KR20180093258A - Automatic System for Plants Cultivation And The Composition Method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 작물재배 자동화 시스템 및 그 구성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업자가 지정된 한 곳에서 파종에서부터 수확에 이르는 전 과정에 필요한 작업을 수행할 수 있게 하여 농업경영에 있어 최대의 애로점인 노동의 양과 강도를 극소화하고, 한편으로는 경작면적은 극대화하도록 한 편안하고 편리한 영농이 가능한 작물재배 자동화 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a system and a method for constructing a crop cultivation system, and more particularly, to a system and method for constructing a crop cultivation system, and more particularly, And to maximize the cultivation area on the one hand, and to provide a crop cultivation automation system capable of comfortable and convenient farming.
인류 생존에 필수불가결한 요소인 식량의 상당부분을 차지하는 작물의 재배는 많은 과학 기술의 발전에 힘입어 비약적인 발전을 해왔지만 여전히 힘들고 고된 작업임에 틀림없으며, 기후변화와 도시화는 물론 대기 및 토양을 비롯한 환경오염으로 인한 경작지의 감소 또한 작물 및 식량생산에 장애요소가 되고 있는 것이 사실이다.The cultivation of crops, which is a vital part of human life, which is an indispensable element of human life, has made great progress thanks to the development of many scientific and technological developments, but it must still be difficult and hard work. And the reduction of arable land due to environmental pollution are also obstacles to crop and food production.
세계적으로 식량은 전략물자에 해당할 만큼 큰 비중을 가지고 있으며, 지구 온난화와 사막화는 물론 식량부족국가와 인구 증가는 더욱 식량 및 작물재배의 중요성을 증대시키는 요인이 되고 있다.Globally, food is a large proportion of strategic goods, and food shortages and population growth, as well as global warming and desertification, are increasing the importance of food and crop cultivation.
동시에 생활수준이 향상된 현대생활에서는 보다 안전하고 오염되지 않은 작물에 대한 요구가 그 어느 때보다 높아지고 있는 만큼 작물의 재배 기술은 물론 시설 및 시스템의 구성 기술을 배제하고는 안전한 먹거리의 생산은 불가능한 실정이다.At the same time, in modern life with improved living standards, the demand for more safe and uncontaminated crops is higher than ever. Therefore, it is impossible to produce safe food by excluding the technology of cultivation of crops as well as the technology of facilities and systems .
게다가 중진국 이상의 거의 모든 국가에서는 과거와 같은 비약적인 경제발전이 불가능한 상황에 도달하여 노인인구와 실업률이 급등하고 있는 현실에서 실질적인 경제활동에서 배제된 수많은 사람들이 농업으로 이직하려는 시도와 각국 정부의 의도적인 농업장려정책에도 불구하고 농업은 여전히 고통스러운 직업군임에 틀림없는 것이 현실이라 다양한 사회적 문제점을 발생시키고 있다.In addition, in almost all the countries of the middle-income countries, the situation in which the rapid economic development of the past can not be achieved and the elderly population and the unemployment rate are soaring, a large number of people excluded from practical economic activity are trying to leave agriculture, Despite the encouragement policy, agriculture is still a painful occupation, and it causes various social problems.
이미 오래전부터 농촌의 고령화는 당연한 현상이 되었고, 절대적으로 부족한 노동력 확보를 위하여 저개발국가의 노동자들을 정책적으로 유입하는 현상은 경제발전을 이룬 모든 나라의 현실이기도 하다.The aging of rural areas has been a natural phenomenon for a long time, and the phenomenon of policy inflow of workers from underdeveloped countries to secure an absolutely scarce labor force is the reality of all countries that have achieved economic development.
이러한 모든 현상의 근본적인 문제점은 많은 양의 강도 높은 노동력을 끊임없이 제공해야만 한다는 것이다.The fundamental problem of all of these phenomena is that they must constantly provide a large amount of intense labor.
주지한 바와 같은 기존 영농기술의 문제점은 다음과 같다.The problems of conventional farming technology as well known are as follows.
