KR20150095493A - Active eddy current damper and control method thereof, and load cell module and weight sorter having the active eddy current damper - Google Patents

Active eddy current damper and control method thereof, and load cell module and weight sorter having the active eddy current damper Download PDF

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KR20150095493A
KR20150095493A KR1020140016883A KR20140016883A KR20150095493A KR 20150095493 A KR20150095493 A KR 20150095493A KR 1020140016883 A KR1020140016883 A KR 1020140016883A KR 20140016883 A KR20140016883 A KR 20140016883A KR 20150095493 A KR20150095493 A KR 20150095493A
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Abstract

Disclosed are an active eddy current damper, a control method, a load cell module with the same, and a weight sorting device. The active eddy current damper includes a movable conductive body connected to an operator and moving according to the movement of the operator; a damping unit damping the movement of the movable conductive body using an eddy current generated by an electromagnetic force due to the relative movement of the movable conductive body and damping unit as a damping force; and a damping control unit actively controlling the damping force of the damping unit based on physical properties of an object applying a load to the operator and movement properties of the operator. The damping control unit includes a natural frequency calculating unit calculating natural frequencies of the movement of the movable conductive body; a target frequency determining unit determining a target frequency of the movement of the movable conductive body according to the physical properties of a measurement object; a damping coefficient modeling unit modeling a damping coefficient related to the damping force of the damping unit with reference to the calculated natural frequencies and the determined target frequency; and a control parameter determining unit determining a control parameter related to the movement of the damping unit with reference to the modeled damping coefficient and the target frequency. The present invention is capable of actively varying the damping force of the eddy current damper according to a weight and a required measurement velocity of the measurement object and remarkably increasing the durability of a load cell.

Description

능동형 와전류 댐퍼 및 제어 방법, 및 이를 포함하는 로드셀 모듈 및 중량 선별기{Active eddy current damper and control method thereof, and load cell module and weight sorter having the active eddy current damper}[0001] The present invention relates to an active eddy current damper and a control method thereof, and a load cell module and a weight discriminator including the same,

본 발명은 능동형 와전류 댐퍼에 관한 것으로서, 특히 측정 대상물의 적재 시에 발생되는 요동을 감쇠시키기 위한 감쇠력을 측정 대상물의 중량에 따라 적응적으로 변동시킬 수 있는 능동형 와전류 댐퍼 및 이를 포함하는 로드셀 모듈 및 중량 선별기에 관한 것이다. The present invention relates to an active eddy current damper, and more particularly, to an active eddy current damper capable of adaptively varying a damping force for damping a fluctuation generated when a measurement object is loaded, Quot;

중량 선별기는 생산 중 검사 제품의 중량을 고속 전수 검사하여 정량여부를 판별하여 불량품을 선별하는 기기로서 식품, 육가공, 농수산물, 제약, 석유화학 등 자동화 생산 분야에 널리 활용되고 있는 기기이다. 즉, 중량 선별기는 중량 미달 제품을 선별하여 소비자의 손해를 미연에 방지하며, 중량 초과 제품을 선별하여 생산자의 경제적 손실을 줄여 생산성을 증대하기 위하여 사용된다. 동작 시에, 중량 선별기의 목표 측정 정도를 만족하는 범위 내에서 기기의 측정 속도가 고속일수록 처리량이 증가하여 생산성의 증대를 기대할 수 있다. 중량 선별기는 자동화 생산 장비이기 때문에 기기의 유지관리에 영향을 주는 내구성/관리용이성 등이 성능에 큰 영향을 미친다. The checkweigher is a device that is used widely for automation production such as food, meat processing, agricultural, marine products, pharmaceutical, petrochemical, etc. In other words, the checkweigher is used to prevent undesired damage by selecting under-weight products, and to increase the productivity by selecting the overweight products and reducing the economic loss of the producers. In the operation, the higher the measurement speed of the device within the range satisfying the target measurement accuracy of the checkweigher, the more the throughput increases and the productivity can be expected to increase. Since the checkweigher is an automated production equipment, the durability / manageability that affects the maintenance of the equipment has a great influence on the performance.

