KR100728880B1 - Apparatus for measuring weight automatically - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동 화물 중량 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컨베이어 벨트 상에서 이동중인 물체의 중량을 자동으로 측정할 수 있는 자동 화물 중량 측정 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an automatic cargo weighing apparatus, and more particularly, to an automatic cargo weighing apparatus capable of automatically measuring the weight of an object moving on a conveyor belt.
본 발명에 따른 자동 화물 중량 측정 장치는 적재된 화물을 이송시키는 컨베이어 벨트와, 상기 컨베이어 벨트를 구동하는 구동수단을 포함하는 컨베이어 프레임과; 상기 컨베이어 프레임 하단에 설치되어 상기 컨베이어 프레임을 지지하는 배드 프레임과; 상기 컨베이어 프레임의 무게 중심에 따른 역학적 중심에 설치되되, 상기 컨베이어 프레임과 상기 배드 프레임 사이에 구비되어, 이송되는 화물의 중량에 따른 측정신호를 출력하는 로드셀들과; 상기 장치에 의해 산출된 화물의 중량 정보를 디스플레이하는 표시부와, 상기 장치 전반을 제어하되, 상기 로드셀로부터 출력되는 측정신호를 수신하여 해당 화물의 중량을 산출하고 상기 표시부로 디스플레이하는 제어부를 포함하는 컨트롤러;를 포함하여 구성된다. Automatic cargo weighing apparatus according to the present invention includes a conveyor frame including a conveyor belt for transferring the loaded cargo, and a drive means for driving the conveyor belt; A bad frame installed at a lower end of the conveyor frame to support the conveyor frame; Load cells installed at a mechanical center according to the center of gravity of the conveyor frame and provided between the conveyor frame and the bad frame and outputting a measurement signal according to the weight of the cargo to be transported; A controller for displaying the weight information of the cargo calculated by the apparatus, and a controller for controlling the overall apparatus, receiving a measurement signal output from the load cell to calculate the weight of the cargo and displaying the weight on the display. It is configured to include.
화물, 중량, 컨베이어, 로드셀 Cargo, Weight, Conveyor, Load Cell
Description
도 1a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 화물 중량 측정 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다. Figure 1a is a perspective view schematically showing an automatic load weighing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 화물 중량 측정 장치를 개략적으로 도시한 정면도이다. Figure 1b is a schematic front view of the automatic load weighing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1c는 도 1a내지 도 1b에 따라 로드셀이 설치된 위치를 나타낸 요부도이다 FIG. 1C is a main view showing a position where a load cell is installed according to FIGS. 1A to 1B.
도 2a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제 1 로드셀을 개략적으로 도시한 사시도이다.2A is a perspective view schematically illustrating a first load cell according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2b는 도 2a에 따른 제 1 로드셀이 컨베이어 프레임 및 배드 프레임에 결합된 상태를 나타낸 요부단면도이다. FIG. 2B is a cross-sectional view of main parts illustrating a state in which the first load cell according to FIG. 2A is coupled to the conveyor frame and the bad frame.
도 2c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제 2 로드셀을 개략적으로 도시한 사시도이다. Figure 2c is a perspective view schematically showing a second load cell according to an embodiment of the present invention.
도 2d는 도 2c에 따른 제 2 로드셀이 컨베이어 프레임 및 배드 프레임에 결합된 상태를 나타낸 요부단면도이다. Figure 2d is a cross-sectional view of the main part showing a state in which the second load cell according to Figure 2c is coupled to the conveyor frame and the bad frame.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 화물 중량 측정 장치의 컨트롤러를 개략적으로 도시한 블럭도이다. Figure 3 is a block diagram schematically showing a controller of the automatic cargo weighing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제어부의 중량 산출 과정을 개 략적으로 도시한 흐름도이다. 4 is a flowchart schematically illustrating a weight calculation process of a control unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 자동 화물 중량 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컨베이어 벨트 상에서 이동중인 물체의 중량을 자동으로 측정할 수 있는 자동 화물 중량 측정 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an automatic cargo weighing apparatus, and more particularly, to an automatic cargo weighing apparatus capable of automatically measuring the weight of an object moving on a conveyor belt.
티브이 및 인터넷과 같은 대중매체가 발전함에 따라 상거래를 손쉽게 처리할 수 있게 되었으며, 쇼핑몰과 같은 사업자들은 고객에게 보다 빠르고 편리한 서비스 제공을 위해 노력을 기울이고 있다. 이러한 상거래의 증가는 택배 및 화물 등과 같은 물류량의 증가를 야기하며, 물류의 관리를 담당하는 사업자들은 고객이 원하는 장소에 가장 빠르고 안전하게 물건을 배송하는 것을 목적으로 하고 있다. 이러한 요구는 빠르고 정확한 자동화 물류 시스템의 도입으로 가능해 진다. With the development of mass media such as TVs and the Internet, commerce can be easily handled, and operators such as shopping malls are trying to provide faster and more convenient services to customers. This increase in commerce leads to an increase in the volume of logistics, such as courier and freight, and the operators in charge of logistics management aims to deliver goods to the place where the customer wants the fastest and safest. This demand is made possible by the introduction of fast and accurate automated logistics systems.
