KR102322311B1 - 당도 측정기를 갖는 프리트레이 투입기 - Google Patents

당도 측정기를 갖는 프리트레이 투입기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 당도 측정기를 갖는 프리트레이 투입기에 관한 것으로, 원물이 일렬로 정렬되어 공급되는 정렬부; 정렬부에서 공급되어 온 원물을 이송시키기 위해 무한 회전되는 체인이 구비되는 투입부; 투입부의 체인에 고정되게 구비되어 무한 회전되면서 정렬부로부터 공급되어 온 원물을 받아 이송시키는 이송부재; 투입부에 구비되어 이송부재에 의해 이송되는 원물의 당도를 측정하는 당도 측정기; 투입부에 공급되어 이송부재에 의해 이송되어 오다가 낙하되는 원물을 받아 이송 투입시키는 트레이; 트레이를 투입부 측으로 이송시켜 공급하는 트레이 공급부;를 포함하는 프리트레이 투입기를 제공한다.

Description

당도 측정기를 갖는 프리트레이 투입기{Sugar contents measuring device having feeding device for free tray}
본 발명은 프리트레이 투입기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수확한 원물 즉 과일을 하나씩 연속하여 과일 선별기로 자동 투입하는 과정에서 이송되는 과일의 당도를 측정할 수 있도록 한 당도 측정기를 갖는 프리트레이 투입기에 관한 것이다.
일반적으로, 사과, 배, 복숭아, 귤, 멜론, 수박 등과 같은 원물 즉 과일(이하 "과일"이라 한다)의 선별은 과일의 상품 가치를 향상시키는 중요한 작업이며, 과일의 크기, 중량, 당도, 색깔, 향기, 상처 유무 등과 같은 다양한 선별 인자에 따라 과일의 등급을 결정지을 수 있게 되며, 이러한 과일의 선별은 주로 과일 선별기에 의해 이루어진다.
이러한 과일 선별기는 과일을 공급하는 별도의 과일 투입기에 의해 과일을 공급받아 선별하게 된다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-0256095호에는 과일이송장치로 개시되어 있고, 선행기술문헌에 개시된 종래의 과일이송장치는 외부로부터 공급되는 과일을 이송하는 이송수단이 구비된다.
이러한 이송수단은 상호 평행하게 배치되어 폐루프를 이루는 한 쌍의 컨베이어체인과, 한 쌍의 컨베이어체인에 소정의 간격을 두고 설치되되 중앙부가 양단부에 비해 함몰되어 공급되는 과일을 중앙부위에 적재시키는 다수의 이송롤러와, 컨베이어체인을 구동하여 상기 이송롤러를 이송시키는 구동모터로 이루어져 있다.
이로써, 컨베이어체인의 구동으로 이송롤러가 이송되면, 이송롤러에 공급된 과일이 이송롤러의 중앙부에 적재된 채 이송된다.
이와 같이 이송되어 온 과일은 작업자에 의해 과일 투입기의 빈 트레이에 올려지고, 트레이에 적재된 과일은 숙성도 검출장치, 당도 검출장치, 중량 검출장치 등을 차례로 거치면서 과일 선별기에서 선별되어 해당 등급의 이송 컨베이어로 환승되어 출하 위치까지 이송된다.
하지만, 이송롤러에 의해 이송되어 온 과일을 과일 선별기로 투입하기 위해서는 이송롤러 상의 과일을 작업자가 직접 들어올려 트레이로 이동시켜야 하고, 과일 투입 과정의 일부가 작업자에 의한 수동으로 이루어지기 때문에, 불편하고 번거로울 뿐 아니라 전반적인 작업공정이 더디게 진행되어 작업성이 저하되는 단점이 있다.
또한, 과일 선별기로 투입된 과일은 선별기를 통과하는 과정 중에 각종 측정장치를 통과하면서 선별되는데, 이와 같이 구비되는 각종 측정장치로 인해 선별기가 대형화될 뿐 아니라 특정 측정장치의 고장시는 선별기 전체를 사용할 수 없게 되는 단점이 있다.
