바닥에 떨어진 각종 수거물(나뭇가지, 낙엽 등의 고형물)을 기계적으로 수집하고 적재하는 동시에 적재함에 적재된 농업부산물을 모니터링하면서 농업부산물이 어느 한쪽으로 치우쳐 적재되는 것을 방지할 수 있는 향상된 적재 능력을 가진 스마트 수집기에 관한 것이다.

일반적으로, 가로수는 도로에 심어지므로 해마다 전지작업을 하여 정비작업을 수행하고 있으며, 농장 및 각종 조경작업장에서 나무를 재배하거나 과실나무를 재배하는 과수원 등지에서는 전지작업이 수행되고 있다. 이러한 전지작업시에는, 절단 및 파쇄되는 나뭇가지 낙엽 등과 같은 잔유뮬이 바닥에 떨어져 별도로 수거된다.

아울러, 국내의 연간 농업부산물 잠재량은 약 4,018 천TOE/년으로 추산되며, 그 중 61%를 차지하는 볏짚과 왕겨는 퇴비나 가축 사료로 이용되고 있음(TOE: Ton of Oil Equivalent), 그 외 39%를 차지하는 농업부산물은 토양으로의 환원 및 직접 연소로 대부분 버려지고 있는 실정이다. 이와 같이 버려지는 농업부산물은 약 3,897천 톤으로, 이를 가치로 환산하면 약 8 천억원으로 추정된다. 따라서, 잠재에너지량 측면에서 과수에서 발생하는 농업부산물을 수집하는 수거작업이 요구되고 있다.

한편, 상기와 같은 각종 수거물들은, 작업현장에서 한국실용신안출원번호 제20-2000-0001011호(명칭: 갈쿠리/2000.01.14.)등에서 제안된 갈쿠리 등을 이용하여 작업자가 일일이 바닥에 떨어진 잔여물을 수거는 수작업에 의해 수행하였다, 이에 따라, 많은 인력이 동원되고, 작업 시간이 오래 걸리므로 비용 부담이 커지는 불편이 있다.

이에 따라, 전지작업 및 수거물을 기계적인 구동을 통해 수행하도록 되어, 작업의 편의성 및 작업효율을 향상시키도록 된 장치들이 제안되고 있다.

그 중 하나로, 한국특허출원번호 제10-2006-0096814호(명칭: 개량된 낙엽수거차량/2006.09.30.)가 있으며, 공보에 공지된 바와 같이, 통상의 낙엽수거차량에 있어서, 상기 배출컨베이어구동장치(30)를 상기 차량 보조밋션의 동력인출장치와 조인트 연결된 유압용 오일펌프를 설치하고, 상기 오일펌프의 일단에는 오일펌프 작동에 따른 요구 오일의 공급을 위해 일정수위의 오일이 담수된 오일탱크가 고압호스 연결되는 한편, 상기 오일펌프의 타단에는 오일펌프의 출력측에서 인가되는 유압을 정압으로 유지해 후 배관라인에 설치된 유압모터에 전단하는 한편, 모터에서 한번 사용된 유압은 다시 오일탱크로 분배 이송하여 오일의 순환체계를 조절/담당하는 유압용 자동 컨트롤 밸브를 설치하고, 상기 유압용 자동 컨트롤 밸브에 의해 공급되는 유압에 의해 일정한 속도비로 회전작동되는 유압모터를 양측에 각각 구비하여 이루어져 있다.

그리고, 한국특허출원번호 제10-2019-0017181호(명칭: 이동형 가로수 가지 파쇄기/2019.02.14.)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 일정용량의 엔진과 일정크기의 적재부를 구비하고, 운전석과 바퀴와 승강형접지각을 갖추어서 되는 자동차와, 적재부의 저면에 장치되어 엔진의 PTO축과 접속하는 PTO발전기와, 적재부 상면에 배치되며, 파쇄실 전방에 투입호퍼와, 체인컨베이어와, 투입안내롤러가 장치되어 상측투입롤러는 상하방향으로 승강하고, 파쇄실 내부에는 회전드럼이 장치되어 외면에 다수의 파쇄칼날이 탈착이 가능하게 장치되며, 파쇄실의 배면에는 배출구가 형성되어, 파쇄실 옆에 장치되어 모터에 의하여 회전하는 흡입팬의 흡입구가 흡입관로로 연결되는 나뭇가지파쇄기와, 상측주벽에 투입구가 형성되어 흡입팬의 배출구가 배출관로로 연결되고, 하단에 목재칩수집통의 입구에 접속되며, 중심부에는 배기관이 장치되는 사이크론과, 직육면체로 되어 상단 입구에 사이크론 하단에 접속되고, 배출구에는 회전배출기가 장치된 배출실이 형성되는 목재칩수집통과, 목재수집통 외측에 장치되어 투입구에 배출실의 배출구가 접속되고, 상단배출구에 이동용포대가 접속되는 스크류컨베이어와, 적재부 후방에 설치되어 붐대 선단에는 전지가위와 크램프가 부착되어 유압펌프 또는 모터로 구동되는 크레인으로 이루어진 이동형 가로수 가지 파쇄기가 기재되어 있다.

