KR101701108B1 - 부피 및 중량 자동 측정 시스템 - Google Patents

부피 및 중량 자동 측정 시스템 Download PDF

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KR101701108B1 KR1020150130902A KR20150130902A KR101701108B1 KR 101701108 B1 KR101701108 B1 KR 101701108B1 KR 1020150130902 A KR1020150130902 A KR 1020150130902A KR 20150130902 A KR20150130902 A KR 20150130902A KR 101701108 B1 KR101701108 B1 KR 101701108B1
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주식회사 웰텍
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Abstract

본 발명은 부피 및 중량 자동 측정 시스템에 관한 것으로, 소포 또는 화물의 부피 및 중량을 자동으로 측정하는 부피 및 중량 자동 측정 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 측정 시스템은 평판 형상을 가지며, 저면에 위치하는 베이스, 상기 베이스의 상단에 평판 타입으로 형성되는 측정 상판, 일측이 상기 베이스와 연결되며, 일정 길이를 갖는 막대 타입으로 형성되는 연결부재, 상기 연결부재의 외측에 인출된 상태에서 외부로부터 가압되면, 상기 연결부재의 내측으로 인입되는 엑츄에이터, 상기 엑츄에이터와 직접 또는 간접으로 연결되며, 상기 엑츄에이터가 상기 연결부재의 외측에 인출된 상태에서는 상기 측정 상판의 하단에 위치하며, 상기 엑츄에이터가 상기 연결부재의 내측에 인입된 상태에서는 상기 측정 상판으로 상단으로 이동하는 깊이 측정 센서부를 포함한다.

Description

부피 및 중량 자동 측정 시스템{System for automated measuring Weight and volume}
본 발명은 부피 및 중량 자동 측정 시스템에 관한 것으로, 소포 또는 화물의 부피 및 중량을 자동으로 측정하는 부피 및 중량 자동 측정 시스템에 관한 것이다.
산업체의 각종 부품의 생산 시 또는, 우체국에서 처리하는 우편 택배물이나 각종 수하물 등의 접수 처리시, 정확한 중량 측정은 필수적이다.
예를 들어, 산업체에서는 기구나 장치 부품의 중량 측정이 다양하게 요구되고, 우체국과 택배회사 등에서 처리하는 우편 택배물이나 각종 수하물은 중량에 따라 비용(요금)이 결정될 수 있기 때문에, 정확한 무게측정이 필요한 것이다.
그런데, 통상 산업체나 우체국 등에서는 지금까지 알려진 저울(소형 또는 대형 저울)을 구매하여, 저울 위에 무게를 측정하기 위한 피측정물 즉, 각종 부품이나, 우편 택배물이나 수하물 등을 단순하게 올려놓고, 중량을 측정하는 것이 일반적인 것이었다.
도 1은 종래 피측정물의 중량 및 부피를 측정하는 시스템을 도시하고 있다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이 피측정물의 부피는 3개의 센서를 이용하여 피측정물의 가로 길이, 세로 길이 및 높이를 측정하고, 측정한 가로 길이, 세로 길이 및 높이를 이용하여 피측정물의 부피를 산출한다.
하지만, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 피측정물의 부피를 측정하는 3개의 센서 중 피측정물의 가로 길이 및 세로 길이를 측정하는 센서는 시스템의 외측에 노출된 상태로 위치한다. 이와 같이 센서가 시스템의 외측에 노출됨으로써 작업자는 피측정물을 작업대로 이동시키거나, 작업대로부터 피측정물을 빼낼 때 센서에 부딪히지 않도록 주의해서 작업을 해야 한다. 또한, 종래 측정 시스템은 피측정물을 작업대의 한쪽 코너에 밀착시켜야 측정이 가능하다는 불편함이 있다.