이에, 대한민국 공개특허 제10-2004-0015157호와 대한민국 공개특허 제10-2010-0082476호에서는 휴대용 과일 당도측정기가 제안된 바 있으나, 이는 선별기를 이동하는 과일을 작업자가 일일이 수작업으로 당도를 측정해야 하는 불편함이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0256095호 대한민국 공개특허 제10-2004-0015157호 대한민국 공개특허 제10-2010-0082476호
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수확한 과일을 정렬부에서 일렬로 정렬된 상태로 이송시켜 투입부로 공급하고, 투입부에서는 이송되는 과일의 당도를 측정한 후 트레이에 하나씩 탑재하여 과일 선별기로 자동 투입되도록 하여 효율적인 과일 공급과 더불어 공급과정에서 과일의 당도를 자동으로 측정할 수 있도록 한 당도 측정기를 갖는 프리트레이 투입기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적으로는, 하나의 프리트레이 투입기로 다품종의 과일을 이송시켜 투입할 시에도 다품종의 과일에 따라 당도 측정기의 셋팅 위치를 간편하게 위치 조절하여 다품종 과일의 당도를 하나의 투입기에서 간편하게 측정할 수 있도록 한 당도 측정기를 갖는 프리트레이 투입기를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 당도 측정기를 갖는 프리트레이 투입기는, 원물이 일렬로 정렬되어 공급되는 정렬부; 정렬부에서 공급되어 온 원물을 이송시키기 위해 무한 회전되는 체인이 구비되는 투입부; 투입부의 양측에서 서로 마주한 상태로 각 체인에 일정 간격마다 구비되어 좌,우측의 이웃하는 이송부재 사이에 원물을 받아 이송시키는 이송부재; 투입부에 구비되어 이송부재에 의해 이송되는 원물의 당도를 측정하는 당도 측정기; 투입부에 공급되어 이송부재에 의해 이송되어 오다가 낙하되는 원물을 받아 이송 투입시키는 트레이; 및 트레이를 투입부 측으로 이송시켜 공급하는 트레이 공급부;를 포함하되, 당도 측정기는 투입부 상에서 원물의 이동 방향 및 이와 직교되는 방향 및 상하 방향으로 이동되게 구비되어 투입부를 통과하는 원물의 품종에 따라 그 위치가 셋팅되는 한편 원물에 광을 조사하는 3축 조절이 가능한 발광부와, 원물에서 출력되는 광을 수광하여 원물의 당도를 검출하는 수광부를 포함하여, 다품종의 원물을 하나의 당도 측정기로서 당도를 측정할 수 있고, 이송부재는 각 체인에 일정 간격마다 고정되게 구비되어 무한 회전되는 이동블록과, 각 이동블록에서 체인과 직교되는 방향으로 출입되면서 원물을 받아 이송 및 배출시키는 이송슈를 포함하고, 좌,우측의 이송슈는 서로 마주하는 동일선상으로 구비되어 이웃하는 좌,우측의 이송슈, 즉 4개의 이송슈가 이루는 내측 공간에서 하나의 과일이 받쳐 지지된 상태로 이송됨으로써, 선행하는 과일과 후행하는 과일을 전후면에서 동시에 지지할 수 있게 구비되고, 트레이 공급부는 "ㄱ"자 형상으로 형성된 프레임과, 프레임 내에 회전가능하게 구비된 다수의 이송롤러가 구비되되, 트레이는 트레이 공급부에 의해 투입부의 상하 체인 사이로 공급되었다가 이송부재가 양측으로 벌어지는 투입부의 출구단으로 배출되면서 양측으로 벌어진 이송부재에서 떨어진 과일을 받아 탑재한 상태로 다음 공정으로 이송될 수 있도록, 이송부재는 이송슈에 연결되어 이동블록을 관통하는 지지로드 및 지지로드에 구비되어 투입부를 따라 가이드되어 이동되는 가이드블록을 더 구비하는 한편, 당도 측정기는 투입부에 설치되는 베이스프레임; 베이스프레임에 구비되어 발광부를 원물의 이동 방향과 동일한 방향으로 이동시키는 조절실린더; 조절실린더에 연결되어 조절실린더를 투입부의 상하 방향으로 이동시키는 승강실린더; 승강실린더에 연결되어 구비되는 한편 베이스프레임에서 승강실린더를 원물의 이동 방향과 직교되는 방향으로 이동시키는 조절블록; 베이스프레임에 회전가능하게 구비되는 한편 조절블록을 관통하여 나사 결합되는 조절축; 및 조절축에 결합되어 조절축을 정.역 방향으로 구동시키는 조절모터;를 포함하되, 조절실린더는 승강실린더의 장착블록 하면에 승강실린더와는 직교되면서 과일의 이동 방향과는 동일한 방향으로 고정되게 구비되고, 조절실린더의 내측 단부(과일의 이동 방향과 나란하게 구비된 전후 조절실린더가 마주하는 단부)에는 가이드로드가 출입가능하게 구비되며, 각 로드에 발광부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 투입부에는 가이드블록을 가이드하는 가이드홈이 형성되고, 투입부의 출구단에는 가이드홈과 연통된 상태로 외측으로 연장되는 인출홈이 형성되어, 인출홈을 통과하는 이송슈를 이동블록 측으로 이동시켜 원물을 배출시키도록 구비될 수 있다.
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그리고, 투입부의 출구단에는 원물을 배출시킨 이송슈를 회전시켜 이송방향을 전환시켜 주는 회전판이 구비되고, 회전판의 원주면에는 인출홈과 대응한 가이드홈이 형성되어, 가이드블록을 통해 이송슈의 이동방향을 전환시킬 수 있도록 구비될 수 있다.
본 발명의 당도 측정기를 갖는 프리트레이 투입기에 따르면, 정렬부에서 일렬로 정렬되어 이송되어 온 과일이 투입부를 통과하는 과정 중에 당도 측정이 이루어지고, 당도 측정된 과일은 투입부에 공급되는 트레이 위에 자동으로 하나씩 올려져 탑재된 상태로 과일 선별기로 자동 투입됨으로써 과일 선별기로 과일의 투입과정이 자동으로 이루어져 과일의 공급 작업이 효율적이면서도 신속하게 이루어질 수 있고, 과일 선별기로 투입되는 과일의 당도를 측정한 후 선별기로 투입하므로 선별과정의 간소화를 통해 선별 작업성을 향상시킬 수 있으며, 과일 선별기를 소형화할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 당도 측정기의 위치를 프리트레이 투입기에 의해 이송되어 투입되는 다품종의 과일에 따라 간편하게 조절하여 셋팅함으로써 프리트레이 투입기에 의해 투입되는 다품종 과일의 당도를 하나의 장치로서 간편하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 당도 측정기를 갖는 프리트레이 투입기의 결합 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 프리트레이 투입기에서 정렬부와 투입부 및 당도 측정기를 분리한 분리 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 프리트레이 투입기의 저면 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 당도 측정기의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 당도 측정기의 작동상태도이다.
