KR20230063739A

KR20230063739A - fruit-harvesting robot

Info

Publication number: KR20230063739A
Application number: KR1020210149125A
Authority: KR
Inventors: 정승현; 이도선; 송희권
Original assignee: 엘앤에스(주)
Priority date: 2021-11-02
Filing date: 2021-11-02
Publication date: 2023-05-09

Abstract

The present invention relates to a fruit harvesting robot. More specifically, the present invention relates to the fruit harvesting robot which can move by remote control or autonomous driving and can harvest a fruit. The fruit harvesting robot of the present invention is remotely controlled or driven autonomously. Therefore, the fruit can be harvested and loaded in a space where the same are intended to be loaded. As a result, work efficiency can be improved. Additionally, a fruit harvest arm has a multi-joint structure. Accordingly, movement can be made in the width direction of an elevating base plate, so that the fruit located in various places can be harvested. As a result, work efficiency can be improved. The fruit harvesting robot of the present invention comprises: a main frame; a traveling unit; a lifting unit; the fruit harvest arm; and an arm left and right position adjustment unit.

Description

Fruit-harvesting robot {fruit-harvesting robot}

본 발명은 과실 수확용 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원격조종 또는 자율주행으로 이동이 가능하며 과실을 수확할 수 있는 과실 수확용 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a fruit harvesting robot, and more particularly, to a fruit harvesting robot that can move by remote control or autonomous driving and can harvest fruit.

일반적으로 과수작업차 (또는 고소작업차)는 과수원이나 하우스 등지에서 무한궤도 바퀴로 이동되어 수확한 과일 또는 농작물을 실어 운반하거나, 적재함이 승강 및 하강할 수 있도록 설치되어 작업자가 서 있는 상태에서 손이 닿지 않는 높이에 작업이 필요한 경우 사용자가 적재함에 탑승하여 과수나무를 가지치기 하거나 과일을 수확하는데 사용되고 있다.In general, an orchard work vehicle (or aerial work vehicle) is moved by crawler wheels in an orchard or house, and is installed to load and transport harvested fruits or crops, or is installed so that a loading box can be raised and lowered to prevent workers from damaging their hands while standing. When work is required at a height that cannot be reached, the user boards the loading box and prunes fruit trees or harvests fruits.

과수원이나 하우스에서는 재배 면적 내 많은 수의 과수가 재배됨에 따라, 재배하는 과정에서 작업자가 제초 및 병충해 방제작업 또는 과수로부터 과실을 수확하는 등의 각종 농작업의 진행 시 어려움이 많다. 무엇보다, 사회가 점점 고령화되어 감에 따라 상당한 노동력을 필요로 하는 과수 작업은 과수 농민들에게 그만큼 큰 부담으로 작용되고 있다. In an orchard or house, as a large number of fruit trees are cultivated within a cultivation area, it is difficult for workers to perform various agricultural operations such as weeding and pest control or harvesting fruits from fruit trees during the cultivation process. Above all, fruit tree work, which requires a considerable amount of labor as society is gradually aging, is acting as a great burden on fruit farmers.

최근에는, 이러한 어려움을 해결하기 위해, 작업자를 대신 농작업을 수행하여 작업자의 노동력 소모를 감소시키고 편의성을 향상시키며, 작업시간 등을 단축하는 효과를 줄 수 있는 모바일 로봇이 주요 이슈로 대두되고 있다.Recently, in order to solve these difficulties, mobile robots that can perform agricultural work instead of workers to reduce labor consumption of workers, improve convenience, and shorten working hours have emerged as a major issue. .

대한님국 등록특허공보 제10-1685414호 : 로봇팔을 이용한 과수작업기Korean Registered Patent Publication No. 10-1685414: Fruit machine using a robot arm 대한민국 등록특허공보 제10-2297226호 : 과수용 태양광 반사판 모바일 로봇 및 그 제어방법Republic of Korea Patent Publication No. 10-2297226: Solar reflector mobile robot for fruit trees and its control method

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원격 조종 또는 자율 주행으로 이동이 가능하고, 과수의 과실을 인식하여 과실을 수확 후 적재하고자 하는 공간으로 적재할 수 있는 과실 수확용 로봇을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, to provide a fruit harvesting robot capable of moving by remote control or autonomous driving, recognizing fruits of fruit trees and loading them into a space to be loaded after harvesting. do.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과실 수확용 로봇은 내측에 동력발생부가 장착된 메인프레임과; 지면에 접촉되게 상기 메인프레임의 하부에 설치되어 상기 동력발생부의 구동력에 의해 회전되는 복수의 회전부재를 포함하며 원격 조종 또는 자율주행으로 이동가능한 주행유닛과; 상기 메인프레임의 상부에 설치되는 승강베이스판과, 상기 승강베이스판을 상기 메인프레임에 대해 승강시키는 승강구동부를 포함하는 승강유닛과; 상기 승강베이스판 상에 장착되며 다관절 구조를 가지며 과수를 향한 단부에 과실을 수확할 수 있는 과실수확부가 장착된 과실 수확 암과; 상기 과실 수확암을 상기 승강베이스판의 폭 방향으로 이동시키는 암 좌우위치조절유닛;을 구비하는 것을 특징으로 한다.The fruit harvesting robot of the present invention for achieving the above object includes a main frame equipped with a power generator inside; a driving unit installed under the main frame to be in contact with the ground, including a plurality of rotating members rotated by the driving force of the power generating unit, and capable of being moved by remote control or autonomous driving; an elevating unit including an elevating base plate installed above the main frame and an elevating driver for elevating the elevating base plate with respect to the main frame; a fruit harvesting arm mounted on the elevating base plate, having a multi-joint structure, and having a fruit harvesting unit mounted at an end facing the fruit tree; It is characterized by having a; arm left and right position adjusting unit for moving the fruit harvesting arm in the width direction of the elevating base plate.

상기 암 좌우 위치조절유닛은 상기 승강베이스판의 폭 방향으로 길이연장되는 제1볼스크류와, 상기 제1볼스크류의 양단을 회전가능하게 지지하며 상기 승강베이스판 상에 장착되는 복수의 제1스크류지지브라켓과, 좌우 위치조절 구동축이 하나의 상기 제1스크류지지브라켓을 관통한 상기 제1볼스크류의 일단과 연결되어 상기 제1볼스크류를 회전시키는 좌우 위치조절 구동모터와, 상기 제1볼스크류 상에 장착되어 상기 제1볼스크류의 회전에 따라 상기 승강베이스판의 폭 방향으로 이동가능며 상부에 상기 과실수확암이 장착되는 제1슬라이더를 구비하는 것이 바람직하다.The arm left and right position adjusting unit includes a first ball screw extending in the width direction of the lifting base plate, and a plurality of first screws rotatably supporting both ends of the first ball screw and mounted on the lifting base plate. A left and right position adjustment drive motor for rotating the first ball screw by connecting a support bracket and a left and right position adjustment driving shaft to one end of the first ball screw passing through one of the first screw support brackets, and the first ball screw It is preferable to include a first slider mounted on the top, movable in the width direction of the elevating base plate according to the rotation of the first ball screw, and having the fruit harvesting arm mounted thereon.

상기 과실 수확 암은 상기 제1슬라이더의 상단에 장착되며 제1구동축이 상방을 향하도록 장착되는 좌우회전구동모터와, 상기 제1구동축에 하부가 결합되어 상기 제1구동축과 함께 좌우회전되며 제2구동축이 측방을 향하는 제1상하 회전구동모터와, 상기 제2구동축과 일측이 결합되어 상기 제2구동축과 함께 상하회동되는 제1회동암과, 상기 제1회동암의 타단에 결합되며 상기 제2구동축과 나란하게 측방으로 연장된 제3구동축을 포함하는 제2상하회전구동모터와, 상기 제3구동축과 일측이 결합되어 상기 제3구동축과 함께 상하회동되는 제2회동암과, 상기 제2회동암의 타단에 결합되며 상기 제3구동축과 나란하게 측방으로 연장된 제4구동축을 포함하는 제3상하회전구동모터와, 상기 제4구동축과 결합되어 상기 제4구동축과 함께 상하로 회동되며 상기 제4구동축에 교차하는 방향으로 연장된 제5구동축을 포함하는 제4상하회전구동모터와, 상기 제5구동축과 결합되어 상기 제5구동축과 함께 상하로 회동되며 상기 제4구동축과 나란한 방향으로 연장되며 상기 과실수확부가 결합되는 제6구동축을 포함하는 제5상하회전구동모터를 구비하는 것이 바람직하다.The fruit harvesting arm is mounted on the upper end of the first slider and has a left and right rotation driving motor mounted so that the first driving shaft faces upward, and a lower part is coupled to the first driving shaft to rotate left and right together with the first driving shaft. A first up-and-down rotation drive motor with a drive shaft directed to the side, a first rotation arm coupled to one side of the second drive shaft and rotated up and down together with the second drive shaft, and coupled to the other end of the first rotation arm and the second rotation arm. A second vertical rotation drive motor including a third drive shaft extending laterally in parallel with the drive shaft, a second rotational arm having one side coupled to the third drive shaft and rotating up and down together with the third drive shaft; A third vertical rotation drive motor coupled to the other end of the copper arm and including a fourth drive shaft extending laterally in parallel with the third drive shaft, coupled to the fourth drive shaft, rotates up and down together with the fourth drive shaft, and A fourth vertical rotation drive motor including a fifth drive shaft extending in a direction crossing the fourth drive shaft, coupled to the fifth drive shaft, rotated up and down together with the fifth drive shaft, and extending in a direction parallel to the fourth drive shaft, It is preferable to have a fifth vertical rotation driving motor including a sixth driving shaft to which the fruit harvesting unit is coupled.

