KR20140144039A - 농작물의 선별자동조합 계량장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농작물의 선별자동조합 계량장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 일정한 무게만큼씩의 단위로 농작물을 선별하여 이송시켜 포장할 수 있도록 구성된 농작물의 선별포장장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 농작물의 선별자동조합 계량장치는 제1컨베이어와, 상기 제1컨베이어의 양측에 설치되어 농작물이 안착되는 트레이와, 상기 트레이에 안착된 농작물이 상기 제1컨베이어로 떨어질 수 있도록 상기 트레이의 후방을 들어 올려 상기 트레이를 전방을 중심으로 회전시키는 푸싱수단 및 상기 트레이 하부에 설치되어 상기 트레이에 안착된 농작물의 무게를 측정하는 저울로 구성된다.

Description

농작물의 선별자동조합 계량장치 {Sorting and packing apparatus for crop}

본 발명은 농작물의 선별자동조합 계량장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 선정한 무게만큼씩의 단위로 농작물을 선별, 조합하여 이송시켜 포장할 수 있도록 구성된 농작물의 선별자동조합 계량장치에 관한 것이다.

일반적으로, 농작물은 공산품과 달리 생산과 동시에 무게 단위로 선별하여 포장할 수 있는 자동화 시스템을 구현하기가 매우 어렵다. 공산품의 경우에는 제품 하나가 획일화되어 있고 동일하기 때문에 제품을 생산하고 뒤이어 바로 포장하면 일정 단위로 자동적으로 포장이 이루어진다. 그러나 농작물의 경우에는 농작물의 성질상 하나의 농작물의 크기, 모양, 무게 등이 모두 다르기 때문에 농작물을 선별하여 포장하는 것은 수작업으로 이루어졌다.

즉, 농작물 포장은 작업자가 농작물을 수확하면서 눈대중과 감각으로 크기 무게를 선별하여 포장하거나, 농작물을 수확하여 집합시킨 상태에서 작업자가 역시 눈대중과 감각으로 선별하여 포장하는 수작업을 통하여 이루어진다.

이렇게 농작물의 선별포장은 수작업 공정이 대부분이고 고작해야 다수개의 저울을 사용하여 무게를 측정하여 일정단위의 무게로 포장하는 것이 고작이다.

종래기술에 의한 농작물의 선별자동조합 계량은 대부분이 수작업으로 이루어지기 때문에 많은 노동력을 필요로 하여 인건비 상승의 문제점이 있다.

또 종래기술에 의한 농작물의 선별포장은 단순히 다수개의 저울을 사용하여 무게를 측정하고 그에 따라 포장을 하게 되기 때문에 정확한 영점조정이 되지 않아 포장된 제품마다 실제 무게가 차이가 나게 되는 문제점이 있다.

대한민국등록특허 10-1166759

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 트레이를 작업시마다 영점을 조정하고 단위 무게의 농작물이 트레이에 놓이게 되면 컨베이어를 통하여 포장할 수 있는 위치까지 이송시킬 수 있는 농작물의 선별자동조합 계량장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명의 목적은 트레이와 컨베이어를 각각 분리된 구조로 제작하여 컨베이어 모터의 진동을 격기하여 저울(로드셀)에 영향을 주지 않도록 함으로써 트레이를 작업시마다 영점을 조정하여 정확한 선별, 조합이 가능해지는 농작물의 선별자동조합 계량장치를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 제1컨베이어와, 상기 제1컨베이어의 양측에 설치되어 농작물이 안착되는 트레이와, 상기 트레이에 안착된 농작물이 상기 제1컨베이어로 떨어질 수 있도록 상기 트레이의 후방을 들어 올려 상기 트레이를 전방을 중심으로 회전시키는 푸싱수단 및 상기 트레이 하부에 설치되어 상기 트레이에 안착된 농작물의 무게를 측정하는 저울을 포함한다.

