KR20070029054A - 청과류의 부피(浮皮) 식별 장치 및 청과류의 부피 식별방법 - Google Patents

청과류의 부피(浮皮) 식별 장치 및 청과류의 부피 식별방법 Download PDF

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KR20070029054A
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히토시 오타케
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미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤
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Abstract

청과류에 대한 접촉하는 강도 또는 각도의 차이에 따라, 측정 조건이 달라지지 않고 측정할 때마다 측정 오차가 없어, 안정되고 정확한 부피(浮皮) 측정이 가능하고, 청과류의 표면을 파괴하지 않고 청과류에 대해 스치는 정도의 접촉에 의해 정확하게 부피의 식별이 가능한 청과류의 부피 식별 장치 및 청과류의 부피 측정 방법을 제공한다. 본 발명의 부피 식별 장치는, 피측정 청과류에 대해 소정 속도로 접촉하는 센서 부재와, 센서 부재에 접촉면에 감도축을 일치시켜 배치한 센서와, 센서 부재를 센서의 감도 방향으로부터 피측정 청과류에 대해 접촉시킴으로써 얻어진 센서 출력에 의해 피측정 청과류의 부피를 식별하는 부피 식별 제어부를 구비하고, 부피 식별 제어부가, 센서 출력을 시간-센서 출력 관계 그래프로 변환하고 그래프의 센서 출력의 피크치에 비례하는 양을 산출하여, 그것을 부피 식별 데이터치로 하고, 부피 식별 데이터치에 의해 부피를 식별한다.

Description

청과류의 부피(浮皮) 식별 장치 및 청과류의 부피 식별 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISCRIMINATING INFLATED SKIN OF FRUITS AND VEGETABLES}
도 1은 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치의 개략 정면도.
도 2는 도 1의 청과류의 부피 식별 장치를 화살표 방향에서 본 개략도.
도 3은 센서 부재의 확대도.
도 4는 도 1의 청과류의 부피 식별 장치의 사용 상태를 도시하는 개략도.
도 5는 본 발명의 청과류의 다른 실시예를 도시하는 도 2와 마찬가지의 개략도.
도 6은 센서 부재의 도 3과 마찬가지의 확대도.
도 7은 도 5의 청과류의 부피 식별 장치의 사용 상태를 도시하는 도 4와 마찬가지의 개략도.
도 8은 제1 센서에 의한 제1 센서 출력과 제2 센서에 의한 제2 센서 출력에 대해, 정상적인 피측정 청과류의 시간과 센서 출력의 관계를 나타내는 그래프.
도 9는 제1 센서에 의한 제1 센서 출력과 제2 센서에 의한 제2 센서 출력에 대해, 부피를 갖는 피측정 청과류의 시간과 센서 출력의 관계를 나타내는 그래프.
도 10은 미리 육안에 의해 식별된 정상, 부피, 약간의 부피의 피측정 청과류(B)의 빈도 분포를 나타낸 히스토그램.
도 11은 본 발명의 부피 식별 장치의 다른 실시예를 도시하는 개략도.
도 12는 본 발명의 부피 식별 장치의 다른 실시예를 도시하는 개략도.
도 13은 본 발명의 부피 식별 장치의 다른 실시예를 도시하는 개략도.
도 14는 도 13의 화살표 A를 따라 본 도면.
도 15는 본 발명의 부피 식별 장치의 다른 실시예를 도시하는 개략도.
도 16은 본 발명의 부피 식별 장치의 다른 실시예를 도시하는 개략도.
도 17은 본 발명의 부피 식별 장치의 다른 실시예를 도시하는 개략도.
도 18은 도 17의 화살표 A를 따라 본 도면.
도 19는 도 18의 부분 확대도.
도 20은 도 19의 화살표 B를 따라 본 도면.
도 21은 기준 부피 부재의 정면도.
도 22는 도 21의 기준 부피 부재의 하면도.
도 23은 본 발명의 부피 식별 장치의 다른 실시예를 도시하는 개략도.
도 24는 본 발명의 부피 식별 장치의 다른 실시예를 도시하는 개략 사시도.
도 25는 도 24의 부피 식별 장치의 작동 상태를 설명하는 개략도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10: 부피 식별 장치
12: 회동축
14: 아암 부재
16, 16A, 16B: 센서 부재
18: 접촉 부재
20: 접촉면
22: 스테핑 모터
24: 인코더
26: 부피 식별 제어부
28: 충격 흡수 부재
30: 보관 기구
32: 반송 장치
34: 트레이
100: 부피 식별 장치
102: 지지대 프레임
104: 컨베이어
106: 부피 측정 기구
108: 다리 부재
110: 인코더
112: 슈트
114: 개구부
116: 가이드 레일
118: 구동 모터
120: 기준 경도 장치
122: 회전 구동 모터
124: 회전축
126: 기준 부피 부재
128: 기준 부피 조립체
132: 반송 기구
134: 체결 부재
136: 탄성 부재
138: 접촉면
138a: 선단
140: 진동 발생 장치
B, B1, B2: 피측정 청과류
P1∼P4: 피크치
[특허 문헌 1] 일본 특허공개 평11-304697호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허공개 2001-289784호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허공개 평10-170456호 공보
[특허 문헌 4] 일본 특허공개 2001-74705호 공보
본 발명은 과실, 야채 등의 청과류의 부피, 예를 들면, 귤 등의 감귤류의 부피를 비파괴로 식별하기 위한 청과류의 부피 식별 장치 및 청과류의 부피 식별 방법에 관한 것이다.
종래부터 과실, 야채 등의 청과류에 있어서는, 예를 들면, 귤 등의 감귤류의 부피 정도를 측정함으로써 청과류의 내부 품질이나 저장, 운반에 견딜 수 있는 것인지 등의 품질의 측정이 행해지고 있다.
한편, 부피(浮皮)란 과피와 과육 사이에 간극이 형성되어 과피가 부풀어 오른 상태, 과피가 물러진 상태를 말한다.
부피를 갖는 청과류는 수확시에 이용되는 가위에 의해 상처를 입기 쉽고 또한 과피가 무르기 때문에 취급하는 방법에 따라서는 열상을 일으키기 쉽다는 결점이 있다.
또한, 정상적인 청과류보다 부피를 갖는 청과류는 부피(volume)가 커지기 때문에 그대로 상자 포장을 행하면 청과류에 무리한 힘이 가해져 열상과(裂傷果), 부패과(腐敗果), 변형과(變形果)가 되어 버려 상품 가치의 저하를 초래하는 경우가 있다.
이 때문에, 종래부터 청과류가 정상적인 청과류인지 부피를 갖는 청과류인지의 식별이 행해지고 있다.
이러한 방법으로서는, 검사자가 육안이나 실제로 청과류를 손에 든 감촉, 연성(軟性) 등으로부터 경험에 기초하여 부피의 식별이 행해지고 있다.
그러나, 이러한 검사자에 의한 부피의 식별 방법에서는, 검사자의 경험이나 육안 등에 의하기 때문에, 식별의 정확성이 부족하게 될 뿐만 아니라 재현성도 양호하지 않다.
이 때문에 특허 문헌 1에서는, 감귤류에 측정용 광을 조사하는 조사 수단과, 감귤류를 투과한 빛을 분광한 후 수광하는 수광 수단과, 이 수광 수단에 의해 수광한 빛의 파장으로부터 부피치를 연산하는 연산 수단과, 이 연산 수단에 의해 연산된 부피치와 미리 설정된 설정치를 비교함으로써 부피를 판정하는 판정 수단을 구비한 감귤류의 부피 판별 장치가 제안되고 있다.
또한, 특허 문헌 2에서도, 과육과 과피를 갖는 피측정 청과류에 대해 광원으로부터 조사광의 조사를 행하고, 피측정 청과류를 투과한 투과광을 광검출기로 검출하여, 연산 처리부에서 과피의 질을 판정하는 청과류 과피의 질의 판정 장치가 제안되고 있다.
또한, 특허 문헌 3에서는, 청과류에 대해 X선을 조사함으로써 투과 영상을 촬상하고, 이에 따라 과육 부분과 과피 부분의 분리의 정도를 판별함으로써 부피 유무의 식별이 행해지고 있다.
즉, 과피와 과육의 경계 부분에 공극이 형성되어 부피가 되면, 이 공극 부분은 밀착하고 있을 때보다 X선의 투과량이 많아져 높은 검출 출력이 나타난다. 이에 따라, X선 수광부가 출력하는 검출 패턴을 기억 장치로부터 판독한 정상적인 과실에서 검출되는 비교 패턴과 비교하여 높은 출력이 있는지의 여부를 판정하여, 높은 출력이 있으면 부피로 판정하도록 되어 있다.
또한, 특허 문헌 4에서는, 압축 공기를 토출하는 에어 컴프레서와, 둘레 방 향에 소정 간격으로 복수의 관통홀을 천공한 회전 원반과, 이 회전 원반을 소정 회전 속도로 회전시키는 구동 장치로 이루어지고, 초핑 에어(chopping air)를 발생하는 초핑 에어 발생 장치와, 과피의 미소 변위를 검출하는 변위 센서와, 이 변위 센서로부터의 검출 신호를 처리하여 부피의 유무를 판정하는 연산 장치로 부피 판정 장치를 구성하고 있다.
그리고, 초핑 에어를 감귤류 과일의 과피에 분사시킴으로써 발생한 과피의 미소 변위를 검출하는 것에 의해 부피를 판정하게 되어 있다.
또한, 레오미터(예를 들면, 후도코교샤 제품)라 불리는 측정 장치를 이용하여, 로드 셀을 구비한 측정자를 피측정 청과류의 상방으로부터 강하시켜 피측정 청과류에 관입시킴으로써, 부피 유무의 식별이 행해지고 있다.
그러나, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2와 같이, 피측정 청과류를 투과한 투과광을 광검출기로 검출하여 연산 처리부에서 과피의 질을 판정하는 방법에서는, 투과한 빛을 분광한 후 수광한 복수 파장의 빛에서는, 감귤류의 껍질 두께나 껍질 밀도, 피질의 차이, 또한 껍질과 열매 사이의 공동(공기가 들어가 있는 부분) 내의 난반사, 공동의 수와 크기 등이 의존해 버려, 실용화하기에는 정밀도가 양호하지 않았다.
