KR20230084378A - automated robot for chili pepper harvesting - Google Patents

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KR20230084378A
KR20230084378A KR1020210172112A KR20210172112A KR20230084378A KR 20230084378 A KR20230084378 A KR 20230084378A KR 1020210172112 A KR1020210172112 A KR 1020210172112A KR 20210172112 A KR20210172112 A KR 20210172112A KR 20230084378 A KR20230084378 A KR 20230084378A
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automated
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이재주
황재문
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이재주
황재문
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

본 발명은 고추 수확용 자동화 로봇을 제공하는 것으로서, 더 자세히는 지면에 이동 가능하게 설치되며, 이동바퀴 구동모터와 연결되어 이동명령에 따라 작업공간에서 전,후,좌,우 방향으로 이동 가능한 이동바퀴, 상기 이동바퀴의 상측에 설치되며, 내부에는 상기 이동바퀴에 이동명령을 내리는 제어부 및 피수확물의 위치를 인식하는 위치인식부가 마련되는 본체, 상기 본체의 상측에 설치되어 상하로 길이 조절이 가능하며, 상부에는 피수확물을 촬영하는 촬영부가 마련되는 지지대, 상기 지지대에 설치되며, 다수개의 관절이 구비된 복수의 로봇암, 상기 로봇암의 단부에 설치되며, 피수확물의 꼭지 부위를 절단하여 수확하는 엔드이펙터 및 상기 본체의 상측에 위치하며, 상기 엔드이펙터에 의해 수확된 피수확물이 담기는 수확박스를 포함하는 고추 수확용 자동화 로봇에 관한 것이다.The present invention provides an automated pepper harvesting robot, which is installed to be movable on the ground and is connected to a moving wheel drive motor to move forward, backward, left, and right in a work space according to a movement command. A wheel, installed on the upper side of the moving wheel, has a control unit for issuing a movement command to the moving wheel and a position recognition unit for recognizing the position of the harvested product inside. In the upper part, there is a support provided with a photographing unit for photographing the harvested product, a plurality of robot arms installed on the supporter and equipped with a plurality of joints, installed at the end of the robot arm, and harvested by cutting the stem of the harvested product. It relates to an automated robot for harvesting peppers, including an end effector for harvesting and a harvesting box positioned above the main body and containing the to-be-harvested product harvested by the end effector.

Description

고추 수확용 자동화 로봇{automated robot for chili pepper harvesting}automated robot for chili pepper harvesting}

본 발명은 고추 수확용 자동화 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to an automated robot for harvesting red pepper.

농가에서 재배되고 있는 고추를 수확하기 위해서는 고추 줄기에 매달린 고추의 꼭지 부위를 일일이 수작업을 통하여 자르던지 혹은, 고추 수확 장치를 이용하여 고추를 수확하게 된다.In order to harvest the peppers grown in the farmhouse, the stems of the peppers hanging from the pepper stems are manually cut or harvested using a pepper harvesting device.

그런데, 종래의 고추 수확 장치는 일부 계량된 품종인 일시 수확형 품종에 대해서만 적용이 가능하다. 즉, 수확시기에 모든 줄기를 절단하여 고추를 수확하고 줄기에서 고추를 선별하는 방법을 사용하고 있는데, 이 방법은 상품성이 떨어지고, 일시 수확형 계량 품종에 국한된다는 문제점이 있다.However, the conventional pepper harvesting device can be applied only to some measured varieties, temporary harvesting varieties. That is, a method of harvesting peppers by cutting all the stems at harvest time and selecting peppers from the stems is used, but this method has a problem in that it has poor marketability and is limited to temporary harvest type weighing varieties.

또한, 고추를 하나씩 수확하는 장치 및 수확 작업의 자동화는 현재 극히 드물며, 일괄 수확의 경우를 위해 품종 계량에 역점을 두고 있으므로 고추 수확에 있어서 많은 노동력이 소요되며, 반복적으로 고추 꼭지 부위를 일일이 가위와 같은 절단 기계를 이용하여 절단함으로써 수확하므로 고추 수확 작업이 용이하지 않다는 문제점이 있다.In addition, the device for harvesting peppers one by one and the automation of harvesting work are currently extremely rare, and since the emphasis is placed on weighing varieties for batch harvesting, a lot of labor is required in harvesting peppers, and it is necessary to repeatedly cut the tops of peppers one by one with scissors. Since it is harvested by cutting using the same cutting machine, there is a problem that it is not easy to harvest the pepper.