도 6은 본 발명에 따른 투입부의 평면을 확대 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 투입부의 저면을 확대 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 투입부의 출구단 구성을 도시한 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 트레이 공급부의 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.
그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
첨부도면 도 1 내지 도 9는 본 발명에 따른 프리트레이 투입기 및 당도 측정기를 도시한 도면들이다.
본 발명에 따른 프리트레이 투입기(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 원물이 일렬로 정렬되어 공급되는 정렬부(200)와, 정렬부(200)에서 공급되어 온 원물이 이송되는 투입부(300)와, 투입부(300)에 구비되어 원물을 받아 이송시키는 이송부재(400)와, 투입부(300)에 구비되어 이송부재(400)에 의해 이송되는 원물의 당도를 측정하는 당도 측정기(600)와, 당도 측정 후 이송부재(400)에서 낙하되어 투입부(300)로부터 배출되는 원물을 받아 이송시키는 트레이(530)와, 투입부(300)에 트레이(530)를 공급하는 트레이 공급부(500)를 포함한다.
정렬부(200)는 원물 즉 수확한 과일(이하 "과일"이라 한다)을 다음 공정인 과일 선별기(미도시)로 공급하기 위한 장치로서, 수확한 과일을 일렬로 정렬된 상태로 이송시켜 공급하게 된다.
이를 위한 정렬부(200)는, 바닥면과 일정 높이로 이격되게 설치되는 프레임(210)과, 프레임(210)에서 무한 회전되게 구비되어 과일을 일렬로 정렬시키면서 이송시켜 공급하는 컨베이어벨트(220)를 포함한다.
특히, 컨베이어벨트(220)는 이에 공급되는 과일을 일렬로 정렬시킨 상태로 공급하기 위해, 그 중앙부가 함몰된 "Ｖ"자 형상으로 구비된다.
게다가, 정렬부(200)의 양 프레임(210) 내측면에는 컨베이어벨트(220)를 회전시키는 전,후 한쌍의 이송롤러(230)가 프레임(210)에서 내측 중앙부 측으로 하향 경사지게 구비되어, 컨베이어벨트(220)의 "Ｖ"자 형상을 유지한 상태로 컨베이어벨트(220)를 회전시키게 된다.
따라서, 컨베이어벨트(220)는 이송롤러(230)에 의해 "Ｖ"자 형상을 유지한 채로 회전되면서 그 위에 올려지는 과일들을 도 1에서와 같이 컨베이어벨트(220)의 중앙부에 일렬로 위치시킨 상태로 공급하게 된다.
특히, 전,후 한쌍의 이송롤러(230) 중 일측의 이송롤러에는 구동원이 연결되고, 전,후 이송롤러(230) 사이의 양 프레임(210)에는 컨베이어벨트(220)가 전 길이에서 "Ｖ"자 형상을 원활히 유지할 수 있도록 하향 경사지게 형성된 복수의 가이드플레이트(240)가 구비될 수 있다. 이러한 가이드플레이트(240)는 이송롤러(230)와 동일한 각도로 경사지게 구비된다.
당도 측정기(600)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 과일이 이송되는 투입부(300) 상에 구비된다.
이러한 당도 측정기(600)는 하나의 프리트레이 투입기(100)에서 다품종의 원물 즉 과일을 투입할 때 투입되는 각 품종의 과일에 따라 당도 측정기(600)에 구성되는 당도 센서 즉 발광부(640)의 상하 높이와, 좌우 및 전후 폭을 조절하여 셋팅할 수 있도록 함으로써 본 프리트레이 투입기(100)에서 다품종의 과일을 이송시켜 투입되는 모든 과일의 당도를 3축 조절이 가능한 발광부(640)를 통해 하나의 당도 측정기(600)로서 간편하게 측정할 수 있다.
한편, 이러한 당도 측정기(600)의 셋팅 즉 발광부(640)의 위치 조절은 투입기(100)에 의해 투입되는 과일의 품종에 따른 반복되는 당도 측정을 한 결과를 토대로 하여 각 품종마다 얻어진 최적의 기준 거리 즉 당도 측정 결과가 가장 정확하게 측정된 거리를 셋팅 위치로 데이터화하여 저장한 후, 투입하고자 하는 과일의 품종에 따라 이에 맞는 설정된 셋팅 위치로 발광부(640)의 위치를 조절하는 것이다.
이를 위한 당도 측정기(600)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 투입부(300) 상에서 과일의 이동 방향 및 이와 직교되는 방향 및 상하 방향으로 이동되게 구비되어 투입부(300)를 통과하는 과일의 품종에 따라 그 위치가 셋팅되는 한편 과일에 광을 조사하는 발광부(640)와, 과일에서 출력되는 광을 수광하여 과일의 당도를 검출하는 수광부(650)를 포함한다.
구체적으로는, 투입부(300)의 상면과 일정 거리 이격되게 설치되는 베이스프레임(610)과, 베이스프레임(610)에 구비되어 발광부(640)를 과일의 이동 방향과 동일한 방향으로 이동시키는 조절실린더(641)와, 조절실린더(641)에 연결되어 조절실린더(641)를 투입부(300)의 상하 방향으로 이동시키는 승강실린더(631)와, 승강실린더(631)에 연결되어 구비되는 한편 베이스프레임(610)에서 승강실린더(631)를 과일의 이동 방향과 직교되는 방향으로 이동시키는 조절블록(630)과, 베이스프레임(610)에 회전가능하게 구비되는 한편 조절블록(630)을 관통하여 나사 결합되는 조절축(620)과, 조절축(620)에 결합되어 조절축(620)을 정.역 방향으로 구동시키는 조절모터(621)를 포함한다.
