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KR200489993Y1 - 식물공장용 반자동 작물 수확 장치 - Google Patents

식물공장용 반자동 작물 수확 장치 Download PDF

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KR200489993Y1
KR200489993Y1 KR2020180003016U KR20180003016U KR200489993Y1 KR 200489993 Y1 KR200489993 Y1 KR 200489993Y1 KR 2020180003016 U KR2020180003016 U KR 2020180003016U KR 20180003016 U KR20180003016 U KR 20180003016U KR 200489993 Y1 KR200489993 Y1 KR 200489993Y1
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주식회사 디엠엘이디
주식회사 신성이엔지
에코바이오텍 주식회사
주식회사 엔씽
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Abstract

본 고안은 재배 베드 일측에 세워져 설치되는 프레임 구조물로서, 작업자의 발판 역할을 하도록 프레임의 내측에 프레임 모서리에 측면 지지되어 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 발판 부재와; 상기 발판 부재 상에 안착되는 수확 작물 보관통 및 식물 뿌리를 담는 통형 부재와; 상기 통형 부재의 일측에 상부로 설정 길이 만틈 돌출 형성되어 횡방향으로 설치되는 재배판 회수 가이드 부재와; 상기 재배판 회수 가이드 부재에 감겨져 회수되는 재배판과 함께 회전할 수 있도록 재배판 회수 가이드 부재에 회전 회전가능하게 설치되는 재배판 안착 로울러 부재와; 그리고 상기 발판 부재의 상하 이동을 위하여 상기 프레임에 제공되는 와이어 로프, 로프 가이드 로울러, 로우프 구동부를 포함하여 이루어지는 식물공장용 반자동 작물 수확 장치를 제공한다.