물류를 관리하는 물류 회사의 이익과 직접적인 연관을 이루는 것은 화물의 물류 비용이며, 그중 소비자에게 부과하는 화물 과금 정보는 소비자와 회사 모두에게 가장 민감하고 신뢰도가 높아야하는 부분이다. 화물 과금에 있어서 가장 중요한 기준이 되는 정보는 화물의 중량이다. 따라서, 많은 물류 관리 사업자들은 정확한 화물의 중량을 측정하기 위해 많은 인력과 고가의 장비를 투입하고 있는 실정이다. Directly related to the profits of the logistics company that manages the logistics is the logistics cost of freight, and the freight billing information imposed on the consumer is the most sensitive and reliable part of both the consumer and the company. The most important information in freight billing is the weight of the cargo. Therefore, many logistics management companies are putting a lot of manpower and expensive equipment in order to accurately weigh the cargo.
이러한 종래의 물류 관리 시스템은 인력 및 시간의 낭비는 물론 정확하고 체계적인 물류관리를 할 수 없는 문제점이 있다. Such a conventional logistics management system has a problem that can not accurately and systematically manage logistics and waste of manpower and time.
이러한 문제점을 방지하고자 종래에는 화물을 이송시키는 컨베이어 장치의 소정 부분에 무게를 측정하는 로드셀을 장착하여 이동중인 화물의 중량을 측정하였다. In order to prevent this problem, in the related art, a load cell for measuring a weight is mounted on a predetermined portion of a conveyor device for transporting cargo, and the weight of the cargo in motion is measured.
그러나 이와 같은 장치에 장착되는 로드셀의 위치적 구조는 로드셀이 하중을 받을때 일어나는 역학적인 계산이 고려되어 있지 않으며, 그에 따라 물체가 투입되는 위치에 따라 서로다른 측정결과를 보인다는 단점을 가지고 있다. However, the positional structure of the load cell mounted on such a device does not take into account the mechanical calculations that occur when the load cell is subjected to a load, and thus has a disadvantage in that different measurement results are shown depending on the position where the object is placed.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 중량 측정을 위해 멈춤 없이 이동중인 화물의 정확한 중량을 자동으로 측정하는 자동 화물 중량 측정 장치를 제공하는데 있다. The present invention was devised to solve this problem, and an object thereof is to provide an automatic cargo weighing apparatus for automatically measuring the exact weight of a moving cargo without stopping for weighing.
본 발명의 또다른 목적은 적은 설비비용 및 간단한 구성만으로도 구현이 가능한 자동 화물 중량 측정 장치를 제공하는데 있다. It is another object of the present invention to provide an automatic cargo weighing apparatus that can be implemented with a low installation cost and a simple configuration.
나아가, 외부기기와 인터페이스 할 수 있도록 하여, 별도의 분류과정 및 정리 작업 없이 물류관리 시스템과 간편하게 연동할 수 있으며, 전산화할 수 있는 자동 화물 중량 측정 장치를 제공하는데 있다. Furthermore, by providing an interface with an external device, it can be easily interlocked with the logistics management system without a separate sorting process and arrangement, and to provide an automatic cargo weighing device that can be computerized.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 화물 중량 측정 장치는 적재된 화물을 이송시키는 컨베이어 벨트와, 컨베이어 벨트를 구동하는 구동수단을 포함하는 컨베이어 프레임과, 컨베이어 프레임 하단에 설치되어 컨베이 어 프레임을 지지하는 배드 프레임과, 컨베이어 프레임의 무게 중심에 따른 역학적 중심에 설치되되, 컨베이어 프레임과 배드 프레임 사이에 구비되어, 이송되는 화물의 중량 따른 하중을 감지하여 측정신호를 출력하는 제 1 및 제 2 로드셀과, 자동 화물 중량 측정 장치에 의해 산출된 화물의 중량 정보를 디스플레이하는 표시부와, 장치 전반을 제어하되, 로드셀로부터 출력되는 측정신호를 수신하여 해당 화물의 중량을 산출하고 표시부로 디스플레이하는 제어부를 포함하는 컨트롤러를 포함하여 구성된다. As described above, the automatic load weighing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention is a conveyor frame including a conveyor belt for transferring the loaded cargo, a driving means for driving the conveyor belt, and a conveyor frame installed under the conveyor frame. The first frame and the bad frame for supporting the air frame, and is installed in the mechanical center according to the center of gravity of the conveyor frame, is provided between the conveyor frame and the bad frame, the first and outputs the measurement signal by detecting the load according to the weight of the conveyed cargo A display unit for displaying the second load cell, the weight information of the cargo calculated by the automatic load weighing device, and controls the overall device, receiving the measurement signal output from the load cell to calculate the weight of the load and display on the display It is configured to include a controller including a control unit.
