KR20240077079A - 저상형 전동식 밭 작업용 보조차량 - Google Patents

저상형 전동식 밭 작업용 보조차량 Download PDF

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KR20240077079A
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Abstract

본 발명은 저상형 전동식 밭 작업용 보조차량에 관한 것으로, 마늘을 포함하는 각종 밭작물의 파종이나 수확 또는 두둑 위의 잡초제거 등에 작업자의 육체적인 피로를 최소화하면서 효율적인 작업이 가능하도록 밭고랑을 타고 전후진하는 4개의 바퀴(W1,W2,W3,W4)와; 상기 4개의 바퀴(W1,W2,W3,W4)가 각각 전,후방의 좌,우측에 부착된 프레임(10)과; 상기 프레임(10)의 상부에 좌우로 연결된 베드(20)와; 상기 프레임(10)의 좌우측에 구비되어 상기 좌측 전,후륜(W1,W3)과 우측 전,후륜(W2,W4)에 동력을 전달하는 2개의 구동모터(30,30')와; 상기 2개의 구동모터(30,30')를 구동시키기 위한 배터리(40,40')와; 상기 2개의 구동모터(30,30')의 회전속도와 회전방향을 제어하는 제어기(50,50');를 포함하여 이루어진다.

Description

저상형 전동식 밭 작업용 보조차량{Low floor type motor driven assist- vehicle for field work}
본 발명은 저상형 전동식 밭 작업용 보조차량에 관한 것으로, 상세히는 마늘을 포함하는 각종 밭작물의 파종이나 수확(수거) 또는 밭두둑 위의 잡초제거 등에 작업자의 육체적인 피로를 최소화하면서 효율적인 작업이 가능하도록 한 것이다.
일반적으로 마늘이나 고추, 콩, 딸기, 가지 등과 같이 높이가 대체로 낮은 농작물의 수확작업은 작업자가 앉은 상태에서 수확물을 수집 및 보관하기 위한 용기와 함께 고랑 사이를 이동하여 작업을 하게 된다.
한편, 작업자가 장시간 쪼그려 앉은 상태에서 작업을 하게 되면 허리와 하반신의 피로감이 가중되고, 특히 척추나 무릎관절에 무리를 주어 허리 통증이나 무릎관절염 등과 같은 신체이상을 유발하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로서, 작업자의 엉덩이에 쿠션을 깔고 사용할 수 있도록 한 작업방식이 사용되고 있다.
본 출원인이 검색한 바에 의하면, 본 발명과 관련된 종래기술로는 하기의 특허문헌 1 내지 6 등이 개시되어 있다.
특허문헌 1의 농작물용 이동수레는 밭이나 하우스에서 재배되고 있는 각종 채소와 과일을 가꾸거나 수확할 때 작업자가 앉아서 작업하고 위치를 이동할 수 있도록 된 수동식 수레이다.
특허문헌 2의 농산물 수확용 전동식 이송장치는 농산물 수확시 간편하게 앉아서 작업을 할 수 있도록 일종의 전동식 카트 형태로 이루어져 있다.
특허문헌 3의 농작물 수확기는 작업자가 의자에 앉아 편안한 자세로 농작물을 수확하면서 이동할 수 있고, 농작물을 담는 수확 포대가 필요에 따라 여러 개가 구비될 수 있어 작업 1회당 수확량이 증대되며, 양산과 같은 차양수단의 탈부착이 가능하여 뙤약볕 아래에서 노지 작업을 할 때 작업자에게 시원한 그늘을 제공할 수 있도록 한 수동식 대차이다.
특허문헌 4의 작물운반장치는 작업자가 탑승한 상태에서 고랑을 따라 이동하면서 이랑에서 재배되는 작물을 수확하고, 수확된 작물을 축적하면서 운반할 수 있는 전동식 카트이다.
특허문헌 5의 작물수확장치도 고랑을 타고 이동하는 전동식 카트이고, 특허문헌 6의 수확용 전동장치도 특허문헌 5와 마찬가지이다.
