KR100808219B1

KR100808219B1 - 당근의 세척 및 자동분류장치

Info

Publication number: KR100808219B1
Application number: KR1020060069599A
Authority: KR
Inventors: 박선근
Original assignee: (주)케로트코리아
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2008-02-29
Also published as: KR20080009864A

Abstract

본 발명은 당근 세척 및 자동분류장치에 관한 것으로, 상세하게는 당근을 세척하기 위한 세척조와; 상기 세척조의 일측에 결합되어 상기 세척조를 수직으로 이송시켜 상단부에서 외측으로 선회되게 형성된 대차반전수단과; 상기 세척조의 대차반전에 의해 배출된 당근을 일측으로 이송하기 위한 이송수단과; 상기 이송수단의 상부에 위치하여 이송된 당근을 재세척하기 위한 물 분사노즐이 다수 개 구비된 물 분사장치와; 상기 물 분사장치에 의해 세척된 당근으로부터 줄기 및 잎을 세절하는 당근잎 절단수단; 및 상기 당근잎 절단수단에 의해 줄기 및 잎이 커팅된 당근을 카메라로 영상촬영하여 외형특성을 감안하여 분류한 후 당근의 이송경로를 전환하여 특정 수집상자로 수용시키도록 하는 당근분배수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것으로서, 본 발명은 당근의 세척과정, 잎 또는 줄기 절단과정 및 선별과정을 완전 자동화할 수 있는 효과가 있음은 물론 수작업에 의한 별도의 작업이 필요 없어 인건비에 따른 원가를 절감시키고, 작업의 효율성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

당근세척, 이송, 컨베이어, 잎 절단, 자동분류, 자동 포장라인

Description

당근의 세척 및 자동분류장치{THE WASHING OF THE CARROT, AND THE AUTOMATIC SELECTING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 따른 당근의 세척 및 자동분류장치를 도시한 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 세척조의 구조를 개략적으로 도시한 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 타공판이 설치된 세척조 내부의 부분단면도.

도 4는 본 발명에 따른 물 분사부의 분사방향을 도시한 부분단면도.

도 5는 본 발명에 따른 대차반전수단 및 반전되는 상태를 개략적으로 도시한 측면도.

도 6은 본 발명에 따른 당근잎 절단수단 및 당근선별수단을 개략적으로 도시한 부분사시도.

도 7은 본 발명에 따른 당근잎 절단수단을 도시한 측면도.

도 8은 본 발명에 따른 당근선별수단의 구성을 나타낸 블럭도.

도 9는 도 8의 당근선별수단을 도시한 측면도.

*도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명*

100. 세척조 110. 세척조 몸체

120. 배출구 130. 타공판

140. 물 분사부 142. 물 분사노즐

144. 브라켓 146. 물 공급펌프

150. 공기분사부 152. 공기분사노즐

154. 브라켓 156. 에어컴프레셔

200. 대차반전수단 210. 고정프레임

220. 수직프레임 222. 승하강용 모터

222a. 모터축 224. 구동스프라켓

226. 종동스프라켓 228. 체인

230. 이송대차 232. 결합바

240. 피니언기어 250. 래크기어

300. 이송수단 310. 지지프레임

320,330. 스프라켓 340. 이송체인

350. 롤러 컨베이어 352. 회전롤러

360. 물 분사장치 400. 당근잎 절단수단

410. 지지프레임 420. 구동모터

420a. 모터축 422a,422b. 구동벨트

430,430'. 제1회전축 432,432'. 제1,2구동롤러

440. 제2회전축 450. 컨베이어벨트

452. 당근 수납가이드 452a. 수납홈

460. 회전커팅날 470. 덮개

472. 공간부 474. 개방부

480. 탄성누름판 500. 당근선별수단

510. 카메라부 512. CCD 카메라

514. 암실 516. 조명

520. 영상처리부 530. 분류제어부

540. 분류가이드부 542. 이송판

544. 가이드바 550. 수집상자

본 발명은 당근의 세척 및 자동분류장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수확된 당근을 물과 공기를 이용하여 기계식으로 세척하고, 당근의 잎과 줄기를 커팅한 후 당근을 상품등급별로 자동분류할 수 있는 당근의 세척 및 자동분류장치에 관한 것이다.