또한, 특허 문헌 3과 같이, X선을 조사함으로써 부피의 유무를 식별하는 방법에서는, X선 조사 장치 등이 고가이고 복잡한 장치가 필요하며, 게다가 X선을 취급하기 때문에, 특별한 안전성의 관리가 필요하게 되어 비용이 높아지게 된다.
또한, 특허 문헌 4와 같이, 고속으로 컨베이어 상을 이동하는 감귤류 과일의 껍질을 패이게 하는 초핑 에어는 매우 고압으로 컴프레서가 대규모로 되어 버리기 때문에, 장치가 대형화되게 된다.
또한, 레이저 변위계로 측정하기 때문에, 감귤류 과일이 측정시에 빗나가 버리면 패인 것처럼 측정되기 때문에, 감귤류 과일을 지지하기 위해 지지 기구가 필요하게 되어 복잡한 구성이 되어 버린다.
또한, 레오미터에 의한 부피의 유무를 식별하는 방법에서는, 청과류의 표면을 파괴하게 되기 때문에 청과장에서는 측정 때문에 표면이 파괴된 청과류를 파기해야만 하여, 그 손실은 연간으로 환산하면 막대한 손해가 되고 있다.
또한, 레오미터에 의한 부피를 식별하는 방법에서는, 로트마다의 임의 유출에 의한 부피를 식별할 수밖에 없기 때문에, 전수 검사를 하지 못하여 부피가 존재하는 청과류를 출하해 버리게도 된다.
또한, 연속적으로 컨베이어 상을 반송되어 오는 청과류에 대해, 연속적으로 부피를 식별하는 것은 불가능하다.
본 발명은, 이러한 현상을 감안하여, 안정되고 정확한 부피의 식별이 가능하고, 또한, 파손 손상되기 쉬운, 예를 들면, 귤 등의 청과류의 부피를 식별하는 경우에 있어서 청과류의 표면을 파괴하는 일 없이, 청과류에 대해 스치는 정도의 접촉에 의해 정확한 부피의 측정이 가능하고, 게다가 연속적으로 전체 수의 부피의 식별도 가능한 청과류의 부피 식별 장치 및 청과류의 부피 식별 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 청과류의 부피를 식별하는 청과류의 부피 식별 장치로서,
피측정 청과류에 대해 소정 속도로 접촉하는 센서 부재와,
상기 센서 부재에, 접촉면에 감도축을 일치시켜 배치된 센서와,
상기 센서 부재를 피측정 청과류에 대해 센서의 감도 방향으로부터 접촉시킴으로써 얻어진 센서 출력에 의해, 피측정 청과류의 부피를 식별하는 부피 식별 제어부를 구비하고,
상기 부피 식별 제어부는,
센서 출력을 시간-센서 출력 관계 그래프로 변환하고,
상기 그래프의 센서 출력의 피크치에 비례하는 양을 산출하여, 이것을 부피 식별 데이터치로 하여,
부피 식별 데이터치에 의해 피측정 청과류의 부피를 식별하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 청과류의 부피 식별 방법은, 청과류의 부피를 식별하는 청과류의 부피 식별 방법으로서,
피측정 청과류에 대해 소정 속도로 접촉하는 센서 부재와,
상기 센서 부재에, 접촉면에 감도축을 일치시켜 배치된 센서와,
상기 센서 부재를 피측정 청과류에 대해 센서의 감도 방향으로부터 접촉시킴으로써 얻어진 센서 출력에 의해, 피측정 청과류의 부피를 식별하는 부피 식별 제어부를 구비한 부피 식별 장치를 이용하여,
센서 출력을 시간-센서 출력 관계 그래프로 변환하고,
상기 그래프의 센서 출력의 피크치에 비례하는 양을 산출하여, 이것을 부피 식별 데이터치로 하여,
부피 식별 데이터치에 의해 피측정 청과류의 부피를 식별하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 센서 부재에 센서가 배치되어 있으므로, 이 센서가 피측정 청과류에 대해 접촉하는 강도의 차이, 각도의 차이가 없이 측정 조건이 동일하기 때문에, 센서에 의한 센서 출력은 측정 조건이 상이하게 되는 일 없이 측정마다의 측정 오차가 없고, 안정되고 정확한 부피 유무의 식별이 가능하다.
즉, 센서 부재를 센서의 감도 방향으로부터 피측정 청과류에 대해 접촉시킴으로써 얻어진 센서 출력에 의해 피측정 청과류의 부피를 식별하는 것만으로 되기 때문에, 안정되고 정확한 부피 유무의 식별이 가능하다.
또한, 파손 손상되기 쉬운, 예를 들면, 귤 등의 청과류 등의 부피를 식별하는 경우에 있어서도, 청과류의 표면을 파괴하는 일 없이 청과류에 대해 스치는 정도의 접촉에 의해 정확한 부피 유무의 측정이 가능하고, 게다가, 센서 부재의 센서의 1회만의 접촉에 의해 상기와 같이 청과류의 부피를 식별할 수 있으므로, 연속적으로 효율 좋게 전체 수의 부피 유무의 식별도 가능하다.
또한, 센서 출력을 시간-센서 출력 관계 그래프로 변환하고, 그래프의 센서 출력의 피크치에 비례하는 양을 산출하여, 이것을 부피 식별 데이터치로 함으로써, 예를 들면, 미리 청과류의 품종 등에 따라 부피 식별 데이터를 취득하여 두고, 이 부피 식별 데이터에 기초하여, 부피 식별 데이터치에 의해, 즉석에서 정확하게 부피를 식별할 수 있다.
상기의 발명에 있어서, 상기 부피 식별 제어부가, 상기 부피 식별 데이터치가 소정의 임계치 이하가 되었을 때에 부피가 존재한다고 식별하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 예를 들면, 미리 청과류의 품종 등에 따라 부피 식별 데이터를 취득하여 두고, 상기 부피 식별 데이터치가 소정의 임계치 이하가 되었을 때에 부피가 존재한다고 식별할 수 있으므로, 더욱 즉석에서 정확하게 부피를 식별할 수 있다.
상기의 발명에 있어서, 상기 센서 출력은 가중 센서에 의한 센서 출력인 것이 바람직하다.
이와 같이 가중 센서에 의한 센서 출력을 이용함으로써, 가중 센서에 의해, 센서 부재에 의해 청과류의 껍질에 가중을 가하고 있는 상태가 정확하게 재현되므로, 정확하게 부피를 식별할 수 있다.
또한, 상기 센서 출력은 가속도 센서에 의한 센서 출력인 것을 특징으로 한다.
이와 같이 가속도 센서에 의한 센서 출력을 이용함으로써, 순간적으로 센서 출력을 얻을 수 있으므로, 청과류의 과실 자체의 연성에 좌우되는 일 없이 부피 상태를 정확하게 파악할 수 있다.
상기의 발명에 있어서, 상기 센서 부재는, 접촉면에 감도축을 일치시켜 배치 된 가중 센서와 가속도 센서를 구비하고,
상기 부피 식별 제어부는,
상기 가중 센서에 의한 센서 출력과 상기 가속도 센서에 의한 센서 출력을 각각 시간-센서 출력 관계 그래프로 변환하고,
가중 센서에 의한 상기 그래프의 센서 출력의 피크치에 비례하는 양을 산출하여, 이것을 제1 변수 α로 하고,
가속도 센서에 의한 상기 그래프의 센서 출력의 피크치에 비례하는 양을 산출하여, 이것을 제2 변수 β로 하여, 하기 식(Ⅰ):
C=K0+K1 α+K2 β (Ⅰ)
(여기에서, C는 부피 식별 데이터치, K0, K1 및 K2는 계수를 나타냄)
에 의해 얻어진 부피 식별 데이터치에 의해 피측정 청과류의 부피를 식별하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 피측정 청과류의 종류 및 측정 조건 등에 따라서는, 보다 정확한 부피의 식별이 가능하다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 상기 센서 부재를 피측정 청과류에 대해 소정 속도로 접촉시키는 센서 부재 구동 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 센서 부재 구동 기구에 의해, 센서 부재를 피측정 청과류에 대해 소정 속도로 접촉시키므로, 초속도부터 종속도까지 일정하여 피측정 청과류의 크기 에 관계없이 측정할 수 있다.
또한, 센서 출력을 안정되게 얻을 수 있어, 정확하게 부피의 식별을 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 상기 센서 부재 구동 기구가 진동 발생 장치인 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 예를 들면, 스테핑 모터 혹은 가진기를 정역전함으로써 센서 부재를 진동시켜, 컨베이어 등의 반송 기구 상을 연속적으로 반송되는 청과류 등에 대해 일정한 속도로 센서 부재가 연속적으로 접촉하게 되어, 대량의 청과류의 부피 식별을 정확하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 상기 센서 부재 구동 기구가 청과류의 종류, 크기에 따라, 상기 센서 부재의 피측정 청과류에 대해 접촉하는 속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 피측정 청과류의 종류, 크기, 예를 들면, 과실의 종류(품종), 크기에 따라, 센서 부재의 피측정 청과류에 대해 접촉하는 속도를 제어하도록 되어 있다.
따라서, 예를 들면, 피측정 청과류가 복숭아, 딸기 등의 손상되기 쉬운 과실(품종)인 경우에는, 센서 부재의 피측정 청과류에 대해 접촉하는 속도를 늦춤으로써 피측정 청과류에 센서 부재가 약한 힘으로 접촉하게 되어, 이와 같은 손상되기 쉬운 물품이 손상되는 것을 보호할 수 있다.
반대로, 예를 들면, 피측정 청과류가 사과, 배 등의 딱딱한 과실인 경우에 는, 센서 부재의 피측정 청과류에 대해 접촉하는 속도를 빠르게 함으로써, 피측정 청과류에 센서 부재가 강한 힘으로 접촉하게 되어 고감도로 파악할 수 있다.