대한민국 실용신안 등록 번호 제 20-0209586 호는 과실의 중량과 내부 품질을 동시에 선별할 수 있는 과실 선별기를 개시한다. 이 고안은 과실을 컨베이어로 이송하는 과정에 순간적으로 과실에 빛을 투과하여 비파괴 광센서로서 맛을 계측하고, 연속하여 로드셀 위를 본 고안인 링크본체가 지나가면서 과실의 중량도 계측하여 맛과 중량을 동시에 계측할 수 있다. Korean Utility Model Registration No. 20-0209586 discloses a fruit sorter capable of simultaneously selecting weight and internal quality of fruit. This design measures the taste as non-destructive photosensor by instantly passing the light through the fruit during the process of transferring the fruit to the conveyor, measuring the weight of the fruit while passing through the link body, Can be simultaneously measured.

그런데, 종래의 중량 선별기에 적용된 일반적인 로드셀은 외력을 받으면 물리적 변형(예를 들어, 1mm 내외)을 일으키고 그 물리적 변형량에 비례한 전기적 신호를 발생시키는 중량 측정 센서를 포함한다. 그런데 이러한 변형이 원상대로 복구되기 위해서는 일정한 시간이 필요하다. 즉, 외력이 제거되어도 즉시 정상 상태로 복귀하지 못하고 기계적 진동을 발생시켜 다음 측정을 하기 위해서는 진동이 사라질 때까지 대기해야 한다. 또한 외력의 크기에 비례한 물리적 변형을 일으키는 힌지 구조에 주기적 외력인 진동이 장기간 가해지면 피로 파괴(Fatigue Failure)가 일어나 로드셀이 파손된다. 즉, 로드셀 사용 수명은 로드셀의 동작 시간(힌지 구조의 누적 진동량)에 반비례하여 짧아지게 된다. However, a conventional load cell applied to a conventional weight discriminating device includes a weight measuring sensor which generates physical strain (for example, about 1 mm) when an external force is applied and generates an electrical signal proportional to the amount of physical deformation. However, it takes a certain amount of time to recover these deformations. That is, even if the external force is removed, it can not immediately return to the normal state, and the mechanical vibration is generated. In order to perform the next measurement, it is necessary to wait until the vibration disappears. Also, if a periodic external vibration is applied to the hinge structure that causes physical deformation proportional to the magnitude of external force, fatigue failure occurs and the load cell is damaged. That is, the service life of the load cell is shortened in inverse proportion to the operating time of the load cell (cumulative vibration amount of the hinge structure).

그런데, 중량 선별기에서는 컨베이어 사이를 측정물이 통과할 때 진동이 발생하며, 이러한 진동으로 인해 측정 정밀도가 떨어지는 것은 물론 처리 속도가 감소된다. 그러므로 기계적 진동을 감소시키기 위한 댐퍼가 필요한데, 이러한 댐퍼에는 고체 마찰식과 유체 마찰식이 있으나 오늘날에는 거의 후자를 채용하고 있다. 그러나, 유체의 물리적 성질이 외부 온도에 따라 변함에 따라서 감쇠력도 역시 변동하며, 더 나아가 유체가 유출될 수 있는 위험성이 상존한다. However, in the checkweigher, vibrations occur when the measurement object passes between the conveyors. As a result, the measurement accuracy is lowered and the processing speed is reduced. Therefore, a damper is needed to reduce the mechanical vibration. These dampers have a solid friction type and a fluid friction type, but they employ almost the latter. However, as the physical properties of the fluid change with the external temperature, the damping force also fluctuates, and there is a risk that the fluid may leak further.

그러므로, 최근에는 도체 표면상에 발생되는 와전류를 이용한 와전류 댐퍼 기술이 널리 사용된다. 이러한 와전류 댐퍼는 장치는 통상의 댐퍼에서 이용되는 마찰재를 이용할 필요가 없는 비접촉 제동 방식의 댐퍼로서, 마찰재를 이용하는 브레이크 장치에서 발생될 수 있는 접촉 소음 또는 마찰재의 마모로 인한 제동력 저하 등의 문제점을 해소할 수 있는 장점이 있다. Therefore, in recent years, an eddy current damper technique using an eddy current generated on the surface of a conductor has been widely used. Such an eddy current damper is a non-contact braking type damper which does not require the use of a friction material used in a normal damper. The eddy current damper eliminates problems such as contact noise that may be generated in a brake device using a friction material, or reduction in braking force due to wear of the friction material There is an advantage to be able to do.