따라서, 본 발명에 따른 자동 화물 중량 측정 장치는 컨베이어에 의해 이송중인 화물의 중량을 정확하게 측정할 수 있어, 별도의 중량 측정과정이 필요없는 장점을 갖는다. Therefore, the automatic cargo weighing apparatus according to the present invention can accurately measure the weight of the cargo being transported by the conveyor, has the advantage that no separate weighing process is required.
본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 자동 화물 측정 장치의 로드셀은 하부 일측이 배드 프레임과 고정 결합되고, 상부 타측이 컨베이어 프레임과 고정 결합되는 제 1 로드셀과, 하부 일측이 배드 프레임에 고정 결합되고, 상부 타측에 컨베이어 프레임에 의해 인가되는 수직 하중만을 전달하는 다수의 볼이 거치되는 볼홈이 형성된 제 2 로드셀을 포함한다. According to a characteristic aspect of the present invention, the load cell of the automatic load measuring apparatus according to the present invention has a first load cell having a lower side fixedly coupled to a bad frame, an upper side fixedly coupled to a conveyor frame, and a lower side fixed to a bad frame. And a second load cell having a ball groove formed therein, the ball groove having a plurality of balls mounted thereon to transmit only the vertical load applied by the conveyor frame to the upper other side.
화물 중량의 정확한 측정을 위해서는 로드셀에 인가되는 수직 하중만을 감지하는 것이 이상적이다. 그러나 종래의 화물 중량 측정 장치는 화물의 이동중에 발생하는 횡하중 성분과 컨베이어 구동에 따른 횡 하중 성분에 의해 간섭을 받아 정확한 화물의 중량을 측정할 수 없었다. For accurate measurement of cargo weight, it is ideal to detect only the vertical load applied to the load cell. However, the conventional cargo weighing apparatus was not able to measure the exact weight of the cargo due to interference by the lateral load component generated during the movement of the cargo and the lateral load component caused by the conveyor driving.
따라서, 본 발명에 따른 로드셀은 하중을 감지하는 감지수단에 컨베이어 프 레임과 점 접촉되는 다수의 볼을 장착함으로써, 모든 하중에 대해 수직으로 작용하는 하중만을 감지할 수 있도록 하여 측정 값의 선형을 보장할 수 있으며, 외부환경에 따라 변경되는 측정값의 오차를 줄일 수 있는 장점을 갖는다. Therefore, the load cell according to the present invention is equipped with a plurality of balls in point contact with the conveyor frame to the sensing means for detecting the load, it is possible to detect only the load acting perpendicular to all the load to ensure the linearity of the measured value It can be, and has the advantage of reducing the error of the measured value changes according to the external environment.
본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 자동 화물 중량 측정 장치에 설치되는 로드셀은 컨베이어 프레임에 서로 평행하게 설치되며, 컨베이어 프레임의 역학적 중심을 기준으로 컨베이어 프레임 및 배드 프레임에 고정되는 위치가 서로 반대 방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다. According to a characteristic aspect of the present invention, the load cells installed in the automatic cargo weighing apparatus according to the present invention are installed parallel to each other on the conveyor frame, and the positions fixed to the conveyor frame and the bad frame relative to the mechanical center of the conveyor frame are different from each other. It is characterized in that the installation in the opposite direction.
따라서, 자동 화물 중량 측정 장치에 설치되는 두개의 로드셀의 화물의 하중 측정 방향을 서로 다른 방향으로 배치하여 설치함으로써, 화물을 적재하여 이송시 두개의 로드셀에 가해지는 불균형을 해소할 수 있는 장점을 갖는다. Therefore, by installing the load measurement direction of the load of the two load cells installed in the automatic load weighing device in different directions, there is an advantage that can solve the imbalance applied to the two load cells when loading and transporting the cargo. .
본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 자동 화물 중량 측정 장치의 컨트롤러의 제어부는 제 1 및 제 2 로드셀로부터 출력되는 측정신호를 소정 시간 주기로 샘플링하고, 해당 화물이 이송되는 시간을 소정 갯수로 분할하여 그룹핑하고, 각각의 그룹의 샘플링 값의 평균값을 산출하며, 평균값이 산출된 그룹들중 평균값의 크기가 큰 두개의 그룹을 추출하여 그룹 각각의 샘플링 값들간의 표준 편차를 산출하고, 표준편차가 적은 그룹의 샘플링값을 이용하여 화물의 중량을 산출한다. According to a characteristic aspect of the present invention, the controller of the controller of the automatic cargo weighing apparatus according to the present invention samples the measurement signals output from the first and second load cells at predetermined time intervals, and the time at which the corresponding cargo is transported to the predetermined number. Divide and group, calculate the average value of the sampling value of each group, extract the two groups with the larger average value among the groups where the average value is calculated, calculate the standard deviation between the sampling values of each group, and standard deviation The weight of the cargo is calculated using the sampling value of the lesser group.