그러나 상기와 같은 이동형 파쇄 및 수거장치들은, 도로 등과 같이 작업공간이 큰 공간에서의 작업을 수행하는 것에만 적합하게 적용되는 구조로 이루어져, 낙농 및 조경 공간에서와 같은 작업공간이 작은 공간에서는 적용하지 못하는 문제점이 있었다. 이에 따라, 낙농 및 조경 공간에서와 같은 작업공간이 작은 공간에서도 수거물의 수거작업을 수행할 수 잇도록 된 수거장치가 제안되고 있다.

그 중 하나로, 한국특허출원번호 제10-2018-0105477호(명칭: 다목적 수집기 /2018.09.04.)가 있으며, 공보에 공지된 바와 같이, 밑면 전후에 이동 가능한 복수의 이동바퀴가 구비되며 후방에 손잡이 프레임이 구비되는 프레임 본체; 상기 프레임 본체의 상부에 수집되는 나뭇가지 또는 베어진 풀이 적재되는 적재함; 상기 적재함의 전방에 제1 구동수단 및 제1 동력전달부에 의해 프레임 상에서 회전되는 이송 컨베이어를 포함하는 이송부; 상기 이송 컨베이어의 전방 프레임 양측에 마련되는 한 쌍의 장착 프레임; 상기 장착 프레임의 전방에 제2 구동수단에 의해 회전 가능하게 구비되는 구동축; 상기 구동축의 양측에 그 구동축의 회전력을 수직으로 전달하는 각 제2 동력전달부에 의해 회전되는 각각의 수직 회전축; 상기 수직 회전축 상에 나뭇가지를 수집하거나 예초 가능하게 마련되는 작업부재; 및 상기 구동축의 후방이송 컨베이어 사이의 장착 프레임 상에 상기 구동축에 의해 회전되면서 상기 작업부재에 의해 수집 또는 베어진 풀을 이송 컨베이어로 걷어올리는 리프팅 부재;를 포함하여 이루어져 있다.

또한 종래의 농업부산물 수집기의 경우 수집된 농업부산물이 적재함에 적재될 때 수집되는 농업부산물의 크기, 형상, 무게와 같은 특징에 따라 농업부산물이 적재함에 고르게 적재되지 않고 어느 한쪽으로 치우쳐서 적재됨에 따라 농업부산물의 적재능력이 떨어지게 되고, 이 경우 작업자가 직접 농업부산물들이 적재함 내에 고르게 분산되도록 인위적으로 조절해야하는 문제점이 있었다.

한국실용신안출원번호 제20-2000-0001011호(2000.01.14.) 한국특허출원번호 제10-2006-0096814호(2006.09.30.) 한국특허출원번호 제10-2019-0017181호(2019.02.14.) 한국특허출원번호 제10-2018-0105477호(2018.09.04.)

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하게 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 바닥에 떨어진 각종 수거물(나뭇가지, 낙엽 등의 고형물)을 기계적으로 포집함과 아울러 수집하고 적재한 후, 별도의 장소로 운반을 할 수 있도록 구성되고, 좁은 공간에서도 안정적으로 주행하면서 작업을 수행할 수 있도록 됨에 따라, 작업품질이 극대화되는 스마트 수집기를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 사용자가 선택적으로 각각의 구성들을 조합하여 이송작업 및/또는 수거작업을 각각 선택적으로 수행할 수 있도록 되어 사용효율을 향상시켜 경제적인 이익을 구현하도록 된 스마트 수집기를 제공하는 것에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 수집되는 농업부산물이 적재함 내에 고르게 분산되어 적재될 수 있는 적재능력이 향상된 스마트 수집기를 제공하는 것에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 농업부산물의 수집 작업시에는 수집을 위한 작업차로 활용할 수 있고 평상시에는 운반차로 이용할 수 있는 적재능력이 향상된 스마트 수집기를 제공하는 것에 있다.

전술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일양태에 따르면, 적재능력이 향상된 스마트 수집기가 제공되고, 이 스마트 수집기는 회전동력이 발생되는 구동동력원에서 발생된 회전력을 전달받아 주행운동하도록 주행수단과, 상기 주행수단에 배치되며 내부에 적재공간이 형성된 적재수단을 가지는 주행부와; 회전운동하는 포집회전축에 결속되며 각각의 사이간격으로 수거물을 포집공간으로 포집하도록 된 다수의 포집살대들을 가지는 포집수단을 가지는 작업부;를 포함하고

상기 적재수단은, 수거물이 적재되는 적재함; 상기 적재함의 저면부의 4개소의 코너부에 각각 배치되는 적어도 4개의 리니어 액추에이터; 상기 적어도 4개의 리니어 액추에이터 상부에 결합되는 적재판; 및 적재함의 상부에 배치되는 깊이 인식 카메라; 를 포함하고,

상기 적재판은 상기 적어도 4개의 리니어 액추에이터에 의해 전방측 및 후방측, 좌측 및 우측, 및 이들의 조합된 어느 하나의 방향으로 틸팅가능하도록 동작된다.