상기 과실수확부는 일측이 상기 과실 수확암의 단부에 구동력에 의해 회전가능하게 마련된 제6구동축과 결합되는 회전브라켓과, 상기 제6구동축에 대해 돌출된 상기 회전브라켓 타측에 제6구동축과 교차되는 방향을 축으로 회동가능하게 지지되며 과실의 줄기를 절단하기 위한 절단가위가 장착되는 과실컷팅부재와, 상기 과실컷팅부재의 하부와 연결되며 상하로 승강가능하여 상기 절단가위에 의해 줄기가 절단되어 하강되는 과실이 안착되게 상방으로 개방된 과실안착공간이 형성되며, 하단에 상기 과실 안착공간이 하방으로 개방되거나 폐쇄되게 상하로 회동가능한 과실배출도어가 마련된 과실 트레이와, 상기 과실컷팅부재와 상기 과실트레이를 연결하며 상기 과실트레이를 승강시키는 트레이 승강구동부와, 상기 과실배출도어의 개폐시키는 도어 구동부를 구비할 수 있다. The fruit harvesting unit has one side of a rotating bracket coupled to a sixth driving shaft rotatably provided at the end of the fruit harvesting arm by a driving force, and a direction crossing the sixth driving shaft on the other side of the rotating bracket protruding with respect to the sixth driving shaft. A fruit cutting member rotatably supported around an axis and equipped with cutting shears for cutting fruit stems, connected to the lower part of the fruit cutting member and capable of moving up and down, so that the stems are cut and descended by the cutting shears A fruit seating space is formed that is open upwards for fruit to be seated, and a fruit tray provided with a fruit discharge door that can be rotated up and down so that the fruit seating space is opened or closed downward at the bottom, the fruit cutting member and the fruit tray It may include a tray lifting and lowering driving unit for connecting and lifting the fruit tray, and a door driving unit for opening and closing the fruit discharging door.

또한, 상기 과실수확부는 수확하고자 하는 과수의 과실을 실시간으로 촬영하는 과실인식부와, 상기 과실배출도어 상에 장착되어 상기 과실안착공간으로 과실 안착여부를 감지하는 로드셀을 더 구비하고, 상기 과실인식부에 촬영된 영상정보를 통해 과실이 인식되면, 인식된 과실에 상기 과실수확부가 가까워지도록 상기 과실수확암을 구동시키고, 상기 절단가위를 구동시켜 상기 줄기를 절단하며, 상기 로드셀에서 신호가 전달되면 상기 과실안착공간으로 과실이 안착된 것으로 판단하여 상기 과실수확부가 과실을 적재하는 적재함 또는 적재박스를 향하도록 상기 과실수확암을 구동시킨 후 상기 적재함 또는 상기 적재박스로 상기 과실안착공간 내의 과실이 하강되게 상기 과실배출도어를 개방하는 제어부를 더 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the fruit harvesting unit further includes a fruit recognition unit for photographing fruits of a fruit tree to be harvested in real time, and a load cell mounted on the fruit discharging door and detecting whether or not the fruit is seated in the fruit seating space, wherein the fruit recognition When a fruit is recognized through the image information photographed on the part, the fruit harvesting arm is driven so that the fruit harvesting unit is closer to the recognized fruit, the cutting shears are driven to cut the stem, and when a signal is transmitted from the load cell After determining that the fruit is seated in the fruit seating space, the fruit harvesting unit drives the fruit harvesting arm toward the loading box or loading box for loading the fruit, and then the fruit in the fruit seating space descends into the loading box or the loading box. It is preferable to further include a control unit for opening the fruit discharge door.

본 발명의 과실 수확용 로봇은 원격으로 조종되거나 자율주행으로 구동되어 과실을 수확하여 적재하고자 하는 공간에 적재할 수 있어 작업효율이 향상될 수 있다. The fruit harvesting robot of the present invention can be remotely controlled or driven by autonomous driving to harvest fruit and load them in a space to be loaded, so work efficiency can be improved.

또한, 본 발명의 과실 수확용 로봇은 과실수확암이 다관절 구조를 가지며, 승강되는 승강베이스판의 폭 방향으로 이동될 수 있어 다양한 장소에 위치한 과실에 접근이 용이하여 수확 작업효율이 향상될 수 있다. In addition, in the fruit harvesting robot of the present invention, the fruit harvesting arm has a multi-joint structure and can be moved in the width direction of the elevating base plate, so that it is easy to access fruits located in various places, thereby improving harvest work efficiency. there is.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 과실 수확용 로봇에 대한 사시도이고,
도 2는 도 1의 과실 수확용 로봇에 대한 측면도이고,
도 3은 도 1의 과실 수확용 로봇의 과실수확 암에 대한 일부 측면도이고,
도 4는 도 3의 과실수확 암에 대한 일부 사시도이고,
도 5는 도 1의 과실 수확용 로봇에 대한 일부 블록도이고,
도 6은 도 1의 과실 수확용 로봇의 주행환경감지부에 대한 블록도이다.1 is a perspective view of a fruit harvesting robot according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a side view of the fruit harvesting robot of Figure 1,
3 is a partial side view of a fruit harvesting arm of the fruit harvesting robot of FIG. 1;
4 is a partial perspective view of the fruit harvesting arm of FIG. 3;
5 is a partial block diagram of the fruit harvesting robot of FIG. 1;
6 is a block diagram of a driving environment sensing unit of the fruit harvesting robot of FIG. 1;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 과실 수확용 로봇을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a fruit harvesting robot according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 6에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 과실 수확용 로봇(1)이 도시되어 있다. 1 to 6 show a fruit harvesting robot 1 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 과실 수확용 로봇(1)은 내측에 동력발생부가 장착된 메인프레임(10)과; 지면에 접촉되게 상기 메인프레임의 하부에 설치되어 상기 동력발생부의 구동력에 의해 회전되는 복수의 회전부재를 포함하며 원격 조종 또는 자율주행으로 이동가능한 주행유닛(20)과; 상기 메인프레임(10)의 상부에 설치되는 승강베이스판(36)과, 상기 승강베이스판(36)을 상기 메인프레임(10)에 대해 승강시키는 승강구동부(40)를 포함하는 승강유닛(35)과; 상기 승강베이스판(36) 상에 장착되며 다관절 구조를 가지며 과수를 향한 단부에 과실을 수확할 수 있는 과실수확부(100)가 장착된 과실 수확 암(75)과; 상기 과실 수확암(75)을 상기 승강베이스판(36)의 폭 방향으로 이동시키는 암 좌우위치조절유닛(60);을 구비한다.A fruit harvesting robot 1 according to an embodiment of the present invention includes a main frame 10 equipped with a power generator inside; a driving unit 20 installed below the main frame to be in contact with the ground, including a plurality of rotating members rotated by the driving force of the power generating unit, and movable by remote control or autonomous driving; An elevation unit (35) including an elevating base plate (36) installed above the main frame (10) and an elevating driving unit (40) for elevating the elevating base plate (36) relative to the main frame (10). class; a fruit harvesting arm 75 mounted on the elevating base plate 36, having a multi-joint structure, and having a fruit harvesting unit 100 mounted at an end facing the fruit tree; and an arm left and right position adjusting unit 60 that moves the fruit harvesting arm 75 in the width direction of the elevating base plate 36.

그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 과실 수확용 로봇(1)은 베이스프레임(10)의 전단측 또는 후단측에 원거리에 위치된 관제센터와 통신을 위한 관제통신부(160)와, 이동 경로 주변의 지형지물의 위치 및 특징을 인식하여 수집하는 주변환경검지부(161)와, 주변환경검지부(161)에서 수집된 주변 지형지물 정보와 현재 이동 위치의 주변 지형지물 정보와 비교하는 주행위치보정부(166)와, 별도의 입력부(미도시)로부터 자율주행할 구간을 입력받는 구간선택부(167)와, 구간선택부(167)에 입력된 구간 정보에 따라 주변환경검지부(161)의 저장부(163)에 저장된 주행이력정보를 검색하는 역할을 하며, 검색된 주행이력정보를 주행위치보정부(166)에 전달하는 검색부(169)와, 주행위치정보부(166)로부터 위치에 관한 보정정보를 전달받아 주행유닛(20)의 구동을 제어하는 제어부(150)를 구비한다In addition, the fruit harvesting robot 1 according to an embodiment of the present invention includes a control communication unit 160 for communication with a control center located at a remote location on the front or rear side of the base frame 10, and around the moving path. A surrounding environment detecting unit 161 that recognizes and collects the location and characteristics of the feature of the vehicle, and a driving position correcting unit 166 that compares the surrounding feature information collected by the surrounding environment detecting unit 161 with the surrounding feature information of the current moving position. ), a section selection unit 167 that receives a section for autonomous driving from a separate input unit (not shown), and a storage unit 163 of the surrounding environment detection unit 161 according to section information input to the section selection section 167. It serves to search the driving history information stored in ), and receives the correction information about the position from the search unit 169, which transmits the searched driving history information to the driving position correction unit 166, and the driving location information unit 166. A control unit 150 for controlling driving of the driving unit 20 is provided.

