KR101717884B1 - 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트는 파프리카를 파지하는 파지부 및 파지부가 파프리카를 파지한 상태에서 파프리카의 과병을 절단하는 절단부를 포함하는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙터에 있어서, 파지부는 한 쌍으로 형성되어 파프리카의 상부를 파지하는 상부 파지부 및 한 쌍으로 형성되어 파프리카의 하부를 파지하는 하부 파지부를 포함하고, 파프리카의 형상 분포에 따라서 상부 파지부와 하부 파지부의 파지 형상이 상이하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

파프리카 자동 수확용 엔드이펙트{END-EFFECTOR FOR AUTO-HARVESTING PAPRIKA}

본 발명은 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파프리카의 수확작업 시 파프리카를 인식하여 자동으로 파프리카를 파지하고 파프리카의 과병을 절단하여 수확할 수 있는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트에 관한 것이다.

과일, 채소 등의 농작물 수확과 관련하여, 최근에는 작업자가 직접 수확하지 않고 농작물을 자동으로 수확할 수 있도록 하는 자동 수확 시스템이 연구되고 있다. 특히 영상처리기술 및 로봇기술이 크게 발달함에 따라서 자동 수확 시스템은 보다 정교화되고 있다.

상술한 바와 같이 농작물을 자동으로 수확하기 위한 기술은 카메라 등을 이용하여 수확 대상물의 위치를 정확하게 파악하도록 하는 영상처리기술 및 수확 대상물의 위치를 파악하여 이동시키고 수확 대상물의 구조에 따라서 절단 부분을 정확하게 절단하도록 하는 로봇기술이 요구된다.

한국공개특허공보 특2002-0037209호는 수박을 수확하는 원격 작업시스템을 개시하고 있으며, 한국등록특허공보 제10-0784830호는 딸기를 수확할 수 있는 로봇 시스템을 개시하고 있다.

최근에 웰빙 열풍 등으로 파프리카에 대한 수요가 급증하고 있는데, 상술한 바와 같이 수박, 딸기 등에 대한 자동 수확 시스템에 대한 연구는 상당 부분 진행되었지만, 파프리카의 자동 수확 시스템에 대해서는 연구가 거의 이루어지고 있지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 파프리카의 상단을 파지하는 상부 파지부 및 파프리카의 하단을 파지하는 하부 파지부를 이용하여 파프리카를 파지하되, 상부 파지부와 하부 파지부는 파프리카의 형상을 고려하여 파지 형상이 각각 상이하게 형성되어 파프리카를 정밀하고 안정적으로 파지하며 절단할 수 있는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 파프리카를 파지하는 파지부 및 상기 파지부가 상기 파프리카를 파지한 상태에서 상기 파프리카의 과병을 절단하는 절단부를 포함하는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙터에 있어서, 상기 파지부는 한 쌍으로 형성되어 상기 파프리카의 상부를 파지하는 상부 파지부 및 한 쌍으로 형성되어 상기 파프리카의 하부를 파지하는 하부 파지부를 포함하고, 상기 파프리카의 형상 분포에 따라서 상기 상부 파지부와 상기 하부 파지부의 파지 형상이 상이하게 형성된 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트에 의해 달성될 수가 있다.

여기서, 상기 파지부는 구동부; 상기 구동부로부터 동력을 전달받아 직선이동하는 제 1 이동부; 한 쌍으로 형성되고 각각은 고정물에 회동 가능하게 결합되는 회동부; 한 쌍으로 형성되어 각각의 일단은 상기 제 1 이동부에 회동가능하게 결합되고 타단은 한 쌍의 회동부에 각각 결합되는 연결부; 한 쌍으로 형성되는 상기 회동부 각각의 상부에 결합되어 상기 파프리카의 상부의 양측면을 파지하는 한 쌍의 상기 상부 파지부; 및 한 쌍으로 형성되는 상기 회동부 각각의 하부에 결합되어 상기 파프리카의 하부의 양측면을 파지하는 한 쌍의 상기 하부 파지부를 포함하고, 상기 제 1 이동부의 직선이동에 따라서 한 쌍의 상기 회동부가 회동할 수가 있다.