일반적으로 수확된 당근은 상품화되기까지 세척, 건조, 선별, 포장작업을 차례로 거치게 되며, 운반된 당근은 흙 세척 외에 표피도 벗겨냄에 따라 선도유지를 위해 그늘에 말려 수분을 제거시킨 후 크기에 따라 선별하여 상자에 담아 포장시키게 된다. 이러한 작업은 거의 인력에 의존하고 있는 실정으로 일손의 부족현상과 노령화에 기인한 농가의 실정을 감안할 때 작업능률저하로 인해 생산성이 현저히 떨어지게 된다.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 종래에도 많은 종류의 기계식 당근 세척기가 제공되어 있으나, 대부분의 것들은 다량은 당근을 기계식이면서 대량으로 세척하여 인건비를 줄일 수 있는 특징들은 있으나, 세척장치가 고가이면서도 세척작업을 위한 기계 조작이 어렵고 취급이 불편한 문제점이 있었다.

특히, 당근은 뿌리 채소 채취기 등을 이용하여 줄기가 길게 붙어있는 채로 채취되나 국내에서는 통상 당근의 줄기가 음식재료로 이용되지 않는바, 세척 후 당근의 줄기를 깔끔하게 절단시키는 작업이 포장공정의 전에 별도로 요구되며, 줄기 절단은 작업자가 일일이 육안으로 확인하면서 절단시켜야 가능하므로, 일반적으로 선별작업 전이나 후에 이러한 줄기 절단작업을 추가로 행하게 됨에 따라 줄기절단에 소모되는 시간과 인력으로 인해 작업효율이 현저하게 저하된다는 문제점이 있었다.

따라서, 수확된 당근을 세척과정 -> 잎 또는 줄기 절단과정 -> 선별과정에 이르기까지의 전 공정을 연속적이고 신속하게 행할 수 있는 기계장치의 개발이 요구되고 있는 현실이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 당근이 세척조에서 1차 세척되어 컨베이어에 의해 이송된 다음 2차 세척 및, 잎 또는 줄기의 절단 및 분류에 이르기까지를 완전 자동화하여 인건비에 따른 원가를 절감시킴은 물론 작업의 효율성 및 신뢰성을 갖도록 한 당근의 세척 및 자동분류장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 당근의 세척 및 자동분류장치는, 수확된 당근을 세척한 후 자동분류하여 수집상자에 저장하는 당근세척기에 있어서, 당근을 세척하기 위한 세척조와; 상기 세척조의 일측에 결합되어 상기 세척조를 수직으로 이송시켜 상단부에서 외측으로 선회되게 형성된 대차반전수단과; 상기 세척조의 대차반전에 의해 배출된 당근을 일측으로 이송하기 위한 이송수단과; 상기 이송수단의 상부에 위치하여 이송된 당근을 재세척하기 위한 물 분사노즐이 다수 개 구비된 물 분사장치와; 상기 물 분사장치에 의해 세척된 당근으로부터 줄기 및 잎을 세절하는 당근잎 절단수단과; 상기 당근잎 절단수단에 의해 줄기 및 잎이 커팅된 당근을 카메라로 영상촬영하여 외형특성을 감안하여 분류한 후 당근의 이송경로를 전환하여 특정 수집상자로 수용시키도록 하는 당근분배수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 바람직하게 상기 세척조는, 상부가 개방되고 하부로 세척수를 배출시키는 배출구가 구비되며, 가운데로 다수 개의 통공이 형성된 타공판이 설치된 일정 체적의 세척조 몸체와; 상기 세척조 몸체의 측면에 고정설치되어 일정 압력의 물을 분사하도록 물 분사노즐을 갖는 물 분사부와; 상기 물 분사부에 일정 압력의 물을 공급하는 물 공급펌프와; 상기 세척조 몸체의 내부 바닥에 고정 설치되어 일정 압력의 공기를 상방으로 배출하는 공기분사노즐을 갖는 공기분사부; 및 상기 공기분사노즐에 압축공기를 공급하는 에어컴프레셔;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

