KR20220091795A - Smart farm system using prefabricated robots and facilites - Google Patents

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KR20220091795A
KR20220091795A KR1020200182858A KR20200182858A KR20220091795A KR 20220091795 A KR20220091795 A KR 20220091795A KR 1020200182858 A KR1020200182858 A KR 1020200182858A KR 20200182858 A KR20200182858 A KR 20200182858A KR 20220091795 A KR20220091795 A KR 20220091795A
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장성식
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Abstract

The present invention relates to a smart farm system using prefabricated robots and facilities. A standardized smart farm facility platform and a variety of robots standardized for the facility platform are installed, and a robot system required for each crop environment is installed to be operated through an integrated operating system. Thus, with one system, it is possible to build a smart farm system specifically for each of various crops or environments. The smart farm system includes: an integrated vertical cultivation facility frame composed of a plurality of layers in the vertical direction so that seedling plates for growing crops can be seated; a vision robot connected to the integrated vertical cultivation facility frame and transmitting an image of a crop growing at a seedling plate while moving along the integrated vertical cultivation facility frame; a growth sensing module connected to the integrated vertical cultivation facility frame and transmitting at least one of temperature, humidity, sunlight, and weather sensor data; a pollination robot connected to the integrated vertical cultivation facility frame and moving along the integrated vertical cultivation facility frame to inject liquid pollen into the crop growing in the seedling plate to pollinate the same; and a harvesting robot connected to the integrated vertical cultivation facility frame, moving along the integrated vertical cultivation facility frame to cut the aged crop growing at the seedling plate, and dropping cut crop pieces into a harvest box.

Description

조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템{SMART FARM SYSTEM USING PREFABRICATED ROBOTS AND FACILITES}Smart farm system using prefabricated robots and facilities {SMART FARM SYSTEM USING PREFABRICATED ROBOTS AND FACILITES}

본 발명은 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표준화된 스마트팜설비 플랫폼과 설비 플랫폼에 규격화된 다양한 로봇을 장착하여 해당 작물 환경 별로 필요한 로봇 시스템을 탑재하고, 이를 통합 운영시스템을 통해 운영함으로써 하나의 시스템으로 다양한 환경 별, 작물 별로 스마트팜 시스템을 구축할 수 있도록 구현한 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart farm system using prefabricated robots and facilities, and more particularly, by mounting a standardized smart farm facility platform and various standardized robots on the facility platform to mount a robot system required for each crop environment, It relates to a smart farm system using prefabricated robots and facilities implemented to build a smart farm system for various environments and crops with one system by operating through an integrated operating system.

스마트팜(Smart Farm) 기술이란 농사기술에 정보통신기술(ICT)을 접목하여 자동화한 일종의 지능화된 농장으로서, 사물인터넷(Internet of Things: IoT) 기술을 이용하여 농작물 재배시설의 온도, 습도, 햇볕 량, 이산화탄소, 토양 등을 측정하여 분석하고, 분석 결과에 따라서 자동화 시스템을 구동하여 적절한 상태로 변화시킬 수 있으며, 스마트폰과 같은 모바일기기를 통한 원격관리도 가능한 농작물 자동화 시스템에 관한 기술이다.Smart Farm technology is a kind of intelligent farm that is automated by grafting information and communication technology (ICT) to agricultural technology. It is a technology related to a crop automation system that can measure and analyze the amount, carbon dioxide, soil, etc., and change it to an appropriate state by operating the automation system according to the analysis result, and can also remotely manage it through a mobile device such as a smartphone.

종래에는 이러한 스마트팜 시스템은 자동화 로봇과 설비를 위하여 해당 작물별로 맞춤형 로봇설비와 시설을 통해 작물을 재배 및 관리하고 있다.Conventionally, such a smart farm system cultivates and manages crops through robot facilities and facilities customized for each crop for automated robots and facilities.

그러나, 이러한 종래의 스마트팜 시스템으로는 다양한 작물별로 설비를 새로 시스템을 별도로 제작해야하고, 운영시스템을 플랫폼화를 통해 다수의 개발자들로부터 다양한 응용프로그램을 판매할 수 있도록 로봇시스템 및 운영시스템의 표준화 및 규격화, 모듈화가 되어있지 않아 설비의 가격이 고가이고, 스마트팜 시스템의 운영이 비효율적인 문제가 있다.However, with such a conventional smart farm system, it is necessary to separately manufacture new facilities for various crops, and standardize the robot system and operating system so that various applications can be sold from a large number of developers by making the operating system a platform. And standardization and modularization are not done, so the price of the equipment is high, and the operation of the smart farm system is inefficient.

한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.On the other hand, the above-mentioned background art is technical information that the inventor possessed for the purpose of derivation of the present invention or acquired during the derivation process of the present invention, and it cannot be said that it is necessarily known technology disclosed to the general public before the filing of the present invention. .

한국등록특허 제10-2009453호Korean Patent No. 10-2009453 한국등록특허 제10-2188768호Korean Patent Registration No. 10-2188768

본 발명의 일측면은 각의 로봇이 이동할 수 있는 설비 부품을 표준화 및 모듈화하고, 이에 작물 별로 요구되는 비전 로봇, 생육 센싱 모듈, 수분 로봇 및 수확 로봇 등의 자동화 로봇을 표준 규격에 대응하여 모듈 형태로 제공하고 이를 연동함으로써, 다양한 작물 시설 별로 필요한 스마트팜 시스템을 구축할 수 있도록 구현한 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템을 제공한다.One aspect of the present invention is to standardize and modularize equipment parts that each robot can move, and to respond to standard specifications for automation robots such as vision robots, growth sensing modules, pollinators, and harvest robots required for each crop in a modular form It provides a smart farm system using prefabricated robots and facilities that are implemented to build a smart farm system required for each crop facility by providing and linking it.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템은, 작물을 기르기 위한 모종판이 안착될 수 있도록 상하 방향의 다수 개의 층으로 이루어지는 통합 수직형 재배 시설 프레임; 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에 연결 설치되며, 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임을 따라 이동하면서 상기 모종판에서 생육 중인 작물의 이미지를 찍어 전송시키는 비전 로봇; 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에 연결 설치되어 온도, 습도, 일조량, 및 일기 센서 데이터 중 적어도 하나 이상의 정보를 전송하는 생육 센싱 모듈; 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에 연결 설치되며, 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임을 따라 이동하면서 상기 모종판에서 생육 중인 작물에 액상 꽃가루를 분사하여 수분(受粉)시켜 주는 수분 로봇; 및 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에 연결 설치되며, 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임을 따라 이동하면서 상기 모종판에서 생육 중인 성숙된 작물을 절개하여 수확 박스로 낙하시켜 주는 수확 로봇;을 포함할 수 있다.A smart farm system using a prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention includes: an integrated vertical cultivation facility frame consisting of a plurality of layers in the vertical direction so that a seedling plate for growing crops can be seated; a vision robot connected to the integrated vertical cultivation facility frame and installed to take and transmit an image of a crop growing on the seedling plate while moving along the integrated vertical cultivation facility frame; a growth sensing module connected to the integrated vertical cultivation facility frame and installed to transmit at least one of temperature, humidity, sunlight, and weather sensor data; a pollinator connected to the integrated vertical cultivation facility frame, and moving along the integrated vertical cultivation facility frame by spraying liquid pollen to the crops growing on the seedling plate to pollinate them; and a harvesting robot connected to the integrated vertical cultivation facility frame and installed to cut the mature crop growing on the seedling plate and drop it into a harvest box while moving along the integrated vertical cultivation facility frame.

일 실시예에서, 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임은, 다수 개가 상하 방향으로 서로 동일한 간격으로 이격 설치되는 안착부; 일 안착부와 다른 안착부 사이를 따라 설치되어 상기 일 안착부와 상기 다른 안착부 사이를 지지하는 레일간 지지대; 및 최하측에 위치하는 안착부의 하측을 따라 설치되어 상기 최하측에 위치하는 안착부를 바닥면으로부터 상측으로 이격시켜 지지하는 받침대;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the integrated vertical cultivation facility frame includes a plurality of seating units installed at equal intervals in the vertical direction; an inter-rail support installed along between one seating part and another seating part to support between the one seating part and the other seating part; and a pedestal installed along the lower side of the lowermost seated portion to support the lowermost seated portion from the bottom to the upper side.

일 실시예에서, 상기 안착부는, 상기 모종판을 상측에 안착시킬 수 있도록 사각 평판 형태로 형성되는 선반 모듈; 상기 선반 모듈의 형상에 대응하는 사각 평판 형태로 형성되며, 상기 선반 모듈과 대향하면서 상기 선반 모듈로부터 하측으로 이격되어 설치되는 레일 모듈; 상기 선반 모듈의 전단 하측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제1 상부 레일; 상기 선반 모듈의 후단 하측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제2 상부 레일; 상기 제1 상부 레일과 대향하면서 상기 레일 모듈의 전단 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제1 하부 레일; 상기 제2 상부 레일과 대향하면서 상기 레일 모듈의 후단 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제2 하부 레일; 상기 선반 모듈의 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되며, 상기 모종판으로 공급될 수분, 영양액 및 백신 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 전달하는 공급 배관 라인; 및 상기 공급 배관 라인의 전단 및 후단을 따라 다수 개가 일정한 간격으로 설치되며, 상기 모종판이 상기 선반 모듈에 안착되면 상기 모종판에 체결되는 동시에 입구가 개방되어 공급 배관 라인을 통해 흐르는 물질을 전달받아 상기 모종판으로 공급하는 호스 스트로크;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the seating unit, a shelf module formed in the form of a square flat plate to seat the seedling plate on the upper side; a rail module formed in a rectangular flat plate shape corresponding to the shape of the shelf module, facing the shelf module, and spaced apart from the shelf module downwardly; a first upper rail extending in a left and right longitudinal direction along a lower front end of the shelf module; a second upper rail extending in a left and right longitudinal direction along a lower rear end of the shelf module; a first lower rail facing the first upper rail and extending in a left and right longitudinal direction along an upper side of the front end of the rail module; a second lower rail facing the second upper rail and extending in a left and right longitudinal direction along an upper side of the rear end of the rail module; a supply piping line extending in the left and right longitudinal directions along the upper side of the shelf module and delivering at least one material of moisture, nutrient solution, and vaccine to be supplied to the seedling plate; And a plurality of pieces are installed at regular intervals along the front and rear ends of the supply piping line, and when the seedling plate is seated on the shelf module, the seedling plate is fastened to the seedling plate and at the same time an inlet is opened to receive the material flowing through the supply pipe line and the seedling plate It may include; a hose stroke to supply to.