여기서, 상기 상부 파지부 또는 상기 하부 파지부는 상기 파프리카를 파지할 때의 압력으로 자유 회동가능하게 상기 회동부에 결합되고 좌우 연장되는 연장부가 형성된 결합부; 및 상기 연장부에 형성되어 상기 파프리카와 접촉하는 접촉부를 포함할 수가 있다.

여기서, 상기 접촉부는 압력 충격을 흡수할 수 있는 탄성 재질로 형성될 수가 있다.

여기서, 상기 상부 파지부 또는 상기 하부 파지부는 상기 회동부와 상기 결합부 사이에 형성되어 상기 결합부가 자유 회동할 때 탄성력을 저장하는 탄성부를 더 포함할 수가 있다.

여기서, 상기 결합부는 상기 결합부의 회동 중심 측의 단부에서 좌우로 연장되는 플랜지부를 더 포함하고, 상기 상부 파지부 또는 상기 하부 파지부는 상기 플랜지부와 상기 회동부 사이에 좌우에 각각 탄성부가 형성될 수가 있다.

여기서, 상기 파지부는 한 쌍으로 형성된 상기 상부 파지부의 사이 또는 한 쌍으로 형성된 상기 하부 파지부의 사이에 고정 형성되어 상기 파프리카와 접촉하는 정면 접촉부를 더 포함할 수가 있다.

여기서, 상기 파지부는 상기 정면 접촉부에 형성되어 상기 파프리카와의 접촉을 감지하는 제 1 센서부를 더 포함할 수가 있다.

여기서, 상기 파지부는 상기 상부 파지부 또는 상기 하부 파지부에 형성되어 상기 파프리카를 파지할 때 상기 파프리카를 가압하는 힘을 측정하는 제 2 센서부를 더 포함할 수가 있다.

여기서, 상기 절단부는 상기 파지부의 상부에 형성되고, 상기 절단부는 상기 파프리카의 과병을 절단하는 블레이드부; 및 상기 파프리카의 과병을 향하여 상기 블레이드부를 직선이동시키는 제 2 이동부를 포함할 수가 있다.

여기서, 상기 블레이드부는 한 쌍의 회전하는 날을 포함하고, 상기 회전하는 날 사이에 상기 파프리카의 과병이 삽입되어 절단될 수가 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트에 따르면 파프리카의 형상에 따라서 상부 파지부와 하부 파지부의 형상을 달리하여 파지하도록 하여 더욱 정교하고 안정적으로 파프리카를 파지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 하나의 구동부를 이용하여 상부 파지부와 하부 파지부를 동시에 구동하도록 하여 구성이 간단하다는 장점도 있다.

또한, 파프리카를 파지하는 동안 압력센서를 통해 과실의 형태 변화를 감지하도록 하여 파프리카의 손상 없이 정밀하게 파지할 수 있다는 장점도 있다.

또한, 한 쌍의 회전하는 날을 과병을 향하여 직선이동하여 다른 부위의 손상 없이 두꺼운 파프리카의 과병을 절단할 수 있다는 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트의 측면도이다.
도 2는 실제 제작된 본 발명의 일 실시예에 따른 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트의 사진이다.
도 3은 도 1의 파지부의 평면도를 도시한다.
도 4는 도 1의 파지부의 측면도를 도시한다.
도 5는 도 1의 파지부의 정면도를 도시한다.
도 6은 도 3에서 제 1 이동부가 후진하여 회동부가 벌어졌을 때의 모습을 도시하는 도면이다.
도 7은 도 1의 절단부의 평면도를 도시한다.
도 8은 도 1의 절단부의 측면도를 도시한다.
도 9는 파프리카의 기하학적인 특성을 파악하기 위해 측정한 값들을 설명하는 도면이다.

실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트의 측면도이고, 도 2는 실제 제작된 본 발명의 일 실시예에 따른 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트의 사진이고, 도 3은 도 1의 파지부의 평면도를 도시하고, 도 4는 도 1의 파지부의 측면도를 도시하고, 도 5는 도 1의 파지부의 정면도를 도시하고, 도 6은 도 1에서 제 1 이동부가 후진하여 회동부가 벌어졌을 때의 모습을 도시하는 도면이고, 도 7은 도 1의 절단부의 평면도를 도시하고, 도 8은 도 1의 절단부의 측면도를 도시하고, 도 9는 파프리카의 기하학적인 특성을 파악하기 위해 측정한 값들을 설명하는 도면이다.