메인프레임(10)은 좌우방향으로 연장된 복수의 제1단위빔과, 전후방향으로 연장된 복수의 제2단위빔이 상호 연결되어 내부에 동력발생부가 수용되는 공간이 형성되는 사각 구조물을 이룬다.The main frame 10 forms a rectangular structure in which a space for accommodating a power generating unit is formed by interconnecting a plurality of first unit beams extending in the left-right direction and a plurality of second unit beams extending in the front-back direction.

주행유닛(20)은 메인프레임(10)의 폭 방향 양측, 즉, 좌, 우측에 각각 설치되는 복수의 회전부재(21,22)를 구비한다.The driving unit 20 includes a plurality of rotating members 21 and 22 installed on both sides of the main frame 10 in the width direction, that is, on the left and right sides, respectively.

복수의 회전부재(21,25)는 무한궤도 구조가 각각 적용되는데, 메인프레임(10) 좌측에 회전가능하게 설치된 제1구동롤러(22)및 제1피동롤러(23)와, 제1구동롤러(22)와 제1피동롤러(23) 사이의 메인프레임(10) 좌측에 회전 가능하게 설치된 다수의 제1지지롤러(24)들에 지지되어 무한궤도로 회전하는 제1무한궤도벨트(21)와; 메인프레임(10) 우측에 회전가능하게 설치된 제1구동롤러(미도시)및 제2피동롤러(미도시)와, 제2구동롤러와 제2피동롤러 사이의 메인프레임(10) 우측에 회전 가능하게 설치된 다수의 제2지지롤러(미도시)들에 지지되어 무한궤도로 회전하는 제2무한궤도벨트(25);로 구분된다. The plurality of rotating members 21 and 25 each have an endless track structure, and the first driving roller 22 and the first driven roller 23 rotatably installed on the left side of the main frame 10 and the first driving roller A first endless track belt 21 supported by a plurality of first support rollers 24 rotatably installed on the left side of the main frame 10 between the 22 and the first driven roller 23 and rotating in an endless track and; A first drive roller (not shown) and a second driven roller (not shown) rotatably installed on the right side of the main frame 10, and rotatable on the right side of the main frame 10 between the second drive roller and the second driven roller. It is divided into a second endless track belt 25 supported by a plurality of second support rollers (not shown) installed and rotated in an endless track.

회전부재(21,25)는 도시된 바와 다르게, 메인프레임(10)의 폭 방향 양측에 각각 회전가능하게 장착되는 원형상의 휠이 적용될 수도 잇다. 이 경우, 회전부재는 메인프레임(10)의 폭 방향 일측과 타측에 각각 복수 개가 설치되는 것이 바람직하다.As the rotating members 21 and 25 , circular wheels rotatably mounted on both sides of the main frame 10 in the width direction, respectively, may be applied, differently from those shown. In this case, it is preferable that a plurality of rotating members are installed on one side and the other side of the main frame 10 in the width direction.

동력발생부는 메인프레임(10) 내에 수용되어 제1구동롤러(1)와 연결되는 제1주행모터(31)와, 제2구동롤러와 연결되는 제2주행모터(33)와, 제1 및 제2주행모터에 전원공급을 위한 적어도 하나의 배터리(미도시)를 구비한다. The power generator is accommodated in the main frame 10 and includes a first driving motor 31 connected to the first driving roller 1, a second driving motor 33 connected to the second driving roller, and first and second driving motors 33 connected to the first driving roller 1. 2. At least one battery (not shown) is provided to supply power to the traveling motor.

승강베이스판(36)은 메인프레임(10)에 대응되게 일정한 폭으로 전후방향으로 길게 연장된 사각판상으로 형성되되, 폭 방향 양측이 하방으로 절곡된 형상을 갖는다. The elevating base plate 36 is formed in the shape of a rectangular plate extending long in the front-back direction with a constant width corresponding to the main frame 10, and has a shape in which both sides in the width direction are bent downward.

승강구동부(40)는 메인프레임(10)의 좌우측에 각각 설치되어 승강베이스판(36)의 승강을 가이드 할 수 있도록 메인프레임(10)과 승강베이스판(36)을 연결하며 상하방향으로 접히거나 펼쳐지는 X자형의 복수의 링크부(41)와, 메임프레임(10)에 장착되어 링크부(41)가 펼쳐지거나 접히도록 하는 리프트부(45)가 구비된다.The lifting driving unit 40 is installed on the left and right sides of the main frame 10, and connects the main frame 10 and the lifting base plate 36 to guide the lifting of the lifting base plate 36 and folds it in the vertical direction or A plurality of X-shaped link parts 41 that are unfolded and a lift part 45 mounted on the main frame 10 to expand or fold the link parts 41 are provided.

링크부(41)는 상단이 승강베이스판(36)의 전단부에 전후방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되며 하단이 메인프레임(10)의 후방부에 상하방향으로 회동가능하게 설치된 제1회동바(42), 상단이 제1회동바(42)의 상단에 대해 후방으로 이격된 위치의 승강베이스판(36)에 전후방향으로 회동 가능하게 설치되고 하단은 제1회동바(42)의 하단에 대해 전방으로 이격된 위치의 메인프레임(10)에 전후방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된 제2회동바(44)를 구비한다. The link part 41 has an upper end slidably installed at the front end of the elevating base plate 36 in the forward and backward directions and a lower end installed at the rear part of the main frame 10 rotatably in the vertical direction. ), the upper end is installed to be able to rotate in the forward and backward directions on the lifting base plate 36 at a position spaced rearward with respect to the upper end of the first pivoting bar 42, and the lower end is forward with respect to the lower end of the first pivoting bar 42 A second rotation bar 44 is provided to be slidably installed in the front and rear directions on the main frame 10 at a spaced apart position.

제1 및 제2회동바(42,44)는 상호 교차되는 부분에 힌지핀(48)에 의해 회동 가능하게 상호 연결되어 있다.The first and second pivoting bars 42 and 44 are rotatably interconnected by hinge pins 48 at intersecting portions.

그리고, 링크부(41)는 메인프레임(10)의 좌우측에 각각 설치되는 제1회동바(62)를 연결할 수 있도록 메인프레임(10)의 좌우방향으로 연장되며 후술되는 리프트부(45)와 연결되는 리프트부연결바(49)가 구비된다.In addition, the link part 41 extends in the left and right directions of the main frame 10 so as to connect the first rotation bars 62 installed on the left and right sides of the main frame 10, and is connected to the lift part 45 described later. A lift portion connecting bar 49 is provided.

리프트부(45)는 메인프레임(10)에 하단이 회동가능하게 설치되며 상하방향으로 연장된 실린더(46)와, 상단이 링크부의 리프트부연결바(미도시)에 회동가능하게 설치되며 하부가 실린더 내로 슬라이딩 가능하게 설치되는 로드(47)와, 후술되는 제어부(150)와 전기적으로 연결되어 실린더 내로 유체를 공급시켜 로드를 승강시키는 유압펌프(미도시)가 구비된다.The lift part 45 has a lower end rotatably installed on the main frame 10 and a cylinder 46 extending vertically, and an upper end rotatably installed on a lift part connecting bar (not shown) of the link part, and the lower part A rod 47 slidably installed into the cylinder and a hydraulic pump (not shown) electrically connected to a control unit 150 to be described later to supply fluid into the cylinder to elevate the rod are provided.

암 좌우 위치조절유닛(60)은 일정한 폭으로 승강베이스판(36)의 폭 방향으로 길이연장되며 승강베이스판(36)의 길이방향 중심측에 위치되는 베이스고정판(61)과, 승강베이스판(36)의 폭 방향으로 길이연장되며 베이스고정판(61)의 상방에 위치하는 제1볼스크류(62)와, 제1볼스크류(62)의 양단을 회전가능하게 지지하도록 베이스고정판(61)의 길이방향 양측에 장착되는 복수의 제1스크류지지브라켓(63)과, 좌우 위치조절 구동축(미도시)이 하나의 제1스크류지지브라켓(63)을 관통한 제1볼스크류(62)의 일단과 연결되어 제1볼스크류(62)를 회전시키는 좌우 위치조절 구동모터(65)와, 제1볼스크류(62) 상에 장착되어 제1볼스크류(62)의 회전에 따라 승강베이스판(36)의 폭 방향으로 이동가능며 상부에 과실수확암(75)이 장착되는 제1슬라이더(69)를 구비한다.The arm left and right position control unit 60 extends in the width direction of the lifting base plate 36 at a constant width and includes a base fixing plate 61 positioned at the center of the lifting base plate 36 in the longitudinal direction, and a lifting base plate ( 36), the length of the base fixing plate 61 so as to rotatably support both ends of the first ball screw 62, which extends in the width direction and is located above the base fixing plate 61, and the first ball screw 62. A plurality of first screw support brackets 63 mounted on both sides of the direction and a left and right position adjusting drive shaft (not shown) are connected to one end of the first ball screw 62 passing through one first screw support bracket 63. and the left and right position adjusting driving motor 65 for rotating the first ball screw 62, mounted on the first ball screw 62 and moving the elevating base plate 36 according to the rotation of the first ball screw 62. It is movable in the width direction and has a first slider 69 on which the fruit harvesting arm 75 is mounted.