일 실시예에서, 상기 수분 로봇은, 상부가 상기 제1 상부 레일에 안착되고 하부가 제1 하부 레일에 안착되며, 상기 선반 모듈과 상기 레일 모듈의 전단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동하는 제1 수분 롤러부; 상부가 상기 제2 상부 레일에 안착되고 하부가 제2 하부 레일에 안착되며, 상기 선반 모듈과 상기 레일 모듈의 후단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동하는 제2 수분 롤러부; 상기 제1 수분 롤러부와 상기 제2 수분 롤러부 사이를 연결하는 수분 롤러 연결부; 상기 제1 수분 롤러부의 전단에 설치되며, 하측 수직 방향으로 신장 또는 수축되면서 길이가 조절되는 수분 높이 조절부; 상기 수분 높이 조절부의 하측에 바닥면과 수직이 되는 회전축으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 연결 설치되며, 길이 방향으로 신장 또는 수축이 가능하도록 구성되는 수분 이동 아암; 상기 수분 이동 아암의 후단 상측에 설치되며, 액상 꽃가루를 저장해 두는 수분 저장 용기; 및 상기 수분 이동 아암의 전단 하측에 설치되며, 상기 수분 저장 용기로부터 액상 꽃가루를 공급받아 상기 모종판에서 생육 중인 작물로 분사하는 꽃가루 분사 노즐;을 포함할 수 있다.In one embodiment, the water robot, the upper part is seated on the first upper rail and the lower part is seated on the first lower rail, the first moving in the left and right direction along the front end space of the shelf module and the rail module moisture roller; a second moisture roller part having an upper portion seated on the second upper rail and a lower portion seated on the second lower rail, and moving in left and right directions along a space between the shelf module and rear ends of the rail module; a moisture roller connecting part connecting between the first moisture roller part and the second moisture roller part; a water height adjustment unit installed at the front end of the first water roller unit, the length of which is adjusted while extending or contracting in the vertical direction; a water movement arm connected to a lower side of the water level adjusting unit so as to be rotatable in a clockwise or counterclockwise direction with a rotation axis perpendicular to the floor surface, and configured to be extended or contracted in the longitudinal direction; a water storage container installed above the rear end of the water transfer arm and storing liquid pollen; and a pollen spraying nozzle installed below the front end of the water transfer arm, receiving liquid pollen from the water storage container and spraying it onto the growing crop on the seedling plate.

일 실시예에서, 상기 수분 로봇은, 상기 꽃가루 분사 노즐에 연결 설치되며, 하측을 따라 브러시가 설치되며, 액상 꽃가루의 효율적인 수분을 도울 수 있도록 상기 꽃가루 분사 노즐에서 액상 꽃가루가 분사되면 상기 모종판에서 생육 중인 작물에 밀착되어 있는 상기 브러시를 회전시켜 주는 회전솔;을 포함할 수 있다.In one embodiment, the pollinating robot is connected to the pollen spray nozzle, and a brush is installed along the lower side, and when liquid pollen is sprayed from the pollen spray nozzle to help efficient pollination of liquid pollen, growth in the seedling plate It may include a; rotating brush for rotating the brush in close contact with the crop.

일 실시예에서, 상기 수확 로봇은, 상부가 상기 제1 상부 레일에 안착되고 하부가 제1 하부 레일에 안착되며, 상기 선반 모듈과 상기 레일 모듈의 전단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동하는 제1 수확 롤러부; 상부가 상기 제2 상부 레일에 안착되고 하부가 제2 하부 레일에 안착되며, 상기 선반 모듈과 상기 레일 모듈의 후단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동하는 제2 수확 롤러부; 상기 제1 수확 롤러부와 상기 제2 수확 롤러부 사이를 연결하는 수확 롤러 연결부; 상기 제1 수확 롤러부의 전단에 설치되며, 하측 수직 방향으로 신장 또는 수축되면서 길이가 조절되는 수확 높이 조절부; 상기 수확 높이 조절부의 하측에 바닥면과 수직이 되는 회전축으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 연결 설치되며, 길이 방향으로 신장 또는 수축이 가능하도록 구성되는 수확 이동 아암; 및 상기 수확 이동 아암의 전단 하측에 설치되며, 상기 모종판에서 생육 중인 성숙된 작물을 절개하여 상기 수확 박스로 낙하시켜 주는 절개부;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the harvest robot, the upper portion is seated on the first upper rail and the lower portion is seated on the first lower rail, the first moving in the left and right direction along the front end space of the shelf module and the rail module harvest roller unit; a second harvesting roller part having an upper portion seated on the second upper rail and a lower portion seated on the second lower rail, and moving in the left and right directions along the space between the rear ends of the shelf module and the rail module; Harvesting roller connecting portion connecting the first harvesting roller portion and the second harvesting roller portion; a harvest height adjusting unit installed at the front end of the first harvesting roller unit, the length of which is adjusted while extending or contracting in the lower vertical direction; Harvest movement arm that is connected and installed to be rotatable in a clockwise or counterclockwise direction on the lower side of the harvest height adjustment unit as a rotation axis perpendicular to the floor, and configured to be extended or contracted in the longitudinal direction; and an incision that is installed below the front end of the harvesting movement arm, cuts out a mature crop growing on the seedling plate, and drops it to the harvest box.

일 실시예에서, 상기 절개부는, 상기 수확 이동 아암의 전단 하측에 바닥면과 수직이 되는 회전축으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 연결 설치되는 절개 헤드; 상기 절개 헤드의 전단 하측에 설치되며, 상기 절개 헤드가 작물로 접근하면 사이의 이격 간격으로 작물을 파지하는 한 쌍의 그립 손가락; 및 상기 절개 헤드의 전단 상측에 설치되며, 상기 그립 손가락에 의해 작물이 파지되면 상기 절개 헤드의 내측으로부터 노출되면서 작물을 절단하는 절단날;을 포함할 수 있다.In one embodiment, the cutting unit, the cutting head connected to the lower front end of the harvesting movement arm and installed so as to be rotatable in a clockwise or counterclockwise direction with a rotation axis perpendicular to the bottom surface; a pair of grip fingers installed at the lower side of the front end of the incision head and gripping the crop at a spacing therebetween when the incision head approaches the crop; and a cutting blade installed on the upper side of the front end of the incision head, and when the crop is gripped by the grip finger, the cutting blade is exposed from the inside of the incision head and cuts the crop.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 다양한 작물 별로 설비를 새로 시스템을 별도로 제작할 필요 없이 통합운영시스템에서 제공되는 개발자 플랫폼을 통해 다수의 개발자들로부터 다양한 응용프로그램을 개발 및 판매할 수 있도록 로봇시스템 및 운영시스템의 표준화 및 규격화, 모듈화를 통해 다양한 작물 별, 환경 별 다양한 응용 로봇 시스템을 제작 및 판매하도록 하는 효과를 제공할 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, a robot system and a robot system so that various applications can be developed and sold from a number of developers through the developer platform provided in the integrated operating system without the need to separately manufacture a new system for each crop. Through standardization, standardization, and modularization of the operating system, it is possible to provide the effect of manufacturing and selling various applied robot systems for various crops and environments.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and various effects may be included within the range apparent to those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 2 및 도 3은 도1의 통합 수직형 재배 시설 프레임을 보여주는 도면들이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 비전 로봇을 보여주는 도면들이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 수분 로봇을 보여주는 도면들이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 수확 로봇을 보여주는 도면들이다.1 is a diagram showing a schematic configuration of a smart farm system utilizing a prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views showing the integrated vertical cultivation facility frame of FIG.
4 and 5 are views showing the vision robot of FIG. 1 .
6 and 7 are views showing the water robot of FIG. 1 .
8 and 9 are views showing the harvesting robot of FIG.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0012] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] Reference is made to the accompanying drawings, which show by way of illustration specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scope equivalents as those claimed. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the various aspects.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a smart farm system utilizing a prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템(10)은, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100), 비전 로봇(300), 생육 센싱 모듈(400), 수분 로봇(500) 및 수확 로봇(600)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , a smart farm system 10 using a prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention includes an integrated vertical cultivation facility frame 100 , a vision robot 300 , and a growth sensing module 400 . ), a pollination robot 500 and a harvest robot 600 .

통합 수직형 재배 시설 프레임(100)은, 작물을 기르기 위해 영농 자동화 설비에 구비되는 설비로서, 작물을 기르기 위한 적어도 하나 이상의 모종판(200)이 안착되며, 작물의 생육을 위해 필요한 수분 로봇(500) 및 수확 로봇(600) 등의 규격화된 장치들이 설치된다.The integrated vertical cultivation facility frame 100 is a facility provided in the agricultural automation facility to grow crops, and at least one seedling plate 200 for growing crops is seated, and a pollination robot 500 necessary for the growth of crops. And standardized devices such as a harvesting robot 600 are installed.

비전 로봇(300)은, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)에 연결 설치되며, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)을 따라 이동하면서 모종판(200)에서 생육 중인 작물의 이미지를 찍어 유선 또는 무선 네트워크를 이용하여 스마트팜 서버(900)로 전송시킨다.The vision robot 300 is connected to the integrated vertical cultivation facility frame 100 and installed, and while moving along the integrated vertical cultivation facility frame 100 , it takes an image of a crop growing on the seedling plate 200 , through a wired or wireless network. It is transmitted to the smart farm server 900 using

생육 센싱 모듈(400)은, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)에 연결 설치되어 온도, 습도, 일조량, 일기 센서 데이터를 유선 또는 무선 네트워크를 이용하여 스마트팜 서버(900)로 전송시킨다.The growth sensing module 400 is installed connected to the integrated vertical cultivation facility frame 100 to transmit temperature, humidity, sunlight, and weather sensor data to the smart farm server 900 using a wired or wireless network.