특히, 이송슈(410)는 좌,우측의 이송슈(410)가 각각 일정 간격으로 나열되게 구비되는 한편 좌,우측의 이송슈(410)가 서로 마주하는 동일선상으로 구비되어, 이웃하는 좌,우측의 이송슈(410) 즉 4개의 이송슈(410)가 이루는 내측 공간에서 하나의 과일을 받쳐 지지한 상태로 과일을 이송하게 된다.
이로서, 도 1을 참조하면, 좌,우측의 이송슈(410)는 선행하는 과일과 후행하는 과일을 전후면에서 동시에 지지하게 된다.
그리고, 조절축(620)의 양측부에는 양측의 조절블록(630)이 각각 결합되는 오른나사부 및 왼나사부가 각각 형성되어, 조절축(620)의 정.역 회전시 양 조절블록(630)이 근접되거나 또는 원거리로 벌어져 이격되게 구비된다.
또한, 지그베어링(611)은 조절축(620)이 관통하는 내주에 베어링이 구비된 지그로서, 그 외측 단부가 베이스프레임(610)에 고정되게 구비된다.
게다가, 지그베어링(611)에 구속된 조절축(620)의 양측 단부 중 일측 단부는 지그베어링(611)을 관통한 상태로 조절모터(621)에 연결되어 구비되고, 조절축(620)과 조절모터(621) 사이에는 조절모터(621)의 회전수를 감속시켜 조절축(620)에 전달하는 감속기(622)가 구비된다. 이로써, 조절축(620)은 조절모터(621)와 감속기(622)에 의해 정.역 방향으로 감속 회전되어, 양 조절블록(630)을 근접시키거나 또는 원거리로 벌려 이격시키게 된다.
또한, 조절축(620)과 이격된 베이스프레임(610)에는 조절축(620)의 회전수를 감지하는 엔코더(623)가 구비되어, 조절축(620)의 회전수에 따라 이동된 조절블록(630)의 위치를 정확히 파악할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같은 조절축(620)의 오른나사부와 왼나사부에는 각각의 조절블록(630)이 관통되어 나사 결합되게 구비되고, 조절블록(630) 하면의 베이스프레임(610)에는 조절축(620)과 나란하게 구비되어 조절축(620)의 회전에 의한 조절블록(630)을 조절축(620)의 축방향으로 원활히 이동시키기 위한 가이드레일(660)이 구비된다. 특히, 조절블록(630)의 하면에는 가이드레일(660)에 결합된 상태로 원활히 이동될 수 있는 가이드베어링(미도시)이 구비될 수 있다.
게다가, 가이드레일(660)은 양편의 나란한 조절블록(630)을 안내하도록 하나의 레일로 구비될 수도 있지만, 양 조절블록(630) 사이에 발광부(640)와 수광부(650)가 위치됨에 따라 이에 간섭되지 않도록 양편의 조절블록(630)마다 각각의 가이드레일(660)이 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 조절블록(630)의 양측 단부에는 조절블록(630)과 직교되는 상하 방향으로 승강실린더(631)가 고정되게 구비되고, 승강실린더(631)의 하면에는 로드(632)가 하방향으로 출입가능하게 구비된다.
이러한 승강실린더(631)의 로드(632) 하면에는 장착블록(634)이 고정되게 구비되고, 로드(632) 양측의 장착블록(634)에는 각 가이드로드(633)가 고정되게 구비된다. 이러한 가이드로드(633)는 승강실린더(631)의 양측면에 출입가능한 상태로 구속되어 결합됨으로써, 승강실린더(631)에서 로드(632)의 출입시 로드(632)와 같이 이동되면서 장착블록(634)의 회전을 방지하게 된다.
게다가, 승강실린더(631)의 장착블록(634)에는 후술될 조절실린더(641)를 매개로 한 발광부(640)가 구비됨으로써, 이 발광부(640)는 조절축(620)의 회전에 의해 과일의 이동 방향과 직교하는 방향(즉 투입부(300)의 폭 방향)으로 이동되어 간격 조절되고, 승강실린더(631)에 의해 투입부(300)의 상하 방향으로 이동되어 높이 조절되게 구비된다.
그리고, 이러한 발광부(640)는 조절실린더(641)에 의해 과일의 이동 방향과 동일한 방향으로 간격 조절되는 바, 조절실린더(641)는 승강실린더(631)의 장착블록(634) 하면에 승강실린더(631)와는 직교되면서 과일의 이동 방향과는 동일한 방향으로 고정되게 구비되고, 조절실린더(641)의 내측 단부(과일의 이동 방향과 나란하게 구비된 전후 조절실린더(641)가 마주하는 단부)에는 로드(미도시)가 출입가능하게 구비되며, 각 로드에는 발광부(640)가 구비된다.
특히, 로드와 발광부(640) 사이에는 발광부(640)를 로드에 견고히 장착하기 위한 장착블록(644)이 구비되고, 로드 양측의 장착블록(644)에는 전술한 승강실린더(631)와 마찬가지로 각 가이드로드(643)가 고정되게 구비된다. 이러한 가이드로드(643) 역시도 조절실린더(641)의 양측면에 출입가능한 상태로 구속되어 결합됨으로써 장착블록(644) 및 이에 구비된 발광부(640)의 임의의 회전을 방지할 수 있게 된다.
