KR102380715B1 - 작물 탈피기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에어 분사에 의해 작물에 묻은 이물질이나 작물의 외피를 벗겨서 제거할 수 있는 작물 탈피기에 관한 것으로, 작물을 일 방향으로 이송하도록 컨베이어가 설치되는 베이스 프레임과, 베이스 프레임의 일측에 작물의 일단을 절단하도록 설치되는 커팅부와, 커팅부의 일측에 상하 이격하여 설치되며 작물의 외피를 벗기는 한 쌍의 탈피롤러를 포함하며, 탈피롤러에서 에어 분사가 가능하다.

Description

작물 탈피기{Peeling-off apparatus of crops}
본 발명은 탈피기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작물의 외피를 벗겨서 제거할 수 있는 작물 탈피기에 관한 것이다.
일반적으로 경작지에서 채취한 쪽파나 부추 등의 작물은 그 외피가 질기고 흙 등의 이물질이 묻은 채로 수확된다.
따라서, 일반 가정에서 이러한 작물을 조리하기 위해서는, 먼저 작물에 묻은 흙이나 지푸라기 등의 이물질, 그리고 작물의 뿌리 부분 외피(인편)를 일일이 수작업으로 제거해야 하는 불편함이 있다.
최근에는 흙이나 지푸라기 등의 이물질, 뿌리 부분 외피가 깨끗하게 제거된 상태로 판매되는 작물을 찾는 소비자가 늘고 있으며, 농가 및 식품 업체에서는 이에 부응하여 수확 후 작물을 깨끗하게 다듬는데 많은 시간과 노동력을 투자하고 있다.
그러나, 작업자의 수작업에 의해서는, 투입되는 노동력과 시간에 비해 생산성이 낮아서 농가 및 식품 업체에 경제적 손실이 발생되는 문제점이 있을뿐더러, 작물의 소비자 가격 상승을 초래하여 상품 경쟁력을 저하시키는 문제점도 있다.
따라서, 이러한 수확 후 작물의 다듬기 작업을 빠른 시간 내에 자동으로 수행할 수 있는 자동화된 작물 탈피기의 필요성이 제기되고 있다.
그런데, 종래의 자동화된 작물 탈피기의 경우, 압축공기(에어)를 분사하는 방식, 또는 탈피롤러를 거치는 방식 중 하나의 방식만을 사용하여 탈피작업을 수행하게 되는바, 필요에 따라 두 가지 방식 중 하나를 자유롭게 선택하여 사용하거나, 두 가지 방식을 모두 병행하여 사용할 수 없다는 점에서 탈피작업의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 작물의 성장속도가 계절별, 지역별, 토양환경에 따라 많이 다르고, 탈피작업을 마친 작물을 이송하는 포장박스의 규격이 표준형으로 통일되어 있기 때문에, 효율적인 탈피와 포장작업을 위해서는 탈피롤러와 절단칼날의 위치를 임의로 조절할 수 있어야 할 필요가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 작물에 묻은 흙이나 지푸라기 등의 이물질 제거와, 작물의 뿌리 부분 외피 탈피 작업을 자동으로 쉽게 수행할 수 있는 작물 탈피기를 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 필요에 따라 압축공기 분사 방식과 탈피롤러 방식 중 어느 하나, 또는 두 가지 방식을 함께 선택하여 탈피 작업을 수행할 수 있는 작물 탈피기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 작물의 길이에 따라 컨베이어와 탈피롤러 사이 간격을 조절할 수 있는 작물 탈피기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 작물의 길이에 따라 컨베이어와 회전칼날 사이 간격을 조절할 수 있는 작물 탈피기를 제공함에 있다.