그리고, 바람직하게 상기 물 분사부는, 상기 세척조 몸체의 외벽 원주를 따 라 다수 개 설치되고, 수직으로 다단 설치되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 바람직하게 상기 대차반전수단은, 고정프레임과; 상기 고정프레임의 양측에 수직으로 설치되며, 일측에 고정설치되는 승하강용 모터의 구동에 따라 회전되는 구동 및 종동스프라켓이 상·하단에 설치되어 체인으로 연결되어 있는 수직프레임과; 상기 세척조와 결합바에 의해 결합되며, 상기 체인에 체결되어 수직프레임 상에서 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 이송대차와; 상기 승하강용 모터에 직결되어 정방향 또는 역방향으로 회전되는 피니언기어; 및 상기 수직프레임에 설치되어 상기 피니언 기어와 치합되는 래크기어;를 포함하여 이루어져, 상기 수직프레임의 상단으로 이송된 이송대차를 일정경사로 기울여 세척조 내의 당근을 배출하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 바람직하게, 상기 이송수단은, 지지프레임의 양측에 상호 이격되게 설치되며, 구동모터에 의해서 회전 구동력을 갖는 구동 및 종동스프라켓과; 상기 구동 및 종동스프라켓에 치합되어 회전되는 이송체인과; 상기 이송체인의 상측으로 설치되어 당근이 안착되는 롤러 컨베이어;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

그리고, 바람직하게 상기 당근잎 절단수단은, 구동모터가 일측에 설치된 지지프레임과; 상기 구동모터와 구동벨트로 연결되는 제1,2회전축과; 상기 구동모터의 구동으로 당근을 운반하는 당근 수납가이드가 설치된 컨베이어벨트와; 상기 제2회전축에 설치되어 당근의 잎을 절단하는 회전커팅날과; 상기 회전커팅날이 위치된 지지프레임의 상부로 안착되는 덮개; 및 상기 덮개에 설치되어 운반되는 당근을 위에서 아래로 누르도록 형성된 탄성누름판;을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

그리고, 바람직하게 상기 당근분배수단은, 상기 당근잎 절단수단의 단부에 위치되어 당근의 줄기 및 잎이 세절된 당근을 영상촬영하기 위한 카메라부와; 상기 카메라부를 통해 얻어진 이미지로부터 상기 당근의 외형 특성을 정의하는 영상처리부와; 상기 영상처리부에 의해서 정의된 상기 당근의 외형 특성을 감안하여 상기 당근의 등급 그룹을 정의하는 분류제어부; 및 상기 분류제어부에 의해 정의된 당근의 등급그룹에 따라 다수 개의 이송경로를 갖는 이송판의 선단에 설치된 분류가이드바의 방향을 전환시켜 당근을 선별하는 분배 가이드부;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 당근의 세척 및 자동분류장치의 측면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 당근의 세척 및 자동분류장치는 수확된 당근을 1차 세척하는 세척조(100)와, 상기 세척조(100)를 승강시켜 내부에 적재된 당근을 반출시키는 대차반전수단(200)과, 반출된 당근을 이송하면서 2차 세척하는 이송수단(300)과, 이송되는 당근에서 잎과 줄기를 절단하는 당근잎 절단수단(400) 및 당근을 상품등급에 따라 자동분류하여 수집상자로 분배하는 당근선별수단(500)을 포함하여 구성된다.

먼저 상기 세척조(100)에 관하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 세척조의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 타공판이 설치된 세척조 내부의 부분단면도이고, 도 4는 본 발 명에 따른 물 분사부의 분사방향을 도시한 부분단면도를 각각 도시한 것이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 세척조(100)를 구비하고 있다.

상기 세척조(100)는 수확된 당근의 표면에 묻어있는 흙이나 이물질, 또는 함께 혼입되어 있는 흙덩이나 돌 등을 1차 세척하기 위한 것으로서, 그 구성은 세척조 몸체(110)와, 배출구(120)와, 타공판(130)과, 물 분사부(140)와 물 공급펌프(146)와, 공기분사부(150) 및 에어컴프레셔(156)를 포함하여 구성된다.

상기 세척조 몸체(110)는 상부가 개방되고 측면은 수직판인 원통형의 수조로 이루어지는 것으로서, 하방 내측으로는 경사면이 형성되어 당근을 씻은 후 세척수를 배출시키는 배출구(120)가 구비되어 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 세척조 몸체(110)의 하방에는 경사면이 시작되는 부분에 다수 개의 통공을 갖는 타공판(130)이 횡방향으로 설치되어 있다. 따라서, 세척조(100) 내부에서 세척된 당근은 타공판(130)의 상면에 놓이게 되고, 세척 후 당근으로부터 분리된 세척수나, 흙, 돌, 이물질 등은 타공판(130)의 통공으로 배출되어 배출구(120)에 의해 세척조(100)의 외부로 반출된다.