수분 로봇(500)은, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)에 연결 설치되며, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)을 따라 이동하면서 모종판(200)에서 생육 중인 작물에 액상 꽃가루를 분사하여 수분(受粉)시켜 준다.The pollinator 500 is connected to the integrated vertical cultivation facility frame 100 and installed, and while moving along the integrated vertical cultivation facility frame 100, it sprays liquid pollen on the crops growing on the seedling plate 200 to pollinate (受粉) makes

수확 로봇(600)은, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)에 연결 설치되며, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)을 따라 이동하면서 모종판(200)에서 생육 중인 성숙된 작물을 절개하여 수확 박스(700)로 낙하시켜 준다.Harvesting robot 600 is connected to the integrated vertical cultivation facility frame 100 and installed, moving along the integrated vertical cultivation facility frame 100, cutting the mature crop growing in the seedling plate 200 to the harvest box ( 700) is dropped.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템(10)은, 스마트팜 서버(900)를 더 포함할 수 있다.The smart farm system 10 utilizing the prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention having the configuration as described above may further include a smart farm server 900 .

스마트팜 서버(900)는, 각 지역의 원예, 과실 또는 채소 작물 재배시설로부터 수집되는 빅데이터를 통합 관리하여 재배 면적 및 작물 종류에 따라 월 운영관리비를 청구하며, 수집된 빅데이터와 CNN(Convolution Neural Network) 알고리즘을 이용한 인공지능 분석을 통해 식물의 상태 판별, 수확시기 판별, 병충해 판별 및 오류 수정 중 적어도 하나 이상의 기능을 수행한다.The smart farm server 900 integrates and manages big data collected from horticultural, fruit or vegetable crop cultivation facilities in each region to charge a monthly operation and management fee according to the cultivation area and crop type, and collect big data and CNN (Convolution) Through artificial intelligence analysis using Neural Network) algorithm, it performs at least one function among plant status determination, harvest time determination, pest determination, and error correction.

일 실시예에서, 스마트팜 서버(900)는, 통합운영시스템을 구축하기 위한 서버로서, 설비, 로봇, 작물 별로 로봇모듈과 시설(즉, 비전 로봇(300), 생육 센싱 모듈(400), 수분 로봇(500) 및 수확 로봇(600) 등)을 규격화하고 이와 관련한 매뉴얼과 응용로봇을 개발하는 오픈소스와 API, 작물별 특성 데이터를 공유함으로써, 다양한 개발자들이 새로운 로봇의 개발에 참여하여 제품을 온/오프라인 유통마켓에서 판매할 수 있도록 제공할 수 있다.In one embodiment, the smart farm server 900 is a server for building an integrated operating system, and includes a robot module and a facility for each facility, robot, and crop (ie, vision robot 300, growth sensing module 400, moisture). By standardizing the robot 500 and harvesting robot 600) and sharing related open source and API for developing manuals and applied robots, and characteristic data for each crop, various developers participate in the development of new robots and develop products. / It can be provided so that it can be sold in the offline distribution market.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템(10)은, 모든 개발자로부터 개발되는 응용 로봇 및 제어시스템으로 구동되는 통합제어시스템에 연동될 수 있도록 오픈 API와 개발 Development Tool, 프레임/레일 규격이 제공되고, 이를 통해 개발된 개발제품은 10~30% 일정 유통 수수료를 제외한 판매이익을 얻을 수 있는 사업구조를 제공할 수 있다.The smart farm system 10 using the prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention having the configuration as described above can be linked to the integrated control system driven by the application robot and control system developed by all developers. The open API, development tool, and frame/rail standard are provided so that the developed product can provide a business structure that can obtain sales profit excluding a 10-30% distribution fee.

이를 통해, 다양한 제품을 SW 및 HW, 로봇 등을 개발하여 판매할 수 있는 온라인 유통 판매 플랫폼 구축이 가능하도록 할 수 있다.Through this, it is possible to build an online distribution and sales platform that can develop and sell various products such as SW, HW, and robots.

일 실시예에서, 스마트팜 서버(900)은, 하기와 같은 두 가지 SW 표준 플랫폼을 제공할 수 있다.In one embodiment, the smart farm server 900 may provide the following two SW standard platforms.

먼저, 빅데이터 통합화 플랫폼으로서, 다수의 재배시설로부터 제공되는 데이터가 통합제어시스템(중앙서버/DB시스템)으로서 스마트팜 서버(900)로 수집되고, 이를 통해 식생 판별, 수확시기/과실 판별, 병충해 판별을 성능을 빅데이터와 CNN알고리즘을 통한 인공지능분석 성능을 지속적으로 향시킬 수 있다.First, as a big data integration platform, data provided from a number of cultivation facilities is collected by the smart farm server 900 as an integrated control system (central server/DB system), and through this, vegetation identification, harvest time/fruit identification, pests and diseases The performance of discrimination can be continuously directed toward artificial intelligence analysis performance through big data and CNN algorithms.

예를 들어, 1) 수확시기에 비전 로봇(300)로 당도나 높은 것으로 판단되는 과실 샘플링(랜덤) 2) 샘플링된 시료 과실의 실제 당도를 측정 3) 측정 데이터를 스마트팜 서버(900)에서 수신 4) 데이터 오차값 판별 5) 빅데이터 수집 6) CNN알고리즘으로 수확과실 판별도 향상 7) 서비스 질 향상의 단계를 통해 구현될 수 있다.For example, 1) Fruit sampling (random) determined to have high sugar content or high sugar content with the vision robot 300 at harvest time 2) Measuring the actual sugar content of the sampled fruit 3) Receive measurement data from the smart farm server 900 4) Determination of data error value 5) Big data collection 6) Improvement of harvest fruit identification with CNN algorithm 7) It can be implemented through the steps of improving service quality.

다른 예의 경우, 1) 과실 생장관리 기초 시나리오 설정 2) 농장환경별(국가, 토질 등)로 분류하여 각 시나리오 별로 운영 3) 시나리오별 결과 값을 통합제어시스템인 스마트팜 서버(900)으로 전송하여 반환 4) 통합제어시스템인 스마트팜 서버(900)에서 농장환경 별, 작물(과실)의 종류에 따른 광량/온도/습도/양분공급(신영양액, 그린백신)의 데이터 변화에 따른 수확량과 당도등 결과에 미치는 영향에 대한 빅데이터를 분석 5) 농장환경 별, 작물 별, 시기 별 운영 최적의 운영 시나리오 CNN알고리즘으로 분석 6) 최적 운영 데이터 서비스 제공의 단계를 통해 구현될 수 있다.In another example, 1) Basic scenario setting for fruit growth management 2) Classifying by farm environment (country, soil, etc.) Return 4) In the smart farm server 900, an integrated control system, the yield and sugar content according to the data change of light quantity/temperature/humidity/nutrient supply (new nutrient solution, green vaccine) according to the farm environment and the type of crop (fruit) Analysis of big data on the impact on results 5) Optimal operation scenarios for each farm environment, crop, and season Analysis with CNN algorithm 6) Optimal operation data service provision can be implemented through the steps.

다음으로, 개발자용 플랫폼 서비스의 경우, 식물의 상태 판별과 관리, 운영을 위한 다양한 응용SW를 통합제어시스템인 스마트팜 서버(900)의 OS를 오픈 API로 제공하여 응용프로그램 개발자들이 개발에 참여하여 시스템 성능을 업그레이드할 수 있도록 제공하고, 향후에는 개발자용 Development Tool과 Package source를 제공하여 더 자유로운 개발 참여를 유발시킬 수 있다.Next, in the case of the platform service for developers, various application SWs for plant status determination, management, and operation are provided as an open API for the OS of the smart farm server 900, an integrated control system, so that application developers can participate in the development It is provided so that the system performance can be upgraded, and in the future, development tools and package sources for developers can be provided to induce more free development participation.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템(10)은, 다양한 작물 별로 설비를 새로 시스템을 별도로 제작할 필요 없이 통합운영시스템에서 제공되는 개발자 플랫폼을 통해 다수의 개발자들로부터 다양한 응용프로그램을 개발 및 판매할 수 있도록 로봇시스템 및 운영시스템의 표준화 및 규격화, 모듈화를 통해 다양한 작물 별, 환경 별 다양한 응용 로봇 시스템을 제작 및 판매하도록 할 수 있다.The smart farm system 10 using a prefabricated robot and equipment according to an embodiment of the present invention having the configuration as described above is a developer platform provided in an integrated operating system without the need to separately manufacture a new system for each various crops. Through standardization, standardization, and modularization of the robot system and operating system so that various application programs can be developed and sold by a large number of developers, it is possible to manufacture and sell various application robot systems for various crops and environments.

도 2 및 도 3은 도1의 통합 수직형 재배 시설 프레임을 보여주는 도면들이다.2 and 3 are views showing the integrated vertical cultivation facility frame of FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)은, 안착부(110), 레일간 지지대(120) 및 받침대(130)를 포함한다.2 and 3 , the integrated vertical cultivation facility frame 100 includes a seating unit 110 , a rail-to-rail support 120 , and a pedestal 130 .

안착부(110)는, 각각의 상측 전단 및 후단에 모종판(200)을 안착시킬 수 있도록 다수 개가 상하 방향으로 서로 동일한 간격으로 이격 설치된다.A plurality of seating units 110 are installed to be spaced apart from each other at equal intervals in the vertical direction so that the seedling plate 200 can be mounted on the upper front and rear ends, respectively.

