KR20240080246A - 레일 주행식 과수원 액상제 살포 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 과실수 식재 경로를 따라 설치된 레일을 따라 주행하는 주행탑에서 농약, 물 등의 액상제가 살포되도록 구성된 레일 주행식 과수원 농약 살포 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 「과실수 식재 경로를 따라 설치된 레일(10); 무게중심이 위치하는 기단부(21) 위에 소정의 높이로 형성된 탑신부(22)가 구비되고, 상기 기단부(21) 하부에 전동수단에 의해 구동하는 주행롤러(30)가 장착되어 상기 레일(10)을 따라 주행하는 주행탑(20); 상기 기단부(21) 내부 일측에 구비된 펌프(40); 상기 기단부(21) 내부에서 상기 펌프(40) 상부에 배치되어, 저장된 액상제를 상기 펌프(40)에 공급하는 저장탱크(50); 상기 펌프(50)에서 연결되어 상기 탑신부(22) 내부에 높이 방향으로 연장 설치된 공급관(60); 상기 탑신부(22) 외측으로 개구되도록 상기 공급관을 따라 복수개가 이격 설치된 분사노즐(70); 및 상기 기단부(21) 내부 타측에 구비되며 상기 주행롤러(30) 및 펌프(40)에 전기력을 제공하는 배터리(80); 를 포함하는 레일 주행식 과수원 액상제 살포 시스템」을 제공한다.

Description

레일 주행식 과수원 액상제 살포 시스템{Rail Driven Orchard Liquid Spraying System}
본 발명은 과실수 식재 경로를 따라 설치된 레일을 따라 주행하는 주행탑에서 농약, 물 등의 액상제가 살포되도록 구성된 레일 주행식 과수원 농약 살포 시스템에 관한 것이다.
작물에 대한 농약 살포 작업은 작업자가 이동하면서 수행하였다. 최근에는 약통, 펌프, 연결호스 및 양측에 약대가 탑재된 농업용 동력 운반기를 겸한 농약 살포기가 보급되면서 작업자가 운전하면서 농약 살포 작업을 수행할 수 있게 되었다.
다만, 이러한 경우에도 농약 살포작업이 종료될 때까지 작업자가 일일이 따라다니면서 적절한 운전조작을 행해야 하므로, 여전히 인력이 요구될 뿐 아니라, 작업자가 유독성 농약을 흡입함에 따른 건강 문제도 해소되지 않는다.
특히, 과실수의 높은 위치에 농약, 물 등을 살포할 때는 종래의 기계식 농약 살포 장치를 적용하기 어려우며, 인력에 의한 고소(高所) 작업으로 안전 사고 발생 문제도 상존한다.
1. 공개실용신안 20-1997-0015851 "모노레일 농약 살포장치" 2. 등록특허 10-0276531 "농약 자동 살포장치" 3. 공개특허 10-2022-0145568 "비닐하우스 농약 살포용 운반구" 4. 등록특허 10-2028409 "하우스 시설용 농약 살포장치" 5. 등록특허 10-1815827 "자동 주행으로 농작물에 농약을 살포하는 농약 살포장치 및 살포방법"
본 발명은 농약이나 물 등의 액상제 살포 대상이 높은 곳에 위치하는 과실수에 대해 자율 주행하며 액상제를 살포하는 레일 주행식 과수원 액상제 살포 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 과제 해결을 위해 본 발명은 「과실수 식재 경로를 따라 설치된 레일(10); 무게중심이 위치하는 기단부(21) 위에 소정의 높이로 형성된 탑신부(22)가 구비되고, 상기 기단부(21) 하부에 전동수단에 의해 구동하는 주행롤러(30)가 장착되어 상기 레일(10)을 따라 주행하는 주행탑(20); 상기 기단부(21) 내부 일측에 구비된 펌프(40); 상기 기단부(21) 내부에서 상기 펌프(40) 상부에 배치되어, 저장된 액상제를 상기 펌프(40)에 공급하는 저장탱크(50); 상기 펌프(50)에서 연결되어 상기 탑신부(22) 내부에 높이 방향으로 연장 설치된 공급관(60); 상기 탑신부(22) 외측으로 개구되도록 상기 공급관을 따라 복수개가 이격 설치된 분사노즐(70); 및 상기 기단부(21) 내부 타측에 구비되며 상기 주행롤러(30) 및 펌프(40)에 전기력을 제공하는 배터리(80); 를 포함하는 레일 주행식 과수원 액상제 살포 시스템」을 제공한다.
본 발명은 「복수개의 분사노즐(70) 사이 사이에 상기 공급관(60) 내부의 액상제 유동 경로를 개폐하도록 설치된 밸브(75); 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레일 주행식 과수원 액상제 살포 시스템」을 함께 제공한다.
