본 발명은 경작지에서 운반 대상물을 운반할 수 있는 경작지용 운반기계 및 그를 구비한 운반 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 과수원, 농장, 하우스 등에서는 수확한 수확물 또는 시비용 장비, 농약 살포용 장비 등 각종 장비를 운반하기 위해서 운반기계를 마련하여 사용한다.

이러한 운반기계로 주로 인력에 의한 운반기계, 예를 들어 손수레 등이 이용되어 왔으며, 작업자의 노동부담이 가중되는 문제점이 있었다.

또한 상황에 따라 운반 대상물을 다량으로 운송하는 경우도 있으나, 인력에 의한 운반 작업은 한번에 운반할 수 있는 운반 대상물의 양에 한계가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 운반 설비의 기계화가 필요할 수 있다. 그러나, 과수원, 농장, 하우스 등과 같은 작업 현장은 필요에 따라 운반기계 또는 설비가 자주 바뀌어야 하므로 기계화가 용이하지 않다.

또한, 과수원, 농장, 비닐하우스 등과 같은 현장은 농경지의 특성상 평탄하지 않은 토사로 된 지표면인 경우가 대부분이므로, 운반기계의 주행시 진행방향을 바꾸는 것이 용이하지 않다.

이에 따라, 경작지에 설치가 간단한 궤도를 구비하고, 궤도상에서 자동으로 주행하는 운반기계 및 그를 구비한 운반 시스템이 고려될 수 있다.

본 발명의 일 목적은, 경작지 바닥에 설치되는 궤도상에서 자동으로 주행하는 경작지용 운반기계를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 궤도를 따라 원활하게 주행할 수 있는 경작지용 운반기계 및 그를 구비한 운반 시스템을 제공하는 것에 있다.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르는 경작지용 운반기계는 경작지의 바닥을 구를 수 있게 차륜이 장착되는 프레임과 차륜에 구동력을 제공하는 구동부를 포함한다.

프레임의 상부에는 운반 대상물을 실을 수 있게 적재부가 형성되며, 프레임의 하부에는 경작지 바닥에 깔려지는 궤도를 따라 구를 수 있게 구성되는 안내 바퀴가 장착된다.

경작지용 운반 시스템은 경작지 바닥에 설치되는 단일 선로의 궤도를 포함한다. 궤도상에는 경작지용 운반기계가 궤도를 따라 이동할 수 있도록 배치된다. 프레임에는 안내 바퀴를 궤도를 향해 가압시키는 가압부가 형성되어, 안내 바퀴가 궤도에서 이탈되는 것을 완화 또는 방지한다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 안내 바퀴는 상기 프레임의 전방과 후방에 각각 하나씩 배치된다. 구동부는 차륜을 전방과 후방으로 각각 구를 수 있는 구동력을 제공한다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 안내 바퀴는 프레임에 대해 방향 전환가능하게 연결되어 안내 바퀴가 궤도의 방향에 따라 정렬되도록 한다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 가압부는 안내바퀴 지지부재 및 스프링을 포함한다. 안내바퀴 지지부재의 일단부는 프레임과 힌지 결합부를 형성하고, 타단부는 안내바퀴와 연결된다. 스프링은 안내바퀴 지지부재의 일단부를 당겨주도록 안내바퀴 지지부재의 일단부에 연결된다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 궤도는 원형의 단면으로 형성되고, 안내 바퀴의 외주면은 궤도를 수용하는 홈이 구비되는 단면으로 형성된다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 차륜은 좌우 한 쌍으로 형성되고, 좌우 양 차륜은 각각 차동기어부에 연결된다. 차동기어부는 궤도가 구부러져 있는 경우 좌우 양 차륜이 차등적으로 회전되도록 한다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 프레임의 전후방에는 차륜의 회전을 정지시키는 동작을 제어하는 스위치가 장착된다. 스위치는 경작지 궤도상의 정지 위치에 배치된 정지유도체와 접촉가능하게 돌출 형성된다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 경작지 바닥에 모노레일 형태로 설치되는 궤도궤도와 이를 따라 이동할 수 있도록 배치되는 경작지용 운반기계를 포함하는 운반 시스템이 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 경작지용 운반기계 및 그를 구비한 운반 시스템은 구동부 및 궤도를 구비하여 경작지에서 운반 대상물을 자동으로 운반할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 안내 바퀴를 차륜의 전방에 배치하여 운반기계가 궤도상에서 이탈되는 것을 완화 또는 방지할 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 안내 바퀴의 이탈이 완화 또는 방지되므로 파이프 등을 연결하여 간단하게 궤도를 설치할 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 안내 바퀴는 프레임의 전방과 후방에 각각 하나씩 배치되어, 차륜이 전방 또는 후방으로 구르는 것과 관계없이 항상 안내 바퀴가 차륜보다 선행되도록 할 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 안내 바퀴는 프레임에 대해 방향 전환가능하게 연결되어 구부러진 형태의 궤도를 따라 운반 기계가 원할하게 진행하도록 할 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 가압부를 형성하여 안내 바퀴가 궤도와 이탈되는 것을 완화 또는 방지할 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 안내 바퀴의 외주면에 원형의 단면을 갖는 궤도를 수용하는 홈을 구비하여, 안내 바퀴가 궤도를 수용한 채로 궤도를 따라 구를 수 있도록 한다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 궤도는 구부러진 형태를 가지는 단일 선로로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 차동기어부를 차륜축과 연결하여 궤도가 구부러져 있는 경우에 좌우 양 차륜이 차등적으로 회전되도록 할 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 프레임의 전후방에 설치된 스위치에 의해 프레임이 정지유도체와 접촉하기 전에 운반기계를 정지시키는 안전장치를 형성할 수 있다. 정지유도체의 위치를 이동시켜 운반기계가 원하는 지점에서 정지하도록 유도할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경작지용 운반기계를 나타내기 위한 개념도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 경작지용 운반기계를 나타내기 위한 전면 사시도.

