KR102761372B1 - 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템은 임의의 작물을 거터(Gutter)에 정식하는 정식부, 상기 거터(Gutter)에 정식된 작물을 재배하는 재배부 및 재배가 완료된 작물을 수확하는 수확부를 포함하고, 상기 재배부는 재배대가 수평형 구조로 이루어지며, 상기 거터(Gutter)가 배출되는 방향으로 향할수록 서로 이웃된 상기 거터를 미리 설정된 간격 만큼 이격시키어 상기 작물을 재배하는 것을 특징으로 한다.

Description

수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템{HORIZONTAL MOBILE SMART FARM CROP CULTIVATION SYSTEM}

본 발명은 스마트팜 작물 재배 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 작물의 생장에 따라 작물 간 간격이 넓어지도록 이송 제어 하며, 양액 공급 등의 생장 조건들을 제어하는 스마트팜 작물 재배 시스템에 관한 것이다.

스마트팜은 농작물의 생산 및 가공, 유통 단계에서 ICT(정보통신기술)을 접목한 지능화된 농업 시스템을 일컫는 것으로, 정보통신기술(ICT) 등을 이용해 작물의 생산성을 높이는 스마트팜 산업은 전 세계적인 이상 기후와 맞물려 매해 그 규모가 가파르게 성장하고 있다.

한 글로벌 시장 리서치 업체에 따르면, 2023년 206억 달러를 기록할 것으로 보이는 세계 스마트팜 시장 규모가 2026년에는 341억 달러까지 성장할 것으로 전망하고 있으며, 2020년만 해도 124억 달러 수준이었지만 이후, 2021년 146억 달러, 2022년 174억 달러를 기록하는 등 매 해 두 자릿수 성장세를 보이고 있다. 또한, 중소벤처기업부 '중소기업 전략기술로드맵'에 따르면 국내 스마트팜 시장 또한 2018년 4조 7474억 원에서 지난해 5조 9588억 원 규모로 성장한 것으로 추정하고 있으며, 특히, 스마트팜 산업 내 주요 분야인 인도어팜(실내 농장)은 국내 스마트팜 산업 중 그 성장세가 가장 가파르다.

인도어팜은 실내 시설을 구축한 뒤 발광다이오드(LED) 반도체를 활용해 식물 광합성을 이끌어내고 온·습도 공조 시설, ICT, 수처리 시설 등 융·복합 기술·시설을 활용해 식물 생장을 이끄는 농업 방식으로, 조건을 균일하게 유지하면 365일·24시간 지속적으로 작물을 생산할 수 있다는 장점이 있다.

한국등록특허 제10-2177479호(2020.11.05.) “식물 재배 간격 자동조절장치"는 인도어팜에 관한 종래의 발명으로, 식물 재배용 포트의 간격이 사용자의 제어에 따라 자동으로 조절되도록 하는 장치이다.

그러나, 위 종래기술은 포트 간격이 자동으로 조절되는 구조이긴 하나, 이송을 위한 이송부의 구조가 너무 복잡하여, 유지/보수에 어려움이 많다는 문제가 발생되었으며, 간격조절부의 구조적인 특성 상, 포트 사이의 이격되는 거리가 제한될 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 간단한 구조로도 작물의 생장에 따라 서로 이웃한 거터를 소정의 거리 이격킬 수 있으며, 이로 인해, 최소의 공간 활용으로도 생장하는 작물 간에 서로 간섭이 되지 않도록 하여 양질의 작물 생산성을 극대로 향상시키는 스마트팜 작물 재배 시스템을 제안하는 것에 있다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템은 임의의 작물을 거터(Gutter)에 정식하는 정식부, 상기 거터(Gutter)에 정식된 작물을 재배하는 재배부 및 재배가 완료된 작물을 수확하는 수확부를 포함하고, 상기 재배부는 재배대가 수평형 구조로 이루어지며, 상기 거터(Gutter)가 배출되는 방향으로 향할수록 서로 이웃된 상기 거터를 미리 설정된 간격 만큼 이격시키어 상기 작물을 재배하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 재배부는 상기 작물에 양액을 공급 및 배출하는 양액부 및 상기 작물의 생장에 따라 상기 거터를 수평방향으로 이송시키는 이송부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송부는 종방향으로 복수의 작물이 정식된 거터가 안착되는 재배대, 상기 재배대의 내부공간에 위치되어, 횡방향으로 상기 거터를 이송하는 이송대 및 상기 이송대에 구동을 전달하는 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 재배대는 상기 거터의 구배를 설정하기 위해, 높낮이 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송대는 상기 구동수단으로부터 구동을 전달받는 이송프레임, 상기 이송프레임의 양측에 미리 설정된 간격 만큼 이격되어 번갈아 설치되는 클로(Claw) 및 상기 이송프레임의 굴림 운동을 수행하는 이송휠을 구비하고, 상기 클로(Claw)는 클로축을 기준으로 회전 가능하고, 무게 중심이 하단에 위치되어 배출 방향으로 외력을 인가받기 전에는 클로 상단이 상기 이송프레임 상면보다 돌출되어 기립된 제1 형상에서, 배출 방향으로 외력을 인가받을 경우 상기 이송프레임 상면보다 함입되어 눕혀지는 제2 형상으로 가변되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 작물의 생장이 최적화되도록 상기 재배부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 작물의 생장을 촬영하는 생장촬영모듈, 미리 수집된 정보를 기초로 촬영된 작물의 생장 정도를 판별하는 생장판별모듈 및 판별된 생장 정도를 기초로 양액 공급, 양액 배출 및 수평방향으로의 거터 이송 중 적어도 하나 이상의 생장조건을 제어하는 생장조건제어모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정식부로부터 작물이 정식된 거터를 상기 재배부에 투입 이송하고, 상기 재배부로부터 작물 재배가 완료된 거터를 상기 수확부로 배출 이송하는 컨베이어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 작물 재배 이송 장치는 간단한 구조로 구성되어 제작, 설치 및 유지/보수가 용이할 수 있다.

또한, 생장이 완료되어 배출된 거터 만큼, 다시 새롭게 작물을 생장시키기 위해 투입되는 거터의 이송이 용이할 수 있다.