이미 일반화되어 있는 비닐하우스와 유리온실과 같은 시설재배방식은 물론 새로운 기술들이 도출되고 있는 식물공장과 관련된 기술들은 단지 온도, 습도, 채광 및 이산화탄소 등과 같은 가스의 농도를 조절하고 인터넷이나 스마트 폰으로 그 시스템을 원격에서 조정할 수 있는 제어관련 기술이 그 주류를 이루고 있을 뿐이다.Techniques related to plant factories, such as the already-standardized greenhouses and greenhouses, as well as new technologies, can only control the concentration of gases such as temperature, humidity, mining and carbon dioxide, Control-related technology that can remotely control the system is the mainstream.
이것은 영농활동에 있어 편리함을 제공하는 것은 사실이지만, 실질적인 영농 과정에서 소모되는 노동력을 감소시켜주는 요소는 거의 없는 것이다. This provides convenience for farming activities, but there are few factors that reduce the labor force consumed in the actual farming process.
예컨대 논밭을 갈아엎는 작업, 파종, 거름주기, 잡초제거, 농약살포, 급수, 비료주기, 솎아주기는 물론 수확에 이르는 전 과정에 대한 노동력은 재배시설내의 환경제어 자동화가 이루어지기 이전과 다를 바 없는 강도와 양의 노동력을 요구하는 것으로, 이것은 영농 및 작물재배기술에 있어 실질적이고 진보적인 기술적 발전을 이루지 못했다는 것을 방증하는 것이다.For example, the labor force for all processes ranging from planting, sowing, sowing, fertilizing, weeding, pesticide application, watering, fertilizing, and harvesting are all the same as before Demanding strength and quantity of labor, this demonstrates that there has been no real progressive technological development in farming and crop cultivation technology.
또한 모든 식물공장 관련 기술들은 기존의 평면적인 경작형태를 베드(Bed)로 만들어 다층의 단순 선반형태로 구성하고, 그 생장 환경만을 제어하는 것에 국한되어 있는 것이 사실이다.It is also true that all of the plant-related technologies are limited to constructing a conventional planar cultivated form as a bed and constituting a multi-layer simple shelf form and controlling only the growth environment thereof.
이러한 기존 식물공장 관련기술들은 열을 이루고 있는 선반과 선반 사이를 사람들이 통행하며 관리할 수 있어야 하는 구조로 투자비가 고가인 반면 경작면적의 활용도가 상당히 낮을 뿐만 아니라 노동력은 여전히 기존과 비슷하게 투입되어야 하며, 유지 관리비용 역시 상당한 고가임에 틀림없다.These existing plant-related technologies have a structure in which people have to manage and pass between heat-generating shelves and shelves. While the investment cost is high, the utilization of the cultivated area is considerably low, and the labor force should still be similar to the existing ones , Maintenance costs must also be considerably higher.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 기존 식물공장은 물론 유리온실과 비닐하우스와 같은 재배용 시설에도 공통적으로 적용할 수 있고, 경작면적은 극대화 시키고 노동력은 극소화시킬 수 있는 작물재배 자동화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for a plant which can be applied not only to existing plant factories but also to cultivating facilities such as greenhouse and vinyl house, The present invention aims at providing a crop cultivation automation system capable of minimizing the number of crops.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 작물재배 자동화 시스템은 경작하려는 시설물 내부에 사람의 통행로가 필요치 않는 베드(Bed)를 구성하고, 그 위에 다수의 개별 작물재배용 용기를 설치하여 일정한 패턴으로 순환하며 이동할 수 있게 하고, 작업자는 지정된 위치에서 작물의 생육상태를 순차적으로 확인하거나 생장상태에 따른 필요한 작업을 가장 편안한 상태로 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a system for automatically growing a crop, the system including a bed in which a passage of a person is not required inside a facility to be cultivated, and a plurality of individual crop cultivation containers are installed thereon, The operator can sequentially check the growth state of the crop at the designated position or perform the necessary work according to the growth state in the most comfortable state.