전술한 본 발명의 목적은, 작물을 일 방향으로 이송하도록 컨베이어가 설치되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 일측에 상기 작물의 일단을 절단하도록 설치되는 커팅부; 및 상기 커팅부의 일측에 상하 이격하여 설치되며 상기 작물의 외피를 벗기는 한 쌍의 탈피롤러를 포함하며, 상기 탈피롤러에서 에어 분사가 가능한 것을 특징으로 하는 작물 탈피기를 제공함에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 의하면, 상기 탈피롤러는 회전축과, 상기 회전축에 결합되며 내부에 공간부가 형성되는 몸체와, 상기 회전축에 상기 공간부와 연통하도록 형성되는 에어유로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 베이스 프레임의 일측에 마련되는 컴프레서와, 상기 컴프레서로부터 상기 회전축의 에어유로에 에어를 공급하도록 설치되는 에어호스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 컴프레서의 일측에 마련되는 필터와, 상기 필터의 일측에 마련되는 솔레노이드 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 탈피롤러는 상기 공간부와 연통하도록 상기 몸체에 형성되는 분사구를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 탈피롤러는 상기 몸체의 외주면에 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 탈피 브러시와, 상기 공간부와 연통하도록 상기 탈피 브러시에 형성되는 분사구를 더 포함할 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 목적은, 작물을 일 방향으로 이송하도록 컨베이어가 설치되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 일측에 상기 베이스 프레임과의 간격 조절이 가능하도록 이동 가능하게 설치되는 이동 프레임; 및 상기 이동 프레임에 상하 이격하여 설치되며 상기 작물의 외피를 벗기는 한 쌍의 탈피롤러를 포함하는 작물 탈피기를 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 특징에 의하면, 상기 이동 프레임에 장공이 관통 형성되고, 상기 베이스 프레임을 관통하여 상기 장공에 체결구가 결합되며, 상기 장공을 따라 상기 체결구의 결합 위치를 변경함으로써 상기 컨베이어와 상기 한 쌍의 탈피롤러 사이의 간격 조절이 가능하다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 이동 프레임의 일측에 상기 컨베이어와 회전칼날의 간격 조절이 가능하도록 설치되며 상기 작물의 일단을 절단하는 커팅부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 커팅부는, 상기 이동 프레임의 일측에 일단이 결합되는 모터 브라켓과, 상기 모터 브라켓에 결합되는 커팅모터와, 상기 커팅모터에 의해 회전하는 회전칼날을 포함하며, 상기 모터 브라켓에는 상기 컨베이어와 상기 회전칼날의 간격 조절이 가능하도록 장공이 관통 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 커팅부는, 일측이 상기 커팅모터에 결합되고 타측이 상기 컨베이어와 상기 회전칼날 사이로 연장되어 상기 작물의 단부를 지지하는 커팅 받침대를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 작물 탈피기에 의하면, 작물에 묻은 흙이나 지푸라기 등의 이물질 제거와, 작물의 뿌리 부분 외피 탈피 작업을 자동으로 쉽게 수행할 수 있으므로, 생산성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 작물 탈피기에 의하면, 에어 분사 방식과 탈피롤러 방식 중 어느 하나, 또는 2가지 방식을 동시에 사용하여 이물질이나 외피 제거 작업을 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 작물 탈피기에 의하면, 작물의 길이에 맞춰 탈피롤러를 이동시킴으로써, 원하는 작물 부위에 대하여 이물질 제거 및 탈피 작업을 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 작물 탈피기에 의하면, 작물의 길이에 맞춰 회전칼날을 이동시킬 수 있으므로, 품질을 일정하게 관리할 수 있고, 포장작업의 효율성도 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작물 탈피기의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 프레임의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨베이어의 분해 사시도.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 프레임의 부분 확대도.
도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 커팅부와 탈피롤러의 구성도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈피롤러의 사시도.
도 9는 도 8의 단면도.
도 10과 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈피롤러의 사시도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 작물 탈피기의 사용 상태도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
실시예
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작물 탈피기의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 작물 탈피기(100)는, 작물을 일 방향으로 이송하도록 컨베이어가 설치되는 베이스 프레임(200)과, 컨베이어에 의해 이송되는 작물의 일단을 절단하는 커팅부(300)와, 커팅부(300)의 일측에 설치되어 작물의 외피를 벗기는 한 쌍의 탈피롤러(400)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 프레임의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨베이어의 분해 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 프레임(200)은 커팅부(300)와 한 쌍의 탈피롤러(400) 및 한 쌍의 외피제거 기어(500)가 설치되는 중간 프레임(210)과, 중간 프레임(210)의 전방에 형성되는 전방 프레임(220), 그리고 중간 프레임(210)의 후방에 형성되는 후방 프레임(230)을 포함한다.
중간 프레임(210)은 후술하는 상부 컨베이어(260)의 설치 공간 확보를 위해 그 높이가 전방 프레임(220)과 후방 프레임(230)보다 더 높게 형성되며, 후술하는 가압롤러(263)를 탄성 지지하도록 지지 프레임(211)이 하향 돌출 형성된다.
이때, 지지 프레임(211)은 중간 프레임(210)의 천정에서 중간 프레임(210)의 길이 방향을 따라 소정 간격 이격하여 하향 연장 형성되는 복수 개의 지지부(212)와, 지지부(212)의 하단을 연결하도록 형성되는 하단부(213)와, 하단부(213)의 상측으로 소정 간격 이격하여 하단부(213)와 평행하게 형성되는 중간부(214)를 포함한다.
지지 프레임(211)의 하단부(213)에는 후술하는 암(264)의 일측이 회전 가능하게 결합되도록 복수 개의 결합홀(215)이 관통 형성되며, 중간부(214)에는 후술하는 탄성부재(265)의 일단이 결합되도록 복수 개의 걸림홀(216)이 관통 형성된다.
베이스 프레임(200)의 상측에는 작물을 일 방향으로 이송하도록, 전방 프레임(220)으로부터 중간 프레임(210)을 거쳐 후방 프레임(230)까지 연장되는 이송 컨베이어(240)가 설치되며, 이송 컨베이어(240) 위에 작물이 놓여서 일 방향으로(도면상 우측에서 좌측으로) 이송된다.