도 3은 도 2의 경작지용 운반기계를 나타내기 위한 배면 사시도.

도 4는 도 3의 Ⅳ부분을 나타내는 확대도.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가압부를 나타내기 위한 개념도. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경작지용 운반기계를 나타내기 위한 개념도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경작지용 운반기계 및 그를 구비하는 운반 시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일유사한 구성에 대해서는 동일유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경작지용 운반기계(100) 및 그를 구비하는 운반 시스템(100')을 나타내기 위한 개념도이다.

경작지 바닥에 위치하는 운반기계(100)는 기본 골격을 이루는 프레임(110)에 의해 형성된다.

프레임(110)은, 예를 들어 합성수지로 형성되거나 철(Fe), 철 도금 또는 스테인레스 스틸(STS) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

프레임(110)은 비용이 저렴한 철판 등을 결합하여 사다리꼴 프레임(ladder type frame)으로 형성될 수 있다. 이러한 프레임(110)의 결합 방법으로, 예를 들어 용접, 리벳이음, 볼트결합 등이 이용될 수 있다.

프레임(110)에는 운반 대상물을 실을 수 있는 적재부(111)가 형성된다.

도시한 바와 같이 프레임(110)에 의해 한정되는 공간이 적재부(111)가 될 수 있다.

적재부(111)는 수확된 과일, 채소 또는 각종 장비와 같은 운반 대상물을 내부에 적재할 수 있도록 형성된다. 적재부(111)에는 운반 대상물의 추락을 방지하기 위해서 난간 또는 측벽이 일정한 높이로 형성될 수 있다.

프레임(110)에는 경작지의 바닥을 구를 수 있게 차륜(120)이 장착된다.

차륜(120)은, 회전 구동할 수 있는 다양한 형태가 가능하며,

예를 들어 폐타이어를 이용하여 저렴하게 구비할 수 있다.

차륜(120)은 차륜(120)에 구동력을 제공하는 구동부(230, 도 2 참조)와 연결된다. 차륜(120)이 회전 구동되면 경작지 바닥과 마찰력이 발생하고 이를 통하여 운반기계(100)가 이동될 수 있다.

프레임(110)과 차륜(120) 사이에는 고무 또는 스프링과 같은 탄성 부재가 더 구비될 수도 있다.

경작지 바닥에는 운반기계(100)의 진행경로가 되는 궤도(150)가 깔려 있으며, 프레임(110)의 하부에는 궤도(150)를 따라 구를 수 있게 구성되는 안내 바퀴(140)가 장착된다.

궤도(150)는 원형의 단면을 가진 부재, 예를 들어 파이프(151, Pipe) 등을 이용하여 저렴한 비용으로 단일 선로 형태로 형성될 수 있다.

도시한 바와 같이 복수의 파이프(151)를 연결함으로써 구부러질 수 있는 궤도(110)를 쉽게 형성할 수 있다.