먼저, 본 발명에 따른 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트는 자동으로 파프리카(300)를 수확하는 로봇 장치에서 직접 파프리카(300)를 파지하여 과병(310)을 절단함으로써 수확하도록 하는 로봇 장치의 엔드이펙트 부분에 관한 설명이다.

본 발명은 파프리카의 자동 수확용 엔드이펙트에 관한 것이나, 파프리카(300)와 유사한 형상 및 크기의 과실 또는 야채의 자동수확 로봇 장치에도 본 발명의 엔드이펙트를 적용하여 사용할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 파지부(100) 및 절단부(200)를 포함하여 구성될 수가 있다.

파지부(100)는 별도의 카메라와 같은 영상장치에 의해 파프리카(300)의 위치를 파악한 상태에서 파악된 위치에 따라 파프리카(300)를 향하여 이동한 후 파프리카(300)를 직접 파지하도록 한다. 파지부(100)의 구체적인 구성은 도 3 내지 도 6를 참조로 후술하기로 한다.

절단부(200)는 파지부(100)의 상부에 형성되어 파지부(100)에 의해 파프리카(300)를 파지한 상태에서 파프리카(300)의 상단에 위치하는 과병(310)을 절단하여 파프리카(300)를 수확하도록 한다. 절단부(200)의 구체적인 구성은 도 7 내지 도 8을 참조로 후술하기로 한다.

도 3 내지 도 6를 참조로, 본 발명의 일 실시예에 따른 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트의 파지부(100)에 대해서 설명하면, 본 발명에서 파지부(100)는 한 쌍으로 형성되어 파프리카(300)의 상부를 파지하는 상부 파지부(110) 및 한 쌍으로 형성되어 파프리카(300)의 하부를 파지하는 하부 파지부(120)를 포함하여 구성된다.

파프리카(300)는 수확 작업 시 과실의 훼손 정도에 따라서 상품성에 차이가 생기므로, 정밀하고 정확한 수확 작업이 이루어져야 한다. 본 발명에서 파프리카(300)의 자동 수확 작업은 전술한 바와 같이 파지부(100)로 파프리카(300)의 과실을 정밀하게 안정적으로 파지하도록 하고 파지된 상태에서 파프리카(300)의 과병(310)을 절단부(200)가 절단하는 방법으로 진행된다.

본 발명에서 파프리카(300)의 물성을 파악하기 위해 적색 품종인 Ferrari, 황색 품종인 derby, 주황색 품종인 President, 세가지 품종을 각각 35개씩 105개를 대상으로, 도 9를 참조로 하는 파프리카(300)의 과실 및 과병의 기하학적인 특성을 포함하는 물성을 파악하였다.

그림 9와 같이 파프리카(300) 전체의 길이(a), 파프리카(300) 과실의 길이(b), 파프리카(300) 과실 상단 10% 지점의 직경(c), 과실 중심의 직경(d), 파프리카(300) 과실 하단 10% 지점(e)의 직경 및 파프리카 과병(310)의 길이(f)과 파프리카 과병(310)의 중심의 직경(g)을 측정하였다. 또한, 파프리카(300)의 중량도 측정하였다.

105개의 파프리카(300)를 대상으로 측정하였을 때, 파프리카(300)의 전체 길이는 77.20mm~138.10mm의 범위에서 평균 105.62mm, 파프리카(300) 과실의 길이는 67.40mm~110.50mm의 범위에서 평균 88.43mm로 측정되었다. 파프리카(300) 과실의 상단 10% 지점의 직경은 62.00mm~94.00mm의 범위에서 평균 81.22mm, 파프리카(300) 과실의 중심의 직경은 64.00mm~103.00mm의 범위에서 평균 82.70mm, 파프리카(300) 과실의 하단 10% 지점의 직경은 56.40mm~96.10mm의 범위에서 평균 77.88mm로 측정되었다. 중량은 110.51g~284.52g의 범위에서 평균 211.69g로 측정되었다.