도 3을 참조하면, 후방 프레임(230)의 후단부 일측에 구동모터(241)가 설치되고, 후방 프레임(230)의 후단부(이송 컨베이어(240)의 출구 측)와 전방 프레임(220)의 전단부(이송 컨베이어(240)의 입구 측)에 각각 제1 구동풀리(242)와 제1 종동풀리(243)가 회전 가능하게 설치된다. 구동모터(241)와 제1 구동풀리(242)가 벨트나 체인 또는 기어 등의 동력전달부재로 연결되고, 제1 구동풀리(242)와 제1 종동풀리(243)를 둘러서 이송 컨베이서 벨트가 순환 가능하게 연결되어, 구동모터(241)의 작동에 의해 이송 컨베이어 벨트가 순환하게 된다.
이송 컨베이어(240)의 입구 측에 이송 컨베이어(240)와 나란히 제1 보조 컨베이어(250)가 설치된다. 제1 보조 컨베이어(250)는 이송 컨베이어(240)의 외측에 설치되어 이송 컨베이어(240)와 함께 작물을 일 방향으로 이송하며, 후술하는 커팅부(300) 앞까지 연장된다. 제1 보조 컨베이어(250)는 절단하고자 하는 작물의 일단부(예컨대, 뿌리부분)가 아래로 처지지 않도록 지지하여 커팅부(300) 앞까지 이송하는 역할을 하며, 이후, 제1 보조 컨베이어(250)를 벗어난 작물은 커팅부(300)를 지나면서 일단부가 절단된다. 이때, 커팅부(300)의 전방에 소정 간격 이격하여 제2 종동풀리(251)가 회전 가능하게 설치되며, 제1 종동풀리(243)의 일측에 제1 종동풀리와 일체로 회전하도록 제3 종동풀리(252)가 설치된다. 또한, 제1 종동풀리(243)와 제3 종동풀리(252)를 둘러서 제1 보조 컨베이어 벨트가 순환 가능하게 연결된다. 즉, 제1 보조 컨베이어(250)는 이송 컨베이어(240)의 작동과 연동하여 순환하게 되는 것이다.
중간 프레임(210)에는 이송 컨베이어(240)의 상부에 소정 간격 이격하여 상부 컨베이어(260)가 설치된다. 상부 컨베이어(260)는 이송 컨베이어(240)와 연동하여 작동하며, 이송 컨베이어(240)와 함께 작물을 일 방향으로 이송하는 역할을 한다.
이를 위해, 중간 프레임(210)의 후단에 제4 종동풀리(261)가 설치되고, 중간 프레임(210)의 전단에 제5 종동풀리(262)가 설치되며, 제4 종동풀리(261)와 제5 종동풀리(262)를 둘러서 상부 컨베이어 벨트가 순환 가능하게 연결된다. 이때, 제4 종동풀리(261)는 제1 구동풀리(242)와 연동하여 회전한다. 예컨대, 제4 종동풀리(261)는 벨트나 체인 또는 기어 등의 동력전달부재에 의해 제1 구동풀리(242)로부터 구동력을 전달받을 수 있다. 즉, 상부 컨베이어(260)는 이송 컨베이어(240)의 작동과 연동하여 작동하게 되는 것이다.
상부 컨베이어(260)는 이송 컨베이어(240)에 의해 이송되는 작물의 상측을 탄성적으로 가압하면서 이송하게 되는데, 이는 이송되는 작물이 후술하는 커팅부(300)와 탈피롤러(400) 및 외피제거 기어(500)를 통과할 때 외력에 의해 흐트러지는 것을 방지하기 위함이다.
이를 위해, 상부 컨베이어 벨트의 하단을 하향 탄성 지지하는 복수 개의 가압롤러(263)가 상부 컨베이어 벨트 내에 설치된다. 복수 개의 가압롤러(263)는 복수 개의 암(264) 하단에 회전 가능하게 결합되며, 각각의 암(264)은 중간부가 지지 프레임(211)의 하단부(213) 결합홀(215)에 회전 가능하게 결합된다. 암(264)의 상단과 지지 프레임(211)의 중간부(214) 걸림홀(216) 사이에는 코일스프링 등의 탄성부재(265)가 결합되며, 이송되는 작물의 두께에 따라 가압롤러(263)가 상하 방향으로 회동하면서 탄성부재(265)의 탄성력에 의해 작물을 탄성적으로 가압 지지하게 된다.
한편, 후방 프레임(230)에는 이송 컨베이어(240)와 나란히 제2 보조 컨베이어(270)가 설치된다. 제2 보조 컨베이어(270)는 이송 컨베이어(240)의 외측에 설치되어 이송 컨베이어(240)와 함께 작물을 일 방향으로 이송한다. 이를 위해, 제1 구동풀리(242)의 일측에 제1 구동풀리(242)와 일체로 회전하는 제6 종동풀리(271)가 설치되며, 중간 프레임(210)의 출구 측에는 제2 보조 컨베이어 벨트에 의해 제6 종동풀리(271)와 연동하여 회전하도록 제7 종동풀리(272)가 설치된다.
