KR102361293B1 - 밭작물 수확용 줄기 절단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고구마나 마늘 또는 양파 등의 각종 밭작물을 수확하기 전에 트랙터 등의 견인장치에 의해 견인되거나 수확기의 전단에 부착하여 두둑을 따라 주행하면서 미리 줄기를 절단시킴으로써 수확기에 의한 수확 작업성과 수확 효율을 극대화할 수 있도록 한 것으로, 전륜(110)과 후륜(120)이 구비되고 전방에는 3점식 견인부(130)가 구비된 프레임(100); 상기 프레임(100)의 전방 상부에 구비되어 트랙터로부터 동력을 전달받는 구동박스(200); 상기 프레임(100)의 하부 좌우측에 배치되어 상기 구동박스(200)로부터 동력을 전달받아 상호 반대방향으로 회전하는 1쌍의 줄기 절단날(300); 을 포함하여 이루어지고, 상기 2개의 줄기 절단날(300)은 회전축(310)이 수직선에서 후방을 향하여 소정 각도로 경사지게 형성되어 줄기 절단날(300)이 지면에 대하여 후방이 들린 상태로 회전하여 줄기를 여러높이에서 다다단으로 잘게 절단할 수 있도록 되어 있다.

Description

밭작물 수확용 줄기 절단장치{Stem cutting device for harvesting dry crops}

본 발명은 고구마나 마늘 또는 양파 등의 각종 밭작물을 수확하기 전에 트랙터 등의 견인장치에 의해 견인되어 두둑을 따라 주행하면서 미리 줄기를 절단시킴으로써 수확기에 의한 수확 작업성과 수확 효율을 극대화할 수 있도록 하기 위한 것으로, 특히 좌우로 배치된 2개의 줄기 절단날을 상호 바깥방향으로 회전하게 하면서 회전반경이 일부 중첩되도록 하여 줄기 절단이 누락되는 구역이 발생하지 않도록 하되 회전축을 후방으로 약간 기울어지도록 설치하여 줄기 절단날이 줄기의 하단부에서부터 일정 높이까지 여러 번 잘게 파쇄할 수 있도록 하여 미처 절단되지 않은 줄기가 남아있지 않도록 하고, 잘게 파쇄된 줄기는 두둑 양측의 고랑으로 비산시킬 수 있도록 하여 작물의 굴취작업에 지장이 없도록 한 것이다.

밭작물인 마늘과 양파는 식생활에서 상당히 중요한 비중을 차지하고 있으며, 이의 생산량은 해마다 증가하고 있는 추세에 있는바, 2016년 마늘의 생산량은 재배면적은 전년과 비슷하면서도 생산량은 2015년의 266,272톤보다 2.5%증가한 275,549톤으로 증가하였고, 양파의 생산량은 2015년의 1,093,932톤보다 18.7%증가한 1,298,749톤으로 증가하였다("2016년 보리,마늘, 양파 생산량 조사결과" 2016.07.22. 통계청 보도자료).

이들 마늘과 양파는 파종에서부터 수확까지의 전체 재배과정에서 수확작업시 노동력이 집중적으로 투하되고 있으므로 생산성 향상을 위해서는 수확단계에서의 기계화가 필수적이다.

한편, 마늘이나 양파의 굴취와 수집을 위한 장치는 국내외에서 오래전부터 다양한 기술이 개발되어 사용되고 있는 반면, 마늘이나 양파의 줄기를 자동으로 절단하는 기계는 이에 미치지 못하고 있어서 수확전에 줄기를 절단하기 위하여 많은 인력이 투입되고 있는 실정임은 물론, 수확기 자체에 줄기절단장치가 구비된 장비를 사용하는 경우에는 쓰러진 줄기를 세워주기 위한 장비를 따로 부착하여야 하는 것은 물론 줄기가 사방으로 불규칙하게 쓰러져 있어서 이를 가지런하게 정리하면서 세워주는 것이 어렵고, 국내 양파 재배의 경우 멀칭비닐을 이용하여 재배함에 따라 멀칭비닐과 양파의 줄기가 뒤엉켜 있어 기계적으로 양파 손상 없이 줄기를 절단하여 양파를 수확하기에 어려움이 있다.