본 발명은 작업자가 작물을 대상으로 주된 영농작업을 수행하는 지점으로 작물재배용기가 지정된 순환경로를 따라 움직이기 시작하는 위치로, 경작자가 파종에서부터 수확에 이르는 전 과정을 특정한 지점에서 일괄적으로 처리할 수 있는 작물재배용기의 순환이동을 통하여 넓은 면적을 이동하지 않고, 허리를 구부리거나 쭈그려 앉는 등의 일체의 노동 없이 영농이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a position where a worker performs a main farming operation with respect to crops and starts moving along a circulation path designated by the crop cultivation vessel, and collectively processes all processes from sowing to harvesting at a specific point The present invention is characterized in that farming can be carried out without any work such as bending the waist or squatting, without moving the large area through the circulation movement of the crop cultivation vessel which can be done.
본 발명에 따른 작물재배 자동화 시스템은 기존 영농법과 전혀 다른 개념의 전자동 작물재배 시스템으로 영농법의 대전환을 할 수 있다.The automatic crop growing system according to the present invention can perform a large-scale transfer of the farming method by a fully automatic crop growing system that is completely different from the conventional farming method.
영농 선진국은 물론 열대나 한대지방과 같은 기후가 나쁜 지역 국가로 수출 가능하여 국가적인 신성장 동력원의 역할이 가능하다.It can be exported to countries with poor climate such as tropical and Han - dong provinces as well as farming - developed countries, and it can play a role as a national new growth engine.
본 발명은 작업자가 허리를 구부리거나 쪼그려 앉을 필요가 전혀 없고, 흙을 만지거나 밟을 필요가 없으며, 운반해야 할 일이 없다. 따라서 한 사람이 고된 노동 없이 엄청난 면적의 농사를 지을 수 있는 효과를 가진다.The present invention eliminates the need for the operator to bend or squat down the waist, and there is no need to touch or step on the soil, and there is no need to carry it. Thus, a person can produce a huge amount of farming without hard labor.
농약을 사용하지 않는 식물공장을 조성하여 환경오염의 극소화화, 잡초의 발아를 방지하기 위해 이랑 위를 덮어주는 비닐을 사용하지 않아 비닐의 사용과 폐비닐의 양산이 거의 없다. 따라서 토양 오염에 의한 작물의 중금속 등의 함유를 원천적으로 차단할 수 있다.In order to minimize environmental pollution and prevent the germination of weeds, we have not used any plastic that covers the stomach, so there is little use of vinyl and mass production of waste vinyl. Therefore, it is possible to prevent the contamination of heavy metals by crop pollution.
본 발명은 수확과 동시에 파종이 가능하며, 파종을 위한 준비기간, 수확기간 및 수확 후 정리 작업과 땅을 갈아엎어야 하는 작업 전반을 생략할 수 있어 작물재배 기간을 대폭 단축할 수 있다.The present invention is capable of sowing at the same time as harvesting, and can shorten the crop cultivation period by eliminating the preparation period for sowing, the harvesting period, the post-harvest rearranging work, and the whole work for raising the ground.
도 1은 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 전체도
도 2는 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 1-1 단계도.
도 3은 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 1-2 단계도.
이동되는 상태를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 2-1 단계도.
도 5는 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 2-2 단계도.
도 6은 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 1단계 승강기능 제1상세도.
도 7은 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 1단계 승강기능 제2상세도.
도 8은 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 2단계 수평이동기능 제1상세도.
도 9은 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 2단계 수평이동기능 제2상세도.
도 10은 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기의 토양탈거기능 제1순서도.
도 11은 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기의 토양탈거기능 제2순서도.
도 12은 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기의 토양탈거기능 제3순서도.
도 13은 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기의 토양탈거기능 제4순서도.
도 14는 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 공기순환 시스템의 개략도.
도 15는 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기의 분리도.
도 16은 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기를 나타낸 개략도.
도 17은 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 전체도
도 18은 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 베드 및 작물배재용기 구성도.
도 19는 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 평면도 및 작물배재용기 순환도.
도 20 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 1 단계도.
도 21은 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 2 단계도.
도 22 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 1 단계 작동원리도.
도 23 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 1 단계 작동원리도.
도 24 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 2 단계 작동원리도.
도 25 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 2 단계 작동원리도.
도 26 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기의 토양탈거장치.
도 27 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기의 토양탈거장치.
