KR101268456B1 - 비접촉식 광센서를 이용하는 과일박피기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비접촉식 광센서를 이용하는 과일박피기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 진공펌프와 구동모터를 이용하여 과일을 흡착하는 과일홀더와 과일홀더에 의해 과일이 제대로 흡착되었는지 여부를 판별하는 압력센서와 흡착된 과일의 껍질을 박피하는 박피용 커터날과 흡착된 과일을 박피하기 위해 과일을 회전시키는 회전부와 흡착된 과일의 형태에 따라 구간별로 회전부의 회전속도와 커터날의 회전각도를 제어하는 제어부와 흡착된 과일의 박피 시작위치와 종료위치를 인식하는 비접촉식 광센서를 포함하는 과일 박피기에 관한 것이다.

Description

비접촉식 광센서를 이용하는 과일박피기 {Fruit paring Machine Using a non-contact light sensor }

본 발명은 비접촉식 광센서를 이용하는 과일박피기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 진공펌프와 구동모터를 이용하여 과일을 흡착하는 과일홀더와, 상기 과일홀더에 의해 과일이 제대로 흡착되었는지 여부를 판별하는 압력센서와, 상기 흡착된 과일의 껍질을 박피하는 박피용 커터날과, 상기 흡착된 과일을 박피하기 위해 상기 박피용 커터날을 회전시키는 회전부와 상기 흡착된 과일의 형태에 따라 구간별로 상기 회전부의 회전속도, 커터날의 초기위치와 회전각도를 제어하는 제어부와 상기 진공펌프와 구동모터에서 발생되는 열기를 제거하기 위한 냉각 팬 및 상기 흡착된 과일 박피의 칼대축 시작위치를 인식하는 비접촉식 광센서와 종료위치를 인식하는 인코더를 포함하는 과일 박피기에 관한 것이다.

일반적으로 과일 박피기는 감이나, 사과, 배와 같은 과일의 껍질을 자동으로 깍아주는 장치이다.

이러한 과일 박피기는 과일의 생식용, 통조림용 또는 건조용에 사용되며, 누구나 손쉽게 사용할 수 있기 때문에 대형 식당, 학교 구내식당, 과일 유통업체 및 가공업체 또는 가정에서 사용되고 있다.

과일 박피기에 대한 선행기술은 한국실용신안 등록 제0429961호(과일 제피기), 한국특허 공개 제2011-0005014호(열매 박피 장치), 한국특허 등록 제1139752호(과일 박피장치) 등이 있다.

상기한 공지의 과일 박피기는 구동장치와 회전장치, 과일 박피 장치, 과일 흡착장치, 제어부 등으로 구성되며 모터의 동력을 이용하여 날 회전축을 회전시켜 과일을 박피하는 커터날이 소정 각도로 회전된 후, 정지가 되도록 구성된다.

도 1은 종래 기술의 과일 박피기의 일례이다.

상기 종래의 과일 박피기는 과일을 자동으로 박피할 것인지 또는 수동으로 박피할 것인지를 선택하는 선택 스위치(50)와 과일을 자동으로 박피할 경우 작업자의 숙련 정도에 따라 과일의 자동 박피 시간을 입력하는 타이머 조절기 및 과일의 회전속도, 과일의 종류 등을 입력하는 작동판넬(42)을 포함하고 있으나, 작동판넬의 입력수단이 모두 아날로그 방식으로 설정되어 있어 입력하고자 하는 정보의 정확한 입력이 불가능하거나 어려웠으며, 또한 과일의 박피 도중에 여러 가지 정보를 수정하는 것이 어려웠다.

도 2는 종래 기술의 또 다른 과일 흡착장치의 일례이다.

도 2에서 진공게이지(60) 부근의 연결관(62)에서 분기된 흡입지관(88)이 연장되며, 그 흡입지관(88)의 일단에는 피스톤(82)을 갖는 실린더부를 설치구성하며, 과일의 흡착여부에 따라 위치가 가변되는 피스톤의 위치를 감지하는 홀소자와 마그네트로 구성된 마그네틱 센서(86)에 의해 과일의 흡착여부를 판단하였다.

그러나, 이러한 과일의 흡착여부 판단은 직접적으로 과일의 흡착을 판단하는 것이 아니라 진공펌프의 진공상태의 세기에 따라 피스톤의 위치가 좌우로 움직이는 것을 감지한다.