전술한 양태에서 스마트 수집기는 상기 깊이 인식 카메라가 연결되는 카메라 제어부; 및 상기 적어도 4개의 리니어 액추에이터가 연결되는 모터 제어부를 더 포함하고,

상기 모터 제어부는 카메라 제어부로부터 생성된 깊이맵에 대응하여 상기 적어도 4개의 리니어 액추에이터 중 하나 이상을 동작시키도록 구성된다.

또한 전술한 양태에서 카메라 제어부는 깊이 인식 카메라로부터 생성된 깊이 정보를 가진 이미지를 복수의 영역으로 분할하고 분할된 영역 마다의 평균 깊이를 산출하여 깊이맵을 생성한다.

또한 전술한 양태에서 스마트 수집기는, 적재함의 측벽에 부착되는 카메라 프레임을 더 포함하고, 상기 카메라 프레임은 적재함 측벽에 결합되는 복수의 레그부와 상기 복수의 레그부로부터 연장되어 적재함의 중앙 상부를 지나가는 연결부를 포함하고, 연결부의 중앙에는 깊이 인식 카메라가 거치되는 카메라 거치대가 결합된다.

또한 전술한 양태에서 작업부는, 상기 주행부에 탈부착 가능하게 형성된다.

또한 전술한 양태에서 상기 주행부는, 상기 구동동력원이 시설되며 상기 구동동력원에서 발생된 회전력을 전달받아 회전운동하도록 축고정되는 주행휠이 구비된 주행본체를 가지는 상기 주행수단과; 상기 주행본체의 상부에서 작업공간측 방행에 배치되도록 구비되며 상부가 개구된 상기 적재공간이 형성된 적재함을 가지는 상기 적재수단;을 포함하여 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 스마트 수집기는, 주행부와 작업부를 결합한 후, 주행부에 의해 주행하는 작업부에서 전지작업을 통해 바닥으로 낙하되면서 떨어지는 나뭇가지, 낙엽 등의 각종 수거물을 기계적으로 포집함과 아울러 수거하고 적재공간에 적재한 후, 별도의 장소로 운반하여 처리하도록 됨은 물론, 좁은 공간에서도 안정적으로 주행하면서 작업을 수행할 수 있어, 사용상의 범용성을 확보하는 효과를 가진다.

아울러, 필요시 선택적으로 이송부와 수집부가 스마트 수집기로부터 탈부착가능하게 구성됨에 따라 수집기를 이용하지 않는 경우 동력운반차로서 사용함으로써 별도의 운반차를 추가로 구입하지 않아 경제적인 손실을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 스마트 수집기의 적재부를 모니터링하고 모니터링 결과에 따라 적재부내의 농업부산물의 적재 높이를 자동으로 균일하게 조절함으로써 농업부산물의 적재능력이 향상될 수 있다.

도 1은, 본 실시예에 따른 스마트 수집기를 개략적으로 나타낸 사시도;
도 2는, 본 실시예에 따른 스마트 수집기를 개략적으로 나타낸 측면도.
도 3은, 본 실시예에 따른 스마트 수집기의 작업부를 투과하여 나타낸 투과 측면도;
도 4는, 본 실시예에 따른 스마트 수집기를 구성하는 주행부를 개략적으로 나타낸 측면도;
도 5는, 본 실시예에 따른 스마트 수집기를 구성하는 적재함의 구성을 개략적으로 나타낸 분해 사시도;
도 6는, 본 실시예에 따른 스마트 수집기를 구성하는 작업부를 개략적으로 나타낸 사시도;
도 7은, 본 실시예에 따른 스마트 수집기를 구성하는 작업부를 형성하는 포집수단을 개략적으로 나타낸 도면;
도 8은 카메라 제어부와 모터 제어부를 통한 리니어 액추에이터의 구동을 설명하기 위한 설명도;
도 9는 깊이 맵을 통해 리니어 액추에이터의 구동을 설명하기 위한 설명도;
도 10은 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 스마트 수집기의 제어상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 의한 스마트 수집기를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지 도 10은, 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 스마트 수집기(1)를 보인 도면으로, 본 실시예에 의한 스마트 수집기(1)는, 사용자에 의해 선택적으로 회전동력이 발생되는 구동동력원(10)에서 발생된 회전력을 전달받아 주행운동하도록 주행수단(2)과, 상기 주행수단(2)에 배치되며 내부에 적재공간이 형성된 적재수단(3)을 가지는 주행부(4);를 포함한다.