그리고, 암 좌우 위치조절유닛(60)은 제1볼스크류(62)의 폭 방향 양측에서 제1볼스크류(62)에 나란하게 연장되어 상기 제1슬라이더를 관통하여 제1슬라이더의 이동을 가이드하는 복수의 제1가이드바(67)를 더 구비한다.In addition, the left and right arm position control units 60 extend parallel to the first ball screw 62 from both sides in the width direction of the first ball screw 62 to pass through the first slider to guide the movement of the first slider. A plurality of first guide bars 67 are further provided.

제1슬라이더(69)는 제1볼스크루(62) 및 제1가이드바(67)가 관통되는 슬라이더본체(70)와, 슬라이더본체(70)의 상단에 장착되며 상호 이격된 제1가이드바(67)보다 양측이 돌출되는 하중분산판(71)과, 복수의 제1가이드바(67)에 대해 돌출된 하중분산판(71)의 양측에서 하방으로 상호 나란하게 연장된 복수의 하중분산지지판(72)과, 하중분산지지판(72)의 하부에 각각 장착되어 베이스고정판(61)에 접해 구름운동가능한 복수의 하중분산롤러(73)를 구비한다.The first slider 69 is a slider body 70 through which the first ball screw 62 and the first guide bar 67 pass, and a first guide bar mounted on the top of the slider body 70 and spaced apart from each other ( 67), a load distributing plate 71 protruding from both sides, and a plurality of load distributing support plates extending downward in parallel from both sides of the load distributing plate 71 protruding with respect to the plurality of first guide bars 67 ( 72) and a plurality of load distributing rollers 73 mounted on the lower portion of the load distributing support plate 72 and capable of rolling in contact with the base fixing plate 61.

암 좌우 위치조절유닛(60)은 상단에 제1슬라이더(69)에 장착된 후술되는 좌우회전구동모터(76)가 관통되며 승강가이드판의 폭 방향으로 연장된 모터가이드공(74a)이 형성되며, 제1볼스크류(62), 복수의 제1스크류지지브라켓(63)과, 좌우 위치조절구동모터(65)와, 제1슬라이더(69)이 수용되게 하방으로 개방된 내부공간을 가지며 승강베이스판(36)의 상면에 장착되는 커버(74)를 구비한다.The arm left and right position control unit 60 has a left and right rotation drive motor 76 mounted on the first slider 69 at the upper end and a motor guide hole 74a extending in the width direction of the lift guide plate is formed. , The first ball screw 62, the plurality of first screw support brackets 63, the left and right position adjusting drive motors 65, and the first slider 69 are accommodated in an internal space that is open downward and has an elevating base. A cover 74 mounted on the upper surface of the plate 36 is provided.

과실 수확 암(75)은 제1슬라이더(69)의 상단에 장착되며 제1구동축(76a)이 상방을 향하도록 장착되는 좌우회전구동모터(76)와, 제1구동축에 하부가 결합되어 제1구동축과 함께 좌우회전되며 제2구동축(미도시)이 측방을 향하는 제1상하 회전구동모터(77)와, 제2구동축과 일측이 결합되어 제2구동축과 함께 상하회동되는 제1회동암(79)과, 제1회동암(79)의 타단에 결합되며 제2구동축과 나란하게 측방으로 연장된 제3구동축(미도시)을 포함하는 제2상하회전구동모터(81)와, 제3구동축과 일측이 결합되어 제3구동축과 함께 상하회동되는 제2회동암(83)과, 제2회동암(83)의 타단에 결합되며 제3구동축과 나란하게 측방으로 연장된 제4구동축(86)을 포함하는 제3상하회전구동모터(85)와, 제4구동축과 결합되어 제4구동축과 함께 상하로 회동되며 제4구동축에 교차하는 방향으로 연장된 제5구동축(88)을 포함하는 제4상하회전구동모터(87)와, 제5구동축과 결합되어 제5구동축과 함께 상하로 회동되며 제4구동축과 나란한 방향으로 연장되며 과실수확부(100)가 결합되는 제6구동축(90)을 포함하는 제5상하회전구동모터(89)를 구비한다.The fruit harvesting arm 75 is mounted on the top of the first slider 69 and has a left and right rotation driving motor 76 mounted so that the first driving shaft 76a faces upward, and the lower part is coupled to the first driving shaft to A first up and down rotation drive motor 77 that rotates left and right together with a drive shaft and a second drive shaft (not shown) faces sideways, and a first rotation arm 79 that rotates up and down together with a second drive shaft by being coupled with one side of the second drive shaft ), and a second vertical rotation drive motor 81 including a third drive shaft (not shown) coupled to the other end of the first rotation arm 79 and extending laterally in parallel with the second drive shaft, and a third drive shaft The second pivoting arm 83, one side of which is coupled and rotates up and down together with the third driving shaft, and the fourth driving shaft 86 coupled to the other end of the second pivoting arm 83 and extending laterally in parallel with the third driving shaft The fourth up and down including a third vertical rotation drive motor 85 and a fifth drive shaft 88 coupled to the fourth drive shaft, rotated up and down together with the fourth drive shaft, and extending in a direction crossing the fourth drive shaft. A rotation drive motor 87 and a sixth drive shaft 90 coupled to the fifth drive shaft, rotated up and down together with the fifth drive shaft, extending in a direction parallel to the fourth drive shaft, and to which the fruit harvesting unit 100 is coupled A fifth vertical rotation drive motor 89 is provided.

좌우회전구동모터(76)와, 제1 내지 제5상하회전구동모터(77,81,85,87,89)에는 제1 내지 제6구동축의 회전방향 및 속도 등의 정보를 제어부(150)에 전달하게 위한 엔코더(미도시)가 장착되는 것이 바람직하다.The left and right rotation drive motors 76 and the first to fifth vertical rotation drive motors 77, 81, 85, 87, and 89 transmit information such as rotational directions and speeds of the first to sixth drive shafts to the control unit 150. It is preferable to be equipped with an encoder (not shown) for transmission.

과실수확부(100)는 회전브라켓(101)과, 지지축(103)와, 과실컷팅부재(105)와, 과실트레이(120)와, 트레이승강구동부(130)와, 도어구동부(140)와, 과실인식부(145)와, 로드셀(147)을 구비한다.The fruit harvesting unit 100 includes a rotating bracket 101, a support shaft 103, a fruit cutting member 105, a fruit tray 120, a tray lifting driving unit 130, a door driving unit 140, and , a fruit recognition unit 145 and a load cell 147.

회전브라켓(101)은 일정한 폭 및 두께를 갖되 일측과 타측이 직교하게 절곡된 형상으로서, 제6구동축(90)의 길이방향에 직교하는 회전브라켓(101)의 일측은 제6구동축(90)에 결합되고, 타측은 제6구동축(90)과 나란하게 연장되어 제6구동축(90)에 대해 돌출되는 방향으로 연장되며 과실컷팅부재(105)와 연결된다.The rotation bracket 101 has a certain width and thickness, but one side and the other side are bent orthogonally, and one side of the rotation bracket 101 perpendicular to the longitudinal direction of the sixth drive shaft 90 is attached to the sixth drive shaft 90. Coupled, the other side extends parallel to the sixth driving shaft 90 and extends in a direction protruding with respect to the sixth driving shaft 90 and is connected to the fruit cutting member 105.

지지축(103)은 회전브라켓(101)의 타측에 회전브라켓(101)의 일측과 나란한 방향으로 관통되어, 과실컷팅부재(105)가 회전브라켓(101)에 대해 상대회동가능하게 연결되도록한다. The support shaft 103 is passed through the other side of the rotation bracket 101 in a direction parallel to one side of the rotation bracket 101, so that the fruit cutting member 105 is connected to the rotation bracket 101 to be relatively rotatable.

과실컷팅부재(105)는 지지축(103)과 결합되어 제6구동축(90)과 직교되는 방향을 축으로 회동가능하게 지지되며 과실의 줄기를 절단하기 위한 절단가위(107)가 장착된다.The fruit cutting member 105 is coupled to the support shaft 103 and supported rotatably in a direction orthogonal to the sixth driving shaft 90, and a cutting shear 107 for cutting the stem of the fruit is mounted.