본 발명은 「상기 분사노즐(70)은 분사각, 분사압 및 분사방향이 조절되도록 구성되고, 상기 주행탑(20)에 구비되어, 과실수 높이와 폭을 스캔하는 이미지 센서(미도시); 상기 주행탑(20)에 구비되어, 풍향·풍속을 측정하여 데이터를 생성하는 풍향·풍속 센서(미도시); 및 상기 이미지 센서 및 풍향·풍속 센서로부터 전달된 데이터를 분석하여 상기 주행롤러(30)의 구동속도와 상기 분사노즐(70)의 분사각, 분사압 및 분사방향을 제어하는 제어부(90); 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레일 주행식 과수원 살포 시스템」을 함께 제공한다.
본 발명은 「상기 기단부(21)는 펌프(40)가 배치된 펌프격실(23)과 배터리(80)가 배치된 배터리격실(24)이 구획되고, 상기 저장탱크(50)는 상기 펌프격실(23) 상부에서 상기 배터리격실(24) 상부까지 걸쳐지도록 배치되어, 상기 펌프(40), 배터리(80) 및 저장탱크(50)에 의해 상기 주행탑(20)의 무게중심이 기단부(21)에 위치하고, 좌우 중량 밸런스가 일정하게 유지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 레일 주행식 과수원 액상제 살포 시스템」을 함께 제공한다.
전술한 본 발명에 따른 효과는 다음과 같다.
1. 주행탑이 주행하며 농약, 물 등의 액상제를 살포되므로 과수 농가의 인건비를 절감할 수 있다.
2. 주행탑 탑신부를 높게 구성하여 과실수의 높은 위치까지 액상제를 살포할 수 있어, 수작업에 의한 안전사고를 방지한다.
3. 펌프, 저장탱크 및 배터리를 주행탑 기단부에 배치하여 무게중심이 기단부에 위치하고, 이에 따라 주행탑의 안정적 주행이 이루어질 수 있다.
4. 이미지 센서 및 풍향·풍속 센서로부터 전달된 데이터를 분석하여 주행롤러의 구동속도와 상기 분사노즐의 분사각, 분사압 및 분사방향을 제어함으로써 액상제 낭비 없이 필요 지점에 적정량의 액상제를 살포할 수 있다.
[도 1]은 본 발명이 제공하는 레일 주행식 과수원 액상제 살포 시스템의 모식도이다.
[도 2]는 주행탑 일 실시예의 외관 모식도이다.
[도 3]은 주행탑의 내부 구성도이다.
[도 4]는 주행탑 기단부의 내부 구성도이다.
[도 5]는 분사노즐에서 과실수에 액상제를 분사하는 상태의 모식도이다.
첨부된 도면과 함께 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 「과실수 식재 경로를 따라 설치된 레일(10); 무게중심이 위치하는 기단부(21) 위에 소정의 높이로 형성된 탑신부(22)가 구비되고, 상기 기단부(21) 하부에 전동수단에 의해 구동하는 주행롤러(30)가 장착되어 상기 레일(10)을 따라 주행하는 주행탑(20); 상기 기단부(21) 내부 일측에 구비된 펌프(40); 상기 펌프(40) 상부에 배치되어, 저장된 액상제를 상기 펌프(40)에 공급하는 저장탱크(50); 상기 펌프(50)에서 연결되어 상기 탑신부(22) 내부에 높이 방향으로 연장 설치된 공급관(60); 상기 탑신부(22) 외측으로 개구되도록 상기 공급관을 따라 복수개가 이격 설치된 분사노즐(70); 및 상기 기단부(21) 내부 타측에 구비되며 상기 주행롤러(30) 및 펌프(40)에 전기력을 제공하는 배터리(80); 를 포함하는 레일 주행식 과수원 액상제 살포 시스템」을 제공한다.
상기 레일(10)은 [도 1]에 도시된 바와 같이 과실수 식재 경로를 따라 설치된다. 상기 레일(10)은 단면 형상에 따라 쌍두레일(double-head rail), 우두레일( bull-head rail), 평저레일(flat bottom rail), 홈 붙임레일(grooved rail) 등 종래의 어떠한 레일이든 종류에 구애받지 않고 선택 적용할 수 있으며, 추후 개발되는 새로운 유형의 레일도 본 발명의 레일(10)로 적용될 수 있다.