일 실시예에서, 안착부(110)는, 선반 모듈(111), 레일 모듈(112), 제1 상부 레일(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음), 제2 상부 레일(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음), 제1 하부 레일(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음), 제2 하부 레일(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음), 공급 배관 라인(113) 및 호스 스트로크(114)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the seating unit 110 includes a shelf module 111 , a rail module 112 , a first upper rail (not shown in the drawing for convenience of description), and a second upper rail (shown in the drawing for convenience of explanation). not shown), a first lower rail (not shown in the drawing for convenience of description), a second lower rail (not shown in the drawing for convenience of explanation), a supply pipe line 113 and a hose stroke 114 . have.

선반 모듈(111)은, 모종판(200)을 상측에 안착시킬 수 있도록 사각 평판 형태로 형성되어 레일 모듈(112)으로부터 상측으로 이격되어 설치된다.The shelf module 111 is formed in a square flat plate shape so that the seedling plate 200 can be seated on the upper side, and is installed to be spaced apart from the rail module 112 upward.

레일 모듈(112)은, 선반 모듈(111)의 형상에 대응하는 사각 평판 형태로 형성되며, 선반 모듈(111)과 대향하면서 선반 모듈(111)으로부터 하측으로 이격되어 설치된다.The rail module 112 is formed in a rectangular flat plate shape corresponding to the shape of the shelf module 111 , and is installed to face the shelf module 111 while being spaced downward from the shelf module 111 .

제1 상부 레일은, 후술하는 제1 롤러부(310)의 상측에 안착되어 이동할 수 있도록 제1 하부 레일과 대향하며 선반 모듈(111)의 전단 하측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성된다.The first upper rail faces the first lower rail so as to be seated on the upper side of the first roller unit 310 to be described later and move, and extends in the left and right longitudinal directions along the lower side of the front end of the shelf module 111 .

제2 상부 레일은, 후술하는 제2 롤러부(320)의 상측이 안착되어 이동할 수 있도록 제2 하부 레일과 대향하며 선반 모듈(111)의 후단 하측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성된다.The second upper rail faces the second lower rail so that the upper side of the second roller unit 320, which will be described later, is seated and moved, and extends in the left and right longitudinal direction along the lower side of the rear end of the shelf module 111 .

제1 하부 레일은, 제1 롤러부(310)의 하측에 안착되어 이동할 수 있도록 제1 상부 레일과 대향하면서 레일 모듈(112)의 전단 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성된다.The first lower rail is formed to extend in the left and right longitudinal direction along the upper side of the front end of the rail module 112 while facing the first upper rail so as to be seated on the lower side of the first roller part 310 and move.

제2 하부 레일은, 제2 롤러부(320)의 하측이 안착되어 이동할 수 있도록 제2 상부 레일과 대향하면서 레일 모듈(112)의 후단 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성된다.The second lower rail is formed to extend in the left and right longitudinal direction along the upper side of the rear end of the rail module 112 while facing the second upper rail so that the lower side of the second roller part 320 can be seated and moved.

여기서, 제1 상부 레일, 제2 상부 레일, 제1 하부 레일 및 제2 하부 레일은, 후술하는 수분 로봇(500) 및 수확 로봇(600) 역시 각각 연결 설치되어 이동할 수 있다.Here, the first upper rail, the second upper rail, the first lower rail, and the second lower rail may be connected to each other to move a pollinator 500 and a harvest robot 600 to be described later.

공급 배관 라인(113)은, 선반 모듈(111)의 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되며, 모종판(200)으로 공급될 수분, 영양액 및 백신 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 호스 스트로크(114)로 전달한다.The supply piping line 113 is formed to extend in the left and right longitudinal direction along the upper side of the shelf module 111 , and transfers at least any one or more materials of moisture, nutrient solution, and vaccine to be supplied to the seedling plate 200 to the hose stroke 114 . transmit

일 실시예에서, 공급 배관 라인(113)은, 선반 모듈(111)의 상측을 전단 후단으로 구획시킬 수 있도록 선반 모듈(111)의 중심을 따라 연장 형성시킴으로써, 선반 모듈(111)의 전단 및 후단 각각에 모종판(200)이 서로 분리되어 안착될 수 있도록 할 수 있다.In an embodiment, the supply pipe line 113 extends along the center of the shelf module 111 so as to divide the upper side of the shelf module 111 into the front and rear ends of the shelf module 111 , thereby forming the front and rear ends of the shelf module 111 . Each seedling plate 200 may be separated from each other to be seated.

호스 스트로크(114)는, 공급 배관 라인(113)의 전단 및 후단을 따라 다수 개가 일정한 간격으로 설치되며, 모종판(200)이 선반 모듈(111)에 안착되면 모종판(200)에 체결되는 동시에 입구가 개방되어 공급 배관 라인(113)을 통해 흐르는 물질을 전달받아 모종판(200)으로 공급한다.A plurality of hose strokes 114 are installed at regular intervals along the front and rear ends of the supply piping line 113, and when the seedling plate 200 is seated on the shelf module 111, it is fastened to the seedling plate 200 and at the same time the inlet is It receives the material flowing through the open supply pipe line 113 and supplies it to the seedling plate 200 .

레일간 지지대(120)는, 일 안착부(110)와 다른 안착부(110) 사이를 따라 설치되어 일 안착부(110)와 다른 안착부(110) 사이를 지지한다.The rail-to-rail support 120 is installed along between the one seating part 110 and the other seating part 110 to support between the one seating part 110 and the other seating part 110 .

받침대(130)는, 최하측에 위치하는 안착부(110)의 하측을 따라 설치되어 최하측에 위치하는 안착부(110)를 바닥면으로부터 상측으로 이격시켜 지지한다.The pedestal 130 is installed along the lower side of the seating unit 110 located at the lowermost side to support the seating unit 110 located at the lowermost side by being spaced apart from the bottom to the upper side.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)은, 다양한 작물에 대응하여 표준화된 규격의 선반으로서 제공되는 것으로서, 선반 모듈(111)과 선반 모듈(111)은 수직 및 수평으로 체결되어 연결될 수 있도록 제공되고, 선반 모듈(111)과 선반 모듈(111)의 수직 층 사이에는 규격화된 수평방향(Y축)의 층간 레일 모듈(112)이 삽입되어 각 선반 모듈(111)이 서로 체결되도록 제공된다.The integrated vertical cultivation facility frame 100 having the configuration as described above is provided as a shelf of standardized standards corresponding to various crops, and the shelf module 111 and the shelf module 111 are vertically and horizontally fastened. It is provided so as to be connected to each other, and a standardized horizontal (Y-axis) inter-floor rail module 112 is inserted between the shelf module 111 and the vertical layers of the shelf module 111 so that each shelf module 111 is fastened to each other. provided as much as possible.

위의 선반 모듈(111)의 상부에는, 로봇이 지나갈 수 있는 소정의 공간을 구비하고 있으며, 위의 수평방향(Y축)의 경로로 이동하도록 구성된 층간 레일(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)을 통해 모듈화된 다양한 종류의 로봇들이 선반 모듈(111)의 바깥 측면을 따라 지나갈 수 있도록 구성된다.The upper part of the shelf module 111 is provided with a predetermined space through which the robot can pass, and an inter-floor rail configured to move in a horizontal direction (Y-axis) path above (not shown in the drawings for convenience of explanation) Various types of modularized robots are configured to pass along the outer side of the shelf module 111 .

레일 모듈(112)은, 규격화된 로봇이 레일을 따라 수평 및 수직으로 이동할 수 있도록 레일 공간과 기어가 제공되며, 로봇의 위치를 식별할 수 있는 위치 식별모듈(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)을 포함하여 제공된다.The rail module 112 is provided with a rail space and gear so that the standardized robot can move horizontally and vertically along the rail, and a position identification module that can identify the position of the robot (not shown in the drawings for convenience of description) provided including.

레일 모듈(112) 하부에는, 작물 별로 대응하여 다양한 파장의 빛을 조사할 수 있는 LED모듈(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)을 장착하여 설치할 수 있도록 구성되는데, 이때 LED모듈의 규격화되어 제공됨으로써, 작물 별, 요구기능 별로 다앙한 LED모듈 판넬이 추가로 탑재되는데, 이때 모듈의 소켓은 규격화 되어서 다양한 작물별에 적합한 파장의 빛을 조사하는 LED모듈 판넬이 장착될 수 있도록 일정한 표준 규격으로 규격화되어 모듈 형태로 제공된다.Under the rail module 112, an LED module (not shown in the drawing for convenience of explanation) capable of irradiating light of various wavelengths corresponding to each crop is mounted and installed so as to be installed. Various LED module panels are additionally mounted for each crop, crop, and required function. It is provided in the form of a module.

또한, 레일 모듈(112)에는, 로봇이 위치를 식별할 수 있는 위치 식별모듈(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)이 장착되어 있으며, 이러한 위치 식별 모듈은 이미지 테그 방식, RFID 테그, 블루투스, 접촉식/비접촉식 센서 등 다양한 위치식별 장치가 사용될 수 있으며, 이를 통해 로봇이 레일을 지나면서 보다 정확하게 자기 위치를 판별하여 다른 종류의 로봇과 연동되어 제어되는 과정에서 보다 정밀하게 동작될 수 있다.In addition, the rail module 112 is equipped with a location identification module (not shown in the drawing for convenience of explanation) capable of identifying the location of the robot, and this location identification module is an image tag method, RFID tag, Bluetooth, contact Various position identification devices such as type/non-contact sensors can be used, and through this, the robot can more accurately determine its own position as it passes through the rail, so that it can be operated more precisely in the process of being controlled by interworking with other types of robots.

또한, 레일 모듈(112)의 일측면 또는 내부에는, 로봇에 전기를 공급할 수 있는 직류 또는 교류 전원 공급선(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)이 배선 추가로 배선되어질 수 있으며, 전기 공급 이외에 데이터 통신이 가능하도록 데이터 통신용 케이블이 제공될 수 있다.In addition, on one side or inside of the rail module 112, a DC or AC power supply line (not shown in the drawing for convenience of explanation) capable of supplying electricity to the robot may be additionally wired, and data communication in addition to the electricity supply To enable this, a cable for data communication may be provided.