따라서, 다수의 그룹중 평균값이 가장 큼과 동시에 편차가 가정 적은 그룹을 산출하여 중량 산출에 적용함으로써, 측정 결과의 정밀도에 기여함과 동시에 과도입력에 대응할 수 있는 효과를 갖는다. Therefore, by calculating the group having the largest mean value and the smallest deviation among the plurality of groups and applying it to the weight calculation, it contributes to the precision of the measurement result and has the effect of coping with transient input.
본 발명의 추가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 컨트롤러는 제어부에 의해 산출된 화물 중량정보를 외부기기와 인터페이싱하는 인터페이스부를 더 포함할 수 있다. 따라서, 별도의 분류과정 및 정리 작업 없이 물류관리 시스템과 간편하게 연동할 수 있으며, 전산화할 수 있는 장점을 갖는다. According to a further aspect of the present invention, the controller according to the present invention may further include an interface unit for interfacing the cargo weight information calculated by the controller with an external device. Therefore, it can be easily interlocked with the logistics management system without a separate classification process and arrangement work, and has the advantage of computerization.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 기술되는 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention.
도 1a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 화물 중량 측정 장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 1b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 화물 중량 측정 장치를 개략적으로 도시한 정면도이다. 도 1c는 도 1a내지 도 1b에 따라 로드셀들이 설치된 위치를 나타낸 요부도이다. Figure 1a is a perspective view schematically showing an automatic load weighing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 1b is a front view schematically showing an automatic load weighing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. 1C is a main view illustrating a position where load cells are installed according to FIGS. 1A to 1B.
도 1a 내지 도 1c를 참조하여 설명하면, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자동 화물 중량 측정 장치는 적재된 화물을 이송시키는 컨베이어 벨트(110)와, 컨베이어 벨트(110)를 구동하는 구동수단(미도시)을 포함하는 컨베이어 프레임(100)과, 컨베이어 프레임(100) 하단에 설치되어 컨베이어 프레임(100)을 지지하는 배드 프레임(200)과, 컨베이어 프레임(100)의 무게 중심에 따른 역학적 중심과 일치하게 그 중심이 위치하도록 설치되되, 컨베이어 프레임(100)과 배드 프레임(200) 사이에 구비되어, 이송되는 화물의 중량에 따른 측정신호를 출력하는 로드셀들(300-1, 300-2)과, 장치에 의해 산출된 화물의 중량 정보를 디스플레이하는 표시부(410)와, 장치 전반을 제어하되, 로드셀로부터 출력되는 측정신호를 수신하여 해당 화물의 중량을 산출하고 표시부(410)로 디스플레이하는 제어부(미도시)를 포함하는 컨트롤 러(400)를 포함하여 구성된다. Referring to Figures 1a to 1c, as shown in the automatic cargo weighing apparatus according to the present invention is a
컨베이어 프레임(100)은 컨베이어가 설치된 프레임을 말한다. 컨베이어 프레임(100)은 메탈 소재를 기본 골격으로하여 화물 이송을 위한 컨베이어가 설치된다. 컨베이어는 넓은 벨트와 다수의 로울러를 이용하여 벨트 위에 적재된 물건을 이송하는 산업현장에서 주로 사용되는 기계장치이다. 컨베이어는 적재된 화물을 이송시키는 컨베이어 벨트와, 컨베이어 벨트를 구동하는 구동모터와, 구동모터를 제어하는 구동모터 컨트롤러(400)와 다수의 로울러로 구성되는 구동수단으로 구성된다. 컨베이어는 구동모터와 로울러에 의해 벨트를 이동시킴으로써, 일정한 거리 사이를 자동으로 연속 운반한다.
배드 프레임(200)은 컨베이어 프레임(100)의 하단에 결합되며, 컨베이어 프레임(100)을 설치하는데 있어 보다 안정적으로 설치될 수 있도록 지지하는 일종의 지지 수단이다. The
로드셀은 가해지는 하중을 숫자로 표시하는 전자저울에 필수적인 무게측정 소자이다. 로드셀이 무게를 받으면 압축되거나 늘어나는 등 변형이 되는데, 이 변형량을 전기신호로 검출한 뒤 컴퓨터 장치에 의해 디지털신호로 바꾸면 무게가 숫자로 나타난다. A load cell is an essential weighing element for electronic balances that numerically represent the applied load. When the load cell receives the weight, it is compressed or stretched, and the deformation is detected. When the amount of deformation is detected as an electric signal and then converted into a digital signal by a computer device, the weight is displayed as a number.