한편, 특허문헌 1 내지 6은 작업자의 발에 의한 수동 또는 전동으로 이동이 가능하도록 구성되어 있기는 하지만, 이는 하나의 고랑을 따라 이동하면서 두둑 위의 작물의 수확하여 운반하는 용도에 불과하고, 작업자가 뻗는 팔의 방향과 카트의 진행방향이 직각을 이루어 작업자의 허리에 상당한 부담이 가능 것은 물론이려니와 두둑 위의 작물을 수확하거나 모종을 파종 또는 작물이 아닌 잡초 등을 제거하는 작업을 효과적으로 수행하는데는 여전히 불편한 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-0912089호(2009.08.06. 등록) 한국공개특허 제10-2015-0084140호(2015.07.22. 공개) 한국공개특허 제10-2016-0136194호(2016.11.29. 공개) 한국공개특허 제10-2017-0084469호(2017.07.20. 공개) 한국등록특허 제10-2024031호(2019.09.23. 등록) 한국공개특허 제10-2022-0147405호(2022.11.03. 공개)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 마늘을 포함하는 각종 밭작물의 파종이나 수확 또는 두둑 위의 잡초제거 등에 작업자의 육체적인 피로를 최소화하면서 효율적으로 작업이 가능한 저상형 전동식 밭 작업용 보조차량을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 밭고랑을 타고 전후진하는 4개의 바퀴와; 상기 4개의 바퀴가 각각 전,후방의 좌,우측에 부착된 프레임과; 상기 프레임의 상부에 좌우로 연결된 베드와; 상기 프레임의 좌우측에 구비되어 상기 좌측 전,후륜과 우측 전,후륜에 동력을 전달하는 2개의 구동모터와; 상기 2개의 구동모터를 구동시키기 위한 배터리와; 상기 2개의 구동모터의 회전속도와 회전방향을 제어하는 제어기;를 포함하며, 작업자가 상기 베드에 앉거나 엎드린 상태로 밭두둑 위에 작물을 심거나 수확하거나 잡초를 제거하도록 된 저상형 전동식 밭 작업용 보조차량을 제공한다.
바람직한 실시 예에서, 상기 2개의 구동모터는 각각 좌측 전,후륜과 우측 전,후륜에 기어박스를 통해 같은 방향으로 회전되도록 동력을 전달하고, 기어박스에서 전,후륜으로는 드라이브 샤프트를 통해 동력이 전달되되 각 드라이브 샤프트에는 2개의 유니버설조인트가 직렬로 연결되어 전,후륜의 개별적인 서스펜션 동작에도 불구하고 안정적으로 동력이 전달될 수 있도록 한다.
본 발명의 실시 예에 의하면 보조차량의 네 바퀴가 두둑 좌우의 고랑을 타고 작업에 적당한 속도로 주행하면서 1인 또는 2인의 작업자는 프레임 상부에 저상형으로 설치된 베드 위에 앉거나 엎드린 상태에서 밭작물의 파종이나 작물의 수확 또는 잡초의 제거작업을 할 수 있으며, 이에 의해 작업자의 하체와 허리에 무리가 가지 않는 자세로 작업이 가능하게 되므로 작업자의 육체적인 피로를 최소화할 수 있으면서도 기계적으로 자동화할 수 없거나 아직 자동화되지 않은 여러 가지 작업을 효율적으로 수행할 수 있으며, 이 외에도 수확된 작물의 운반이나 기타 밭 작업에 필요한 자재 등의 운반 등 다목적으로 활용할 수 있는 등의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 저상형 전동식 밭 작업용 보조차량의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 보조차량의 정면도,
도 3은 도 1에 도시된 보조차량의 평면도,
도 4는 평지 주행상태를 도시한 측면도,
도 5는 경사지 주행상태를 도시한 측면도,
도 6은 직진 및 좌우 방향 전환상태를 도시한 평면도,
도 7은 본 실시 예에 작업자가 탑승하여 엎드린 상태에서 밭 두둑 위에서 잡초를 제거하는 작업상태를 보인 것이다.
이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
이하의 설명에서 '바퀴'라는 용어는 상황에 따라 편의상 '전륜' 또는 '후륜'으로 혼용하였다.
도 1 내지 도 7에는 본 발명의 일 실시 예에 의한 저상형 전동식 밭 작업용 보조차량(1)이 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 의한 밭 작업용 보조차량(1)은 밭고랑을 타고 전후진하는 4개의 바퀴(W1,W2,W3,W4)와;
상기 4개의 바퀴(W1,W2,W3,W4)가 각각 전,후방 좌,우측에 부착된 프레임(10)과;