대한민국 등록특허공보 제10-1405858호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1405858

따라서, 본 발명에 의한 고추 수확용 자동화 로봇은, 상술한 문제점을 해결하기 위해 엔드이펙터가 설치된 로봇을 이용하여 고추 수확 작업을 자동으로 실시하는 것을 과제로 한다.Therefore, an object of the automated pepper harvesting robot according to the present invention is to automatically perform a pepper harvesting operation using a robot equipped with an end effector in order to solve the above-described problems.

본 발명의 일 실시예에 따른 고추 수확용 자동화 로봇은, 지면에 이동 가능하게 설치되며, 이동바퀴 구동모터와 연결되어 이동명령에 따라 작업공간에서 전,후,좌,우 방향으로 이동 가능한 이동바퀴, 상기 이동바퀴의 상측에 설치되며, 내부에는 상기 이동바퀴에 이동명령을 내리는 제어부 및 피수확물의 위치를 인식하는 위치인식부가 마련되는 본체, 상기 본체의 상측에 설치되어 상하로 길이 조절이 가능하며, 상부에는 피수확물을 촬영하는 촬영부가 마련되는 지지대, 상기 지지대에 설치되며, 다수개의 관절이 구비된 복수의 로봇암, 상기 로봇암의 단부에 설치되며, 피수확물의 꼭지 부위를 절단하여 수확하는 엔드이펙터 및 상기 본체의 상측에 위치하며, 상기 엔드이펙터에 의해 수확된 피수확물이 담기는 수확박스를 포함한다.An automated robot for harvesting pepper according to an embodiment of the present invention is movably installed on the ground, and is connected to a moving wheel drive motor to move in forward, backward, left, and right directions in a work space according to a movement command. , It is installed on the upper side of the moving wheel, and inside there is a control unit for issuing a movement command to the moving wheel and a position recognition unit for recognizing the position of the harvested product. , A support having a photographing unit for photographing the harvested product at the top, a plurality of robot arms installed on the support and equipped with a plurality of joints, installed at the end of the robot arm, and harvesting by cutting the stem of the harvested product. It includes an end effector and a harvest box located on the upper side of the main body and containing the to-be-harvested product harvested by the end effector.

상기 촬영부는, 피수확물을 촬영하는 적외선 카메라 및 상기 적외선 카메라 주변에 마련되어 상기 적외선 카메라의 촬영시 피수확물을 향해 빛을 조사하는 조명부재를 포함할 수 있다.The photographing unit may include an infrared camera for photographing the harvested product and a lighting member provided around the infrared camera and irradiating light toward the harvested product when photographing the infrared camera.

상기 로봇암은, 상기 로봇암을 상기 지지대에 고정시키는 고정부, 상기 고정부에 연결되며, 다수개의 암들을 구비하는 암부 및 상기 암부에 구동력을 제공하는 모터를 포함하는 구동부를 포함할 수 있다.The robot arm may include a fixing part fixing the robot arm to the support, an arm part connected to the fixing part and having a plurality of arms, and a driving part including a motor providing driving force to the arm part.

상기 엔드이펙터는, 상기 로봇암의 단부에 설치되며, 회전 가능한 회전부재;The end effector may include a rotating member installed at an end of the robot arm and capable of rotating;

상기 회전부재에서 연장되는 한 쌍의 연장프레임, 상기 연장프레임의 단부에 설치되어 피수확물의 꼭지 부위를 돌려서 꺾는 파지부재 및 상기 연장프레임의 일측에 설치되어 피수확물을 촬영하는 촬영카메라를 포함할 수 있다.It may include a pair of extension frames extending from the rotating member, a gripping member installed at an end of the extension frame to turn and break the apex of the harvested product, and a camera installed on one side of the extension frame to photograph the harvested product. there is.

상기 이동바퀴는, 상기 본체의 하부에 설치되며, 상기 이동바퀴 구동모터에 의해 회전하고, 횡단면의 형상이 다각형인 구동바퀴 및 상기 본체의 하부에 자유회전이 가능하도록 설치되는 보조바퀴를 포함할 수 있다.The moving wheel may include a driving wheel installed on the lower portion of the main body, rotated by the moving wheel drive motor, and having a polygonal cross-sectional shape, and an auxiliary wheel installed to enable free rotation on the lower portion of the main body. there is.