본 발명에 따른 로드셀들(300-1, 300-2)은 컨베이어 프레임(100) 하부로 화물이 적재되는 부분에 설치된 제 1 로드셀(310)과 그와 평행하도록 컨베이어 프레임(100)의 타측 하부에 설치되는 제 2 로드셀(320)을 포함한다. The load cells 300-1 and 300-2 according to the present invention are disposed on the lower side of the other side of the
본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 로드셀은 도 2a 내지 도 2c 를 통해 보다 상세히 설명한다. 도 2a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제 1 로드셀이 컨베이어 프레임 및 배드 프레임에 결합된 상태를 나타낸 요부단면도이며, 도 2b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제 2 로드셀을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2c는 도 2b에 따른 제 2 로드셀이 컨베이어 프레임 및 배드 프레임에 결합된 상태를 나타낸 요부단면도이다. According to a characteristic aspect of the present invention, a load cell according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2A to 2C. 2A is a cross-sectional view illustrating main parts of a first load cell coupled to a conveyor frame and a bad frame according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2B schematically illustrates a second load cell according to a preferred embodiment of the present invention. Figure 2c is a perspective view, Figure 2c is a cross-sectional view of the main portion showing a state in which the second load cell according to Figure 2b coupled to the conveyor frame and the bad frame.
제 1 로드셀(310)은 하부 일측이 배드 프레임(200)과 고정 결합되고, 상부 타측이 컨베이어 프레임(100)과 고정 결합된다. 제 1 로드셀(310)과 컨베이어 프레임(100) 및 배드 프레임(200)의 결합은 도 2a를 통해 보다 상세히 설명한다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 1 로드셀(310)은 하부 일측이 배면 프레임과 예를 들면, 스크류 또는 앵커와 같은 고정수단에 의해 픽싱되어 결합된다. 배면 프레임과 제 1 로드셀(310) 사이에는 금속 재질의 플레이트(F)가 삽입되어 결합된다. 또한, 컨베이어 프레임(100)과 결합되는 제 1 로드셀(310)의 상부 타측 역시 금속 플레이트(F)를 통해 결합된다. One side of the
제 1 로드셀(310)의 하부 일측과 그와 반대 방향의 상부 타측에 금속 플레이트(F)를 삽입하여 결합하는 것은 본 발명에서 사용되는 로드셀이 하중으로 인해 발생하는 뒤틀림을 감지하는 방식을 적용한 로드셀이기 때문이다. 화물이 컨베이어 벨트 상에 적재되면, 화물에 의해 가해지는 하중에 따라 로드셀이 뒤틀려지게된다. 로드셀의 감지수단은 하중에 의해 로드셀이 뒤틀려지는 정도에 따라 서로 다른 측정신호를 출력한다. 이렇게 로드셀로부터 출력되는 측정신호는 제어부의 중량 산출의 데이터로 이용된다. Inserting and coupling the metal plate F to the lower one side of the
화물 중량의 정확한 측정을 위해서는 로드셀에 인가되는 수직 하중만을 감지하는 것이 이상적이다. 그러나 종래의 화물 중량 측정 장치는 화물의 이동중에 발생하는 횡하중 성분과 컨베이어 구동에 따른 횡 하중 성분에 의해 간섭을 받아 정확한 화물의 중량을 측정할 수 없었다. For accurate measurement of cargo weight, it is ideal to detect only the vertical load applied to the load cell. However, the conventional cargo weighing apparatus was not able to measure the exact weight of the cargo due to interference by the lateral load component generated during the movement of the cargo and the lateral load component caused by the conveyor driving.