상기 프레임(10)의 상부에 좌우로 연결된 베드(20)와;
상기 프레임(10)의 좌우측에 구비되어 상기 좌측 전,후륜(W1,W3)과 우측 전,후륜(W2,W4)에 동력을 전달하는 2개의 구동모터(30,30')와;
상기 2개의 구동모터(30,30')를 구동시키기 위한 배터리(40,40')와;
상기 2개의 구동모터(30,30')의 회전속도와 회전방향을 제어하는 제어기(50,50');를 포함하며, 작업자가 상기 베드(20)에 앉거나 엎드린 상태로 밭두둑위에 모종을 심거나 작물을 수확하거나 잡초를 제거할 수 있도록 되어 있다.
본 실시 예에서, 상기 프레임(10)은 대체로 고랑 측에 위치하는 2개의 사이드 프레임(12,14)과, 상기 양측의 사이드 프레임(12,14)의 상부 사이를 연결하는 상부 프레임(16)으로 이루어져 있으며, 좌우의 사이드 프레임(12,14) 외측에 각각 구동모터(30,30')와 배터리(40,40') 및 제어기(50,50')를 수용하기 위한 함체(60,60')가 설치되어 있고, 상기 함체(60,60')의 하부 전,후방에 전륜(W1,W2)과 후륜(W3,W4)이 각각 서스펜션 프레임(70,70')으로 지지되어 있다.
상기 함체(60,60')는 구동모터와 배터리 및 제어기의 보호를 위해 개폐 가능한 커버가 씌워진다.
상기 상부 프레임(16) 위에는 작업자가 앉거나 엎드릴 수 있는 베드(20)가 설치되어 있는데, 이 베드(20)는 보조차량(1)이 밭 두둑 위를 지날 때 낮게 저상형으로 설치되어 있으므로 작업자가 걸터앉거나 또는 도 7에 도시된 바와 같이 두 사림이 나란하게 좌우에 엎드린 상태에서 밭두둑 위의 작물을 직접 수확하거나 또는 땅속작물 수확기 등에 의해 미리 굴취된 작물을 수거하는 작업을 하거나, 밭두둑 위에 모종을 식재하거나, 밭두둑 위에 자란 잡초 등을 수작업으로 제거하면 되는데, 이와 같은 작업자세는 종래 작업자가 직접 밭두둑 위를 밟고 서서 허리를 숙여서 작업하거나 쪼그리고 앉아서 작업하는 경우는 물론, 밭고랑에서 밭두둑 위로 손을 뻗거나 허리를 숙여서 작업하던 방식에 비해 신체에 가해지는 피로를 경감할 수 있으며, 특히 하체와 허리에 가해지는 부담을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
아울러, 본 실시 예에 의한 보조차량은 전동으로 구동되어 작업에 최적의 속도로 자동으로 주행할 수 있도록 되어 있으므로 작업자는 밭두둑 위에서의 작업에만 집중할 수 있어 작물의 수확 및 수거작업과 잡초제거 작업의 생력화가 가능하다는 이점이 있다.
한편, 상기 2개의 구동모터(30,30')는 각각 좌측 전,후륜(W1,W3)과 우측 전,후륜(W2,W4)에 기어박스(G1,G2)를 통해 같은 방향으로 회전되도록 동력을 전달하고, 기어박스(G1,G2)에서 전,후륜(W1,W3)(W2,W4)으로는 드라이브 샤프트(S1,S2,S3, S4)를 통해 동력이 전달되되 각 드라이브 샤프트(S1,S2,S3,S4)에는 2개의 유니버설조인트(J1,J2)가 직렬로 연결되어 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 평지를 주행하거나 경사진 고랑을 주행하는 경우 전,후륜(W1,W2)(W3,W4)의 개별적인 서스펜션 동작에도 불구하고 각각의 바퀴에 안정적으로 동력이 전달될 수 있도록 되어 있다.
한편, 상기 기어박스(G1,G2)는 도 4 및 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이 베벨기어들의 조합에 의해 전륜과 후륜에 같은 방향으로 회전되도록 동력을 전달하는 메커니즘을 적용할 수 있음은 물론, 이외에도 다양한 기어의 조합에 의해 감속과 더불어 전,후륜에 동일한 방향으로의 회전력이 전달될 수 있는 방식을 적용할 수 있을 것이다.
참고로, 도면에 도시된 실시 예의 기어박스는 구동모터의 감속기에서 나온 출력축에 2개의 베벨기어가 마주보도록 소정 간격 이격된 상태로 축결합되어 있고, 이들 2개의 베벨기어에 전륜과 후륜으로 연결된 드라이브 샤프트에 축결합된 각각의 베벨기어가 기어결합되어 있어 전,후륜의 회전방향이 동일한 방향을 이루도록 되어 있다.