과실컷팅부재(105)는 회전브라켓(101)의 일측에 나란한 방향으로 개방되는 내부공간을 가지며, 지지축(103)과 결합되는 가위지지틀(106)과, 일측이 가위지지틀(106)에 대해 돌출되게 타측이 가위지지틀(106) 내에 각각 수용되며 수평방향으로 상호 가까워지거나 멀어지게 이동가능한 제1 및 제2절단날(108,109)를 포함하는 절단가위(107)와, 절단가위(107)를 구동시키기 위한 가위구동부를 구비한다.The fruit cutting member 105 has an inner space open in a direction parallel to one side of the rotating bracket 101, and a scissors support frame 106 coupled to the support shaft 103, and one side to the scissors support frame 106 The cutting shears 107 including first and second cutting blades 108 and 109, the other ends of which protrude against each other, are accommodated in the scissor support frame 106 and can move closer or farther apart in the horizontal direction, and the cutting shears 107 It is provided with a scissors driving unit for driving.

제1 및 제2절단날(108,109)은 가위지지틀에 멀어질수록 폭이 좁아지게 형성되며 상호 마주하는 일측이 상하로 교체되게 배치된다.The first and second cutting blades 108 and 109 are formed to have a narrower width as they move away from the scissor support frame, and one side facing each other is arranged to alternate up and down.

그리고, 제1 및 제2절단날(108,109)은 도시되지는 않았으나, 가위지지틀(106)에 돌출되는 일측보다 가위지지틀(106)에 수용되는 타측의 상호 이격거리가 크도록 절곡될 수 있다. 상호 일정간격 이격되는 제1절단날(108)의 타측 하면과 제1제2절단날(109)의 타측 상면에는 이동방향으로 다수의 기어가 각각 형성되어 있다. In addition, although not shown, the first and second cutting blades 108 and 109 may be bent so that the mutual separation distance of the other side accommodated in the scissors support frame 106 is greater than that of one side protruding from the scissors support frame 106. . A plurality of gears are formed on the lower surface of the other side of the first cutting blade 108 and the upper surface of the other side of the first and second cutting blades 109 spaced apart from each other by a predetermined distance in the moving direction.

가위구동부는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 가위지지틀(106) 내에 각각 수용된 제1 및 제2절단날(108,109) 사이에 위치되어, 제1절단날(108)의 하면과 제1제2절단날(109)의 상면에 형성된 기어들과 상하로 맞물리는 절단기어(미도시)와, 가위지지틀(106) 내에 수용되며 구동축이 절단기어와 결합되며 제어부(150)와 연결되는 가위구동모터(110)를 구비한다. Although not specifically shown, the scissors driving unit is located between the first and second cutting blades 108 and 109 accommodated in the scissor support frame 106, respectively, and the lower surface of the first cutting blade 108 and the first second cutting blade A cutting gear (not shown) engaged up and down with gears formed on the upper surface of 109, accommodated in the scissor support frame 106, and a drive shaft coupled to the cutting gear and connected to the control unit 150, the scissors driving motor 110 ) is provided.

과실컷팅부재(105)는 회전브라켓(101)에 상대회전가능하게 지지되므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제5상하회전구동모터(89)가 회동되더라도, 회전브라켓(101)과 함께 회전되지 않고, 항상 수평 상태가 유지될 수 있다.Since the fruit cutting member 105 is rotatably supported by the rotation bracket 101, as shown in FIG. 4, even if the fifth vertical rotation drive motor 89 rotates, it does not rotate together with the rotation bracket 101. without it, the horizontal state can always be maintained.

과실트레이는(120)는 과실컷팅부재(105)의 하부와 연결되며 상하로 승강가능하여 절단가위(107)에 의해 줄기가 절단되어 하강되는 과실이 안착되게 상방으로 개방된 과실안착공간(122)이 형성되며, 하단에 과실 안착공간(122)이 하방으로 개방되거나 폐쇄되게 상하로 회동가능한 과실배출도어(128)가 마련된다.The fruit tray 120 is connected to the lower part of the fruit cutting member 105 and can be moved up and down, so that the stem is cut by the cutting shears 107 and the fruit seated space 122 is opened upward to seat the descending fruit. This is formed, and a fruit discharging door 128 rotatable up and down is provided at the bottom so that the fruit seating space 122 is opened or closed downward.

과실트레이(120)는 후술되는 트레이승강지지틀(131)에 승강가능하게 수용되는 상하연장부(123)와, 상하연장부(123)의 하단과 연결되며 상하로 개방된 과실안착공간(122)을 형성하며 상하연장부(123)에 대해 전방측으로 돌출되는 과실수용부(125)와, 과실수용부(125)의 후면측에 상호 나란하게 이격되게 돌출되는 복수의 제1회동지지편(127)을 포함하는 트레이본체(121)와; 과실수용부(125)의 하단을 덮을 수 있도록 형성되며 복수의 제1회동지지편(127) 사이에 위치되는 적어도 하나의 제2회동지지편(129)이 마련된 과실배출도어(128);를 구비한다.The fruit tray 120 includes a vertically extending portion 123 that is movably accommodated in a tray elevating support frame 131 described later, and a fruit seating space 122 that is open vertically and is connected to the lower end of the vertical extending portion 123. A fruit accommodating portion 125 protruding toward the front side with respect to the vertical extension portion 123 and a plurality of first rotation supporting pieces 127 protruding parallel to and spaced apart from each other on the rear side of the fruit accommodating portion 125 forming a A tray body 121 including a; A fruit discharge door 128 formed to cover the lower end of the fruit accommodating portion 125 and provided with at least one second rotation support piece 129 positioned between the plurality of first rotation support pieces 127. do.

과실수용부(125)는 도 1 내지 도 3을 참고하면, 과수의 줄기들 사이로 진입이 용이하도록, 전단측에 전방으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성되되 전단측의 폭 중심으로 갈수록 전방으로 돌출되게 형성되고 줄기분산유도부(126)가 구비되어 있으며, 상하연장부(123)로 갈수록 상하 두께가 커지도록 형성된다.Referring to FIGS. 1 to 3, the fruit accommodating portion 125 is formed to become narrower toward the front on the front end side to facilitate entry between the stems of the fruit tree, but protrudes forward toward the center of the width on the front end side. It is provided with a stem dispersion induction unit 126, and is formed so that the upper and lower thicknesses increase toward the upper and lower extension parts 123.

이에 따라, 과실배출도어(128)는 과실수용부(125)의 하단을 덮을 때, 제2회동지지편(129)이 형성된 타단보다 일단이 상방에 위치된게 경사진다.Accordingly, when the fruit discharge door 128 covers the lower end of the fruit accommodating part 125, one end is inclined upward than the other end at which the second pivoting support piece 129 is formed.

도어 구동부(140)는 과실배출도어(128)의 개폐시키는 것으로서, 과실수용부(125)의 후단측에 장착되고 제어부(150)와 연결되는 트레이 개폐모터(141)와, 제2회동지지편(129)과 함께 회전되게 제2회동지지편(129)에 관통결합되며 복수의 제1회동지지편(127)에는 상대 회전가능하게 관통되어 트레이 개폐모터(141)의 구동축과 결합되는 힌지축(142)을 구비한다.The door driving unit 140 opens and closes the fruit discharging door 128, and includes a tray opening/closing motor 141 mounted on the rear end of the fruit accommodating unit 125 and connected to the control unit 150, and a second rotation supporting piece ( 129) to be rotated together with the second rotational support piece 129 and penetrated through the plurality of first rotational support pieces 127 so as to be relatively rotatable and coupled to the drive shaft of the tray opening and closing motor 141 Hinge shaft 142 ) is provided.

트레이 승강구동부(130)는 과실컷팅부재(105)와 과실트레이(120)를 연결하며 과실트레이(120)를 승강시킨다. The tray lifting driver 130 connects the fruit cutting member 105 and the fruit tray 120 and moves the fruit tray 120 up and down.

트레이 승강구동부(130)는 상단이 가위지지틀(106)의 하단에 결합되며 트레이본체(121)의 상하연장부(123)가 승강가능하게 하방으로 개방된 내부공간을 갖는 트레이 승강지지틀(131)과, 상하연장부의 후면측 상부에서 과실수용부의 후면측까지 연장된 래크기어부(133)와, 트레이승강지지틀(131)의 후면측에 장착되는 트레이 승강구동모터(135)와, 트레이 승강구동모터(135)의 승강구동축(136)과 결합되어 트레이승강지지틀(131)에 수용된 래크기어부(133)가 외측으로 노출되게 트레이승강지지틀(131)의 내부공간과 연통되며 하방으로 개방된 기어진입홀(미도시)로 진입하여 래크기어(133)와 치합되는 피니언기어(138)을 구비한다.The tray lifting and lowering driving unit 130 has an upper end coupled to the lower end of the scissor support frame 106 and has an inner space opened downward so that the upper and lower extensions 123 of the tray body 121 can move up and down. ), a rack gear part 133 extending from the upper rear side of the vertical extension part to the rear side of the fruit accommodating unit, a tray lifting drive motor 135 mounted on the rear side of the tray lifting support frame 131, and a tray lift The rack gear part 133 coupled to the lifting drive shaft 136 of the motor 135 and accommodated in the tray lifting support frame 131 is exposed to the outside, communicates with the inner space of the tray lifting support frame 131, and opens downward. It enters through the gear entry hole (not shown) and has a pinion gear 138 meshed with the rack gear 133.