대한민국 특허 등록 번호 제 10-1251056 호는 자동차의 고속 주행 중 제동시 드럼의 내측에 설치된 전자석이 자화되면서 발생하는 와전류를 이용하여 차륜을 제동시키고, 자동차의 저속 주행 중 제동시에는 드럼의 내측에 설치된 전자석을 자화시킴과 동시에 드럼의 중심부에 설치된 내부 드럼에 배치된 영구 자석과 전자석 사이에서 자기장이 작용되도록 함으로써 영구 자석과 전자석 사이에 발생되는 자기 저항을 이용하여 차륜을 제동시키는 드럼 브레이크 장치를 개시한다. 구성을 특징으로 하는 드럼 브레이크 장치에 관한 것이다. 이러한 브레이크를 사용할 경우 종래의 와전류 브레이크 장치에서 발생되었던 저속 주행 구간에서의 제동력 저하의 문제점을 해소할 수 있다. Korean Patent Registration No. 10-1251056 discloses a braking system for braking a wheel by using an eddy current generated when an electromagnet installed inside the drum is magnetized during braking of a motor vehicle at a high speed while the vehicle is running at a low speed, Discloses a drum brake device that brakes a wheel by using a magnetic resistance generated between a permanent magnet and an electromagnet by magnetizing an electromagnet and causing a magnetic field to act between the permanent magnet and the electromagnet disposed in an inner drum disposed at the center of the drum . The invention relates to a drum brake device characterized by the following features. When such brakes are used, it is possible to solve the problem of lowering the braking force in the low-speed running section, which is generated in the conventional eddy current brake apparatus.

그런데, 중량 선별기에서 중량을 측정하는 측정 대상물의 종류는 매우 다양하며, 이들의 중량 또한 다양하다. 예를 들어, 중량이 큰 측정 대상물의 경우 중량이 적은 측정 대상물보다 큰 진동을 발생시킬 것이며, 따라서 더 큰 감쇠력이 필요하다. 그러나, 종래 기술에 의한 와전류 댐퍼는 자신의 감쇠력을 조절할 수 없으므로 다양한 중량에 차등적으로 대응할 수 없고, 따라서 최적의 측정 결과 및 동작 속도를 구현할 수 없는 단점이 있다. However, the kinds of objects to be measured by the weighing machine vary greatly, and their weights also vary. For example, in the case of a large-sized object to be measured, a larger vibration will be generated than a low-weight object to be measured, and thus a larger damping force is required. However, the conventional eddy current damper can not control its own damping force, so it can not differently cope with various weights, and therefore, there is a disadvantage that an optimum measurement result and an operation speed can not be realized.

또한, 종래 기술에 의한 중량 선별기의 센서는 컨베이어 벨트를 회전시키는 기구부인 롤러, 플레이트, 및 모터 등이 모두 중량 측정 센서인 로드셀에 이미 장착되어 있다. 이 경우 센서는 선별하려는 중량물의 무게를 측정하기 위하여 선별 중량 이외의 중량을 항시적으로 측정하고 있어야 하기 때문에 중량 측정 센서의 넓은 계측 범위를 필요로 한다. 그런데, 센서의 계측 범위가 커진다는 것은 센서의 정밀도가 떨어지는 것을 의미하고, 그 결과 응답 속도가 느려지게 된다. 또한 중량측정센서에 가해지는 무게로 인해 기계적 진동이 증가하게 되므로 측정시간의 지연을 야기 시킨다.In the sensor of the conventional checkweigher, rollers, plates, motors, and the like, which are mechanisms for rotating the conveyor belt, are all already mounted on a load cell, which is a gravimetric sensor. In this case, since the sensor must constantly measure the weight other than the screening weight in order to measure the weight of the weight to be sorted, a wide measuring range of the weight measuring sensor is required. However, the fact that the measurement range of the sensor is increased means that the accuracy of the sensor is lowered, and as a result, the response speed is slowed down. Also, since the weight applied to the weighing sensor increases the mechanical vibration, the measurement time is delayed.

그러므로, 와전류 댐퍼의 감쇠력을 조절할 수 있는 것은 물론, 로드셀에 가해지는 불필요한 하중을 배제할 수 있는 기술이 절실히 요구된다. Therefore, there is a desperate need for a technique that can control the damping force of the eddy current damper, and also can eliminate the unnecessary load applied to the load cell.