또한 본 실시예에 의한 스마트 수집기(1)는, 선택적으로 회전운동하는 포집회전축(51)에 결속되며 각각의 사이간격으로 수거물을 포집공간으로 포집하도록 된 다수의 포집판(52)들을 가지는 포집수단(5)과, 상기 포집수단(5)을 통해 포집공간으로 포집된 수거물을 수거하여 상기 적재수단(3)의 적재공간으로 수거하도록 된 수거수단(6)을 가지는 작업부(7);를 더 포함한다.

즉, 상기 구동동력원(10)에서 발생되는 회전력을 통해 상기 주행수단(2)이 주행하면서 상기 작업부(7)의 상기 포집수단(5)과 상기 수거수단(6)을 통해 바닥에 떨어진 수거물들을 포집과 동시에 수거 및 적재하게 된다.

이에 따라, 작업공간을 주행하면서 수거물들이 안정적으로 수거됨에 따라, 작업효율이 향상된다.

상기에서 구동동력원(10)은, 종래 공지된 기술이 적용된 구성으로 이루어지는 '내연기관'으로 이루어질 수 있으며; 전원을 공급받아 회전동력을 발생하도록 된 '전기모터'로 이루어질 수 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적합하게 적용하는 것이 바람직하다.

이러한 본 실시예에 의한 스마트 수집기(1)에서, 상기 작업부(7) 및 이송컨베이어구조체(8)는, 상기 주행부(4)에 탈부착 가능하게 형성된다.

즉, 사용자의 선택에 따라, 상기 주행부(4)와 상기 작업부(7)를 결합한 후, 상기 주행부(4)에 의해 주행하는 상기 작업부(7)에서 전지작업을 통해 바닥으로 낙하되면서 떨어지는 나뭇가지, 낙엽 등의 각종 수거물을 기계적으로 포집함과 아울러 수거하고 적재공간에 적재하게 된다.

아울러, 상기 주행부(4)를 통해 상기 적재수단(3)에 적재된 수거물들을 별도의 장소로 운반하여 처리하게 된다.

이때, 상기 주행부(4)와 상기 작업부(7)를 사용자의 선택에 따라, 작은 용량으로 구성하도록 설계가능하게 됨에 따라, 좁은 공간에서도 안정적으로 주행하면서 작업을 수행할 수 있게 된다.

이와 더불어, 사용자의 선택에 따라, 필요시 상기 주행부(4)와 상기 작업부(7)를 분리한 후, 상기 주행부(4)를 통해서 각종 적재물을 운반작업하도록 되어 범용성을 확보하고 사용효율을 향상시켜 경제적인 이익이 구현된다.

이와 같이 이루어지는 본 실시예에 의한 스마트 수집기(1)에서, 상기 주행부(4)에는, 상기 구동동력원(10)에서 발생된 회전력을 외부로 출력하도록 된 출력변속기(41)가 더 구비되며; 상기 작업부(7)에는, 상기 출력변속기(41)에서 출력되는 회전력을 전달받도록 된 입력축(71)이 더 구비될 수도 있다.

즉, 상기 구동동력원(10)에서 발생된 회전력을 통해 상기 주행부(4)가 주행함은 물론, 출력변속기 및 입력축을 통해 상기 주행부(4)와 결합되는 작업부(7)로 회전력을 전달하도록 되어, 상기 작업부(7)에서 소모되는 회전력을 별도의 장치들을 각각 구비하지 않고도 안정적으로 공급할 수 있게 된다.

이에 따라, 설계상 구조적으로 간소화가 이루어져 생산성이 향상된다.

한편, 본 실시예에 의한 스마트 수집기(1)에서, 상기 출력변속기(41)는, 별도의 '회전동력발생장치(미도시됨)'과 연결되어 상기 회전동력발생장치에서 발생된 회전력을 상기 입력축(71)으로 공급하도록 될 수 있으며, 상기 작업부(7)에서 소요되는 동력을 상기 구동동력원(10)과는 별도의 독립적 동력구조가 적용될 수 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적합하게 적용되는 것이 바람직하다.

상기에서 회전동력발생장치는, 종래 공지된 기술이 적용된 구성으로 이루어진 '내연기관' 또는 '전기모터' 또는 '유압모터' 등으로 이루어질 수 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적합하게 적용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시예에 의한 스마트 수집기(1)에서, 상기 주행부(4)는, 상기 구동동력원(10)이 시설되며 상기 구동동력원(10)에서 발생된 회전력을 전달받아 회전운동하도록 축고정되는 주행휠(21)이 구비된 주행본체(22)를 가지는 상기 주행수단(2)과; 상기 주행본체(22)의 상부에서 작업공간측 방향에 배치되도록 구비되며 상부가 개구된 상기 적재공간이 형성된 적재함(31)을 가지는 상기 적재수단(3);을 포함한다. 즉, 상기 구동동력원(10)에서 발생된 회전력을 상기 주행휠(21)을 통해 전달받아 상기 주행수단(2)이 주행하면서 상기 적재수단(3)을 운행하게 된다.