과실인식부(145)는 수확하고자 하는 과수의 과실을 실시간으로 촬영하여 촬영정보를 제어부로 전달할 수 있는 카메라와 보조센서부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.The fruit recognition unit 145 may include a camera and an auxiliary sensor unit (not shown) capable of photographing fruits of a fruit tree to be harvested in real time and transmitting photographing information to the controller.

제어부(150)에는 과실인식부(145)에서 촬영된 영상정보에서 과실과 과실에 연결된 줄기 및 잎을 인식할 수 있도록, 수확하고자 하는 과수에 대한 이미지 데이터 또는 영상데이터 정보가 입력될 수 있다. 상기 카메라는 과수 및 과실 주변을 촬영하여 영상정보를 획득하고, 획득된 영상정보를 제어부로 제공하게 되는데, 상기 제어부(150)는 카메라가 제공한 영상정보를 이용하여 영상정보 속의 사물들 중 줄기와 과실을 구분하여 인식할 수 있다. Image data or image data information about a fruit tree to be harvested may be input to the control unit 150 so as to recognize the fruit and the stem and leaf connected to the fruit from the image information photographed by the fruit recognition unit 145 . The camera acquires image information by photographing the fruit tree and its surroundings, and provides the acquired image information to the controller. faults can be identified and recognized.

상기 보조센서부는 초음파 센서가 적용되어 과실와 과실수확부(100)간 거리정보를 초음파 방식으로 생성하여 제어부(150)로 제공할수 있는 구성으로서, 가위지지틀(106)의 전단측에 설치되는 것이 바람직하며, 제어부(500)가 판독된 과실의 위치정보를 제공하면, 상기 보조센서부는 해당 위치로 초음파를 조사하여 해당 과실과 과실수확부(100)와의 거리정보를 생성하여 제어부(150)로 제공할 수 있다.The auxiliary sensor unit is configured to generate distance information between the fruit and the fruit harvesting unit 100 using an ultrasonic method by applying an ultrasonic sensor and provide the information to the control unit 150, and is preferably installed on the front end side of the scissor support frame 106. When the control unit 500 provides location information of the read fruit, the auxiliary sensor unit irradiates ultrasonic waves to the corresponding location to generate distance information between the corresponding fruit and the fruit harvesting unit 100 and provide the information to the control unit 150. can

제어부(150)는 과실인식부(145)에서 제공한 영상정보를 이용하여 과실과 줄기를 판독하고, 판독된 과실과 줄기의 위치정보를 생성하고, 생성된 과실 및 줄기의 위치정보와 과실인식부(145)가 제공한 과실의 거리정보를 이용해 과실이 위치한 지점의 상방으로 절단가위(107)가 이동할 수 있도록 주행유닛(20), 승강유닛(35) 및 과실 수확암(75)를 제어하고, 절단가위(107)의 제1절단날(108)과 제2절단날(109) 사이로 줄기가 위치되게 과실수확부(100)가 이동 완료 후 줄기를 절단하도록 가위구동모터(100)로 제어신호를 제공할 수 있다.The control unit 150 reads the fruit and stem using the image information provided by the fruit recognition unit 145, generates location information of the read fruit and stem, and generates location information of the generated fruit and stem and the fruit recognition unit. Using the distance information of the fruit provided by (145), the driving unit 20, the lifting unit 35 and the fruit harvesting arm 75 are controlled so that the cutting shears 107 can move upward to the point where the fruit is located, After the fruit harvesting unit 100 completes the movement so that the stem is positioned between the first cutting blade 108 and the second cutting blade 109 of the cutting shears 107, a control signal is sent to the scissors driving motor 100 to cut the stem. can provide

또한, 제어부(150)는 적재상자 또는 적재함(미도시)에 대한 이미지정보 또는 영상정보가 입력되어, 후술되는 센서부(162)에서 전달된 정보를 통해 적재상자 또는 적재함(미도시)의 위치를 인식하여 과실수확부(100)에서 수확된 과실이 적재상자 또는 적재함(미도시)이 적재되도록 각 주행유닛(20), 승강유닛(35)과, 암 위치조절유닛(60) 및 과실수확암(75)의 구동을 제어할 수 있다.In addition, the control unit 150 inputs image information or image information about a loading box or a loading box (not shown) and determines the location of the loading box or a loading box (not shown) through information transmitted from the sensor unit 162 described later. Each driving unit 20, the lifting unit 35, the arm position control unit 60, and the fruit harvesting arm ( 75) can be controlled.

그리고, 제어부(150)는 과실수확부(100)가 적재함 또는 적재박스 상방에 위치 시 과실트레이(120) 내의 과실이 적재함 또는 적재박스로 낙하하도록, 과실안착공간(122)이 하방으로 개방되게 과실배출도어(128)가 회동되도록 트레이 개폐모터(141)의 구동을 제어할 수 있다.In addition, the control unit 150 controls the fruit seating space 122 to be opened downward so that fruits in the fruit tray 120 fall to the loading box or loading box when the fruit harvesting unit 100 is located above the loading box or loading box. Driving of the tray opening/closing motor 141 may be controlled so that the discharge door 128 rotates.

제어부(150)는 과실인식부(145)를 통해 과실을 인식할 수도 있으나, 후술되는 센서부(162)를 통해 인식하도록 적용될 수도 있다.The controller 150 may recognize errors through the error recognition unit 145, but may also be applied to recognize errors through the sensor unit 162 described later.

한편, 로드셀(147)은 과실배출도어(128) 상에 장착되어 과실안착공간(122)으로 과실의 안착여부를 감지한다.On the other hand, the load cell 147 is mounted on the fruit discharging door 128 and detects whether the fruit is seated in the fruit seating space 122.

제어부(1500는 과실인식부(145)에 촬영된 영상정보를 통해 과실이 인식되면, 인식된 과실에 과실수확부(145)가 가까워지도록 과실수확암(75)을 구동시키고, 절단가위(107)를 구동시켜 상기 줄기를 절단하며, 로드셀(147)에서 신호가 전달되면 과실안착공간(122)으로 과실이 안착된 것으로 판단하여 과실수확부(145)가 과실을 적재하는 적재함 또는 적재박스(미도시)를 향하도록 과실수확암(75)을 구동시킨 후 적재함 또는 상기 적재박스(미도시)로 과실안착공간(122) 내의 과실이 하강되게 과실배출도어(128)를 개방되게 트래이개폐모터(141)의 구동을 제어할 수 있다.When a fruit is recognized through image information photographed by the fruit recognition unit 145, the control unit 1500 drives the fruit harvesting arm 75 so that the fruit harvesting unit 145 is closer to the recognized fruit, and the cutting shears 107 is driven to cut the stem, and when a signal is transmitted from the load cell 147, it is determined that the fruit is seated in the fruit seating space 122, and the fruit harvesting unit 145 loads the fruit into a loading box or loading box (not shown). ) After driving the fruit harvesting arm 75 toward the loading box or the loading box (not shown), the tray opening/closing motor 141 opens the fruit discharging door 128 so that the fruits in the fruit seating space 122 descend. can control the operation of

한편, 관제통신부(160)는 제어부(150)의 제어에 의해 관제센터(미도시)로 후술되는 주변환경검지부(161)의 저장부(164)에 저장된 본 발명의 일 실시 예에 따른 과실용 수확 로봇(1)의 위치정보와 주행위치보정부(166)에 입력된 주행정보를 전달하는데, 일반적인 주파수 공용 무선 통신장치가 적용되거나, 근거리 통신망을 이용한 근거리 통신기술이 적용 될수 있다.On the other hand, the control communication unit 160 is a control center (not shown) under the control of the control unit 150 and is stored in the storage unit 164 of the surrounding environment detection unit 161 to be described below. To transmit the location information of the robot 1 and the driving information input to the driving position correction unit 166, a common frequency shared wireless communication device or a local area communication technology using a local area network may be applied.

근거리 통신망은 작업영역 내에서 운반차량(10)과 주행차량(110) 및 관제센터(150) 간의 데이터를 송수신하는 역할을 수행하며, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared DataAssociation; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wireless USB(WirelessUniversal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용할 수 있다The local area network serves to transmit and receive data between the transportation vehicle 10, the traveling vehicle 110, and the control center 150 within the work area, and uses Bluetooth™, RFID (Radio Frequency Identification), infrared communication ( At least one of Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, Near Field Communication (NFC), and Wireless Universal Serial Bus (USB) technologies may be used.