그러나 시간이 지남에 따라 피스톤이 제대로 움직이지 않거나 또는 피스톤이 망가지는 경우도 발생하기 때문에 피스톤의 위치를 판단하는 것으로는 과일의 흡착을 정확하게 판단하지 못하는 경우가 많았으며, 과일의 박피 중에 흡착력이 약화된 경우에도 피스톤이 빠르게 이동하지 못하기 때문에 과일의 박피가 완료되지 않았음에도 과일이 탈착하는 경우가 많이 있었다.

도 3은 또 다른 종래 기술의 과일 박피장치의 회전 제어장치이다.

회전 제어장치(20)는 중앙에서 직립되게 설치되는 날 회전축(24)의 외측으로 봉 설치대를 설치하여 봉 설치대(26)의 외경 한 부분에 감지봉(26a)을 설치하는 것이다.

상기 봉 설치대(26)와 날 회전축(24)을 회전 가능하게 설치하는 센서 설치대(27)에는 센서 고정대(29a)에 165°와 145°에서 각각 감지봉(26a)이 감지되어 정지하도록 하는 감지센서(28, 29)를 각각 설치하여 날 회전축(24)이 과일의 크기나 종류에 따라서 소정의 각도로 회전한 후 정지할 수 있도록 구성하는 것이다.

그러나, 이러한 감지센서는 감지봉(26a)에 직접적으로 접촉되어 과일의 박피 시작위치와 종료위치를 파악하는 형태이기 때문에 박피작업이 오랫동안 이루어지는 경우에는 감지봉 또는 감지센서가 접촉에 의해 망가지거나, 또는 감지센서의 위치가 변하게 되어 제대로 감지센서가 동작하지 못하거나 또는 과일 박피의 시작위치와 종료위치가 제대로 파악되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 압력센서를 이용하여 과일의 흡착 여부를 판단함으로서 과일의 흡착여부를 직접적으로 판단하며, 과일의 박피 도중에 과일이 탈착되지 않는 과일 박피기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 과일의 종류와 형태, 크기 등에 따라 과일 박피기에 입력하는 각종 정보를 디지털화하여 입력하며, 과일의 박피 개수, 과일종류에 따른 회전부의 회전속도 등을 디스플레이하는 표시장치를 갖는 과일 박피기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 흡착된 과일의 형태에 따라 박피 대상 과일의 꼭지 부분과 과일 구간을 구분하여 과일의 회전부에 대한 회전속도와 커터날의 회전각도를 달리하는 과일 박피기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 과일 박피의 칼대축 시작 위치를 인식하는 비접촉식 광센서와 종료위치를 인식하는 인코더를 포함하는 과일 박피기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 과일 박피기는 진공펌프와 구동모터를 이용하여 과일을 흡착하는 과일홀더와 과일홀더에 의해 과일이 제대로 흡착되었는지 여부를 판별하는 압력센서와 흡착된 과일의 껍질을 박피하는 박피용 커터날과 흡착된 과일을 박피하기 위해 상기 박피용 커터날을 회전시키는 회전부와 흡착된 과일의 형태에 따라 구간별로 상기 회전부의 회전속도, 커터날의 초기위치 및 회전각도를 제어하는 제어부와 진공펌프와 구동모터에서 발생되는 열기를 제거하기 위한 냉각 팬 및 흡착된 과일 박피의 칼대축 시작위치를 인식하는 비접촉식 광센서와 종료위치를 인식하는 인코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 과일 박피기에 포함된 제어부는 흡착된 과일의 형태에 따라 박피 대상 과일의 꼭지 부분과 과일 부분을 구분하여, 꼭지 부분의 회전부 회전속도와 커터날의 회전각도가 과일 부분의 회전부 회전속도와 커터날의 회전각도보다 각각 작도록 제어하여 과일 형태의 손상이 없이 과일을 박피하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 과일 박피기에 포함된 압력센서는 진공펌프에 의해 에어를 흡입하는 에어호스의 진공압력을 측정하는 진공센서인 것을 특징으로 한다.

게다가, 본 발명의 과일 박피기의 칼대축 양편에는 칼대축이 어느 한쪽 방향으로 과도하게 회전하지 못하도록 제어하는 비접촉식 리미터 센서가 설치되며, 상기 인코더는 입력장치에 의해 회전축의 회전량 또는 변위가 입력되면, 과일 박피가 종료될 때의 칼대축의 회전량 또는 변위를 검출하여 이를 종료위치로 인식하고 상기 종료위치를 제어부로 출력하는 것을 특징으로 한다.