상기 주행탑(20)은 무게중심이 위치하는 기단부(21) 위에 소정의 높이로 형성된 탑신부(22)가 구비되고, 상기 기단부(21) 하부에 전동수단에 의해 구동하는 주행롤러(30)가 장착되어 상기 레일(10)을 따라 주행한다. 상기 주행탑(20)은 인공지능 제어에 의해 자율 주행이 이루어지도록 할 수 있으며, 상기 인공지능은 후술할 이미지 센서 및 풍향·풍속 센서의 센싱 정보 분석에 따라 과실수 식재 상황, 기상 상태, 지형·지물, 돌발 상황 등을 파악하고 대응하여 주행 제어가 가능하다. 상기 주행롤러(30)는 적용된 레일(10)의 종류에 따라 형상 및 배치가 달라질 수 있다.
[도 2]는 주행탑 일 실시예의 외관 모식도이다. 안정적인 주행을 위해 상기 주행탑(20)의 무게중심은 기단부(21)에 위치해야 하므로 [도 2]에 도시된 바와 같이 상기 기단부(21)의 좌우 폭이 상부의 탑신부(22)에 비해 크게 구성되는 것이 바람직하다.
[도 3]은 주행탑의 내부 구성도이다. [도 3]에 도시된 바와 같이, 상기 기단부(21) 내부 일측에는 펌프(40)가 구비되고, 상기 기단부(21) 내부 타측에는 배터리(80)가 구비되도록 하고, 상기 기단부(21) 내부에서 상기 펌프(40) 상부에 저장탱크(50)를 배치함으로써 주행탑(20)의 전체적인 무게중심이 상기 기단부(21)에 위치하도록 할 수 있다.
특히, 상기 기단부(21)는 펌프(40)가 배치된 펌프격실(23)과 배터리(80)가 배치된 배터리격실(24)이 구획되도록 구성하고, 상기 저장탱크(50)는 상기 펌프격실(23) 상부에서 상기 배터리격실(24) 상부까지 걸쳐지도록 배치함으로써, 상기 펌프(40), 배터리(80) 및 저장탱크(50)에 의해 상기 주행탑(20)의 무게중심이 기단부(21)에 위치하고, 좌우 중량 밸런스가 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
[도 4]는 주행탑 기단부의 내부 구성도이다. 상기 저장탱크(50)는 저장된 액상제를 상기 펌프(40)에 공급하는데, 액상제 공급 편의성을 위해 바닥에 배출구(51)를 형성시키고, 상기 배출구(51)가 펌프(40)의 입수부(41)에 연결되도록 구성할 수 있다. 상기 저장탱크(50) 바닥면은 전체적으로 상기 배출구(51) 방향으로 기울어진 경사면으로 구성할 수 있다.
상기 펌프(40)는 상기 저장탱크(50)에서 공급된 액상제를 공급관(60)을 펌핑하도록 구성된다. 상기 공급관(60)은 펌프(40)의 출수부(42)와 연결되도록 구성할 수 있으며, 상기 저장탱크(50)에는 관통홀(52)을 형성시켜, 상기 펌프(40) 출수부(42)와 연결된 공급관(60)이 상기 관홀통(52)을 거쳐, 상기 탑신부(22) 내부에 높이 방향으로 연장 설치되도록 할 수 있다.
상기 배터리(80)는 주행롤러(30) 및 펌프(40)에 전기력을 제공하는 것이다. 상기 배터리(80)의 전기력을 전달하기 위한 전선은 상기 펌프격실(23)과 배터리격실(24)을 구분하는 격벽을 관통하거나 격벽에 매립되도록 구성할 수 있다.
상기 탑신부(22) 내부에는 공급관(60)이 높이 방향으로 연장 설치되고, 상기 공급관(60)에는 분사노즐(70) 복수개가 상기 탑신부(22) 외측으로 개구되도록 이격 설치된다.
[도 5]는 탑신부(22) 외측으로 개구된 분사노즐(70)에서 과실수에 액상제를 분사하는 상태의 모식도이다. 상기 분사노즐(70)은 통상의 기술을 적용하여 분사각, 분사압 및 분사방향이 개별 제어되도록 구성할 수 있으며, 제어부(90)에서 복수개의 분사노즐(70)을 개별 제어할 수 있다. 상기 제어부(90)는 상기 기단부(21) 내부에 배치하는 것이 바람직하며, [도 4]에 도시된 바와 같이 펌프격실(23)에 배치할 수 있다. 상기 제어부(90)는 주행탑(20)의 자율 주행 및 액상제 분사 제어(펌프, 분사노즐 제어)를 위한 인공지능이 적용될 수 있다.