도 28는 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 공기순환 시스템의 개략도.
도 29는 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기의 하강기능 작동원리도.
도 30은 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기의 하강기능 작동원리도.
도 31은 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기의 좌우수평기능 작동원리도.
도 32은 본 발명에 따른 평면식 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기의 좌우수평기능 작동원리도.1 is a whole view of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention
FIG. 2 is a view showing a circulation step 1-1 of a crop cultivation vessel of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention. FIG.
FIG. 3 is a flowchart of a crop cultivation vessel circulation step 1-2 of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention. FIG.
FIG.
FIG. 4 is a view showing a crop cultivation vessel circulation 2-1 step of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention. FIG.
FIG. 5 is a view showing a crop cultivation vessel circulation step 2-2 of the automated crop cultivation system according to the present invention. FIG.
6 is a first detailed view of a circulation one-step lift function of a crop cultivation vessel of a three-dimensional crop growing automation system according to the present invention.
FIG. 7 is a detailed view of a circulation one-step lift function of a crop cultivation vessel of a three-dimensional crop growing automation system according to the present invention.
FIG. 8 is a first detailed view of a two-step horizontal movement function of a crop cultivation vessel of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention.
FIG. 9 is a detailed view of a two-step horizontal movement function of a crop cultivation vessel of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention.
10 is a first flow chart of a soil removal function of a crop cultivation vessel of a three-dimensional crop growing automation system according to the present invention.
11 is a second flowchart of a soil removal function of a crop cultivation vessel of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention.
12 is a third flowchart of a soil removing function of a crop cultivation vessel of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention.
13 is a fourth flowchart of a soil removing function of a crop cultivation vessel of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention.
14 is a schematic view of an air circulation system of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention.
15 is a view showing a separation of a crop cultivation vessel of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention.
16 is a schematic view showing a crop cultivation vessel of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention.
17 is a whole view of a planar crop cultivation automation system according to the present invention
FIG. 18 is a view showing the construction of a bed and a crop disposal container of a planar crop cultivation automation system according to the present invention. FIG.
Fig. 19 is a plan view of a planar crop cultivation automation system according to the present invention and a circulation diagram of a crop disposal container. Fig.
FIG. 20 is a first stage of circulation of a crop cultivation vessel in a planar crop cultivation automation system according to the present invention. FIG.
FIG. 21 is a second stage of circulation of a crop cultivation vessel in a planar crop cultivation automation system according to the present invention. FIG.
Fig. 22 is a diagram showing the operation principle of the first stage of circulation of the crop cultivation vessel in the planar crop cultivation automation system according to the present invention. Fig.
FIG. 23 is a diagram showing the operation principle of the first stage of circulation of the crop cultivation vessel in the planar crop cultivation automation system according to the present invention. FIG.
FIG. 24 is a two-step operation diagram of a crop cultivation vessel circulation in a planar crop cultivation automation system according to the present invention. FIG.
FIG. 25 is a two-step operation diagram of a crop cultivation vessel circulation in a planar crop cultivation automation system according to the present invention. FIG.
26. The soil removal apparatus of the crop cultivation vessel of the planar crop cultivation automation system according to the present invention.
Fig. 27 is a plan view of a system for automating the cultivation of crops according to the present invention; Fig.
28 is a schematic view of an air circulation system of a planar crop cultivation automation system according to the present invention;
FIG. 29 is a diagram illustrating a descending function operation principle of a crop cultivation vessel of a planar crop cultivation automation system according to the present invention. FIG.
FIG. 30 is a diagram showing a principle of operation of a descent function of a crop cultivation vessel in a planar crop cultivation automation system according to the present invention. FIG.
FIG. 31 is a view illustrating the operation principle of the left and right horizontal functions of the crop cultivation vessel of the planar crop cultivation automation system according to the present invention. FIG.
32 is a view illustrating the operation principle of the left and right horizontal functions of the crop cultivation vessel of the planar crop cultivation automation system according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하도록 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings.
또한 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또한 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.