또한, 예를 들면, 피측정 청과류의 사이즈가 큰 경우에는, 일정한 접촉 속도를 늦추고(접촉력을 약하게 하고), 피측정 청과류의 사이즈가 작은 경우에는, 일정한 접촉 속도를 빠르게(접촉력을 강하게) 함으로써, 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 상기 센서 부재 구동 기구가 상기 센서 부재의 피측정 청과류에 대해 접촉할 때의 속도와, 피측정 청과류로부터 이격되는 속도를 변경할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 센서 부재의 피측정 청과류에 대해 접촉할 때의 속도와, 피측정 청과류로부터 이격될 때의 속도를 변경함으로써, 피측정 청과류에 대해 접촉할 때(왕로)의 속도보다, 피측정 청과류로부터 이격될 때(귀로)의 속도를 고속으로 함으로써, 피측정 청과류, 예를 들면, 과실을 손상시키지 않고 처리 능력(시간당의 측정 횟수)을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 상기 센서 부재 구동 기구가 상기 센서 부재가 피측정 청과류로부터 이격되어 접촉 개시 위치로 복귀할 때에, 접촉 개시 위치 근방에서의 속도가 늦어지도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 센서 부재가 피측정 청과류로부터 이격될 때(귀로)에 귀로의 마지막 속도를 늦출 수 있어 브레이크로서 기능하므로, 센서의 충격을 완화할 수 있으므로 센서의 수명을 연장할 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 상기 센서 부재 구동 기구에 의해, 상기 센서 부재가 피측정 청과류로부터 이격되어 접촉 개시 위치로 복귀하는 위치에, 상기 센서 부재의 충격을 흡수하는 충격 흡수 부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 센서 부재가 피측정 청과류로부터 이격될 때(귀로)에 접촉 개시 위치로 복귀하는 위치에서, 예를 들면, 스펀지, 고무 등의 충격 흡수 부재에 의해 센서 부재의 충격을 흡수할 수 있다.
또한, 브레이크로서 기능하므로 센서의 충격을 완화할 수 있으므로, 센서의 수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라, 연속 측정을 행할 때에 안정성이 향상되어 정확하게 부피의 식별을 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 상기 센서 부재 구동 기구에 의해, 상기 센서 부재가 피측정 청과류로부터 이격되어 접촉 개시 위치로 복귀하는 위치에, 상기 센서 부재를 보관하는 보관 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 보관 기구로서 예를 들면, 전자석을 이용함으로써, 센서 부재가 피측정 청과류로부터 이격될 때(귀로)에 통전하여, 접촉 개시 위치로 복귀하는 위치에서 센서 부재를 보관할 수 있어, 센서 부재가 관성력에 의해 바운드하는 것을 방지할 수 있어 센서 부재의 수명을 향상시킬 수 있다.
게다가, 피측정 청과류에 대해 접촉할 때(왕로)에 이 보관 기구에 의한 보관을 해제함으로써, 연속적으로 안정되게 측정할 수 있어 정확하게 부피의 식별을 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는,
상기 센서 부재가, 아암 부재의 선단에 장착되고,
상기 아암 부재가, 상기 센서 부재 구동 기구에 연결된 회전축에, 상기 회전축의 회전에 수반하여 회동하도록 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 부피 식별 장치를 상부로부터의 강하 기구로 할 수 있다.
예를 들면, 컨베이어 등의 반송 장치로 피측정 청과류를 반송할 때에도, 컨베이어의 종류에 의존하지 않고 설치가 가능하며, 게다가, 예를 들면, 좌우에 부피 식별 장치를 장착하면, 피측정 청과류의 2면 측정이 가능하여, 피측정 청과류의 다면에서의 부피를 동시에 식별할 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 상기 센서 부재 구동 기구에 연결된 회전축의 회전 각도를 검지하는 회전 각도 검지 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 회전축에 예를 들면, 인코더 등의 각도를 측정하는 회전 각도 검지 기구를 마련하여, 센서 부재가 피측정 청과류에 접촉한 상태의 접촉점의 각도로부터 피측정 청과류의 치수를 측정할 수 있다.
또한, 이 피측정 청과류의 치수를 경도 데이터의 보정에 이용할 수 있어, 보다 정확하게 부피의 식별을 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 상기 센서 부재가 피측정 청과류에 대해 접촉하여 피측정 청과류의 부피를 측정하기 전에, 상기 센서 부재가 소 정의 기준 경도를 갖는 기준 부피 부재에 접촉하고, 상기 기준 부피 부재의 경도 데이터에 기초하여 부피 측정 데이터의 교정을 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 센서 부재가 소정의 기준 경도를 갖는 기준 부피 부재에 접촉하고, 기준 부피 부재의 경도 데이터에 기초하여 부피 측정 데이터의 교정을 행하므로, 경시 변화에 의한 변동을 보정할 수 있어 보다 정확하게 부피의 식별을 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는,
상기 기준 부피 부재의 온도를 측정하는 측온 장치를 구비하고,
상기 측온 장치에 의한 기준 부피 부재의 온도 데이터에 기초하여 부피 측정 데이터의 교정을 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 기준 부피 부재의 온도를 측정하는 측온 장치에 의한 기준 부피 부재의 온도 데이터에 기초하여 부피 측정 데이터의 교정을 행하므로, 기준 부피 부재 자체의 온도 특성을 고려할 수 있으므로, 예를 들면, 실내나 농원지 등의 환경 온도에 의해 영향을 받는 일 없이 정확하게 부피의 식별을 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 상기 피측정 청과류에 대해 복수의 센서 부재가 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 예를 들면, 좌우에 장착하면 2면 측정이 가능하고, 피측정 청과류에 대해 피측정 청과류의 다면에서의 경도를 동시에 측정할 수 있어, 피측정 청과류의 부피의 식별을 정확하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 연속하여 반송 장치 상을 반송되는 피측정 청과류에 대해 센서 부재가 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 연속하여 반송되어 오는 피측정 청과류의 부피 식별을 행할 수 있기 때문에 측정 효율이 향상된다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 연속하여 반송 장치 상을 반송되는 피측정 청과류에 대해, 복수의 센서 부재가 반송 방향으로 일정 간격 이격된 위치에서 피측정 청과류에 대해 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 복수의 센서 부재가 반송 방향으로 일정 간격 이격된 위치에서 피측정 청과류에 대해 접촉하여 부피의 식별을 행하기 때문에, 연속하여 반송되어 오는 피측정 청과류를 측정 누락도 없이 정확하게 측정할 수 있어 측정 정밀도, 측정 효율이 향상된다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 연속하여 반송 장치 상을 반송되는 피측정 청과류에 대해, 복수의 센서 부재가, 반송 방향으로 일정 간격 이격된 위치에서 반송 방향에 대해 좌우의 위치로부터 교대로 피측정 청과류에 대해 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 복수의 센서 부재가, 반송 방향으로 일정 간격 이격된 위치에서 반송 방향에 대해 좌우의 위치로부터 교대로 피측정 청과류에 대해 접하여 부피의 식별을 행하기 때문에, 연속하여 반송되어 오는 피측정 청과류를 측정 누락도 없이 정확하게 측정할 수 있어 측정 정밀도, 측정 효율이 더 향상된다.
또한, 이에 따라 동시에 복수의 센서 부재가 피측정 청과류에 대해 접촉하지 않기 때문에, 센서끼리의 간섭이 없어져 정확하게 부피의 식별을 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치는, 연속하여 반송 장치 상을 반송되는 피측정 청과류에 대해 센서 부재가 접촉하는 상류측의 위치에, 피측정 청과류의 크기를 측정하는 치수 측정 장치가 배치되고,
이 치수 측정 장치에서 측정한 피측정 청과류의 치수 데이터에 기초하여, 상기 센서 부재 구동 기구에 의한 센서 부재의 피측정 청과류에 대한 접촉 개시 타이밍을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 센서 부재를 하강시켜 접촉시키는 타입의 경도 측정 장치에서는, 예를 들면, 작은 귤과 큰 귤에서는 하강각이 다르기 때문에, 센서 부재가 움직이기 시작하고 나서 피측정 청과류에 접촉할 때까지의 시간이 다르게 된다.
이 때문에, 센서 부재가 접촉하는 상류측의 위치에, 피측정 청과류의 크기를 측정하는 치수 측정 장치, 예를 들면, 포토 센서를 배치하고, 이 치수 측정 장치에 의해 피측정 청과류의 치수 데이터를 계산하여, 하강 트리거(접촉 개시 타이밍)를 설정하게 되어 있다.
즉, 포토 센서를 차단하고 있는 시간은 귤의 크기이므로, 길게 차단하고 있을 때에는 큰 귤이며 하강 트리거는 늦어도 무방하다.
또한 짧을 때에는, 작은 귤이므로 빨리 하강을 개시하도록 제어하게 되어 있다.
이것에 의해, 측정 조건이 동일하게 되어, 측정마다 측정 오차가 없어, 안정 되고 정확하게 부피의 식별을 행할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태(실시예)를 도면에 기초하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치의 개략 정면도, 도 2는 도 1의 청과류의 부피 식별 장치를 화살표 방향을 따라 본 개략도, 도 3은 센서 부재의 확대도, 도 4는 도 1의 청과류의 부피 식별 장치의 사용 상태를 도시하는 개략도이다.
도 1 내지 도 4에 있어서, 참조 번호 10은 전체가 본 발명의 청과류의 부피 식별 장치를 나타내고 있다.
한편, 본 발명에 있어서 "부피"란, 피측정 청과류의 과피와 과육 사이에 간극이 형성되어 과피가 부풀어 오른 상태나, 과피가 물러진 상태를 가리키고 있으며, 피측정 청과류의 품질이 저하된 상태도 포함되는 것이다.
또한, 본 발명에 있어서 "청과류"란, 이러한 부피가 생길 우려가 있는, 예를 들면, 귤 등의 감귤류 등의 과실, 그 외의 과실, 야채 등의 모든 청과류를 포함하는 의미이다.
또한, 본 발명에 있어서 "부피를 식별하다"란, 부피의 유무를 식별하는 것, 부피의 정도, 예를 들면, 약간의 부피(輕浮), 심한 부피(重浮) 등을 식별하는 것 등을 포함하는 의미이다.
