KR100495385B1 - 과실 비파괴 내부품질 선별장치 - Google Patents

Abstract

과실에 빛을 투과하여 당도 등의 내부 품질을 비파괴 상태에서 등급별로 선별할 수 있도록 과실을 광원부 및 수광부로 불규칙하게 고속 이송시켜 진동에 의해 자동정렬하고, 과실의 이동방향 측방에서 과실에 대한 빛의 투과거리를 일정하게 유지한 상태에서 과실의 투과량을 검출할 수 있도록 한 것으로, 불규칙적으로 공급되는 과실을 정렬수단에 의한 진동으로 자동정열하여 고속이송시키도록 프레임에 설치되어 무한궤도운동하는 벨트와, 벨트의 후방양측에 대향되게 동일선상으로 설치된 광원부 및 수광부와, 과실이 벨트를 따라 광원부 및 수광부의 설정된 위치에 이송되는 것을 검출하는 위치검출센서와, 위치검출센서의 검출신호에 따라 과실이 수광부의 설정위치를 통과시 수광부에 의해 검출되는 과실을 투과하는 빛의 투과량에 따라 과실의 내부품질등급을 선별할 수 있도록 과실이 광원부에 대해 일정거리를 유지하여 수광부를 통과하도록 가이드하는 안내수단을 제공한다.

이로인해, 벨트를 따라 과실의 고속이동시 센서부에 과실이 면접촉하는 순간 빛의 투과량을 검출하여 과실을 등급별로 선별하는 정확도를 높이며, 전체적인 구조가 간단하고 기존의 선별라인을 재활용하여 제작비용을 절감할 수 있다.

Description

과실 비파괴 내부품질 선별장치{non destructive innternal quality sorting apparatus for fruit}

본 발명은 귤 등의 과실에 빛을 투과하여 당도, 산도 등과 관련되는 내부품질을 비파괴 상태에서 품질등급별로 선별할 수 있도록 과실이 벨트를 따라 광원부 및 수광부로 고속 이송시 진동에 의해 자동정렬하고, 과실의 이동방향 측방에서 과실에 대한 빛의 투과거리를 일정하게 유지한 상태에서 과실을 투과하는 투과량을 검출할 수 있도록 한 과실 비파괴 내부품질 선별장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 직선왕복운동하는 다단계의 가이드에 의해 불규칙적으로 고속이송되는 귤을 자동정렬하며, 귤이 광원부 및 수광부를 통과시 항시 수광부에 면접촉된 상태에서 수광부의 검출센서에 의해 투과량을 검출할 수 있도록 한 선별장치에 관한 것이다.

일반적으로, 과실의 내부 결함은 생리적 병해 또는 저장장해에 의한 변색 및 부패 그리고 병해 등으로 나타나며, 이러한 결함은 과실의 상품성을 크게 저하시키므로 제거되어야 한다. 특히 귤의 경우 곰팡이류에 의한 병해와 저장중에 발생하는 내부 부폐가 있으며, 곰팡이류에 의한 귤이 포장상자에 단 하나만 있는 경우에도 상자 내부의 전체의 귤에 급속하게 이병(移病)되는 특성을 갖게되어 포장전에 반드시 선별해주어야 한다.

이를 감안하여, 과실에 빛을 투과시 과실 내부의 당도, 산도 등의 성분이 특정한 파장의 광을 흡수한다는 원리를 이용하여 비파괴방식에 의해 과실의 당도, 산도 등의 내부품질을 판정할 수 있는 비파괴 과실선별기가 개발되어 사용되고 있다.

즉, 벨트를 따라 연속적으로 이송되는 귤의 상방에서 빛을 꼭지부 방향에서 꽃받침부 방향으로 조사하여 광 투과량을 검출하는 경우, 꼭지부에 부착되는 녹색의 꼭지 크기 및 분포가 불균일하여 투과량을 검출시 오차가 발생하며, 또한 과실의 크기에 따라 투과되는 빛의 양이 상이하여 당도 등의 검출치에 대해 오차가 발생하여 등급에 따른 신뢰도가 떨어지는 문제점을 갖게 된다.

또한, 무한궤도운동하는 벨트를 따라 불규칙적으로 고속이송되는 귤이 광원부와 수광부를 통과시 벨트의 정중앙에 정렬시키는 작업이 곤란하고, 이로 인해 빛을 귤에 조사시 산란되거나 누광되는 것을 방지할 수 있도록 집속평형광을 강하게 조사하게되며, 광원부와 수광부사이에 위치하는 과실의 크기에 따라 빛의 투과거리가 상이하게 되므로 과실의 검출치에 오차가 발생되는 문제점을 갖게 된다.