본 발명과 관련된 종래기술로는 특허문헌 1 내지 4가 검색되는바, 특허문헌 1의 자주식 양파 수확기는 잎줄기를 미리 절단하지 않고 양파의 굴취에서부터 잎줄기의 절단 및 수거를 자주식 차체에 탑재된 굴취부와 이송부 및 줄기절단부와 적하부에서 수행할 수 있도록 되어 있는데, 이는 밭에 양파의 잎줄기가 쓰러져 있는 상태에서는 굴취 및 이송과정에서 줄기로 인해 많은 지장을 초래하게 되어 수확 효율이 저하되는 문제점이 있다.

또, 특허문헌 2의 구근류작물수확기는 경운기의 후방에 설치되어 사용되는 것으로, 굴취수단과 줄기절단수단 및 분리수단이 구비된 구조로 이루어져 있으나, 특허문헌 2에서의 줄기절단수단은 단순히 수확기의 진행에 지장을 주는 두둑의 외측으로 뻗은 줄기를 제거하기 위한 것에 불과하다.

또, 특허문헌 3의 자주식 양파 줄기 절단기기는 멀칭비닐을 권취함과 더불어 양파의 줄기를 절단하여 양파의 손상을 최소화하여 양파 수확이 용이하도록 한 것인데, 이는 멀칭비닐을 걷어낼 때 멀칭비닐과 토양 사이에 위치한 양파의 줄기를 절단하는 예취부가 구비된 것으로, 이 예취부는 일종의 트리머와 같은 형태로 이루어져 있어 상,하의 트리머 날이 좌우로 교차되면서 양파 줄기를 절단하도록 되어 있어서 절단된 줄기가 적체되는 상황이 발생하게 됨으로써 줄기의 절단작업이 원활히 이루어지지 못하게 되는 단점이 있다.

한편, 특허문헌 4는 수확기의 줄기와 잎부을 기립시키는 장치로, 줄기잎 절단장치와 굴취날을 구비한 양파 등의 수확기에 있어서 줄기잎 절단장치의 앞에 줄기 기립장치를 설치하여 불규칙하게 쓰러진 줄기를 가르면서 세워서 후방의 절단장치로 유도할 수 있도록 되어 있으나, 이는 수확기의 전방에 설치되어 수확기와 함께 이동하면서 쓰러진 줄기를 세우는 것이 용이하지 않으며, 따라서 수확기의 주행속도가 지체되어 수확효율을 저하시키는 원인이 된다.

한국등록특허 제10-0824502호(2008.04.06.등록) 자주식 양파 수확기 한국등록특허 제10-1048455호(2011.07.05.등록) 구근류작물수확기 한국등록특허 제10-1565215호(2015.10.27.등록) 자주식 양파 줄기 절단기기 일본국등록특허 제3454261호(2003.07.25.등록) 수확기의 줄기와 잎부 기립장치

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고구마나 마늘 또는 양파 등의 각종 밭작물을 수확하기 전에 인력에 의한 줄기의 절단 대신 트랙터 등의 견인장치에 의해 견인되거나 수확기의 전단에 부착하여 두둑을 따라 주행하면서 미리 줄기를 짧게 여러차례 다단으로 절단시키되 누락되는 부분이 없이 깨끗하게 절단할 수 있고, 절단된 줄기는 두둑 위에 적체되지 않고 두둑 좌우측의 고랑으로 비산되도록 함으로써 수확장비를 사용하여 수확할 때의 효율을 극대화할 수 있도록 하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전륜과 후륜이 구비되고 전방에는 3점식 견인부가 구비된 프레임과; 상기 프레임의 전방 상부에 구비되어 트랙터로부터 동력을 전달받는 구동박스와; 상기 프레임의 하부 좌우측에 배치되어 상기 구동박스로부터 동력을 전달받아 상호 반대방향으로 회전하는 1쌍의 줄기 절단날;을 포함하여 이루어지고, 상기 2개의 줄기 절단날은 회전축이 수직선에서 후방을 향하여 소정 각도로 경사지게 형성되어 줄기 절단날이 지면에 대하여 후방이 들린 상태로 회전되도록 된 밭작물 수확용 줄기절단장치를 제공한다.