바람직하게는, 상기 트레이가 농작물이 놓이는 수평 플레이트와, 상기 수평 플레이트의 양단에 상향 절곡된 날개를 포함한다.

바람직하게는, 상기 푸싱수단이, 실린더와, 상기 실린더에 의해 상하 이송되는 작동로드 및 상기 작동로드 상단에 설치되어 상기 트레이 하면에 접촉하는 롤러를 포함한다.

바람직하게는, 선별포장장치가 상기 트레이, 푸싱수단 그리고 저울을 지지하여 하중을 지면에 전달하는 제1프레임과, 상기 제1컨베이어를 지지하여 하중을 지면에 전달하는 제2프레임을 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1컨베이어의 끝단에 설치되어 이송되는 농작물이 떨어지면 포장위치로 이송시키는 제2컨베이어를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1컨베이어 끝단에는 완충 가이드가 설치되어 상기 제2컨베이어로 떨어지는 농작물의 충격을 완충시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 본 발명에 의한 농작물의 선별자동조합 계량장치는 농작물을 트레이에 일정무게 이상 공급하면 자동으로 선별된 농작물을 포장위치까지 이송시킬 수 있게 되어 인건비 절감과, 자동화로 인한 안전한 이송으로 제품파손을 방지하여 생산율을 증가하는 효과를 제공한다.

(2) 본 발명에 의한 농작물의 선별자동조합 계량장치는 트레이와 농작물의 무게를 측정하는 저울 등을 지지하는 프레임을 농작물을 이송시키는 컨베이어의 프레임과 별도로 지지하도록 독립적으로 분리하여 설계함으로써 컨베이어의 진동에 의해 발생되는 로드셀의 오작동을 미연에 방지하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 농작물의 선별자동조합 계량장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 농작물의 선별자동조합 계량장치의 농작물 선별작업이 이루어지는 부분의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 농작물의 선별자동조합 계량장치의 제1컨베이어 부분의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 농작물의 선별자동조합 계량장치의 정면도이다.
도 5와 도 6은 본 발명에 의한 농작물의 선별자동조합 계량장치의 일부 구성요소인 트레이와 로스 셀을 각각 전후방에서 바라본 사시도들이다.
도 7은 본 발명에 의한 농작물의 선별자동조합 계량장치에서 트레이의 선별된 농작물을 제1컨베이어로 옮기기 위해 트레이를 회전시키는 동작을 보여주는 사시도이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 농작물의 선별자동조합 계량장치는 제1컨베이어(20)와, 상기 제1컨베이어(20)의 양측에 설치되어 농작물이 안착되는 트레이(10)와, 상기 트레이(10)에 안착된 농작물이 상기 제1컨베이어(20)로 떨어질 수 있도록 상기 트레이(10)의 후방을 들어 올려 상기 트레이(10)를 전방을 중심으로 회전시키는 푸싱수단 및 상기 트레이(10) 하부에 설치되어 상기 트레이(10)에 안착된 농작물의 무게를 측정하는 저울(15)을 포함한다.

여기서, 상기 트레이(10)는 농작물이 놓이는 수평 플레이트(10a)와, 상기 수평 플레이트(10a)의 양단에 상향 절곡된 날개(10b)를 포함한다.

또, 상기 푸싱수단은 실린더(11)와, 상기 실린더(11)에 의해 상하 이송되는 작동로드(12) 및 상기 작동로드(12) 상단에 설치되어 상기 트레이(10) 하면에 접촉하는 롤러(13)를 포함한다.

또, 상기 농작물의 선별자동조합 계량장치는 상기 트레이(10), 푸싱수단 그리고 저울(15)을 지지하여 하중을 지면에 전달하는 제1프레임(1)과, 상기 제1컨베이어(1)를 지지하여 하중을 지면에 전달하는 제2프레임(2)을 더 포함한다.