또한, 과실 선별장치의 구조가 전체적으로 복잡함에 따른 가격이 고가여서 사용농가에서 구입시 경제적인 부담감을 느끼는 문제점을 갖는다.

따라서, 본 발명의 목적은, 벨트를 따라 불규칙적으로 고속이송되는 과실을 자동정렬하여 설정된 일정위치로 공급하며, 과실의 이동시 벨트의 측방에 설치된 센서부에 면접촉하는 순간에 빛의 투과량을 검출하여 품질등급별로 선별하는 정확도를 높여 내부품질등급에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한 과실 비파괴 내부품질 선별장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 선별장치의 전체적인 구조가 간단하여 좁은 공간에서도 사용할 수 있고, 기존의 선별라인을 재활용하여 제작비용을 절감할 수 있도록 한 선별장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 과실을 품질등급별로 정확하게 선별하여 균등한 상품별로 출하할 수 있어 생산자의 수익증대에 기여할 수 있도록 한 선별장치를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 불규칙적으로 공급되는 과실을 정렬수단(1)에 의한 진동으로 자동정열하여 고속이송시키도록 프레임(10)에 설치되어 무한궤도운동하는 벨트(20)와, 벨트(20)의 후방양측에 대향되게 동일선상으로 설치된 광원부(30) 및 수광부(40)와, 과실이 벨트(20)를 따라 광원부(30) 및 수광부(40)의 설정된 위치에 이송되는 것을 검출하는 위치검출센서(50)와, 위치검출센서(50)의 검출신호에 따라 과실이 수광부(40)의 설정위치를 통과시 수광부(40)에 의해 검출되는 과실을 투과하는 빛의 투과량에 따라 과실의 내부품질등급을 선별할 수 있도록 과실이 광원부에 대해 일정거리를 유지하여 수광부(40)를 통과하도록 가이드하는 안내수단(60)을 구비하는 것을 특징으로 하는 과실 비파괴 내부품질 선별장치를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 정렬수단(1)은 구동모터(2)와, 구동모터(2)에 연결되어 회전하는 회전판(3)과, 회전판(3)에 연결되어 회전판(3)의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 크랭크(4)와, 크랭크(4)에 연결되어 회전판(3) 회전시 프레임(10)에 벨트(2)의 구동동방향에 대해 직각방향으로 설치된 가이드레일(5)을 따라 왕복이동하는 이동편(6)과, 가이드레일(5)에 대응되는 숫자로 이동편(6)에 대칭으로 형성된 절곡편(7)에 고정되며, 벨트(20)를 따라 고속이송되는 과실에 단계별로 접촉하여 일렬로 자동정렬시키면서 광원부(30) 및 수광부(40)의 설정된 위치로 이동하도록하는 바이브레이터(8)를 구비한다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 광원부(20)로 부터 조사되는 빛에 의해 위치검출센서부(50)가 설치되는 프레임(10)이 가열되는 것을 방지하도록 하는 냉각팬(11)을 구비한다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 안내수단(60)은, 과실의 이송방향으로 수광부(40)의 전방에 경사지게 형성되며, 벨트(20)를 따라 이송되는 과실이 수광부(40)를 통과시 수광부(40)에 면접촉하여 과실에 대한 광원거리를 일정하게 유지하도록 과실에 회전운동 및 병진운동을 부여하여 통과시키는 경사판(61)을 구비한다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 벨트(20)는 빛의 반사를 줄이고, 고온에서 내구성을 갖도록 흑색의 폴리우레탄재로 형성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(10)에 설치된 구동모터(12) 구동으로 무한궤도운동하여 불규칙적으로 공급되는 과실을 상방으로 이격되게 설치된 정렬수단(1)에 의한 진동으로 자동정열하여 고속이송시키는 벨트(20)와, 벨트(20)의 후방양측에 대향되게 동일선상으로 설치된 텡스텐-할로겐 램프가 사용되는 광원부(30) 및 수광부(40)와, 과실이 벨트(20)를 따라 광원부(30) 및 수광부(40)의 설정된 위치에 이송되는 것을 검출하도록 적색레이저 광원이 사용되는 위치검출센서(50)와, 위치검출센서(50)의 검출신호에 따라 과실이 수광부(40)의 설정된 위치를 통과시 과실에 대한 투과거리를 일정하게 유지하여 수광부(40)에 의해 과실을 투과하는 빛의 투과량을 검출할 수 있도록 가이드하는 안내수단(60)을 구비한다.