또한, 작물 생장에 맞춰 소정의 간격 만큼 적당히 이격되기 때문에, 좁은 재배 면적에서도 효과적으로 작물을 재배할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템에 이용되는 거터의 개략적인 사시도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템의 양액 공급을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송부의 개략적인 사시도이다.
도 5 및 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송부의 구성 중 하나인 이송대를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송부의 구성 중 하나인 클로의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송부의 구성 중 하나인 구동수단을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 거터투입수단이 포함된 이송부의 개략적인 사시도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템의 개략적인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템에 이용되는 거터의 개략적인 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템(1)은 임의의 작물을 거터(G100)에 정식하는 정식부(10), 상기 거터(G100)에 정식된 작물을 재배하는 재배부(20) 및 재배가 완료된 작물을 수확하는 수확부(30)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템(1)은 상기 작물의 생장이 최적화되도록 상기 재배부(20)를 제어하는 제어부(40) 및 상기 정식부(10)로부터 작물이 정식된 거터(G100)를 상기 재배부(20)에 투입 이송하고, 상기 재배부(20)로부터 작물 재배가 완료된 거터(G100)를 상기 수확부(30)로 배출 이송하는 컨베이어부(50)를 더 포함할 수 있다.

상기 정식부(10)는 임의의 작물을 거터(G100)에 정식할 수 있다.

일례로, 상기 정식부(110)는 로봇 팔 방식을 통해 정식할 수 있으며, 상기 로봇 팔 방식은 2개의 평행한 회전 관절이 있는 스카라 로봇(SCARA robot) 방식 및 3개 이상의 회전 관절이 있는 다관절 로봇(articulated robot) 방식 등에 의해 구현될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.

또한, 상기 정식부(110)는 작물의 종류에 따라 거터(G100)에 정식하는 작물의 수를 제한하여 정식할 수 있다.

여기서, 거터(G100)는 수경재배에 쓰이는 작물을 심기 위한 베드(bed)로, 걸리(Gully)라고도 일컫는다. 이때, 상기 거터(G100)는 박막식 수경재배(NFT) 방식에 적합한 베드일 수 있으며, 일례로, 상기 거터의 단면 형상은 'ㅂ'자를 뒤집어 놓은 형상일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.

또한, 상기 거터(G100)의 상부에는 종방향으로 복수의 작물이 소정의 간격(D100) 만큼 이격되어 정식될 수 있으며, 상기 정식부(10)는 작물의 종류에 따라 거터(G100)에 정식하는 작물의 수를 제한하여 정식할 수 있다. 이는, 작물의 종류에 따라 생장도가 달라지며, 서로 이웃한 작물 간에 간섭이 없이 최적의 상태로 재배하기 위함일 수 있다.

또한, 상기 정식부(10)는 정식이 완료된 후, 상기 재배부(20)의 재배 상황에 따라 상기 재배부(20)에 작물이 정식된 거터(G100) 투입 여부가 결정될 수 있으며, 거터 투입이 결정될 경우, 상기 컨베이어부(50)에 거터(G100)를 전달할 수 있다. 이때, 전달 방식으로는 거터(G100)를 상기 컨베이어부(50)로 밀어내는 푸쉬 방식 및 집게가 달린 로봇 팔로 상기 거터(G100)를 상기 컨베이어부(50)로 안착시키는 방식 등이 있으나, 이에 한정하지는 않는다.

다음으로, 상기 재배부(20)는 거터(G100)에 정식된 작물을 재배할 수 있다.

일례로, 상기 재배부(20)는 재배대(100)가 수평형 구조로 이루어지며, 상기 거터(G100)가 배출되는 방향(W10)으로 향할수록 서로 이웃된 상기 거터(G100)를 미리 설정된 간격(D100) 만큼 이격시키어 상기 작물을 재배할 수 있다.

이를 위한 세부 구성으로, 상기 재배부(20)는 상기 작물에 양액을 공급 및 배출하는 양액부(21) 및 상기 작물의 생장에 따라 상기 거터를 수평방향으로 이송시키는 이송부(22)를 구비할 수 있다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템의 양액 공급을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

도 3(a)를 참조하면, 상기 양액부(21)는 상기 작물에 양액을 공급하는 양액공급부(21-a), 공급된 상기 양액을 배출하는 양액배출부(21-b) 및 상기 양액을 보관하고, 정화처리하는 양액탱크(21-c)를 구비할 수 있다.

여기서, 양액은 작물의 성장에 필요한 무기양분을 용해시킨 것으로, 상기 양액공급부(21-a)는 작물의 생장에 따라 상기 양액의 종류 및 농도 등을 다르게 공급할 수 있으며, 상기 양액부의 각 구성 간 양액의 이송은 배관을 통해 이뤄질 수 있다.

일례로, 상기 양액공급부(21-a)는 거터(G100)의 일측에 위치되고, 상기 양액배출부(21-b)는 거터의 타측에 위치될 수 있으며, 이때, 상기 거터(G100)는 횡방향으로 소정의 경사로가 형성될 수 있어, 상기 양액공급부(21-a)로부터 공급된 양액이 상기 양액배출부(21-b)로 경사로를 따라 자연스레 이동될 수 있다.

또한, 상기 양액탱크(21-c)는 양액공급부(21-a)와 연결되는 공급탱크(21-ca), 양액배출부(21-b)와 연결되는 배출탱크(21-cb) 및 배출된 양액을 상기 배출탱크(21-cb)로부터 공급받아 정화처리 후 상기 공급탱크(21-ca)로 공급하는 정화탱크(21-cc)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 양액탱크(21-c)는 하나의 탱크 구성에 공급, 배출 및 정화를 위한 탱크가 각각 분리되어 있어, 공급되는 양액의 품질을 향상시킬 수 있으며, 거터에 양액을 연속적으로 순환시킬 수 있어 박막 수경재배에 용이할 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않고, 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송부의 개략적인 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 이송부(22)는 종방향으로 복수의 작물이 정식된 거터(G100)가 안착되는 재배대(100), 상기 재배대(100)의 내부공간(S100)에 위치되어, 횡방향으로 상기 거터(G100)를 이송하는 이송대(200) 및 상기 이송대(200)에 구동을 전달하는 구동수단(300)을 포함하고, 상기 이송대(200)는 상기 거터(G100)가 배출구로 향할수록 서로 이웃된 상기 거터(G100)를 미리 설정된 간격(D100) 만큼 이격시킬 수 있다.

상기 재배대(100)은 수평지지부(110) 및 상기 수평지지부(110)를 수직으로 지지하는 수직지지부(120)를 구비할 수 있다.