본 발명에 의한 고추 수확용 자동화 로봇은, 엔드이펙터가 설치된 로봇을 이용하여 고추 수확 작업을 자동으로 실시할 수 있는 효과가 있다.The automated robot for harvesting pepper according to the present invention has an effect of automatically harvesting pepper using a robot equipped with an end-effector.

도 1은 본 발명에 따른 고추 수확용 자동화 로봇의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고추 수확용 자동화 로봇의 이동바퀴의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고추 수확용 자동화 로봇의 로봇암의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고추 수확용 자동화 로봇의 엔드이펙터의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 고추 수확용 자동화 로봇의 엔드이펙터의 평면도이다.1 is a perspective view of an automated robot for harvesting red pepper according to the present invention.
2 is a front view of a moving wheel of an automated robot for harvesting pepper according to the present invention.
3 is a perspective view of a robot arm of an automated robot for harvesting pepper according to the present invention.
4 is a side view of an end effector of an automated robot for harvesting red pepper according to the present invention.
5 is a plan view of an end effector of an automated robot for harvesting pepper according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings. On the other hand, in the drawings and detailed description, illustrations and references to configurations and operations that can be easily understood by those skilled in the art are simplified or omitted. In particular, in the drawings and detailed description, detailed descriptions and illustrations of specific technical configurations and actions of elements not directly related to the technical features of the present invention are omitted, and only the technical configurations related to the present invention are briefly shown or described. did

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. Terms are only used to distinguish one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 각 도면에서, 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, in each drawing, components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description, and the size of each component does not entirely reflect the actual size.

각 구성요소의 설명에 있어서, 상(on)에 또는 하(under)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(on)과 하(under)는 직접 또는 다른 구성요소를 개재하여 형성되는 것을 모두 포함하며, 상(on) 및 하(under)에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of each component, in the case where it is described as being formed on or under, both on and under are formed directly or through other components. Including, the criteria for the upper (on) and lower (under) will be described based on the drawings.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are assigned the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. do.

도 1은 본 발명에 따른 고추 수확용 자동화 로봇의 사시도이다.1 is a perspective view of an automated robot for harvesting red pepper according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 고추 수확용 자동화 로봇의 이동바퀴의 정면도이다.2 is a front view of a moving wheel of an automated robot for harvesting pepper according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고추 수확용 자동화 로봇은 이동바퀴(100), 본체(200), 지지대(300), 복수의 로봇암(400), 엔드이펙터(500), 그리고 수확박스(600)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an automated pepper harvesting robot according to an embodiment of the present invention includes a moving wheel 100, a body 200, a support 300, a plurality of robot arms 400, an end effector 500, and It includes a harvest box 600.

이동바퀴(100)는 지면에 이동 가능하게 설치되며, 이동바퀴 구동모터(110)와 연결되어 이동명령에 따라 작업공간에서 전,후,좌,우 방향으로 이동이 가능하다. 여기서, 이동바퀴(100)는 우레탄 또는 고무재질로 이루어질 수 있다.The moving wheel 100 is movably installed on the ground, and is connected to the moving wheel drive motor 110 to move forward, backward, left, and right in the work space according to a movement command. Here, the moving wheel 100 may be made of urethane or rubber material.

또한, 고추 수확시 작업 환경은 지반이 평탄하지 못한 경우가 많으므로 본체(200)의 수평을 유지하기 위해서 이동바퀴(100)는 본체(200)의 하부에 설치되며, 도 2를 참조하면, 이동바퀴 구동모터(110)에 의해 회전하고, 횡단면의 형상이 다각형인 구동바퀴(120) 및 본체(200)의 하부에 자유회전이 가능하도록 설치되는 보조바퀴(130)를 포함할 수 있다.In addition, since the ground is often not flat during harvesting of pepper, the moving wheel 100 is installed at the lower part of the main body 200 to keep the main body 200 level, and referring to FIG. 2, the movement It may include a drive wheel 120 rotated by the wheel drive motor 110 and having a polygonal shape in cross section and an auxiliary wheel 130 installed to enable free rotation in the lower part of the main body 200.

본체(200)는 이동바퀴(100)의 상측에 설치되며, 내부에는 이동바퀴(100)에 이동명령을 내리는 제어부(210) 및 피수확물의 위치를 인식하는 위치인식부(220)를 포함할 수 있다.The main body 200 is installed on the upper side of the moving wheel 100, and may include a control unit 210 for issuing a movement command to the moving wheel 100 and a location recognition unit 220 for recognizing the location of the harvested product. there is.

