KR100218876B1 - 오이 선별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선별대상의 크기 및 휨정도에 따라 등급을 설정하고, 설정된 등급에 따라 해당 선별대상을 자동으로 선별하는 오이선별장치에 관한 것이다.

본 발명의 오이선별장치는 매트릭스센서와 같은 저가의 분석장비를 이용하여 오이의 크기와 휨정도를 정확하게 분석할 수 있으므로, 저소득 농가의 경제적인 부담을 감소시킬 수 있으며, 또한, 오이의 크기와 휨정도에 따라 해당 오이의 등급을 여러 종류로 구분함으로써, 오이를 세밀하게 선별분류할 수 있고, 또 오이의 크기와 휨정도에 따라 오이의 등급을 구분하고, 구분된 등급에 따라 해당 오이가 자동으로 선별되도록 함으로써, 항상 안정된 등급으로 선별할 수 있다.

Description

오이 선별장치

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 오이 선별장치의 전체구조도.

제2도는 제1도에 도시된 감지기의 상세구조도.

제3도는 제1도에 도시된 버킷의 상세구조도.

제4도는 본 발명의 일실시예에 의한 오이 선별장치의 회로구성을 나타내는 개략적 블록도.

제5도는 제4도에 도시된 중앙처리장치의 동작흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 컨베이어장치 2 : 버킷

3 : 구동모터 4 : 감지기

5 : 제어기 6 : 매트릭스센서

7 : 배출판 8, 11 : 고정브라킷

9, 12 : 고정핀 10 : 절곡부

13 : 저장용기 14 : 중앙처리장치

15 : 매트릭스센서 구동부 16 : 어드레스 선택부

17 : 솔레노이드 18 : 배출 구동부

19 : 디스플레이부 20 : 디스플레이 구동부

21 : 키조작부 22 : 롬

23 : 램 24 : 백-업 구동부

25 : 위치 감지부 26 : 오차 보정부

본 발명은 오이 선별장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오이의 크기와 휨정도에 따라 복수개의 등급으로 구분하여 판정하고, 판정된 오이를 각 등급에 따라 자동으로 선별하는 오이 선별장치에 관한 것이다.

종래에는 소정형상을 갖는 과일(예컨대, 사과, 배, 귤 등)에 대한 선별장치가 제시된 바 있다. 이러한 선행기술은 일본국 실용신안공소 소63-27821호, 일본국 실용신안공고 평2-36631호 및 대한민국 실용신안등록출원 제93-6681호 등에 상세히 기술되어 있다.

이러한 종래의 선행기술에 의하면, 소정형상(대략 '원호 형상')을 갖는 과일에 대하여 중량을 계측함으로써, 해당과일의 중량에 따라 복수개의 등급으로 선별하도록 구성되어 있다.

그런데, 규정된 형상을 갖지 않는 굽은 오이와 가지 및 호박 등과 같은 야채의 경우, 중량만으로는 해당 야채의 등급을 구별하는 것이 적합하지 못하다. 즉, 오이와 가지 및 호박등과 같은 야채는 휨정도에 따라 서로 상이한 사용용도를 갖게 되므로, 이로 인하여 해당 야채의 등급을 선별하는 경우에는 해당 야채의 휨정도 및 크기 등과 같은 변수가 매우 중요한 요인으로 작용한다. 따라서, 상술한 과일 선별장치를 이용하여 해당 야채를 선별하는 것은 매우 불합리하다.

상술한 바와 같은 이유로 해서, 종래에는 오이와 가지 및 호박 등과 같이 휨정도를 갖는 야채에 대해서는 사람이 직접 육안으로 해당 등급을 구분하여 선별하거나, 혹은카메라를 이용하여 해당 야채의 크기와 휨정도를 분석한 후 분석된 결과에 따라 등급을 구분하여 선별하는 방법이 사용되었다.

그러나, 상술한 바와 같은 각각의 선별방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

(1) 카메라를 이용하여 해당 야채의 크기와 휨정도를 분석하고, 분석된 결과에 따라 등급을 구분하여 선별하는 방법은, 야채의 크기와 휨정도를 분석하기 위한 해당장비(예컨대, '카메라')가 매우 고가이므로, 저소득 농가에 경제적인 부담을 가중시키는 결과가 발생하게 된다.