대한민국 실용신안 등록 번호 제 20-0209586 호Korea Utility Model Registration No. 20-0209586 대한민국 특허 등록 번호 제 10-1251056 호Korean Patent Registration No. 10-1251056

본 발명의 목적은 측정물의 중량 및 요구되는 측정 속도에 따라 감쇠력을 능동적으로 가변할 수 있는 와전류 댐퍼를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an eddy current damper capable of actively varying a damping force according to the weight of a measured object and a required measurement speed.

본 발명의 다른 목적은 힌지부에 가해지는 하중을 효과적으로 감쇠시킴으로써 수명이 연장되는 로드셀을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a load cell whose lifetime is prolonged by effectively damping the load applied to the hinge portion.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 선별 중량물 이외에 로드셀에 가해지는 중량을 경량화하여 계측 범위를 줄임으로써 정밀도를 향상시킬 수 있는 중량 선별기를 제공하는 것이다. Yet another object of the present invention is to provide a weight sorter capable of improving the accuracy by reducing the measurement range by reducing the weight applied to the load cell in addition to the screen weights.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 측면은, 작동자에 연결되어 작동자의 운동에 따라 운동하는 가동 전도체; 댐핑부로서, 가동 전도체 및 댐핑부 간의 상대 운동시 발생하는 전자기력에 의하여 발생하는 와전류를 감쇠력으로써 사용하여 가동 전도체의 운동을 감쇠시키는, 댐핑부; 및 작동자에 중량을 인가하는 대상물의 물리적 특징 및 작동자의 운동의 특징에 기초하여 댐핑부의 감쇠력을 능동적으로 제어하는 댐핑 제어부를 포함하는, 능동형 와전류 댐퍼에 관한 것이다. 본 발명에 의한 능동형 와전류 댐퍼에 포함되는 댐핑 제어부는, 가동 전도체의 운동의 고유 진동수를 산출하는 고유 진동수 산출부; 측정 대상물의 물리적 특징에 따라 가동 전도체의 운동의 목표 진동수를 결정하는 목표 진동수 결정부; 산출된 고유 진동수 및 결정된 목표 진동수를 참조하여 댐핑부의 감쇠력과 관련된 댐핑 계수를 모델링하는 댐핑 계수 모델링부; 및 모델링된 댐핑 계수 및 목표 진동수를 참조하여 댐핑부의 동작과 관련된 제어 파라미터를 결정하는 제어 파라미터 결정부를 포함한다. 특히, 댐핑부는 철심 코어에 감겨진 코일을 포함하며 서로 대향하도록 배치되는 한 쌍의 전자석을 포함하고, 가동 전도체는 전자석 사이에 비접촉식으로 삽입되며, 댐핑 제어부는 전자석 및 가동 전도체 간의 상대적인 운동에 의해 발생된 기전력에 기인한 와전류를 사용하여 가동 전도체의 속도에 비례하는 반발력을 발생시키도록 제어 파라미터를 결정한다. 더 나아가, 제어 파라미터는, 전자석 및 가동 전도체의 형상, 전자석 간의 이격 거리, 전자석 및 가동 전도체 간의 공극, 전자석에 감겨진 코일에 인가되는 전류 중 적어도 하나를 포함한다. 바람직하게는, 능동형 와전류 댐퍼는 코일에 인가되는 전류를 정전류로 유지시키는 정전류 레귤레이터를 더 포함한다. According to a first aspect of the present invention, there is provided a movable conductor which is connected to an actuator and moves according to a motion of an operator; A damping unit comprising: a damping unit for damping movement of a movable conductor by using an eddy current generated by an electromagnetic force generated during a relative movement between a movable conductor and a damping unit as a damping force; And a damping control section for actively controlling the damping force of the damping section based on the physical characteristics of the object to which the weight is applied to the operator and the characteristics of the motion of the operator. The damping control unit included in the active eddy-current damper according to the present invention includes: a natural frequency calculation unit for calculating a natural frequency of motion of the movable conductor; A target frequency determining unit for determining a target frequency of motion of the movable conductor according to physical characteristics of the measurement object; A damping coefficient modeling unit for modeling the damping coefficient related to the damping force of the damping unit with reference to the calculated natural frequency and the determined target frequency; And a control parameter determination unit for determining a control parameter related to the operation of the damping unit with reference to the modeled damping coefficient and the target frequency. Particularly, the damping section includes a pair of electromagnets including a coil wound around the core core and arranged so as to face each other, the movable conductor is