또한, 본체(100)의 일측에는 지반의 표면을 센싱하는 센서부(230)가 마련될 수 있으며, 센서부(230)는 초음파 센서 및 레이더 센서 등을 포함할 수 있다.In addition, a sensor unit 230 for sensing the surface of the ground may be provided on one side of the main body 100, and the sensor unit 230 may include an ultrasonic sensor and a radar sensor.

지지대(300)는 본체(200)의 상측에 기둥 형상으로 설치되며, 상하로 길이 조절이 가능할 수 있다.The support 300 is installed in a column shape on the upper side of the main body 200, and the length may be adjusted vertically.

지지대(300)의 상부에는 피수확물을 촬영하는 촬영부(310)가 마련된다. 도 1을 참조하면, 촬영부(310)는 야간에 피수확물을 촬영할 수 있는 적외선 카메라(311a)와 주간에 피수확물을 촬영할 수 있는 스테레오 카메라(311b)를 포함할 수 있다.An upper portion of the support 300 is provided with a photographing unit 310 for photographing the harvested product. Referring to FIG. 1 , the photographing unit 310 may include an infrared camera 311a capable of photographing the harvest at night and a stereo camera 311b capable of photographing the harvest during the day.

또한, 적외선 카메라(311a) 및 스테레오 카메라(311b)의 주변에는 피수확물을 향해 빛을 조사하는 조명부재(312)가 설치될 수 있다. 조명부재(312)는 야간에도 피수확물을 향해 적외선을 조사할 수 있도록 한 쪽에는 적외선등(312a)이 설치될 수 있으며, 다른 쪽에는 주간에 피수확물을 향해 빛을 조사하는 Led등(312b)이 설치될 수 있다.In addition, a lighting member 312 may be installed around the infrared camera 311a and the stereo camera 311b to irradiate light toward the harvested product. In the lighting member 312, an infrared lamp 312a may be installed on one side so that infrared rays can be irradiated toward the harvested product even at night, and a Led lamp 312b for irradiating light toward the harvested product during the daytime on the other side can be installed.

도 3은 본 발명에 따른 고추 수확용 자동화 로봇의 로봇암의 사시도이다.3 is a perspective view of a robot arm of an automated robot for harvesting pepper according to the present invention.

도 3을 참조하면, 로봇암(400)은 다수개의 관절이 구비되어서 곡선과 같은 다양한 모양의 선을 따라 움직일 수 있도록 회전이 원활하도록 하며, 고정부(410), 암부(420), 그리고 로봇암 구동부(430)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the robot arm 400 is provided with a plurality of joints to smoothly rotate so that it can move along lines of various shapes such as curves, and includes a fixed part 410, an arm part 420, and a robot arm. A driving unit 430 may be included.

고정부(410)는 로봇암(400)을 지지대(300)에 고정시킬 수 있으며, 전체적인 로봇암(400)을 충분히 고정시킬 수 있도록 견고한 재질로 이루어지고 일측은 로봇암(400)과 결합되고 타측은 바닥에 고정되도록 한다. 구체적으로 고정부(410)는 'ㄷ'형상의 플레이트 구조를 갖는 다수개의 고정부재(411)로 구성되도록 하여 각각의 고정부재(411) 일측면이 제1 모터(431) 각각의 측면에 단단히 결합 고정된 후 각각의 고정부재(411)의 바닥면이 바닥에 고정될 수 있도록 한다. 물론 여기서 고정부(410)의 형상과 개수는 본 발명의 일실시예로서 필요에 따라 얼마든지 변용이 가능하다.The fixing part 410 can fix the robot arm 400 to the support 300, and is made of a solid material so as to sufficiently fix the entire robot arm 400, and one side is combined with the robot arm 400, and the other side is coupled to the robot arm 400. The side is fixed to the floor. Specifically, the fixing part 410 is composed of a plurality of fixing members 411 having a 'c'-shaped plate structure, so that one side of each fixing member 411 is firmly coupled to each side of the first motor 431 After being fixed, the bottom surface of each fixing member 411 is fixed to the floor. Of course, the shape and number of the fixing part 410 can be modified as needed as an embodiment of the present invention.