도 1에 도시한 바와 같이 부피 식별 장치(10)는, 미도시의 지지 기구에 지지 된 회동축(12)을 구비하고 있고, 이 회동축(12)에 아암 부재(14)가 회동축(12)의 회전에 수반하여 회동하도록 고정되어 있다. 그리고, 아암 부재(14)의 선단에 센서 부재(16)가 장착되어 있다.
이 센서 부재(16)에는, 예를 들면, 과실, 야채 등의 청과류 등의 피측정 청과류(B)에 접촉하는 부분에 접촉 부재(18)가 구비되어 있다. 또한, 센서 부재(16)의 내부에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 접촉 부재(18)측에 센서(S)가 배치되어 있다.
이 경우, 이들 센서(S)는 접촉 부재(18)의 접촉면(20)측에 감도 방향이 위치하도록 배치되어 있다.
한편, 회동축(12)에는, 회동 구동 기구로서 스테핑 모터(22)가 회동축(12)을 회전시키도록 장착됨과 함께, 그 반대측에 회동축(12)의 회동 각도, 즉, 센서 부재(16)의 회전 각도를 검출하기 위한 인코더(24)가 장착되어 있다.
또한, 이 센서(S), 스테핑 모터(22), 인코더(24)는, CPU 등의 피측정 청과류(B)의 부피를 식별하기 위한 제어 기구인 부피 식별 제어부(26)에 접속되어 있다.
이 경우, 접촉 부재(18)로서는, 피측정 청과류의 경도에 따라 적절한 경도의 재료로부터 선택하여 적절하게 이용하면 되며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 경년 변화가 없고 측정이 안정되므로, 딱딱한 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 경도로서는, 예를 들면, 귤의 부피를 식별하는 경우에는, 고무의 경도 70(JIS K6253, 단위 없음) 정도의 경도로 하는 것이 바람직하다.
이러한 재료로서는, 예를 들면, 폴리프로필렌 수지, 불소 수지, 실리콘 수지 등을 이용할 수 있다.
또한, 접속 부재(18)의 접촉면(20)은, 피측정 청과류(B)에 접촉했을 때에, 예를 들면, 사과 등의 반들반들한 표면에서 센서 부재(16)가 미끄러져 정확한 측정이 불가능한 것을 방지할 뿐만 아니라 피측정 청과류의 표면이 손상되지 않도록, 미소한 요철을 갖는 것이 바람직하다.
이러한 미소한 요철로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, R을 갖는 미소한 구형상으로 하는 것이 바람직하고, 바람직하게는 반경이 5 내지 40㎜의 구형상으로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 회동 구동 기구로서 스테핑 모터(22)를 이용함으로써 센서 부재(16)를 피측정 청과류(B)에 대해 소정 속도로 접촉시키기 때문에 초속도부터 종속도까지 일정하므로, 피측정 청과류(B)의 크기에 관계없이 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 센서(S)에 의한 센서 출력을 안정되게 얻을 수 있어, 정확한 부피의 식별이 가능하다.
이 경우, 본 발명에 있어서, "소정 속도"란, 초속도부터 종속도까지 일정한 경우 외에, 초속도부터 종속도까지를 단계적으로 변화시키는 속도, 초속도부터 종속도까지 똑같이 변화시키는 속도 등 모든 소정의 속도를 포함한 의미이다.
또한, 이 경우, 부피 식별 제어부(26)에 의해, 센서 부재 구동 기구인 스테핑 모터(22)를 제어하여 피측정 청과류(B)의 종류, 크기, 예를 들면, 과실의 종류(품종), 크기에 따라, 센서 부재(16)의 피측정 청과류(B)에 대해 접촉하는 속도를 제어하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 피측정 청과류(B)가 귤 등의 손상되기 쉬운 과실(품종)인 경우에는, 센서 부재(16)의 피측정 청과류(B)에 대해 접촉하는 속도를 늦춤으로써, 피측정 청과류(B)에 센서 부재(16)가 약한 힘으로 접촉하게 되어, 이러한 손상되기 쉬운 물품이 손상되는 것을 보호할 수 있다.
반대로, 예를 들면, 피측정 청과류(B)가, 예를 들면, 오렌지, 그레이프 후르츠 등의 비교적 과피 부분이 딱딱한 과실인 경우에는, 센서 부재(16)의 피측정 청과류(B)에 대해 접촉하는 속도를 빠르게 함으로써 피측정 청과류(B)에 센서 부재(16)가 강한 힘으로 접촉하게 되어, 고감도로 파악할 수 있다.
또한, 예를 들면, 피측정 청과류(B)의 사이즈가 큰 경우에는, 상기 일정한 접촉 속도를 늦추고(접촉력을 약하게 하고), 피측정 청과류(B)의 사이즈가 작은 경우에는, 상기 일정한 접촉 속도를 빠르게(접촉력을 강하게) 함으로써, 상기의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 부피 식별 제어부(26)에 의해, 센서 부재 구동 기구인 스테핑 모터(22)를 제어하여, 센서 부재(16)의 피측정 청과류(B)에 대해 접촉할 때의 속도와 피측정 청과류(B)로부터 이격될 때의 속도를 변경할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 센서 부재(16)의 피측정 청과류(B)에 대해 접촉할 때의 속도와 피측정 청과류(B)로부터 이격될 때의 속도를 변경함으로써, 예를 들면, 피측정 청과류(B)에 대해 접촉할 때(왕로)의 속도보다, 피측정 청과류(B)로부터 이격될 때 (귀로)의 속도를 고속으로 함으로써, 피측정 청과류(B), 예를 들면, 과실을 손상시키지 않고 처리 능력(시간당 측정 횟수)을 향상시킬 수 있다.
또한, 부피 식별 제어부(26)에 의해, 센서 부재 구동 기구인 스테핑 모터(22)를 제어하여, 센서 부재(16)가 피측정 청과류(B)로부터 이격되어 접촉 개시 위치로 복귀하는 위치 근방에서의 속도가 늦어지도록 제어하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 센서 부재(16)가 피측정 청과류(B)로부터 이격될 때(귀로)에, 귀로의 마지막 속도를 늦출 수 있어 브레이크로서 기능하므로, 센서의 충격을 완화할 수 있으므로, 센서의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 회동축(12)의 회동 각도, 즉, 센서 부제(16)의 회전 각도를 검출하기 위한 인코더(24)를 구비하고 있으므로, 도 4의 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 센서 부재(16)가 피측정 청과류에 접촉한 상태의 접촉점의 각도로부터 피측정 청과류(B)의 치수를 측정할 수 있어, 이 피측정 청과류(B)의 치수를 부피 식별 데이터의 보정에 이용할 수 있어 보다 정확한 부피의 식별을 행할 수 있다.
이러한 센서(S)로서 예를 들면, 가중 센서 또는 가속도 센서를 이용하는 것이 바람직하다. 가중 센서 또는 가속도 센서를 이용함으로써, 접촉시키는 힘에 관계없이 피측정 청과류(B)에 스치는 것만으로 부피의 식별이 가능한 고감도 부피 식별 센서를 제공하는 것이 가능하다.
따라서, 센서 부재(16)를 피측정 청과류(B)에 접촉시키는 강도를, 스치는 정도까지 약하게 하여도 측정이 가능하므로, 파손 손상되기 쉬운 물품, 예를 들면, 청과류 등을 측정하는 경우에 있어서도, 청과류의 표면을 파괴하는 일 없이 청과류 에 대해 스치는 정도의 접촉에 의해, 정확한 부피의 식별이 가능하다. 즉, 접촉시키는 힘에 관계없이, 피측정 청과류에 스치는 것만으로 부피의 식별이 가능한 고감도 부피 유무 식별 센서를 제공하는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명의 청과류의 다른 실시예를 도시하는 도 2와 마찬가지의 개략도, 도 6은 센서 부재의 도 3과 마찬가지의 확대도, 도 7은 도 5의 청과류의 부피 식별 장치의 사용 상태를 도시하는 도 4와 마찬가지의 개략도이다.
이 실시예의 부피 식별 장치(10)는, 기본적으로는, 도 1 내지 도 4에 도시한 실시예의 부피 식별 장치(10)와 마찬가지이므로, 동일한 구성 부재에는 동일한 참조 번호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.
이 실시예의 부피 식별 장치(10)에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 센서 부재(16)의 내부에는 접촉 부재(18)측에 제1 센서(S1)가 설치됨과 동시에, 이 제1 센서(S1)와 감도축을 일치시켜 배치한 제2 센서(S2)가 배치되어 있다.
이 경우, 제1 센서(S1)와 제2 센서(S2)는, 감도가 상이한 2개의 센서로 구성되어 있다.
이러한 감도가 상이한 2개의 제1 센서(S1)와 제2 센서(S2)는, 서로 종류가 상이한 센서로 구성되어 있다.
즉, 제1 센서(S1), 제2 센서(S2)로서 예를 들면, 가속도 센서와 가중 센서를 이용함으로써 부피를 식별하므로, 센서 부재(16)가 피측정 청과류(B)에 접촉하는 강도나 각도에 관계없이 안정되게 측정할 수 있다.
따라서, 센서 부재(16)를 피측정 청과류(B)에 접촉시키는 강도를, 스치는 정 도까지 약하게 해도 측정이 가능하므로, 파손 손상되기 쉬운 귤 등의 감귤류를 측정하는 경우에 있어서도, 감귤류의 표면을 파괴하는 일 없이 감귤류에 대해 스치는 정도의 접촉에 의해 정확한 부피 측정이 가능하다.
이와 같이 구성되는 부피 식별 장치(10)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 부피 식별 제어부(26)로부터의 제어에 의한 스테핑 모터(22)의 구동에 의해, 초기 위치로부터, 도 4의 화살표로 나타낸 바와 같이, 피측정 청과류(B)에 접근하는 방향으로 일정한 속도로 아암 부재(14)가 회동함으로써, 그 선단의 접촉 부재(18)의 접촉면(20)이 피측정 청과류(B)에 접촉하도록 되어 있다.