상기에서 주행본체(22)는, 종래 공지된 기술이 적용된 '프레임구조체'의 구성으로 이루어질 수 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적합하게 적용하는 것이 바람직하다.

상기에서 주행본체(22)에는, 사용자가 손으로 잡고 상기 주행수단(2)의 주행방향을 조절하도록 된 손잡이부재(23)가 구비될 수 있다.

상기에서 손잡이부재(23)에는, 사용자가 손으로 상기 구동동력원(10)을 구동을 제어하도록 된 조작장치가 더 구비될 수 있으며; 상기 조작장치는, 종래 공지된 기술이 적용된 구성으로 이루어질 수 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적합하게 적용하는 것이 바람직하다.

상기에서 주행본체(22)에는, 상기 주행횔(21)에서 회전력을 전달받아 순환운동하도록 된 순환궤도구조체(24)가 구비되어, 상기 순환궤도구조체(24)의 순환운동시 주행하도록 될 수 있으며; 상기 주행본체(22)가 궤도를 통해 주행하게 됨에 따라, 비포장된 지면을 안정적으로 주행할 수 있어, 적용되는 공간의 제한이 없어 사용성이 향상된다.

상기에서 적재수단(3)의 적재함(31)은, 별도의 유압장치(미도시됨)을 통해 결사진 방향으로 절첩하여 적재된 수거물을 용이하게 출하하도록 될 수 있는 것으로, 종래 공지된 기술이 적용된 '유압구조체'의 구성들 중 선택된 구조가 적용될 수 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적합하게 적용하는 것이 바람직하다. 적재수단(3)의 적재함(31)에 대해서는 후술하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

이와 같이 이루어지는 본 실시예에 의한 스마트 수집기(1)에서, 상기 작업부(7)는, 상기 주행부(4)의 주행본체(22)에 탈부착되며 작업바퀴(72)가 공회전가능하게 축결합된 작업본체(73)를 가진다.

그리고 상기 작업부(7)는, 상기 작업본체(73)의 양측단에서 작업공간측 방향으로 각각 길이를 가지면서 연결구비되어 사이공간에 상기 포집공간을 형성하도록 된 한 쌍의 포집몸체(53)들과, 상기 포집몸체(53)들의 선단에 각각 공회전가능하게 축결합되는 상기 포집회전축(51)들을 가지는 상기 포집수단(5);를 더 가진다.

또한 상기 작업부(7)는, 상기 작업본체(73)에서 상기 포집몸체(53)의 사이공간에 배치고정되며 선단에서 수거되는 수거물을 상기 주행부(4)의 적재공간으로 이송시키도록 된 이송컨베이어구조체(8);를 포함하여 이루어진다.

아울러, 상기 작업부(7)는, 상기 작업본체(73)에서 상기 이송컨베이어구조체(8)의 선단에 배치고정되며 상기 포집공간으로 포집된 수거물을 수거하여 상기 이송컨베이어구조체(8)로 적재하도록 된 상기 수거수단(6);을 더 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 작업본체(73)가 상기 작업바퀴(71)의 공회전에 따라, 상기 주행부(4)의 주행시 동일 방향으로 주행하면서 상기 포집수단(5)을 통해 수거물을 상기 포집공간으로 포집하고 상기 수거수단(6)을 통해 상기 포집공간에 포집된 수거물을 상기 이송컨베이어구조체(8)로 수거하여, 상기 주행부(4)의 적재수단(3)으로 적재하게 된다. 이에 따라, 수거물의 포집과 수거 및 적재와 운반이 연속적인 기계구동을 통해 구현되어, 작업효율이 극대화된다.

상기에서 작업본체(73)는, 종래 공지된 기술이 적용된 '프레임구조체'의 구성으로 이루어질 수 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적합하게 적용하는 것이 바람직하다.

상기에서 이송컨베이어구조체(8)는, 종래 공지된 기술이 적용된 '컨베이어구조체'의 구성들 중 선택된 구조가 적용될 수 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적합하게 적용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 이송컨베이어구조체(8)에서 상기 수거물이 이송되는 이동경로의 양측단에는, 상부로 길이를 가지면서 직림된 가이드판이 구비될 수 있다.

즉, 상기 가이드판을 통해 수거물이 벨트를 타고 올라갈 때 측방향으로 떨어지지 않도록 막아주어 안정성을 더욱 확보할 수 있다.

아울러, 상기 이송컨베이어구조체(8)를 구성하는 상기 벨트는, 모래와 같은 이물질이 아래로 떨어질 수 있도록 '다공체'로 이루어질 수 있다.