또한, 상기 세척조 몸체(110)의 측면에는 다수의 물 분사부(140)와 공기분사부(150)가 장착된다.

상기 물 분사부(140)는 세척조 몸체(110)의 내부로 물을 분사하도록 설치되는 것으로, 물 분사노즐(142)이 브라켓(144)에 의해 물 공급펌프(146)와 연결되어 있다.

상기 물 분사노즐(142)은 상기 세척조 몸체(110)의 외벽 원주를 따라 다수 개 설치되고 수직으로 다단 설치되어 있는 것으로, 물 분사노즐(142)은 동일한 높이의 설치위치에 동일한 간격으로 4 개씩 설치되면 네 방향에서 세척조(100)의 내부로 골고루 물이 분사될 수 있다.

또한, 상기 물 분사노즐(142)은 도 4에 도시된 바와 같이, 설치방향을 동일한 시계방향으로 약 45°정도 옆으로 틀어서 분사토록 하면 세척조(100) 내의 모든 당근이 골고루 세척될 수 있게 되어 세척효율이 좋아져 물을 절약할 수 있다. 여기서 물 분사노즐(142)의 물의 압력은 2 ~ 5㎏/㎠로 발생시키면 당근의 표면에 부착된 흙이나 이물질 등을 효과적으로 제거할 수 있다.

그리고, 상기 공기분사부(150)는 상기 세척조 몸체(110)의 내부 바닥의 경사면에 브라켓(154)에 의해 고정 설치되는 것으로서, 일정 압력의 공기를 상방으로 배출하는 복수 개의 공기분사노즐(152)을 가지며, 상기 공기분사노즐(152)은 에어컴프레셔(156)에 의해 압축공기를 공급받는다.

여기서 상기 공기분사노즐(152)에서 분사된 고압의 공기는 세척조 몸체(110) 내부의 상방으로 분사되므로 상승 분사되는 압축공기는 물 분사부(140)에서 분사되는 물과 부딪쳐 작은 물방울로 되어 세척조(100)에 채워진 당근에 세차게 분사되어 보다 세척이 더욱 효율적으로 일어나게 된다.

이와 같이, 상기 세척조(100) 내부에서 물 분사와 압축공기 분사에 의해 당근의 세척이 완료되면, 세척조(100)의 일측에 설치된 대차반전수단(200)에 의해 세척조(100)가 상부로 이송된 후 반전되어 세척된 당근을 쏟아낼 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 대차반전수단 및 반전되는 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 대차반전수단(200)은 상기 세척조(100)의 일측에 결합되어 상기 세척조(100)를 수직으로 이송시켜 상단부에서 외측으로 선회되게 하는 것으로서, 그 구성은 바닥에 지지되는 고정프레임(210)을 가지며, 상기 고정프레임(210)의 양측에는 수직프레임(220)이 설치되며, 상기 수직프레임(220)을 따라 승강되는 이송대차(230)가 설치된다. 그리고, 상기 이송대차(230)를 반전시키는 피니언기어(240) 및 래크기어(250)가 설치되어 있다.

상기한 각 유닛의 세부 구성을 보면 다음과 같다.

먼저, 상기 고정프레임(210)은 지면 상에 고정되며, 상기 고정프레임(210)의 양측에는 수직프레임(220)이 설치되어 전체적으로 "⊥" 형상을 이루고 있다.

상기 수직프레임(220)에는 승하강용 모터(222)에 의해 구동되는 구동스프라켓(224) 및 종동스프라켓(226)이 상·하단에 각각 구비되고, 상기 구동 및 종동스프라켓(224,226)은 체인(228)으로 연결되도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 이송대차(230)는 수직프레임(220) 상에서 상하방향으로 승강되게 설치되는 것으로, 일단은 세척조(100)의 하단 부분과 결합되는 결합바(232)가 구비되고, 타단은 상기 체인(228)과 체결되어 있어서 상기 체인(228)이 구동스프라켓(224)과 종동스프라켓(226)에 맞물려 상부로 이동될 때 이송대차(230)도 동시에 상부로 이동하게 된다.

또한, 상기 이송대차(230)의 양측에는 모터축(222a)에 직결되어 정방향 또는 역방향으로 회전되는 피니언기어(240)가 설치되어 상기 수직프레임(220)의 상부 양측에 길이방향을 따라 설치되는 래크기어(250)와 맞물려 이송대차(230)와 함께 승강되는 세척조(100)를 회전시켜 세척조(100) 내의 당근을 반출할 수 있도록 한다.