또, 상기 제1컨베이어(1)의 끝단에 설치되어 이송되는 농작물이 떨어지면 포장위치로 이송시키는 제2컨베이어(100)가 설치된다.

또한, 상기 제1컨베이어(20) 끝단에는 완충 가이드(21)가 설치되어 상기 제2컨베이어(100)로 떨어지는 농작물의 충격을 완충시킬 수 있다.

상기 제1컨베이어(20)는 무게 단위로 선별된 농작물이 떨어져 이송시키는 역할을 한다. 상기 제1컨베이어(20)는 일정한 폭을 갖는 벨트타입으로 이루어지고, 그 벨트에 농작물이 공급되면 제2컨베이어(100) 방향으로 농작물을 이송시킨다.

통상 컨베이어는 양단에 구동모터가 연결되고 그 구동모터의 회전으로 벨트가 무한궤도를 돌도록 되어 있다. 따라서 구동모터와 벨트의 이송에 의해 항상 진동이 끊임없이 발생되고, 이러한 진동은 정밀기계에서는 많은 문제점을 야기하기 때문에 진동을 격리하는 것이 바람직하다. 특히 저울에 사용되는 로드 셀은 상당히 민감하기 때문에 진동이 계속 발생되면 영점 조정이 불가능하게 되어 전혀 동작을 할 수 없는 지경에 이르게 될 수도 있다.

본 발명에서는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1컨베이어(20)를 지지하여 그 하중을 지면으로 전달하는 프레임(1,2)을 별도로 구성한다. 즉 상기 제1컨베이어(20)는 제2프레임(2)에 의해 단독으로 지지되도록 설계되어 있다. 제1컨베이어(20) 외의 부품들은 제1프레임(1)에 의해 지지되도록 설계되어 있다. 따라서 제1컨베이어(20) 쪽에서 발생되는 진동은 트레이(10)나 저울(15)로 전달되지 않고 격리된다.

상기 트레이(10)는 상기 제1컨베이어(20) 양측에 이송경로를 따라 배열되어 있다. 실시예에서는 한쪽에 8개씩, 총 16개가 배열되어 있으나, 그 트레이(10) 개수는 상황에 따라 가감할 수 있음은 물론이다.

상기 트레이(10)는 수평 플레이트(10a)와 그 양옆의 상향 절곡된 날개(10b)를 갖는다. 이렇게 날개(10b)를 구비함으로써 트레이(10)에 놓이게 되는 농작물이 트레이(10)로부터 이탈되는 것을 방지하게 된다. 물론 날개(10b)의 각도를 거의 90도에 가깝게 크게 형성하면 트레이(10)의 농작물이 제1컨베이어(20)로 떨어지지 않는 문제가 발생할 수 있기 때문에 이러한 날개(10b) 형성각도를 잘 설계해야 한다.

상기 트레이(10) 하부에는, 도 4 내지 도 7을 참고하면, 트레이(10)의 무게를 측정하는 저울(15)이 설치되어 있다. 저울(15)은 로드 셀(load cell)을 사용하여 제작하는 것이 바람직하다. 저울(15)의 상단에는 트레이(10)의 힌지 연결을 위한 고정판(16)이 고정되어 있고, 그 고정판(16)에는 힌지부재(17)가 설치되어 트레이(10) 전방에 그 힌지부재(17)가 조립된다. 따라서 트레이(10)는 트레이(10) 전방의 상기 힌지부재(17)를 중심으로 회전이 가능하게 된다.

상기 트레이(10) 전방에는 힌지부재(17)가 연결되고 후방에는 스톱퍼(14)가 설치되어 트레이(10)가 걸리도록 되어 있다. 따라서 도 4에 도시된 바와 같이 트레이(10)가 수평으로 있는 상태에서, 트레이(10)에 농작물이 놓이게 되면 그 농작물의 무게가 저울(15)에 의해 측정된다.