상기 수평지지부(110)는 상기 수직지지부(120)와 연결되어 종방향으로 설치되는 제1 수평지지부(111) 및 상기 제1 수평지지부(111)와 연결되어 횡방향으로 설치되는 제2 수평지지부(112)를 구비할 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 수평지지부(111)는 아연도금된 메탈 재질의 'C'자 형강일 수 있으며, 'C'자 형강의 장변이 상기 수직지지부(120)와 연결되고, 'C'자 형강의 단변이 상기 제2 수평지지부(112)와 연결되어 상기 제2 수평지지부(112)를 떠받칠 수 있다. 이때, 상기 이송부(22) 한 단에 상기 제1 수평지지부(111)의 개수는 4개 내지 5개일 수 있으며, 이웃한 제1 수평지지부(111) 간 간격은 1000mm 내지 2500mm일 수 있다. 이는, 상기 재배대(100)의 구조 안정성이 고려됨과 동시에, 설치 비용을 최소화할 수 있는 개수 및 간격일 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않고, 상기 제1 수평지지부(111)의 개수, 형상, 배치, 재질 및 스펙은 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.

또한, 상기 제2 수평지지부(112)는 아연도금된 메탈 재질의 'ㄷ'자 형강일 수 있으며, 'ㄷ'자 형강의 개구부위가 상면을 바라보도록 배치되어, 상기 제1 수평지지부(111) 위에 안착되어 연결될 수 있다. 이때, 상기 제2 수평지지부(112)는 적어도 2열 이상 배치될 수 있으며, 일례로는, 4개일 수 있으며, 이웃한 제1 수평지지부(111) 간 간격은 2000mm 내지 2500mm일 수 있다. 이는, 상기 재배대(100)의 구조 안정성이 고려됨과 동시에, 설치 비용을 최소화할 수 있는 개수 및 간격이며, 상기 제2 수평지지부(112) 위에 안착될 거터(G100)의 종방향으로의 길이가 반영된 개수 및 간격일 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않고, 상기 제2 수평지지부(112)의 개수, 형상, 배치, 재질 및 스펙은 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.

상기 수직지지부(120)는 아연도금된 메탈 재질의 'C'자 형강일 수 있으며, 'C'자 형강의 장변이 상기 제1 수평지지부(111)의 장변과 연결되고, 상기 수직지지부(120) 상부가 상기 제2 수평지지부(112)의 하면을 받춰주는 역할을 수행할 수 있다. 이때, 상기 수직지지부(120)의 개수는 상기 제1 수평지지부(111)와 상기 제2 수평지지부(112)의 교차점 마다 설치될 수 있으며, 이로 인해, 상기 수평지지부(110)의 하중 및 상기 수평지지부(110)에 안착되는 거터(G100)의 하중을 견딜 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않고, 상기 제2 수평지지부(112)의 개수, 형상, 배치, 재질 및 스펙은 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.

또한, 상기 수직지지부(120)는 높이 조절이 가능할 수 있다.

일례로, 상기 수직지지부(120)는 하부에 홀이 타공된 높이조절 플레이트(P100)가 결합될 수 있으며, 상기 높이조절 플레이트(P100)의 상면에는 제1 너트(N110)가 부착되고, 상기 홀을 관통하여 상기 제1 너트(N110)에 볼트(B110)가 결합되어, 상기 볼트(B110)가 상기 제1 너트(N110)의 나사산을 따라 상하 이동함에 따라, 상기 수직지지부(120)의 높이를 조절할 수 있다. 이때, 상기 볼트(B110) 머리는 원뿔형상의 지지대(B120)가 연결되어, 상기 수직지지부(120)의 지지 안정성을 향상시킬 수 있으며, 상기 볼트(B110) 머리와 상기 높이조절 플레이트(P100) 하면 사이에 제2 너트(N120)를 추가 체결하여, 높이 조절 완료 후, 상기 제2 너트(N120)를 상기 높이조절 플레이트(P100) 하면까지 체결함으로써 상기 수직지지부(120)의 높이를 고정할 수 있다. 이로 인해, 거터(G100)의 종방향으로의 구배를 주기 위해, 상기 수직지지부(120)의 'C'자 형강 길이를 다르게 설정하는 것이 아닌, 동일한 길이의 상기 수직지지부(120)에 상기 높이조절 플레이트(P100)를 결합시키어, 간단한 구조로도 쉽게 높이 조절을 가능토록 할 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않고, 상기 수직지지부(120)의 높이 조절 메커니즘은 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.

또한, 상기 재배대(100)은 상기 제1 수평지지부(111)와 상기 수직지지부(120)를 먼저 연결한 후, 상기 수평지지부(110)의 단변과 상기 수직지지부(120) 상부에 상기 제2 수평지지부(112)의 하면이 안착되어 연결되는 형식으로 설치될 수 있다. 이때, 상기 제1 수평지지부(111)와 상기 수직지지부(120)의 연결은 상기 제1 수평지지부(111)의 장변과 상기 수직지지부(120)의 장변 사이에 제1 연결플레이트를 삽입하여, 볼팅결합을 통해 연결될 수 있으며, 다음으로, 상기 제2 수평지지부(112)의 양측면과 상기 수직지지부(120)의 양단변에 제2 연결플레이트를 맞대어 볼팅결합을 통해 연결될 수 있다. 여기서, 제1 연결플레이트의 형상은 단변과 장변이 평행을 이루어 좌우 대칭 구조이며, 장변과 맞닿는 변이 각각 수직인 육각형 형태일 수 있으며, 제2 연결플레이트의 형상은 제1 연결플레이트 형상에서 제1 수평지지부(111)에 간섭되지 않도록 직사각형으로 모따기가 된 형태일 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않고, 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.

즉, 본 발명의 이송부(22)에 사용되는 재배대(100)은 각 부재를 연결하기 위해 용접 등의 난도 있는 작업으로 설치되는 것이 아닌, 단순한 구조로 설계될 수 있으며, 또한, 볼팅결합을 통해 설치 가능하여 시공성을 극대로 향상시킬 수 있다.

도 5 및 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송부의 구성 중 하나인 이송대를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송부의 구성 중 하나인 클로의 사시도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 이송대(200)는 상기 재배대(100)의 내부공간(S100)에 위치되어, 횡방향으로 상기 거터(G100)를 이송할 수 있으며, 상기 이송대(200)는 상기 거터(G100)가 배출구로 향할수록 서로 이웃된 상기 거터(G100)를 미리 설정된 간격(D100) 만큼 이격시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 이송대(200)는 상기 제2 수평지지부(112)의 내부공간(S100)에 설치되어, 상기 제2 수평지지부(112) 안에서 횡방향으로 왕복 운동을 수행할 수 있다.

일례로, 상기 이송대(200)는 상기 구동수단(300)으로부터 구동을 전달받는 이송프레임(210), 상기 이송프레임(210)의 양측에 미리 설정된 간격(D100) 만큼 이격되어 번갈아 설치되는 클로(220) 및 상기 이송프레임(210)의 굴림 운동을 수행하는 이송휠(230)을 구비할 수 있으며, 이때, 상기 미리 설정된 간격(D100)은 작물의 생장 크기를 반영하여 서로 이웃한 상기 거터(G100)가 배치되는 거리일 수 있다.