로봇암(400)을 지지대(300)에 고정시키는 고정부(410), 고정부(410)에 연결되어 다수개의 암들을 구비하는 암부(420), 그리고 암부(420)에 구동력을 제공하는 모터를 포함하는 로봇암 구동부(430)로 이루어질 수 있다.A fixing part 410 for fixing the robot arm 400 to the support 300, an arm part 420 connected to the fixing part 410 and having a plurality of arms, and a motor providing driving force to the arm part 420 It may be made of a robot arm driving unit 430 including.

암부(420)는 로봇암의 관절과 관절 사이에 링크에 해당하는 구조체로서 일측 종단부는 고정부(410)에 연결되고 다수개의 암들을 포함하여서 종단부까지 연장되도록 하는데, 고정부(410)에 암부(420)를 회전 구동시키는 로봇암 구동부(430)의 제1 모터(431)를 매개로 결합되는 제1 암(421) 및 제1 암(421)에 로봇암 구동부(430)의 제2 모터(432)를 매개로 결합되는 제2 암(422)을 포함할 수 있다.The arm part 420 is a structure corresponding to a link between the joints of the robot arm, and one end part is connected to the fixing part 410 and extends to the end part by including a plurality of arms. The first arm 421 coupled via the first motor 431 of the robot arm driver 430 that rotates and drives the 420 and the second motor of the robot arm driver 430 to the first arm 421 ( 432) may include a second arm 422 coupled thereto.

제1 암(421)은 복수개의 관절들 사이에 위치한 복수개의 링크들 중에서 가장 아래에 위치하게 되는 로봇암의 링크로서 금속 또는 플라스틱 재질과 같이 일정강도를 지니는 재질로 이루어진 플레이트 형상을 갖되 그 내부가 비어있는 'ㄷ'형상을 하고 고정부(410)에 결합되며 암부(420)를 회전 구동시키는 로봇암 구동부(430)의 제1 모터(431)를 매개로 결합되도록 한다. 여기서, 제1 암(421)의 재질 및 그 형상은 본 발명의 일실시예에 따른 것으로 필요에 따라 얼마든지 변용이 가능함은 물론이다.The first arm 421 is a link of a robot arm located at the bottom among a plurality of links located between a plurality of joints, and has a plate shape made of a material having a certain strength such as metal or plastic, but the inside thereof is It has an empty 'c' shape, is coupled to the fixing part 410, and is coupled via the first motor 431 of the robot arm driving part 430 that rotates and drives the arm part 420. Here, the material and shape of the first arm 421 are according to one embodiment of the present invention, and can be changed as much as necessary, of course.

다시 말하면 제1 암(421)의 일측 개방된 부위로는 제1 모터(431)가 삽입되어 결합되는데, 그 일측의 종단부 상하의 플레이트에는 제1 모터(431)의 구동축이 단단히 결합되게 된다. 따라서 제1 모터(431)의 회전 구동에 따라 제1 암(421)도 따라서 회전할 수 있다. 이때 제1 모터(431)의 회전에 따라 제1 암(421)이 미끄러지지 않도록 제1 암(421)과 제1 모터(431)의 구동축의 결합부위에는 요철을 형성할 수도 있다.In other words, the first motor 431 is inserted into and coupled to one open portion of the first arm 421, and the drive shaft of the first motor 431 is firmly coupled to the upper and lower plates of the end portion of the first arm 421. Accordingly, the first arm 421 may also rotate according to the rotational driving of the first motor 431 . In this case, a concavo-convex portion may be formed at a coupling portion between the first arm 421 and the driving shaft of the first motor 431 so that the first arm 421 does not slip as the first motor 431 rotates.

제2 암(422)은 복수개의 관절들 사이에 위치한 복수개의 링크들 중에서 제1 암(421) 다음에 위치하게 되는 로봇암의 링크로서 상술한 제1 암(421)과 마찬가지로 금속 또는 플라스틱 재질과 같이 일정강도를 지니는 재질로 이루어진 플레이트 형상을 갖되 그 내부가 비어있는 'ㄷ'형상을 하고 제1 암(421)의 타측 폐쇄된 종단부에 로봇암 구동부(430)의 제2 모터(432)를 매개로 결합되도록 한다. 여기서, 제2 암(422)의 재질 및 그 형상은 본 발명의 일실시예에 따른 것으로 필요에 따라 얼마든지 변용이 가능함은 물론이다.The second arm 422 is a link of a robot arm positioned next to the first arm 421 among a plurality of links located between a plurality of joints, and is made of metal or plastic like the first arm 421 described above. The second motor 432 of the robot arm driving unit 430 is attached to the closed end of the other side of the first arm 421, having a plate shape made of a material having a certain strength, but having an empty 'c' shape. to be connected through a medium. Here, the material and shape of the second arm 422 are according to one embodiment of the present invention, and can be changed as much as necessary, of course.