이때, 과실의 상단, 하단의 직경은 각각 81.22mm, 77.88mm로 유의미한 차이값을 가짐을 알 수가 있다. 따라서, 본 발명에서는 파지부(100)가 파프리카(300)를 파지할 때 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)와 각각 분리하여 파프리카(300)를 파지할 수 있도록 하였고, 파프리카(300)의 상부 및 하부의 형상에 따라서 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)의 파지 형상이 각각 상이하게 형성되도록 하여 파지하도록 하였다.

본 발명에서 파지부(100)를 더욱 상세히 설명을 하면, 파지부(100)는 구동부(130), 제 1 이동부(140), 회동부(150a, 150b), 연결부(160a, 160b), 상부 파지부(110) 및 하부 파지부(120)를 포함하여 구성될 수가 있다.

도 3에 도시되어 있는 것과 같이 구동부(130)는 모터 등으로 구성되어 고정된 위치에서 제 1 이동부(140)가 직선 이동하도록 하는 동력을 제공한다.

제 1 이동부(140)는 구동부(130)에 의해 동력을 받아 제 1 이동부(140)의 이동 경로를 안내하는 가이드부(142)를 따라 전후로 직선 이동을 한다. 제 1 이동부(142)의 양단에는 한 쌍의 연결부(160a, 160b)가 회동 가능하게 각각 결합된다.

회동부(150a, 150b)는 가이드부(142)의 끝단에서 한 쌍으로 대칭으로 회동 가능하게 결합된다. 이때, 제 1 이동부(140)의 양단과 한 쌍의 회동부(150a, 150b)의 소정의 영역에는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이 각각 한 쌍의 연결부(160a, 160b)가 결합되는데, 제 1 이동부(140) 및 회동부(150a, 150b)와 결합되는 연결부(160a, 160b)의 양단은 모두 회동 가능하게 결합된다.

따라서, 구동부(130)에 의해 제 1 이동부(140)가 전진하면 회동 가능하게 결합된 연결부(160a, 160b)와 회동부(150a, 150b) 사이의 상호 작용에 의해 한 쌍의 회동부(150a, 150b)가 대칭으로 움직이며 서로 모이도록 회동하게 되고, 반대로 구동부(130)에 의해 제 1 이동부(140)가 후진하게 되면 도 6에 도시되어 있는 것과 같이 한 쌍의 회동부(150a, 150b)가 대칭으로 움직이며 서로 벌어지도록 회동할 수가 있다. 상기와 같이 구동부(130)에 의해 제 1 이동부(140)를 전후로 움직이면서 한 쌍의 회동부(150a, 150b)를 회동시킴으로써, 회동부(150a, 150b)에 형성된 상부 파지부(110) 및 하부 파지부(120)로 파프리카(300)의 파지 작업을 수행할 수가 있다.

상부 파지부(110)는 회동부(150a, 150b)의 상부에 한 쌍으로 형성되어 파프리카(300)의 상부의 양측면을 각각 파지하도록 하고, 하부 파지부(120)는 회동부(150a, 150b) 하부에 한 쌍으로 형성되어 파프리카(300)의 하부의 양측면을 각각 파지하도록 한다. 도시되어 있는 것과 같이 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)가 회동부(150a, 150b)에 결합되도록 회동부(150a, 150b)에서 상하로 연장되는 상하부 연장부(152)가 결합되어 상하부 연장부(152)의 상부와 하부에 각각 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)가 각각 결합될 수가 있다.

이때, 전술한 바와 같이 본 발명에서는 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)는 파프리카(300)의 형상에 대응 되도록 미세하게 파지 형상이 상이하다. 즉, 전술한 바와 같이 파프리카(300)의 상단의 직경이 하단의 직경에 비해서 크므로, 도 5에 도시되어 있는 것과 같이 상부 파지부(110)의 파지 형태가 하부 파지부(110)의 파지 형태와 비교하여 더 큰 직경을 파지하도록 형성될 수가 있다.

이때, 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)는 각각 도 3에 도시되어 있는 것과 같이 결합부(114) 및 접촉부(119)를 포함하여 구성될 수가 있다.