상기 이송프레임(210)은 상기 구동수단(300)과 연결되어, 상기 구동수단(300)으로부터 구동을 전달받아 횡방향으로 왕복운동을 수행할 수 있다.

일례로, 상기 이송프레임(210)은 횡방향으로 길게 형성되는 직사각형 형상일 수 있으며, 상기 이송프레임(210)의 재질은 아연도금된 메탈 재질일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.

또한, 상기 이송프레임(210)은 상기 클로(220)를 설치하기 위한 제1 홀(H110) 및 상기 클로(220)의 회전 반경을 제한하기 위한 너트(N200)가 설치되는 제2 홀(H120)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 홀(H110)과 상기 제2 홀(H120)은 서로 상하로 배치되어 횡방향으로 복수개 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 홀(H110)과 상기 제2 홀(H120)의 개수는 상기 클로(220)의 개수 이상으로 형성될 수 있다. 이는, 상기 이송프레임(210)에 상기 클로(220)를 설치 시, 이웃한 상기 클로(220) 간 간격을 다양하게 조절하기 위함이며, 이로 인해, 본 발명의 이송부(22)는 거터(G100) 타입, 작물 타입, 작물의 생장도에 따라 이웃한 상기 클로(220)의 간격 설정을 용이하게 변형할 수 있다.

상기 클로(220)는 상기 이송프레임(210)에 연결되어, 상기 이송프레임(210)의 이동에 따라 횡방향으로 왕복운동을 수행할 수 있으며, 상기 클로(220)는 중앙에 홀(H200)이 형성되어, 상기 이송프레임(210)의 제1 홀(H110)과 클로축(C100)에 의해 설치될 수 있다. 이때, 상기 클로(220)는 상기 클로축(C100)을 기준으로 회전 가능할 수 있다.

일례로, 상기 클로축(C100)은 상기 클로(220)가 장력 또는 탄성력을 제공하기 위한 별도의 구성이 구비되는 것이 아닌, 상기 클로(220)가 상기 이송프레임(210)으로부터 이탈되지 않도록 고정하는 볼트와 너트의 단순 구성으로 이뤄질 수 있다. 이로 인해, 상기 클로(220)의 유지보수가 용이할 수 있다.

또한, 상기 클로(220)는 무게 중심이 하단에 위치되어 배출 방향으로 외력을 인가받기 전에는 클로(220) 상단이 상기 이송프레임(210) 상면보다 돌출되어 기립된 제1 형상에서, 배출 방향으로 외력을 인가받을 경우 상기 이송프레임(210) 상면보다 함입되어 눕혀지는 제2 형상으로 가변될 수 있다.

일례로, 상기 클로(220)의 상부는 판 형상의 플라스틱 재질로 형성될 수 있으며, 이는, 금속 재질의 클로에 비해 중량을 가볍게 하여, 상기 클로(220)가 상기 클로축(C100)을 기준으로 회전이 용이하게 하기 위함일 수 있다. 이때, 상기 클로(220)의 하부는 상기 클로(220)의 상부보다 두껍게 형성되도록 하여, 상기 클로(220)가 별도의 외력에 의해 영향 받지 않을 경우, 중력에 의해 스스로 상기 제1 형상으로 복원할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 제1 형상을 기준으로, 상기 클로(220)는 이송 반대 방향에서 바라봤을 때 상기 이송프레임(210)의 상면과 수직을 이루는 수직면(M100)이 형성되어, 상기 수직면(M100)이 상기 거터(G100)의 하부와 맞닿게 될 경우, 상기 거터(G100)를 이송 방향으로 밀어주는 역할을 수행할 수 있으며, 이송 방향에서 바라봤을 때 상기 이송프레임(210)의 상면과 소정의 각을 이루도록 기울어진 경사면(M200)이 형성되어, 상기 경사면(M200)이 상기 거터(G100)의 하부와 맞닿게 될 경우, 상기 클로(220)는 상기 제2 형상으로 가변될 수 있다. 이때, 상기 클로(220)는 상부와 하부 사이에 단(M300)이 형성될 수 있으며, 상기 클로(220)가 이송 반대 방향으로 외력을 받아 회전하게 될 경우, 상기 단(M300)이 상기 제2 홀(H120)에 설치된 너트(N200)와 맞닿아 걸리게 되어 상기 클로(220)의 회전 반경을 제한할 수 있으며, 이로 인해, 상기 클로(220)가 상기 거터(G100)를 이송 방향으로 용이하게 밀 수 있다.

또한, 상기 클로(220)는 상기 이송프레임(210)의 양측에 번갈아 설치될 수 있으며, 이는, 상기 이송프레임(210)의 좌우 균형을 맞추어, 상기 이송프레임(210)이 어느 한쪽으로 뒤틀리거나 들리는 것을 1차적으로 방지하여 원활히 왕복 운동을 수행하도록 하기 위함일 수 있다.

상기 이송휠(230)은 상기 이송프레임(210)과 연결되어, 상기 이송프레임(210)의 굴림 운동을 수행할 수 있으며, 상기 제2 수평지지부(112) 내부공간의 바닥면과 수직으로 맞닿는 제1 이송휠(231) 및 상기 제2 수평지지부(112) 내부공간의 양측면과 수직으로 맞닿는 제2 이송휠(232)을 구비할 수 있다.

일례로, 상기 제2 이송휠(232)은 상기 제1 이송휠(231)에 의한 구름성을 보조하는 역할을 수행함과 동시에, 상기 이송프레임(210)이 어느 한쪽으로 뒤틀리거나 들리는 것을 2차적으로 방지하여 원활히 왕복 운동을 수행하도록 할 수 있다.

또한, 상기 이송휠(230)은 복수개이며, 상기 이송프레임(210)과 볼팅결합될 수 있다. 이때, 상기 이송휠(230)의 개수 및 서로 이웃한 상기 이송휠(230) 간의 간격은 상기 이송프레임(210)의 이동을 원활하게 수행할 수 있는 선에서 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 이송부(22)는 상기 제2 수평지지부(112)의 'ㄷ'자 양측 첨단에 설치되어, 상기 거터(G100)의 마찰력을 감소시키는 슬립수단(400)을 더 포함할 수 있다.

상기 슬립수단(400) 없이 상기 제2 수평지지부(112) 상에서 상기 거터(G100)가 이송될 경우, 이송 반대 방향으로 형성되는 마찰력에 의해 상기 거터(G100)의 이송이 방해가 되어, 상기 거터(G100)가 멈추게 되거나 전복되는 문제가 발생되었다. 이를 해결하기 위해, 본 발명은 상기 거터(G100)와 맞닿는 상기 제2 수평지지부(112)의 'ㄷ'자 양측 첨단에 상기 슬립수단(400)을 장착하여 상기 거터(G100)의 마찰력을 감소시킬 수 있다.