다시 말하면 전체적으로 제1 암(421)과 제2 암(422)이 연결되어서 2개의 관절을 형성하고 2개의 관절 사이의 링크는 각각 제1 암(421)과 제2 암(422)이 되는 구조가 된다.In other words, the first arm 421 and the second arm 422 are connected as a whole to form two joints, and the link between the two joints is the first arm 421 and the second arm 422, respectively. do.

또한, 상술한 제1 암(421)과 마찬가지로 제2 암(422)의 일측 개방된 부위로는 제2 모터(432)가 삽입되어 결합되는데, 그 일측의 종단부 상하의 플레이트에는 제2 모터(432)의 구동축이 단단히 결합되게 된다. 따라서 제 2모터(432)의 회전 구동에 따라 상술한 제1 암(421)과 별개로 독자적으로 회전할 수 있다. 이때 제2 모터(432)의 회전에 따라 제2 암(422)이 미끄러지지 않도록 제2 암(422)과 제2 모터(432)의 구동축의 결합부위에는 요철을 형성할 수도 있다.In addition, similar to the above-described first arm 421, a second motor 432 is inserted into and coupled to one open portion of the second arm 422. ) of the drive shaft is firmly coupled. Therefore, it can independently rotate separately from the above-described first arm 421 according to the rotational driving of the second motor 432 . At this time, a concavo-convex portion may be formed at a coupling portion between the second arm 422 and the driving shaft of the second motor 432 so that the second arm 422 does not slip as the second motor 432 rotates.

로봇암 구동부(430)는 암부(420)에 구동력을 제공하는 복수개의 모터를 포함하는데, 본 발명의 일실시예에서는 제1 암(421), 제2 암(422) 및 엔드이펙터(500)를 서로 연결하며 결합시키는 각각의 제1 모터(431), 제2 모터(432) 및 제3 모터(433)를 포함할 수 있다.The robot arm driving unit 430 includes a plurality of motors that provide driving force to the arm unit 420. In one embodiment of the present invention, the first arm 421, the second arm 422 and the end effector 500 are operated. Each of the first motor 431, the second motor 432, and the third motor 433 connected and coupled to each other may be included.

또한, 상술한 바와 같이 제1 모터(431)와 제2 모터(432)의 구동축은 제1 암(421)과 제2 암(422) 각각에 수직으로 결합되어서 제1 암(421)과 제2 암(422)이 수평으로 회전할 수 있도록 작동하고 제3 모터(433)의 구동축은 엔드이펙터(500)와 수평으로 결합되어서 엔드이펙터(500)가 수직 방향, 즉 상하로 회전할 수 있도록 작동하게 된다.In addition, as described above, the drive shafts of the first motor 431 and the second motor 432 are vertically coupled to the first arm 421 and the second arm 422, respectively, so that the first arm 421 and the second arm 421 The arm 422 operates to rotate horizontally, and the drive shaft of the third motor 433 is coupled horizontally to the end effector 500 so that the end effector 500 rotates vertically, that is, up and down. do.

도 4는 본 발명에 따른 고추 수확용 자동화 로봇의 엔드이펙터의 측면도이다.4 is a side view of an end effector of an automated robot for harvesting red pepper according to the present invention.

도 5은 본 발명에 따른 고추 수확용 자동화 로봇의 엔드이펙터의 평면도이다.5 is a plan view of an end effector of an automated robot for harvesting pepper according to the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 엔드이펙터(500)는 상술한 바와 같이 제 3모터(433)를 매개로 하여 제2 암(422)과 결합될 수 있으며, 회전부재(510), 연장프레임(520), 파지부재(530), 그리고 촬영카메라(540)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5 , the end effector 500 may be coupled to the second arm 422 via the third motor 433 as described above, and the rotating member 510 and the extension frame ( 520), a holding member 530, and a photographing camera 540.

회전부재(510)는 로봇암(400)의 단부에 설치되며, 별도로 마련되는 회전모터에 의해 회전 가능할 수 있다.The rotation member 510 is installed at the end of the robot arm 400 and may be rotatable by a rotation motor provided separately.

연장프레임(520)은 회전부재(510)에서 연장되며, 한 쌍으로 형성될 수 있다.The extension frame 520 extends from the rotating member 510 and may be formed as a pair.