Description

식물공장용 반자동 작물 수확 장치 {Semi-automatic crop harvesting equipment for plant factory}
본 고안은 식물공장의 재배 베드 상에 길이 방향으로 설치되는 재배판을 당겨 감을 수 있어서 재배판 상의 작물을 보다 편리하게 분리 수확할 수 있도록 하는 식물공장용 반자동 작물 수확 장치에 관한 것이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서 일반 식물공장에 대한 예들을 살펴봄으로써 본 발명에 대한 이해를 돕고자 한다. 식물공장은 1957년 덴마크의 크리스텐 농장에서 물냉이를 일괄적으로 자동 생산하는 세계최초의 식물공장이 개발된 이후 유럽, 미국, 일본 등에서 활발히 연구 개발되고 있으며 전체적으로 보아 태양광을 이용한 식물공장은 실용화되고 있으나 완전제어형 식물공장은 건축비 및 전력비가 비싼 편이어서 실용화에 상당한 제약을 받고 있는 실정이다.
이러한 식물공장의 이점은 연중 계획적이고 안정적인 생산이 가능하고, 고품질의 농산물 생산이 가능하며, 노지 재배에 비하여 최소한 약 1/3 이하의 기간에 조기수확이 가능하여 토지생산성을 높일 수 있으며, 매일 파종하고 매일 수확할 수 있으므로 연중 노동부하가 평균화되고 중노동에서 해방될 수 있다는 점 등을 들 수 있다.
1920년 초반, 체코 작가의 희곡에서 유래된 로봇은 1980년을 전,후하여 현대적인 산업용 로봇으로 실용화되었다 농업분야에서는 1983년 11월 미국 농공학회의 주관으로 최초의 로봇과 지능기계에 대한 국제 학술대회가 개최되었고, 오렌지 수확로봇, 사과 수확로봇, 양모 깍는 로봇 등에 관한 연구가 발표 되었다.
이후 농업용 로봇은 산업용 로봇과 달리 환경변화에 적절히 대응할 수 있어야 하고, 대상체가 수확장치의 설계가 중요하다는 인식으로 연구가 활발히 진행되고 있다. 한편 콘도(Kondo) 등은 1998년경 초음파 센서, DC모터, 솔레노이드, 엑츄에이터, 흡착컵 그리고 2자유도 직교 좌표 매니퓰레이터를 이용한 딸기 수확장치를 제작하여 66%의 수확성공률을 보였다. 또한, 사카우에(Sakaue) 등은 1997년경 일본의 로봇 응용사례를 보고하면서 토마토를 측정하고 잡을 수 있는 수확장치가 실현 가능함을 보였다 콘도(Kondo) 등은 1996년 스테레오 기계시각 시스템과 수직 다관절 로봇을 이용하여 방울토마토 수확시스템을 개발하여 약 70% 정도의 정확도를 보였다. 또한, 리드(Reed) 등은 1995년 기계시각 시스템과 직교 좌표 로봇 그리고 흡착컵을 이용한 수확로봇 시스템으로 67%의 수확 성공률을 나타내었다
그러나 대부분 산업용 로봇을 이용하여 수확장치를 개발한 시스템으로 비용이 비싸다는 단점이 있으며, 과일과 같은 수확 대상물이 식물의 특정 부위에 한정되는 것이 아니기 때문에, 엽채류의 경우에는 식물공장에 다단으로 수직 설치되는 각각의 재배 베드에 구비된 재배 커터 내부에 안착 설치된 재배판의 다수개의 구멍에 각각 수용된 재배 포터를 하나씩 기계 장치로 파자하여 수확하는 것 보다 다수개의 재배 포터를 가지고 있는 상태의 재배판 자체를 한꺼번에 재배 커터로부터 분리하면서 작물이 수용된 재배 포터를 수확하는 것이 보다 경제적인데, 이러한 작업을 쉽게 구현할 수 있도록 도움을 줄 수 있는 별도의 장치가 없어서 작물을 수확하는 작업의 수행하는 노동자의 노동 강도를 높이고 있는 실정이다.
본 고안의 기술적 과제는. 식물공장에서 큰 비용이 소요되는 자동화 장치에 의하지 않고서 다수개의 재배 포터를 가지고 있는 상태의 재배판 자체를 한꺼번에 재배 커터로부터 분리하면서 작물이 수용된 재배 포터를 수확하는 것이 가능하도록 하는 반자동 수확 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 고안은
재배 베드 일측에 세워져 설치되는 프레임 구조물로서,
작업자의 발판 역할을 하도록 프레임의 내측에 프레임 모서리에 측면 지지되어 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 발판 부재와;
상기 발판 부재 상에 안착되는 수확 작물 보관통 및 식물 뿌리를 담는 통형 부재와;
상기 통형 부재의 일측에 상부로 설정 길이 만틈 돌출 형성되어 횡방향으로 설치되는 재배판 회수 가이드 부재와;
상기 재배판 회수 가이드 부재에 감겨져 회수되는 재배판과 함께 회전할 수 있도록 재배판 회수 가이드 부재에 회전 회전가능하게 설치되는 재배판 안착 로울러 부재와; 그리고
상기 발판 부재의 상하 이동을 위하여 상기 프레임에 제공되는 와이어 로프, 로프 가이드 로울러, 로우프 구동부를 포함하여 이루어지는 식물공장용 반자동 작물 수확 장치를 제공한다.
본 고안에 따르면, 큰 비용이 소요되는 자동화 장치에 의하지 않고서 다수개의 재배 포터를 가지고 있는 상태의 재배판 자체를 한꺼번에 재배 커터로부터 분리하면서 작물이 수용된 재배 포터를 수확하는 것이 가능하게 되어서 작업자의 작업 효율을 크게 향상시키는 효과가 제공된다.
도 1 내지 도 3은 본 고안에 따른 식물공장용 반자동 작물 수확 장치의 전체 구성도, 작동 상태도, 및 요부 확대도이다.
본 고안에 따른 식물공장용 반자동 작물 수확 장치의 바람직한 일 실시예를 첨부 도면을 참조하여 살펴 보기로 한다.
본 고안에 따른 식물공장용 반자동 작물 수확 장치(100)는 재배 베드 일측에 세워져 설치되는 프레임 구조물로서,
작업자의 발판 역할을 하도록 프레임(10)의 내측에 프레임 모서리에 측면 지지되어 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 발판 부재(20)와;
상기 발판 부재(20) 상에 안착되는 수확 작물 보관통 및 식물 뿌리를 담는 통형 부재(80)와;
상기 통형 부재(80)의 일측에 상부로 설정 길이 만틈 돌출 형성되어 횡방향으로 설치되는 재배판 회수 가이드 부재(70)와;
상기 재배판 회수 가이드 부재(70)에 감겨져 회수되는 재배판과 함께 회전할 수 있도록 재배판 회수 가이드 부재(70)에 회전 회전가능하게 설치되는 재배판 안착 로울러 부재(70R)와; 그리고
상기 발판 부재(20)의 상하 이동을 위하여 상기 프레임(10)과 상기 발판 부재(20) 사이에 제공되는 와이어 로프(50), 상기 와이어 로프(50)의 상하 이동을 가이드하도록 제공되는 로프 가이드 로울러(40), 그리고 상기 와이어 로프(50)에 이동 변위를 인가하도록 상기 프레임(10)의 베이스 부재(15B)측에 설치되는 로우프 구동부를 포함하여 이루어지게 되는데, 이로써 식물 공장에 수직 방향 다단으로 설치되는 소정의 재배 베드 높이에 맞게 상기 발판 부재(20)를 상하 이동시키고, 재배 베드 상에 설치되는 재배 커터로부터 재배판(도2의 도면부호 '200'; 롤과 같이 감길 수 있는 소재로 만들어지고, 재배 커터의 길이가 긴 경우에 10~20M의 상당한 길이를 가짐)을 당겨서 재배판 안착 로울러 부재(70R)에 감기도록 하면 재배판이 감겨서 형성되는 '롤'이 재배판 회수 가이드 부재(70)에 감겨지는 형국으로 수용 회수되게 되며, 이와 함께 재배판의 재배 포터 회수 등의 방식으로 작물 수확이 간편하게 진행될 수 있게 된다.
100: 반자동 작물 수확 장치
70: 재배판 회수 가이드 부재
70R: 재배판 안착 로울러 부재