이 접촉시에, 센서 부재(16)의 내부에 배치한 제1 센서(S1)에 의한 제1 센서 출력, 제2 센서(S2)에 의한 제2 센서 출력, 또는 이들 제1 센서 출력 및 제2 센서 출력의 양쪽에 의해, 피측정 청과류(B)의 부피를 식별하도록 되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 센서 부재(16)에 감도축을 일치시켜 감도가 상이한 2개의 제1 센서(S1)와 제2 센서(S2)가 배치되어 있으므로, 이들 센서(S1, S2)가 피측정 청과류(B)에 대해 접촉하는 강도의 차이, 각도의 차이가 없이 측정 조건이 동일하므로, 제1 센서(S1)에 의한 제1 센서 출력과 제2 센서(S2)에 의한 제2 센서 출력은, 측정 조건이 상이하지 않고 측정마다 측정 오차가 없어, 안정되게 정확한 부피 측정이 가능하다.
이하에, 이러한 부피 식별 장치(10)를 이용한 피측정 청과류(B)의 부피 식별 방법에 대해 설명한다.
한편, 특별히 언급하지 않지만, 피측정 청과류(B)에 대한 부피의 식별은 부 피 식별 제어부(26)에서 자동적으로 연산 처리되도록 되어 있다.
또한, 이 부피의 식별 방법의 실시예에 있어서는, 피측정 청과류(B)로서 귤을 측정하여 부피의 식별을 행한 것이다.
또한, 설명의 편의상, 도 5 내지 도 7의 부피 식별 장치(10)를 이용하여 부피의 식별 방법을 실시했을 경우에 대해 설명한다.
(1) 가중 센서를 이용한 부피의 식별 방법
도 8 및 도 9는, 제1 센서(가중 센서)(S1)에 의한 제1 센서 출력(가중 센서 출력)과 제2 센서(가속도 센서)(S2)에 의한 제2 센서 출력(가속도 센서 출력)에 대해, 시간과 센서 출력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 정상적인 피측정 청과류를 측정했을 경우, 도 9는 부피를 갖는 피측정 청과류를 측정했을 경우에 대해 나타내고 있다. 이 실시예에서는, 얻어진 제1 센서 출력(가중 센서 출력)과 제2 센서 출력(가속도 센서 출력)은, 5㎑마다 얻어진 전압(V) 데이터로서, 이 데이터는 부피 식별 장치(10)의 부피 식별 제어부(26)로 보내지게 되어 있다.
또한, 피크치 P1을 갖는 커브가 제1 센서 출력(가중 센서 출력), 다른 한쪽의 피크치 P2를 갖는 커브가 제2 센서 출력(가속도 센서 출력)이다.
한편, 부피 식별 제어부(26)로 보내지는 전압(V) 데이터는, 5㎑마다로 한정되는 것이 아니라, 그 외에도, 예를 들면, 10㎑마다 등, 부피 식별 장치(10)의 구성이나 부피 식별 제어부(26)의 성능, 피측정 청과류의 크기, 종류 등에 따라 적절하게 변경이 가능하다.
이때, 5㎑마다 얻어진 제1 센서 출력(가중 센서 출력)과 제2 센서 출력(가속도 센서 출력)은, 필요에 따라 5㎑마다의 전압(V)의 값을 적절하게 부피 식별 제어부(26) 내에서 선형적으로 수치 환산한 것이라도 된다. 이 경우에는, 이 수치 환산된 Y축의 값을 센서 출력치라고 한다.
이 실시예에서는, 제1 센서(가중 센서)(S1)에 의한 제1 센서 출력(가중 센서 출력)을 이용하여 부피의 식별을 행한다. 즉, 도 8에서의 정상적인 피측정 청과류에 대해, 제1 센서(가중 센서)(S1)의 센서 출력의 피크치 P1=3.83(V)을, 하기의 환산식:
C1=a1*P1+b1
(여기에서, C1은 부피 식별 데이터치, a1 및 b1은 각각 계수를 나타냄)
에 의해 환산하여, 부피 식별 데이터치 C1을 산출한다.
이 환산식은, 예를 들면, "1"을 부피가 심한 피측정 청과류(귤), "10"을 과실이 꽉 들어찬 정상적인 피측정 청과류(귤)로 하여, "1" 내지 "10"에 부피 식별 데이터치 C의 값이 대응하도록 a1 및 b1을 결정한 것이다.
또한, 마찬가지로 하여, 도 9에서의 부피를 갖는 피측정 청과류에 대해, 제1 센서(가중 센서)(S1)의 센서 출력의 피크치 P3=3.33(V)을, 상기와 마찬가지의 환산식:
C1=a1*P3+b1
에 의해 환산하여, 부피 식별 데이터치 C3을 산출한다.
이와 같이 하여 얻어진 부피 식별 데이터치 C1, C3을, 도 10에 나타낸 바와 같은, 미리 육안에 의해 식별된 정상, 부피, 약간의 부피의 피측정 청과류(B)의 빈도 분포를 나타낸 히스토그램의 임계치와 비교하여, 정상인지 부피인지를 식별할 수 있게 되어 있다.
이와 같이 가중 센서에 의한 센서 출력을 이용함으로써, 센서 부재에 의해 청과류의 껍질에 가중을 가하고 있는 상태가 가중 센서에 의해 정확하게 재현되므로, 정확하게 부피를 식별할 수 있다.
(2) 가속도 센서를 이용한 부피의 식별 방법
이 실시예에서는, 제2 센서(가속도 센서)(S2)에 의한 제2 센서 출력(가속도 센서 출력)을 이용하여 부피의 식별을 행한다. 한편, 기본적으로는, 상기의 (1)과 마찬가지의 방법을 이용하여 행하면 된다. 즉, 도 8에서의 정상적인 피측정 청과류에 대해, 제2 센서(가속도 센서)(S2)의 센서 출력의 피크치 P2=3.59(V)를, 하기의 환산식:
C2=a2*P2+b2
(여기에서, C2는 부피 식별 데이터치, a2 및 b2는 각각 계수를 나타냄)
에 의해 환산하여, 부피 식별 데이터치 C2를 산출한다.
이 환산식은, 예를 들면, "1"을 부피가 심한 피측정 청과류(귤), "10"을 과실이 꽉 들어찬 정상적인 피측정 청과류(귤)로 하여, "1" 내지 "10"에 부피 식별 데이터치 C의 값이 대응하도록 a2 및 b2를 결정한 것이다.
또한, 마찬가지로 하여, 도 9에서의 부피를 갖는 피측정 청과류에 대해, 제2 센서(가속도 센서)(S2)의 센서 출력의 피크치 P4=1.62(V)를, 상기와 마찬가지의 환산식:
C4=a2*P4+b2
에 의해 환산하여, 부피 식별 데이터치 C4를 산출한다.
이와 같이 하여 얻어진 부피 식별 데이터치 C2, C4를, 미리 육안에 의해 식별된 정상, 부피, 약간의 부피의 피측정 청과류(B)의 빈도 분포를 나타낸 도 10의 히스토그램에서의 미리 설정한 임계치와 비교하여, 정상인지 부피인지를 식별할 수 있게 되어 있다.
도 10에 나타낸 히스토그램은, 도 8 및 도 9의 가속도 센서의 센서 출력 피크치에, 1.7을 곱하여 부피 식별 데이터치를 얻은 것이다. 도 10의 히스토그램에서는, 3.30 근방에 정상적인 측정 청과류(A)와 부피를 갖는 측정 청과류(C)의 경계가 존재하여, 약간의 부피를 갖는 측정 청과류(B)의 피크가 존재하므로, 부피 식별 데이터치 C의 임계치를 3.30으로 하여, 부피 식별 데이터치 C가 이 임계치를 넘는 경우에는 정상이라고 판단하고, 임계치 이하의 경우에는 부피를 갖는다고 판단하면 된다.
그러나, 이 임계치의 설정은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 시장의 동향, 소비자 요구, 청과류의 품질의 지정 등에 따라 적절하게 설정하면 된다.
이와 같이 가속도 센서에 의한 센서 출력을 이용함으로써, 순간적으로 센서 출력이 얻어지므로, 청과류의 과실 자체의 연성에 좌우되는 일 없이, 부피의 상태를 정확하게 파악할 수 있다.
(3) 가중 센서 및 가속도 센서를 이용한 부피의 식별 방법
이 실시예에서는, 제1 센서(가중 센서)(S1)에 의한 제1 센서 출력(가중 센서 출력)과 제2 센서(가속도 센서)(S2)에 의한 제2 센서 출력(가속도 센서 출력)을 이용하여 부피의 식별을 행한다.
도 8에서의 정상적인 피측정 청과류에 대해, 제1 센서(가중 센서)(S1)의 센서 출력의 피크치 P1=3.83(V)을 제1 변수 α1이라고 한다.
한편, 제2 센서(가속도 센서)(S2)의 센서 출력의 P2=3.59(V)를 제2 변수 β1이라고 한다.
이상과 같이 하여 얻어진 제1 변수 α1 및 제2 변수 β1로부터, 하기 식(Ⅰ):
C1=K0+K1*α1+K2*β1 (Ⅰ)
(여기에서, C1은 부피 식별 데이터치, K0, K1 및 K2는 계수를 나타냄)
에 의해 부피 식별 데이터치 C1을 구한다.
즉, 회귀식을 구하기 위한 다수의 샘플에 대해, 상기의 측정을 행하여 제1 변수 α 및 제2 변수 β를 도출함과 함께, 미리 육안 등으로 부피의 정도를 수치화하고, 이들 샘플의 데이터에 기초하여 중회귀 분석, 주성분 회귀 분석, PLS 회귀 분석 등에 의한 다변량 해석을 행하고, 이에 따라 계수 K0, K1 및 K2를 결정하여, 부피 식별 데이터치 C에 대한 회귀식이 산출된다. 예를 들면, "1"을 부피가 심한 피측정 청과류(귤), "10"을 과실이 꽉 들어찬 정상적인 피측정 청과류(귤)로 하여, "1" 내지 "10"에 부피 식별 데이터치 C의 값을 대응시킨다.
이 회귀식은, 부피 식별 제어부(26)에 미리 설정되어 있다. 예를 들면, 상기 식(Ⅰ)로부터 얻어진 추정치와, 육안 등에 의해 결정된 부피의 정도를 나타내는 수치의 상관 계수가 가장 높아지도록, 통상적으로 이용되는 다변량 해석 수법에 의해 K0, K1, K2의 값을 결정한다.