아울러, 상부 컨베이어(260)의 출구 측에 상부 컨베이어(260)와 나란히 제3 보조 컨베이어(280)가 설치된다. 제3 보조 컨베이어(280)는 제2 보조 컨베이어(270)의 입구 측에서 작물의 상측을 탄성적으로 가압 지지하며, 작물을 제2 보조 컨베이어(270) 쪽으로 이송하는 역할을 한다. 이를 위해, 제4 종동풀리(261)의 일측에 제4 종동풀리(261)와 일체로 회전하도록 제8 종동풀리(281)가 설치되며, 상부 컨베이어(260)의 출구 측에는 제3 보조 컨베이어 벨트에 의해 제8 종동풀리(281)와 연동하여 회전하도록 제9 종동풀리(282)가 설치된다.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 프레임의 부분 확대도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 중간 프레임(210)에 중간 프레임(210)의 안쪽 또는 바깥쪽으로 이동 가능하게 이동 프레임(290)이 설치된다. 즉, 이동 프레임(290)을 중간 프레임(210)의 안쪽 또는 바깥쪽으로 이동시킴으로써, 베이스 프레임(200)과 이동 프레임(290)의 간격을 좁히거나 늘릴 수 있다.
일 예로서, 이동 프레임(290)은 소정 간격 상호 이격하는 한 쌍의 세로 프레임(291)과, 한 쌍의 세로 프레임(291)을 연결하는 적어도 하나 이상의 가로 프레임(292)과, 세로 프레임(291)의 상단에서 중간 프레임(210) 쪽으로 각각 연장되는 한 쌍의 상단 프레임(293)과, 세로 프레임(291)의 하단에서 중간 프레임(210) 쪽으로 각각 연장되는 한 쌍의 하단 프레임(294)을 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 상단 프레임(293)과 하단 프레임(294)에는 중간 프레임(210)을 향해 길게 연장되는 제1 장공(295)이 관통 형성되며, 중간 프레임(210)과 이동 프레임(290)의 제1 장공(295)을 관통하여 결합되는 체결구(B)에 의해 중간 프레임(210)과 이동 프레임(290)의 결합이 이루어진다. 따라서, 제1 장공(295)을 따라 체결구(B)의 결합 위치를 변경함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 중간 프레임(210)과 이동 프레임(290) 사이의 간격을 좁히거나, 도 5에 도시된 바와 같이 중간 프레임(210)과 이동 프레임(290) 사이의 간격을 늘릴 수 있게 된다.
이는, 이송 컨베이어(240)와 한 쌍의 탈피롤러(400) 사이의 간격 조절을 위한 것이며, 이에 대하여는 후술하기로 한다.
도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 커팅부와 탈피롤러의 구성도로서, 도 4와 도 5의 반대쪽에서 바라봤을 때의 모습을 도시한 것이다.
도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 이동 프레임(290)에 커팅부(300)가 설치된다. 커팅부(300)는 이송 컨베이어(240)에 의해 이송되는 작물의 일단부를 절단하는 역할을 한다. 일 예로서, 커팅부(300)는 이동 프레임(290)에 일단이 결합되는 모터 브라켓(310)과, 모터 브라켓(310)에 결합되는 커팅모터(320)와, 커팅모터(320)에 의해 수직하게 회전하며 작물의 일단을 절단하는 회전칼날(330)을 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 작물의 성장속도가 계절별, 지역별, 토양환경에 따라 많이 다르고, 탈피작업을 마친 작물의 이송을 위한 포장박스의 규격이 표준형으로 통일되어 있으므로, 필요에 따라 작물의 절단 길이를 조절할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이송 컨베이어(240)와 회전칼날(330)의 간격을 조절함으로써 작물의 절단 길이를 조절할 수 있다. 이를 위해, 모터 브라켓(310)에는 이송 컨베이어(240) 방향으로 길게 연장되는 제2 장공(311)이 관통 형성되며, 모터 브라켓(310)의 제2 장공(311)을 관통하여 커팅모터(320)에 결합되는 체결구(B)에 의해 모터 브라켓(310)과 커팅모터(320)의 결합이 이루어진다. 이 경우, 제2 장공(311)을 따라 체결구(B)의 결합 위치를 변경함으로써, 도 6에 도시된 바와 같이 회전칼날(330)과 이송 컨베이어(240) 사이 간격을 좁히거나, 도 7에 도시된 바와 같이 회전칼날(330)과 이송 컨베이어(240) 사이 간격을 늘릴 수 있게 된다.
아울러, 절단작업시 작물의 단부를 처지지 않게 지지하도록, 커팅모터(320)에 커팅 받침대(340)가 결합될 수 있다. 일 예로서, 커팅 받침대(340)는 도면에 도시된 바와 같이, 커팅모터(320)에 결합되는 결합부(341)와, 결합부(341)의 하단에서 이송 컨베이어(240) 방향으로 연장되는 연장부(342)와, 연장부(342)의 끝단에서 상향 절곡되는 절곡부(343)와, 절곡부(343)의 상단에서 이송 컨베이어(240) 방향으로 연장되어 이송 컨베이어(240)와 회전칼날(330) 사이에 형성되는 받침부(344)를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 커팅모터(320)에 커팅 받침대(340)를 설치하는 경우, 회전칼날(330)의 이동시 커팅 받침대(340)가 함께 이동하여 작물의 단부를 지지하게 되므로, 작물의 단부가 아래쪽으로 처져 회전칼날(330)에 의한 절단작업이 어려워지는 것을 방지할 수 있다.