상기 저울(15)은 상술한 바와 같이 로드 셀을 사용하여 제작하고, 저울(15)은 영점 조정은 저울(15)이 수평상태로 돌아와 스톱퍼(14)에 의해 후방이 지지되면 영점 조정이 자동으로 이루어진다. 물론 제1컨베이어(20)의 진동은 별도의 프레임(2) 사용으로 격리되어 있기 때문에 저울(15)의 영점 조정은 정확하고 신뢰성 있게 진행된다.

상기 트레이(10)는 푸싱수단에 의해 전방 힌지부재(17)를 중심으로 회전된다. 푸싱수단은 말 그대로 트레이(10)의 일부를 미는 작동을 하게 된다. 푸싱수단은 상술한 바와 같이 실린더(11), 작동로드(12), 롤러(13)로 구성된다. 물론 롤러(13)를 사용하지 않아도 되나 원활한 동작을 위하여 롤러(13)를 추가한 것이다. 동작은 물론 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 실린더(11)가 작동로드(12)를 밀어 올리면 롤러(13)가 상승하여 트레이의 후방을 들어 올리는 동시에 구르게 된다. 반대로 실린더(11)가 동작하면 트레이(10)는 원상태로 돌아온다.

이렇게, 실린더(11)가 작동로드(12)를 밀어 올리면 트레이(10)는 그 후방이 전방 힌지부재(17)를 중심으로 회전된다. 이와 같은 상태가 도 4에 도시되어 있다.

상기 제1컨베이어(20) 전방 끝단에는 제2컨베이어(100)가 설치되어 있다. 제2컨베이어(100)는 선별된 농작물 집단을 포장위치까지 이송하는 역할을 수행한다. 제2컨베이어(100)는 제1컨베이어(20)와 같이 벨트 타입으로 제작하여 농작물을 떨어지지 않도록 이송하게 된다.

상기 제1컨베이어(20) 전방 끝단에는 제2컨베이어(100)로 이송되는 농작물의 충격이 완화되도록 도 1 내지 도 3을 참고하면, 일정각도 기울어진 형태의 완충판(21)이 설치되어 있다. 떨어지는 농작물은 완충판(21)을 따라 서서히 내려가면서 그 충격이 완충되어 농작물의 충격에 의한 파손의 염려를 감소시킨다.

종래의 방식은 전체 트레이에 LED 등을 하나하나 부착하여 조합이 이루어진 트레이를 육안으로 구별할 수 있도록 점등시켜 사람이 일일이 손으로 집어내는 방식으로 작업하였다. 이로 인해 수작업 과정에서 발생하는 취급 부주의로 일어나는 제품파손(버섯의 갓이 잘 떨어짐)과, 들어 올리는 과정에서 주변 트레이와의 접촉으로 정확한 중량이 아닌 채로 조합이 이루어져 중량변화의 오차가 많이 발생하였다, 그에 따라 중량 부적절로 리콜 사태가 빈번히 발생하였다.

도 6과 도 7을 참고하면, 트레이(10)의 회전동작이 도시되어 있다. 실린더(11)가 작동 로드(12)를 밀어 올리지 않은 도 6의 상태에서는 트레이(10)에 놓이는 농작물의 무게가 저울(15)에 의해 측정된다. 트레이(10)에 공급되는 농작물의 무게가 설정된 값에 이르게 되면 트레이(10)가 자동으로 구동된다. 즉 트레이(10)에 조합이 이루어지면 자동으로 트레이(10)가 회전하는 방식으로 컨베이어(20)로 이송되므로 LED 등 자체가 불필요하며, 선별하는 사람의 작업공정을 자동화시켜 수작업의 부주의로 인해 발생하는 문제점을 제거할 수 있게 된다.

상기 트레이(10)에 설정 무게의 농작물이 공급되면 전자제어기(200)에 의해 실린더(11)가 동작하게 된다. 전자제어기(200)는 각 트레이(10) 각각의 실린더(11)의 동작을 모두 제어한다. 전자제어기(200)의 명령에 따라 실린더(11)가 동작하면, 작동로드(12)가 상승하게 되고, 롤러(13)가 트레이(10)에 접촉하여 계속 밀어 올린다.