이에 따라 본 발명에 따른 제 2 로드셀(320)은 제 2 로드셀(320)은 화물에 의해 가해지는 수직 하중만을 측정하기 위해 컨베이어 프레임(100)으로부터 전해지는 화물의 수직 하중만을 측정하기 위해 점 접촉되는 다수의 볼(322)을 포함하고 있다. Accordingly, the
또한, 컨베이어 프레임(100)은 제 2 로드셀(320)의 볼홈(321)에 거치된 볼(322)과 대응되는 볼홈(F-1)이 절삭되어 있다. 따라서, 볼(322)은 제 2 로드셀(320)의 볼홈(321)과 컨베이어 프레임(100)의 볼홈(F-1)에 의해 외란에 의해 이탈되는 것을 방지할 수 있고, 보다 안정적으로 거취되어 화물로 인해 가해지는 수직 하중만을 측정할 수 있다. In addition, the
제 2 로드셀(320)과 컨베이어 프레임(100) 및 배드 프레임(200)의 결합 구조는 도 2b와 도 2c를 통해 보다 상세히 설명한다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 2 로드셀(320)은 하부 일측이 배드 프레임(200)에 고정 결합되고, 상부 타측에 컨베이어 프레임(100)에 의해 인가되는 수직 하중만을 전달하는 다수의 볼(322)이 거치되는 볼홈(321)이 형성됨을 특징으로 한다. The coupling structure of the
제 2 로드셀(320)은 제 1 로드셀(310)과 마찬가지로 하부 일측은 금속 플레이트(F)를 통해 배드 프레임(200)과 고정 결합된다. 그러나 상부 타측은 컨베이어 프레임(100)과 점 접촉할 수 있는 볼홈(321)이 형성된다. 본원 발명에서는 4 개의 볼홈(321)을 형성하여, 해당 볼홈(321)에 각각의 볼(322)을 거치 시키고 그 위에 컨베이어 프레임(100)을 적재한다. 즉, 제 2 로드셀(320)은 하부 일측으로는 배드 프레임(200)과 예를 들면, 스크류 또는 앵커와 같은 결합 수단을 통해 고정 결합하고, 그와 반대로 상부 타측은 볼홈(321)에 거치된 볼(322) 위로 컨베이어 프레임(100)이 적재된다. Like the
따라서, 본 발명에 따른 제 2 로드셀(320)은 하중을 감지하는 감지수단에 컨베이어 프레임(100)과 점 접촉되는 다수의 볼(322)을 장착함으로써, 모든 하중에 대해 수직으로 작용하는 하중만을 감지할 수 있도록 하여 측정 값의 선형을 보장할 수 있다. Accordingly, the
또한, 제 2 로드셀(320)과 컨베이어 프레임(100)이 고정 결합되지 않고, 볼(322)의 점 접촉됨으로써, 예를 들면, 장치가 설치되는 장소와 같은 외부환경에 따라 변경되는 측정값의 오차를 줄일 수 있는 장점을 갖는다. In addition, the
본 발명의 또다른 양상에 따라 본 발명에 따른 제 2 로드셀(320)은 하부에 제 2 로드셀(320)의 볼홈(321)에 거치된 볼(322)과 대응되는 볼홈(F-1)이 형성된 금속 플레이트(F)가 고정 결합된 컨베이어 프레임(100)이 거치될 수 있다. 볼홈(F-1)이 형성된 금속 플레이를 삽입하여 컨베이어 프레임(100)을 제 2 로드셀(320)에 적재하는 이유는 볼(322)에 의해 볼(322)에 컨베이어 프레임(100)이 쉽게 마모되는 것을 방지할 수 있고, 금속 플레이트(F)를 삽입하여 로드셀과 컨베이어 프레임(100)간의 이격 간격을 조절할 수 있기 때문이다. According to another aspect of the present invention, the
본 발명의 또다른 양상에 따라 본 발명에 따른 로드셀은 컨베이어 프레임(100)과 배드 프레임(200) 사이에서 서로 평행하게 설치되며, 로드셀의 감지수단의 위치가 서로 반대방향을 향하도록 설치되는 것을 특징으로 한다. 도 1c를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 컨베이어 프레임(100)의 기하학적 중심이 아닌 역학적 중심을 기준으로 제 1 로드셀(310)의 중심을 위치시켜 고정 결합한다. 예를 들어, 도 1c를 기준으로 제 1 로드셀(310)의 하단 왼쪽에 금속 플레이트(F)를 통해 배드 프레임(200)과 고정 결합하였다면, 제 1 로그셀의 상단 오른쪽은 컨베이어 프레임(100)에 고정 결합된다. According to another aspect of the present invention, the load cell according to the present invention is installed parallel to each other between the
제 2 로드셀(320)은 제 1 로드셀(310)의 결합과는 반대로 하단 오른쪽에 금속 플레이트(F)를 통해 고정 결합되며, 상단 왼쪽에는 볼(322)이 거치되는 볼홈(321)이 형성되고, 형성된 볼홈(321)에는 볼(322)이 거치된다. 볼홈(321)에 거치된 볼(322)과 대응되는 위치에는 컨베이어 프레임(100)에 형성된 볼홈(F-1) 또는 금속 플레이트(F)에 형성된 볼홈(F-1)이 결합된다. The
예를 들어 제 1 및 제 2 로드셀(310, 320)의 설치방향이 서로 같을 경우 한쪽으로 편향된 측정 값을 가질 수 있다. 따라서, 이러한 제 1 및 2 로드셀의 설치 방향은 화물을 적재하여 이송시 두개의 로드셀에 가해지는 불균형을 해소할 수 있는 장점을 갖는 동시에 이송되는 화물과 로드셀 상단구조물의 질량중심이 로드셀의 허용 측정영역의 중심에서 멀어지는 것을 최소화하여 측정결과의 정확도에 기여한다. For example, when the installation directions of the first and
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 화물 중량 측정 장치의 컨트롤러를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 화물 측정 장치는 사용자로부터 입력되는 조작명령에 따라 적재된 화물을 이송하는 컨베이어 프레임(100) 및 배드 프레임(200)와, 컨베이어에 의해 이송되는 화물의 하중을 감지하여 측정신호를 출력하는 로드셀들(300-1, 300-2)과, 장치 전반을 제어하는 컨트롤러(400)를 포함하여 구성된다. 컨베이어와 로드셀은 도 1a 내지 도 1c와, 도 2a 내지 도 2d를 통해 설명하였으므로 그 상세한 설명은 생략한다. Figure 3 is a block diagram schematically showing a controller of the automatic cargo weighing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown, the automatic cargo measuring apparatus according to the present invention, the