예를 들어, 구체적으로 로봇이 레일 모듈(112)에 물림과 동시에 레일 모듈(112) 상부의 (+) 전기선과 레일 하부의 (-) 전기선이 연결되어 로봇이 별도의 충전 없이 레일을 따라 움직이면서 지속적으로 전력을 공급받을 수도 있으며, 추가적으로 매설된 데이터 통신선에 물려서 유선으로 데이터를 주고 받을 수 있도록 제공될 수도 있다.For example, specifically, when the robot is bitten by the rail module 112, the (+) electric wire of the upper part of the rail module 112 and the (-) electric wire of the lower part of the rail are connected at the same time as the robot moves along the rail without additional charging. It may be supplied with power through the device, or it may be additionally provided to transmit and receive data by wire by being bitten by a buried data communication line.

또한, 선반 모듈(111)에는 영양분과 수분, 백신 등을 공급하거나, 배수할 수 있는 호스 스트로크(114)이 구비되어 있으며, 이동 로봇(500)이 모종판(200)을 선반에 삽입하면 호스 스트로크(114)이 자동으로 개방되어 호스가 연결되고, 반대로 모종판(200)을 선반 모듈(111)에서 탈착시키면 자동으로 호스 스트로크(114)가 폐쇄되어 지도록 제공된다.In addition, the shelf module 111 is provided with a hose stroke 114 that can supply or drain nutrients, moisture, vaccine, etc., and when the mobile robot 500 inserts the seedling plate 200 into the shelf, the hose stroke ( 114) is automatically opened to connect the hose, and on the contrary, when the seedling plate 200 is detached from the shelf module 111, the hose stroke 114 is automatically closed.

도 4 및 도 5는 도 1의 비전 로봇을 보여주는 도면들이다.4 and 5 are views showing the vision robot of FIG. 1 .

도 4 및 도 5를 참조하면, 비전 로봇(300)은, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112) 사이의 이격 간격(S)을 따라 이동하면서 하측에 위치하는 모종판(200)에서 생육 중인 작물의 정지 화상 또는 동영상을 촬영하기 위한 장치로서, 제1 롤러부(310), 제2 롤러부(320), 롤러 연결부(330), 수직 높이 조절부(340), 링크부(350), 회전 조절부(360) 및 카메라부(370)를 포함한다.4 and 5 , the vision robot 300 moves along the spacing S between the shelf module 111 and the rail module 112 while growing on the seedling plate 200 located at the lower side. As an apparatus for taking still images or moving images of It includes a unit 360 and a camera unit 370 .

여기서, 비전 로봇(300)의 제1 롤러부(310), 제2 롤러부(320) 및 롤러 연결부(330)는, 수분 로봇(500)의 제1 수분 롤러부(510), 제2 수분 롤러부(520)와 수분 롤러 연결부(530), 그리고 수확 로봇(600)의 제1 수확 롤러부(610), 제2 수확 롤러부(620) 및 수확 롤러 연결부(630)의 구성에 동일하게 적용되는 플랫폼으로서, 설명의 중복을 피하기 위해 이하에서는 해당 설명을 생략하기로 한다.Here, the first roller part 310 , the second roller part 320 , and the roller connection part 330 of the vision robot 300 are the first moisture roller part 510 and the second moisture roller part of the moisture robot 500 . The same applies to the configuration of the part 520 and the moisture roller connection part 530 , and the first harvest roller part 610 , the second harvest roller part 620 , and the harvest roller connection part 630 of the harvest robot 600 . As a platform, in order to avoid duplication of description, a corresponding description will be omitted below.

제1 롤러부(310)는, 제2 롤러부(320)와 롤러 연결부(330)에 의해 연결 설치되며, 상부가 제1 상부 레일에 안착되고 하부가 제1 하부 레일에 안착되며, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)의 전단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동한다.The first roller part 310 is connected and installed by the second roller part 320 and the roller connection part 330, and the upper part is seated on the first upper rail and the lower part is seated on the first lower rail, and the shelf module ( 111) and the front end of the rail module 112 move in the left and right directions along the separation space.

일 실시예에서, 제1 롤러부(310)는, 지지 플레이트(311), 한 쌍의 상부 롤러(312) 및 한 쌍의 하부 롤러(323)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first roller unit 310 may include a support plate 311 , a pair of upper rollers 312 , and a pair of lower rollers 323 .

지지 플레이트(311)는, 상하 길이 방향으로 연장 형성되되 이동 방향과 직각이 되도록 배치되며, 상부 및 하부가 둥글게 라운드 형태로 형성되며, 상부 전단 및 후단에 상부 롤러(312)가 각각 연결 설치되고, 하부 전단 및 후단에 하부 롤러(323)가 각각 연결 설치된다.The support plate 311 is formed extending in the vertical direction and is disposed to be perpendicular to the movement direction, the upper and lower portions are formed in a round shape, and the upper rollers 312 are connected to the upper front and rear ends, respectively. A lower roller 323 is connected to the lower front and rear ends, respectively.

상부 롤러(312)는, 지지 플레이트(311)의 상부 전단 및 후단에 각각 설치되며, 제1 상부 레일에 안착되어 회전하면서 제1 상부 레일을 따라 이동한다.The upper roller 312 is installed at the upper front end and the rear end of the support plate 311 , respectively, and is seated on the first upper rail and moves along the first upper rail while rotating.

하부 롤러(323)는, 지지 플레이트(311)의 하부 전단 및 후단에 각각 설치되며, 제1 하부 레일에 안착되어 회전하면서 제1 하부 레일을 따라 이동한다.The lower roller 323 is installed at the lower front end and the rear end of the support plate 311 , respectively, and is seated on the first lower rail and moves along the first lower rail while rotating.

제2 롤러부(320)는, 상부가 제2 상부 레일에 안착되고 하부가 제2 하부 레일에 안착되며, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)의 후단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동한다.The second roller unit 320 has an upper portion seated on the second upper rail and a lower portion seated on the second lower rail, and moves in the left and right directions along the space between the rear ends of the shelf module 111 and the rail module 112 . .

여기서, 제2 롤러부(320)는, 제1 롤러부(310)와 대칭되는 구성으로서, 제1 롤러부(310)의 구성요소가 동일하게 적용될 수 있는 것으로서, 설명의 중복을 피하기 위해 그 설명을 생략하기로 한다.Here, the second roller unit 320 is a configuration symmetrical to the first roller unit 310 , and the components of the first roller unit 310 can be equally applied, and in order to avoid duplication of description, its description shall be omitted.

롤러 연결부(330)는, 제1 롤러부(310)와 제2 롤러부(320) 사이를 연결한다.The roller connecting part 330 connects between the first roller part 310 and the second roller part 320 .

즉, 롤러 연결부(330)는, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)의 전후 길이에 대응하는 길이로 연장 형성됨으로써, 제1 롤러부(310)와 제2 롤러부(320)가 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)에 정확하게 안착되도록 함이 바람직할 것이다.That is, the roller connection part 330 is formed to extend to a length corresponding to the front and rear lengths of the shelf module 111 and the rail module 112 , so that the first roller part 310 and the second roller part 320 are connected to the shelf module. (111) and it would be desirable to be seated correctly on the rail module (112).

수직 높이 조절부(340)는, 제1 롤러부(310)의 전단에 설치되며, 하측 수직 방향으로 신장 또는 수축되면서 길이가 조절됨에 따라 링크부(350)의 설치 높이를 조절한다.The vertical height adjustment unit 340 is installed at the front end of the first roller unit 310 and adjusts the installation height of the link unit 350 as the length is adjusted while extending or contracting in the lower vertical direction.

링크부(350)는, 수직 높이 조절부(340)의 하측에 수직 높이 조절부(340)와 직각이 되도록 설치된다.The link unit 350 is installed at a right angle to the vertical height adjustment unit 340 at the lower side of the vertical height adjustment unit 340 .

회전 조절부(360)는, 링크부(350)의 후단 하측에 연결 설치되며, 바닥면과 수직이 되는 회전축으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 하측에 설치되는 카메라부(370)의 영상 촬영 각도를 조절한다.The rotation control unit 360 is connected to the lower side of the rear end of the link unit 350, and the image of the camera unit 370 is installed on the lower side while rotating clockwise or counterclockwise with a rotation axis perpendicular to the floor surface. Adjust the shooting angle.

카메라부(370)는, 회전 조절부(360)의 하측에 설치되며, 모종판(200)에서 생육 중인 작물의 이미지를 찍어 스마트팜 서버(900)로 전송한다.The camera unit 370 is installed below the rotation control unit 360 , and takes an image of a crop growing in the seedling plate 200 and transmits it to the smart farm server 900 .

상술한 바와 같은 구성을 가지는 비전 로봇(300)은, 상술한 제1 상부 레일, 제2 상부 레일, 제1 하부 레일, 및 제2 하부 레일에 의한 레일 모듈(112)의 규격과 대응되어 규격화된 레일 모듈(112)을 따라 이동이 가능하도록 제공되는 동일한 규격 및 표준화된 레일 이동장치로서의 기능을 수행한다.The vision robot 300 having the above-described configuration is standardized to correspond to the specifications of the rail module 112 by the above-described first upper rail, second upper rail, first lower rail, and second lower rail. The same standard and standardized rail movement device provided to enable movement along the rail module 112 performs a function.

이러한 레일 이동장치를 표준화 하고, 표준화된 레일 이동장치에 다양한 종류의 로봇을 결합할 수 있는 표준규격화된 결합장치가 제공되고 동일한 규격의 결합 장치를 통해 비전 로봇(300) 이외의 다양한 종류의 로봇이 결합되어 전원의 공급 및 데이터의 통신, 로봇의 제어 등이 표준화되어 제공될 수 있다. This rail moving device is standardized, and a standardized coupling device capable of combining various types of robots with the standardized rail moving device is provided, and various types of robots other than the vision robot 300 are provided through the coupling device of the same standard. In combination, the supply of power, communication of data, control of the robot, etc. can be standardized and provided.

여기서 비전 로봇(300)에는, 고해상도 카메라, 스테레오 카메라, 스펙트럼 카메라, 라이다센서, 레이저 센서 중 1 이상 탑재될 수 있다. Here, the vision robot 300 may be equipped with one or more of a high-resolution camera, a stereo camera, a spectrum camera, a lidar sensor, and a laser sensor.