한편, 발광부(640)는 조절실린더(641)의 장착블록(644)에서 회전되어 이의 셋팅 각도를 조절한 상태로 고정하여 구비할 수 있다.
이와 같이 구비되는 발광부(640)는 조절블록(630)의 양측 단부에 각각 구비되는 4개의 광원으로서, 각 조절실린더(641)에 의해 투입부(300)의 길이 방향 즉 과일의 이동 방향을 따라 간격 조절되게 구비된다.
특히, 조절실린더(641)와 승강실린더(631)는 실린더 로드용 센서가 내장된 전기실린더로서 센서를 통해 실린더 로드의 이동량을 측정함으로써 발광부(640)의 이동량을 정확히 제어하여 조절할 수 있게 된다.
따라서, 상기와 같은 발광부(640)는 3축 조절이 가능하게 구비됨으로써 하나의 당도 측정기(600)로서 다품종의 과일 당도를 모두 측정 가능하게 된다.
한편, 발광부(640)에서 과일로 조사된 후 과일에서 출력되는 광을 수광하는 수광부(650)는 투입부(300)와 이격된 베이스프레임(610)의 상면에 고정되게 구비됨으로써 투입부(300)를 이동하는 다품종의 과일과 간섭을 피할 수 있는 충분한 거리를 유지할 수 있게 된다.
투입부(300)는 정렬부(200)와 인접하게 구비되어 정렬부(200)에서 이송되어 온 과일을 후술될 트레이(530)에 탑재시켜 과일 선별기로 공급하기 위한 장치이다.
이러한 투입부(300)에는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 양 측부에 수직하게 세워진 복수의 프레임(310)이 나란하게 구비되고, 양 프레임(310) 사이의 전,후 단부는 개방된 상태로 구비된다.
그리고, 양 프레임(310) 사이의 내측에는 후술될 체인(320)을 무한 회전시키기 위한 2개조 한쌍의 스프로킷휠(330)이 좌,우 양측으로 각각 구비되고, 각 체인(320)이 연결된 한쌍의 스프로킷휠(330) 중 일측의 스프로킷휠에는 구동원이 연결되어 구비된다.
이때, 좌,우 한쌍의 스프로킷휠(330)에 각기 연결된 양 구동원은 동시에 동일한 회전수로 작동되어 좌,우 양 스프로킷휠(330)이 동일한 속도로 작동되도록 함이 바람직하다. 이는, 각 체인(320)에 의해 이송되는 후술될 이송부재(400)를 동일한 속도로 이송시키기 위함이다.
한편, 상기와 같이 한쌍의 스프로킷휠(330)에는 체인(320)이 걸림되어 무한 회전되게 구비되고, 체인(320)을 구성하는 체인링크(321)에는 후술될 이송부재(400)의 이동블록(420)이 결합 고정되게 구비된다.
이로써, 체인(320)의 무한 회전시 체인(320)을 따라 후술될 이송부재(400) 역시도 무한 반복 회전되게 구비된다.
그리고, 상기와 같은 프레임(310)의 상,하면에는 후술될 이송부재(400)의 이동을 가이드하기 위한 가이드홈(340)이 형성되고, 투입부(300)의 출구 측에 해당하는 프레임(310)의 일단부 상,하면에는 가이드홈(340)과 연통된 상태로 외측으로 연장되는 인출홈(341)이 형성된다.
따라서, 후술될 양편의 이송부재(400)가 각각의 가이드홈(340)을 따라 이동되다가 각각의 인출홈(341)을 통과하는 과정에서 양측으로 벌어져 이송부재(400) 위에 안착돼 있던 과일을 하부로 낙하시켜 배출시키게 된다.
또한, 인출홈(341)이 있는 프레임(310)의 일단부에는 체인(320)을 무한 회전시키기는 스프로킷휠(330)과 동축으로 연결되어 함께 회전 구동되는 회전판(350)이 구비되고, 이 회전판(350)의 원주면에는 프레임(310)의 인출홈(341)과 연통되는 가이드홈(351)이 형성된다. 즉, 회전판(350)의 가이드홈(351)은 프레임(310)의 인출홈(341) 중 제일 넓게 벌어진 출구단과 연통되는 위치에 구비된다.
이로써, 인출홈(341)을 통과한 후술될 이송부재(400)가 회전판(350)의 가이드홈(351)을 따라 가이드되어 회전됨으로써 이송부재(400)의 진행 방향이 전환되어 체인(320)과 같이 무한 반복 회전하게 된다.
한편, 이송부재(400)는 투입부(300)의 길이 방향을 따라 무한 회전되면서 과일을 정렬부(200)로부터 받아 과일 선별기 측으로 이송 및 공급시키는 장치로서, 투입부(300)에 구비된 체인(320)에 의해 이송되게 구비된다.
이러한 이송부재(400)는 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 투입부(300)의 양 프레임(310)에 각각 일정 간격으로 나열되게 구비되는 이송슈(410)와, 각 이송슈(410)에 고정되게 구비되는 복수의 지지로드(411)와, 지지로드(411)의 일측에 구비되는 한편 체인(320)의 체인링크(321)에 고정되게 구비되는 이동블록(420)과, 지지로드(411)의 단부에 구비되어 투입부 프레임(310)의 가이드홈(340)과 인출홈(341) 및 회전판(350)의 가이드홈(351)에 연속하여 가이드되는 가이드블록(430)을 포함한다.