파이프 내면에서 일단은 제1 파이프(151a)와 타단은 제2 파이프(151b)와 결합하는 파이프 연결구(152) 등을 이용하여 궤도(150)의 단면의 크기의 변화가 없도록 함이 바람직하다. 다만, 궤도의 단면은 원형에 국한되지 않으며, 사각 단면 또는 홈이 있는 형태 등 다양한 형상을 가질 수 있다.

안내 바퀴(140)의 외주면(241, 이하 도 4 참조)은 궤도(150)를 수용하는 홈(241)이 형성될 수 있다.

이와 같이 안내 바퀴(140)는 궤도(150)를 수용한 채로 궤도(150)를 따라 구름으로써 운반기계(100)의 진행을 안내하는 역할을 한다.

운반기계(100)의 차륜(120)은 좌우 한 쌍으로 형성될 수 있으며, 안내 바퀴(140)는 프레임(110)의 진행 방향을 기준으로 차륜(120)의 전방에 배치될 수 있다. 도 1은 운반기계(100)가 곡선으로 굽어지는 궤도(150)를 향하여 진행하고 있는 것을 도시한 것이다.

이는 차륜(120)에 의한 운반기계(100)의 구동보다 안내 바퀴(140)에 의한 운반기계(100)의 진행방향 안내가 선행되도록 하여 운반기계(100)가 궤도(150)상에서 이탈되는 것을 완화 또는 방지하기 위함이다.

이상 살펴본 바와 같이 구동부(230)에 의하여 차륜(120)이 구동되고, 궤도(150)와 안내 바퀴(140)에 의하여 운반 기계의 진행이 안내되어 경작지에서 운반 대상물을 자동으로 운반할 수 있게 된다.

경작지에는 운반기계(100)의 정지를 유도하는 정지유도체(150')가 위치한다. 정지유도체(150')는, 예를 들어 농작물 포장 박스, 사다리, 사람 등 경작지 내의 모든 물체로써 운반기계(100)와 충돌 가능한 것을 뜻한다.

운반기계(100)에는 정지유도체(150')와 접촉가능하게 프레임(110)의 일단에 돌출 장착되어, 차륜(120)의 회전을 정지시키는 동작을 제어하는 스위치(170)가 구비될 수 있다.

이러한 스위치(170)는 프레임이 정지유도체(150')와 접촉하기 전에 정지유도체(150')와 먼저 접촉하여 눌러지도록 형성되어, 운반기계(100)를 정지시키는 안전장치가 될 수 있다.

운반기계(100)가 정지하길 원하는 지점에 정지유도체(150')를 배치하여 운반기계(100)가 그 지점에서 정지하도록 유도할 수 있다.

이를 통하여 서로 떨어져 있는 작업공간 사이에서 이동하며, 일정한 작업공간에서 정지유도체(150')의 배치 여부에 따라 선택적으로 정지하는 운반 시스템(100')을 구성할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 경작지용 운반기계(200)를 나타내기 위한 전면 사시도이며,

도 3은 경작지용 운반기계(200)를 나타내기 위한 배면 사시도이다.

프레임(210)의 하부에는 차륜(220)과 연결되어 구동력을 제공하는 구동부(230)가 구비된다.

이러한 구동부(230)는 차륜(220)을 전방과 후방으로 각각 구를 수 있는 구동력을 제공할 수 있도록 함이 바람직하다.

구동부(230)는, 예를 들어 배터리(231)와 직류모터(232)를 연결하여 형성할 수 있다.

배터리(231)는, 예를 들어 차량용 배터리 등과 같이 수명이 비교적 길고 손쉽게 구입할 수 있는 것을 이용할 수 있다.

배터리(231)는 외부 전원을 이용하여 충전이 가능한 형태일 수 있다. 가정용 전원과 같은 교류를 전원으로 사용할 경우 교류를 직류로 바꾸어 주는 컨버터(converter)가 함께 구비될 수 있다.

이러한 배터리는 주로 12V 정도의 저전압을 제공하며, 이러한 저전압에서 작동하는 소형 직류모터와 함께 보다 소형화의 구동부(230)를 이루게 된다.

직류모터(232)의 회전방향변경을 위한 방법으로, 예들 들어 2회로 2접점 스위치 또는 2회로 2접점 계전기(relay) 등을 이용한다. 이를 이용하여 선택적으로 전원의 +,- 를 서로 바꾸어주도록 한다.

직류모터(232)의 회전을 차륜에 전달하기 위하여 동력전달 장치가 구비된다.