여기서 상기 래크기어(250)는 수직프레임(220)상에 고정된 상태로 있고 피니언기어(240)는 이송대차(230)와 함께 이동하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 대차반전수단(200)은 승하강용 모터(222)가 구동되면 모터(222)로부터의 회전력이 모터축(222a)을 거쳐 구동스프라켓(224)에 전달되어 회전하게 되고, 구동스프라켓(224) 및 종동스프라켓(226)에 결합되어 있는 체인(228)이 상부방향으로 수직상태로 회전하게 된다. 또한, 상기 체인(228)에는 이송대차(230)가 체결되어 있으므로 체인(228)이 구동 및 종동스프라켓(224,226)에 맞물려서 상부로 이동될 때 이송대차(230)에 결합된 세척조(100)도 동시에 상부로 이동하게 된다.

또한, 상기 수직프레임(220)의 상단에는 래크기어(250)가 설치되어 있어서 이송대차(230)에 설치된 피니언기어(240)에 의해 세척조(100)가 외측으로 선회되어 반전됨으로써 내부의 세척된 당근이 배출되게 된다. 반출 후에는 구동스프라켓(224)의 역회전에 따라 체인(228)은 구동 및 종동스프라켓(224,226)에 맞물려 이송대차(230)와 함께 하강하여 세척조(100)도 내려지게 된다.

이와 같이 대차반전수단(200)에 의해 반출된 당근은 이송수단(300)에 의해 일측으로 이송된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 이송수단(300)은 상기 대차반전수단(200)의 하부에 연접하고, 이송방향으로 상향 기울어진 롤러 컨베이어(350)가 소정 길이의 상부로 이어지는 경사이송구간(A)과, 상기 경사이송구간(A)과 연접하여 수평으로 소정 길이 연장된 롤러 컨베이어(350)가 구비되고, 롤러 컨베이어(350)의 상부에는 당근을 재세척하는 물 분사장치(360)가 구비된 수평이송구간(B)과, 상기 롤러 컨베이어(350)와 연접하여 다수 개의 당근 수납가이드(452)가 구비된 컨베이어벨트(450)에 의해 이송되는 당근에서 당근의 잎 및 줄기를 절단하는 당근잎 절단구간(C) 및 당근을 등급별로 선별하는 당근선별구간(D)으로 이루어져 있다.

먼저, 상기 경사이송구간(A)은 대차반전수단(200)에 의해 세척조(100)에서 반출된 당근을 일측으로 이송하는 구간으로서, 상기 이송수단(300)은 바닥에 지지되는 지지프레임(310)의 양측에 상호 이격되게 설치되며, 구동모터(미도시)에 의해서 회전 구동력을 갖는 스프라켓(320,330)과, 양측의 스프라켓(320,330)에 치합되어 회전되는 체인(340)의 상측으로 당근이 안착되는 롤러 컨베이어(350)가 구비된다.

여기서, 상기 롤러 컨베이어(350)는 양측의 체인(340) 사이에 회전롤러(미도시)를 축설하여 경사이송구간(A) 및 수평이송구간(B)을 순환하도록 된 통상의 이송용 롤러 컨베이어이다.

또한, 경사이송구간(A)에서 상기 롤러 컨베이어(350)는 당근의 이송방향의 상방향으로 일정 각도 기울어져 있도록 설치됨으로써 세척조(100)에서 1차 세척된 당근 내에 혼입되어 있는 물기나 흙덩이, 돌 등을 기외로 배출토록 한다.

다음으로 수평이송구간(B)는 상기 경사이송구간(A)에서 이송된 당근을 재세 척하기 위한 구간으로서, 상기 이송수단(300)은 롤러 컨베이어(350)로부터 당근을 공급받아 수평으로 이송하면서 상기 롤러 컨베이어(350)의 상부에 설치된 물 분사장치(360)에 의해 당근을 2차 세척한다.

여기서 상기 물 분사장치(360)는 세척조(100)에 설치된 물 분사노즐(142) 및 물 공급펌프(146)와 동일한 구성요소를 가지므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서, 이송되는 당근은 롤러 컨베이어(350) 상에서 상부의 물 분사장치(360)의 각 물 분사노즐(미도시)로부터 분출되는 물에 의하여 세척되고, 세척할 때 롤러 컨베이어(350)의 롤러의 자전하는 것에 의해 당근은 회전하고, 이것에 의해 당근은 균일한 세척을 할 수 있게 된다.