결합부(114)는 파프리카(300)를 파지할 때의 압력으로 자유 회동 가능하게 회동부(114)에 결합되는 부재이다. 결합부(114)는 도시되어 있는 것과 같이 회동부(150a, 150b)에는 회동 중심(P)을 중심으로 회동 가능하게 결합되고, 반대 방향으로 소정의 길이 연장된 후 좌우로 연장되는 연장부(112)가 형성된다. 연장부(112)의 좌우 단부에는 파프리카(300)를 파지할 때 직접 파프리카(300)와 접촉하는 접촉부(119)가 형성될 수가 있다. 이때, 접촉부(119)는 고무와 같은 탄성 재질로 형성되어 파지시의 압력에 의한 충격을 흡수할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 결합부(114)는 전술한 바와 같이 파지할 때의 압력으로 좌우 방향으로 자유 회동 가능하게 회전할 수가 있는데, 따라서 본 발명에서는 파지시에 파프리카의 굴곡에 맞게 접촉부(119)를 포함하는 결합부(114)가 자유 회전할 수가 있다.

이때, 회동부(150a, 150b)와 결합부(114) 사이에는 결합부(114)가 자유 회동할 때 탄성력을 저장하는 탄성부(118)가 형성될 수가 있다. 탄성부(118)에 의해 파프리카(300)의 파지시에 압력에 의한 힘을 흡수할 수가 있으며, 파지를 해제하였을 때 자유 회전한 결합부(114)를 다시 원상태의 위치로 회전할 수가 있다.

이때, 도 3에 도시되어 있는 것과 같이 결합부(114)가 회동부(115a, 115b)와 회동 가능하게 결합하는 회동 중심(P)의 측에는 좌우로 연장되는 플랜지부(113)가 형성되고, 플랜지부(113)와 회동부(150a, 150b) 사이에 좌우에 한 쌍의 탄성부가 형성되도록 하여 결합부(114)가 파프리카(300)의 굴곡에 맞게 회동 중심을 중심으로 자유롭게 회동할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 결합부(114)를 포함하는 탄성부(118)는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이 상하로도 각각 형성될 수도 있다. 즉, 결합부(114)는 상하로 한 쌍으로 구비하도록 하고 각각의 결합부(114)는 좌우에 한 쌍의 탄성부(118)를 구비하도록 하여 회동부(150a, 150b)에 대해 상부 파지부(110) 또는 하부 파지부(120)는 상하 또는 좌우로도 자유 회동할 수 있도록 하여 파프리카의 굴곡에 따라서 자유롭게 회동하도록 하여 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)에 형성된 각각의 접촉부(119)를 통한 파지 압력이 균일하게 분산될 수 있도록 할 수가 있다.

또한, 한 쌍으로 형성된 상부 파지부(110)의 사이 또는 한 쌍으로 형성된 하부 파지부(120)의 사이에 고정 형성되어 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)에 의해 파프리카(300)를 파지하기 전에 먼저 파프리카(300)와 접촉하도록 하는 정면 접촉부(170)가 형성될 수가 있다.

정면 접촉부(170)도 상부 파지부(110) 및 하부 파지부(120)와 유사하게 결합부(114)와 접촉부(119)로 구성될 수가 있고, 그 형태도 도시되어 있는 것과 같이 상부 파지부(110) 및 하부 파지부(120)의 형태와 유사하게 형성될 수가 있다. 정면 접촉부(170)에도 결합부(114)가 고정되는 부위에 탄성부(172)가 형성될 수가 있는데, 이는 파프리카(300)와 접촉할 때의 압력을 흡수할 수 있도록 한다.

정면 접촉부(170)도 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)와 같이 상부와 하부에 각각 형성될 수가 있다.

정면 접촉부(170)의 소정의 위치에는 파프리카(300)와의 접촉을 감지하는 제 1 센서부(180)가 형성될 수가 있다. 이때, 제 1 센서부(180)는 압력 센서로 구성될 수가 있다.

또한, 상부 파지부(110) 및 하부 파지부(120)에는 파프리카(300)를 파지할 때 파프리카(300)를 가압하는 힘을 측정하는 제 2 센서부(190)가 형성될 수가 있다. 이때, 제 2 센서부(190)도 압력 센서로 구성될 수가 있다.