커팅부(300)를 통과한 작물은 탈피롤러(400)를 거치면서 이물질이 제거되고 외피가 벗겨지게 된다. 예컨대, 작물에 묻은 흙이나 지푸라기 등의 이물질, 뿌리 부분에 형성된 떡잎이나 겉잎, 인편(scale), 껍질 등 누렇게 시들거나 지저분해서 조리 전 제거되어야 할 무른 잎들이 깨끗하게 제거되는 것이다. 이 과정에서 완전히 제거되지 않고 남은 외피는 후술하는 외피제거 기어(500)를 통과하면서 제거된다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 커팅부(300)의 일측에 한 쌍의 탈피롤러(400)가 상하 이격하여 설치되며, 이송 컨베이어(240)에 의해 이송되는 작물의 일단부가 한 쌍의 탈피롤러(400) 사이를 통과하게 된다.
한 쌍의 탈피롤러(400)는 작물 줄기의 이물질과 외피를 제거하는 역할을 하며, 이동 프레임(290)의 일측 상부에 수직회전 가능하게 설치되는 상부 탈피롤러(401)와, 상부 탈피롤러(401)의 하부에 소정 간격 이격하여 수직회전 가능하게 설치되는 하부 탈피롤러(402)를 포함한다.
일 예로서, 상부 탈피롤러(401)와 하부 탈피롤러(402)는 이동 프레임(290)의 내측에 이송 컨베이어(240)와 평행하게 설치될 수 있다. 상부 탈피롤러(401)와 하부 탈피롤러(402)는 이동 프레임(290)의 일측에 설치되는 탈피모터(410)로부터 구동력을 전달받아 서로 연동하여 회전하게 된다.
상부 탈피롤러(401)와 하부 탈피롤러(402)의 외주면에는 복수 개의 탈피 브러시(420)가 각각 돌출 형성된다. 탈피 브러시(420)는 탈피롤러(400)의 회전시 작물의 줄기 부분을 쓸어서 이물질이나 외피를 제거하는 역할을 하며, 도면에 도시된 바와 같이 복수 개의 탈피 브러시(420)가 돌출 형성된 복수 개의 받침대를 탈피롤러(400)의 외주면에 결합할 수 있다.
이때, 도면에 도시된 바와 같이, 복수 개의 탈피 브러시(420)는 탈피롤러(400)의 길이 방향을 따라 소정 간격 이격하여, 탈피롤러(400)의 중심축에 대하여 방사상으로 돌출 형성될 수 있다.
또한, 복수 개의 탈피 브러시(420)는 동일한 길이로 형성되거나 서로 다른 길이로 형성될 수 있는데, 일 예로서, 복수 개의 탈피 브러시(420)는 도면에 도시된 바와 같이 탈피롤러(400)의 일단에서 타단으로 갈수록 돌출 길이가 점점 커지도록 형성될 수 있다. 다른 예로서, 복수 개의 탈피 브러시(420)는 탈피롤러(400)의 원주 방향을 따라 돌출 길이가 점점 길어지거나 짧아질 수도 있다.
도면에 도시되지는 않았으나, 상부 탈피롤러(401) 및/또는 하부 탈피롤러(402)의 끝단부 외주면에는 복수 개의 털이날개가 돌출 형성될 수 있다. 이 털이날개는 소정의 면적을 갖는 플레이트 형상으로 형성되며, 작물들 사이에 끼이거나, 작물에 묻은 흙, 지푸라기 등의 이물질을 털어서 제거하는 역할을 할 수 있다. 털이날개는 작물에 손상을 주지 않도록 고무나 우레탄 또는 실리콘 등 탄성과 유연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
한 쌍의 탈피롤러(400) 후방에 한 쌍의 외피제거 기어(500)가 상하 이격하여 서로 평행하게 설치된다. 이때, 외피제거 기어(500)의 중심축이 탈피롤러(400)의 중심축 외측으로 소정 간격 이격하여 배치되며, 한 쌍의 외피제거 기어(500)는 작물의 절단부로부터 외측으로 소정 간격 이격한 지점에서 치합이 이루어진다.
한 쌍의 외피제거 기어(500)는 탈피롤러(400)를 거치면서 줄기로부터 일부 벗겨져 매달려 있는 외피를 완전히 제거하기 위한 것으로, 한 쌍의 외피제거 기어(500)가 치합하면서 외피를 물고 끌어내어 줄기로부터 제거하게 된다.
이때, 한 쌍의 외피제거 기어(500)는 이동 프레임(290)의 일측에 설치되는 탈피모터(410)로부터 구동력을 전달받아 서로 연동하여 회전한다. 예컨대, 한 쌍의 외피제거 기어(500)가 상부기어(501)와 하부기어(502)로 이루어진 경우, 하부기어(502)는 벨트나 체인 또는 전달기어 등의 동력전달부재를 통해 탈피모터(410)로부터 회전력을 전달받을 수 있다. 하부기어(502)는 전달받은 회전력을 벨트나 체인 또는 전달기어 등의 동력전달부재를 통해 하부 탈피롤러(402)의 회전축으로 전달하는 한편, 치합에 의해 상부기어(501)에도 전달한다. 상부기어(501)는 하부기어(502)와 연동하여 회전하는 한편, 그 회전력을 벨트나 체인 또는 전달기어 등의 동력전달부재를 통해 상부 탈피롤러(401)의 회전축으로 전달하게 된다.