여기서 상기 당근잎 절단구간(C)의 이송수단(300)은 컨베이어벨트(450)가 구비되어 수평이송구간(C)으로부터 공급된 당근을 당근 수납가이드(452)에 의해 하나씩 일측으로 운반되도록 구성된다.

그리고, 상기 당근선별구간(D)은 상기 당근잎 커팅구단(C)에서 당근의 잎과 줄기가 커팅된 당근을 품질등급별로 선별하기 위한 구간으로, 수평이송구간(C)에 설치된 롤러 컨베이어(350)가 동일하게 설치된다. 따라서 당근선별구간(D)의 롤러 컨베이어(350)에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 당근잎 절단수단 및 당근선별수단을 개략적으로 도시한 부분사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 당근잎 절단수단을 개략적으로 도시한 측면도를 각각 도시한 것이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 당근잎 절단구간(C)은 수평이송구 간(B)에서 2차 세척된 당근에서 당근 잎 및 줄기를 제거하기 위한 구간으로서, 상기 롤러 컨베이어(350)의 상부에 당근잎 절단수단(400)이 더 구비된다.

상기 당근잎 절단수단(400)은 지지프레임(410)에 설치되는 구동모터(420)와, 상기 구동모터(420)와 구동벨트(422a,422b)로 연결되는 제1,2회전축(430,440)과, 상기 구동모터(420)의 구동으로 당근을 운반하는 당근 수납가이드(452)가 설치된 컨베이어벨트(450)와, 상기 제2회전축(440)에 설치되어 당근의 잎을 절단하는 회전커팅날(460)과, 상기 회전커팅날(460)이 위치된 지지프레임(410)의 상부로 안착되는 덮개(470)와, 상기 덮개(470)에 설치되어 운반되는 당근을 위에서 아래로 누르도록 형성된 탄성누름판(480)으로 구성된다.

상기 지지프레임(410)에는 상기 구동모터(420)의 구동벨트(422a,422b)와 연결되어 동작하는 제1,2회전축(430,440)이 설치된다.

여기서 상기 제1회전축(430)은 그 하나의 축에 상기 구동모터(420)의 모터축(420a)과 구동벨트(422a)로 연결되고, 또 다른 제1회전축(430')과는 컨베이어벨트(450)로 그 양측이 권취되어 한 쌍의 제1,2구동롤러(432,432')가 축설되게 구비된다.

한편, 상기 컨베이어벨트(450)의 상면에는 당근을 담을 수 있는 수납홈(452a)이 형성된 당근 수납가이드(452)가 다수 개 장착된다.

상기 회전커팅날(460)은 상기 제2회전축(440)과 구동벨트(422b)로 연결된 구동모터(420)에 의해 회전된다.

상기 덮개(470)는 상기 회전커팅날(460)의 상부에 안착되도록 내부에 공간 부(472)가 형성되고, 그 양측면은 상기 이송되는 당근 수납가이드(452)가 자유로이 입,출입할 수 있도록 소정의 폭으로 절개된 개방부(474)가 형성된다.

상기 탄성누름판(480)은 그 일단부가 상기 덮개(470)의 상측에 부착되게 장착되고, 그 타단부는 상기 덮개(470)의 개방부(474)를 관통하여 그 길이의 방향으로 연장되어 형성된다. 이때 상기 탄성누름판(480)의 중앙부는 당근 수납가이드(452)에 담겨 운반되는 당근을 위에서 아래로 탄력적으로 누를 수 있도록 절곡되어 형성된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 당근잎 세절장치(400)는 다음과 같이 동작된다.

먼저, 구동모터(420)에 의해 구동이 시작되면 구동벨트(422a,422b)에 연결된 제1회전축(430,430')이 동시에 회전된다. 이와 동시에 상기 제2회전축(440)에 설치된 회전커팅날(460)도 일정한 속도로 회전하게 된다. 그런 다음 당근이 당근 수납가이드(452)에 수납된 상태로 상기 컨베이어벨트(450)를 따라 회전커팅날(460)이 회전하는 곳까지 진입을 하게 된다. 그리고 당근 수납가이드(452)의 수납홈(452a)에 실린 당근이 회전커팅날(460)을 지나갈 때 당근의 잎 및 줄기가 커팅되게 된다. 당근의 잎 및 줄기가 커팅될 때, 탄성누름판(480)이 당근의 상부를 눌러주어 안정적으로 커팅되는 것이다.