한국공개특허 제10-2012-0017627호(발명의 명칭: 무게 측정장치) 미국공개특허 제2002-0082802호(발명의 명칭:Object measuring and weighing apparatus and method for determining conveyance speed)
본 발명이 해결하려는 과제는 피측정물의 부피 및 중량을 측정하기 위해 피측정물을 작업대에 올려놓을 경우 센서와 부딪히는 불편함을 감소시키는 방안을 제안함에 있다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 피측정물의 부피 및 중량을 측정하기 위해 피측정물을 작업대의 한쪽 코너에 밀착시켜야 하는 불편함을 감소시키는 방안을 제안함에 있다.
이를 위해 본 발명의 측정 시스템은 평판 형상을 가지며, 저면에 위치하는 베이스, 상기 베이스의 상단에 평판 타입으로 형성되는 측정 상판, 일측이 상기 베이스와 연결되며, 일정 길이를 갖는 막대 타입으로 형성되는 연결부재, 상기 연결부재의 외측에 인출된 상태에서 외부로부터 가압되면, 상기 연결부재의 내측으로 인입되는 엑츄에이터, 상기 엑츄에이터와 직접 또는 간접으로 연결되며, 상기 엑츄에이터가 상기 연결부재의 외측에 인출된 상태에서는 상기 측정 상판의 하단에 위치하며, 상기 엑츄에이터가 상기 연결부재의 내측에 인입된 상태에서는 상기 측정 상판으로 상단으로 이동하는 깊이 측정 센서부를 포함한다.
본 발명에 따른 부피 및 중량 자동 측정 시스템 및 이를 이용한 소포 접수 방법은 피측정물을 부피를 측정하는 센서부가 평상시에는 피측정물이 안착되는 측정 상판의 하단에 위치함으로써 사용자가 측정 상판에 피측정물을 올려놓는 경우, 센서부와 부딪힐 가능성을 줄어들게 된다.
또한, 기존 피측정물의 부피를 측정하기 위해서는 피측정물을 한쪽 코너에 밀착시켜야 하는데, 이 경우 코너의 위치에 따라 왼손잡이 또는 오른손잡이 모두를 만족시킬 수 없었다. 하지만, 본 발명은 피측정물을 코너에 밀착시키는 대신 사각 형상의 측정 상판의 일측면에 밀착시키면 되므로 왼손잡이 또는 오른손잡이 모두를 만족시킬 수 있다.
도 1은 종래 피측정물의 부피를 측정하는 시스템을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 피측정물의 중량 및 부피를 측정하는 측정 시스템을 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 힌지 샤프트가 반시계 방향으로 회전한 예를 도시하고 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 시스템을 이용하여 피측정물의 중량 및 부피를 측정하는 과정을 도시하고 있다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 피측정물의 중량 및 부피를 측정하는 측정 시스템을 도시하고 있다. 이하 도 2를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 피측정물의 중량 및 부피를 측정하는 시스템에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 2에 의하면, 측정 시스템(200)은 높이 측정 센서부, 좌우 거리 측정 센서부, 길이 측정 센서부, 측정 저울 상판, 엑츄에이터, 힌지, 힌지 샤프트, 로드셀, 베이스, 리미트 스위치를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명에서 제안하는 측정 시스템에 포함될 수 있다.
베이스(205)는 측정 시스템(200)의 저면에 위치한다. 베이스(205)는 일정 두께를 갖는 평판 형상으로 형성된다.
리미트 스위치(210)는 베이스(205)의 상단에 형성된다. 리미트 스위치(210)가 온(on) 되면, 적어도 두 개의 센서부를 이용하여 피측정물의 부피를 측정한다. 즉, 리미트 스위치(210)가 on 되면, 센서가 구동된다.
베이스(205)의 상단에는 로드셀(215)이 위치한다. 로드셀(215)은 로드셀 상단에 안착된 부재의 중량을 측정한다. 즉, 로드셀 상단에 부재가 안착되면, 안착된 부재가 로드셀(215)을 가압한다. 로드셀(215)은 가압되는 압력의 크기를 이용하여 로드셀(215) 상단에 안착된 부재의 중량을 측정한다.
힌지(220)는 베이스(205)의 상단에 형성된다.