주변환경검지부(161)는 도 5 및 도 6을 참고하면, 전후측방의 지형지물을 인식하는 센서부(162)와; 센서부(162)와 연결되어 센서부(162)에서 수집한 주변의 지형지물 정보 중에 일부 주요정보를 추출하는 정보추출부(163)와; 위치 및 속도 등을 GPS 위성으로부터 수신 받고, 목적지 입력에 따른 최적 경로를 검색하는 네비게이션부(165)와; 센서부(162), 정보추출부(163) 및 네비게이션부(165)와 연결되어 정보추출부(163)에서 선별한 지형지물 정보와 네이게이션부(52,152)에서 수신한 위치정보를 저장하는 저장부(164)를 각각 포함한다Referring to FIGS. 5 and 6, the surrounding environment detecting unit 161 includes a sensor unit 162 recognizing front and rear landmarks; an information extraction unit 163 that is connected to the sensor unit 162 and extracts some main information from the surrounding feature information collected by the sensor unit 162; a navigation unit 165 that receives location and speed from GPS satellites and searches for an optimal route according to a destination input; A storage unit connected to the sensor unit 162, the information extraction unit 163, and the navigation unit 165 to store the feature information selected by the information extraction unit 163 and the location information received from the navigation units 52 and 152 ( 164), respectively

센서부(162)는 본 발명에 따른 과실 수확용 로봇(1)의 전후측방(All-around) 지형지물 인식이 가능하도록 비전카메라(Vision Camera), 레이다(Radar), 라이다(Lidar), 초음파 센서 중 어느 하나 이상으로 구성으며, 바람직하게는 비전카메라가 적용될 수 있다. 즉, 주변환경검지부(1611)의 센서부(162)는 주행 시, 모든 방향에 위치한 지형지물을 인식하여, 정보추출부(163)에 전달하며, 본 발명에 따른 경로 주변의 지형지물은 험지 주변 뿐만아니라, 도로 주변의 시설 및 가로수 등의 자연 환경 요소 등을 포함한다. 지형지물정보는 장애물과의 거리 및 방위각 등 지형지물의 좌표 정보를 포함한다. The sensor unit 162 includes a vision camera, radar, lidar, and ultrasonic waves to enable all-around feature recognition of the fruit harvesting robot 1 according to the present invention. Consisting of any one or more of the sensors, preferably a vision camera can be applied. That is, the sensor unit 162 of the surrounding environment detection unit 1611 recognizes terrain features located in all directions during driving and transmits the information to the information extraction unit 163, and the terrain features around the route according to the present invention are located around rough terrain. In addition, it includes facilities around roads and natural environment elements such as street trees. The feature information includes coordinate information of the feature, such as a distance from an obstacle and an azimuth.

센서부(162)는 카메라가 포함될 경우, 공지된 카메라 이미지 및 삼각법을 통한 차량과 지형지물 간의 거리를 산출하는 방법이 적용될 수 있다. 그리고, 네비게이션부(165)는 GPS 위성에서 얻어진 현재 차량의 위치와 센서에 의해 인식된 지형지물 정보를 한 쌍으로 매칭하여 저장부(164)에 전달한다. When the sensor unit 162 includes a camera, a known method of calculating a distance between the vehicle and a feature through a camera image and trigonometry may be applied. Then, the navigation unit 165 matches the current location of the vehicle obtained from the GPS satellite and feature information recognized by the sensor as a pair and transmits the matched pair to the storage unit 164 .

그리고, 주행위치보정부(166)는 이미 주행한 이력 정보가 저장된 구간을 자율주행 시, 저장된 주행이력정보의 지형지물 정보와 현재 인식된 지형지물의 위치 정보를 비교하여 현재 위치에 관한 보정정보를 생성하여 제어부(150)에 전달하며, 제어부(150)는 그 보정정보를 통해 제1 및 제2주행모터(31)(33)의 구동을 제어할 수 있다. In addition, the driving position correction unit 166 compares the feature information of the stored driving history information with the location information of the currently recognized feature during autonomous driving in a section in which the history information of the already traveled has been stored to generate correction information for the current location. and transmitted to the control unit 150, and the control unit 150 can control driving of the first and second driving motors 31 and 33 through the correction information.

그리고 제어부(150)는 과실이 열리는 과수에 대한 이미지나 영상에 정보가 저장되어 있어, 센서부에서 전달된 정보를 통해, 과실을 인식하여 승강구동부의 유압펌프와, 좌우위치구동모터(65)와, 과실수확암(75)과, 과실수확부(100)의 구동을 제어할 수도 있다.In addition, the control unit 150 has information stored in an image or video about fruit trees that bear fruit, and recognizes the fruit through the information transmitted from the sensor unit, and the hydraulic pump of the lift drive unit, the left and right position drive motors 65 and , driving of the fruit harvesting arm 75 and the fruit harvesting unit 100 may be controlled.

한편, 관제센터는 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 과실 수확용 로봇(1)의 위치정보를 포함한 주행정보를 수신하는 중앙통신부와, 수확하기 위한 과수가 식재된 작업공간의 전자지도 정보, 그리고 중앙통신부로부터 전달된 과실 수확용 로봇(1)의의 위치정보와 주행정보가 저장되는 데이터베이스부와, 데이터베이스부로부터 전달된 과실 수확용 로봇(1)의 위치정보와 주행정보를 전자지도를 기반으로 모니터링 하는 중앙제어부와, 중앙제어부와 연결되어 과실 수확용 로봇(1)의 위치정보 또는 주행정보를 표시하는 디스플레이어부를 구비할 수 있다.On the other hand, the control center is not shown, but the central communication unit for receiving driving information including location information of the fruit harvesting robot 1 according to an embodiment of the present invention, and the electronic work space in which fruit trees for harvesting are planted Map information, and a database unit in which location information and driving information of the fruit harvesting robot 1 transmitted from the central communication unit are stored, and location information and driving information of the fruit harvesting robot 1 transmitted from the database unit are stored on an electronic map. A central control unit for monitoring based on and a display unit connected to the central control unit and displaying location information or driving information of the fruit harvesting robot 1 may be provided.

그리고, 관제센터는 과실 수확용 로봇(1)의 각 네비게이션부에 주행할 주행경로를 입력하거나, 원격으로 과실 수확용 로봇(1)의의 이동을 조작하기 위한 다수의 버튼 또는 레버를 포함하는 조작부(미도시)를 구비할 수 있다. In addition, the control center includes a control unit including a plurality of buttons or levers for inputting a driving route to be driven in each navigation unit of the fruit harvesting robot 1 or remotely manipulating the movement of the fruit harvesting robot 1 ( not shown) may be provided.

중앙통신부는 관제통신부(160)로부터, 과실 수확용 로봇(1)의 위치정보 및 주행정보를 전달받을 수 있도록, 일반적인 주파수 공용 무선 통신시스템이 적용되거나, 근거리 통신망을 이용한 근거리 통신기술이 적용 될 수 있다.In order for the central communication department to receive location information and driving information of the fruit harvesting robot 1 from the control communication unit 160, a general frequency common wireless communication system may be applied or a local area communication technology using a local area network may be applied. there is.

본 발명의 일 실시 예에 따른 과실 수확용 로봇(1)은 원격으로 조종되거나 자율주행으로 구동되어 과실을 수확하여 적재하고자 하는 공간에 적재할 수 있어 작업효율이 향상될 수 있다. The fruit harvesting robot 1 according to an embodiment of the present invention can be remotely controlled or autonomously driven to harvest fruit and load them in a space to be loaded, so work efficiency can be improved.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 과실 수확용 로봇(1)은 과실수확암(75)이 다관절 구조를 가지며, 승강되는 승강베이스판(36)의 폭 방향으로 이동될 수 있어 다양한 장소에 위치한 과실에 접근이 용이하여 수확 작업효율이 향상될 수 있다. In addition, in the fruit harvesting robot 1 according to an embodiment of the present invention, the fruit harvesting arm 75 has a multi-joint structure and can be moved in the width direction of the lifting base plate 36 to be lifted, so that it can be placed in various places. It is easy to access the located fruit, so the harvesting work efficiency can be improved.

한편, 도시되지는 않았으나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 과실 수확용 로봇은 본 발명의 일 실시 예에 따른 과실 수확용 로봇(1)의 구조에 암 전후위치조절유닛을 더 구비할 수 있다. On the other hand, although not shown, the fruit harvesting robot according to another embodiment of the present invention may further include an arm front and rear position adjusting unit in the structure of the fruit harvesting robot 1 according to an embodiment of the present invention.