바람직하기에, 상기 줄기 절단날은 회전축에 십자형으로 축결합된 회전날개와, 상기 회전날개의 말단부에 회전가능하게 결합된 디스크날을 포함하여 이루어지고, 상기 십자형으로 축결합된 회전날개는 각각 중간부에서 외곽을 향하여 상방과 하방으로 벤딩되어 말단의 디스크날이 상호 상하로 위상차를 갖도록 한다.

더욱 바람직하기에, 상기 프레임의 후방에는 밭두둑에 접촉하는 두둑높이감지센서가 설치되고, 상기 전륜에는 높이조절용 액추에이터가 구비되어 상기 두둑높이감지센서에서 감지된 두둑 높이에 따라 높이조절용 액추에이터가 연동하여 줄기절단날의 절단높이가 자동 조절되도록 한다.

본 발명에 의하면 고구마나 마늘, 양파 등의 각종 밭작물을 수확기로 수확하기 전에 줄기절단장치의 프레임 하부 좌우측에 배치된 1쌍의 줄기 절단날이 서로 반대방향으로 회전하면서 작물의 줄기를 다단으로 잘게 파쇄하여 두둑 양측의 고랑으로 비산시킴으로써 후속하는 작물 수확기에서의 고구마나 마늘 또는 양파 등의 이송이 신속 원활하게 이루어져 수확작업의 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 밭작물 수확용 줄기절단장치의 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 밭작물 수확용 줄기절단장치의 저면 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 밭작물 수확용 줄기절단장치의 배면 사시도,
도 4는 도 1의 A - A선 단면도,
도 5는 본 발명에 의한 밭작물 수확용 줄기절단장치의 저면도,
도 6은 본 발명에 의한 밭작물 수확용 줄기절단장치의 정면도이다.

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 6에는 본 발명의 일 실시 예에 의한 줄기절단장치가 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이 본 실시 예의 줄기절단장치(10)는 전륜(110)과 후륜(120)이 구비되고 전방에는 3점식 견인부(130)가 구비된 프레임(100)과;

상기 프레임(100)의 전방 상부에 구비되어 도시 안 된 트랙터 등의 견인장치로부터 동력을 전달받는 구동박스(200)와;

상기 프레임(100)의 하부 좌우측에 배치되어 상기 구동박스(200)로부터 동력을 전달받아 상호 반대방향으로 회전하는 1쌍의 줄기 절단날(300); 을 포함하여 이루어져 있다.

본 실시 예에서, 상기 2개의 줄기 절단날(300)은 회전축(310)이 수직선에서 후방을 향하여 소정 각도로 경사지게 형성되어 줄기 절단날(300)이 지면에 대하여 후방이 들린 상태로 회전되도록 되어 있는데, 이는 줄기 절단날(300)을 수평으로 유지하여 작물의 줄기를 절단할 경우에는 줄기의 하단부만을 1회에 한하여 절단하고 지나가게 되지만, 본 실시 예에서와 같이 줄기 절단날(300)이 전방은 지면에 닿고 후방으로 상방으로 들린 상태에서 회전하게 되면 줄기의 하단부 절단은 물론 줄기 절단날(300)이 회전하면서 형성하는 경사진 위상을 따라 줄기를 여러 높이에서 절단하게 되는 효과가 발생하게 되므로 줄기를 잘게 파쇄할 수 있다는 이점이 있으며, 줄기를 잘게 파쇄하는 것에 의해 두둑에 무성하게 자란 줄기를 효과적으로 제거할 수 있게 되는 것이다.

더욱이, 본 실시 예에서는 상기 줄기 절단날(300)이 후방으로 경사진 회전축(310)에 십자형으로 축결합된 회전날개(320,320')와, 상기 회전날개(320,320')의 말단부에 회전가능하게 결합된 디스크날(330,330')을 포함하여 이루어지고, 상기 십자형으로 축결합된 회전날개(320,320')는 각각 중간부에서 외곽을 향하여 상방과 하방으로 각각 벤딩되어 말단의 디스크날(330,330')이 상호 상하로 위상차를 갖도록 되어 있으므로, 직교하는 회전날개(320,320')의 말단에 부착된 디스크날(330,330') 간의 높이차이가 10~15cm정도 발생하고, 전,후의 디스크날(330,330')도 회전축(310)의 기울기에 의해 5~10cm의 위상차가 발생하게 되므로 줄기의 하단부는 물론, 줄기의 하단부에서부터 약 20cm에 이르기까지 여러 높이에서 절단이 이루어지게 되어 종래의 줄기절단기가 줄기를 절단하면서 지나가더라도 줄기가 완전히 제거되지 않고 남아있어 후속하는 굴취장비의 운행에 지장을 초래하던 문제점을 효과적으로 해소할 수 있게 되는 것이다.