힌지 샤프트(225)는 힌지(220)에 결합되며, 힌지(220)에 의해 회전한다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 힌지 샤프트(225)는 힌지(220)를 중심으로 내각이 90도 보다는 크며, 180도 보다는 작게 형성된다. 힌지 샤프트(225)는 저면을 기준으로 'V' 자 형상으로 형성된다.
힌지 샤프트(225) 일측에는 엑츄에이터(230)가 결합되며, 힌지 샤프트(225)의 타측에는 깊이 측정 센서부(235)가 결합된다. 상술한 바와 같이 힌지 샤프트(225)는 힌지(220)를 중심으로 회전한다. 즉, 힌지 샤프트(225)의 일측에 형성된 엑츄에이터(230)를 가압하면, 엑츄에이터(230)와 결합된 힌지 샤프트(225)는 힌지(220)를 중심으로 회전하며, 힌지 샤프트(225)의 회전에 의해 힌지 샤프트(225)의 타측에 형성된 깊이 측정 센서부(235) 역시 회전한다.
부연하여 설명하면, 엑츄에이터(230)를 가압하면, 힌지 샤프트(225)는 반시계 방향으로 회전하며, 엑츄에이터(230)를 가압한 힘을 제거하면, 힌지 샤프트(225)는 시계 방향으로 회전한다. 물론 상술한 바와 같이 힌지 샤프트(225)의 회전에 의해 깊이 측정 센서부(235) 역시 회전한다.
힌지 샤프트(225)가 힌지(220)를 중심으로 반시계 방향으로 회전하면, 힌지 샤프트(235)는 하단에 위치한 리미트 스위치(210)를 가압한다. 힌지 샤프트(225)가 리미트 스위치(210)를 가압하면, 리미트 스위치(210)는 온(on)되며, 이를 통해 측정 시스템(200)을 구성하는 각 구성으로 전기를 공급한다. 즉, 리미트 스위치(210)가 온되면, 각종 센서부와 로드셀(215)로 전기가 공급되며, 각종 센서부와 로드셀(215)은 공급받은 전기를 이용하여 주어진 기능을 수행한다.
힌지 샤프트(225)가 힌지(220)를 중심으로 시계 방향으로 회전하면, 힌지 샤프트(225)는 하단에 위치한 리미트 스위치(210)의 가압을 중단한다. 힌지 샤프트(225)가 리미트 스위치(210)의 가압을 중단하면, 리미트 스위치(210)는 오프(off)되며, 이를 통해 측정 시스템(200)을 구성하는 각 구성으로 전기 공급을 차단한다.
로드셀(215)의 상단에는 측정 상판(240)이 위치한다. 측정 상판(240)은 평판 형태로 구성되며, 상단에 피측정물이 안착된다. 즉, 측정 상판(240)에 피측정물이 안착되면, 피측정물이 측정 상판(240)을 가압하며, 측정 상판(240)은 로드셀을 가압한다. 로드셀은 측정 상판을 포함한 피측정물의 중량을 측정하며, 이후 기 저장된 측정 상판(240)의 중량을 차감하여 피측정물의 중량을 측정한다.
깊이 측정 센서부(235)는 힌지 샤프트(225)의 타측에 결합되며, 힌지 샤프트(225)가 시계 방향으로 회전한 상태(평상시)에서는 깊이 측정 센서부(235)가 측정 상판(240)의 아래로 이동한다. 그러나 힌지 샤프트(225)가 반시계 방향으로 회전하면 깊이 측정 센서부(235)는 측정 상판(240)의 위로 이동한다. 이와 같이 깊이 측정 센서부(235)는 평상시 측정 상판(240)의 아래에 위치함으로써 작업자는 깊이 측정 센서부(235)와의 부딪힘 없이 피측정물을 측정 상판(240)의 상단에 안착시킬 수 있다.
깊이 측정 센서부(235)는 피측정물과의 거리를 측정한다. 또한, 깊이 측정 센서부(235)는 측정 상판(240)에 안착된 피측정물과의 거리를 측정하기 위해 깊이 측정 센서부(235)가 측정 상판(240) 상단으로 이동한 경우에는 깊이 측정 센서부(235)에서 조사되는 광의 조사 방향은 측정 상판(240)과 평행한 상태를 유지한다.