특히, 이송슈(410)는 좌,우측의 이송슈(410)가 각각 일정 간격으로 나열되게 구비되는 한편 좌,우측의 이송슈(410)가 서로 마주하는 동일선상으로 구비되어, 이웃하는 좌,우측의 이송슈(410) 즉 4개의 이송슈(410)가 이루는 내측 공간에서 하나의 과일을 받쳐 지지한 상태로 과일을 이송하게 된다.
게다가, 이러한 이송슈(410)는 과일과 접하는 그 상면이 곡면으로 형성됨으로써, 과일이 정렬부(200)에서 투입부(300)로 떨어져 이송슈(410) 위에 안착될 때 과일 표면의 곡면이 이송슈(410)의 상면의 곡면에 접하여 안착되므로 과일의 손상을 최소화할 수 있다.
지지로드(411)는 하나의 이송슈(410) 후단부(투입부(300)의 프레임(310) 측을 향하는 단부)에 2개 이상으로 구비되어 이송슈(410)의 회전을 방지하게 된다.
그리고, 이동블록(420)은 지지로드(411)의 일측에 구비되어 그 하면이 투입부(300)에서 무한 회전되는 체인(320)의 체인링크(321)에 결합 고정되는 부재로서, 체인(320)과 같이 투입부(300)의 상,하부를 무한 반복 회전하게 된다.
이러한 이동블록(420)은 이송슈(410)와 일대일 대응되게 구비되고, 이동블록(420)에는 이송슈(410)에 고정되는 지지로드(411)가 관통되어 출입가능하게 구비된다. 이로써, 이동블록(420)은 체인(320)과 항상 동일한 위치에서 이동되지만, 이송슈(410)와 지지로드(411)는 이동블록(420)과는 무관하게 그 위치가 변경되면서 이동될 수 있게 구비된다.
가이드블록(430)은 지지로드(411)의 말단부(이송슈(410) 반대편 측의 단부)에 고정되게 구비되고, 그 하면에는 베어링(431)이 회전가능한 상태로 결합되어 구비된다. 이러한 베어링(431)은 투입부 프레임(310)의 가이드홈(340) 및 인출홈(341)과 회전판(350)의 가이드홈(351)에 차례로 안내되면서 이동된다.
특히, 상기와 같이 가이드블록(430)에 구비되는 베어링(431)은 내륜과 외륜 및 내.외륜 사이에 다수의 볼이 구비되어 이루어진다. 이로써, 내륜은 가이드블록(430)의 하면에 고정되어 구비되고, 외륜은 투입부(300)의 가이드홈(340) 및 인출홈(341), 가이드홈(351)의 내측면에 계속해서 접한 상태로 구름되면서 이동되므로 이동시 마찰 저항이 최소화되어 이송부재(400)를 원활히 이동시킬 수 있게 된다.
그리고, 투입부(300)에서 이송부재(400)에 의해 이송되어 오다가 낙하되는 과일은 트레이(530) 위에 안착되어 탑재된 상태로 과일 선별기로 투입된다.
이때, 트레이(530)는 후술될 트레이 공급부(500)에 의해 투입부(300)로 이송되어 공급되는 바, 투입부(300)로 공급되는 트레이(530)는 투입부(300)에서 무한 반복 회전되는 상하 체인(320) 사이로 공급되었다가 이송부재(400)가 양측으로 벌어지는 투입부(300)의 출구단으로 배출되면서 양측으로 벌어진 이송부재(400)에서 떨어진 과일을 받아 탑재한 상태로 다음 공정인 과일 선별기로 이송되어 투입된다.
특히, 상기와 같은 트레이(530)는 도 9에 도시된 바와 같이, 그 상면이 가장자리 부위에서 중심 측으로 함몰된 형태로 형성되어, 트레이(530)의 상면에 과일이 안전하게 탑재되어 이송될 수 있게 된다.
또한, 트레이(530) 원주면의 테두리부에는 트레이(530)를 식별할 수 있는 고유 바코드가 구비될 수 있고, 이 고유 바코드는 제어부에 입력 저장될 뿐 아니라 해당 트레이(530)에 탑재되는 과일의 등급까지 제어부에 입력 저장되므로, 제어부에서는 과일 선별기에서 이송되는 트레이(530)의 위치를 트레이(530)의 공급시간과 이송속도 등을 통해 연산 처리하여 파악할 수 있다.
물론, 트레이(530)가 공급되는 과일 선별기에는 트레이(530)의 고유 바코드를 읽어 제어부로 전송하는 별도의 센싱수단이 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 이러한 트레이(530)는 트레이 공급부(500)에 의해 투입부(300)의 상하 체인(320) 사이로 공급되어 투입부(300)의 출구단으로 배출되게 공급되는 바, 트레이 공급부(500)는 도 9에 도시된 바와 같이 "ㄱ"자 형상으로 형성된 프레임(510))과, 프레임(510) 내에 회전가능하게 구비된 다수의 이송롤러(520)가 구비된다.
따라서, 트레이 공급부(500)는 도 1 및 도 3에서와 같이, 투입부(300)의 프레임(310)을 측방에서 관통한 다음 투입부(300)의 출구단으로 인출되게 구비됨으로써 트레이(530)가 투입부(300)의 상하 체인(320) 사이로 공급되어 투입부(300)의 출구단으로 배출되므로 투입부(300)에서 이송되는 과일과 트레이(530) 간의 높낮이 폭이 낮게 구비되고, 이에 따라 투입부(300)에서 낙하되어 배출되는 과일이 트레이(530) 위에 정확히 안착되어 탑재되므로 낙하되는 과일의 손상을 방지할 수 있으며, 과일이 트레이(530) 위에 정위치로 탑재된 상태로 과일 선별기로 이송되어 투입되므로 후공정인 과일의 당도를 정확히 측정할 수 있게 된다.