그와 같은 상태가 도 7에 도시되어 있다. 그 상태에서 트레이(10)에 있던 농작물은 제1컨베이어(20)로 이송된다. 제1컨베이어(20)로 떨어진 농작물 더미는 제1컨베이어(20)를 타고 이송되다가 제2컨베이어(100)로 떨어진다. 그 후 농작물 더미는 포장위치까지 제2컨베이어(100)에 의해 이송된다. 작업자는 그 농작물 더비를 하나의 단위로 포장하면 된다.

상기 전자제어기(200)는 각 실린더(11)들을 모두 제어한다. 중요한 것은 제1컨베이어(20)로 공급된 하나 단위의 농작물 더미가 다른 농작물 더미와 섞이지 않도록 해야 하는 것이다. 따라서 트레이(10)에 설정된 무게의 농작물 공급이 완료되더라도 실린더(11)는 순서를 기다려 동작하게 된다. 즉 단위 농작물 더미가 서로 간섭되어 섞이지 않도록 실린더(11)가 제어되는 것이다.

농작물이 제1컨베이어(20)로 이송되면 트레이(10)는 원래의 수평상태로 돌아오게 되고, 자동으로 저울(15)은 영점 조정한다. 영점 조정 시, 전술한 바와 같이 트레이(10)와 컨베이어(20)가 서로 다른 독립적인 구조를 가지고 있기 때문에 트레이(10) 측이 진동으로부터 보호받을 수 있게 되어 정확하고 신속한 영점 조정이 가능해진다. 그러면 작업자는 농작물을 그 트레이(10)에 다시 공급하는 동작을 반복하여 선별 포장 작업을 진행한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

1 : 제1프레임 2 : 제2프레임
10 : 트레이 11 : 실린더
12 : 작동로드 13 : 롤러
14 : 스톱퍼 15 : 저울
16 : 고정판 17 : 힌지부재
20 : 제1컨베이어 21 : 완충판
100 : 제2컨베이어 200 : 전자제어기

Claims (6)

1. 제1컨베이어;
   상기 제1컨베이어의 양측에 설치되어 농작물이 안착되는 트레이;
   상기 트레이에 안착된 농작물이 상기 제1컨베이어로 떨어질 수 있도록 상기 트레이의 후방을 들어 올려 상기 트레이를 전방을 중심으로 회전시키는 푸싱수단; 및
   상기 트레이 하부에 설치되어 상기 트레이에 안착된 농작물의 무게를 측정하는 저울;
   을 포함하는 농작물의 선별자동조합 계량장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 트레이가 농작물이 놓이는 수평 플레이트와, 상기 수평 플레이트의 양단에 상향 절곡된 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 농작물의 선별자동조합 계량장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 푸싱수단이,
   실린더;
   상기 실린더에 의해 상하 이송되는 작동로드; 및
   상기 작동로드 상단에 설치되어 상기 트레이 하면에 접촉하는 롤러;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 농작물의 선별자동조합 계량장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 트레이, 푸싱수단 그리고 저울을 지지하여 하중을 지면에 전달하는 제1프레임;
   상기 제1컨베이어를 지지하여 하중을 지면에 전달하는 제2프레임;
   을 더 포함하는 농작물의 선별자동조합 계량장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1컨베이어의 끝단에 설치되어 이송되는 농작물이 떨어지면 포장위치로 이송시키는 제2컨베이어를 더 포함하는 농작물의 선별자동조합 계량장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1컨베이어 끝단에는 완충 가이드가 설치되어 상기 제2컨베이어로 떨어지는 농작물의 충격을 완충시키는 것을 특징으로 하는 농작물의 선별자동조합 계량장치.

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