동력전달 장치는 도시한 바와 같이 체인(233, chain)과 스프라켓(234, sprocket)으로 구성될 수 있으며, 예를 들어 벨트(belt)와 풀리(pulley) 또는 기어(gear)의 조합 등 원거리에서 동력을 전달할 수 있는 다양한 형태가 가능하다.

도면을 참조하면, 안내 바퀴(240)는 프레임(210)의 전방과 후방에 각각 하나씩 배치된다.

이를 통하여 프레임(210) 및 운반 대상물 등의 하중을 적어도 2개의 차륜(220)과 적어도 2개의 안내 바퀴(240)로 지지하도록 할 수 있다.

차륜(220)이 전방 또는 후방으로 구르는 것과 관계없이 항상 안내 바퀴(240)가 차륜(220)보다 선행되도록 한다.

정지유도체(150, 도 1 참조)와 접촉하여 차륜(220)의 회전을 정지시키는 동작을 제어하는 스위치(260)는 프레임(210)의 전후 양단에 에 돌출 장착되도록 함이 바람직하다. 이는 차륜(220)이 구르는 방향과 관계없이 항상 스위치(260)가 안전장치로 작동하도록 한다.

프레임(210)에는 구동부(230)에 의하여 차륜(220)이 회전하도록 하는 동작을 제어하는 제어 스위치(260')가 형성될 수 있다. 이러한 제어 스위치(260')는, 예를 들어 한 번 누르면 차륜(220)이 회전하도록 하고, 다시 누르면 차륜(220)이 정지하도록 구성할 수 있다.

도 4는 도 3의 Ⅳ부분을 나타내는 확대도이다.

안내 바퀴(240)의 외주면은 궤도(150, 도 1 참조)를 수용하는 홈(241)이 구비되는 단면으로 형성된다.

홈(241)은, 예를 들어 'U' 또는 'V'자와 같이 형성되어 안내 바퀴(240)가 은 궤도(150)상에서 측방향으로 이탈되는 것을 방지하도록 한다.

안내 바퀴(240)는 궤도(150)의 방향에 따라 정렬되도록 프레임(210)에 대해 방향 전환가능하게 연결된다.

이는 곡선으로 굽어지는 궤도(150)를 따라 운반 기계(200)가 원할하게 진행하도록 한다.

안내 바퀴(240)는 중심축(미도시)을 중심으로 회전할 수 있도록 안내 바퀴 받침대(242)에 장착된다. 안내 바퀴 받침대(242)는 판재가 절곡된 형태로 형성되어 일면은 안내 바퀴 지지부재(243)에 회전가능하게 체결된다.

예를 들어 안내 바퀴 받침대(242)의 일면 및 안내 바퀴 지지부재(243)에 서로 대응하는 구멍이 형성되고, 구멍 사이가 헐거운 리벳 이음(142', 도 1 참조)으로 연결될 수 있다.

안내 바퀴(240)와 궤도(150)의 이탈을 완화 또는 방지하기 위하여, 프레임(210)에는 안내 바퀴(240)를 궤도(150)를 향해 가압시키는 적어도 하나의 가압부(270)가 장착될 수 있다.

가압부(270)는 안내 바퀴 지지부재(243)와 스프링(271) 등이 결합하여 구성될 수 있다.

안내 바퀴 지지부재의 일단부(244)는 프레임(210)과 힌지 결합부(272)를 형성하며, 타단부(245)에는 안내 바퀴 받침대(242)가 장착된다.

이러한 안내 바퀴 지지부재의 일단부(244)는 스프링(271)과 연결된다.

스프링(271)은 스프링 지지봉(274)에 연결되며, 스프링 지지봉(274)은 프레임(210)에서 구비된 결합대(275)와 스프링(271)의 변형량을 조절가능하게 결합될 수 있다.

예를 들어 스프링 지지봉(274)의 외주면에 수나사를 형성하고 결합대(275)에 암나사를 형성하여 결합할 수 있다.

이러한 결합은 스프링 지지봉(274)의 회전 정도에 따라 스프링 지지봉(274)이 결합대(275)를 관통하여 튀어나오는 길이가 조절된다.

이때 스프링 지지봉(274)이 튀어나오는 길이를 길게 할수록 스프링(271)의 인장 변형은 더욱 커지게 되며, 이를 통하여 스프링(271)의 탄성력을 조절할 수 있다.