일례로, 도 3을 참조하면, 상기 슬립수단(400)은 복수개로, 상기 제2 수평지지부(112)의 'ㄷ'자 양측 첨단에 설치될 수 있으며, 상기 슬립수단(400)의 재질은 표면이 매끄러운 플라스틱 재질일 수 있다.

또한, 상기 슬립수단(400)은 'ㄷ'자 형상으로 형성되어 상기 수평지지부(110)의 양측 첨단과 끼움결합될 수 있으며, 고정력을 향상시키기 위해 끼움결합과 더불어 직결피스로 결합될 수 있다.

또한, 상기 슬립수단(400)의 끼움결합 시, 횡방향으로 서로 이웃한 슬립수단(400)의 이음매가 마주보지 않도록 엇갈리게 배치될 수 있으며, 이는, 거터의 이송 시, 제1 슬립수단(410)의 이음매 부위와 상기 거터가 걸려 상기 제1 슬립수단(410)이 들리거나 상기 거터(G100)에 추가적인 마찰력이 발생되더라도, 제2 슬립수단(420)은 이음매 부위가 아니기 때문에, 상기 제1 슬립수단(410)에서 발생되는 문제(일례로, 마찰력 등)들을 상충시킬 수 있다.

다만, 이에 한정하지 않고, 상기 슬립수단(400)은 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.

또한, 상기 이송대(200)는 상기 제2 수평지지부(112) 안에서 횡방향으로 복수개 배치될 수 있으며, 상기 미리 설정된 간격(D100)은 서로 이웃한 상기 이송대(200)가 각각 다르게 설정되고, 상기 거터(G100)가 배출되는 방향과 인접한 이송대일수록 간격이 넓게 설정될 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 이송대(200)는 횡방향으로 복수개 배치될 수 있으며, 서로 이웃한 상기 이송대(200)를 연결하는 이음수단(240)이 더 구비될 수 있다.

일례로, 상기 이음수단(240)은 횡방향으로 슬롯홀(H300)이 형성될 수 있으며, 상기 슬롯홀(H300)에 의해, 서로 이웃한 상기 이송대(200)는 소정의 간격(D130) 만큼 서로 이격되거나 서로 붙을 수 있다.

이때, 상기 소정의 간격(D130)은 투입구 쪽에 위치한 이송대(210-a)의 클로 간 간격인 제1 미리 설절된 간격(D110)과 배출구 쪽에 위치한 이송대(210-b)의 클로 간 간격인 제2 미리 설정된 간격(D120)의 차이일 수 있으며, 상기 이송대(200)는 상기 이음수단(240)을 통해, 상기 거터(G100)를 상기 제1 미리 설정된 간격(D110)에서 상기 제2 미리 설정된 간격(D120)으로 동기화시킬 수 있다. 이로 인해, 상기 작물 재배 이송 장치는 상기 거터(G100)가 배출구로 향할수록 서로 이웃된 상기 거터(G100)를 미리 설정된 간격(D100) 만큼 이격시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송부의 구성 중 하나인 구동수단을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 상기 구동수단(300)은 유압펌프(미도시), 유압실린더(310), 크랭크(320) 및 커넥팅 로드(330)로 구성될 수 있으며, 상기 유압펌프(미도시)는 상기 유압실린더(310)에 유압을 전달하며, 상기 유압실린더(310)의 직선 운동을 상기 크랭크(320)가 회전 운동으로 전환하여, 크랭크축(C200)을 통해 회전 운동을 전달함과 동시에, 상기 커넥팅 로드(330)가 상기 크랭크(320)의 회전 운동을 다시 직선 운동으로 전환하여, 상기 커넥팅 로드(330)와 연결된 상기 이송대(200)에 왕복 직선 운동을 전달할 수 있다.

이때, 상기 유압실린더(310)와 상기 크랭크(320)가 연결되는 부위, 상기 크랭크(320)와 상기 커넥팅 로드(330)가 연결되는 부위는 회전 가능할 수 있으며, 특히, 상기 크랭크(320)는 상기 유압실린더(310)의 피스톤 로드(311)가 연결되는 부위가 돌출되어 형성될 수 있다. 이로 인해, 상기 크랭크(320)는 상기 유압실린더(310)에 의한 직선 운동을 회전 운동으로 전환하고, 다시 회전 운동을 직선 운동으로 전환하는 과정에서 발생되는 진동을 최소화시킬 수 있다.

또한, 상기 유압실린더(310)는 상기 제2 수평지지부(112)의 배출구쪽 양측에 각각 설치될 수 있으며, 나머지 상지 제2 수평지지부(112)는 상기 유압실린더(310) 없이, 상기 크랭크(320)와 상기 커넥팅 로드(330) 만 구성될 수 있으며, 상기 크랭크(320)는 크랭크축(C200)에 의해 연결된 형태일 수 있다.

이때, 상기 구동수단(300)의 유압펌프(미도시)는 하나로 구성되며, 유압을 동일하게 분배하는 분배기를 구비하여, 양측 유압실린더(310)로 동일한 유압을 전달할 수 있다.

이는, 상기 구동수단(300)이 한 개만 설치될 경우, 상기 이송대(200)에 전달되는 구동력이 미미할 수 있으며, 반대로, 상기 구동수단(300)이 상기 제2 수평지지부(112)의 배출구쪽 양측 외에도 여러 개 설치될 경우, 경제적이지 못하며, 또한, 오히려 구동력이 동기화되지 못해, 크랭크축이 뒤틀리거나 유압실린더가 고장나는 등의 문제가 발생될 수 있기 때문에, 경제적이면서도 쉽게 동기화가 가능하며, 적당한 구동력을 구비할 수 있도록 고려된 설계일 수 있다.

다만, 이에 한정하지 않고, 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 거터투입수단이 포함된 이송부의 개략적인 사시도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 이송부(22)는 서로 이웃한 상기 제2 수평지지부(112) 사이에 위치되어, 상기 거터(G100)를 투입하기 위한 거터투입수단(500)을 더 포함할 수 있다.

도 4에 도시된 이송부(22)와 같이, 별도의 거터투입수단(500)을 포함하지 않을 경우, 생장이 완료된 거터(G100)를 한 개씩 배출함과 동시에, 한 개씩 새로운 거터(G100)를 투입하여야 하기 때문에, 투입구 쪽과 배출구 쪽 양쪽에 인력이 투입되어야 한다.