(2) 야채의 크기와 굽은 정도를 사람이 직접 육안으로 보고 해당 등급을 구분하여 선별하는 방법은, 사람의 인위적인 판단에 의존하게 되므로, 선별하는 사람의 기분, 생체리듬 등에 따라 해당 야채의 선별기준이 가변되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 저가의 분석장비를 이용하여 야채의 크기와 휨정도를 정확하게 분석할 수 있는 오이 선별장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 야채의 크기와 휨정도에 따라 해당 야채의 등급을 보다 세밀하게 구분하여 선별할 수 있는 오이 선별장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 야채의 크기와 휨정도에 따라 해당 야채의 등급을 구분하고, 구분된 등급에 따라 해당 야채가 자동으로 선별되도록 한 오이 선별장치를 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 선별대상의 크기와 휨정도에 따른 등급설정데이타가 저장된 롬과, 상기 롬에 저장된 등급데이타 이외에 작업자가 지정한 별도의 등급데이타를 저장하는 램과, 상기 감지수단에 장착된 매트릭스센서를 구동시키는 매트릭스센서 구동부와, 상기 감지수단에 장착된 배출판의 개폐동작을 제어하고, 상기 버킷의 회전운동을 제어하는 각각의 솔레노이드와, 상기 솔레노이드의 구동상태를 제어하는 배출 구동부와, 버킷의 현재위치를 감지하는 위치감지부와, 상기 감지수단으로부터 감지된 선별대상의 크기와 휨정도 데이타와 상기 롬에 저장된 등급설정데이타를 비교하여 선별대상의 등급을 설정하고, 선별대상의 배출위치를 계산하며, 전체 동작을 제어하는 중앙처리장치와, 상기 중앙처리장치의 제어신호에 따라 매트릭스센서에 배열된 발광소자의 발광위치와 광신호를 수신한 수광소자의 위치를 지정 및 검출하는 어드레스 선택부와, 메인전원이 턴-오프 되더라도 상기 램에 저장된 새로운 등급설정데이타가 유지되도록 상기 램에 구동전원을 지속적으로 공급하는 백-업 구동부와, 상기 위치 감지부로부터 출력되는 펄스신호의 주기적 오차를 자동 보정하는 오차 보정부와, 상기 중앙처리장치의 제어신호에 따라 디스플레이 구동부의 제어하에 현재 구동상태를 표시하는 디스플레이부로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상술한 위치감지부는 컨베이어장치의 소정위치에 부착된 자기센서와, 적어도 하나 이상의 버킷에 각각 부착된 자성체로 구성되어, 자기센서와 자성체가 근접된 지점에 도달하였을 때 자성체로부터 발생되는 자계를 자기센서가 검출하여 하나의 펄스신호를 출력하도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 오이 선별장치의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 단, 본 발명에 제시된 오이 선별장치는 오이를 선별하는 것에 한정하여 설명하기로 한다. 그러나, 이러한 오이 선별장치는 앞서 언급한 바와 같이, 오이 이외에 가지와 호박 및 기타 휨정도를 갖는 다른 야채에 대해서도 동일하게 적용됨을 인지하여야 한다.

제1도에는 본 발명에 의한 오이 선별장치의 전체구조도가 도시되어 있다. 제1도에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 오이 선별장치는, 이미 공지되어 있는 통상의 컨베이어장치(1)상에 선별된 오이를 연속적으로 이송할 수 있는 버킷(2)이 일정 간격을 두고 복수개 장착되어 있고, 상기 컨베이어장치(1)의 특정위치에는 버킷(2)을 특정방향으로 이송시키기 위한 구동모터(3)가 장착되어 있다. 또한, 컨베이어장치(1)의 측부 특정위치에는 오이를 크기와 휨정도에 따라 선별할 수 있는 감지기(4)가 설치되어 있고, 감지기(4)에 의해 감지된 오이의 크기와 휨정도를 분석하여 해당오이의 등급을 설정하는 기능과 설정된 해당등급 및 기타 각종 안내문구를 디스플레이하는 기능을 수행함과 동시에, 컨베이어장치(1)의 이송동작 및 등급이 설정된 후 버킷(2)상에 안착되어 이송되는 오이를 해당 등급에 따라 구분하여 저장용기(13)에 배출하는 등의 동작을 수행하는 제어기(5)가 각각 설치되어 있다.

한편, 제2도를 참조하여 감지기(4)의 상세구조를 살펴보면, 대략 평판형상의 저면에는 바둑판형상으로 복수개의 발광 및 수광소자의 배열된 매트릭스센서(6)가 장착되어 있고, 매트릭스센서(6)가 장착된 저면으로부터 컨베이어장치(1)와 대향되는 위치에는 선별된 오이를 버킷(2)으로 배출·제어하는 배출판(7)이 장착되어 있다. 여기서, 배출판(7)의 상측에는 고정브라킷(8)이 고정핀(9)에 의해 결합되어 있어, 배출판(7)이 고정브라킷(8)을 기준으로 회전함에 따라 감지기(4)상에 안착된 오이가 버킷(2)으로 배출되도록 구성되어 있다.