이때, 과실의 내부품질 인자인 당도, 산도 등의 수치와 과실을 투과하는 투과량에 관한 데이터를 미리 마이콤 등에 입력시킨 후, 전술한 수광부로 부터 출력되는 과실을 투과하는 광량에 따른 전기적 신호를 상호 비교분석하여 과실의 내부품질에 따른 등급을 결정하는 판정수단에 연계하여 사용하는 경우 그 기능을 극대화할 수 있게 된다.

미 설명부호 13은 벨트(20)의 장력을 유지하도록 지지하는 피동롤러, 14는 벨트(20)의 구동속도를 가변조절할 수 있도록 구동모터(2)의 속도를 조절하며, 구동모터(2)의 전원을 온/오프시키는 제어박스 이다.

이하에서, 본 발명에 의한 과실 비파괴 내부품질 선별장치의 작동을 첨부도면을 참조하여 설명하면 아래와 같다.

도 1, 도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 귤 등의 과실을 세척하는 전단계로 부터 공급되는 과실이 전술한 벨트(20)에 진입하는 경우, 구동모터(2)의 구동시 무한궤도운동하는 벨트(20)를 따라 전술한 광원부(30) 및 수광부(40)에 이동된다. 이때 벨트(20)의 좌우측에 과실의 이동방향에 대해 직각방향으로 왕복운동하도록 설치된 정렬수단(1)에 의해 불규칙적으로 고속이송되는 과실은 일렬로 정열된 상태에서 수광부(40)의 설정된 위치를 통과할 수 있게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 전술한 제어박스(14)에 설치된 노브(knob)의 조작으로 인해 구동모터(2)가 구동함에 따라, 구동모터(2)에 연결되어 회전하는 회전판(3)의 회전운동은 크랭크(4)에 의해 직선운동으로 변환되고, 크랭크(4)의 직선운동으로 인해 벨트(20)의 구동방향에 대해 직각방향으로 프레임(10)에 설치된 가이드레일(5)을 따라 이동편(6)이 왕복운동을 하며, 이동편(6)에 상방향으로 좌우대칭되게 형성된 절곡편(7)에 대해 벨트(20)로 부터 이격되게 좌우측에 설치된 바이브레이터(8)의 반복구동에 의해 벨트(20)를 따라 고속이송되는 과실에 단계별로 접촉하여 일렬로 자동정렬시키면서 광원부(30) 및 수광부(40)의 설정된 위치로 과실을 이동시키는 것이다.

한편, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 과실이 일렬로 정렬되어 전술한 광원부(30) 및 수광부(40)의 설정된 위치에 이동하는 경우, 수광부(40)하측에 설치된 적색레이저의 광원을 사용하는 위치검출센서(50)의 검출에 의해 과실의 위치를 확인할 수 있게 된다.

따라서, 위치검출센서(50)에 의한 검출신호를 전술한 선별수단에 입력함에 따라 위치검출센서(50) 상방으로 설치된 수광부(40)에서는 전술한 광원부(30)로 부터 조사되어 과실을 투과하는 광량을 검출하여 선별수단에 입력하게 된다.

이때, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 과실이 전술한 벨트(20)를 따라 고속이동시 과실의 이송방향으로 수광부(40)의 전방에 경사지게 형성된 경사판(61)에 면접촉하게되어 시계방향으로 회전한후 벨트(20)를 따라 이송되므로, 과실이 경사판(61)을 통과전후 회전운동과 병진운동을 동시에 하게되어 수광부(40)를 통과시 수광부(40)에 면접촉하게 된다.

따라서, 전술한 광원부(30)로 부터 조사되는 빛이 과실에 대한 광원거리를 일정하게 유지할 수 있게 되므로 수광부(40)에서 과실을 투과하는 투과량을 검출시 누광량을 최소화하면서 정확하게 검출할 수 있게 된다.

전술한 선별수단에서는 수광부(40)로 부터 입력되는 과실을 투과하는 투광량에 대응하는 검출신호를 마이콤 등에 미리 입력된 데이터를 상호 비교분석하여 과실의 내부품질 인자(당도, 산도, 내부부패 등을 말함)에 따른 과실의 등급을 결정하는 것이다.