또는, 생장이 완료된 거터(G100) 복수개를 연속적으로 먼저 배출한 다음, 배출된 거터(G100) 만큼 새로운 거터(G100)를 투입시킬 수 있는데, 이때, 복수개 배출된 거터(G100) 만큼, 투입구 쪽에도 거터가 배치되지 않은 클로가 복수개 형성되며, 새로운 거터(G100)를 투입하기 위해서 하나하나씩 운반하여, 거터가 배치되지 않은 클로에 위치시켜야 한다.

이에, 본 발명의 이송부(22)는 상기 거터투입수단(500)을 별도로 구성하여, 거터 투입 시의 작업 능률을 향상시킬 수 있다.

상기 거터투입수단(500)은 상술한 이송부(22)의 구성 및 동작 메커니즘이 동일하며, 상기 거터투입수단(500)을 설명하기 위해, 도 4에 도시된 이송부(22)를 메인이송수단으로 명칭을 정의하도록 하며, 이하에서는, 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략하며, 상기 거터투입수단(500)의 특징에 대해서 간략하게 서술하도록 한다.

상기 거터투입수단(500)은 상기 메인이송수단의 제2 수평지지부(112-a) 사이에 위치될 수 있으며, 상기 메인이송수단의 제2 수평지지부(112) 보다 상기 거터투입수단(500)의 제2 수평지지부(112-b)가 더 짧게 형성될 수 있다. 이는, 연속적으로 배출되는 거터의 개수가 고려된 길이로, 연속적으로 배출되는 거터의 개수에 따라 상기 거터투입수단(500)의 제2 수평지지부(112)의 길이가 결정될 수 있으며, 이에 수반되어 상기 거터투입수단(500)의 이송대(200)의 길이도 같이 적용될 수 있다.

또한, 상기 거터투입수단(500)의 구동수단(300-b)과 상기 메인이송수단의 구동수단(300-a)은 각각 설치될 수 있으며, 상기 거터투입수단(500)의 클로 배치와 인접한 상기 메인이송수단의 클로 배치는 동일할 수 있다. 이는, 상기 메인이송수단이 구동이 정지된 상태에서, 상기 거터투입수단(500)을 구동시켜 상기 거터(G100)를 투입시킬 때, 상기 메인이송수단의 클로와의 호환성을 유지하기 위함일 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 이송부(22)의 거터 이송 메커니즘에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 종방향으로 복수의 작물이 정식된 거터(G100)를 투입구쪽 재배대(100)에 안착되면, 다음으로 메인이송수단의 구동수단(300)만 작동시켜, 투입된 거터(G100)를 이송시킨다. 이때, 상기 구동수단(300)에 의해, 상기 이송대(200)가 횡방향으로 왕복 운동을 수행하며, 상기 이송대(200)가 이송방향으로 움직일 경우, 상기 클로(220)가 상기 제1 형상으로 상기 거터(G100)를 이송방향으로 밀어 이송시키고, 상기 이송대(200)가 다시 이송반대방향으로 움직일 경우, 상기 클로(220)가 상기 거터(G100)의 하단부에 의해 상기 제2 형상으로 가변되다가 상기 거터(G100)의 하단부를 벗어날 경우, 다시 상기 제1 형상으로 가변되며, 상기 이송대(200)가 다시 이송방향으로 움직일 경우, 상기 클로(220)가 상기 제1 형상으로 상기 거터(G100)를 이송방향으로 밀어 이송시키는 동작을 반복하게 되면서 상기 거터(G100)가 배출구 쪽으로 점점 이동될 수 있다.

또한, 상기 거터(G100)가 배출구로 향할수록 서로 이웃된 상기 거터(G100)를 미리 설정된 간격 만큼 이격시키기 위해, 서로 이웃한 이송프레임(210) 각각에 상기 클로(220)의 간격을 설정하고, 설정된 간격의 차이 만큼 서로 이웃한 이송프레임(210)을 이음수단(240)으로 연결되도록 할 수 있다.

구체적으로, 상기 이송대(200)가 이송반대방향으로 움직일 경우, 서로 이웃한 이송프레임(210)은 사이 간격 없이 인접해지면서, 투입구 쪽의 이송프레임 클로와 배출구 쪽의 이송프레임 클로의 사이 간격이 투입구 쪽의 이송프레임 클로 사이 간격과 동일해질 수 있으며, 상기 이송대(200)가 이송방향으로 움직일 경우, 서로 이웃한 이송프레임(210)은 사이 간격이 다시 벌어지며, 투입구 쪽의 이송프레임 클로와 배출구 쪽의 이송프레임 클로의 사이 간격이 배출구 쪽의 이송프레임 클로 사이 간격과 동일해질 수 있다. 이러한 방식으로 서로 이웃한 이송프레임(210) 간 클로 간격 변화를 동기화하여, 상기 거터(G100)가 배출구로 향할수록 서로 이웃된 상기 거터(G100)를 미리 설정된 간격 만큼 이격시킬 수 있다.

마지막으로, 배출되는 거터 만큼 다시 새로운 거터가 재투입될 경우, 상기 메인이송수단의 구동을 정지하고, 별도로 상기 거터투입수단(500)을 구동하여, 배출되는 거터 만큼 다시 새로운 거터가 재투입될 수 있으며, 배출되는 거터 만큼 새로운 거터가 재투입 완료될 경우, 상기 거터투입수단(500)의 구동을 멈추고 작물을 생장시킬 수 있다.

다음으로, 상기 수확부(30)는 재배가 완료된 작물을 수확할 수 있다.

일례로, 상기 수확부(30)는 상기 정식부(10)와 마찬가지로 로봇 팔 방식을 통해 정식할 수 있으며, 상기 로봇 팔 방식은 2개의 평행한 회전 관절이 있는 스카라 로봇 방식 및 3개 이상의 회전 관절이 있는 다관절 로봇 방식 등에 의해 구현될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.

또한, 상기 수확부(30)는 재배가 완료된 작물을 상기 컨베이어부(50)로부터 전달 받아 상기 작물을 수확할 수 있으며, 이때, 상기 수확부(30)는 작물의 품질에 따라 분류를 달리하여 수확할 수 있다.

일례로, 상기 수확부(30)는 상기 품질을 크기, 색깔 등으로 기준 삼아 상기 작물의 분류를 결정짓고, 상기 작물을 상기 분류대로 수확할 수 있다. 이때, 상기 수확부(30)는 머신비전 기술을 통해 수행될 수 있으며, 상기 머신비전에 대한 기술은 공지 기술이 적용될 수 있다.