이러한 비전 로봇(300)은, 레일 모듈(112)을 지속적으로 이동하면서 생육정보, 발육상태, 수확시기, 병충해 상태 등을 상시로 모니터링 할 수도 있다.The vision robot 300 may constantly monitor growth information, growth status, harvest time, pest status, etc. while continuously moving the rail module 112 .

또한, 별도로 구비될 수 있는 수확로봇, 수분로봇, 모종로봇 등 기타의 다른 로봇과 통합제어시스템에 연동되어 다양한 임무를 수행할 때 다른 로봇의 시각(눈)을 담당 할 수 있도록 제공된다. In addition, it is linked to the integrated control system with other robots, such as harvesting robots, pollination robots, and seedling robots, which may be separately provided, so that they can take charge of the eyes (eyes) of other robots when performing various tasks.

이를 통해, 다른 임무로봇에 필요한 중복되는 비전센서(400)를 제거하여 시설설비 비용 및 운영비용을 절감하도록 제공될 수 있다.Through this, it can be provided to reduce facility facility cost and operating cost by removing the redundant vision sensor 400 required for other mission robots.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 비전 로봇(300)은, 수평, 수직 레일을 따라서 이동되도록 수평(Y축 방향)과 수직방향(Z축)방향으로 움직일 수 있도록 구성되며, 스텝모터가 탑재된 전동식 관절(즉, 수직 높이 조절부(340) 및 회전 조절부(360) 등)을 통해 촬영 위치를 변경할 수 있도록 제공될 수 있다.The vision robot 300 having the configuration as described above is configured to move in the horizontal (Y-axis direction) and vertical (Z-axis) directions so as to move along horizontal and vertical rails, and an electric joint equipped with a step motor It may be provided so that the photographing position can be changed through (ie, the vertical height adjustment unit 340 and the rotation adjustment unit 360 ).

도 6 및 도 7은 도 1의 수분 로봇을 보여주는 도면들이다.6 and 7 are views showing the water robot of FIG. 1 .

도 6 및 도 7을 참조하면, 수분 로봇(500)은, 제1 수분 롤러부(510), 제2 수분 롤러부(520), 수분 롤러 연결부(530), 수분 높이 조절부(540), 수분 이동 아암(550), 수분 저장 용기(560) 및 꽃가루 분사 노즐(570)을 포함한다.6 and 7 , the moisture robot 500 includes a first moisture roller part 510 , a second moisture roller part 520 , a moisture roller connection part 530 , a moisture height adjustment part 540 , and moisture It includes a moving arm 550 , a water storage container 560 , and a pollen spraying nozzle 570 .

제1 수분 롤러부(510)는, 상부가 제1 상부 레일에 안착되고 하부가 제1 하부 레일에 안착되며, 수분 롤러 연결부(530)에 의해 제2 수분 롤러부(520)와 서로 연결 설치되어 로봇을 지지하며, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)의 전단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동하면서 로봇을 이동시킨다.The first moisture roller part 510 is installed with an upper part mounted on the first upper rail and a lower part seated on the first lower rail, and connected to each other with the second moisture roller part 520 by a moisture roller connection part 530 , It supports the robot and moves the robot while moving in the left and right directions along the space between the front ends of the shelf module 111 and the rail module 112 .

제2 수분 롤러부(520)는, 상부가 제2 상부 레일에 안착되고 하부가 제2 하부 레일에 안착되며, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)의 후단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동한다.The second moisture roller unit 520 has an upper portion seated on the second upper rail and a lower portion seated on the second lower rail, and moves in the left and right directions along the space between the rear ends of the shelf module 111 and the rail module 112 . do.

수분 롤러 연결부(530)는, 제1 수분 롤러부(510)와 제2 수분 롤러부(520) 사이를 연결하여 지지한다.The moisture roller connecting part 530 connects and supports between the first moisture roller part 510 and the second moisture roller part 520 .

수분 높이 조절부(540)는, 제1 수분 롤러부(510)의 전단에 설치되며, 하측 수직 방향으로 신장 또는 수축되면서 길이가 조절되어 수분될 작물의 높이에 대응하여 수분 이동 아암(550)을 승강 또는 하강시켜 준다.The water height adjusting unit 540 is installed at the front end of the first water roller unit 510, and the length is adjusted while extending or contracting in the lower vertical direction to correspond to the height of the crop to be pollinated. elevate or lower

수분 이동 아암(550)은, 수분 높이 조절부(540)의 하측에 바닥면과 수직이 되는 회전축으로 하여 수분될 작물의 위치에 꽃가루 분사 노즐(570)이 안착될 수 있도록 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 연결 설치되며, 수분될 작물의 위치에 꽃가루 분사 노즐(570)이 안착될 수 있도록 길이 방향으로 신장 또는 수축이 가능하도록 구성된다.The water movement arm 550 is rotated at the lower side of the water height adjustment unit 540 and is perpendicular to the bottom surface in a clockwise or counterclockwise direction so that the pollen spray nozzle 570 can be seated at the position of the crop to be pollinated. It is rotatably connected and installed, and is configured to be extended or contracted in the longitudinal direction so that the pollen spray nozzle 570 can be seated at the position of the crop to be pollinated.

수분 저장 용기(560)는, 수분 이동 아암(550)의 후단 상측에 설치되며, 액상 꽃가루를 저장해 두며, 꽃가루 분사 노즐(570)로 공급한다.The water storage container 560 is installed on the upper side of the rear end of the water transfer arm 550 , stores liquid pollen, and supplies it to the pollen spray nozzle 570 .

꽃가루 분사 노즐(570)은, 수분 이동 아암(550)의 전단 하측에 설치되며, 수분 저장 용기(560)로부터 액상 꽃가루를 공급받아 모종판(200)에서 생육 중인 작물로 분사한다.The pollen spray nozzle 570 is installed below the front end of the moisture transfer arm 550 , receives liquid pollen from the moisture storage container 560 , and sprays it onto the growing crop on the seedling plate 200 .

상술한 바와 같은 구성을 가지는 수분 로봇(500)은, 회전솔(580)을 더 포함할 수 있다.The water robot 500 having the configuration as described above may further include a rotary brush 580 .

회전솔(580)은, 꽃가루 분사 노즐(570)에 연결 설치되며, 하측을 따라 브러시가 설치되며, 액상 꽃가루의 효율적인 수분을 도울 수 있도록 꽃가루 분사 노즐(570)에서 액상 꽃가루가 분사되면 모종판(200)에서 생육 중인 작물에 밀착되어 있는 브러시를 회전시켜 준다.The rotary brush 580 is connected to the pollen spray nozzle 570, and a brush is installed along the lower side, and when liquid pollen is sprayed from the pollen spray nozzle 570 to help efficient pollination of liquid pollen, the seedling plate 200 ), rotate the brush attached to the growing crop.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 수분 로봇(500)은, 수분(액상 꽃가루)을 담는 수분 저장 용기(560)와 수분액을 호스 등으로 이동시켜 분사시키는 꽃가루 분사 노즐(570), 수분이 잘되도록 구성되어 회전형 회전솔(580)을 사용해서 보다 더 정밀 수분이 가능하도록 구성되며, 다수의 개발자로부터 다양한 응용제품의 개발이 가능하도록 플렛폼으로 제공될 수 있다.The pollination robot 500 having the configuration as described above includes a moisture storage container 560 containing moisture (liquid pollen), a pollen spray nozzle 570 that moves the moisture solution with a hose, etc. It is configured to enable more precise moisture by using the rotary brush 580, and may be provided as a platform to enable the development of various application products from a number of developers.

도 8 및 도 9는 도 1의 수확 로봇을 보여주는 도면들이다.8 and 9 are views showing the harvesting robot of FIG.

도 8 및 도 9를 참조하면, 수확 로봇(600)은, 제1 수확 롤러부(610), 제2 수확 롤러부(620), 수확 롤러 연결부(630), 수확 높이 조절부(640), 수확 이동 아암(650) 및 절개부(660)를 포함한다.8 and 9 , the harvesting robot 600 includes a first harvest roller unit 610 , a second harvest roller unit 620 , a harvest roller connection unit 630 , a harvest height adjustment unit 640 , and a harvest. It includes a moving arm 650 and a cutout 660 .

제1 수확 롤러부(610)는, 상부가 제1 상부 레일에 안착되고 하부가 제1 하부 레일에 안착되며, The first harvesting roller unit 610 is seated on the upper first upper rail and the lower portion is seated on the first lower rail,

수확 롤러 연결부(630)에 의해 제2 수확 롤러부(620)와 연결 설치되어 로봇을 지지하며, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)의 전단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동하면서 로봇을 이동시킨다.The second harvesting roller unit 620 is connected and installed by the harvesting roller connecting unit 630 to support the robot, and the robot is moved while moving in the left and right directions along the space between the front ends of the shelf module 111 and the rail module 112 . make it

제2 수확 롤러부(620)는, 상부가 제2 상부 레일에 안착되고 하부가 제2 하부 레일에 안착되며, 선반 모듈(111)과 레일 모듈(112)의 후단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동한다.The second harvesting roller unit 620 has an upper portion seated on the second upper rail and a lower portion seated on the second lower rail, and moves in the left and right directions along the space between the rear ends of the shelf module 111 and the rail module 112 . do.

수확 롤러 연결부(630)는, 제1 수확 롤러부(610)와 제2 수확 롤러부(620) 사이를 연결 설치되어 로봇을 지지한다.The harvesting roller connection unit 630 is connected between the first harvesting roller unit 610 and the second harvesting roller unit 620 to support the robot.