이때, 트레이 공급부(500)에서 공급되는 트레이(530)의 공급속도와 투입부(300)에서 이송되는 이송부재(400)의 이송속도는 동일한 속도로 이루어짐으로써, 투입부(300)에서 배출되는 과일과 트레이(530)가 일대일 대응되게 공급되므로 과일이 각 트레이(530)에 하나씩 정확히 올려져 탑재될 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 프리트레이 투입기의 작동관계를 설명한다.
먼저, 투입하고자 하는 과일의 품종에 따라 투입부(300)의 베이스프레임(610)에 설치된 당도 측정기(600)의 발광부(640) 위치를 조절한다.
즉, 해당 과일에 맞는 설정된 기준 거리로 발광부(640)의 위치를 조절하여 셋팅하되, 조절실린더(641)의 작동에 의해 발광부(640)가 과일의 이동 방향과 동일한 방향으로 근접되거나 또는 벌어지면서 위치 조절되고, 승강실린더(631)의 작동에 의해 조절실린더(641) 및 발광부(640)가 투입부(300)의 상하로 이동되어 위치 조절되며, 조절모터(621)의 작동에 의해 조절축(620) 상의 양 조절블록(630)이 근접되거나 벌어지면서 승강실린더(631) 및 조절실린더(641), 발광부(640) 전체가 과일의 이동 방향과 직교되는 방향으로 근접되거나 또는 벌어지게 되면서 발광부(640)의 위치를 해당 과일에 맞는 기준 거리로 위치 조절하여 셋팅하게 된다.
이 상태에서 수확한 과일을 정렬부(200)의 컨베이어벨트(220) 위에 올려놓는다. 이때, 과일을 컨베이어벨트(220) 위의 중앙부에 올려놓으면 컨베이어벨트(220)의 "Ｖ"자 형상에 의해 함몰된 중앙부에서 유동없이 일렬로 나열된 상태로 도 1에서와 같이 투입부(300) 측으로 이송되어 공급된다.
이후, 정렬부(200)에서 이송되어와 투입부(300)로 공급된 과일은 투입부(300)에서 무한 반복 회전되는 이송부재(400) 중 앞 열 좌,우측의 2개의 이송부재(400)와 뒷 열 좌,우측의 2개의 이송부재(400) 사이 즉 4개의 이송부재(400) 사이로 떨어져 4개의 이송슈(410)에 위에 안착된 상태로 투입부(300)를 따라 이송된다.
이 과정에서 이송부재(400)에 의해 투입부(300)를 따라 이송되는 과일은 당도 측정기(600)를 지나게 되고, 당도 측정기(600)를 지나는 과일에는 발광부(640)에 의한 광이 조사되고, 이 광은 다시 과일에서 출력되어 수광부(650)에 수광되므로 과일의 당도가 검출되어 측정된다.
이후, 당도가 측정된 과일은 이송부재(400)에 의해 계속 투입부(300)를 따라 이송되고, 과일을 이송시키는 이송부재(400)는 이송슈(410) 후방의 이동블록(420)이 체인(320)의 체인링크(321)에 각각 고정돼 있고, 이동블록(420) 후방의 가이드블록(430)은 투입부(300)의 프레임(310) 상면에 형성된 가이드홈(340) 및 인출홈(341)과, 회전판(350)의 가이드홈(351)에 의해 가이드되므로 체인(320)과 같이 투입부(300)의 상부와 하부를 무한 반복 회전되어 순환하게 된다.
특히, 이송부재(400)의 가이드블록(430)이 투입부(300)의 인출홈(341)을 통과하는 과정에서는 좌,우측의 이송부재(400)가 좌,우 양측으로 각각 벌어지게 되므로 이송슈(410) 위에 안착돼 있던 과일은 투입부(300)의 출구단에서 하방으로 떨어져 배출된다.
그리고, 좌,우 양측으로 각각 벌어진 이송부재(400)는 회전판(350)에 의해 방향 전환된 후, 투입부(300) 하부의 인출홈(341)과 가이드홈(340)을 지나면서 좌,우 이송부재(400) 간의 거리가 원상태로 좁혀지게 된다.
한편, 투입부(300)의 출구단에서 하방으로 낙하되어 배출된 과일은 투입부(300)의 상,하 체인(320) 사이로 공급되는 트레이(530) 위에 안착되어 탑재된 상태로 과일 선별기 측으로 이송되어 투입된다.
이때, 투입부(300)에서 이송되는 이송부재(400)의 이송속도와 트레이(530)를 공급하는 트레이 공급부(500)의 공급속도는 동일한 속도로 이루어져 투입부(300)에서 배출되는 과일이 각 트레이(530) 위에 정확히 안착되어 탑재될 수 있다.