또한, 상기 수확부(30)와 상기 정식부(10)는 서로 수행 작업이 호환될 수도 있으며, 일례로, 재배가 완료된 작물을 수확하기 위한 수행 작업을 상기 정식부(10)가 수행할 수 있다. 이는, 상기 수확부(30)와 상기 정식부(10)로 두 구성으로 나뉠 필요 없이, 하나의 구성으로 정식 및 수확 작업을 수행할 수 있음을 일컬으며, 이로 인해, 작물 재배 공정이 단순화될 수 있다.

다음으로, 상기 제어부(40)는 작물의 생장이 최적화되도록 상기 재배부(20)를 제어할 수 있다.

일례로, 상기 제어부(140)는 상기 작물의 생장을 촬영하는 생장촬영모듈(41), 미리 수집된 정보를 기초로 촬영된 작물의 생장 정도를 판별하는 생장판별모듈(42), 판별된 생장 정도를 기초로 양액 공급, 양액 배출 및 수평방향으로의 거터 이송 중 적어도 하나 이상의 생장조건을 제어하는 생장조건제어모듈(43)을 구비할 수 있다.

일례로, 상기 생장촬영모듈(41)은 카메라, 캠코더 등의 촬영 장치에 의해 작물의 생장을 촬영하고, 촬영된 데이터를 상기 생장판별모듈(42)에 전달할 수 있다. 이때, 상기 생장판별모듈(42)은 상기 생장촬영모듈(41)로부터 전달받은 촬영 데이터 및 작물의 생장과 관련된 미리 수집된 정보를 기초로 작물의 생장 정도를 판별할 수 있다. 또한, 상기 생장판별모듈(42)은 판별된 작물의 생장도를 잎의 색상, 잎의 개수, 과실의 색상, 과실의 크기, 과실의 개수, 줄기의 색상 및 줄기의 굵기로 세분화하여 각각을 수치화할 수 있다.

일례로, 상기 생장판별모듈(42)은 촬영 데이터를 입력으로 하여, 사전 학습된 인공지능 모델을 기반으로 작물의 생장을 판별할 수 있다. 이때, 상기 인공지능 모델과 상기 생장판별모듈(42)은 사전 정의된 표준 API에 의해 상호작용하며, 상기 생장판별모듈(42)은 같은 API를 구현한 인공지능 모델과 모델의 내부 구현에 사용된 알고리즘과 상관없이 호환성을 유지하며, 여러 생장에 관련한 성분에 대해 동시에 여러 모델을 함께 이용할 수 있다.

구체적으로, 상기 생장판별모듈(42)은 인공지능 모델을 통해 촬영 데이터에서 작물 이미지의 특징을 추출하고 이를 기반으로 작물을 분류 및 검출할 수 있다. 이때, 작물 이미지의 특징을 추출하기 위해서 작물 이미지를 행렬화하는 필터 과정을 수행하여, 작물 이미지의 다양한 특성들을 추출하고, 추출된 특성들 중에서 불필요한 데이터에 대해서는 전처리 과정을 거쳐, 전처리된 데이터를 플랫화하고, 백터화하여 연산을 수행함으로써 작물의 생장도를 판별할 수 있다.

일례로, 상기 생장판별모듈(42)은 촬영된 작물 이미지와 사전 학습된 작물의 이미지를 매칭하여 작물의 생장도를 판별할 수 있으며, 촬영된 작물 이미지와 사전 학습된 작물의 이미지를 각각 수치화(일례로, 백터화)하여, 각각의 수치화된 이미지의 유사도를 계산하여 매칭을 수행할 수 있다. 이때, 상기 유사도는 코사인 유사도, 유클리드 유사도 등을 이용할 수 있으며, 상기 유사도가 일정 수치에 근접할수록 양 데이터가 유사함을 지시할 수 있다. 여기서, 작물의 생장을 판별하기 위한 생장판별모듈(42)은 같은 API를 구현하는 인공지능 모델과(모델이 내부 구현에 사용된 알고리즘과 상관없이) 호환성을 유지하며, 여러가지 생장에 관한 성분들에 대해 동시에 여러 모델을 함께 이용할 수 있다.

또한, 상기 생장판별모듈(42)은 작물 생장에 관한 미리 수집된 정보 외에도 온라인 네트워크를 통하여 외부서버로부터 외부 정보를 수집할 수 있다. 일례로, 상기 외부 정보는 상기 생장판별모듈(42)의 인공지능 모델의 정확도를 향상시키는 학습에 도움되는 정보일 수 있다. 여기서, 본 발명에서 언급하는 온라인 네트워크라 함은 유선 공중망, 무선 이동 통신망, 또는 휴대 인터넷 등과 통합된 코어 망일 수도 있고, TCP/IP 프로토콜 및 그 상위 계층에 존재하는 여러 서비스, 즉 HTTP(Hyper Text Transfer Protocol), HTTPS(Hyper Text Transfer Protocol Secure), Telnet, FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) 등을 제공하는 전 세계적인 개방형 컴퓨터 네트워크 구조를 의미할 수 있으며, 이러한 예에 한정하지 않고 다양한 형태로 데이터를 송수신할 수 있는 데이터 통신망을 포괄적으로 의미하는 것이다. 또한, 본 발명에서 언급하는 서버는 서버 환경을 수행하기 위한 다른 구성들이 포함될 수도 있으며, 상기 서버는 임의의 형태의 장치는 모두 포함할 수 있다. 일례로, 서버는 디지털 기기로서, 랩탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 웹 패드, 이동 전화기와 같이 프로세서를 탑재하고 메모리를 구비한 연산 능력을 갖춘 디지털 기기일 수 있으며, 또한, 웹 서버일 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않고, 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변경 가능하다.

또한, 상기 생장조건제어모듈(43)은 상기 생장판별모듈(42)에 의해 판별된 작물의 생장 정도에 따라 양액 공급, 양액 배출, 수평방향으로의 거터 이송 중 적어도 하나 이상의 생장조건을 제어할 수 있다.

일례로, 상기 생장조건제어모듈(43)은 상기 생장판별모듈(42)에 의해 판별된 작물의 생장 정도에 대한 수치화된 정보를 기초로, 수치화된 점수에 대해 가중치를 달리하여 생장조건 제어에 적용할 수 있다. 이로 인해, 양액 공급, 양액 배출, 수평방향으로의 거터 이송에 대한 제어 명령을 작물의 생장 정도에 따라 각각 명령할 수 있다.