또, 본 실시 예에서, 상기 서스펜션 프레임(70,70')은 전륜(W1,W2)의 경우에는 일반적인 자동차의 전륜에 사용되는 다양한 독립 서스펜션 방식을 적용하는 것이 바람직하고, 후륜(W3,W4)의 경우에는 일반적인 자동차의 후륜에 사용되는 트레일링 아암 형식이나 스윙차축 형식 등을 적용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제어기(50,50')는 작업자가 조작하기 용이하도록 별도의 리모트 컨트롤러(도시 생략됨)에 의해 근거리(탑승상태) 또는 원거리에서 제어할 수 있도록 되어 있으며, HMI(Human-Machine Interface) 제어기술 및 ICBM(IoT, Cloud, Big data, Mobile) 기술을 이용하여 밭 작업시의 경로를 따라 자율주행이 가능하도록 하여 더욱 효과적인 작업이 가능하도록 할 수도 있음은 물론이다.
본 실시 예에 의한 보조차량(1)은 배터리의 전력을 구동원으로 사용하게 되므로 장시간 작업시에는 쉬는 도중에 충전해 줄 필요가 있으며, 연속 작업시에는 배터리를 전체적으로 교체하면 된다.
도면에 도시된 실시 예에서는 베드(20)가 작업자가 앉거나 누울 수 있는 단순한 평판 형태로 이루어져 있으나, 작업자가 앉을 경우 등받이를 추가로 부착해서 사용하도록 하거나 햇빛이나 비를 피할 수 있도록 파라솔 등을 꽂을 수 있는 홀더 등을 설치할 수도 있음은 물론이며, 이러한 파라솔 대신 태양광 패널을 설치하여 그늘을 확보함과 아울러 태양광 발전에 의해 배터리의 실시간 충전도 겸하도록 할 수도 있음은 물론이다.
또, 상기 베드(20)에는 작업자가 엎드린 상태에서 작업할 경우 머리의 들고 작업하기가 어려우므로 머리나 이마를 받쳐줄 수 있는 받침부재를 베드(20)의 전방 또는 후방 측으로 부착할 수도 있음은 물론이다.
도 6에는 본 실시 예에 의한 보조차량(1)의 방향전환 상태가 도시되어 있는데, 본 실시 예에서는 조향핸들이나 기타 조향장치가 구비되어 있지 않고, 좌,우측의 구동모터(30,30')의 회전속도나 회전방향을 서로 다르게 조절하는 것에 의해 방향 전환 및 제자리 선회동작이 가능한바, 이는 좌우의 구동모터를 동일한 방향으로 동일한 속도로 회전시키면 4개의 바퀴(W1,W2,W3,W4)가 동일한 방향으로 동일한 속도로 회전하면서 (a)에서와 같이 직진 주행이 가능하고, 일측 구동모터를 정방향으로 회전시키고, 타측 구동모터를 역방향으로 회전시키는 것에 의해 일측 전,후륜(W1,W3) 또는 (W2,W4)은 전진하도록 회전하고, 타측 전,후륜(W2,W4) 또는 (W1,W3)는 후진하도록 회전시키게 되면 각각 도 6의 (b) 및 (c)에서와 같이 좌회전 또는 우회전이 가능하거나 제자리에서 180도 또는 360 선회도 가능하게 되므로 곡선형의 고랑을 따라 주행하거나 밭두둑의 끝부분에서 다른 밭두둑으로의 위치 이동이 자유자재로 가능하게 되는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 예에 의한 보조차량은 전후 네 바퀴가 밭고랑을 타고 주행하게 되면 프레임 상부의 베드는 밭두둑 위를 낮게 지나게 되는데, 베드 위에 작업자가 앉거나 엎드린 상태에서 하체와 허리에 과도한 부담이 가해지지 않은 상태에서 노동강도를 현저히 낮춘 상태에서 다양한 작업이 가능하게 되는바, 기계적으로 자동화할 수 없거나 아직 자동화되지 않은 여러 가지 밭 작업을 효율적으로 수행할 수 있음은 물론, 수확된 작물이나 농자재의 운반에도 활용할 수 있다.
1 : 보조차량
10 : 프레임
12,14 : 사이드 프레임
16 : 상부 프레임
20 : 베드
30,30' : 구동모터
40,40' : 배터리
50,50' : 제어기
60,60' : 함체
70,70' : 서스펜션 프레임
W1,W2,W3,W3 : 바퀴
G1,G2 : 기어박스
S1,S2,S3,S4 : 드라이브 샤프트
J1,J2 : 유니버설 조인트