inserted between the electromagnets in a non-contact manner, and the damping control section is generated by relative movement between the electromagnet and the movable conductor The control parameters are determined so as to generate a repulsive force proportional to the speed of the movable conductor by using the eddy current caused by the electromotive force. Furthermore, the control parameter includes at least one of the shape of the electromagnet and the movable conductor, the spacing distance between the electromagnets, the gap between the electromagnet and the movable conductor, and the current applied to the coil wound around the electromagnet. Preferably, the active eddy current damper further comprises a constant current regulator that maintains the current applied to the coil at a constant current.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 측면은, 작동자의 운동에 따른 가동 전도체의 운동시 발생하는 전자기력에 의하여 발생하는 와전류를 감쇠력으로써 사용하여 가동 전도체의 운동을 감쇠시키는 능동형 와전류 댐퍼의 제어 방법에 관한 것이다. 능동형 와전류 댐퍼의 제어 방법은, 센서를 통해 가동 전도체의 운동을 감지하고 가동 전도체의 운동의 고유 진동수를 산출하는 단계; 측정 대상물의 물리적 특징에 따라 가동 전도체의 운동의 목표 진동수를 결정하는 단계; 산출된 고유 진동수 및 결정된 목표 진동수를 참조하여 능동형 와전류 댐퍼의 감쇠력과 관련된 댐핑 계수를 모델링하는 단계; 모델링된 댐핑 계수 및 목표 진동수를 참조하여 능동형 와전류 댐퍼의 동작과 관련된 제어 파라미터를 결정하는 단계; 및 결정된 제어 파라미터에 따라 능동형 와전류 댐퍼를 제어하는 단계를 포함한다. 특히, 제어 파라미터를 결정하는 단계는, 전자석 및 가동 전도체 간의 상대적인 운동에 의해 발생된 기전력에 기인한 와전류를 사용하여 가동 전도체의 속도에 비례하는 반발력을 발생시키도록 제어 파라미터를 결정하는 단계를 포함한다. 더 나아가, 제어하는 단계는 정전류 레귤레이터를 사용하여 코일에 인가되는 전류를 정전류로 유지시키는 단계를 더 포함한다. According to a second aspect of the present invention, there is provided an active eddy current damper for damping motion of a movable conductor by using an eddy current generated by an electromagnetic force generated during movement of a movable conductor according to a motion of an actuator as a damping force And a control method. A method of controlling an active eddy current damper includes the steps of sensing motion of a movable conductor through a sensor and calculating a natural frequency of movement of the movable conductor; Determining a target frequency of motion of the movable conductor according to physical characteristics of the measurement object; Modeling the damping coefficient related to the damping force of the active eddy current damper with reference to the calculated natural frequency and the determined target frequency; Determining a control parameter associated with the operation of the active eddy current damper with reference to the modeled damping coefficient and the target frequency; And controlling the active eddy current damper according to the determined control parameter. In particular, the step of determining the control parameters includes determining control parameters to generate a repulsive force proportional to the speed of the movable conductor using an eddy current due to electromotive force generated by relative movement between the electromagnet and the movable conductor . Furthermore, the step of controlling further includes the step of using a constant current regulator to maintain the current applied to the coil at a constant current.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 측면은, 측정 대상물로 인하여 인가된 중량을 측정하는 로드셀 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 의한 로드셀 모듈은 측정 대상물의 질량에 의하여 인가되는 중량을 수납하는 중량 수납부; 측정 대상물이 중량 수납부에 적재될 때 및 측정 대상물이 중량 수납부로부터 하역될 때 발생되는 요동을, 요동에 의하여 발생되는 전자기력에 기인한 와전류를 감쇠력으로써 사용하여 감쇠시키는 능동형 와전류 댐퍼; 및 중량 수납부에 연결되어 측정 대상물의 중량을 측정하는 로드셀을 포함하고, 능동형 와전류 댐퍼는, 측정 대상물의 물리적 특징 및 요동의 특징에 기초하여 능동형 와전류 댐퍼의 감쇠력을 능동적으로 제어하는 댐핑 제어부를 포함한다. 