전술한 파지부(100)의 구성요소를 기초로 파지 동작을 설명하면, 별도의 엔드이펙트 이동수단에 의해 파지부(100)가 파프리카(300)에 다가가도록 이동하면 파지부(100)의 정면 접촉부(170)에 파프리카(300)가 접촉하게 된다. 이때, 정면 접촉부(170)에 형성된 제 1 센서부(180)의 동작에 의해 파프리카(300)와의 접촉을 감지하게 되고, 이때 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)를 구동시키도록 한다. 보다 자세히는 구동부(130)에 의해 제 1 이동부(140)를 전진시켜 연결부(160a, 160b) 및 회동부(150a, 150b)를 회전시켜 한 쌍의 회동부(150a, 150b)가 서로 모이도록 회동시킨다. 따라서, 회동부(150a, 150b)의 상부와 하부에 각각 형성된 한 쌍의 상부 파지부(110)와 한 쌍의 하부 파지부(120)가 회동하여 각각 파프리카(300)의 상부 및 하부의 양측면을 파지하게 된다.

이때, 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)는 각각 자유 회동가능하게 회동부(150a, 150b)에 결합되므로, 파프리카(300)의 형상에 따라서 회동부(150a, 150b)를 중심으로 자유롭게 회동하며 파프리카(300)를 파지할 수가 있다. 따라서, 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)의 접촉부(119) 각각에 가해지는 파지 압력을 분산시켜 균일한 힘으로 파지할 수가 있다.

이때, 상부 파지부(110)와 하부 파지부(120)에 각각 형성된 제 2 센서부(190)의 동작으로 파프리카(300)의 파지 압력을 측정한다. 소정의 압력값이 도달하면 구동부(130)에 의한 상부 파지부(110) 및 하부 파지부(120)의 회동을 멈추게 함으로써, 과도한 파지 동작에 의한 과실의 손상을 막을 수가 있다.

상기와 같은 방법으로 파프리카(300)를 파지한 이후에, 파지부(110)의 상부에 있는 절단부(200)로 파프리카(300)의 과병(310)을 절단한다.

도 7 내지 도 8을 참조로 절단부(200)를 설명하면, 절단부(200)는 구동부(210), 제 2 이동부(220) 및 블레이드부(230)를 포함하여 구성될 수가 있다.

제 2 이동부(220)는 모터 등으로 이루어진 구동부(210)로부터 동력을 전달 받아서 직선이동하는 부재이다.

제 2 이동부(220)에는 블레이드부(230)가 결합되는데, 블레이드부에는 과병을 절단하도록 날카로운 날(240)이 형성된다. 도 7에 도시되어 있는 것과 같이 블레이드부(230)는 원형으로 회전하는 한 쌍의 날(240) 및 상기 날(240) 중 적어도 어느 하나를 회전시키기 위한 모터와 같은 구동부(250) 및 구동부(250)와 날(240) 사이에 동력을 전달하는 체인과 같은 동력전달부(252)로 형성될 수가 있다. 이때, 본 발명에서는 제 2 이동부(220)의 움직임으로 블레이드부(230)가 직선운동을 하면서 과병(310)을 절단하게 되는데, 블레이드가 직선 이동할 때 한 쌍으로 형성된 원형의 날(240) 사이에 과병(310)이 삽입되어 회전하는 날(240)에 의해 절단될 수가 있다.

딸기와 참외의 경우에는 과병의 지름(딸기: 평균 3.0mm, 참외: 평균 3.8mm)이 얇기 때문에 과병을 절단하는 수확 장치의 절단부는 가위와 같은 형태가 용이하나, 파프리카(300)의 경우 상대적으로 과병(310)의 지름(평균: 13.8mm)이 두껍고 착과 간격이 일정하지 않기 때문에, 가위와 같은 형태로 절단부를 형성하면 착과 간격이 일정하지 않은 파프리카(300)의 특성 상 다른 과실에 손상을 입힐 수가 있고, 중심 줄기에 이웃하게 착과된 파프리카(300)를 절단하는 경우 중심 줄기에 손상을 주어서 한 주 전체를 훼손하는 문제가 발생할 수가 있다. 따라서, 본 발명에서 절단부(200)는 가위 형태가 아닌 원형으로 회전하는 한 쌍의 날로 형성되고, 블레이드부(230)의 직선이동에 의해 회전하는 날(240)이 과병(310)에 접근하여 절단될 수 있도록 한다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