좌우 거리 측정 센서부(245)는 측정 상판(240)의 좌측 및 우측에 각각 하나씩 위치하며, 측정 상판(240) 상단에 안착된 피측정물과의 거리를 측정한다. 좌우 거리 측정 센서부(245)에서 측정한 정보를 이용하여 피측정물의 폭을 산출한다.
높이 측정 센서부(250)는 측정 상판(240) 상단에 위치하며, 측정 상판(240) 상단에 안착된 피측정물의 높이를 측정한다. 이를 위해 측정 시스템(200)은 일측은 베이스(205)와 연결되며, 타측에는 높이 측정 센서부(250)가 연결되는 연결부재(255)를 포함한다. 연결부재(255)는 특정 길이는 갖는 바 타입으로 구성되며, 상술한 바와 같이 타측에는 높이 측정 센서부(250)가 연결된다. 일반적으로 연결부재(255)의 길이는 측정 상판(240)에 안착되는 피측정물의 높이보다 상대적으로 길게 형성된다.
이와 같이 본 발명의 측정 시스템은 로드셀을 이용하여 피측정물의 중량을 측정하며, 각종 센서부를 이용하여 피측정물의 부피를 측정한다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 힌지 샤프트가 반시계 방향으로 회전한 예를 도시하고 있다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이 힌지 샤프트(225)가 반시계 방향으로 회전하면, 힌지 샤프트(225)는 하단에 위치한 리미트 스위치(210)를 가압하며, 타측에 체결된 깊이 측정 센서부(235)는 측정 상판의 상단으로 돌출된다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 측정 시스템을 이용하여 피측정물의 중량 및 부피를 측정하는 과정을 도시하고 있다.
도 4는 측정 상판의 상단에 피측정물을 안착하는 예를 도시하고 있다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 깊이 측정 센서부(235)는 측정 상판의 하단에 위치하고 있으며, 엑츄에이터(230)는 연결부재(255)의 외부로 돌출되어 있다.
도 5는 피측정물을 이용하여 엑츄에이터를 가압하는 예를 도시하고 있다. 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 피측정물이 엑츄에이터(230)를 가압하면, 엑츄에이터(230)는 연결부재(255)의 내측으로 인입되며, 힌지 샤프트(225)의 타측에 체결되어 있는 깊이 측정 센서부(235)는 측정 상판(240)의 상측으로 돌출된다. 피측정물이 엑츄에이터(230)를 가압하면, 힌지 샤프트(225)가 리미트 스위치를 가압하며, 이에 의해 각종 센서부와 로드셀로 전원이 공급된다. 전원을 공급받은 각종 센서부는 피측정물과의 거리를 측정하며, 로드셀은 측정 상판에 안착된 피측정물의 중량을 측정한다.
도 6은 측정 상판에 안착된 피측정물의 중량 및 부피 측정이 완료된 이후 측정 상판에서 피측정물을 분리하는 예를 도시하고 있다. 측정 상판(240)에서 피측정물을 분리하면, 연결부재(255)의 내측에 인입되어 있던 엑츄에이터(230)가 원래 위치로 복원되며, 엑츄에이터(230)의 위치 복원에 따라 힌지 샤프트는 리미트 스위치를 가압하지 않게 된다. 또한, 힌지 샤프트의 타측에 체결되어 있던 깊이 측정 센서부(235)는 측정 상판(240)의 하단으로 이동한다.
이와 같이 본 발명은 엑츄에이터의 이동에 따라 힌지 샤프트의 타측에 체결되어 있는 깊이 측정 센서부를 측정 상판의 표면 상단 또는 하단으로 이동시킨다.