또한, 배출판(7)은 상술한 제어기(5)의 제어신호에 의해 솔레노이드(17; 제4도 참조)가 온-오프됨에 따라 개폐동작이 제어된다.

한편, 제3도에 도시된 바와 같이, 버킷(2)은 저면이 대략 평판형상으로 이루어지고, 후방 및, 좌우방향 끝단에는 오이가 이송되는 도중에 버킷(2)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상방향으로 절곡된 절곡부(10)가 형성되어 있다. 또한, 버킷(2)과 컨베이어장치(1)가 결합되는 지점에는 고정브라킷(11)이 고정핀(12)에 의해 결합되어 있다. 따라서, 버킷(2)은 고정브라킷(11)을 중심으로 소정각도로 회전되고, 이에따라, 버킷(2)은 수평상태에 대하여 소정각도로 기울어지게 되므로, 이송되어 온 오이가 저장용기(13)로 배출된다. 여기서, 버킷(2)의 저면은 상술한 제어기(5)의 제어신호에 의해 솔레노이드(17)가 온-오프됨에 따라 개폐동작이 제어된다.

한편, 상술한 오이 선별장치의 회로적 구성에 대하여 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

또한, 본 발명은 제4도에 도시된 바와 같이, 오이 선별장치의 전체 동작을 제어하는 중앙처리장치(14)와, 선별되어질 오이의 크기와 휨정도를 검출하는 매트릭스 센서(6)와, 매트릭스센서(6)의 구동상태를 제어하는 매트릭스센서 구동부(15)와, 상기 중앙처리장치(14)의 제어신호에 따라 매트릭스센서(6)에 배열된 발광소자의 발광위치와 광신호를 수신한 수광소자의 위치를 지정 및 검출하는 어드레스 선택부(16)로 구성되어 있다.

또한, 감지기(4) 저면의 개폐동작과 버킷(2)에 장착된 배출판(7)의 개폐동작을 제어하는 솔레노이드(17)와, 중앙처리장치(14)의 제어신호에 따라 솔레노이드(17)의 온-오프동작을 제어하는 배출 구동부(18)와, 제어기(5)의 소정위치에 부착되어 오이 선별장치의 동작상태를 표시하는 디스플레이부(19)와, 중앙처리장치(14)의 제어신호에 따라 디스플레이부(19)의 구동상태를 제어하는 디스플레이 구동부(20)와, 사용자가 디스플레이부(19)의 디스플레이상태를 선택함과 동시에 새로운 등급데이타를 입력하도록 복수개의 버턴스위치를 가진 키조작부(21)로 구성되어 있다. 여기서, 디스플레이부(19)는 공지의 7-세그먼트(segment) 디스플레이소자를 사용하여도 무방하고 액장 디스플레이소자(LCD) 또는 기타 통상의 디스플레이소자를 사용하여도 무방하다.

또한, 선별되어질 오이의 크기와 휨정도에 따른 등급데이타가 저장된 롬(22)과, 롬(22)에 저장된 등급데이타 이외에 작업자가 지정된 별도의 등급데이타가 저장된 램(23)과, 오이 선별장치의 메인전원이 턴-오프되더라도 램(23)에 저장된 새로운 등급데이타를 백-업(back-up)할 수 있도록 한 백-업 구동부(24)로 구성되어 있다.

또한, 컨베이어장치(1)의 특정위치에 장착되어 컨베이어장치(1)상에 장착된 버킷(2)의 현재위치를 감지하는 위치 감지부(25)와, 위치 감지부(25)에 의해 감지된 위치데이타의 오차를 보정하는 오차 보정부(26)로 구성되어 있다. 여기서, 위치 감지부(25)는 컨베이어장치(1)의 소정위치에 장착된 자기센서(도시하지 않았음)와 복수개의 버킷(2)에 각각 장착된 자성체(도시하지 않았음)가 상호 대향되도록 장착되어, 버킷(2)이 이송되는 도중 자기센서와 자성체가 서로 가장 근접된 위치에 접근하게 되면 자기센서가 자화물질로부터 자기를 검출하여 하나의 펄스신호를 출력하고, 이렇게 출력된 연속적인 펄스신호를 중앙처리장치(14)에서 카운팅하여 해당 버킷(2)의 현재위치를 감지하도록 구성하였다.