도 1은 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 전체도, 도 2는 본 발명에 따른 입체형 작물재배자동화 시스템의 작물재배용기 순환 단계도이다.FIG. 1 is an overall view of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention, and FIG. 2 is a cycle diagram of a crop cultivation vessel of a three-dimensional crop cultivation automation system according to the present invention.
먼저 도 1 내지 도 16의 입체형 시스템과 도 17내지 도32의 평면식 시스템을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 작물재배 자동화 시스템을 설명한다.First, a crop cultivation automation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the stereoscopic system of Figs. 1 to 16 and the planar system of Figs.
도 1 내지 도 16에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 작물재배 자동화 시스템은 경작하려는 시설물 내부에 사람의 통행로가 필요치 않으며, 일정한 높이와 간격으로 배열하여 컨베이어와 같이 레일과 롤러(120)를 평탄하게 설치하여 특정한 경로를 따라 자동 및 수동으로 움직일 수 있도록 한 작물재배용 베드(Bed)(100)와, 상기 작물재배용 베드 위에 다수의 개별 작물재배용 작물재배용기(102)를 설치하여 일정한 패턴으로 순환하며 이동할 수 있도록 구성하여, 작업자가 지정된 위치에서 작물의 생육상태를 순차적으로 확인하거나 생장상태에 따른 필요한 작업을 가장 편안한 상태로 수행할 수 있도록 한다.As shown in FIGS. 1 to 16, a crop cultivation automation system according to an embodiment of the present invention includes a rail and a
또한 작업자가 작물을 대상으로 주된 영농작업을 수행하는 작업지점으로 작물재배용기(102)가 지정된 순환경로를 따라 움직이기 시작하는 위치로, 경작자가 파종에서부터 수확에 이르는 전 과정을 특정한 지점에서 일괄적으로 처리할 수 있는 작물재배용기(102)의 순환이동을 통하여 넓은 면적을 이동하지 않고, 허리를 구부리거나 쭈그려 앉는 등의 일체의 노동 없이 영농이 가능하도록 하는 것이다.In addition, the position where the worker performs the main farming work on the crop and where the
작업자의 작업은 물론 제어용 컴퓨터에 의한 급수, 양액보충 등과 같은 시스템 제어도 작업지점에서 이루어지며, 필요에 따라 엽면시비나 기존 방식의 영농일 경우, 농약을 살포해야 할 경우, 작업지점에 별도로 분무장치를 설치하여 작물재배용기가 순차적으로 이동함에 따라 적정량을 살포하는 작업 역시 작업지점에서 이루어진다. System control such as water supply and nutrient replenishment by the control computer as well as the worker's work is also performed at the work site. If necessary, when it is necessary to spray the pesticide, And the operation of spraying the appropriate amount of the crop as the crop cultivation vessel moves sequentially is also performed at the work site.
이것은 시설비 절감과 유지비용 및 중노동을 배제시킬 수 있는 기술로서, 양액과 급수를 위해 모든 작물의 뿌리에 호스를 연결하는 시설을 하지 않고, 농약이나 물을 뿌리기 위하여 긴 호스나 별도의 분무기를 이동시키며 고된 노동을 하지 않도록 하는 무 이동 영농을 위한 작업지점을 구성하는 방법이 가능한 것이다.This is a technology that can reduce facility cost and maintenance cost and eliminate heavy labor. It does not install hoses to all crop roots for nutrient solution and water supply. It moves long hose or separate sprayer to spray pesticide or water. It is possible to construct a working point for non-mobile farming to avoid hard labor.
이를 통해 본 실시예에 따른 작물재배 자동화 시스템은 작물재배용기를 경로에 따라 순차적으로 자동 순환시켜 작업자가 한 곳에서 파종에서부터 수확에 이르기까지 작물을 가꾸는 전반적인 작업을 수행할 수 있도록 하는 것이 가능한 것이다.Accordingly, the crop cultivation automation system according to the present embodiment can automatically circulate the crop cultivation vessel sequentially along the route, thereby allowing the operator to perform the overall work of cultivating the crop from sowing until harvesting at one place.