즉, 탈피모터(410)의 구동에 의해 한 쌍의 외피제거 기어(500)와 한 쌍의 탈피롤러(400)가 상호 연동하여 회전하게 되는 것이다.
아울러, 도면에 도시되지는 않았으나, 작물에 대하여 외피제거 기어(500) 방향으로 에어를 분사하는 분사노즐이 외피제거 기어(500)의 일측에 설치될 수 있다. 이 경우, 분사노즐은 작물의 줄기에서 일부 벗겨져 매달려 있는 외피를 외피제거 기어(500) 쪽으로 불어서 근접시키는 역할을 하게 된다. 즉, 아래쪽으로 처지거나 줄기 외측으로 튀어나온 작물의 외피를 외피제거 기어(500) 방향으로 근접시켜, 한 쌍의 외피제거 기어(500)가 치합에 의해 외피를 확실히 물어서 제거할 수 있게끔 하는 것이다. 이때, 분사노즐은 작물의 상측과 하측 중 어느 하나, 또는 상측과 하측에 모두 설치될 수 있다.
한편, 작물의 성장속도가 계절별, 지역별, 토양환경에 따라 많이 다르므로, 효율적인 탈피작업을 위해서는 작물의 길이에 따라 이송 컨베이어(240)와 한 쌍의 탈피롤러(400) 사이 간격을 조절해야 할 필요가 있다. 예컨대, 가을이나 겨울철에 작물의 길이가 짧은 경우와 비교하여 여름철에는 작물의 길이가 상대적으로 더 길며, 이 경우에는 이송 컨베이어(240)와 탈피롤러(400) 사이 간격을 더 늘려야 할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 작물 탈피기(100)에 의하면, 한 쌍의 탈피롤러(400)가 설치된 이동 프레임(290)이 베이스 프레임(200)의 외측으로 이동 가능하며, 따라서 도 5에 도시된 바와 같이 탈피롤러(400)가 설치된 이동 프레임(290)을 베이스 프레임(200)의 바깥쪽으로 끌어냄으로써, 이송 컨베이어(240)와 탈피롤러(400) 사이 간격을 늘릴 수 있다. 반대로, 도 4에 도시된 바와 같이 이동 프레임(290)을 베이스 프레임(200)의 안쪽으로 밀어 넣어서, 상대적으로 짧은 길이의 작물에 대응하여 이송 컨베이어(240)와 탈피롤러(400) 사이 간격을 좁힐 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 탈피롤러(400)에서 고압의 에어가 분사되어 이물질 제거 및 탈피작업이 수행될 수 있으며, 이하 도면을 참조하여 이에 대해 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈피롤러의 사시도이며, 도 9는 도 8의 단면도이다.
도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈피롤러(400)는 회전축(430)과, 회전축(430)에 결합되며 내부에 공간부(441)가 형성되는 몸체(440)와, 몸체(440)의 공간부(441)와 연통하도록 회전축(430)에 형성되는 에어유로(450)를 포함하여 이루어질 수 있다.
고압의 에어가 에어유로(450)를 통해 몸체(440)의 공간부(441)로 공급되며, 이를 위해 베이스 프레임(200)의 일측에 컴프레서(미도시)가 설치된다. 컴프레서는 에어 공급관(610, 도 1 참조)과 에어호스(620, 도 6 참조)를 통해 탈피롤러(400)에 고압의 에어를 공급하며, 에어 공급관(610)에는 이물질 제거를 위한 필터(630, 도 1 참조)가 컴프레서의 일측에 설치될 수 있다. 또한, 필터(630)의 일측에는 에어호스(620)로 공급되는 에어의 유량 조절을 위한 솔레노이드 밸브(640, 도 1 참조)가 설치될 수 있다.
에어호스(620)는 탈피롤러(400)의 회전축(430)에 에어유로(450)와 연통하도록 결합된다. 이때, 탈피롤러(400)의 회전축(430) 회전시 에어호스(620)가 꼬이지 않도록, 베어링을 갖는 커넥터(650)가 에어호스(620)와 회전축(430) 사이에 결합될 수 있다. 또한, 베이스 프레임(200)에 대한 이동 프레임(290)의 이동시 에어호스(620)가 손상되거나 빠지지 않도록, 에어호스(620)는 유연한 재질로서 여유분의 길이를 갖게끔 설치되는 것이 바람직하다.