이와 더불어, 상기 이송컨베이어구조체(8)는, 별도의 조절장치(미도시됨)을 통해 바닥에 대하여 그 경사도와 최고단부의 높이를 선택적으로 조절할 수 있으며; 상기 조절장치는, 종래 공지된 기술이 적용된 '유압구조체'의 구성들 중 선택된 구조가 적용될 수 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적합하게 적용하는 것이 바람직하다.

상기에서 각각의 상기 포집회전축(51)들은, 각각 회전운동하면서 상기 포집판(52)들이 동일 방향으로 회전운동하면서 상기 포집몸체(53)들의 사이공간에 형성되는 상기 포집공간으로 수거물들을 상기 포집판(52)들의 사이간격에 끼움하면서 포집하게 된다.

상기에서 포집판(52)들은, 각각의 상기 포집회전축(51)들의 하단에서 바닥측 방향으로 길이를 가지면서 방사상으로 펼쳐지는 형태로 결속될 수 있다. 즉, 상기 포집판(52)들은, 상부에서 하부로 갈수록 그 사이간격들이 증대하도록 상기 포집회전축(51)에 대하여 외측방향으로 경사각도를 가지면서 구비되어 전체적으로 '원추형상'의 배치를 가지도록 될 수 있다. 이에 따라, 바닥에 대한 포집면적은 증대하면서 그 상부공간은 침해하지 않도록 됨에 따라, 수거물의 포집작업공간이 최적화되어 사용품질이 향상된다.

상기에서 포집판(52)들에는, 구조적으로 탄력성을 가지며 길이를 가지는 다수의 포집살(54)들이 묶음되면서 결속된다.

즉, 바닥면에 대하여 탄력성을 가지어 유연한 상기 포집살(54)들이 접촉하면서 수거물들을 포집하도록 되어 바닥면을 훼손하지 않으면서 안정적으로 수거물들을 포집하게 된다.

아울러, 수거물 중 잔가지 및/또는 낙엽 등과 같은 소형의 크기를 가지는 잔유뮬들이 상기 포집살(54)들에 의해 용이하게 포집되어, 포집효율이 향상된다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시예에 의한 스마트 수집기(1)에서, 작업본체(72)에는, 상기 주행본체(22)와 결합시 상기 출력변속기(41)에 접속하여 회전력을 전달받도록 된 상기 입력축(71)이 공회전가능하게 구비된다. 즉, 상기 주행부(4)에 대한 상기 작업부(7)의 결합시 상기 입력축(71)이 상기 출력변속기(41)에 접속되어 회전력을 전달받게 된다. 한편, 상기 포집회전축(51)은 상기 입력축(71)의 회전력을 전달받아 회전운동하도록 될 수 있다. 즉, 상기 구동동력원(10)에서 발생된 회전력을 상기 출력변속기(41)를 경유하여 상기 입력축(71)을 통해 전달받아 상기 포집회전축(51)이 각각 회전운동하게 된다.

이에 따라, 별도의 '동력발생장치'가 필요없이 상기 포집회전축(51)과 상기 이송컨베이어구조체(8)에서 각각 소모되는 회전력을 경제적으로 확보하게 된다.

상기에서 입력축(71)과 각각의 상기 포집회전축(51) 및 상기 이송컨베이어구조체(8)는, 각각의 동력전달구조체(100)들을 통해 연결되어 회전력을 전달받도록 될 수 있으며; 각가의 상기 동력전달구조체(100)들은, 종래 공지된 기술이 적용된 구조들에서 각각 적합하게 적용될 수 있는 것으로; '유니버셜조인트', '변속기', '베벨기어', '평기어', '길이를 가지는 다양한 축봉들' 및 '컨베이어벨트', '체인벨트' 등에서 선택적으로 조합된 구조로 이루어질 수 있으며; 사용자의 선택에 따라 적합하게 각각 적용하는 것이 바람직하다.

적재수단(3)은 도 5에 보다 상세하게 도시된 바와 같이 복수의 부품들이 결합되어 형성된다. 구체적으로 적재수단(3)은 주행본체(22)의 상부에서 작업공간측 방향에 배치되도록 구비되며 상부가 개방된 적재공간이 형성된 적재함(31)을 포함하고, 적재함(31)의 저면부(312)에는 복수의 리니어 액추에이터(360)가 제공된다. 복수의 리니어 액추에이터(360)의 각각은 적재함(31)의 저면부(312)의 네 모서리 근방에 각각 고정되어 배치되고 복수의 리니어 액추에이터(360)의 각각은 배선을 통해 모터 제어부(362)에 각각 연결되어 모터 제어부(362)의 제어하에 로드가 저면부(312)의 직상방을 향해 선형 운동을 하게 된다.

복수의 리니어 액추에이터(360)의 상부에는 적재판(350)이 배치되는데, 복수의 리니어 액추에이터(360)의 각각은 적재판(350)에 형성된 결합홀(351)을 통해 단단하게 서로 결합된다. 따라서 복수의 리니어 액추에이터(360)의 각각의 동작 및/또는 하나 이상의 조합된 동작에 의해 적재판(350)은 적재함(31)의 적재 공간 내에서 자유롭게 경사질 수 있게 된다.

