KR20090048166A

KR20090048166A - 고추 수확용 엔드이펙터

Info

Publication number: KR20090048166A
Application number: KR1020070114422A
Authority: KR
Inventors: 이대원
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2009-05-13
Also published as: KR100958039B1

Abstract

본 발명은 고추를 하나씩 자동으로 수확할 수 있도록 하는 고추 수확용 엔드이펙터를 개시한다. 본 발명은 고추 수확용 엔드이펙터에 관한 것으로, 원통형상의 고추투입관과; 상기 고추투입관으로 투입된 고추의 꼭지 부위를 절단할 수 있도록 상기 고추투입관의 상단부에 설치되는 절단부와; 상기 절단부를 구동시키도록 상기 고추투입관의 일측 외면에 구비되며 구동모터를 포함하는 링크구동부와; 상기 고추투입관으로 투입되는 고추의 꼭지부위의 위치를 감지할 수 있도록 상기 절단부의 상측에 설치되어 상기 구동모터 측으로 구동신호를 발신하는 감지부를 포함하여 구성됨으로써, 체적이 작고 가벼운 기계를 이용하여 고추 재배 농가의 고추 수확 작업의 자동화를 구현함으로써 고추 수확 작업을 용이하게 함과 동시에 노동력을 크게 절감시킬 수 있다.

고추, 수확, 자동화

Description

고추 수확용 엔드이펙터{END-EFFECTOR FOR HARVESTING A PEPPER}

본 발명은 고추 수확용 엔트이펙터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 체적이 작고 가벼운 기계를 이용하여 고추 재배 농가의 고추 수확 작업의 자동화를 구현함으로써 고추 수확 작업을 용이하게 함과 동시에 노동력을 크게 절감시킬 수 있는 고추 수확용 엔드이펙터에 관한 것이다.

농가에서 재배되고 있는 고추를 수확하기 위해서는 고추 줄기에 매달린 고추의 꼭지부위를 일일이 수작업을 통하여 자르던지 혹은, 고추 수확 장치를 이용하여 고추를 수확하게 된다.

그런데, 종래의 고추 수확 장치는 일부 계량된 품종인 일시 수확형 품종에 대해서만 적용이 가능하다. 즉, 수확시기에 모든 줄기를 절단하여 고추를 수확하고 줄기에서 고추를 선별하는 방법을 사용하고 있는데, 이 방법은 상품성이 떨어지고, 일시 수확형 계량 품종에 국한된다는 문제점이 있다.

또한, 고추를 하나씩 수확하는 장치 및 수확 작업의 자동화는 현재 극히 드물며, 일괄 수확의 경우를 위해 품종 계량에 역점을 두고 있으므로 고추 수확에 있어서 많은 노동력이 소요되며, 반복적으로 고추 꼭지 부위를 일일이 가위와 같은 절단 기계를 이용하여 절단함으로써 수확하므로 고추 수확 작업이 용이하지 않다는 문제점이 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 체적이 작고 가벼운 기계를 이용하여 고추 재배 농가의 고추 수확 작업의 자동화를 구현함으로써 고추 수확 작업을 용이하게 함과 동시에 노동력을 크게 절감시킬 수 있는 고추 수확용 엔드이펙터를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 고추 수확용 엔드이펙터는, 원통형상의 고추투입관과; 상기 고추투입관으로 투입된 고추의 꼭지 부위를 절단할 수 있도록 상기 고추투입관의 상단부에 설치되는 절단부와; 상기 절단부를 구동시키도록 상기 고추투입관의 일측 외면에 구비되며 구동모터를 포함하는 링크구동부와; 상기 고추투입관으로 투입되는 고추의 꼭지부위의 위치를 감지할 수 있도록 상기 절단부의 상측에 설치되어 상기 구동모터 측으로 구동신호를 발신하는 감지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 고추 수확용 엔드이펙트는, 체적이 작고 가벼운 기계를 이용하여 고추 재배 농가의 고추 수확 작업의 자동화를 구현함으로써 고추 수확 작업을 용이하게 함과 동시에 노동력을 크게 절감시킬 수 있 는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 고추 수확용 엔드이펙터를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고추 수확용 엔드이펙터의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 고추 수확용 엔드이펙터를 정면에서 바라본 구조를 도시한 평면도이며, 도 3은 고추 수확용 엔드이펙터를 우측에서 바라본 구조를 도시한 우측면도이고, 도 4는 고추 수확용 엔드이펙터를 좌측에서 바라본 구조를 도시한 좌측면도이며, 도 5는 고추 수확용 엔드이펙터를 상측에서 내려다본 구조를 도시한 평면도이고, 도 6과 도 7은 고추 수확용 엔드이펙터의 동작을 도시한 작동도이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고추 수확용 엔드이펙터는, 원통형상의 고추투입관(100)과, 고추투입관(100)으로 투입된 고추의 꼭지 부위를 절단할 수 있도록 고추투입관(100)의 상단부에 설치되는 절단부(200)와, 절단부(200)를 구동시키도록 고추투입관(100)의 일측 외면에 구비된 링크구동부(300)와, 링크구동부(300)를 구동시키는 구동모터(400)와, 고추투입관(100)으로 투입되는 고추의 꼭지부위의 위치를 감지할 수 있도록 절단부(200)의 상측에 설치되어 구동모터(400) 측으로 구동신호를 발신하는 감지부(500)를 포함하여 구성되어 있다.