복수개의 분사노즐(70) 사이 사이에는 상기 공급관(60) 내부의 액상제 유동 경로를 개폐하는 밸브(75)를 구성하여, 과실수 높이에 따라 액상제 펌핑 높이가 달라지도록 할 수 있다. 액상제를 분사할 과실수 높이가 높으면 모든 밸브(75)를 개방하여 공급관(60) 내 최고 높이까지 액상제 펌핑이 이루어지도록 하고, 과실수 높이가 낮아질수록 상부의 밸브(75)부터 순차적으로 폐쇄할 수 있다.
또한, 상기 주행탑(20)에는 과실수 높이와 폭을 스캔하는 이미지 센서(미도시) 및 풍향·풍속을 측정하여 데이터를 생성하는 풍향·풍속 센서(미도시)가 함께 구비될 수 있다.
소형 카메라를 이미지 센서로 적용할 수 있으며, 상기 이미지 센서를 통해 파악되는 과실수 높이와 폭에 따라 분사노즐(70)별로 분사각 및 분사방향을 제어하여, 과실수 전 영역에 액상제를 살포하면서도 액상제의 낭비를 막을 수 있다.
또한, 상기 풍향·풍속 센서로부터 전달된 데이터를 분석하여 상기 주행롤러(30)의 구동속도와 상기 분사노즐(70)의 분사각, 분사압 및 분사방향을 제어할 수 있다. 바람의 방향과 세기에 따라 타겟 과실수 전 영역에 액상제가 도달하기 위한 분사각, 분사압 및 분사방향을 보정하여 효율적인 액상제 살포가 이루어지도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 구체적인 실시예와 함께 상세하게 살펴보았다. 그러나 본 발명은 위의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 수정 및 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이와 같은 수정 및 변형을 포함한다.
1 : 과실수
10 : 레일 20 : 주행탑 21 : 기단부
22 : 탑신부 23 : 펌프격실 24 : 배터리격실
30 : 주행롤러 40 : 펌프 50 : 저장탱크
60 : 공급관 70 : 분사노즐 75 : 밸프
80 : 배터리 90 : 제어부

Claims (4)

  1. 과실수 식재 경로를 따라 설치된 레일(10);
    무게중심이 위치하는 기단부(21) 위에 소정의 높이로 형성된 탑신부(22)가 구비되고, 상기 기단부(21) 하부에 전동수단에 의해 구동하는 주행롤러(30)가 장착되어 상기 레일(10)을 따라 주행하는 주행탑(20);
    상기 기단부(21) 내부 일측에 구비된 펌프(40);
    상기 기단부(21) 내부에서 상기 펌프(40) 상부에 배치되어, 저장된 액상제를 상기 펌프(40)에 공급하는 저장탱크(50);
    상기 펌프(40)에서 연결되어 상기 탑신부(22) 내부에 높이 방향으로 연장 설치된 공급관(60);
    상기 탑신부(22) 외측으로 개구되도록 상기 공급관을 따라 복수개가 이격 설치된 분사노즐(70); 및
    상기 기단부(21) 내부 타측에 구비되며 상기 주행롤러(30) 및 펌프(40)에 전기력을 제공하는 배터리(80); 를 포함하는 레일 주행식 과수원 액상제 살포 시스템.
  2. 제1항에서,
    복수개의 분사노즐(70) 사이 사이에 상기 공급관(60) 내부의 액상제 유동 경로를 개폐하도록 설치된 밸브(75); 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레일 주행식 과수원 액상제 살포 시스템.
  3. 제1항에서,
    상기 분사노즐(70)은 분사각, 분사압 및 분사방향이 조절되도록 구성되고,
    상기 주행탑(20)에 구비되어, 과실수 높이와 폭을 스캔하는 이미지 센서(미도시);
    상기 주행탑(20)에 구비되어, 풍향·풍속을 측정하여 데이터를 생성하는 풍향·풍속 센서(미도시); 및
    상기 이미지 센서 및 풍향·풍속 센서로부터 전달된 데이터를 분석하여 상기 주행롤러(30)의 구동속도와 상기 분사노즐(70)의 분사각, 분사압 및 분사방향을 제어하는 제어부(90); 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레일 주행식 과수원 살포 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    상기 기단부(21)는 펌프(40)가 배치된 펌프격실(23)과 배터리(80)가 배치된 배터리격실(24)이 구획되고,
    상기 저장탱크(50)는 상기 펌프격실(23) 상부에서 상기 배터리격실(24) 상부까지 걸쳐지도록 배치되어,
    상기 펌프(40), 배터리(80) 및 저장탱크(50)에 의해 상기 주행탑(20)의 무게중심이 기단부(21)에 위치하고, 좌우 중량 밸런스가 일정하게 유지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 레일 주행식 과수원 액상제 살포 시스템.


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