이 회귀식에, 계측에 의해 얻어진 제1 변수 α1 및 제2 변수 β1을 대입함으로써 부피 식별 데이터치 C1을 얻을 수 있다.
또한, 마찬가지로 하여, 도 9에서의 부피를 갖는 피측정 청과류에 대해, 제1 센서(가중 센서)(S1)의 센서 출력의 피크치 P3=3.33(V)을 제1 변수 α2라고 한다.
한편, 제2 센서(가속도 센서)(S2)의 센서 출력의 피크치 P4=1.62(V)를 제2 변수 β2라고 한다.
이상과 같이 하여 얻어진 제1 변수 α2 및 제2 변수 β2로부터, 하기 식(Ⅰ):
C2=K0+K1*α2+K2*β2 (Ⅰ)
에 의해 부피 식별 데이터치 C2를 얻는다.
이와 같이 하여 얻어진 부피 식별 데이터치 C1, C2를, 미리 육안에 의해 식별된 정상, 부피, 약간의 부피의 피측정 청과류(B)의 빈도 분포를 나타낸 도 10과 같은 히스토그램의, 미리 설정한 임계치와 비교하여 정상인지 부피인지를 식별할 수 있게 되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 피측정 청과류의 종류 및 측정 조건 등에 따라서는, 보다 정확한 부피의 식별이 가능하다.
도 11은, 본 발명의 부피 식별 장치(10)에서의 다른 실시예를 나타내는 개략도이다.
이 실시예의 부피 식별 장치(10)는, 기본적으로는, 도 1 내지 도 7에 도시한 실시예와 마찬가지의 구성이므로, 동일한 구성 부재에는 동일한 참조 번호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.
이 실시예의 부피 식별 장치(10)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 센서 부재 구동 기구인 스테핑 모터(22)에 의해 센서 부재(16)가 피측정 청과류(B)로부터 이격되어 접촉 개시 위치로 복귀하는 위치(도 11의 실선의 위치)에, 센서 부재(16)의 충격을 흡수하는 충격 흡수 부재(28)가 배치되어 있다.
이 경우, 충격 흡수 부재(28)로서는, 충격을 흡수할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 스펀지, 고무, 발포스티롤, 스프링 등의 탄성 부재로 구성할 수 있다.
이와 같이 구성함으로써, 센서 부재(16)가 피측정 청과류(B)로부터 이격될 때(귀로)에 접촉 개시 위치로 복귀하는 위치에서, 예를 들면, 스펀지, 고무 등의 충격 흡수 부재(28)에 의해 센서 부재(16)의 충격을 흡수할 수 있다.
또한, 브레이크로서 기능하므로, 센서의 충격을 완화하여 센서의 수명을 연 장할 수 있을 뿐만 아니라, 연속 측정을 행할 때에 안정성이 향상되어, 정확한 부피의 식별이 가능하다.
또한, 이 실시예의 부피 식별 장치(10)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 센서 부재(16)가 피측정 청과류(B)로부터 이격되어 접촉 개시 위치로 복귀하는 위치(도 11의 실선의 위치)에, 센서 부재(16)를 보관하는 보관 기구(30)를 구비하고 있다.
이러한 보관 기구(30)는, 예를 들면, 전자석을 이용함으로써, 센서 부재(16)가 피측정 청과류(B)로부터 이격될 때(귀로)에 통전하는 것에 의해, 접촉 개시 위치로 복귀하는 위치에서 센서 부재(16)를 보관할 수 있다.
이에 따라, 센서 부재(16)가 관성력에 의해 바운드하는 것을 방지할 수 있어 센서 부재의 수명을 향상시킬 수 있다.
게다가, 피측정 청과류(B)에 대해 접촉할 때(왕로)에 이 보관 기구(30)에 의한 보관을 해제함으로써(통전을 해제), 연속적으로 안정되게 부피의 식별이 가능하다.
이러한 보관 기구(30)는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 상기의 전자석 이외에도, 예를 들면, 척에 의해 아암 부재(14)를 보관하도록 하는 구성이라도 상관없다.
또한, 이 실시예에서는, 충격 흡수 부재(28)를 보관 기구(30)측에 배치하였지만, 센서 부재(16)의 접촉면(20)측과 반대측에 충격 흡수 부재(28)를 부설하는 것도 가능하다.
한편, 센서 부재(16)가 피측정 청과류(B)의 방향으로 하강하고 되돌아 왔을 때에, 센서 부재(16)가 충격 흡수 부재(28)를 압압했을 때의 센서 출력치를 가끔 체크함으로써, 장치의 고장 진단 및 컨디션 체크를 행하고 있다.
도 12는, 본 발명의 부피 식별 장치의 다른 실시예를 도시하는 개략도이다.
이 실시예의 부피 식별 장치(10)는, 기본적으로는, 도 11에 도시한 실시예와 마찬가지의 구성이므로, 동일 구성 부재에는 동일한 참조 번호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다.
이 실시예의 부피 식별 장치(10)는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 2개의 부피 식별 장치(10)가 피측정 청과류(B)의 양측방에 배치되어 있다.
이에 따라 2면 측정이 가능하고, 피측정 청과류에 대해 피측정 청과류의 다면에서의 부피를 동시에 측정할 수 있어, 피측정 청과류의 부피를 정확하게 측정할 수 있다.
한편, 이 실시예의 경우에는, 2개의 부피 식별 장치(10)를 피측정 청과류(B)의 측방에 배치하였지만, 이 수는 특별히 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 피측정 청과류(B)의 측방의 4면으로부터 측정할 수 있도록, 4개의 부피 식별 장치(10)를 90°씩 이격하여 배치하는 등 적절하게 변경 가능하다.
도 13은 본 발명의 부피 식별 장치의 다른 실시예를 도시하는 개략도, 도 14는 도 13의 화살표 A를 따라 본 도면이다.
이 실시예의 부피 식별 장치(10)는, 기본적으로는, 도 11에 도시한 실시예와 마찬가지의 구성이므로, 동일한 구성 부재에는 동일한 참조 번호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다.
이 실시예의 부피 식별 장치(10)는, 도 13에 도시한 바와 같이, 도 11의 실시예와 마찬가지로, 2개의 부피 식별 장치(10)가 피측정 청과류(B)의 양측방에 배치되어 있다.
또한, 이 실시예의 부피 식별 장치(10)는, 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 피측정 청과류(B)가 컨베이어 등의 반송 장치(32)에 의해 연속적으로 반송되는 트레이(34) 상에, 예를 들면, 과실 등의 피측정 청과류(B)가 수용되어 있다.
이 경우, 도 13의 (b) 및 도 14에 도시한 바와 같이, 연속하여 반송 장치(32) 상을 반송되어 오는 피측정 청과류(B)에 대해, 반송 장치(32)를 통해 대치한 위치에 센서 부재(16)가 설치되어 있어, 피측정 청과류(B)가 반송되어 오면 피측정 청과류(B)의 양측방에 접촉하도록 구성되어 있다.
그리고, 미도시의, 예를 들면, 광전관 등의 검출 센서에 의해, 트레이(34)에 수용되어 반송 장치(32)에 의해 반송되어 오는 피측정 청과류(B)가 검지되었을 때에, 부피 식별 장치(10)가 작동하여, 연속적으로 피측정 청과류(B)의 부피를 측정하게 되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 연속하여 반송되어 오는 피측정 청과류(B)의 부피를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 도 15에 도시한 바와 같이, 연속하여 반송 장치(32) 상을 반송되어 오는 피측정 청과류(B)에 대해, 복수의 센서 부재(16, 16)가 반송 방향으로 일정 간격 이격된 위치에서 반송 방향에 대해 좌우의 위치로부터 교대로 피측정 청과류(B)에 대해 접촉하도록 하여도 된다.
이와 같이 구성함으로써, 복수의 센서 부재(16, 16)가, 반송 방향으로 일정 간격 이격된 위치에서, 반송 방향에 대해 좌우의 위치로부터 교대로 피측정 청과류(B)에 대해 접하여 부피를 측정하므로, 연속하여 반송되어 오는 피측정 청과류(B)의 부피를 측정 누락도 없이 정확하게 측정할 수 있고, 또한, 측정 정밀도, 측정 효율이 향상된다.
또한, 이에 따라, 동시에 복수의 센서 부재(16, 16)가, 피측정 청과류에 대해 접촉하지 않기 때문에, 센서끼리의 간섭이 없어져 정확하게 부피의 식별을 행할 수 있다.
또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 연속하여 반송 장치(32) 상을 반송되어 오는 홀수 번호의 피측정 청과류(B1)에 대해서는 센서 부재(16A)가 접촉하고, 짝수 번호의 피측정 청과류(B2)에 대해서는 센서 부재(16B)가 접촉하도록 하여, 이것에 의해, 부피의 식별을 행하여도 된다.
이와 같이 구성하면, 반송 장치(32)의 반송 스피드를 높여도 센서 부재(16A, 16B)를 피측정 청과류(B1, B2)에 접촉시킬 수 있어, 다량의 피측정 청과류를 측정 누락을 일으키는 일 없이 확실하게 부피의 식별을 행할 수 있다.
도 17은 본 발명의 부피 식별 장치의 다른 실시예를 도시하는 개략도, 도 18은 도 17의 화살표 A 방향에서 본 도면, 도 19는 도 18의 부분 확대도, 도 20은 도 19의 화살표 B 방향에서 본 도면, 도 21은 기준 부피 부재의 정면도, 도 22는 도 21의 기준 부피 부재의 하면도이다.
이 실시예의 부피 식별 장치(100)는, 기본적으로는, 상기한 실시예와 마찬가 지의 구성이므로, 동일한 구성 부재에는 동일한 참조 번호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다.
이 실시예의 부피 식별 장치(100)에서는, 도 17에 도시한 바와 같이, 지지대 프레임(102) 상에 컨베이어(104)가 배치되어 있다.
그리고, 이 컨베이어(104)의 상방에 위치하도록 대략 상자 형상의 부피 측정 기구(106)가, 설치 다리 부재(108)에 의해 지지대 프레임(102)에 고정되어 있다.
또한, 부피 측정 기구(106)에는, 그 상방 부분에 부피 식별 제어부(26)가 배치되어 있다.