에어호스(620)를 통해 몸체(440)의 공간부(441)로 공급된 고압의 에어는, 공간부(441)와 연통하도록 탈피 브러시(420)에 관통 형성되는 분사구(460)를 통해 분사된다. 이에 따라, 탈피 브러시(420)에서 분사되는 고압의 에어에 의해, 작물에 묻은 흙이나 거름, 분뇨 찌꺼기 등의 이물질이 쉽게 제거되는 효과가 있다. 아울러, 작물의 외피 제거 효율이 높아지는 효과도 있다. 도면에 도시된 실시예의 경우, 탈피 브러시(420)의 회전방향 일측(도면상 전방)에만 분사구(460)가 형성된 예를 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예일 뿐이며, 탈피 브러시(420)에서 분사구(460)의 형성 위치는 필요에 따라 자유롭게 선택될 수 있다. 예컨대, 탈피 브러시(420)의 회전방향 양측에 각각 분사구(460)를 형성할 수도 있다.
도 10과 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈피롤러의 사시도이다.
도 10은 탈피 브러시(420)뿐만 아니라 탈피롤러(400)의 몸체(440)에도 분사구(460)가 형성된 예를 도시하고 있으며, 도 11은 탈피 브러시(420) 없이 탈피롤러(400)의 몸체(440)에만 분사구(460)가 형성된 예를 도시하고 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 탈피 브러시(420)에는 분사구(460)가 형성되지 않고, 탈피롤러(400)의 몸체(440)에만 분사구(460)가 형성될 수도 있음은 물론이다.
다시 도 1을 참조하면, 한 쌍의 외피제거 기어(500)를 통과한 작물들은 이송 컨베이어(240)와 제2 보조 컨베이어(270)를 따라 출구 측으로 이송된다. 작업자는 출구 측에서 대기하고 있다가, 이송되는 작물들을 별도의 보관용 상자에 적재하거나, 한 뭉치씩 묶어서 포장작업을 진행할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 작물 탈피기의 사용 상태도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 12에 도시된 바와 같이 전방 프레임(220)과 후방 프레임(230)의 일측 또는 양측에 안전을 위한 안전커버(201)가 결합될 수 있다. 안전커버(201)는 힌지부(202)에 의해 상하 방향으로 회동 가능하게 결합되며, 안전커버(201)를 상향 회동시켜 닫은 후에는 걸림구(203)로 고정할 수 있다. 필요시에는 안전커버(201)를 개방하여 컨베이어에 끼어 있는 작물 등 이물질을 제거하거나 부품을 수리, 교체하는 등 유지 보수 작업을 수행할 수 있다. 또한, 제1 구동풀리(242)와 제1 종동풀리(243)의 회전축 보호를 위해, 베이스 프레임(200)의 전단 양측과 후단 양측에 각각 풀리커버(204)가 결합될 수 있다.
이동 프레임(290)의 일측 또는 양측에는 안전도어(296)가 개폐 가능하게 결합되며, 사용자는 필요시 안전도어(296)를 개방하여 이동 프레임(290) 내부에 설치된 커팅부(300)와 탈피롤러(400) 및 외피제거 기어(500)를 수리, 교체하는 등 유지 보수 작업을 수행하거나 내부를 청소할 수 있다.
또한, 중간 프레임(210)의 전방과 후방에는, 이물질 유입 방지를 위해 이송 컨베이어(240)의 상부를 덮도록 컨베이어 커버(217)가 결합될 수 있으며, 중간 프레임(210)의 상측에는 작물 탈피기(100)의 작동 제어를 위한 컨트롤 박스(700)와 이물질 유입 방지를 위한 상측커버(218)가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 작물 탈피기(100)의 작동은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
먼저, 이송 컨베이어(240)의 입구 측에 작업 대상인 작물들을 올려놓는다. 작물들은 이송 컨베이어(240)와 제1 보조 컨베이어(250)를 따라 일 방향으로 이송되며, 상부 컨베이어(260)로 진입하면서부터는 상부 컨베이어(260)에 의해 작물의 상측이 탄성적으로 가압 지지된다.
커팅부(300)를 지나면서 작물의 일단부가 절단된다. 이때, 작물의 길이에 따라 이송 컨베이어(240)와 커팅부(300)의 회전칼날(330) 사이 간격을 조절할 수 있다.
커팅부(300)를 통과한 작물들은 이어서 줄기의 하단부가 한 쌍의 탈피롤러(400) 사이를 통과하게 되며, 탈피롤러(400)에서 분사되는 에어와 탈피 브러시(420)에 의해 작물에 묻은 이물질과 줄기 하단부의 외피가 제거된다. 이때, 필요에 따라 이동 프레임(290)을 베이스 프레임(200)의 바깥쪽 또는 안쪽 방향으로 이동시킴으로써 작물들에 대한 에어 분사 지점, 또는 탈피 브러시(420) 접촉 지점을 조절할 수 있다. 탈피롤러(400)의 끝단부에 복수 개의 털이날개가 돌출 형성되는 경우, 털이날개가 회전하면서 작물들의 줄기 하단부를 빠르게 때려 흙이나 지푸라기 등의 이물질을 털어낸다.