다음으로 상기 제3구간(C)에서 잎과 줄기가 커팅된 당근은 제4구단(D)의 당근선별수단(500)에 의해 당근이 상품등급에 따라 선별되어 수집상자(550)로 분배된다.

도 8은 본 발명에 따른 당근선별수단의 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 9는 당근선별수단의 구성을 나타낸 측면도이다.

도 6, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 당근선별수단(500)은 상기 당근잎 절단수단(400)의 단부에 위치하여 암실에서 이송된 당근을 영상촬영하여 외형특성을 감안하여 분류한 후 당근의 이송경로를 전환하여 특정 수집상자(550)로 안내하는 역할을 하는 것으로, 그 구성은 카메라부(510)와, 영상처리부(520)와, 분류제어부(530) 및 분배 가이드부(540)로 구성된다.

도시된 바와 같이 본 발명은 카메라부(510)를 구비하고 있다. 이 카메라부(510)는 롤러 컨베이어(350)의 제자리 회전되도록 일렬로 설치된 회전롤러(352)에 의해 일정한 방향으로 정렬된 당근의 영상을 촬영하기 위한 것으로 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라(512)를 포함하며, CCD 카메라(512)의 주변으로는 외부의 빛에 의한 간섭을 최소화하기 위한 암실(514)이 형성될 수 있으며, 암실(514)이 형성되는 경우에는 수개의 조명(516)이 암실 내부에 설치될 수가 있다.

또한, 당근에 대해 CCD 카메라(512)는 여러 각도의 이미지를 획득 및 저장할 수 있기 때문에 가려지는 부분 없이 과실의 전체적인 외형 특성을 파악할 수 있다.

상기 영상처리부(520)는 상기 카메라부(510)에서 획득된 이미지로부터 당근의 외형 특성을 정의한다. 즉, 크기, 모양, 색상 등을 데이터 값으로 변환하여 그 값을 분류제어부(530)로 전달한다.

상기 분류제어부(530)는 상기 영상처리부(520)에 의해 정의된 당근의 외형 특성에 관한 데이터로 전달받은 후 미리 저장된 데이터와 비교 분석하여 당근의 상 품등급을 정의하여 분류가이드부(540) 측으로 결과를 출력하게 된다.

상기 분류가이드부(540)는 상기 분류제어부(530)로부터 결정된 신호에 의해 암실(514)의 출구를 통해 이송되는 당근을 등급에 따라 각 수집상자(550)로 이송되도록 다수 개의 이송경로를 갖는 이송판(542)의 선단에 설치된 가이드바(544)의 방향을 전환시킴으로써 당근의 이송경로를 변경시켜 분류작업을 마치게 된다.

여기서 상기 가이드바(544)가 3개가 구비되면 8개의 수집상자(550)로 각각 분류할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 있어서 당근에서 잎과 줄기를 커팅하기 위한 구성은 통상 잘 알려져 있는 대한민국 등록실용신안번호 제20-0340045호의 "옥수수 자동 커팅장치"를 이용할 수 있고, 당근을 상품등급별로 선별하기 위한 구성은 대한민국 등록특허번호 제10-0590595호의 "입상형 작물의 영상획득장치, 작물분배장치 및 입상형 작물을 선별하기 위한 작물선별장치" 등을 이용할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 수확된 당근을 제품포장 전 공정을 자동화할 수 있는 유용한 발명인 것이다.

지금까지는 본 발명의 특정한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 청구범위에 기재된 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 상술한 바와 같이 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 한정하는 것이 아니라 단지 예시한 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 당근의 세척과정, 당근 잎 커팅과정, 당근선별과정을 완전 자동화할 수 있는 효과가 있음은 물론 수작업에 의한 별도의 작업이 필요 없어 인건비에 따른 원가를 절감시키고, 작업의 효율성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

수확된 당근을 세척한 후 자동분류하여 수집상자에 저장하는 당근세척기에 있어서,

당근을 세척하기 위한 세척조와;

상기 세척조의 일측에 결합되어 상기 세척조를 수직으로 이송시켜 상단부에서 외측으로 선회되게 형성된 대차반전수단과;

상기 세척조의 대차반전에 의해 배출된 당근을 일측으로 이송하기 위한 이송수단과;