이외에도 본 발명의 측정 시스템은 카메라를 추가로 포함될 수 있다. 일 예로 높이 측정 센서부 또는 연결부재에 카메라를 설치하며, 카메라는 측정 상판에 안착된 피측정물의 상부를 측정한다. 일 예로 카메라는 피측정물의 상부에 부착된 기표지를 촬영한다. 물론 본 발명의 측정 시스템은 높이 측정 센서부 또는 연결부재 이외에 다른 부위에 카메라를 설치할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
200: 측정 시스템 205: 베이스
210: 리미트 스위치 215: 로드셀
220: 힌지 225: 힌지 샤프트
230: 엑츄에이터 235: 깊이 측정 센서부
240: 측정 상판 245: 좌우 거리 측정 센서부
250: 높이 측정 센서부 255: 연결부재

Claims (9)

  1. 평판 형상을 가지며, 저면에 위치하는 베이스;
    상기 베이스의 상단에 평판 타입으로 형성되는 측정 상판;
    일측이 상기 베이스와 연결되며, 일정 길이를 갖는 막대 타입으로 형성되는 연결부재;
    상기 연결부재의 외측에 인출된 상태에서 외부로부터 가압되면, 상기 연결부재의 내측으로 인입되는 엑츄에이터;
    상기 엑츄에이터와 직접 또는 간접으로 연결되며, 상기 엑츄에이터가 상기 연결부재의 외측에 인출된 상태에서는 상기 측정 상판의 하단에 위치하며, 상기 엑츄에이터가 상기 연결부재의 내측에 인입된 상태에서는 상기 측정 상판으로 상단으로 이동하는 깊이 측정 센서부를 포함함을 특징으로 하는 측정 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스의 상단에 형성되며, 상기 베이스에 고정되는 힌지;
    상기 힌지와 체결되며, 상기 힌지를 중심으로 회전하는 힌지 샤프트;
    상기 베이스의 상단에 형성되며, 상단에 힌지 샤프트가 위치하는 리미트 스위치;
    상기 베이스의 상단과 상기 힌지 샤프트의 하단 사이에 형성되는 로드셀을 더 포함함을 특징으로 하는 측정 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 엑츄에이터가 상기 연결부재의 내측으로 인입되면, 힌지 샤프트는 상기 힌지를 중심으로 제1 방향으로 회전하며, 상기 힌지 샤프트가 제1 방향으로 회전하면, 상기 깊이 측정 센서부는 상기 측정 상판의 표면을 기준으로 상단으로 이동하며,
    상기 엑츄에이터가 상기 연결부재의 외부로 인출되면, 힌지 샤프트는 상기 힌지를 중심으로 제1 방향과 반대방향인 제2 방향으로 회전하며, 상기 힌지 샤프트가 제2 방향으로 회전하면, 상기 깊이 측정 센서부는 상기 측정 상판의 표면을 기준으로 하단으로 이동함을 특징으로 하는 측정 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 측정 상판의 좌측 또는 우측에 형성되는 좌우 거리 측정 센서부를 포함함을 특징으로 하는 측정 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 연결부재의 타측에 형성되는 높이 측정 센서부를 포함함을 특징으로 측정 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 깊이 측정 센서부, 상기 좌우 거리 측정 센서부 및 높이 측정 센서부에서 측정한 피측정물까지의 거리 정보를 이용하여 상기 피측정물의 부피를 산출함을 특징으로 하는 측정 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 로드셀은 상기 측정 상판에 안착된 피측정물의 중량을 측정함을 특징으로 하는 측정 시스템.
  8. 제 2항에 있어서, 상기 엑츄에이터가 상기 연결부재의 내측으로 인입되면, 상기 힌지 샤프트는 상기 힌지를 중심으로 제1 방향으로 회전하며, 상기 힌지 샤프트가 제1 방향으로 회전하면, 상기 힌지 샤프트는 상기 리미트 스위치를 가압하며,
    상기 엑츄에이터가 상기 연결부재의 외부로 인출되면, 상기 힌지 샤프트는 상기 힌지를 중심으로 제1 방향과 반대방향인 제2 방향으로 회전하며, 상기 힌지 샤프트가 제2 방향으로 회전하면, 힌지 샤프트는 상기 리미트 스위치의 가압을 중단함을 특징으로 하는 측정 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 측정 상판의 상단 또는 측정 상판의 상단에 안착된 피측정물을 촬영하는 카메라를 포함함을 특징으로 하는 측정 시스템.
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