본 실시 예에서, 상기 2개의 줄기 절단날(300)은 상호 반대방향으로 즉, 좌,우측의 줄기 절단날(300)이 각각 진행방향에서 외측을 향하여 회전하면서 회전반경이 일부 중첩되도록 설치되어 있어 줄기가 절단되지 않는 사각지대가 발생하지 않는다.

더욱이, 본 실시 예에서는 상기 2개의 좌우측 줄기절단날(300)은 회전반경이 중첩되는 부분이 서로 충돌하지 않도록 말단의 디스크날(330,330')은 상,하로 어긋나게 부착되고 좌우측의 회전축(310)은 구동박스(200)의 출력축에 연동되도록 되어 있어 좌우측의 회전날개(320,320')가 서로 엇갈리는 각도에서 회전하게 되므로 서로 충돌하지 않도록 되어 있다.

상기 프레임(100)에는 2개의 전륜(110)과 하나의 후륜(120)이 구비되어 있고, 상기 전륜(110)은 프레임(100)을 따라서 좌우 폭방향으로의 위치조절이 가능하도록 설치됨은 물론, 액추에이터(500)에 의해 상하의 높낮이를 조절할 수 있도록 되어 있어 수확하고자 하는 작물이 심겨진 밭의 두둑 폭 및 두둑 높이나 작물의 크기 등에 따라서 적정하게 윤거와 프레임(100)의 지상고를 조절할 수 있다.

상기 프레임(100)은 가로 프레임과 세로 프레임이 용접되어 평면상에서 볼 때 대체로 ㅍ자 형태를 이루고 있으며, 그 상부에 구동박스(200)가 설치된다.

상기 프레임(100)의 전방으로는 3점식 견인부(130)가 구비되어 있어 여기에 트랙터가 핀으로 연결되어 견인될 수 있도록 되어 있으며, 도시 안 된 트랙터의 PTO로부터 동력전달축(210)을 통해 상기 구동박스(200)로 연결되어 줄기 절단날(300,300')을 회전시킬 수 있게 된다.

상기 구동박스(200)는 트랙터 등으로부터 동력을 전달받아 적정한 가감속을 실시한 후 양측 줄기 절단날(300)로 동력을 전달하게 되는데, 도 2의 저면사시도에서 우측의 줄기 절단날(300)은 시계방향으로 회전하고, 좌측의 줄기 절단날(300)은 반시계방향으로 회전하도록 설계되어 있다.

한편, 본 실시 예에서, 상기 줄기 절단날(300)의 외곽에는 절단된 줄기가 사방으로 비산되는 것을 방지함과 동시에 절단된 줄기가 두둑 양측의 고랑으로 떨어지도록 프레임(100)의 후면과 측면을 전체적으로 둘러주는 스커트 가드(140)가 부착되어 있다.

상기 스커트 가드(140)는 절단된 줄기가 부딪히더라도 파손되지 않음은 물론 소음이 적게 발생할 수 있도록 연질의 고무재질 등으로 제작하는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시 예에서는 상기 프레임(100)의 후방에는 밭두둑에 접촉하는 두둑높이감지센서(400)가 설치되고, 상기 전륜(110)에는 높이조절용 액추에이터(500)가 구비되어 있어 상기 두둑높이감지센서(400)에서 감지된 두둑 높이에 따라 높이조절용 액추에이터(500)가 연동하여 줄기 절단날(300)의 절단높이가 자동으로 조절되어 줄기 절단날(300)이 두둑 위의 줄기를 효과적으로 절단할 수 있도록 되어 있다.