그 외에도 본 발명의 과일 박피기에는 회전부의 회전속도와 커터날의 회전각도, 박피 대상 과일의 종류, 꼭지제거 여부, 과일의 자동 박피 여부, 압력센서의 압력 또는 박피된 과일의 숫자를 표시하는 디스플레이 장치와 디스플레이 장치에 표시되는 정보를 입력하는 입력수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 의한 과일 박피기는 흡착된 과일의 종류에 따라 꼭지를 제거하는 꼭지 제거수단과, 흡착된 과일의 박피가 완료되면 과일홀더로부터 탈착된 과일을 과일 집적처로 배출하는 과일 배출관과, 상기 흡착된 과일의 박피된 껍찔을 껍질 집적처로 배출하는 배출판을 포함하며, 과일 홀더는 과일의 형태와 크기에 따라 교체 장착이 가능하며, 상기 박피용 커터날은 과일의 형태와 크기, 박피된 과일의 개수 또는 박피 품질에 따라 선택적으로 교체하여 장착 가능하게 구성되고, 상기 박피용 커터날의 칼대축에는 탄성체가 연결되어, 박피 대상 과일과 박피용 커터날이 밀착되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 압력센서를 이용하여 과일의 흡착 여부를 판단함으로서 과일의 흡착여부를 직접적으로 판단하며, 과일의 박피 도중에 과일이 탈착되지 않는 효과가 있다.

본 발명은 또한 과일의 종류와 형태, 크기 등에 따라 과일 박피기에 입력하는 각종 정보를 디지털화하여 입력하며, 입력된 정보 및 과일의 박피 개수, 과일의 커터날의 회전각도 등을 디스플레이하는 표시장치를 포함하여, 정확한 정보의 입력과 셋팅이 용이하며, 과일 박피기의 작업상태를 사용자가 손쉽게 파악할 수 있다.

게다가 본 발명은 흡착된 과일의 형태에 따라 박피 대상 과일의 꼭지 부분과 과일 부분을 구분하여 과일의 회전부에 대한 회전속도와 커터날의 회전각도를 달리하기 때문에 과일 고유의 형태로 박피되며, 과일 박피의 질을 더욱 향상시킬 수 있다.

그 외에도 본 발명은 과일 박피의 칼대축 시작 위치를 인식하는 비접촉식 광센서와 종료위치를 인식하는 인코더를 포함하고 있기 때문에, 박피 대상 과일을 일정한 크기로 박피하는 것이 가능하다.

또한 본 발명은 과일의 형태와 종류에 따라 박피용 커터날과 과일홀더를 탈부착할 수 있기 때문에 과일 박피 동안에 손상된 박피용 커터날을 손쉽게 교환할 수 있으며, 과일의 형태와 종류에 따라 과일홀더를 달리 부착함으로서 작업효율을 향상시킨다.

그리고, 본 발명은 냉각 팬에 의해 진공펌프와 구동모터에서 발생된 열기를 제거하기 때문에 진공펌프와 구동모터의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 꼭지 제거수단을 보유하고 있으므로, 과일의 종류에 따라 꼭지 제거가 필요한 경우(사고, 배 등의 박피의 경우)에는 꼭지를 제거하며, 꼭지 제거가 필요하지 않은 경우(건조용 곶감의 경우)에는 꼭지를 제거하지 않도록 하여, 소비자의 기호에 맞게 과일을 박피할 수 있다.

도 1은 종래 기술의 과일 박피기의 구성도.
도 2는 종래 기술의 과일 박피기의 과일 흡착장치.
도 3은 또 다른 종래 기술의 과일 박피장치의 회전 제어장치.
도 4는 본 발명에 의한 과일 박피기의 구성도.
도 5는 본 발명의 과일 박피기의 내부구성도.
도 6은 본 발명에 의한 과일 박피기의 박피용 커터날을 포함하는 회전부의 확대도.
도 7은 과일의 꼭지부분과 과일부분의 커터날의 회전각도 도면.
도 8은 본 발명의 과일 박피장치의 꼭지제거 수단을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 과일 박피장치의 꼭지제거 수단의 정면도 및 측면도
도 10은 본 발명의 과일 박피기에 포함된 회전부와 비접촉식 광센서, 리미터 센서를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 과일 박피기에 포함된 회전부와 비접촉식 광센서를 확대한 도면.

상술한 본 발명의 목적, 특징 등은 이하의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해질 것이다.