스프링(271)이 가지는 탄성력은 안내 바퀴 지지부재의 일단부(244)을 당겨주며, 마치 시소(seesaw)와 같이 안내 바퀴 지지부재의 타단부(245)는 힌지 결합부(272)와 멀어지는 방향으로 회전하게 된다.

안내 바퀴 지지부재의 타단부(245)에 장착된 안내 바퀴 받침대(242)는 힌지 결합부와 멀어지는 방향으로 회전하게 되며, 안내 바퀴(240)는 궤도(150)를 향해 가압하게 된다.

일반적으로 모노레일, 기차 등의 진행방향을 안내하는 궤도(또는 레일)가 복수의 선로를 이룬다.

이와 달리 궤도(150)가 단일 선로(도 1 참조)로 형성되어도 가압부(270)를 통하여 안내 바퀴(240)의 이탈이 완화 또는 방지될 수 있다.

또한 가압부(270)를 통하여 안내 바퀴(240)의 이탈이 완화 또는 방지될 수 있으므로 궤도(150)는 파이프 등을 연결하여 간단하게 설치할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가압부(370)를 나타내기 위한 개념도이다.

안내 바퀴 지지부재(343)가 프레임(310)에 고정되도록 결합되어 있다.

안내 바퀴 지지부재(343)의 일면에는 구멍(346)이 형성된다.

안내 바퀴 받침대(342)에는 구멍(346)에 삽입되며, 구멍(346)을 관통하여 이동가능한 돌출부(342a)가 형성된다. 돌출부(342a)의 끝단은 돌출부(342a)가 구멍(346)을 완전히 이탈하지 못하도록 하기 위하여 구멍(346)보다 크도록 형성되는 이탈 방지부(342b)가 구비된다.

안내 바퀴(240)의 가압을 위하여 돌출부(342a)의 외주면을 감도록 스프링(371)이 배치된다.

스프링(371)은 프레임(310) 등의 무게에 의하여 압축되며, 이때 발생하는 탄성 복원력은 안내 바퀴(240)를 궤도(150)에 가압시킨다.

이와 같은 가압부는 스프링(371)이 없는 구성도 가능하다.

예를 들면 자석 등을 설치하여 자기력을 이용하거나, 돌출부(342a)를 매우 무거운 물체로 하여 중력을 이용하여 안내 바퀴(240)를 궤도(150)에 가압시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경작지용 운반기계(400)를 나타내기 위한 개념도이다.

도시한 바와 같이 차륜(420)은 좌우 한 쌍으로 형성되고, 프레임(410)에는 좌우 양 차륜(420)과 각각 연결되는 차동기어부(480)가 장착된다.

차동기어부(480)는 차륜(420)의 차륜축(421)과 연결되는 차동기어(differential gear)로 구성된다.

차동기어부(480)는 자동차의 뒤차축 구동에 주로 사용되는 것으로 일반적으로 구동력을 전달받는 링기어, 차동 피니언 기어(482) 및 차동 사이드 기어(483) 등으로 구성된다.

도 6을 참조하면, 링기어의 역할을 하는 스프라켓(481)이 형성되어 있으며, 스프라켓(481)에는 모터의 회전력을 전달하는 체인(433)이 연결된다.

이러한 스프라켓(481) 대신에 기어를 사용하고 모터의 회전력을 기어의 조합에 의하여 전달받는 등 다양한 구성이 가능하다.

차동 사이드 기어(483)가 차륜축(421)에 연결되어 있다. 체인(433)의 회전에 의하여 스프라켓(481)이 회전하면, 스프라켓(481), 차동 피니언 기어(482) 및 차동 사이드 기어(483)가 차륜축(421)과 함께 일체로 회전한다.

양 차륜(420)에 걸리는 회전 저항이 달라지면 차동 피니언 기어(482)는 차동 사이드 기어(483)와 맞물려서 회전하게 된다.

이를 통하여 한쪽 바퀴의 회전수가 감소한 만큼 차동 피니언 기어(482)가 회전하여 다른쪽 바퀴를 증속시킨다.

이러한 차동기어부(480)는 궤도(150)가 구부러져 있는 경우에 좌우 양 차륜(420)이 차등적으로 회전되도록 하여 운반기계(400)가 궤도를 따라 원할하게 진행되도록 한다.

상기와 같은 경작지용 운반기계는 위에서 설명된 경작지용 운반기계에 관련한 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 농사용 또는 산업용 운반기계에서도 적용이 가능하다.

또한 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.