파지부재(530)는 연장프레임(520)의 단부에 설치되어 피수확물의 꼭지 부위를 돌려서 꺾을 수 있다.The gripping member 530 is installed at the end of the extension frame 520 to turn and break the apex of the harvested product.

다시 말하면 파지부재(530)가 피수확물의 꼭지 부위를 파지한 상태에서 회전부재(510)가 회전하게 되면 피수확물의 꼭지 부위를 돌려서 꺾을 수 있다.In other words, when the rotating member 510 rotates while the gripping member 530 grips the stem of the harvested product, the stem of the harvested product can be turned and broken.

촬영카메라(540)는 연장프레임(520)의 일측에 설치되어 피수확물을 촬영할 수 있다.The photographing camera 540 may be installed on one side of the extension frame 520 to photograph the harvested product.

이하, 본 발명에 따른 고추 수확용 자동화 로봇이 동작하는 과정은 다음과 같다.Hereinafter, the process of operating the automated robot for harvesting red pepper according to the present invention is as follows.

작업자가 피수확물인 고추를 수확하기 위해서는 적외선 카메라(311)를 통해 작업 환경을 촬영한 후, 위치인식부(220)를 통해 피수확물의 위치를 탐색한다. 탐색된 피수확물의 위치를 기반으로 본 발명에 따른 고추 수확용 자동화 로봇과 가장 가깝게 위치한 피수확물의 좌표를 생성하며, 제어부(210)는 본체(200)가 최근접 피수확물의 좌표를 향해 이동하도록 이동바퀴(100)에 명령을 내리게 된다.In order for a worker to harvest red pepper, which is a to-be-harvested product, the working environment is photographed through the infrared camera 311, and then the location of the to-be-harvested product is searched through the location recognition unit 220. Based on the searched location of the harvested product, coordinates of the harvested product located closest to the automated pepper harvesting robot according to the present invention are generated, and the control unit 210 moves the main body 200 toward the coordinates of the nearest harvested product. A command is given to the moving wheel 100.

이후, 로봇암(400)이 동작하여 파지부재(530)가 피수확물의 꼭지 부위를 파지한 후 회전부재(510)가 소정 각도만큼 회전하게 되면 꼭지 부위가 꺾여서 절단되게 되며, 절단된 피수확물은 본체(200)의 상측에 위치한 수확박스(600)에 담기게 된다. 수확박스(600)는 합성수지로 이루어질 수 있으며, 양품인 피수확물과 불량인 피수확물을 구분하여 분류할 수 있도록 본체(200)의 상측에 2개 이상 탈부착 가능하게 설치될 수 있다.Thereafter, when the robot arm 400 operates and the holding member 530 grips the stem of the harvested product and the rotary member 510 rotates by a predetermined angle, the stem is bent and cut, and the cut harvested product is It is contained in the harvest box 600 located on the upper side of the main body 200. The harvest box 600 may be made of synthetic resin, and two or more may be detachably installed on the upper side of the main body 200 so as to classify and classify good harvests and poor harvests.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 고추 수확용 자동화 로봇을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 잘 이해할 수 있을 것이다.As described above, although the automated robot for harvesting pepper according to an embodiment of the present invention has been shown according to the above description and drawings, this is merely an example and various changes and modifications are made within the scope of the technical spirit of the present invention. That this is possible will be well understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

100 : 이동바퀴 110 : 이동바퀴 구동모터
120 : 구동바퀴 130 : 회전바퀴
200 : 본체 210 : 제어부
220 : 위치인식부 230 : 센서부
300 : 지지대 310 : 촬영부
311 : 적외선 카메라 312 : 조명부재
400 : 로봇암 410 : 고정부
411 : 고정부재 420 : 암부
421 : 제1 암 422 : 제2 암
430 : 로봇암 구동부 431 : 제1 모터
432 : 제2 모터 433 : 제3 모터
500 : 엔드이펙터 510 : 회전부재
520 : 연장프레임 530 : 파지부재
540 : 촬영카메라 600 : 수확박스100: moving wheel 110: moving wheel driving motor
120: drive wheel 130: rotation wheel
200: main body 210: control unit
220: position recognition unit 230: sensor unit
300: support 310: shooting unit
311: infrared camera 312: lighting member
400: robot arm 410: fixed part
411: fixing member 420: arm
421: first arm 422: second arm
430: robot arm driving unit 431: first motor
432: second motor 433: third motor
500: end effector 510: rotating member
520: extension frame 530: holding member
540: shooting camera 600: harvest box