이하에서는 도면을 첨부하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.

도 1은 종래 기술의 과일 박피기의 구성도이며, 도 2는 종래 기술의 과일 박피기의 과일 흡착장치이고, 도 3은 또 다른 종래 기술의 과일 박피장치의 회전 제어장치이며, 도 4는 본 발명에 의한 과일 박피기의 구성도이고, 도 5는 본 발명의 과일 박피기의 내부구성도이며, 도 6은 본 발명에 의한 과일 박피기의 박피용 커터날을 포함하는 회전부의 확대도이고, 도 7은 과일의 꼭지부분과 과일부분의 커터날의 회전각도 도면이며, 도 8은 본 발명의 과일 박피장치의 꼭지제거 수단을 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 과일 박피장치의 꼭지제거 수단의 정면도 및 측면도이고, 도 10은 본 발명의 과일 박피기에 포함된 회전부와 비접촉식 광센서, 리미터 센서를 나타낸 도면이며, 도 11은 본 발명의 과일 박피기에 포함된 회전부와 비접촉식 광센서를 확대한 도면이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 과일 박피기는 내측에 일정한 수용부를 가지고 있는 본체(400)와 상기 본체(400)의 상부에 형성되며 제어부(500)를 갖는 함체(600)로 구성되어 있다.

상기 함체(600)에는 진공펌프와 구동모터를 이용하여 과일을 흡착하는 과일홀더(403)와, 과일의 껍질을 박피하는 박피용 커터날(404)과 상기 박피용 커터날을 회전시키는 회전부(405)과 박피된 과일과 껍질을 분리하여 배출하는 배출부(406)가 구성되어 있다.

상기 제어부(500)는 과일의 형태에 따라 구간별로 회전부의 회전속도와 박피용 커터날의 초기위치와 회전각도를 입력하기 위한 키패드나 선택 스위치, 버튼, 터치스크린 또는 이들이 혼합된 형태(예를 들어 터치스크린과 선택 스위치)의 입력장치와 상기 입력된 커터날의 회전각도, 회전부의 회전속도를 표시하는 디스플레이 장치를 포함한다.

상기 입력장치는 회전부의 회전속도와 박피용 커터날의 회전각도뿐만 아니라, 박피되는 껍질의 두께, 박피 대상 과일의 종류, 박피의 목적(생식용, 건조용, 보관용 등), 꼭지 제거여부, 자동 박피 여부 등을 입력할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이 장치는 LED 패널, LCD, CRT, (터치)스크린 또는 이들 장치의 혼합된 형태(예를 들어, 센서의 정상 동작상태를 표시하는 LED 및 각종 정보가 표시되는 스크린)로 되어 있으며, 상기 입력장치에 입력된 정보뿐만 아니라, 본 발명의 과일 박피기에 사용되는 압력센서에 의한 과일의 흡착여부, 과일의 박피진행상태(진행준비중, 진행중, 박피 완료 등), 박피된 과일의 개수, 커터날의 교환 여부 등이 표시된다.

여기서, 상기 제어부(500)의 선택스위치에서 사용자가 과일 박피시마다 시작버튼의 누름이 없어도 자동 수행이 가능하도록 타이머를 이용하여 과일의 흡착이 완료되면 일정시간 경과 후에 자동으로 박피 작업을 진행할 수도 있고, 아니면 과일이 흡착되더라도 수동으로 작업을 진행할 수도 있다.

상기 제어부(500)는 상기 입력장치와 본 발명의 과일 박피기에 구성된 각종 센서를 통해 입력된 신호를 처리하며, 입력된 정보를 연산하는 연산부와 과일의 박피 진행상태에 따라 진공펌프와 구동모터, 회전부, 배출부 등의 동작을 제어하는 컨트롤러와 입력값을 저장하는 저장부를 포함한다.

도 4의 배출부(406)는 본 발명의 과일 박피기에서 박피된 껍질과 박피된 과일을 분리하여 배출하는 부분이다.

배출부는 흡착된 과일의 박피가 완료되면 과일홀더로부터 탈착된 과일을 과일 집적처로 배출하는 과일 배출관(미도시)과, 상기 흡착된 과일의 박피된 껍찔을 껍질 집적처로 배출하는 배출판(미도시)을 형성하여 박피된 과일과 껍질이 독립적으로 배출하여 집적되도록 함으로서 위생적이고 깨끗한 과일만을 따로 모을 수 있게 된다.