수확 높이 조절부(640)는, 제1 수확 롤러부(610)의 전단에 설치되며, 하측 수직 방향으로 신장 또는 수축되면서 길이가 조절되어 수확될 작물의 위치에 대응하여 수확 이동 아암(650)을 승강 또는 하강시켜 준다.The harvest height adjusting unit 640 is installed at the front end of the first harvesting roller unit 610, and the length is adjusted while extending or contracting in the lower vertical direction to correspond to the position of the crop to be harvested. elevate or lower

수확 이동 아암(650)은, 수확 높이 조절부(640)의 하측에 바닥면과 수직이 되는 회전축으로 하여 수확될 작물의 위치에 대응하여 절개부(660)가 배치될 수 있도록 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 연결 설치되며, 수확될 작물의 위치에 대응하여 전단 하측에 설치되는 절개부(660)가 배치될 수 있도록 길이 방향으로 신장 또는 수축이 가능하도록 구성된다.The harvesting movement arm 650 is clockwise or counterclockwise so that the cutout 660 can be disposed in response to the position of the crop to be harvested with a rotation axis perpendicular to the bottom surface on the lower side of the harvest height adjusting unit 640 . It is connected and installed so as to be rotatable in the direction, and is configured to be extended or contracted in the longitudinal direction so that the cutout 660 installed on the lower side of the front end corresponding to the position of the crop to be harvested can be disposed.

절개부(660)는, 수확 이동 아암(650)의 전단 하측에 설치되며, 모종판(200)에서 생육 중인 성숙된 작물을 절개하여 수확 박스(700)로 낙하시켜 준다.The cutout 660 is installed below the front end of the harvesting movement arm 650 , and cuts a mature crop growing in the seedling plate 200 to drop it into the harvest box 700 .

일 실시예에서, 절개부(660)는, 절개 헤드(661), 한 쌍의 그립 손가락(662) 및 절단날(663)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the cutout 660 may include a cutting head 661 , a pair of gripping fingers 662 , and a cutting blade 663 .

절개 헤드(661)는, 수확 이동 아암(650)의 전단 하측에 바닥면과 수직이 되는 회전축으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 연결 설치되며, 전단에 한 쌍의 그립 손가락(662) 및 절단날(663)이 설치된다.The cutting head 661 is connected and installed so as to be rotatable in a clockwise or counterclockwise direction with a rotation axis perpendicular to the floor surface at the lower side of the front end of the harvesting movement arm 650, and a pair of gripping fingers 662 at the front end. And a cutting blade 663 is installed.

그립 손가락(662)은, 절개 헤드(661)의 전단 하측에 설치되며, 절개 헤드(661)가 작물로 접근하면 사이의 이격 간격으로 작물을 파지하며, 작물이 미끄러지지 않도록 고무 등과 같은 탄성 재질로 제작되어 절단날(663)에 의해 작물이 절단되는 경우에도 일정 시간 낙하되지 않고 파지 상태가 유지되도록 할 수 있다.The grip finger 662 is installed on the lower side of the front end of the incision head 661, and when the incision head 661 approaches the crop, it grips the crop at a spacing therebetween, and is made of an elastic material such as rubber to prevent the crop from slipping. Even when the crop is cut by the cutting blade 663, it is possible to maintain the holding state without falling for a certain period of time.

절단날(663)은, 절개 헤드(661)의 전단 상측에 설치되며, 그립 손가락(662)에 의해 작물이 파지되면 절개 헤드(661)의 내측으로부터 노출되면서 작물을 절단한다.The cutting blade 663 is installed above the front end of the cutting head 661 , and when the crop is gripped by the grip finger 662 , the cutting blade 663 is exposed from the inside of the cutting head 661 and cuts the crop.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 수확 로봇(600)은, 비전센서 일체형 또는 비전 로봇(300)과 연동하여 운영되며, 이를 판별하는 SW, 이를 중앙에서 제어하는 통합제어시스템인 스마트팜 서버(900) 등으로 구성될 수 있다.The harvest robot 600 having the configuration as described above is operated in conjunction with a vision sensor integrated or vision robot 300, and a SW that determines it, a smart farm server 900 that is an integrated control system that centrally controls it, etc. can be composed of

상술한 바와 같은 구성을 가지는 수확 로봇(600)은, 표준화된 이동형 로봇으로서, 참여 개발자들이 다양한 스마트팜 전용 비전센서와 응용SW를 개발 탑재하여 통합운영시스템에 연동하여 운영할 수 있어, 다양한 작물과 부가기능을 개발자들로부터 제공받아 최적의 수확로봇을 개발 및 판매 가능하도록 제공되는 플랫폼형 수확 로봇으로 구현될 수 있다.The harvest robot 600 having the configuration as described above is a standardized mobile robot, and participating developers can develop and mount various smart farm-specific vision sensors and application software to operate in conjunction with the integrated operating system, so that various crops and It can be implemented as a platform-type harvesting robot that is provided to develop and sell an optimal harvesting robot by receiving additional functions from developers.

이러한, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 수확 로봇(600)은, SW를 통해 "가지치기" 용도의 로봇으로도 활용이 가능하도록 제작되며, 기존의 수확 로봇과 달리 6관절형 로봇이 아닌 로봇 팔(헤드) 부분을 360도 회전할 수 있도록 구성되고, 안착부(110)을 따라 수확 위치와 수확 박스(700) 위치로 이동되도록 하여 공간을 절약하고 다수의 로봇팔이 동시에 작업할 수 있도록 구성되며, 로봇 팔(헤드) 부분에는 과실의 꼭지를 잡는 그립 손가락(662)과 그립 손가락(662)의 상부에 전지가위 형태의 절삭하는 절단날(663)를 일체형으로 하여 절삭과 동시에 수확된 과일을 잡도록 구성될 수 있다.This, the harvest robot 600 having the configuration as described above is manufactured to be utilized as a robot for "pruning" through SW, and unlike the existing harvesting robot, a robot arm (not a 6-joint robot) The head) part is configured to rotate 360 degrees, and it is moved to the harvesting position and the harvesting box 700 along the seating part 110 to save space and to allow multiple robot arms to work simultaneously, In the robot arm (head) part, a grip finger 662 that grabs the stem of the fruit and a cutting blade 663 that cuts in the form of pruning shears are integrated on the upper part of the grip finger 662 so as to hold the harvested fruit at the same time as cutting. can be

본 발명에서는, 통합 수직형 재배 시설 프레임(100)의 상단 레일에는, 수확 로봇(600), 하단 레일에는 수확한 과실, 채소류를 담는 수확 박스(700)로 구성되며, 상호 위치가 연동되어 이동하도록 구성된다.In the present invention, the upper rail of the integrated vertical cultivation facility frame 100 is composed of a harvesting robot 600, and the lower rail is composed of a harvest box 700 containing harvested fruits and vegetables, and the mutual positions are interlocked to move. is composed

이때, 수확 박스(700)에는, 접촉식/비접촉식/전자식/이미지 테그를 통해 박스의 위치를 정확히 식별할 수 있도록 구성되며, 박스를 탑재하고 이동시키는 이동장치(800)에는 중량 센서, 레이저 센서 등을 통해 적층순서에 따른 공간위치를 판별할 수 있도록 구성된다.At this time, the harvest box 700 is configured to accurately identify the position of the box through contact/non-contact/electronic/image tags, and the moving device 800 for mounting and moving the box includes a weight sensor, a laser sensor, etc. It is configured to be able to determine the spatial position according to the stacking order through the

그리고, 수확 박스(700)는 다양한 형태로 제작되는데. 과실특성 별로 적층할 때 상하지 않도록 특수한 형태를 구상하여 제작될 수 있다.And, the harvest box 700 is produced in various forms. It can be manufactured by designing a special shape so as not to be damaged when stacked according to fruit characteristics.

상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above-described embodiments are for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the above-described embodiments pertain can easily transform into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the above-described embodiments. You will understand. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본 명세서를 통해 보호받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The scope to be protected through the present specification is indicated by the claims described below rather than the above detailed description, and should be construed to include all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents. .

10: 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템
100: 통합 수직형 재배 시설 프레임
200: 모종판
300: 비전 로봇
400: 생육 센싱 모듈
500: 수분 로봇
600: 수확 로봇
700: 수확 박스10: Smart farm system using prefabricated robots and facilities
100: Integrated Vertical Growing Facility Frame
200: seedling plate
300: vision robot
400: growth sensing module
500: water robot
600: harvest robot
700: harvest box

Claims (6)