Claims (5)

지면에 이동 가능하게 설치되며, 이동바퀴 구동모터와 연결되어 이동명령에 따라 작업공간에서 전,후,좌,우 방향으로 이동 가능한 이동바퀴;
상기 이동바퀴의 상측에 설치되며, 내부에는 상기 이동바퀴에 이동명령을 내리는 제어부 및 피수확물의 위치를 인식하는 위치인식부가 마련되는 본체;
상기 본체의 상측에 설치되어 상하로 길이 조절이 가능하며, 상부에는 피수확물을 촬영하는 촬영부가 마련되는 지지대;
상기 지지대에 설치되며, 다수개의 관절이 구비된 복수의 로봇암;
상기 로봇암의 단부에 설치되며, 피수확물의 꼭지 부위를 꺾어서 수확하는 엔드이펙터; 및
상기 본체의 상측에 위치하며, 상기 엔드이펙터에 의해 수확된 피수확물이 담기는 수확박스;를 포함하는 고추 수확용 자동화 로봇.A movable wheel installed on the ground to be movable, connected to a movable wheel driving motor and movable in forward, backward, left, and right directions in the work space according to a movement command;
a main body installed on the upper side of the moving wheel and having a control unit for issuing a moving command to the moving wheel and a position recognition unit for recognizing the location of the harvested product;
a support installed on the upper side of the main body, capable of adjusting the length up and down, and having a photographing unit provided on the upper part for photographing the harvested product;
A plurality of robot arms installed on the support and provided with a plurality of joints;
an end effector installed at an end of the robot arm and harvesting by bending the top of the harvested product; and
An automated red pepper harvesting robot comprising: a harvesting box positioned above the main body and containing the to-be-harvested product harvested by the end-effector. 제 1항에 있어서,
상기 촬영부는,
피수확물을 촬영하는 적외선 카메라; 및
상기 적외선 카메라 주변에 마련되어 상기 적외선 카메라의 촬영시 피수확물을 향해 빛을 조사하는 조명부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고추 수확용 자동화 로봇.According to claim 1,
the filming unit,
Infrared camera to photograph the harvested product; and
An automated red pepper harvesting robot comprising: a lighting member provided around the infrared camera and irradiating light toward the harvested product when photographing the infrared camera. 제 1항에 있어서,
상기 로봇암은,
상기 로봇암을 상기 지지대에 고정시키는 고정부;
상기 고정부에 연결되며, 다수개의 암들을 구비하는 암부; 및
상기 암부에 구동력을 제공하는 모터를 포함하는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고추 수확용 자동화 로봇.According to claim 1,
The robot arm,
a fixing part fixing the robot arm to the support;
an arm portion connected to the fixing portion and having a plurality of arms; and
An automated robot for harvesting pepper, characterized in that it comprises a; drive unit including a motor for providing a driving force to the arm unit. 제 1항에 있어서,
상기 엔드이펙터는,
상기 로봇암의 단부에 설치되며, 회전 가능한 회전부재;
상기 회전부재에서 연장되는 한 쌍의 연장프레임;
상기 연장프레임의 단부에 설치되어 피수확물의 꼭지 부위를 돌려서 꺾는 파지부재; 및
상기 연장프레임의 일측에 설치되어 피수확물을 촬영하는 촬영카메라;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고추 수확용 자동화 로봇.According to claim 1,
The end effector,
a rotating member installed at an end of the robot arm and capable of rotating;
a pair of extension frames extending from the rotating member;
A gripping member installed at an end of the extension frame to turn and break the apex of the harvested product; and
An automated red pepper harvesting robot comprising a; camera installed on one side of the extension frame to photograph the harvested product. 제 1항에 있어서,
상기 이동바퀴는,
상기 본체의 하부에 설치되며, 상기 이동바퀴 구동모터에 의해 회전하고, 횡단면의 형상이 다각형인 구동바퀴; 및
상기 본체의 하부에 자유회전이 가능하도록 설치되는 보조바퀴;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고추 수확용 자동화 로봇.According to claim 1,
The moving wheel is
a drive wheel installed at a lower portion of the main body, rotated by the moving wheel driving motor, and having a polygonal cross section; and
An automated robot for harvesting pepper, characterized in that it comprises a; auxiliary wheel installed to enable free rotation on the lower part of the main body.
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