과일홀더(403)은 박피용 커터날(404)로 과일을 박피하는 동안에 과일을 흡착하기 위한 것이며, 회전봉(407)은 흡착된 과일을 후술하는 구동모터에 의해 회전하는 역할을 한다.

또한 본 발명의 과일 박피기는 본체(400)의 하부에 바퀴(401)를 설치하여 이동의 편리성을 증진시켰으며, 또한 본체가 이동한 이후에는 바퀴 옆의 고정쇠(미도시)를 이용하여 본체를 고정시킴으로서 과일 흡착시에 과일 또는 본체의 움직임을 최소화하여 안정적으로 과일을 박피할 수 있도록 구성되어 있다.

또한 본체(400)에는 꼭지를 제거하는 부분(402)이 따로 설치되어 필요에 따라 꼭지를 제거할 수 있도록 한다.

그리고, 본체의 진공펌프와 구동모터에서 발생하는 열기를 제거하기 위하여 본체 내부에 냉각 팬(미도시)이 설치될 수 있다.

진공펌프와 구동모터는 흡착력을 유지하고, 과일 및 회전부를 지속적으로 회전시키기 위하여 작업을 수행하며, 이때 상당한 고열이 발생하여 과일 박피기의 내구성을 열화시킨다.

냉각 팬은 진공펌프와 구동모터에서 발생되는 열을 제거하여 내구성을 높이기 위한 것이다.

또한, 이러한 냉각 팬이 구동됨에 따라 진공펌프와 구동모터에 부착되는 미세한 먼지 또는 잡티 등이 제거되므로 훨씬 깨끗하고 위생적으로 박피된 과일을 생산할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 과일 박피기의 내부도이다.

본 발명의 과일 박피기의 본체(400)는 진공펌프(410)와 구동모터(420)로 구성되어 진공을 발생하도록 하며, 발생된 진공에 의해 박피하고자 하는 과일이 과일홀더에 지속적으로 흡착되게 한다.

본 발명의 과일 박피기는 진공 펌프를 사용하고 있기 때문에 종래의 과일 박피를 위해 과일을 과일 고정침에 꽂을 필요가 없으므로 과일의 손상이 없이 박피가 가능하며, 위생적으로 과일을 박피할 수 있다.

또한, 상기 구동모터(420)에 의하여 과일홀더가 회전봉(407)에 의해 회전할 수 있으며, 상기 과일홀더(404)와 회전봉(407)을 통해 연결된 에어호스(440)에서 진공펌프(410)로부터 발생된 진공의 압력 또는 과일홀더의 흡착력을 측정하여 과일의 흡착여부를 판단하는 압력센서(450)가 제어부에 설치되어 있다.

바람직하기로는 상기 압력센서는 진공펌프에 의해 에어를 흡입하는 에어호스의 진공압력을 측정하는 진공센서이다.

만일 과일홀더가 회전하게 된다면 회전하는 박피용 커터날과는 다른 방향이 되어야 박피가 제대로 이루어질 수 있을 것이다.

상기 압력센서에서 과일이 제대로 흡착되었다고 판단하면, 도 4에 도시된 제어부(500)의 디스플레이 장치에서 과일이 제대로 흡착되었음을 표시하여 준다.

따라서, 박피 대상 과일을 흡착하였음에도 디스플레이 장치에서 과일의 흡착이 제대로 되었다고 표시되지 않는다면, 진공력이 약화되었거나 압력센서가 불량한 것으로 판단하여 진공력이 약화되었다면 에어호스(440)의 진공상태 조절을 위해 진공밸브(430)를 조절하고, 압력센서가 불량인 경우에는 이를 교체한다.

또한, 함체(600)에 설치된 제어부(500)에 포함된 회전부의 회전속도 조절장치에 의해 서보모터(460)의 구동속도를 변화시킴으로서 과일 박피를 위한 회전부의 회전속도를 조정하게 되며, 제어부의 제어신호에 의해 박피용 커터날의 회전각도와 커터날의 초기위치가 제어되며, 종료위치는 후술하는 인코더를 통해 제어된다.

도 6은 본 발명에 의한 과일 박피기의 박피용 커터날을 포함하는 회전부를 확대한 도면이다.

박피 대상 과일을 박피하기 위하여 박피용 커터날(310)은 박피 대상 과일에 밀착되어 과일 형태에 따라 과일을 박피하게 된다.