작물들이 탈피롤러(400)를 통과하는 동안 외피가 완전히 제거되지 않으면, 줄기의 끝단부(절단부) 가까이에 외피가 매달려 있게 되며, 이러한 외피는 한 쌍의 외피제거 기어(500)를 통과하면서 제거된다. 이때, 줄기로부터 벗겨진 외피의 일측이 한 쌍의 외피제거 기어(500)의 치합면에 물려서 잡아 당겨지게 되며, 이렇게 분리된 외피는 한 쌍의 외피제거 기어(500)의 하부로 떨어진다. 탈피롤러(400)와 외피제거 기어(500)의 하부에는 작물로부터 제거된 이물질과 외피를 모으기 위해, 내측과 외측으로 각각 경사져서 대향하는 한 쌍의 경사판(219a,219b)이 설치될 수 있다.
이후, 작물들은 상부 컨베이어(260)와 제3 보조 컨베이어(280)를 벗어나서 제2 보조 컨베이어(270)와 이송 컨베이어(240)를 따라 출구 측으로 이송되며, 작업자는 이송 컨베이어(240)의 출구 측에 대기하고 있다가 이송되는 작물들을 모아서 한 묶음씩 저장하거나 포장할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100 : 작물 탈피기 200 : 베이스 프레임
210 : 중간 프레임 211 : 지지 프레임
220 : 전방 프레임 230 : 후방 프레임
240 : 이송 컨베이어 241 : 구동모터
242 : 제1 구동풀리 243 : 제1 종동풀리
250 : 제1 보조 컨베이어 251 : 제2 종동풀리
252 : 제3 종동풀리 260 : 상부 컨베이어
261 : 제4 종동풀리 262 : 제5 종동풀리
270 : 제2 보조 컨베이어 271 : 제6 종동풀리
272 : 제7 종동풀리 280 : 제3 보조 컨베이어
281 : 제8 종동풀리 282 : 제9 종동풀리
290 : 이동 프레임 295 : 제1 장공
300 : 커팅부 310 : 모터 브라켓
311 : 제2 장공 320 : 커팅모터
330 : 회전칼날 340 : 커팅 받침대
400 : 탈피롤러 410 : 탈피모터
420 : 탈피 브러시 430 : 회전축
440 : 몸체 450 : 에어유로
460 : 분사구 500 : 외피제거 기어
610 : 에어 공급관 620 : 에어호스
700 : 컨트롤 박스

Claims (11)

  1. 작물을 일 방향으로 이송하도록 컨베이어가 설치되는 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임의 일측에 상기 작물의 일단을 절단하도록 설치되는 커팅부; 및
    상기 커팅부의 일측에 상하 이격하여 설치되며 상기 작물의 외피를 벗기는 한 쌍의 탈피롤러를 포함하되,
    상기 탈피롤러는 회전축과, 상기 회전축에 결합되며 내부에 공간부가 형성되는 몸체와, 상기 회전축에 상기 공간부와 연통하도록 형성되는 에어유로와, 상기 몸체의 외주면에 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 탈피 브러시와, 상기 공간부와 연통하도록 상기 탈피 브러시에 형성되며 에어가 분사되는 분사구를 포함하는 것을 특징으로 하는 작물 탈피기.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 프레임의 일측에 마련되는 컴프레서와, 상기 컴프레서로부터 상기 회전축의 에어유로에 에어를 공급하도록 설치되는 에어호스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작물 탈피기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 컴프레서의 일측에 마련되는 필터와, 상기 필터의 일측에 마련되는 솔레노이드 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작물 탈피기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 작물을 일 방향으로 이송하도록 컨베이어가 설치되는 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임의 일측에 상기 베이스 프레임과의 간격 조절이 가능하도록 이동 가능하게 설치되는 이동 프레임;
    상기 이동 프레임에 상하 이격하여 설치되며 상기 작물의 외피를 벗기는 한 쌍의 탈피롤러; 및
    상기 이동 프레임의 일측에 상기 컨베이어와 회전칼날의 간격 조절이 가능하도록 설치되며 상기 작물의 일단을 절단하는 커팅부를 포함하는 작물 탈피기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 이동 프레임에 장공이 관통 형성되고, 상기 베이스 프레임을 관통하여 상기 장공에 체결구가 결합되며, 상기 장공을 따라 상기 체결구의 결합 위치를 변경함으로써 상기 컨베이어와 상기 한 쌍의 탈피롤러 사이의 간격 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 작물 탈피기.
  9. 삭제
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 커팅부는, 상기 이동 프레임의 일측에 일단이 결합되는 모터 브라켓과, 상기 모터 브라켓에 결합되는 커팅모터와, 상기 커팅모터에 의해 회전하는 회전칼날을 포함하며, 상기 모터 브라켓에는 상기 컨베이어와 상기 회전칼날의 간격 조절이 가능하도록 장공이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 작물 탈피기.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 커팅부는, 일측이 상기 커팅모터에 결합되고 타측이 상기 컨베이어와 상기 회전칼날 사이로 연장되어 상기 작물의 단부를 지지하는 커팅 받침대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작물 탈피기.
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CN115194839A (zh) * 2022-07-15 2022-10-18 广东省科学院南繁种业研究所 自动切割机构及其控制方法

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