100: 파지부 110: 상부 파지부
112: 연장부 113: 플랜지부
114: 결합부 118: 탄성부
119: 접촉부 120: 하부 파지부
130: 구동부 140: 제 1 이동부
150a, 150b: 회동부 152: 상하부 연장부
160a, 160b: 연결부 170: 정면 접촉부
180: 제 1 센서부 190: 제 2 센서부
200: 절단부 210: 구동부
220: 제 2 이동부 230: 블레이드부
240: 날 250: 구동부
252: 동력전달부

Claims (11)

1. 파프리카를 파지하는 파지부 및 상기 파지부가 상기 파프리카를 파지한 상태에서 상기 파프리카의 과병을 절단하는 절단부를 포함하는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙터에 있어서,
   상기 파지부는 한 쌍으로 형성되어 상기 파프리카의 상부를 파지하는 상부 파지부 및
   한 쌍으로 형성되어 상기 파프리카의 하부를 파지하는 하부 파지부를 포함하고,
   상기 파프리카의 형상 분포에 따라서 상기 상부 파지부와 상기 하부 파지부의 파지 형상이 상이하게 형성되고,
   상기 파지부는
   구동부;
   상기 구동부로부터 동력을 전달받아 직선이동하는 제 1 이동부;
   한 쌍으로 형성되고 각각은 고정물에 회동 가능하게 결합되는 회동부;
   한 쌍으로 형성되어 각각의 일단은 상기 제 1 이동부에 회동가능하게 결합되고 타단은 한 쌍의 회동부에 각각 결합되는 연결부;
   한 쌍으로 형성되는 상기 회동부 각각의 상부에 결합되어 상기 파프리카의 상부의 양측면을 파지하는 한 쌍의 상기 상부 파지부; 및
   한 쌍으로 형성되는 상기 회동부 각각의 하부에 결합되어 상기 파프리카의 하부의 양측면을 파지하는 한 쌍의 상기 하부 파지부를 포함하고,
   상기 제 1 이동부의 직선이동에 따라서 한 쌍의 상기 회동부가 회동하는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부 파지부 또는 상기 하부 파지부는
   상기 파프리카를 파지할 때의 압력으로 자유 회동가능하게 상기 회동부에 결합되고 좌우 연장되는 연장부가 형성된 결합부; 및
   상기 연장부에 형성되어 상기 파프리카와 접촉하는 접촉부를 포함하는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 접촉부는
   압력 충격을 흡수할 수 있는 탄성 재질로 형성되는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 상부 파지부 또는 상기 하부 파지부는
   상기 회동부와 상기 결합부 사이에 형성되어 상기 결합부가 자유 회동할 때 탄성력을 저장하는 탄성부를 더 포함하는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트.
6. 제 5 항에서,
   상기 결합부는
   상기 결합부의 회동 중심 측의 단부에서 좌우로 연장되는 플랜지부를 더 포함하고,
   상기 상부 파지부 또는 상기 하부 파지부는
   상기 플랜지부와 상기 회동부 사이에 좌우에 각각 탄성부가 형성되는 파트리카 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 파지부는
   한 쌍으로 형성된 상기 상부 파지부의 사이 또는 한 쌍으로 형성된 상기 하부 파지부의 사이에 고정 형성되어 상기 파프리카와 접촉하는 정면 접촉부를 더 포함하는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 파지부는
   상기 정면 접촉부에 형성되어 상기 파프리카와의 접촉을 감지하는 제 1 센서부를 더 포함하는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 파지부는
   상기 상부 파지부 또는 상기 하부 파지부에 형성되어 상기 파프리카를 파지할 때 상기 파프리카를 가압하는 힘을 측정하는 제 2 센서부를 더 포함하는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 절단부는 상기 파지부의 상부에 형성되고,
    상기 절단부는
    상기 파프리카의 과병을 절단하는 블레이드부; 및
    상기 파프리카의 과병을 향하여 상기 블레이드부를 직선이동시키는 제 2 이동부를 포함하는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 블레이드부는 한 쌍의 회전하는 날을 포함하고, 상기 회전하는 날 사이에 상기 파프리카의 과병이 삽입되어 절단되는 파프리카 자동 수확용 엔드이펙트.

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