이와같이 불규칙적으로 공급되는 과실이 벨트(20)를 따라 고속 이동시 일렬로 자동정렬된 후 광원부(30) 및 수광부(40)의 설정된 위치에 이동되며, 과실의 측방에 설치된 광원부(30)로 부터 조사되어 과실을 투과하는 투과량을 수광부(40)에서 검출할 때, 과실이 수광부(40)를 통과시 수광부(40)부에 면접촉하게되어 과실에 대한 투과거리를 일정하게 유지하게됨에 따라 투과량을 정확하게 검출할 수 있게 된다.

이로 인해, 과실의 투과량에 따라 과실 내부의 당도, 산도 등의 품질요인을 감안한 품질등급을 등급별로 결정시 오차를 최소화하여 정확하게 선별할 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 바람직한 실시예에 의하면 아래와 같은 이점을 갖는다.

벨트를 따라 불규칙적으로 고속이송되는 과실을 자동정렬하여 설정된 일정위치로 공급하며, 과실의 이동시 벨트의 측방에 설치된 수광부에 면접촉하는 순간에 빛의 투과량을 검출하여 투과광을 검출하는 정확도를 높여 내부품질 등급에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 선별장치의 전체적인 구조가 간단하여 좁은 공간에서도 사용할 수 있고, 기존의 선별라인을 재활용하여 제작비용을 절감할 수 있다.

또한, 과실을 품질등급별로 정확하게 선별하여 균등한 상품별로 출하할 수 있어 생산자의 수익증대에 기여할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 과실 비파괴 내부품질 선별장치의 전체적인 사시도,

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 과실 비파괴 내부품질 선별장치에서 광원부 및 수광부의 요부발췌도,

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 과실 비파괴 내부품질 선별장치에서 자동공급 및 정렬화장치 구동부의 요부발췌확대도,

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 과실 비파괴 내부품질 선별장치에서 개략적인 사용상태도,

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 과실 비파괴 내부품질 선별장치에서 광원부 및 수광부를 통과시의 개략도,

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 과실 비파괴 내부품질 선별장치의 개략적인 평면도 이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

1; 정렬수단

10; 프레임

11; 냉각팬

20; 벨트

30; 광원부

40; 수광부

50; 위치검출센서

60; 안내수단

Claims (5)

1. 프레임(10)에 설치되어 무한궤도 운동하는 벨트(20);

   구동모터(2)와; 상기 구동모터(2)에 연결되어 회전하는 회전판(3)과; 상기 회전판(3)에 연결되어 상기 회전판(3)의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 크랭크(4)와; 상기 크랭크(4)에 연결되어 상기 회전판(3)의 회전시 상기 프레임(10)의 상기 벨트(20) 구동방향에 대해 직각방향으로 설치된 가이드레일(5)을 따라 직선왕복 이동하는 이동편(6); 및 상기 가이드레일(5)에 대응되는 숫자로 상기 이동편(6)에 대칭으로 형성된 절곡편(7)에 고정되며, 상기 벨트(20)를 따라 고속이송되는 과실에 단계별로 접촉하여 일렬로 자동정렬시키면서 상기 광원부(30) 및 수광부(40)의 설정된 위치로 이동하도록 하는 바이브레이터(8)를 구비하여 진동으로 불규칙적으로 공급되는 과실을 자동정렬하는 정렬수단(1);

   상기 벨트(20)의 후방양측에 대향되게 동일선상으로 설치된 광원부(30) 및 수광부(40);

   과실이 상기 벨트(20)를 따라 상기 광원부(30) 및 수광부(40)의 설정된 위치에 이송되는 것을 검출하는 위치검출센서(50); 및

   상기 위치검출센서(50)의 검출신호에 따라 상기 과실이 상기 수광부(40)의 설정위치를 통과시 상기 수광부(40)에 의해 검출되는 상기 과실을 투과하는 빛의 투과량에 따라 과실의 내부품질등급을 선별할 수 있도록 과실이 상기 광원부에 대해 일정거리를 유지하여 상기 수광부(40)를 통과하도록 가이드하기 위해 과실의 이송방향으로 상기 수광부(40)의 전방에 경사지게 형성된 경사판(61)을 구비하는 안내수단(60)을 포함하여 구성되는 과실 비파괴 내부품질 선별장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 광원부(20)로 부터 조사되는 빛에 의해 상기 위치검출센서부(50)가 설치되는 프레임(10)이 가열되는 것을 방지하도록 하는 냉각팬(11)을 구비하는 것을 특징으로 하는 과실 비파괴 내부품질 선별장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 벨트(20)는 빛의 반사를 줄이고 고온에서 내구성을 갖도록 흑색의 폴리우레탄재로 형성된것을 특징으로 하는 과실 비파괴 내부품질 선별장치.