암 전후위치조절유닛은 베이스고정판(61)을 승강베이스판(36)의 길이방향으로 이동시키는 것으로서, 승강베이스판(36)의 길이 방향으로 승강베이스판(36)에 대응되게 길이연장되는 제2볼스크류와, 상기 제2볼스크류의 양단을 회전가능하게 지지하며 승강베이스판의 길이방향 양측에 장착되는 복수의 제2스크류지지브라켓과, 전후 위치조절 구동축이 하나의 상기 제2스크류지지브라켓을 관통한 상기 제2볼스크류의 일단과 연결되어 상기 제2볼스크류를 회전시키는 전후 위치조절 구동모터와, 상기 제2볼스크류 상에 장착되어 상기 제2볼스크류의 회전에 따라 상기 승강베이스판(36)의 길이 방향으로 이동가능하며 복수의 상기 제1스크류지지브라켓과 상기 좌우위치조절구동모터를 지지하는 베이스고정판(61)과 결합되는 제2슬라이더를 구비할 수 있다.The arm front and rear position control unit moves the base fixing plate 61 in the longitudinal direction of the elevating base plate 36, and the second length extends in the longitudinal direction of the elevating base plate 36 to correspond to the elevating base plate 36. A ball screw, a plurality of second screw support brackets rotatably supporting both ends of the second ball screw and mounted on both sides of the elevating base plate in the longitudinal direction, and a front and rear position adjusting drive shaft comprising one of the second screw support brackets A forward and backward position adjusting driving motor connected to one end of the penetrating second ball screw to rotate the second ball screw, and mounted on the second ball screw to rotate the elevating base plate according to the rotation of the second ball screw ( 36) and a second slider coupled to the base fixing plate 61 supporting the plurality of first screw support brackets and the left and right position adjusting drive motors.

그리고, 암 전후위치조절유닛은 제2볼스크류의 폭 방향 양측에서 제2볼스크류에 나란하게 승강베이스판(36)의 길이방향으로 연장되어 제2슬라이더를 관통하여 제2슬라이더의 이동을 가이드하는 복수의 제2가이드바(67)를 더 구비할 수 있다. In addition, the arm front and rear position control unit extends in the longitudinal direction of the elevating base plate 36 parallel to the second ball screw from both sides in the width direction of the second ball screw to pass through the second slider to guide the movement of the second slider. A plurality of second guide bars 67 may be further provided.

제2슬라이더는 도시되지는 않았으나, 제2볼스크루 및 제2 가이드바가 관통되는 제2슬라이더본체와, 제2슬라이더본체의 상단에 장착되며 상호 이격된 제2가이드바보다 양측이 돌출되는 제2하중분산판과, 복수의 제2가이드바에 대해 돌출된 제2하중분산판의 양측에서 하방으로 상호 나란하게 연장된 복수의 제2하중분산지지판과, 제2하중분산지지판의 하부에 각각 장착되어 승강베이스판(36)에 접해 구름운동가능한 복수의 제2하중분산롤러를 구비할 수 있다.Although not shown, the second slider is mounted on the upper end of the second slider body through which the second ball screw and the second guide bar penetrate, and the second load protrudes from both sides of the second guide bar spaced apart from each other. A distribution plate, a plurality of second load distribution support plates extending downward in parallel from both sides of the second load distribution plate protruding with respect to the plurality of second guide bars, each mounted on a lower portion of the second load distribution support plate, and the elevating base A plurality of second load distributing rollers capable of rolling in contact with the plate 36 may be provided.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 과실 수확용 로봇은 과실수확암(75)이 승강되는 승강베이스판(36)의 폭 방향 및 길이방향으로 이동될 수 있어 작업효율이 더욱 향상될 수 있다. In addition, in the fruit harvesting robot according to another embodiment of the present invention, the fruit harvesting arm 75 can be moved in the width direction and the longitudinal direction of the lifting base plate 36 on which the lifting arm 75 is lifted, so work efficiency can be further improved.

이상에서 본 발명에 따른 과실 수확용 로봇은 도면에 도시된 일 예를 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.In the above, the fruit harvesting robot according to the present invention has been described with reference to an example shown in the drawings, but this is only an example, and various modifications and other equivalent embodiments may be made by those skilled in the art. You will understand that it is possible. Therefore, the scope of true technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1 : 과실 수확용 로봇 10 : 메인프레임
20 : 주행유닛 31 : 제1주행모터
32 : 제2주행모터 35 : 승강유닛
60 : 암 좌우 위치조절유닛 36 : 승강베이스판
75 : 과실 수확암 100 : 과실수확부
120 : 과실트레이 121 : 트레이본체
128 : 과실배출도어1: fruit harvesting robot 10: main frame
20: driving unit 31: first driving motor
32: second driving motor 35: lifting unit
60: arm left and right position control unit 36: lifting base plate
75: fruit harvesting arm 100: fruit harvesting unit
120: fruit tray 121: tray body
128: fruit discharge door

Claims

A main frame with a power generator mounted therein;
a driving unit installed under the main frame to be in contact with the ground, including a plurality of rotating members rotated by the driving force of the power generating unit, and capable of being moved by remote control or autonomous driving;
an elevating unit including an elevating base plate installed above the main frame and an elevating driver for elevating the elevating base plate with respect to the main frame;
a fruit harvesting arm mounted on the elevating base plate, having a multi-joint structure, and having a fruit harvesting unit mounted at an end facing the fruit tree;
The fruit harvesting robot, characterized in that it is provided with; arm left and right position control unit for moving the fruit harvesting arm in the width direction of the elevating base plate.

The method of claim 1, wherein the arm left and right position control unit
A first ball screw extending in the width direction of the lifting base plate;
a plurality of first screw support brackets rotatably supporting both ends of the first ball screw and mounted on the elevating base plate;
A left and right position adjustment drive motor for rotating the first ball screw by connecting a left and right position adjustment driving shaft to one end of the first ball screw passing through one of the first screw support brackets;
Fruit harvesting characterized in that it has a first slider mounted on the first ball screw, movable in the width direction of the elevating base plate according to the rotation of the first ball screw, and having the fruit harvesting arm mounted thereon. dragon robot.

The method of claim 1, wherein the fruit harvesting arm is
A left and right rotation drive motor mounted on the top of the first slider and mounted so that the first drive shaft faces upward;
A first vertical rotation drive motor having a lower portion coupled to the first drive shaft and rotating left and right together with the first drive shaft and having a second drive shaft facing sideways;
A first rotational arm having one side coupled to the second driving shaft and rotating up and down together with the second driving shaft;
A second vertical rotation drive motor coupled to the other end of the first rotation arm and including a third drive shaft extending laterally in parallel with the second drive shaft;
A second pivoting arm having one side coupled to the third driving shaft and rotating up and down together with the third driving shaft;
A third vertical rotation drive motor coupled to the other end of the second rotation arm and including a fourth drive shaft extending laterally in parallel with the third drive shaft;
A fourth vertical rotation drive motor including a fifth drive shaft coupled to the fourth drive shaft to rotate vertically together with the fourth drive shaft and extending in a direction crossing the fourth drive shaft;
A fifth vertical rotation driving motor including a sixth driving shaft coupled to the fifth driving shaft, rotated vertically together with the fifth driving shaft, extending in a direction parallel to the fourth driving shaft, and coupled to the fruit harvesting unit. fruit harvesting robot.

According to claim 2,
An arm front and rear position control unit for moving the arm left and right position control unit in the longitudinal direction of the elevating base plate; further comprising,
The arm front and rear position control unit
A second ball screw extending in the longitudinal direction of the elevating base plate;
a plurality of second screw support brackets rotatably supporting both ends of the second ball screw and mounted on the elevating base plate;
A forward and backward positioning driving motor for rotating the second ballscrew by being connected to one end of the second ball screw passing through one of the second screw support brackets;
A second slider mounted on the second ball screw, movable in the longitudinal direction of the elevating base plate according to the rotation of the second ball screw, and supporting the plurality of first screw support brackets and the left and right position adjusting drive motors. A fruit harvesting robot characterized in that it comprises a.

The method of claim 1, wherein the fruit harvesting unit
A rotation bracket having one side coupled to a sixth driving shaft rotatably provided at an end of the fruit harvesting arm by a driving force;
A fruit cutting member supported on the other side of the rotating bracket protruding with respect to the sixth driving shaft to be rotatably supported in a direction intersecting the sixth driving shaft and having cutting shears for cutting fruit stems mounted thereto;
It is connected to the lower part of the fruit cutting member and can be moved up and down, so that the stem is cut by the cutting shears and a fruit seating space is formed that is opened upward so that the descending fruit is seated, and the fruit seating space is opened downward at the bottom. A fruit tray provided with a fruit discharge door capable of rotating up and down to be closed or closed;
a tray lifting driver connecting the fruit cutting member and the fruit tray and elevating the fruit tray;
A fruit harvesting robot comprising a door driving unit for opening and closing the fruit discharging door.

The method of claim 5, wherein the fruit harvesting unit
A fruit recognition unit that photographs the fruit of the fruit tree to be harvested in real time;
Further comprising a load cell mounted on the fruit discharging door and detecting whether fruit is seated in the fruit seating space,
When a fruit is recognized through the image information photographed by the fruit recognizing unit, the fruit harvesting arm is driven so that the fruit harvesting unit is closer to the recognized fruit, and the cutting shears are driven to cut the stem, and the load cell generates a signal. When is delivered, it is determined that the fruit is seated in the fruit seating space, and the fruit harvesting unit drives the fruit harvesting arm toward the loading box or loading box for loading fruits, and then the loading box or the loading box in the fruit seating space. The fruit harvesting robot further comprising a controller for opening the fruit discharging door so that the fruit descends.