보다 구체적으로, 본 실시예에 따른 작물재배 자동화 시스템은 레일과 롤러(120)를 평탄하게 설치하여 특정한 경로를 따라 자동 및 수동으로 움직일 수 있도록 한 작물재배용 베드(Bed)(100)와, 상기 작물재배용 베드 위에 설치되는 다수의 개별 작물재배용 작물재배용기(102)와, 상기 작물재배용기의 수평이송과 상하이송, 횡방향과 종방향 이송을 위한 이송장치를 더 포함하여 구성된다.More specifically, the crop cultivation automation system according to the present embodiment includes a bed (100) for cultivating a crop, which is capable of automatically and manually moving along a specific path by installing rails and rollers (120) A plurality of individual
상기한 작물재배용기는 일정한 크기를 가진 사각형 화분형태로 작물을 재배하는 용기로서, 작물재배용 베드(100) 위에 나란히 배열되었을 때, 용기와 용기 사이의 간격을 유지할 수 있는 내 공간이 빈 박스 형태의 간격유지용 돌기(108)를 구성하고, 상기 돌기 속에 각각 물과 배양액 그리고 용기에 담긴 토양의 온도, 대기 온도, 수분, 대기 중의 이산화탄소 함량 등을 측정할 수 있는 센서(Sensor)와 근거리 무선통신을 위한 송수신 장치를 내장하여 구성된다.The above-mentioned crop cultivation vessel is a container for cultivating crops in the form of a rectangular flowerpot having a predetermined size. When arranged in parallel on the bed for cultivating
또한 작물재배용기는 일체형 작물재배용기(102a)와 개별형 작물재배용기(102b)로 구성하여 식생되는 작물의 목적에 맞게 선택한다.In addition, the crop cultivation container is composed of an integrated
작물재배용기의 하단부에는 레일 또는 롤러를 설치하여 베드의 상부 평면에 설치된 레일 또는 롤러와 상호 보완적으로 결합되어 원활한 이동을 할 수 있게 구성한다.A rail or a roller is installed at the lower end of the crop cultivation vessel so as to be complementarily combined with a rail or a roller provided on the upper surface of the bed, so as to be smoothly moved.
작물재배용기는 작물을 심는 중앙의 큰 공간과 양쪽에 각기 3개씩으로 구성된 돌기(108)로 구성되어 돌기 내부에 각각 배양액과 비료, 물 등을 담을 수 있는 공간으로 구성되며, 이 공간이 베드와 베드 즉, 작물과 작물의 간격을 유지할 수 있도록 구성된다.The crop cultivation container is composed of a large central space for planting crops and a plurality of projections (108) each consisting of three on both sides, and is formed of a space in which the culture liquid, fertilizer and water can be contained in each of the projections. Bed, that is, to maintain the spacing between crops and crops.
작물재배용기의 돌출부분인 돌기의 다른 한 쪽의 3개는 토양의 수분함량 상태, 물의 잔량, 배양액 잔량, 토양온도 및 대기온도, 이산화탄소 농도와 습도, 광도(光度) 및 여타 대기측정을 위한 센서(Sensor)를 설치하고, 근거리 무선 송수신 장치를 내장시켜 제어용 컴퓨터에 전송하여 제어하도록 구성한다.The other three of the protrusions, which are protruding parts of the crop cultivation vessel, are sensors for measuring the moisture content of the soil, residual water amount, residual amount of culture medium, soil temperature and atmospheric temperature, carbon dioxide concentration and humidity, luminous intensity, A sensor is installed, and a near-field wireless transceiver is built in and transmitted to a control computer so as to be controlled.
작물재배용기에 설치된 센서에 의해 데이터를 전송받은 제어용 컴퓨터는 해당 베드가 순환이동의 시작점에 들어왔을 때, 부족한 물, 배양액, 비료 등을 보충할 수 있도록 하고, 작물재배용기에 설치된 센서를 통해 실시간으로 전송받은 데이터로 제어용 컴퓨터를 통해 온도 및 습도 제어와 LED와 같은 빛의 밝기와 세기를 조절할 수 있도록 한다.The control computer, which receives data from the sensor installed in the crop cultivation vessel, makes it possible to supplement the deficient water, culture liquid, fertilizer, etc. when the bed enters the starting point of the circulation movement, To control the brightness and intensity of light such as temperature and humidity control and LED through the control computer.