이때 과일의 형태와 크기를 제어부(500)의 입력장치를 통해 입력되었다고 하더라도 과일에 따라서 형태가 미세하게 차이가 있기 때문에 과일의 형태에 따라 과일을 정밀하게 밀착하는 것이 필요한데, 탄성체를 사용하여 박피용 커터날의 칼대축(408)이 조금씩 유동되도록 구성되어 있다.

상기 탄성체는 판 스프링, 코일 스프링 또는 고무밴드 등으로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 칼대축(408)은 제어부(500)의 입력에 의해 박피용 커터날의 회전각도를 조절하기 위해 수직형태에서부터 경사진 형태로 이동가능하다.

도시된 바와 같이 회전부의 회전에 의해 박피용 커터날(404)은 회전하게 되며, 회전각도는 박피용 커터날(404)과 결합된 칼대축(408)에 의해 조절된다.

즉 과일의 형태에 따라 칼대축(408)이 제어부의 신호에 따라 회전각도를 조절하게 되며, 이에 따라 박피용 커터날(404)의 회전각도가 변경되어 컷터날이 과일 박피에 밀착되어 박피된다.

또한, 과일홀더(403)는 구동모터(420)에 의해 과일을 흡착한 상태에서 회전하게 되며, 박피용 커터날(404)은 칼대축(408)에 의해 회전각도를 달리하면서 과일에 밀착되고 회전부(405)의 회전에 의해 회전하게 되어 과일이 박피되게 되는 것이다.

이렇게 컷터날의 회전각도 조절에 의해 컷터날이 밀착되어 박피되기 때문에 과일 박피의 가공품질이 더욱 향상되며, 제어부(500)의 디지털 입력에 따라 셋팅에 소요되는 시간이 절감된다.

과일은 종류에 따라 그 형태가 천차만별이다. 또한 같은 과일이라고 하더라도 도 7에 도시된 바와 같이 꼭지부분(701)과 과일부분(702)의 형태가 상이하여, 박피용 커터날의 회전각도를 달리하지 않고는 과일을 형태대로 박피할 수 없게 된다.

꼭지부분(701)으로 구별된 부위에서는 회전부의 회전속도를 과일부분(702)의 회전부의 회전속도보다 천천히 돌아가도록 조절하고, 커터날의 회전각도도 과일부분(702)의 회전각도보다 작아지게 제어하여 과일을 손상하지 않고 과일의 모양대로 정밀하게 박피한다.

즉, 본 발명은 과일부분과 꼭지부분을 2단계로 구분하여 과일부분과 꼭지부분에서의 회전부의 회전속도 및 커터날의 회전각도를 달리 설정하는 것이다.

통상적으로 꼭지부분을 박피할 때의 회전부의 회전속도는 정밀하게 과일을 박피하여야 하기 때문에 과일부분을 박피할 때의 회전부의 회전속도보다 작게 된다.

또한, 박피용 커터날의 회전각도도 제어하여 꼭지부분(701)에서는 박피용 커터날의 경사가 수평에 가깝도록 제어하고, 과일부분(702)에서는 좀 더 각이 크게 제어한다.

일반적으로 꼭지부분(701)을 박피할 때의 회전각도는 20~50°의 범위로 설정하며, 과일부분(702)은 사과의 경우에는 70~110°, 감의 등시는 150~170°, 뽀족감은 130~150°로 설정한다.

이렇게 과일의 형태와 크기에 따라 회전각도를 달리하여 작업해야 박피시간을 단축할 수 있으며, 과일 고유의 형태대로 박피가 가능하다.

도 8 및 도9는 본 발명의 꼭지제거 수단을 나타낸 도면이다.

본 발명에 의한 과일 박피기의 꼭지 제거수단(801)은 본체 또는 함체의 측면에 따로 설치되어 있다.

과일의 종류에 따라 꼭지 제거가 필요한 과일(사과, 배 등)이 있을 수 있으며, 꼭지 제거가 필요없는 과일(건조용 곶감)이 있을 수 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 꼭지 제거수단은 경사판(802)과 절단부(803)로 구성되며, 경사판(802)은 본체(400)에 경사지도록 설치가 되어 있고, 내부에는 삽입공(804)이 형성된다.

그리고, 절단부(803)는 경사판(802)의 아래쪽에 구비가 되며 구동모터(도5의 420)에 위하여 회전되며, 이에 따라 삽입공(804)을 통하여 삽입된 과일의 꼭지 외주가 제거되게 되는 것이다.