또한, 오차 보정부(26)는 복수개의 버킷(2) 중 어느 하나에 상술한 자성체와는 그 특성 또는 강도가 상이한 별도의 자성체를 부착하여 해당 자성체와 자기센서가 서로 가장 근접된 위치에 접근하게 되면 자기센서가 새로운 펄스신호를 출력하고, 중앙처리장치(14)에서는 이렇게 출력된 새로운 펄스신호를 인터럽트신호로 인식하여 현재의 카운한 값을 초기화시킴으로써, 위치 감지부(25)의 감지오차를 자동 보정하도록 하였다.

다음에, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 의한 오이 선별장치의 동작 및 효과에 대하여 제5도를 참조하여 설명한다.

중앙처리장치(14)는 오이 선별장치의 메인전원이 턴-온되었는가를 체크한다(단계 S1). 이 단계S1에서 오이 선별장치의 메인전원이 턴-온되지 않았다고 판단되면, 상술한 단계S1으로 귀환하여 메인전원이 턴-온되었는가를 계속 체크한다.

만약, 단계S1에서 오이 선별장치의 메인전원을 턴-온되었다고 판단되면, 오이 선별장치의 각 구성부에는 구동전원이 공급되어 시스템을 초기 구동시킨다. 여기서, 시스템이 초기 구동되면 컨베이어장치(1)의 소정위치에 장착된 구동모터(3)가 구동되어 컨베이어장치(1)상에 안착된 복수개의 버킷(2)을 특정속도로 이동시킨다.

이후, 사용자가 선별대상 즉, 오이를 감지기(4)의 매트릭스센서(6)상에 안착시키면, 중앙처리장치(14)는 선별대상이 투입되었다고 판단하여(단계S2), 감지기(4)로부터 선별대상의 크기와 휨정도에 대한 데이타를 검출한다(단계S3). 즉, 사용자가 선별대상을 매트릭스센서(6)상에 안착시키면 매트릭스센서(6)에 배열된 바둑판형상의 발광소자는 동시에 발광되고, 선별대상에 접촉된 지점의 발광소자로부터 발광된 빛(광신호)은 선별대상에 의해 반사되어 다시 수광소자에 전달된다.

이때, 수광소자는 빛(광신호)이 검출된 상태에 따라 검출신호를 발생하고, 이 신호가 매트릭스센서 구동부(15)에 전달되어 해당 수광소자의 위치 및 갯수데이타가 중앙처리장치(14)에 전달된다. 이로써, 중앙처리장치(14)는 매트릭스센서 구동부(15)로부터 인가된 위치 및 갯수데이타를 이용하여 해당 선별대상의 크기 및 휨정도에 대한 데이타를 검출한다.

한편, 롬(22)에는 선별하고자 하는 선별대상의 크기와 휨정도에 따른 등급설정데이타가 저장되어 있다. 통상적인 경우, 롬(22)에 저장되는 등급데이타는 임의의 설정값으로 고정되어 있으며, 이러한 등급데이타의 일실시예는 아래의 [표-1]에 도시된 바와 같다.

따라서, 중앙처리장치(14)는 감지기(4)로부터 검출된 해당 선별대상의 크기 및 휨정도 데이타와 롬(22)에 미리 기억되어 있는 등급데이타를 상호 비교하여, 해당 선별대상의 등급을 설정한 후(단계S4), 배출 구동부(18)를 제어하여 솔레노이드(17)를 구동시킨다. 이에 따라, 감지기(4)에 장착된 배출판(7)이 개방되고, 선별대상은 감지기(4)로부터 복수개의 버킷(2) 중 어느 하나의 버킷(2)상에 배출된다(단계S5). 이후, 중앙처리장치(14)는 위치 감지부(25)로부터 검출된 펄스수를 초기화시킨 후, 카운팅을 개시하고, 해당 선별대상이 안착된 버킷(2)의 현재위치를 주기적으로 검출하여(단계S6), 검출된 현재위치와 선별대상을 저장용기(13)에 배출하여야 할 배출위치가 서로 동일한 위치인가를 체크한다(단계S7). 여기서, 컨베이어장치(1)상에 장착된 버킷(2)의 수는 규정되어 있으므로, 위치 감지부(25)로부터 검출되는 펄스수를 계산하면 해당버킷(2)의 위치가 검출된다. 이 단계S7에서 버킷(2)의 현재위치가 배출하고자 하는 배출위치와 서로 상이하다고 판단되면, 중앙처리장치(14)는 상기 단계S6으로 귀환하여 단계S6 이후의 전과정을 반복 수행한다.