일례로, 상기 생장판별모듈(42)로부터 전달받은 수치화된 작물 생장도가 잎의 개수은 1, 과실의 색상은 2, 과실의 개수는 3이며, 상기 생장조건제어모듈(43)에 의해 기설정된 가중치가 양액 공급 제어에는 잎의 개수에 10%의 가중치, 과실의 색상에 30%의 가중치, 과실의 개수에 20%의 가중치가 적용될 경우, 수치화된 점수를 합산하면, 1.1 + 2.6 + 3.6 = 7.3으로 수치화되며, 양액 배출 제어에는 잎의 개수에 30%의 가중치, 과실의 색상에 20%의 가중치, 과실의 개수에 10%의 가중치가 적용될 경우, 수치화된 점수를 합산하면, 1.3 + 2.4 + 3.3 = 7.0으로 수치화될 수 있다. 이로 인해, 동일하게 수치화된 작물 생장도에 제어 명령을 위한 가중치를 달리 적용하여, 다각적으로 생장조건을 제어할 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않고, 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.

다음으로, 상기 컨베이어부(50)는 상기 정식부(10)로부터 작물이 정식된 거터를 상기 재배부(20)에 투입 이송하고, 상기 재배부(20)로부터 작물 재배가 완료된 거터를 상기 수확부(30)로 배출 이송할 수 있다.

일례로, 상기 컨베이어부(50)는 컨베이어 벨트, 롤러, 모터 및 제어장치 등과 같은 일반적인 컨베이어 시스템의 기본적인 구성은 동일하며, 거터를 밀어서 상기 재배부(20)에 투입시키고, 상기 재배부(20)로부터 배출되는 거터를 당겨서 배출시키는 풀(pull)-푸쉬(push) 수단을 구비하여 상기 재배부(20)에 거터를 투입 및 배출시킬 수 있다. 이때, 상기 컨베이어부(50)는 상기 재배부(20)의 횡방향 양측에 각각 설치될 수 있으며, 상기 컨베이어부(50)는 종방향으로 상기 거터(G100)를 운반할 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않고, 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 보다 명확하게 표현하기 위해, 본 발명의 기술적 사상과 관련성이 없거나 떨어지는 구성에 대해서는 간략하게 표현하거나 생략하였다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

1 : 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템
10 : 정식부
20 : 재배부
21 : 양액부
22 : 이송부
30 : 수확부
40 : 제어부
41 : 생장촬영모듈
42 : 생장판별모듈
43 : 생장조건제어모듈
50 : 컨베이어부

Claims (8)

1. 임의의 작물을 거터(Gutter)에 정식하는 정식부;
   재배대가 수평형 구조로 이루어지며, 상기 거터(Gutter)가 배출되는 방향으로 향할수록 서로 이웃된 상기 거터를 미리 설정된 간격 만큼 이격시키어 상기 거터(Gutter)에 정식된 작물을 재배하는 재배부; 및
   재배가 완료된 작물을 수확하는 수확부;를 포함하고,
   상기 재배부는,
   상기 작물에 양액을 공급 및 배출하는 양액부 및 상기 작물의 생장에 따라 상기 거터를 수평방향으로 이송시키는 이송부를 구비하고,
   상기 이송부는,
   수평지지부 및 상기 수평지지부를 수직으로 지지하는 수직지지부로 구성되어, 종방향으로 복수의 작물이 정식된 거터가 안착되는 재배대, 상기 재배대의 내부공간에 위치되어, 횡방향으로 상기 거터를 이송하는 이송대 및 상기 이송대에 구동을 전달하는 구동수단을 구비하고,
   상기 수평지지부는,
   상기 수직지지부와 연결되어 종방향으로 설치되는 제1 수평지지부 및 상기 제1 수평지지부와 연결되어 횡방향으로 설치되고, 종단면도가 'ㄷ'자 형상으로 개구부위가 상면에 형성되어 내부공간이 형성되는 제2 수평지지부를 구비하고,
   상기 이송대는,
   상기 제2 수평지지부 안에서 횡방향으로 복수개 배치되고,
   상기 이송대는,
   상기 구동수단으로부터 구동을 전달받는 이송프레임, 상기 이송프레임의 양측에 미리 설정된 간격 만큼 이격되어 번갈아 설치되는 클로(Claw), 상기 이송프레임의 굴림 운동을 수행하는 이송휠 및 횡방향으로 복수개 배치되는 서로 이웃한 이송대를 연결하는 이음수단을 구비하며, 상기 제2 수평지지부의 내부공간에 설치되어, 상기 제2 수평지지부 안에서 횡방향으로 왕복 운동을 수행하고,
   상기 미리 설정된 간격은,
   작물의 생장 크기를 반영하도록 서로 이웃한 상기 이송대가 각각 다르게 설정되며, 상기 거터가 배출되는 방향과 인접한 이송대일수록 간격이 넓게 설정되어 서로 이웃한 상기 거터가 배치되는 간격이며,
   상기 이송휠은,
   상기 제2 수평지지부 내부공간의 바닥면과 수직으로 맞닿는 제1 이송휠 및 상기 제2 수평지지부 내부공간의 양측면과 수직으로 맞닿는 제2 이송휠을 구비하고,
   상기 이음수단은,
   서로 이웃한 상기 이송대를 소정의 간격 만큼 서로 이격시키거나 서로 붙이기 위한 슬롯홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 재배대는,
   상기 거터의 구배를 설정하기 위해, 높낮이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 이송대는,
   상기 구동수단으로부터 구동을 전달받는 이송프레임, 상기 이송프레임의 양측에 미리 설정된 간격 만큼 이격되어 번갈아 설치되는 클로(Claw) 및 상기 이송프레임의 굴림 운동을 수행하는 이송휠을 구비하고,
   상기 클로(Claw)는,
   클로축을 기준으로 회전 가능하고, 무게 중심이 하단에 위치되어 배출 방향으로 외력을 인가받기 전에는 클로 상단이 상기 이송프레임 상면보다 돌출되어 기립된 제1 형상에서, 배출 방향으로 외력을 인가받을 경우 상기 이송프레임 상면보다 함입되어 눕혀지는 제2 형상으로 가변되는 것을 특징으로 하는 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 작물의 생장이 최적화되도록 상기 재배부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 작물의 생장을 촬영하는 생장촬영모듈, 미리 수집된 정보를 기초로 촬영된 작물의 생장 정도를 판별하는 생장판별모듈 및 판별된 생장 정도를 기초로 양액 공급, 양액 배출 및 수평방향으로의 거터 이송 중 적어도 하나 이상의 생장조건을 제어하는 생장조건제어모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 정식부로부터 작물이 정식된 거터를 상기 재배부에 투입 이송하고, 상기 재배부로부터 작물 재배가 완료된 거터를 상기 수확부로 배출 이송하는 컨베이어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 이동형 스마트팜 작물 재배 시스템.
   

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