Claims (1)

  1. 식물공장용 반자동 작물 수확 장치(100)는 재배 베드 일측에 세워져 설치되는 프레임 구조물로서,
    작업자의 발판 역할을 하도록 프레임(10)의 내측에 프레임 모서리에 측면 지지되어 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 발판 부재(20)와;
    상기 발판 부재(20) 상에 안착되는 수확 작물 보관통 및 식물 뿌리를 담는 통형 부재(80)와;
    상기 통형 부재(80)의 일측에 상부로 설정 길이 만틈 돌출 형성되어 횡방향으로 설치되는 재배판 회수 가이드 부재(70)와;
    상기 재배판 회수 가이드 부재(70)에 감겨져 회수되는 재배판과 함께 회전할 수 있도록 재배판 회수 가이드 부재(70)에 회전 회전가능하게 설치되는 재배판 안착 로울러 부재(70R)와; 그리고
    상기 발판 부재(20)의 상하 이동을 위하여 상기 프레임(10)과 상기 발판 부재(20) 사이에 제공되는 와이어 로프(50), 상기 와이어 로프(50)의 상하 이동을 가이드하도록 제공되는 로프 가이드 로울러(40), 그리고 상기 와이어 로프(50)에 이동 변위를 인가하도록 상기 프레임(10)의 베이스 부재(15B)측에 설치되는 로우프 구동부를 포함하여 이루어지는 식물공장용 반자동 작물 수확 장치.
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