컨트롤러(400)는 키패드 또는 입력버튼과 같은 조작부(420)와, 장치의 작동상태 및 측정된 중량 정보를 표시하는 표시부(410)와, 자동 화물 중량 측정 장치의 장치 전반을 사용자의 조작명령에 따라 제어하며, 로드셀로부터 출력되는 측정신호를 수신하여 해당 화물의 중량을 산출하고 표시부(410)로 디스플레이하는 제어부(430)를 포함하여 구성된다. The
조작부(420)는 다수의 입력버튼을 포함하여 구성되는 주지된 구성이다. 사용자는 조작부(420)를 통해 자동 화물 중량 측정 장치를 구동할 수 있다. The
표시부(410)는 예를 들면, 액정표시장치와 같은 디스플레이 장치로 구성되며, 장치의 작동상태 및 제어부(430)에 의해 산출된 화물의 중량을 디스플레이 한다. 또다른 실시예에 따라 상술한 조작부(420) 및 표시부(410)는 조작명령의 입력과 디스플레이가 동시에 가능한 터치패널로 구현될 수 있다. For example, the
제어부(430)는 로드셀에 의해 감지되어 출력되는 측정신호를 이용하여 컨베이어 벨트에 의해 이송중인 화물의 중량을 산출하고, 산출된 중량을 표시부(410)를 통해 디스플레이한다. The
본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 제어부(430)는 로드셀로부터 출력되는 측정신호를 소정 시간 주기로 수정 간격으로 샘플링하여 그룹화하고, 각각의 그룹의 샘플링 값의 평균값을 산출하며, 평균값이 산출된 그룹들중 평균값의 크기큰 두개의 그룹을 추출하여 그룹 각각의 샘플링 값들간의 표준 편차를 산출하고, 표준편차가 적은 그룹의 샘플링값을 이용하여 화물의 중량을 산출하는 Minimum standard deviation & Maximum mean 알고리즘(이하, 'MDMM 알고리즘'이라 칭함)을 통해 구현된다. According to a characteristic aspect of the present invention, the
이하에서는 본 발명에 따른 제어부(430)의 구성을 보다 상세히 설명한다. 제어부(430)는 제 1 및 제 2 로드셀(310, 320)에 의해 감지되어 출력되는 측정신호의 노이즈를 제거하는 로우패스 필터(431)와, 로우패스 필터(431)로부터 출력되는 동적 측정신호를 소정 주기로 나눈 시간으로 디지털 샘플링하여 그룹핑하는 샘플링부(433)와, 샘플링부(433)에 의해 샘플링된 각 그룹들의 개별 평균값을 산출하고, 산출된 그룹의 평균값들 중 최상 값을 가지는 두개의 그룹을 추출하는 평균 산출부(435)와, 평균 산출부(435)에 의해 추출된 두개의 그룹의 측정 데이터들의 표준편차를 산출하는 표준 편차 산출부(437)와, 표준 편차 산출부(437)에 의해 산출된 표준편차를 통해 표준 편차가 적은 그룹을 선택하여 중량 데이터를 산출하는 중량 산출부(439)를 포함한다. Hereinafter, the configuration of the
제어부(430)의 화물 중량 측정 과정은 도 4를 통해 보다 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제어부의 중량 산출 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 사용자가 컨베이어 벨트에 화물을 적재 하고, 조작부(420)를 통해 자동 화물 중량 측정 장치의 구동 명령을 입력하면, 컨베이어의 구동모터가 구동하면서 컨베이어 벨트가 구동되며 적재된 화물을 이송시킨다. Cargo weight measurement process of the
한편 제 1 및 제 2 로드셀(310, 320)은 컨베이어에 적재된 화물에 의해 발생하는 하중을 감지하여 제어부(430)의 로우패스 필터(431)로 측정신호를 출력한다. 로우패스 필터(431)는 제 1 및 제 2 로드셀(310, 320)로부터 출력되는 측정신호의 노이즈를 제거하여 출력한다. 로우패스 필터(431)에 의해 출력되는 측정 신호는 시간에 따라 변화하는 동적 아날로그 데이터이다. Meanwhile, the first and
디지털 로직으로 구성되는 제어부(430)는 이를 연산할 수 없다. 따라서, 제어부(430)의 샘플링부(433)는 로우패스 필터(431)로부터 출력되는 동적 아날로그 신호를 소정 주기간격으로 디지털 데이터로 샘플링하여 그룹화 한다. 샘플링부(433)는 예를 들면, 2kHZ주기로 샘플링되며, 샘플링된 각각의 데이터들은 그룹핑을 위해 화물이 컨베이어에 의해 이송되는 시간의 1/20간격으로 그룹핑하여 평균 산출부(435)로 출력한다. 평균 산출부(435)는 각각의 그룹별로 측정된 데이터의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값들을 비교하여 평균값이 가장 큰 두개의 그룹을 추출하여 출력한다. The
표준 편차 산출부(437)는 평균 산출부(435)에 의해 산출되어 추출된 두개의 그룹의 측정 데이터들의 표준 편차를 산출하고, 중량 산출부(439)는 표준 편차 산출부(437)에 의해 산출된 표준편차를 통해 적은 표준 편차가 적은 그룹을 선택하여 해당 그룹의 평균값과 컨베이어의 화물의 이송 속도를 연동하여 해당 화물의 중량 을 산출하고, 산출된 화물의 중량을 표시부(410)를 통해 디스플레이한다. The