작물재배용기에는 덮개(110)가 더 구비되며, 덮개의 중앙에는 작물의 식생이 가능한 너비로 길게 절개한 부분에는, 가장자리에 접착성분이 도포된 테이프 형태의 종이류 또는 비닐류(112)를 길이 방향으로 붙이고, 작물의 종류에 따라 그 간격을 자유롭게 설정하여 구멍을 뚫고 파종 또는 모종을 심을 수 있도록 하고, 잡초의 발아 방지는 물론 대량의 폐비닐을 만들어 내지 않고, 반영구적으로 사용할 수 있도록 구성한다.The crop cultivation vessel is further provided with a
영농작업 및 작물재배의 독창적인 효율성과 편리성을 위하여 상기한 작물재배용기는 순차적으로 순환 이동되며, 평면형 식물재배자동화시스템의 경우 작물재배용기를 가로(횡)방향-세로(종)방향으로 2단계에 걸쳐서 순환 이동하고, 입체형 식물재배자동화시스템의 경우 상승 및 하강, 측면(좌우측, 평면이동)방향으로 2단계에 걸쳐서 순환 이동하여 식물재배자동화시스템을 구축한다.For the original efficiency and convenience of agricultural work and crop cultivation, the above-mentioned crop cultivation vessels are sequentially circulated, and in the case of the flat plant cultivation automation system, the crop cultivation vessels are arranged in the transverse (longitudinal) , And in the case of a three-dimensional plant cultivation automation system, a plant cultivation automation system is constructed by cyclically moving up and down and side (left and right, plane movement) in two steps.
평면형 및 입체형 식물재배자동화시스템의 작물재배용기의 이동은 유압 및 공압 실린더와 축 기어(Shaft Gear)를 이용하는 방법과 함께, 기어와 체인 또는 와이어케이블과 같은 것을 이용하여 DC 모터로 작물재배용기를 이동시킬 수 있도록 구성한다.Movement of crop cultivation vessels in flat and three-dimensional plant cultivation automation systems can be accomplished by moving the crop cultivation vessel with a DC motor using gears, chains, or wire cables, as well as using hydraulic and pneumatic cylinders and shaft gears Respectively.
이를 보다 상세히 설명하면 우선 입체형 식물재배자동화시스템의 작물재배용기의 구성을 설명 한다.The construction of the crop cultivation vessel of the three-dimensional plant cultivation automation system will be described in more detail.
베드(100)에 설치된 레일과 롤러에 의하여 순차적으로 작물재배용기(102)가 이동되고, 이동되는 작물재배용기는 베드의 양쪽 전방에 설치된 개폐식 작물재배용기 가이드(112)에 의하여 그 위치에 도달되고 도달된 작물재배용기는 상하이송장치(106)의 실린더와 축 기어(114)의 동작에 의하여 상부 또는 하부로 이송되어지고, 이송되는 작물재배용기는 수평이송장치(104)에 설치된 유/공압 실린더(118)의 작동에 의하여 진행방향에 따라 안쪽 또는 바깥쪽으로 이송되어 순환되는 상태로 이송 가능하게 구성된 것이다.The
평면식 식물재배자동화시스템의 작물재배용기의 구성은 베드(100)에 설치된 레일과 롤러에 의하여 순차적으로 작물재배용기(102)가 이동되고, 이동되는 작물재배용기는 베드의 양쪽 전방으로 이송되고 기어(120)와 체인 또는 와이어케이블(140)로 구성된 횡방향 이송장치(122)와 유/공압 실린더로 구성된 종방향 이송장치(124)에 의하여 가로(횡)방향-세로(종)방향으로 2단계에 걸쳐서 순환 이동하도록 구성된 것이다.The structure of the crop cultivation vessel of the flat plant growing automation system is such that the
본 발명은 작물을 수확하고 새롭게 파종 또는 모종을 옮겨 심을 때, 작물재배용기를 청소하거나 토양을 교체해야 할 때, 탈거 가능하며 작업지점의 작물재배용기 하단부에 설치되어 있는 작물재배용기 토양탈거장치를 이용하여 토양을 교체할 수 있다.The present invention relates to a soil removal apparatus for a crop cultivation vessel, which is removable and installed at the lower part of a crop growing vessel at a work site when crops are harvested and newly sown or planted, The soil can be replaced by using.