여기서, 상기 절단부(803)는 가장자리로 갈수록 상향 경사를 지도록 형성되어 있어, 과일의 크기에 따라 과일의 꼭지 외주부가 절단부에 맞춰 끼워지게 되므로 과일의 형태에 관계없이 껍질이 제거된다.

또한, 삽입공은 탄성체로 지지되어 상부로 돌출되도록 할 수 있다. 돌출된 삽입공은 단감과 같이 꼭지부분이 둥근 과일의 박피에 사용되며, 하부로 내려가면 단성시와 같이 꼭지부분도 뾰족한 과일의 박피 사용에 적당하다.

특히, 과일의 꼭지부분을 제거할 필요가 있는 경우에는 삽입공을 전혀 돌출되지 않게 하거나, 또는 삽입공이 오히려 안으로 들어가게 구성하여 꼭지부분이 완전히 박피되어 꼭지가 제거되게 할 수 있다.

박피가 완료된 과일은 과일 자체의 무게에 의해 아래로 하강할 수도 있으나, 이러한 무게에 의한 하강인 경우에는 꼭지부분을 제거하는 도중에도 과일이 하강할 수 있기 때문에 절단부의 크기를 크게 하여, 과일이 안정적으로 꼭지 제거수단에 안착되도록 하며, 꼭지제거수단의 칼날이 일회전한 경우에 꼭지제거수단이 위에서 아래로 화살표와 같이 하강하도록 함으로서 꼭지 제거수단에서 박피가 완료된 과일만이 아래로 하강하도록 하는 것이 바람직하다.

도 10은 본 발명의 과일박피기의 회전부(405)를 상부에서 확대한 도면이다.

도시된 바와 같이 회전부(405)의 외부에는 박피용 과일의 박피 시작위치와 종료위치를 파악하기 위한 감지축(1400)이 설치되어 있다.

박피용 커터날(404)을 회전하기 위하여 회전부가 회전하게 되면, 감지축(1400)도 회전하게 된다.

과일 박피는 과일의 형태와 크기에 따라 박피용 커터날의 회전반경도 달라지게 된다. 따라서, 제어부(500)는 입력수단을 통해 과일의 형태와 크기에 따라 박피용 커터날(404)의 회전반경을 제어하게 되며, 제어부의 제어신호에 따라 회전부(405) 내에 설치된 인코더(미도시)에 회전부의 칼대축 회전량 또는 변위가 입력되며, 회전부(405)가 회전할 때 입력된 칼대축 회전량 또는 변위에 오면, 회전이 종료될 시점임을 파악하고 회전량 또는 변위를 종료위치로 인식하여 회전부(405)의 회전을 멈추게 된다.

회전부(405)의 회전이 멈추면 과일 박피가 완료된 것이므로, 박피된 과일은 배출부(406)를 통해 배출하게 되며, 회전부는 다시 원래의 위치로 돌아오게 된다.

이때 회전부가 회전을 시작하는 원위치를 비접촉식 광센서(1100)를 이용하여 감지한다.

도 11는 본 발명의 과일 박피기에서 과일의 박피를 위한 시작위치를 인식하는 비접촉식 광센서(1100)을 확대한 도면이다.

도시된 바와 같이 감지축(1400)이 비접촉식 광센서(1100)에 의해 감지되면회전축이 과일 박피의 시작위치에 왔음을 인식하여 더 이상 회전하지 않도록 한다.

또한, 본 발명의 과일 박피기는 인코더 또는 비접촉식 광센서(1100)에서 불량이 발생하여 회전부가 시작위치 또는 종료위치에서 멈추지 않고 과도하게 회전하더라도 더 이상 회전하지 못하도록 제어하는 리미터 센서(1200, 1300)가 셀치되어 있다.

따라서, 본 발명의 과일 박피기는 리미터 센서에 의해 회전축이 과도하게 회전하는 것을 방지하고 있으며, 상기 리미터 센서도 시작위치를 알려주는 센서와 같이 광을 이용한 비접촉식 센서이다.

이렇게 회전된 감지축(1400)과 시작위치를 알려주는 비접촉식 광센서(1100)에서 발광하는 광과 접촉하게 되면 이 지점에서부터 과일의 박피가 시작됨을 알 수 있다.

또한 지속적으로 회전된 감지축(1400)이 종료위치를 알려주는 인코더의 변위값에 해당되는 위치에 도달하면 회전이 멈추게 되며, 과일의 박피가 완료된다.