Claims (4)

  1. 밭고랑을 타고 전후진하는 4개의 바퀴(W1,W2,W3,W4)와;
    상기 4개의 바퀴(W1,W2,W3,W4)가 각각 전,후방의 좌,우측에 부착된 프레임(10)과;
    상기 프레임(10)의 상부에 좌우로 연결된 베드(20)와;
    상기 프레임(10)의 좌우측에 구비되어 상기 좌측 전,후륜(W1,W3)과 우측 전,후륜(W2,W4)에 동력을 전달하는 2개의 구동모터(30,30')와;
    상기 2개의 구동모터(30,30')를 구동시키기 위한 배터리(40,40')와;
    상기 2개의 구동모터(30,30')의 회전속도와 회전방향을 제어하는 제어기(50,50');를 포함하며, 작업자가 상기 베드(20)에 앉거나 엎드린 상태로 밭두둑위에 모종을 심거나 작물을 수확하거나 잡초를 제거할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 저상형 전동식 밭 작업용 보조차량.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 2개의 구동모터(30,30')는 각각 좌측 전,후륜(W1,W3)과 우측 전,후륜(W2,W4)에 기어박스(G1,G2)를 통해 같은 방향으로 회전되도록 동력을 전달하고, 기어박스(G1,G2)에서 전,후륜(W1,W3)(W2,W4)으로는 드라이브 샤프트(S1,S2,S3,S4)를 통해 동력이 전달되되 각 드라이브 샤프트(S1,S2,S3,S4))에는 2개의 유니버설조인트(J1,J2)가 직렬로 연결되어 전,후륜(W1,W2)(W3,W4)의 개별적인 서스펜션 동작에도 불구하고 안정적으로 동력이 전달될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 저상형 전동식 밭 작업용 보조차량.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기(50,50')는 별도의 리모트 컨트롤러에 의해 원격제어되는 것을 특징으로 하는 저상형 전동식 밭 작업용 보조차량.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임(10)은 밭고랑 측에 위치하는 2개의 사이드 프레임(12,14)과, 상기 양측의 사이드 프레임(12,14)의 상부 사이를 연결하는 상부 프레임(16)으로 이루어지고, 상기 좌우의 사이드 프레임(12,14) 외측에 각각 구동모터(30,30')와 배터리(40,40')및 제어기(50,50')를 수용하기 위한 함체(60,60')가 설치되며, 상기 함체(60,60')의 하부 전,후방에 전륜(W1,W2)과 후륜(W3,W4)이 각각 서스펜션 프레임(70,70')으로 지지된 것을 특징으로 하는 저상형 전동식 밭 작업용 보조차량.
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KR1020220159178A KR20240077079A (ko) 2022-11-24 2022-11-24 저상형 전동식 밭 작업용 보조차량

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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100912089B1 (ko) 2009-03-02 2009-08-13 심덕수 농작물용 이동수레
KR20150084140A (ko) 2014-01-13 2015-07-22 임헌정 농산물 수확용 전동식 이송장치
KR20160136194A (ko) 2015-05-19 2016-11-29 박중수 농작물 수확기
KR20170084469A (ko) 2016-01-12 2017-07-20 (유)광원농기계 작물운반장치
KR102024031B1 (ko) 2017-11-01 2019-09-27 경북대학교 산학협력단 작물 수확 장치
KR20220147405A (ko) 2021-04-27 2022-11-03 한국로봇융합연구원 수확용 전동장치

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