상기한 토양탈거장치는 베드의 전방 좌우로 설치되며 작물재배용기의 좌우측을 지지하기 위한 작물재배용기 고정부(126)와, 작물재배용기의 하단부에 끼워지며 회전 가능하도록 된 탈거암(128)으로 구성되어 작물재배용기의 하단부에 끼워져 회전에 의하여 작물재배용기를 회전시켜 토양을 교체할 수 있는 것이다.The soil removal apparatus includes a crop cultivation
본 발명은 베드 하부 공간에 지열을 이용한 공기순환시스템(130)을 설치하여 하절기에는 시원한 공기를 상부로 순환시키고, 동절기에는 지열에 난방설비를 병용하여 에너지를 절감하면서 따뜻한 공기를 하부에서 상부로 순환시켜 보다 효율 높은 냉난방 기능을 할 수 있게 하고, 동시에 필터를 이용한 공기정화와 함께 이산화탄소의 농도의 고른 분산 및 전체적인 환기에 있어서도 뛰어난 장점을 가질 수 있는 작물재배자동화시스템만의 독창적인 공기순환시스템이다.In the present invention, an air circulation system (130) using geothermal heat is installed in a lower space of a bed to circulate cool air to the upper side in the summer season and to use the heating facilities in combination with the geothermal heat in the winter season to circulate warm air from the lower part to the upper part And it is a unique air circulation system of the crop cultivation automation system which can have a more efficient heating / cooling function and at the same time can purify the air by using the filter and have excellent advantages in even distribution of the concentration of carbon dioxide and overall ventilation.
또한 본 발명의 작물재배자동화시스템의 경우, 최적의 식물공장용 설비로 입체식 베드의 2단, 3단, 4단과 같이 1단 이상의 상위에 있는 베드 하단에는 방수막 처리를 한 LED 램프를 설치하여, 제어용 컴퓨터에 의해 작물에 일정한 파장과 세기의 빛을 조사할 수 있도록 하고, 최상단 층의 베드의 경우 식물공장 또는 시설재배용 건물의 천정에 LED를 설치하여 그 기능을 할 수 있도록 한다.In the case of the plant cultivation automation system of the present invention, an LED lamp having a waterproof film treatment is installed at the lower part of the bed at the top of one or more stages such as the second, third, , Allowing the control computer to irradiate the crop with light of a certain wavelength and intensity, and in the case of the bed of the uppermost layer, the LED is installed on the ceiling of the plant plant or the facility cultivation building so that the function can be performed.
본 발명의 평면형 작물재배자동화시스템의 경우 기존 비닐하우스 재배방식으로 사용할 경우, 겨울철 난방에 대비하여 이중 비닐하우스를 설치할 수 있도록 작물재배용 배드(Bed)에 외부용 및 내부용 골격을 이루는 파이프를 설치할 수 있도록 구성하고, 특히 내부용 비닐하우스의 경우 측면을 롤(Roll) 형태로 말아 올리고 내릴 수 있게 하고, 상부에는 비닐과 함께 하절기의 강한 태양을 방지하기 위한 차양을 공통적으로 롤 형태로 감고 풀 수 있도록 구성한다.In the case of the planting automation system of planar type according to the present invention, when a conventional vinyl house cultivation method is used, a pipe for external and internal use can be installed in a bed for cultivating crops so that a double vinyl house can be installed in preparation for winter heating In particular, in the case of an inner-use vinyl house, it is possible to roll up and down the side in the form of a roll, and to prevent the strong sunlight of the summer season with the vinyl on the upper side, .
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications may be made thereto by those skilled in the art. It will be appreciated that embodiments are possible.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the claims.
100: 베드
102: 작물재배용기
104: 수평이송장치
106: 상하이송장치
108: 돌기
110: 덮개100: Bed 102: Crop cultivation container
104: Horizontal conveying device 106: Upright conveying device
108: projection 110: cover
Claims (7)
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