따라서, 수확한 과일을 과일 선별기로 투입하는 과정이 자동으로 이루어짐으로써 과일의 공급작업이 효율적이면서도 편리하고 신속하게 이뤄지는 이점이 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 투입기 200 : 정렬부
210 : 프레임 220 : 컨베이어벨트
230 : 이송롤러 240 : 가이드플레이트
300 : 투입부 310 : 프레임
320 : 체인 321 : 체인링크
330 : 스프로킷휠 340 : 가이드홈
341 : 인출홈 350 : 회전판
351 : 가이드홈 400 : 이송부재
410 : 이송슈 411 : 지지로드
420 : 이동블록 430 : 가이드블록
431 : 베어링 500 : 트레이 공급부
510 : 프레임 520 : 이송롤러
530 : 트레이 600 : 당도 측정기
610 : 베이스프레임 611 : 지그베어링
620 : 조절축 621 : 조절모터
622 : 감속기 623 : 엔코더
630 : 조절블록 631 : 승강실린더
632 : 로드 633 : 가이드로드
634 : 장착블록 640 : 발광부
641 : 조절실린더 643 : 가이드로드
644 : 장착블록 650 : 수광부
660 : 가이드레일

Claims (10)

  1. 원물이 일렬로 정렬되어 공급되는 정렬부;
    정렬부에서 공급되어 온 원물을 이송시키기 위해 무한 회전되는 체인이 구비되는 투입부;
    투입부의 양측에서 서로 마주한 상태로 각 체인에 일정 간격마다 구비되어 좌,우측의 이웃하는 이송부재 사이에 원물을 받아 이송시키는 이송부재;
    투입부에 구비되어 이송부재에 의해 이송되는 원물의 당도를 측정하는 당도 측정기;
    투입부에 공급되어 이송부재에 의해 이송되어 오다가 낙하되는 원물을 받아 이송 투입시키는 트레이; 및
    트레이를 투입부 측으로 이송시켜 공급하는 트레이 공급부;를 포함하되,
    당도 측정기는 투입부 상에서 원물의 이동 방향 및 이와 직교되는 방향 및 상하 방향으로 이동되게 구비되어 투입부를 통과하는 원물의 품종에 따라 그 위치가 셋팅되는 한편 원물에 광을 조사하는 3축 조절이 가능한 발광부와, 원물에서 출력되는 광을 수광하여 원물의 당도를 검출하는 수광부를 포함하여, 다품종의 원물을 하나의 당도 측정기로서 당도를 측정할 수 있고,
    이송부재는 각 체인에 일정 간격마다 고정되게 구비되어 무한 회전되는 이동블록과, 각 이동블록에서 체인과 직교되는 방향으로 출입되면서 원물을 받아 이송 및 배출시키는 이송슈를 포함하고,
    좌,우측의 이송슈는 서로 마주하는 동일선상으로 구비되어 이웃하는 좌,우측의 이송슈, 즉 4개의 이송슈가 이루는 내측 공간에서 하나의 과일이 받쳐 지지된 상태로 이송됨으로써, 선행하는 과일과 후행하는 과일을 전후면에서 동시에 지지할 수 있게 구비되고,
    트레이 공급부는 "ㄱ"자 형상으로 형성된 프레임과, 프레임 내에 회전가능하게 구비된 다수의 이송롤러가 구비되되,
    트레이는 트레이 공급부에 의해 투입부의 상하 체인 사이로 공급되었다가 이송부재가 양측으로 벌어지는 투입부의 출구단으로 배출되면서 양측으로 벌어진 이송부재에서 떨어진 과일을 받아 탑재한 상태로 다음 공정으로 이송될 수 있도록,
    이송부재는 이송슈에 연결되어 이동블록을 관통하는 지지로드 및 지지로드에 구비되어 투입부를 따라 가이드되어 이동되는 가이드블록을 더 구비하는 한편,
    당도 측정기는 투입부에 설치되는 베이스프레임;
    베이스프레임에 구비되어 발광부를 원물의 이동 방향과 동일한 방향으로 이동시키는 조절실린더;
    조절실린더에 연결되어 조절실린더를 투입부의 상하 방향으로 이동시키는 승강실린더;
    승강실린더에 연결되어 구비되는 한편 베이스프레임에서 승강실린더를 원물의 이동 방향과 직교되는 방향으로 이동시키는 조절블록;
    베이스프레임에 회전가능하게 구비되는 한편 조절블록을 관통하여 나사 결합되는 조절축; 및
    조절축에 결합되어 조절축을 정.역 방향으로 구동시키는 조절모터;를 포함하되,
    조절실린더는 승강실린더의 장착블록 하면에 승강실린더와는 직교되면서 과일의 이동 방향과는 동일한 방향으로 고정되게 구비되고, 과일의 이동 방향과 나란하게 구비된 전후 조절실린더가 마주하는 단부에는 가이드로드가 출입가능하게 구비되며, 각 가이드 로드에 발광부가 구비되는 프리트레이 투입기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    승강실린더는 조절블록의 양측 단부에 각각 고정되게 구비되고, 조절블록은 조절축의 양측 단부에 각각 결합되어 구비되되, 양 조절블록이 결합되는 조절축의 양측부에는 오른나사 및 왼나사부가 형성되어, 조절축의 정.역 회전시 양 조절블록이 근접되거나 또는 원거리로 벌어져 이격되게 구비되는 프리트레이 투입기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    투입부에는 가이드블록을 가이드하는 가이드홈이 형성되고, 투입부의 출구단에는 가이드홈과 연통된 상태로 외측으로 연장되는 인출홈이 형성되어, 인출홈을 통과하는 이송슈를 이동블록 측으로 이동시켜 원물을 배출시키게 되는 프리트레이 투입기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    투입부의 출구단에는 원물을 배출시킨 이송슈를 회전시켜 이송방향을 전환시켜 주는 회전판이 구비되고, 회전판의 원주면에는 인출홈과 대응한 가이드홈이 형성되어, 가이드블록을 통해 이송슈의 이동방향을 전환시킬 수 있는 프리트레이 투입기.
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