적재함(31)의 측벽부에는 카메라 조립체(320,325)를 적재함(31)의 중앙 상부에 지지하기 위한 카메라 지지프레임(310)이 제공된다. 도 5에 도시된 바와 같이 카메라 지지 프레임(310)의 2개의 레그부(310a)는 적재함(310)의 측벽부의 하부로부터 상부를 향해 연장되어 형성되고 각각의 레그부(310a)의 연결부(310b)가 서로 연결되도록 구성되며, 연결부(310b)의 중앙에는 카메라 거치대(320)가 결합되고 카메라 거치대(320)의 일부분에 카메라(325)가 제공된다. 따라서 카메라(325)는 적재함(31)의 중앙 상부에서 적재함(31)의 내부 적재 공간을 촬영할 수 있게된다. 카메라(325)로부터의 촬영 영상은 배선을 통해 연결된 카메라 제어부(365)에 연결된다.

바람직하게 카메라(325)는 공간 인지를 위한 카메라로서 깊이 인식 카메라가 이용될 수 있지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 LiDAR 또는 RADAR 등과 같은 3차원 공간을 인식할 수 있는 다른 센서가 이용될 수 있다.

깊이 인식 카메라(325)는 렌즈를 통해 들어오는 1차 이미지를 연산을 통해 이미지를 재가공하여 2차 이미지를 생성하고, 가공된 2차 이미지는 픽셀의 RGB 정보, 채도 및 대조 정보 뿐만 아니라 픽셀의 깊이 정보를 더 포함하게 된다. 본 발명에서 이용되는 깊이 인식 카메라(325)은 이에 한정되는 것은 아니지만 두개의 2D 이미지 센서를 결합하여 깊이를 측정하는 스테레오 비전(Stereo Vision) 방식; 장면의 모든 픽셀에 대한 변조된 광 신호의 지연 또는 위상 시프트를 측정하여 깊이를 결정하는 ToF (Time of Flight) 방식; 한 세트의 구조화된 패턴을 대상에 투사하고 이미지 센서로결과 이미지를 캡처하는 광학 3D 스캐닝을 이용한 구조화된 패턴(Structured Pattern) 방식 중 어느 하나일 수도 있다. 깊이 인식 카메라(325)의 인식 결과는 카메라 제어부(365)로 입력된다.

도 8은 깊이 인식 카메라(325)를 이용한 리니어 액추에이터(360)를 구동하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다. 깊이 인식 카메라(325)는 적재함(31)의 상부에서 적재함(31)의 적재 공간을 촬영하여 1차 이미지를 생성하고 생성된 1차 이미지를 가공하여 깊이 정보를 포함하는 2차 이미지를 생성하여 카메라 제어부(365)로 전송한다.

카메라 제어부(365)는 깊이 정보를 포함하는 2차 이미지를 수신하여 2차 이미지를 복수의 영역으로 분할하고 복수의 영역 각각에 대한 평균 깊이를 계산한다. 계산된 평균 깊이는 깊이 인식 카메라로부터 적재함(31) 내의 농업부산물까지의 거리가 가까울수록 해당 영역에서 적재물의 높이가 높고 농업부산물까지의 거리가 멀수록 해당 영역에서의 적재물의 높이가 낮다는 것을 의미한다.

예를 들면 도 9에 도시된 바와 같이 카메라 제어부(365)로부터 적재 공간의 깊이맵이 얻어진 경우 모터 제어부(250)는 깊이 맵에 기반하여 리니어 액추에이터(LA1~LA4)를 구동시키게 된다. 예를 들면 도 9에 도시된 깊이 맵에서 적재공간의 좌측이 적재공간의 우측에 비해 적재물의 높이가 높은 것이 파악될 수 있고 모터 제어부(250)은 이에 기반하여 적재 공간의 좌측에 배치된 리니어 액추에이터(LA1,LA2)를 구동시키도록 동작한다.

깊이 맵은 깊이 인식 카메라(325)로부터 실시간으로 촬영되는 깊이 정보를 포함하는 이미지에 기반하여 계속 변화되고 모터 제어부(250)는 변화되는 깊이 맵에 기반하여 지속적으로 리니어 액추에이터 중 어느 하나 이상을 구동시켜 적재 공간 내 적재물의 높이 수준을 일정하게 유지하게 된다.

도 10은, 본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 스마트 수집기(1)의 제어상태를 보인 도면으로, 본 실시예에 의한 스마트 수집기(1)는, 전원을 받아 충전하도록 된 축전지(92)와; 상기 포집회전축(51)과 연결되며 상기 축전지(92)의 전원을 제어하도록 된 제어수단(9)의 제어를 통해 전원을 공급받아 회전력을 발생시켜 상기 포집회전축(51)을 선택적으로 회전운동시키도록 된 포집모터(93);를 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 사용자에 의한 상기 포집모터(93)의 선택적인 구동을 통해 상기 포집회전축(51)을 회전시켜, 수거물을 포집하게 될 수 있다.