작물을 기르기 위한 모종판이 안착될 수 있도록 상하 방향의 다수 개의 층으로 이루어지는 통합 수직형 재배 시설 프레임;
상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에 연결 설치되며, 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임을 따라 이동하면서 상기 모종판에서 생육 중인 작물의 이미지를 찍어 전송시키는 비전 로봇;
상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에 연결 설치되어 온도, 습도, 일조량, 및 일기 센서 데이터 중 적어도 하나 이상의 정보를 전송하는 생육 센싱 모듈;
상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에 연결 설치되며, 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임을 따라 이동하면서 상기 모종판에서 생육 중인 작물에 액상 꽃가루를 분사하여 수분(受粉)시켜 주는 수분 로봇; 및
상기 통합 수직형 재배 시설 프레임에 연결 설치되며, 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임을 따라 이동하면서 상기 모종판에서 생육 중인 성숙된 작물을 절개하여 수확 박스로 낙하시켜 주는 수확 로봇;을 포함하는, 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템.
An integrated vertical cultivation facility frame consisting of a plurality of layers in the vertical direction so that the seedling plate for growing crops can be seated;
a vision robot connected to the integrated vertical cultivation facility frame and installed to take and transmit an image of a crop growing on the seedling plate while moving along the integrated vertical cultivation facility frame;
a growth sensing module connected to the integrated vertical cultivation facility frame and installed to transmit at least one of temperature, humidity, sunlight, and weather sensor data;
a pollinator connected to the integrated vertical cultivation facility frame, and moving along the integrated vertical cultivation facility frame by spraying liquid pollen to the crops growing on the seedling plate to pollinate them; and
A harvesting robot that is connected to the integrated vertical cultivation facility frame and installed to cut the mature crop growing on the seedling plate and drop it into a harvest box while moving along the integrated vertical cultivation facility frame; including, a prefabricated robot and Smart farm system using facilities.
 제1항에 있어서, 상기 통합 수직형 재배 시설 프레임은,
다수 개가 상하 방향으로 서로 동일한 간격으로 이격 설치되는 안착부;
일 안착부와 다른 안착부 사이를 따라 설치되어 상기 일 안착부와 상기 다른 안착부 사이를 지지하는 레일간 지지대; 및
최하측에 위치하는 안착부의 하측을 따라 설치되어 상기 최하측에 위치하는 안착부를 바닥면으로부터 상측으로 이격시켜 지지하는 받침대;를 포함하며,
상기 안착부는,
상기 모종판을 상측에 안착시킬 수 있도록 사각 평판 형태로 형성되는 선반 모듈;
상기 선반 모듈의 형상에 대응하는 사각 평판 형태로 형성되며, 상기 선반 모듈과 대향하면서 상기 선반 모듈로부터 하측으로 이격되어 설치되는 레일 모듈;
상기 선반 모듈의 전단 하측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제1 상부 레일;
상기 선반 모듈의 후단 하측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제2 상부 레일;
상기 제1 상부 레일과 대향하면서 상기 레일 모듈의 전단 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제1 하부 레일;
상기 제2 상부 레일과 대향하면서 상기 레일 모듈의 후단 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되는 제2 하부 레일;
상기 선반 모듈의 상측을 따라 좌우 길이 방향으로 연장 형성되며, 상기 모종판으로 공급될 수분, 영양액 및 백신 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 전달하는 공급 배관 라인; 및
상기 공급 배관 라인의 전단 및 후단을 따라 다수 개가 일정한 간격으로 설치되며, 상기 모종판이 상기 선반 모듈에 안착되면 상기 모종판에 체결되는 동시에 입구가 개방되어 공급 배관 라인을 통해 흐르는 물질을 전달받아 상기 모종판으로 공급하는 호스 스트로크;를 포함하는, 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템.
According to claim 1, The integrated vertical cultivation facility frame,
a plurality of seating units installed at equal intervals in the vertical direction;
an inter-rail support installed along between one seating part and another seating part to support between the one seating part and the other seating part; and
It includes; a pedestal installed along the lower side of the seating part located at the lowermost side to support the seating part located at the lowermost side by being spaced upward from the bottom surface.
The seating part,
a shelf module formed in the form of a square plate so that the seedling plate can be seated on the upper side;
a rail module formed in a rectangular flat plate shape corresponding to the shape of the shelf module, facing the shelf module, and spaced downward from the shelf module;
a first upper rail extending in a left and right longitudinal direction along a lower front end of the shelf module;
a second upper rail extending in a left and right longitudinal direction along a lower rear end of the shelf module;
a first lower rail facing the first upper rail and extending in a left and right longitudinal direction along an upper side of the front end of the rail module;
a second lower rail facing the second upper rail and extending in a left and right longitudinal direction along an upper side of the rear end of the rail module;
a supply pipe line extending in the left and right longitudinal directions along the upper side of the shelf module and delivering at least one of moisture, nutrient solution, and vaccine to be supplied to the seedling plate; and
A plurality of pieces are installed at regular intervals along the front and rear ends of the supply pipe line, and when the seedling plate is seated on the shelf module, it is fastened to the seedling plate and at the same time an inlet is opened to receive the material flowing through the supply pipe line and to the seedling plate A smart farm system using prefabricated robots and facilities, including; a hose stroke to supply.
 제2항에 있어서, 상기 수분 로봇은,
상부가 상기 제1 상부 레일에 안착되고 하부가 제1 하부 레일에 안착되며, 상기 선반 모듈과 상기 레일 모듈의 전단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동하는 제1 수분 롤러부;
상부가 상기 제2 상부 레일에 안착되고 하부가 제2 하부 레일에 안착되며, 상기 선반 모듈과 상기 레일 모듈의 후단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동하는 제2 수분 롤러부;
상기 제1 수분 롤러부와 상기 제2 수분 롤러부 사이를 연결하는 수분 롤러 연결부;
상기 제1 수분 롤러부의 전단에 설치되며, 하측 수직 방향으로 신장 또는 수축되면서 길이가 조절되는 수분 높이 조절부;
상기 수분 높이 조절부의 하측에 바닥면과 수직이 되는 회전축으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 연결 설치되며, 길이 방향으로 신장 또는 수축이 가능하도록 구성되는 수분 이동 아암;
상기 수분 이동 아암의 후단 상측에 설치되며, 액상 꽃가루를 저장해 두는 수분 저장 용기; 및
상기 수분 이동 아암의 전단 하측에 설치되며, 상기 수분 저장 용기로부터 액상 꽃가루를 공급받아 상기 모종판에서 생육 중인 작물로 분사하는 꽃가루 분사 노즐;을 포함하는, 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템.
According to claim 2, wherein the water robot,
a first moisture roller part having an upper portion seated on the first upper rail and a lower portion seated on the first lower rail, and moving in left and right directions along a space between the front ends of the shelf module and the rail module;
a second moisture roller part having an upper portion seated on the second upper rail and a lower portion seated on the second lower rail, and moving in the left and right directions along a space between the shelf module and rear ends of the rail module;
a moisture roller connecting part connecting the first moisture roller part and the second moisture roller part;
a water height adjustment unit installed at the front end of the first water roller unit, the length of which is adjusted while extending or contracting in the lower vertical direction;
a water movement arm that is connected and installed to be rotatable in a clockwise or counterclockwise direction on a lower side of the water level adjusting unit as a rotation axis perpendicular to the floor surface, and is configured to be extended or contracted in the longitudinal direction;
a water storage container installed above the rear end of the water transfer arm and storing liquid pollen; and
A smart farm system using prefabricated robots and facilities, including; a pollen spray nozzle installed below the front end of the water transfer arm, receiving liquid pollen from the water storage container and spraying it onto the growing crop on the seedling plate.
 제3항에 있어서, 상기 수분 로봇은,
상기 꽃가루 분사 노즐에 연결 설치되며, 하측을 따라 브러시가 설치되며, 액상 꽃가루의 효율적인 수분을 도울 수 있도록 상기 꽃가루 분사 노즐에서 액상 꽃가루가 분사되면 상기 모종판에서 생육 중인 작물에 밀착되어 있는 상기 브러시를 회전시켜 주는 회전솔;을 포함하는, 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템.
According to claim 3, wherein the water robot,
It is connected to the pollen spray nozzle, and a brush is installed along the lower side, and when liquid pollen is sprayed from the pollen spray nozzle to help efficient pollination of liquid pollen, the brush in close contact with the crop growing on the seedling board is rotated A smart farm system using prefabricated robots and facilities, including a rotating brush.
 제2항에 있어서, 상기 수확 로봇은,
상부가 상기 제1 상부 레일에 안착되고 하부가 제1 하부 레일에 안착되며, 상기 선반 모듈과 상기 레일 모듈의 전단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동하는 제1 수확 롤러부;
상부가 상기 제2 상부 레일에 안착되고 하부가 제2 하부 레일에 안착되며, 상기 선반 모듈과 상기 레일 모듈의 후단 이격 공간을 따라 좌우 방향으로 이동하는 제2 수확 롤러부;
상기 제1 수확 롤러부와 상기 제2 수확 롤러부 사이를 연결하는 수확 롤러 연결부;
상기 제1 수확 롤러부의 전단에 설치되며, 하측 수직 방향으로 신장 또는 수축되면서 길이가 조절되는 수확 높이 조절부;
상기 수확 높이 조절부의 하측에 바닥면과 수직이 되는 회전축으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 연결 설치되며, 길이 방향으로 신장 또는 수축이 가능하도록 구성되는 수확 이동 아암; 및
상기 수확 이동 아암의 전단 하측에 설치되며, 상기 모종판에서 생육 중인 성숙된 작물을 절개하여 상기 수확 박스로 낙하시켜 주는 절개부;를 포함하는, 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템.
According to claim 2, wherein the harvest robot,
a first harvesting roller part having an upper portion seated on the first upper rail and a lower portion seated on the first lower rail, and moving in the left and right directions along the space between the front ends of the shelf module and the rail module;
a second harvesting roller part having an upper portion seated on the second upper rail and a lower portion seated on the second lower rail, and moving in the left and right directions along the space between the rear ends of the shelf module and the rail module;
Harvesting roller connecting portion connecting the first harvesting roller portion and the second harvesting roller portion;
a harvest height adjustment unit installed at the front end of the first harvesting roller unit, the length of which is adjusted while extending or contracting in the lower vertical direction;
Harvest movement arm that is connected and installed so as to be rotatable in a clockwise or counterclockwise direction with a rotation axis perpendicular to the bottom surface at the lower side of the harvest height adjustment unit, and configured to be extended or contracted in the longitudinal direction; and
A smart farm system using prefabricated robots and facilities, including; an incision that is installed below the front end of the harvesting movement arm, cuts out a mature crop growing on the seedling plate and drops it to the harvest box.
 제5항에 있어서, 상기 절개부는,
상기 수확 이동 아암의 전단 하측에 바닥면과 수직이 되는 회전축으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 연결 설치되는 절개 헤드;
상기 절개 헤드의 전단 하측에 설치되며, 상기 절개 헤드가 작물로 접근하면 사이의 이격 간격으로 작물을 파지하는 한 쌍의 그립 손가락; 및
상기 절개 헤드의 전단 상측에 설치되며, 상기 그립 손가락에 의해 작물이 파지되면 상기 절개 헤드의 내측으로부터 노출되면서 작물을 절단하는 절단날;을 포함하는, 조립식 로봇 및 설비를 활용한 스마트팜 시스템.The method of claim 5, wherein the cutout,
an incision head connected and installed so as to be rotatable in a clockwise or counterclockwise direction with a rotation axis perpendicular to the floor surface below the front end of the harvesting movement arm;
a pair of grip fingers installed at the lower side of the front end of the incision head, and gripping the crop at a spacing therebetween when the incision head approaches the crop; and
A smart farm system using prefabricated robots and facilities, including; a cutting blade installed on the upper side of the front end of the incision head, and cutting the crop while being exposed from the inside of the incision head when the crop is gripped by the grip finger.
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