상기 두둑높이감지센서(400)는 가로바(410)의 양측에 센서(420)가 설치되고, 상기 센서(420)에는 두둑에 접촉하는 프로브(430)가 회동가능하게 부착되어 있어 두둑 위에 접촉한 상태로 이동하는 프로브(430)의 회동상태를 센서(420)가 감지하여 두둑의 높낮이를 측정하게 되고, 여기서 측정된 두둑의 높낮이에 따라서 상기 좌우측의 전륜(110)에 설치된 높이조절용 액추에이터(500)를 각각 조절하여 두둑의 높이변화에 맞추어 전륜(110)의 높이를 피드백 제어하도록 되어 있다.

상술한 센서(400)에서 감지된 신호에 의해 높이조절용 액추에이터(500)를 조작하는 제어메커니즘 및 상술한 센서와 액추에이터의 사양은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 실시 예의 줄기절단장치는 트랙터 등에 부착되어 견인되면서 마늘이나 양파가 심겨진 밭의 두둑 위를 지나가면서 줄기를 절단하게 되는 것으로, 좌,우측의 줄기 절단날의 회전반경이 일부 중첩되므로 중간에 위치한 줄기가 누락되지 않고 모두 절단시킬 수 있음은 물론, 좌,우의 줄기 절단날은 상호 반대방향이면서 바깥방향으로 회전하게 되므로 두둑 위의 줄기를 절단하여 두둑 좌우측의 고랑으로 분산시킴으로써 절단된 줄기가 두둑 위에 정체되어 줄기절단장치의 주행에 지장을 주거나 후속하는 수확기의 수확작업에 지장을 주지 않게 되며, 십자형으로 교차하는 줄기 절단날은 상하로의 위상차가 크고 회전축이 후방으로 기울어져 있으므로 두둑 위의 줄기를 다단으로 여러번 잘게 파쇄하게 됨으로써 절단되지 않는 줄기가 잔류하지 않게 되어 두둑 위에 고구마나 마늘 또는 양파등의 줄기를 깨끗하게 제거한 후 수확기를 투입하여 굴취와 이송을 하게 됨으로써 굴취와 이송과정에서 줄기에 의해 수확기의 원활한 동작이 가능하게 되어 수확작업의 능률을 극대화 할 수 있는 이점이 있다.

1 : 줄기절단장치
100 : 프레임
110 : 전륜
120 : 후륜
130 : 3점식 견인부
140 : 스커트가드
200 : 구동박스
210 : 동력전달축
300 : 줄기 절단날
310 : 회전축
320,320' : 회전날개
330,330' : 디스크날
400 : 두둑높이감지센서
410 : 가로바
420 : 센서
430 : 프로브
500 : 높이조절용 액추에이터

Claims (3)

1. 전륜(110)과 후륜(120)이 구비되고 전방에는 3점식 견인부(130)가 구비된 프레임(100); 상기 프레임(100)의 전방 상부에 구비되어 트랙터로부터 동력을 전달받는 구동박스(200); 상기 프레임(100)의 하부 좌우측에 배치되어 상기 구동박스(200)로부터 동력을 전달받아 상호 반대방향으로 회전하는 1쌍의 줄기 절단날(300); 을 포함하여 이루어지고,
   상기 1쌍의 줄기 절단날(300)은 회전축(310)이 수직선에서 후방을 향하여 소정 각도로 경사지게 형성되어 줄기 절단날(300)이 지면에 대하여 후방이 들린 상태로 회전되되 상기 줄기 절단날(300)은 회전축(310)에 십자형으로 축결합된 회전날개(320,320')와, 상기 회전날개(320,320')의 말단부에 회전가능하게 결합된 디스크날(330,330')을 포함하여 이루어지고, 상기 십자형으로 축결합된 회전날개(320,320')는 각각 중간부에서 외곽을 향하여 상방과 하방으로 벤딩되어 말단의 디스크날(330,330')이 상호 상하로 위상차를 갖도록 된 것을 특징으로 하는 밭작물 수확용 줄기절단장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 프레임(100)의 후방에는 밭두둑에 접촉하는 두둑높이감지센서(400)가 설치되고, 상기 전륜(110)에는 높이조절용 액추에이터(500)가 구비되어 상기 두둑높이감지센서(400)에서 감지된 두둑 높이에 따라 높이조절용 액추에이터(500)가 연동하여 줄기절단날(300)의 절단높이가 자동 조절되도록 구성된 것을 특징으로 하는 밭작물 수확용 줄기절단장치.

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