본 실시예에 의한 스마트 수집기(1)는, 상기 이송컨베이어구조체(8)와 연결되며 상기 축전지(92)의 전원을 제어하도록 된 상기 제어수단(9)의 제어를 통해 전원을 공급받아 회전력을 발생시켜 상기 이송컨베이어구조체(8)를 선택적으로 구동시키도록 된 이송모터(95);를 포함하여 이루어질 수 있다.

즉, 사용자에 의한 상기 이송모터(95)의 선택적인 구동을 통해 상기 이송컨베이어구조체(8)를 구동시켜 수거물을 상기 적재수단(3)에 적재하게 될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 의한 스마트 수집기(1)는, 상기 포집회전축(51)과 상기 이송컨베이어구조체(8)들이 각각의 상기 포집모터(93)와 상기 이송모터(95)들을 통해 독립적으로 구동될 수 있어, 설계상 구조적으로 단순하게 이루어질 수 있어, 경제적으로 제공할 수 있으며; 특히, 친환경적인 에너지원을 통해 각각 구동됨에 따라, 친환경적으로 제공하게 될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 스마트 수집기 10 : 구동동력원
100 : 동력전달구조체
2 : 주행수단 21 : 주행휠
22 : 주행몸체 23 : 손잡이부재
24 : 순환궤도구조체 3 : 적재수단
31 : 적재함 4 : 주행부
41 : 출력변속기 5 : 포집수단
51 : 포집회전축 52 : 포집판
53 : 포집몸체 54 : 포집살
7 : 작업부 71 : 입력축
72 : 작업바퀴 73 : 작업본체
8 : 이송컨베이어구조체
9 : 제어수단 91 : 조작장치
92 : 축전지 93 : 포집모터
95 : 이송모터

Claims (6)

1. 회전동력이 발생되는 구동동력원에서 발생된 회전력을 전달받아 주행운동하도록 주행수단과, 상기 주행수단에 배치되며 내부에 적재공간이 형성된 적재수단을 가지는 주행부와;
   회전운동하는 포집회전축에 결속되며 각각의 사이간격으로 수거물을 포집공간으로 포집하도록 된 다수의 포집살대들을 가지는 포집수단을 가지는 작업부;를 포함하고,
   상기 적재수단은,
   수거물이 적재되는 적재함;
   상기 적재함의 저면부의 4개소의 코너부에 각각 배치되는 적어도 4개의 리니어 액추에이터;
   상기 적어도 4개의 리니어 액추에이터 상부에 결합되는 적재판; 및
   적재함의 상부에 배치되는 깊이 인식 카메라; 를 포함하고,
   상기 적재판은 상기 적어도 4개의 리니어 액추에이터에 의해 전방측 및 후방측, 좌측 및 우측, 및 이들의 조합된 어느 하나의 방향으로 틸팅가능하도록 동작되는 것을 특징으로 하는
   스마트 수집기.
   
2. 제1항에 있어서,
   스마트 수집기는
   상기 깊이 인식 카메라가 연결되는 카메라 제어부; 및
   상기 적어도 4개의 리니어 액추에이터가 연결되는 모터 제어부를 더 포함하고,
   상기 모터 제어부는 카메라 제어부로부터 생성된 깊이맵에 대응하여 상기 적어도 4개의 리니어 액추에이터 중 하나 이상을 동작시키도록 구성된 것을 특징으로하는
   스마트 수집기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 카메라 제어부는 깊이 인식 카메라로부터 생성된 깊이 정보를 가진 이미지를 복수의 영역으로 분할하고 분할된 영역 마다의 평균 깊이를 산출하여 깊이맵을 생성하는 것을 특징으로 하는
   스마트 수집기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 스마트 수집기는
   적재함의 측벽에 부착되는 카메라 프레임을 더 포함하고, 상기 카메라 프레임은 적재함 측벽에 결합되는 복수의 레그부와 상기 복수의 레그부로부터 연장되어 적재함의 중앙 상부를 지나가는 연결부를 포함하고,
   상기 연결부의 중앙에는 깊이 인식 카메라가 거치되는 카메라 거치대가 결합된 것을 특징으로하는
   스마트 수집기.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 작업부는, 상기 주행부에 탈부착 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트 수집기.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 주행부는,
   상기 구동동력원이 시설되며 상기 구동동력원에서 발생된 회전력을 전달받아 회전운동하도록 축고정되는 주행휠이 구비된 주행본체를 가지는 상기 주행수단과;
   상기 주행본체의 상부에서 작업공간측 방행에 배치되도록 구비되며 상부가 개구된 상기 적재공간이 형성된 적재함을 가지는 상기 적재수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 수집기.

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