이처럼 과일의 박피 시작위치와 종료위치에 대한 센서가 비접촉식 광센서 또는 인코더로 감지축과 접촉하지 않기 때문에 회전부의 내구성이 향상된다.

또한, 본 발명의 과일홀더와 박피용 커터날은 모듈 형태로 제작되어 탈부착할 수 있도록 구성되어 있어, 과일의 형태와 크기 또는 박피된 과일의 개수, 박피 품질에 따라 선택적으로 교체하여 장착 가능함으로 커터날이 불량이거나 과일홀더가 불량일 경우에도 과일 박피기 전체를 교환하지 않고도 새것처럼 재사용이 가능하다.

본 발명에 의한 과일 박피기는 사과, 배, 감 등을 단시간에 빠르고 고르게 깍을 수 있으며, 디스플레이 장치를 통해 과일 박피의 두께, 과일의 깍는 속도 등을 손쉽게 제어할 수 있다.

또한, 디스플레이 장치와 디지털화된 입력장치를 포함하는 제어부를 통해 과일의 박피 조건을 손쉽게 변경할 수 있으며, 과일의 박피 도중에도 박피 조건을 바꿀 수 있다.

특히, 본 발명에 의한 과일 박피기는 박피가 끝난 과일이 껍질과 분리되어 커터날과 멀리 떨어진 곳에서 집적되기 때문에 학교나 가정용에서도 안심하고 위생적으로 사용할 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구범위에 속한다는 것은 자명한 것이다.

400: 본체 401: 바퀴 402: 꼭지 제거부분
403: 과일홀더 404: 박피용 커터날 405: 회전부
406: 배출부 407: 회전봉 408: 칼대축
410: 진공펌프 420: 구동모터 430: 진공밸브
440: 에어호스 450: 압력센서 460: 서버모터
500: 제어부 600: 함체
701: 꼭지부분 702: 과일부분
801: 꼭지제거수단 802: 경사판 803: 절단부
804: 삽입공 F: 박피용 과일
1100: 비접촉식 광센서 1200: 리미터 센서 1300: 리미터 센서
1400: 감지축

Claims (5)

1. 진공펌프와 구동모터를 이용하여 과일을 흡착하는 과일홀더;
   상기 과일홀더에 의해 과일이 제대로 흡착되었는지 여부를 판별하는 압력센서;
   상기 흡착된 과일의 껍질을 박피하는 박피용 커터날;
   상기 흡착된 과일을 박피하기 위해 상기 박피용 커터날을 회전시키는 회전부;
   상기 흡착된 과일의 형태에 따라 구간별로 상기 회전부의 회전속도와 커터날의 회전각도를 제어하는 제어부;
   상기 진공펌프와 구동모터에서 발생되는 열기를 제거하기 위한 냉각 팬; 및
   상기 흡착된 과일 박피의 칼대축의 시작위치를 인식하는 비접촉식 광센서와 종료위치를 인식하는 인코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 과일 박피기.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 흡착된 과일의 형태에 따라 박피 대상 과일의 꼭지 부분과 과일 부분을 구분하여, 꼭지 부분의 회전부 회전속도와 커터날의 회전각도가 과일 부분의 회전부 회전속도와 커터날의 회전각도보다 각각 작도록 제어하여 과일 형태의 손상이 없이 과일을 박피하는 것을 특징으로 하는 과일 박피기.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 압력센서는 진공펌프에 의해 에어를 흡입하는 에어호스의 진공압력을 측정하는 진공센서인 것을 특징으로 하는 과일 박피기.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 칼대축의 양편에는 칼대축이 어느 한쪽 방향으로 과도하게 회전하지 못하도록 제어하는 비접촉식 리미터 센서가 설치되며, 상기 인코더는 제어부의 제어신호에 따라 과일 박피가 종료될 때의 칼대축의 회전량 또는 변위를 검출하여 이를 종료위치로 인식하여 칼대축의 회전을 종료하도록 하는 것을 특징으로 하는 과일 박피기
   
5. 제1항에 있어서, 상기 회전부의 회전속도와 커터날의 회전각도, 박피 대상 과일의 종류, 꼭지제거 여부, 과일의 자동 박피 여부, 압력센서의 압력과, 또는 박피된 과일의 숫자 또는 작업지속 시간을 표시하는 디스플레이 장치와 디스플레이 장치에 표시되는 정보를 입력하는 입력수단을 더 포함하는 것 특징으로 하는 과일 박피기.
   

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