상기 이송수단의 상부에 위치하여 이송된 당근을 재세척하기 위한 물 분사노즐이 다수 개 구비된 물 분사장치와;

상기 물 분사장치에 의해 세척된 당근으로부터 줄기 및 잎을 세절하는 당근잎 절단수단과;

상기 당근잎 절단수단에 의해 줄기 및 잎이 커팅된 당근을 카메라로 영상촬영하여 외형특성을 감안하여 분류한 후 당근의 이송경로를 전환하여 특정 수집상자로 수용시키도록 하는 당근분배수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 당근의 세척 및 자동분류장치.
제 1 항에 있어서, 상기 세척조는,

상부가 개방되고 하부로 세척수를 배출시키는 배출구가 구비되며, 가운데로 다수 개의 통공이 형성된 타공판이 설치된 일정 체적의 세척조 몸체와;

상기 세척조 몸체의 측면에 고정설치되어 일정 압력의 물을 분사하도록 물 분사노즐을 갖는 물 분사부와;

상기 물 분사부에 일정 압력의 물을 공급하는 물 공급펌프와;

상기 세척조 몸체의 내부 바닥에 고정 설치되어 일정 압력의 공기를 상방으로 배출하는 공기분사노즐을 갖는 공기분사부; 및

상기 공기분사노즐에 압축공기를 공급하는 에어컴프레셔;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 당근의 세척 및 자동분류장치.
제 2 항에 있어서, 상기 물 분사부는,

상기 세척조 몸체의 외벽 원주를 따라 다수 개 설치되고, 수직으로 다단 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 당근의 세척 및 자동분류장치.
제 1 항에 있어서, 상기 대차반전수단은,

고정프레임과;

상기 고정프레임의 양측에 수직으로 설치되며, 일측에 고정설치되는 승하강용 모터의 구동에 따라 회전되는 구동 및 종동스프라켓이 상·하단에 설치되어 체인으로 연결되어 있는 수직프레임과;

상기 세척조와 결합바에 의해 결합되며, 상기 체인에 체결되어 수직프레임 상에서 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 이송대차와;

상기 승하강용 모터에 직결되어 정방향 또는 역방향으로 회전되는 피니언기어와;

상기 수직프레임에 설치되어 상기 피니언 기어와 치합되는 래크기어;를 포함하여 이루어져, 상기 수직프레임의 상단으로 이송된 이송대차를 일정경사로 기울여 세척조 내의 당근을 배출하는 것을 특징으로 하는 당근의 세척 및 자동분류장치.
제 1 항에 있어서, 상기 이송수단은,

지지프레임의 양측에 상호 이격되게 설치되며, 구동모터에 의해서 회전 구동력을 갖는 구동 및 종동스프라켓과;

상기 구동 및 종동스프라켓에 치합되어 회전되는 이송체인과;

상기 이송체인의 상측으로 설치되어 당근이 안착되는 롤러 컨베이어;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 당근의 세척 및 자동분류장치.
제 1 항에 있어서, 상기 당근잎 절단수단은,

구동모터가 일측에 설치된 지지프레임과;

상기 구동모터와 구동벨트로 연결되는 제1,2회전축과;

상기 구동모터의 구동으로 당근을 운반하는 당근 수납가이드가 설치된 컨베이어벨트와;

상기 제2회전축에 설치되어 당근의 잎을 절단하는 회전커팅날과;

상기 회전커팅날이 위치된 지지프레임의 상부로 안착되는 덮개와;

상기 덮개에 설치되어 운반되는 당근을 위에서 아래로 누르도록 형성된 탄성누름판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 당근의 세척 및 자동분류장치.
제 1 항에 있어서, 상기 당근분배수단은,

상기 당근잎 절단수단의 단부에 위치되어 당근의 줄기 및 잎이 세절된 당근을 영상촬영하기 위한 카메라부와;

상기 카메라부를 통해 얻어진 이미지로부터 상기 당근의 외형 특성을 정의하는 영상처리부와;

상기 영상처리부에 의해서 정의된 상기 당근의 외형 특성을 감안하여 상기 당근의 등급 그룹을 정의하는 분류제어부; 및

상기 분류제어부에 의해 정의된 당근의 등급그룹에 따라 다수 개의 이송경로를 갖는 이송판의 선단에 설치된 분류가이드바의 방향을 전환시켜 당근을 선별하는 분배 가이드부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 당근의 세척 및 자동분류장치.