만약, 위의 단계S7에서 버킷(2)의 현재위치가 배출하고자 하는 배출위치와 서로 동일하다고 판단되면, 중앙처리장치(14)는 배출 구동부(18)를 제어하여 솔레노이드(17)를 구동시킨다. 이에 따라, 버킷(2)은 고정브라킷(11)을 중심으로 소정각도로 회전되고, 이로 인하여 버킷(2)은 수평상태에 대하여 소정각도로 기울어지게 된다.

따라서, 선별대상은 저장용기(13)로 배출된다(단계S8).

이후, 중앙처리장치(14)는 메인전원이 턴-오프되었는가를 체크하여(단계S9), 메인 전원이 턴-오프되지 않았다고 판단되면 상술한 단계S2로 귀환하여, 단계S2 이후의 전체 과정을 반복 수행하고, 메인전원이 턴-오프되었다고 판단되면 시스템을 구동중지시킨 후 모든 진행을 끝낸다.

한편, 사용자가 롬(22)에 저장된 등급설정데이타와 상이한 별도의 등급을 지정하고자 하는 경우, 키조작부(21)의 소정키를 조작하여 해당 등급을 별도로 설정할 수도 있다. 이렇게 설정된 별도의 등급설정데이타는 램(23)에 저장되며, 이때, 사용자가 오이 선별장치의 메인전원을 턴-오프시키더라도 램(23)에 저장된 별도의 등급설정데이타는 저장상태가 유지되어야 한다. 따라서, 백-업 구동부(24)는 오이 선별 장치의 메인전원이 턴-오프되더라도 램(23)에 지속적인 구동전원을 공급함으로써, 램(23)에 저장된 별도의 등급설정데이타가 유지된다.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 오이 선별장치에 따르면, 매트릭스센서와 같은 저가의 분석장비를 이용하여 오이의 크기와 휨정도를 정확하게 분석할 수 있으므로, 저소득 농가의 경제적인 부담을 감소시킬 수 있고, 또한, 오이의 크기와 휨정도에 따라 해당 오이의 등급을 여러 가지 종류로 선별함으로써, 오이의 선별등급을 보다 세밀하게 구분할 수 있으며, 또한, 오이의 크기와 휨정도에 따라 해당 오이의 등급을 구분하고, 구분된 등급에 따라 해당 오이를 자동으로 선별되도록 함으로써, 오이의 선별 등급을 일정하게 유지할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

상기 설명에 있어서, 오이의 선별에 대하여 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 예를 들면 오이 이외에 가지 및 호박 등과 같이, 휨정도를 갖는 통상의 야채에 대해서도 동일하게 적용할 수도 있음을 알아야 한다.

Claims (2)

1. 선별대상의 크기와 휨정도에 따른 등급설정데이타가 저장된 롬과, 상기 롬에 저장된 등급데이타 이외에 작업자가 지정한 별도의 등급데이터를 저장하는 램과, 상기 감지수단에 장착된 매트릭스센서를 구동시키는 매트릭스센서 구동부와, 상기 감지수단에 장착된 배출판의 개폐동작을 제어하고, 상기 버킷의 회전운동을 제어하는 각각의 솔레노이드와, 상기 솔레노이드의 구동상태를 제어하는 배출 구동부와, 버킷의 현재위치를 감지하는 위치감지부와, 상기 감지수단으로부터 감지된 선별대상의 크기와 휨정도 데이타와 상기 롬에 저장된 등급설정데이타를 비교하여 선별대상의 등급을 설정하고, 선별대상의 배출위치를 계산하며, 전체 동작을 제어하는 중앙처리장치와, 상기 중앙처리장치의 제어신호에 따라 매트릭스센서에 배열된 발광소자의 발광위치와 광신호를 수신한 수광소자의 위치를 지정 및 검출하는 어드레스 선택부와, 메인전원인 턴-오프되더라도 상기 램에 저장된 새로운 등급설정데이타가 유지되도록 상기 램에 구동전원을 지속적으로 공급하는 백-업 구동부와, 상기 위치 감지부로부터 출력되는 펄스신호의 주기적 오차를 자동 보정하는 오차 보정부와, 상기 중앙처리장치의 제어신호에 따라, 디스플레이 구동부의 제어하에 현재 구동상태를 표시하는 디스플레이부로 구성된 것을 특징으로 하는 오이 선별기.
2. 제1항에 있어서, 상기 위치감지부는 상기 컨베이어장치의 특정위치에 부착된 자기센서와, 적어도 하나 이상의 버킷에 각각 부착된 자성체로 구성된 것을 특징으로 하는 오이 선별기.