고추투입관(100)은 원통 형상의 관으로 상단면으로 고추 줄기에 매달린 고추가 투입되고, 꼭지부위가 절단된 후 하단면으로 배출될 수 있도록 그 상단면과 하 단면은 개구되어 있다.

고추투입관(100)의 외면 일측에는 고추투입관(100) 보다 큰 직경을 갖는 하측고정링(120)과 상측고정링(130)이 각각 고정결합되어 있으며, 상측고정링(130)의 외면에는 후술할 작동링크(330)가 회전가능하게 결합된다.

절단부(200)는 고추투입관(100)의 상단면에 형성된 결합돌기(110)에 회전가능하게 결합되는 반고리 형상의 주칼날(210)과, 주칼날(210)의 대향측에 설치되며 결합돌기(110)에 회전가능하게 결합되는 반고리 형상의 보조칼날(220)로 이루어진다.

고추투입관(100)의 상단면과 접촉되는 주칼날(210)과 보조칼날(220)의 하단면은 고추투입관(100) 상단면의 파손을 방지할 수 있도록 날이 형성되어 있지 않으며, 주칼날(210)과 보조칼날(220)의 상단면에만 고추의 꼭지부위를 절단할 수 있도록 날이 형성되어 있다.

링크구동부(300)는 구동모터(400)의 단부에 결합되는 구동링크(310)와, 구동링크(310)의 단부에 회전가능하게 결합되는 반고리 형상의 연결링크(320)와, 일단부가 연결링크(320)의 양단부에 회전가능하게 결합되고 그 중심이 고추투입관(100)의 외면에 회전가능하게 결합되며 타단부가 주칼날(210) 및 보조칼날(220)과 회전가능하게 결합되는 작동링크(330)로 구성되어 있다.

작동링크(330)의 움직임에 따라 주칼날(210)과 보조칼날(220)이 상호 반대 방향으로 회전하여 중첩될 수 있도록 작동링크(330)와 주칼날(210)의 결합부위는 고추투입관(100)의 높이 방향을 따라 결합돌기(110)보다 높은 위치에 위치하고, 작 동링크(330)와 보조칼날(220)의 결합부위는 고추투입관(100)의 높이 방향을 따라 결합돌기(110)보다 낮은 위치에 위치한다.

구동모터(400)는 고추투입관(100)의 외면 하측에 돌출 형성된 하측모터고정부재(410)와 고추투입관(100)의 외면 상측에 돌출 형성된 상측모터고정부재(420) 사이에 고정 결합되어 있다.

감지부(500)는 소정의 높이를 갖는 원통 형상으로 형성되어 고추투입관(100)의 상단면에 결합되는 센서안착부재(510)와, 센서안착부재(510)의 원주 방향을 따라 센서안착부재(510) 상단면의 일부 호상에 배치되는 발광센서(520)와, 발광센서(520)의 대향측에 위치하는 센서안착부재(510) 상단면의 일부 호상에 배치되는 수광센서(530)로 이루어진다.

센서안착부재(510)는 주칼날(210)과 보조칼날(220)이 중첩될 경우에 그 하단면이 주칼날(210) 및 보조칼날(220)과 닿지 않는 높이를 갖도록 형성되며, 작동링크(330)가 주칼날(210) 및 보조칼날(220)과 회전가능하게 결합되도록 양측면은 소정의 넓이로 절개되어 있다.

구동모터(400)가 고정결합된 하측모터고정부재(410)와 상측모터고정부재(420)는 고추투입관(100)의 높이 방향을 따라 소정의 길이를 갖는 조작손잡이(600)가 구비되어 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 고추 수확용 엔드이펙터가 작동되는 과정은 다음과 같다.

작업자가 고추를 수확하기 위해서는 고추 수확용 엔드이펙터의 조작손잡 이(600)를 잡고 고추투입관의 개구된 상단으로 고추를 서서히 투입시키면 고추의 투입 깊이가 깊어짐에 따라 발광센서(520)와 수광센서(530)가 고추의 꼭지부위를 인식하게된다.