또한, 컨베이어(104)의 하류측에는, 컨베이어(104)를 구동하는 구동 모터(미도시)의 회전축의 회전수를 측정하는 인코더(110)가 배치되어 있을 뿐만 아니라, 컨베이어(104)의 하류 단측에는 피측정 청과류(B)를 배출하기 위한 슈트(112)가 부설되어 있다.
그리고, 도 11의 실시예와 마찬가지로, 피측정 청과류(B)가 컨베이어(104)에 의해 연속적으로 반송되는 트레이(34) 상에, 예를 들면, 과실 등의 피측정 청과류(B)가 수용되어 있다.
또한, 광전관 등의 검출 센서(미도시)에 의해, 트레이(34)에 수용되어 컨베이어(104)에 의해 반송되어 오는 피측정 청과류(B)가 검지되었을 때에, 부피 식별 장치(10)가 작동하여 연속적으로 피측정 청과류(B)의 부피를 측정하도록 되어 있다.
한편, 부피 측정 기구(106)에는, 도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이, 컨베 이어(104) 상을 반송되어 오는 피측정 청과류(B)의 통로를 구성하는 개구부(114)가 하방에 형성되어 있다.
그리고, 도 19 및 도 20에 도시한 바와 같이, 개구부(114)를 사이에 두고 2개의 부피 식별 장치(10)가 피측정 청과류(B)의 양측방에 위치하도록 배치되어 있다.
이들 부피 식별 장치(10)는, 도 1에 도시한 부피 식별 장치(10)와 동일한 구성이며, 도 19 및 도 20에 도시한 바와 같이, 스테핑 모터(22)가 회동축(12)을 회전하도록 장착되어 있을 뿐만 아니라, 그 반대측에 회동축(12)의 회동 각도, 즉, 센서 부재(16)의 회전 각도를 검출하기 위한 인코더(24)가 장착되어 있다.
또한, 이들 부피 식별 장치(10)에는, 도 11의 실시예와 마찬가지로, 센서 부재(16)의 충격을 흡수하는 충격 흡수 부재(28), 피측정 청과류(B)로부터 이격되어 접촉 개시 위치로 복귀하는 위치에 센서 부재(16)를 보관하는 보관 기구(30)를 구비하고 있다.
한편, 이 실시예에서는, 센서 부재(16)의 접촉면(20)측과 반대측에 충격 흡수 부재(28)를 부설하고 있다. 또한, 충격 흡수 부재(28)를 보관 기구(30)측에 배치하는 것도 가능하다.
부피 측정 기구(106)에는, 도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이, 상하 방향으로 배설한 가이드 레일(116)로 안내되어 구동 모터(118)에 의해, 도 18 내지 도 20의 화살표로 나타낸 바와 같이, 상하 방향으로 승강 가능한 기준 경도 장치(120)가 배설되어 있다.
이 기준 경도 장치(120)에는, 도 21 및 도 22에 도시한 바와 같이, 경도가 상이한 복수의(이 실시예에서는 4개의) 기준 부피 부재(126)가 원통 형상으로 조립된 기준 부피 조립체(128)를 구비하고 있다.
그리고, 이 기준 부피 조립체(128)는, 회전 구동 모터(122)의 회전축(124)에 연결되어 있어, 회전함으로써 임의 경도의 기준 부피 부재(126)가 부피 식별 장치(1O)의 아암 부재(14) 선단의 센서 부재(16)와 접촉하도록 되어 있다.
한편, 도 21 및 도 22는, 기준 부피 부재(126)가 원통 형상으로 조립된 기준 부피 조립체(128)로 하였으나, 미도시이지만, 사각 주상으로 조립된 기준 부피 조립체(128)로 함으로써, 센서 부재(16)가 접촉하여 기준 경도의 경도 데이터를 정확하게 측정할 수 있으므로 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 센서 부재(16)가 소정의 기준 경도를 갖는 기준 부피 부재(126)에 접촉하고, 기준 부피 부재(126)의 경도 데이터에 기초하여, 부피 측정 데이터의 교정을 행하므로, 경시 변화에 의한 변동을 보정할 수 있어 보다 정확하게 부피의 식별을 행할 수 있다.
또한, 이 기준 부피 부재(126)에는, 기준 부피 부재(126)의 온도를 측정하는 측온 장치(미도시)를 구비하고 있어도 된다.
이와 같이 함으로써, 기준 부피 부재(126)의 온도를 측정하는 측온 장치에 의한 기준 부피 부재(126)의 온도 데이터에 기초하여, 부피 측정 데이터의 교정을 행하므로, 기준 부피 부재 자체의 온도 특성을 고려할 수 있으므로, 예를 들면, 실내나 농원지 등의 환경 온도에 의해 영향을 받는 일 없이 정확하게 부피를 식별할 수 있다.
한편, 이 경우, 도 23에 도시한 바와 같이, 부피 식별 장치(10)에 있어서, 아암 부재(14)를 탄성을 갖는 재료로 구성함과 함께, 바깥쪽으로 대략 "く"자 형상으로 굴곡시켜 어느 정도 탄성력를 갖도록 해도 된다.
이와 같이 구성함으로써, 피측정 청과류(B)가 부드러워 손상되기 쉬운 청과류인 경우에, 접촉에 의한 충격으로 피측정 청과류가 파손 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 이 실시예에서는, 기준 경도 장치(120)를 상하 방향으로 승강 가능하게 하였지만, 그 반대로, 기준 경도 장치(120)를 상하로 이동 불가능하게 하고, 하강 기구인 부피 식별 장치(1O)를 상하 방향으로 이동하도록 하여, 기준 부피 부재(126)에 센서 부재(16)가 접촉할 수 있도록 하여도 된다.
또한, 기준 경도 장치(120)와 부피 식별 장치(10)의 양쪽 모두를, 상대적으로 상하로 이동할 수 있도록 하여도 된다.
또한, 미도시이지만, 연속하여 반송 장치인 컨베이어(104) 상을 반송되어 오는 피측정 청과류(B)에 대해, 센서 부재(16)가 접촉하는 상류측의 위치에서 피측정 청과류(B)의 크기를 측정한다, 예를 들면, 포토 센서로 이루어지는 치수 측정 장치를 배치하고, 이 치수 측정 장치로 측정한 피측정 청과류(B)의 치수 데이터에 기초하여, 센서 부재 구동 기구에 의한 센서 부재(16)의 피측정 청과류(B)에 대한 접촉 개시 타이밍을 제어하도록 하여도 된다.
즉, 센서 부재(16)를 하강시켜 접촉시키는 타입의 부피 식별 장치(10)에서 는, 예를 들면, 작은 피측정 청과류(귤)와 큰 피측정 청과류(귤)에서는, 하강각이 다르기 때문에, 센서 부재(16)가 움직이기 시작하고 나서 피측정 청과류(B)에 접촉할 때까지의 시간이 다르게 된다.
이 때문에, 센서 부재(16)가 접촉하는 상류측의 위치에, 피측정 청과류(B)의 크기를 측정하는 치수 측정 장치로서 예를 들면, 포토 센서를 배치하고, 이 치수 측정 장치에 의해 피측정 청과류(B)의 치수 데이터를 계산하여, 하강 트리거(접촉 개시 타이밍)를 설정하게 되어 있다.
즉, 포토 센서를 차단하고 있는 시간은 피측정 청과류의 크기이므로, 길게 차단하고 있을 때에는 큰 피측정 청과류이므로, 하강 트리거는 늦어도 되며, 짧을 때에는 작은 피측정 청과류이므로 빨리 하강을 개시하도록 제어하게 되어 있다.
이것에 의해, 측정 조건이 동일하게 되어, 제1 센서(S1)에 의한 제1 센서 출력과 제2 센서(S2)에 의한 제2 센서 출력은, 측정 조건이 상이하지 않고 측정마다 측정 오차가 없어, 안정되고 정확하게 부피 식별을 행할 수 있다.
이 경우, 하강 기구인 부피 식별 장치(10)는, 기준 부피 부재(126)의 위치까지 상승할 수 있지만, 그 도중에 정지하여 여름 밀감이나 멜론 등 큰 피측정 청과류(B)를 측정하도록 하여도 된다.
또한 이때, 하강 기구인 부피 식별 장치(10)가 상승함과 동시에 포토 센서도 상승하도록 하여, 포토 센서가 항상 하강 기구인 부피 식별 장치(1O)의 접촉 위치의 높이에 있도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 이와 같이 하면, 센서 부재(16)가 접촉하는 높이의 피측정 청과류(B)의 폭을 측정하여, 피측정 청과류(B)의 센터에 접촉하도록 하강을 개시할 수 있기 때문에, 측정마다 측정 오차가 없이 안정되고 정확하게 부피의 식별을 행할 수 있다.
도 24는 본 발명의 부피 식별 장치의 다른 실시예를 도시하는 개략 사시도, 도 25는 도 24의 부피 식별 장치의 작동 상태를 설명하는 개략도이다.
이 실시예의 부피 식별 장치(100)는, 기본적으로는, 상기한 실시예와 마찬가지의 구성이므로, 동일한 구성 부재에는 동일한 참조 번호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다.
이 실시예의 부피 식별 장치(100)에서는, 도 24에 도시한 바와 같이, 컨베이어 등의 반송 기구(132) 근방의 측방에, 미도시의 프레임 등의 지지대에 볼트 등의 체결 부재(134)로 고정한 대략 삼각형 주상의 탄성 부재(136)를 구비하고 있다.
이 경우, 탄성 부재(136)로서는 탄성이 있으면 되며, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 우레탄 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 이들의 발포 수지, 우레탄 고무 등의 고무, 탄성 스프링 부재 등으로 구성할 수 있다.
그리고, 이 탄성 부재(136)의 원호상의 접촉면(138)의 선단(138a)에, 센서 부재(16)가 장착되어 있다.
이 센서 부재(16)에는, 미도시이지만, 상기의 실시예와 마찬가지로, 제1 센서(S1)와 감도축을 일치시켜 배치한 제2 센서(S2)가 배치되어 있다.