본 발명의 추가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 자동 화물 중량 측정 장치의 컨트롤러(400)는 산출된 화물의 중량 정보를 외부기기와 송수신하는 인터페이스부를 더 포함할 수 있다. 인터페이스부는 예를 들면, 물류관리 시스템에 구비된 컴퓨터 또는 물류관리 시스템에 연결가능하며 물류 관리자가 소지한 PDA와 같은 외부기기와 연결되어 제어부(430)의 제어신호에 따라 중량 산출부(439)에 의해 산출된 화물의 중량정보를 전송한다. 인터페이스부(450)는 일종의 통신 모뎀으로써, 에를 들면, 일반적인 네트워크에 사용되는 RS-232, RS-485, TCP/IP, 블루투쓰 통신 방식이 이용될 수 있다. According to an additional aspect of the present invention, the
따라서, 별도의 분류과정 및 정리 작업 없이 물류관리 시스템과 간편하게 연동할 수 있으며, 전산화할 수 있는 장점을 갖는다. Therefore, it can be easily interlocked with the logistics management system without a separate classification process and arrangement work, and has the advantage of computerization.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 화물 중량 측정 장치는 컨베이어 벨트 상에서 빠르게 이동중인 화물의 중량을 자동으로 측정하여 제공함으로써, 물류관리에 용이하게 사용할 수 있는 장점을 갖는다. As described above, the automatic cargo weighing apparatus according to the present invention has an advantage that can be easily used for logistics management by automatically measuring and providing the weight of the cargo moving fast on the conveyor belt.
또한, 로드셀에 컨베이어 프레임과 점 접촉되는 다수의 볼을 장착함으로써, 모든 하중에 대해 수직으로 작용하는 하중만을 감지할 수 있도록 하여 측정 값의 선형을 보장할 수 있으며, 외부환경에 따라 변경되는 측정값의 오차를 줄일 수 있는 장점을 갖는다. In addition, by mounting a plurality of balls in point contact with the conveyor frame in the load cell, it is possible to detect only the load acting vertically for all loads to ensure the linearity of the measured value, the measured value changed according to the external environment Has the advantage of reducing the error of.
또한, 자동 화물 중량 측정 장치에 설치되는 두개의 로드셀의 감지수단을 서 로 반대방향으로 배치하여 설치함으로써, 화물 투입시 각 로드셀에 가해지는 불균형을 해소할 수 있는 장점을 갖는다. In addition, by placing the two load cells sensing means installed in the automatic cargo weighing device in the opposite direction to each other, there is an advantage that can solve the imbalance applied to each load cell when loading the cargo.
또한, 샘플링된 측정 데이터들을 그룹핑하고, 각각의 그룹중 평균값이 가장 큼과 동시에 편차가 가정 적은 그룹을 산출하여 중량 산출에 적용함으로써, 측정 결과의 정밀도에 기여함과 동시에 과도입력에 대응할 수 있는 효과를 갖는다. In addition, by grouping the sampled measurement data, by calculating the group with the largest mean value and the smallest deviation among each group and applying it to the weight calculation, it contributes to the precision of the measurement result and can cope with transient input Has
또한, 외부기기와 치수정보를 인터페이싱하는 인터페이스부를 구비함으로써, 별도의 분류과정 및 정리 작업 없이 물류관리 시스템과 간편하게 연동할 수 있으며, 전산화할 수 있는 장점을 갖는다. In addition, by having an interface unit for interfacing the external device and the dimension information, it can be easily interlocked with the logistics management system without a separate classification process and arrangement work, and has the advantage of computerization.
이상에서 본 발명은 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명되었지만 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 당업자라면 자명하게 도출 가능한 많은 변형 예들을 포괄하도록 의도된 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어져야 한다. The present invention has been described above with reference to preferred embodiments, but is not limited thereto, and is interpreted by the appended claims, which are intended to cover many modifications that will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Should be done.
Claims (5)
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