이때, 구동모터(400)가 회전하여 구동링크(310)의 하단을 고추투입관(100) 측으로 이동시키게 되고, 그에 따라 연결링크(320)가 고추투입관(100) 측으로 밀리면서 상측링(130)에 회전가능하게 결합되어 있는 작동링크(330)를 시계 방향으로 회전시키게 된다.

작동링크(330)의 회전에 의하여 작동링크(330)의 단부에 회전가능하게 결합된 주칼날(210)은 그 구동점이 회전의 중심이 되는 결합돌기(110)보다 상측에 위치하므로 결합돌기(110)를 중심으로 시계 방향으로 회전하게 되고, 보조칼날(220)은 그 구동점이 회전의 중심이 되는 결합돌기(110)보다 하측에 위치하므로 결합돌기(110)를 중심으로 반시계 방향으로 회전하여 주칼날(210)과 보조칼날(220)이 맞닿게되면서 고추의 꼭지부위를 절단하게 된다.

고추의 수확작업이 완료된 후 고추 수확용 엔드이펙터를 다른 고추가 매달린 위치로 옮기는 동안은 구동모터(400)가 반대 방향으로 회전하여 상술한 과정의 역순으로 링크구동부(300)가 동작하여 주칼날(210)과 보조칼날(220)은 원래 위치로 복귀하게 되며, 이러한 과정을 반복적으로 수행함으로써 고추의 수확작업이 진행된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고추 수확용 엔드이펙터의 구조를 도시한 사시도이고,

도 2는 고추 수확용 엔드이펙터를 정면에서 바라본 구조를 도시한 평면도이며,

도 3은 고추 수확용 엔드이펙터를 우측에서 바라본 구조를 도시한 우측면도이고,

도 4는 고추 수확용 엔드이펙터를 좌측에서 바라본 구조를 도시한 좌측면도이며,

도 5는 고추 수확용 엔드이펙터를 상측에서 내려다본 구조를 도시한 평면도이고,

도 6과 도 7은 고추 수확용 엔드이펙터의 동작을 도시한 작동도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

100 : 고추투입관 110 : 결합돌기

120 : 하측링 130 : 상측링

200 : 절단부 210 : 주칼날

220 : 보조칼날 300 : 링크구동부

310 : 구동링크 320 : 연결링크

330 : 작동링크 400 : 구동모터

410 : 하측모터고정부재 420 : 상측모터고정부재

500 : 감지부 510 : 센서안착부재

520 : 발광센서 530 : 수광센서

600 : 조작손잡이

Claims

원통형상의 고추투입관과;

상기 고추투입관으로 투입된 고추의 꼭지 부위를 절단할 수 있도록 상기 고추투입관의 상단부에 설치되는 절단부와;

상기 절단부를 구동시키도록 상기 고추투입관의 일측 외면에 구비되며 구동모터를 포함하는 링크구동부와;

상기 고추투입관으로 투입되는 고추의 꼭지부위의 위치를 감지할 수 있도록 상기 절단부의 상측에 설치되어 상기 구동모터 측으로 구동신호를 발신하는 감지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고추 수확용 엔드이펙터.
제1항에 있어서,

상기 절단부는 상기 고추투입관의 상단면에 형성된 결합돌기에 회전가능하게 결합되는 반고리 형상의 주칼날과, 상기 주칼날의 대향측에 설치되며 상기 결합돌기에 회전가능하게 결합되는 반고리 형상의 보조칼날로 구성되는 것을 특징으로 하는 고추 수확용 엔드이펙터.
제2항에 있어서,

상기 링크구동부는 상기 구동모터의 단부에 결합되는 구동링크와, 상기 구동링크의 단부에 회전가능하게 결합되는 반고리 형상의 연결링크와, 일단부가 상기 연결링크의 양단부에 회전가능하게 결합되고 그 중심이 상기 고추투입관의 외면에 회전가능하게 결합되며 타단부가 상기 주칼날 및 상기 보조칼날과 회전가능하게 결합되는 작동링크로 구성되는 것을 특징으로 하는 고추 수확용 엔드이펙터.
제3항에 있어서,

상기 작동링크와 상기 주칼날의 결합부위는 상기 고추투입관의 높이 방향을 따라 상기 결합돌기보다 높은 위치에 위치하고, 상기 작동링크와 상기 보조칼날의 결합부위는 상기 고추투입관의 높이 방향을 따라 상기 결합돌기보다 낮은 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 고추 수확용 엔드이펙터.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 감지부는 소정의 높이를 갖는 원통 형상으로 형성되어 상기 고추투입관의 상단면에 결합되는 센서안착부재와, 상기 센서안착부재의 원주 방향을 따라 상기 센서안착부재 상단면의 일부 호상에 배치되는 발광센서와, 상기 발광센서의 대향측에 위치하는 상기 센서안착부재 상단면의 일부 호상에 배치되는 수광센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 고추 수확용 엔드이펙터.