또한 이 센서 부재(16)의 기단부(基端部)에는, 센서 부제(16)를 피측정 청과류(B)에 대해 소정 속도로 접촉시키는 센서 부재 구동 기구로서 진동 발생 장치(140)가 장착되어 있다.
이러한 진동 발생 장치(140)로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 스테핑 모터를 정역전하도록 한 것, 회전 모터의 회전 원심력을 이용하는 것, 전자석의 작용을 이용하는 것 등 공지의 진동 발생 장치를 이용할 수 있다.
이러한 진동 발생 장치(140)의 진동 발생 주파수로서는, 10 내지 100㎐, 바람직하게는 20 내지 60㎐로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 도 25에 도시한 바와 같이, 컨베이어 등의 반송 기구(132) 상을 피측정 청과류(B)가 반송되어 오면(도 25의 (a)), 탄성 부재(136)가 그 탄성력에 의해 굴곡하여(도 25의 (b)), 원호상의 접촉면(138)의 선단(138a)에 설치된 센서 부재(16)가 피측정 청과류(B)에 접촉한다.
이때, 진동 발생 장치(140)에 의해 센서 부재(16)를 진동시켜, 요동에 의해 컨베이어 등의 반송 기구(132) 상을 연속적으로 반송되어 오는 청과류 등의 피측정 청과류(B)에 대해, 일정한 속도로 센서 부재(16)가 연속적으로 접촉하게 되어, 대량의 청과류의 부피 식별이 가능해진다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명해 왔지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형, 변경이 가능하다.
본 발명에 따르면, 청과류에 대해 접촉하는 강도의 차이, 접촉하는 각도의 차이에 따라 측정 조건이 상이하지 않고, 또한, 측정마다 측정 오차가 없어, 안정되고 정확한 부피 측정이 가능하고, 또한 파손 손상되기 쉬운, 예를 들면, 귤 등의 감귤류를 측정하는 경우에 있어서도, 감귤류의 표면을 파괴하는 일 없이 감귤류에 대해 스치는 정도의 접촉에 의해 정확한 부피 측정이 가능하다.
또한, 센서 출력을 시간-센서 출력 관계 그래프로 변환하고, 그래프의 센서 출력의 피크치에 대해 비례하는 양을 산출하여, 이를 부피 식별 데이터치로 함으로써, 예를 들면 미리 청과류의 품종 등에 따라 부피 식별 데이터치를 취득하여 두고, 이 부피 식별 데이터에 기초하여, 부피 식별 데이터치에 의해 즉석에서 정확하게 부피를 식별할 수 있다.
본 발명에 따르면, 예를 들면, 청과류의 선과장에 있어서, 선과장의 컨베이어 위에 장착하고 모든 청과류를 전수 검사하여 품질을 관리함으로써, 모든 청과류에 대해 부피 계측이 가능하다.

Claims (26)

  1. 청과류의 부피(浮皮)를 식별하는 청과류의 부피 식별 장치로서,
    피측정 청과류에 대해 소정 속도로 접촉하는 센서 부재와,
    상기 센서 부재에, 접촉면에 감도축을 일치시켜 배치된 센서와,
    상기 센서 부재를 피측정 청과류에 대해 센서의 감도 방향으로부터 접촉시킴으로써 얻어진 센서 출력에 의해 피측정 청과류의 부피를 식별하는 부피 식별 제어부를 구비하고,
    상기 부피 식별 제어부는,
    센서 출력을 시간-센서 출력의 관계 그래프로 변환하고,
    상기 그래프의 센서 출력의 피크치에 비례하는 양을 산출하여, 이것을 부피 식별 데이터치로 하고,
    부피 식별 데이터치에 의해 피측정 청과류의 부피를 식별하는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부피 식별 제어부는 상기 부피 식별 데이터치가 소정의 임계치 이하가 되었을 때에 부피가 존재한다고 식별하는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서 출력은 가중 센서에 의한 센서 출력인 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서 출력은 가속도 센서에 의한 센서 출력인 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서 부재는 접촉면에 감도축을 일치시켜 배치된 가중 센서와 가속도 센서를 구비하고,
    상기 부피 식별 제어부는,
    상기 가중 센서에 의한 센서 출력과 상기 가속도 센서에 의한 센서 출력을 각각 시간-센서 출력 관계 그래프로 변환하고,
    가중 센서에 의한 상기 그래프의 센서 출력의 피크치에 비례하는 양을 산출하여, 이것을 제1 변수 α로 하고,
    가속도 센서에 의한 상기 그래프의 센서 출력의 피크치에 비례하는 양을 산출하여, 이것을 제2 변수 β로 하고,
    하기 식(Ⅰ):
    C=K0+K1 α+K2 β (Ⅰ)
    (여기에서, C는 부피 식별 데이터치, K0, K1 및 K2는 계수를 나타냄)
    에 의해 얻어진 부피 식별 데이터치에 의해 피측정 청과류의 부피를 식별하는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부피 식별 장치는,
    상기 센서 부재를 피측정 청과류에 대해 소정 속도로 접촉시키는 센서 부재 구동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서 부재 구동 기구는 진동 발생 장치인 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 센서 부재 구동 기구는,
    청과류의 종류, 크기에 따라, 상기 센서 부재가 피측정 청과류에 대해 접촉하는 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 센서 부재 구동 기구는,
    상기 센서 부재가 피측정 청과류에 대해 접촉하는 속도와 상기 센서 부재가 피측정 청과류로부터 이격되는 속도를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 센서 부재 구동 기구는,
    상기 센서 부재가 피측정 청과류로부터 이격되어 접촉 개시 위치로 복귀할 때에 접촉 개시 위치 근방에서의 속도가 늦어지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 센서 부재 구동 기구에 의해 상기 센서 부재가 피측정 청과류로부터 이격되어 접촉 개시 위치로 복귀하는 위치에 상기 센서 부재의 충격을 흡수하는 충격 흡수 부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 센서 부재 구동 기구에 의해 상기 센서 부재가 피측정 청과류로부터 이격되어 접촉 개시 위치로 복귀하는 위치에, 상기 센서 부재를 보관하는 보관 기구 를 구비하는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 센서 부재는 아암 부재의 선단에 장착되고,
    상기 아암 부재는 상기 센서 부재 구동 기구에 연결된 회전축에, 상기 회전축의 회전에 수반하여 회동하도록 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 센서 부재 구동 기구에 연결된 회전축의 회전 각도를 검지하는 회전 각도 검지 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 센서 부재는 피측정 청과류에 대해 접촉하여 피측정 청과류의 부피를 측정하기 전에, 소정의 기준 경도를 갖는 기준 부피 부재에 접촉하고, 상기 기준 부피 부재의 경도 데이터에 기초하여, 부피 측정 데이터의 교정을 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기준 부피 부재의 온도를 측정하는 측온 장치를 구비하고,
    상기 측온 장치에 의한 기준 부피 부재의 온도 데이터에 기초하여, 부피 측정 데이터의 교정을 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 피측정 청과류에 대해 복수의 센서 부재가 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    연속하여 반송 장치 상을 반송되는 피측정 청과류에 대해 센서 부재가 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    연속하여 반송 장치 상을 반송되는 피측정 청과류에 대해 복수의 센서 부재가, 반송 방향으로 일정 간격 이격된 위치에서 피측정 청과류에 대해 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    연속하여 반송 장치 상을 반송되는 피측정 청과류에 대해 복수의 센서 부재가, 반송 방향으로 일정 간격 이격된 위치에서 반송 방향에 대해 좌우의 위치로부 터 교대로 피측정 청과류에 대해 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  21. 제18항에 있어서,
    연속하여 반송 장치 상을 반송되는 피측정 청과류에 대해 센서 부재가 접촉하는 상류측의 위치에 피측정 청과류의 크기를 측정하는 치수 측정 장치가 배치되고,
    이 치수 측정 장치에서 측정한 피측정 청과류의 치수 데이터에 기초하여 상기 센서 부재 구동 기구에 의한 센서 부재의 피측정 청과류에 대한 접촉 개시 타이밍을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 장치.
  22. 청과류의 부피를 식별하는 청과류의 부피 식별 방법으로서,
    피측정 청과류에 대해 소정 속도로 접촉하는 센서 부재와,
    상기 센서 부재에, 접촉면에 감도축을 일치시켜 배치된 센서와,
    상기 센서 부재를 피측정 청과류에 대해 센서의 감도 방향으로부터 접촉시킴으로써 얻어진 센서 출력에 의해 피측정 청과류의 부피를 식별하는 부피 식별 제어부를 구비한 부피 식별 장치를 이용하여,
    상기 부피 식별 제어부에 있어서,
    센서 출력을 시간-센서 출력의 관계의 그래프로 변환하고,
    상기 그래프의 센서 출력의 피크치에 비례하는 양을 산출하여, 이것을 부피 식별 데이터치로 하고,
    부피 식별 데이터치에 의해 피측정 청과류의 부피를 식별하는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 부피 식별 제어부는 상기 부피 식별 데이터치가 소정의 임계치 이하가 되었을 때에, 부피가 존재한다고 식별하는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 센서 출력은 가중 센서에 의한 센서 출력인 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 센서 출력은 가속도 센서에 의한 센서 출력인 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 방법.
  26. 상기 센서 부재는 접촉면에 감도축을 일치시켜 배치된 가중 센서와 가속도 센서를 구비하고,
    상기 부피 식별 제어부에 있어서,
    상기 가중 센서에 의한 센서 출력과 상기 가속도 센서에 의한 센서 출력을 각각 시간-센서 출력 관계 그래프로 변환하고,
    가중 센서에 의한 상기 그래프의 센서 출력의 피크치에 비례하는 양을 산출하여, 이것을 제1 변수 α로 하고,
    가속도 센서에 의한 상기 그래프의 센서 출력의 피크치에 비례하는 양을 산출하여, 이것을 제2 변수 β로 하고,
    하기 식(Ⅰ):
    C=K0+K1 α+K2 β (Ⅰ)
    (여기에서, C는 부피 식별 데이터치, K0, K1 및 K2는 계수를 나타냄)
    에 의해 얻어진 부피 식별 데이터치에 의해 피측정 청과류의 부피를 식별하는 것을 특징으로 하는 청과류의 부피 식별 방법.
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