특히, 댐핑 제어부는, 요동의 고유 진동수를 산출하는 고유 진동수 산출부; 측정 대상물의 물리적 특징에 따라 요동의 목표 진동수를 결정하는 목표 진동수 결정부; 산출된 고유 진동수 및 결정된 목표 진동수를 참조하여 능동형 와전류 댐퍼의 감쇠력과 관련된 댐핑 계수를 모델링하는 댐핑 계수 모델링부; 및 모델링된 댐핑 계수 및 목표 진동수를 참조하여 능동형 와전류 댐퍼의 동작과 관련된 제어 파라미터를 결정하는 제어 파라미터 결정부를 포함한다. 바람직하게는, 능동형 와전류 댐퍼는 철심 코어에 감겨진 코일을 포함하며 서로 대향하도록 배치되는 한 쌍의 전자석; 및 중량 수납부와 연결되며 전자석 사이에 비접촉식으로 삽입되는 가동 전도체를 포함하고, 댐핑 제어부는 전자석 및 가동 전도체 간의 상대적인 운동에 의해 발생된 기전력에 기인한 와전류를 사용하여 가동 전도체의 속도에 비례하는 반발력을 발생시키도록 제어 파라미터를 결정한다. 더 나아가, 제어 파라미터는, 전자석 및 가동 전도체의 형상, 전자석 간의 이격 거리, 전자석 및 가동 전도체 간의 공극, 전자석에 감겨진 코일에 인가되는 전류 중 적어도 하나를 포함하고, 댐핑 제어부는, 코일에 인가되는 전류를 정전류로 유지시키는 정전류 레귤레이터를 더 포함한다. A third aspect of the present invention for achieving the above objects is a load cell module for measuring an applied weight due to a measurement object. The load cell module according to the present invention includes: a weight storage unit for storing a weight applied by a mass of a measurement object; An active eddy current damper for damping the fluctuation generated when the measurement object is loaded on the weight storage portion and when the measurement object is unloaded from the weight storage portion by using an eddy current caused by the electromagnetic force generated by the fluctuation as a damping force; And a load cell connected to the mass storage part for measuring the weight of the object to be measured. The active eddy current damper includes a damping control part for actively controlling the damping force of the active eddy current damper based on physical characteristics of the object to be measured and characteristics of fluctuation do. Particularly, the damping control unit includes: a natural frequency calculation unit for calculating a natural frequency of oscillation; A target frequency determining unit that determines a target frequency of the shaking according to a physical characteristic of the measurement object; A damping coefficient modeling unit for modeling the damping coefficient related to the damping force of the active eddy current damper by referring to the calculated natural frequency and the determined target frequency; And a control parameter determiner for determining a control parameter associated with the operation of the active eddy current damper with reference to the modeled damping coefficient and the target frequency. Preferably, the active eddy-current damper includes a pair of electromagnets including a coil wound around an iron core and disposed so as to face each other; And a damping control part connected to the mass storage part and inserted between the electromagnets in a non-contact manner, wherein the damping control part uses an eddy current caused by the electromotive force generated by the relative movement between the electromagnet and the movable conductor to generate a repulsive force proportional to the speed of the movable conductor The control parameter is determined. Further, the control parameter includes at least one of a shape of the electromagnet and the movable conductor, a spacing distance between the electromagnets, a gap between the electromagnet and the movable conductor, and a current applied to the coil wound around the electromagnet, And a constant current regulator for maintaining the current at a constant current.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 측면은, 모터에 따라 구동되는 컨베이어 벨트를 따라 이송되는 측정 대상물의 중량을 측정하여 측정 대상물을 선별하는 중량 선별기에 관한 것이다. 본 발명에 의한 중량 선별기는 중량 측정 이전 및 이후에 측정 대상물을 각각 이송하는 진입부 및 진출부; 진입부로부터 측정 대상물을 수납하고, 수납된 측정 대상물의 중량을 측정하며, 중량이 측정된 측정 대상물을 진출부로 이송하는 중량 측정부; 및 측정 대상물의 측정된 중량에 따라 측정 대상물을 선별하는 대상물 선별부를 포함한다. 특히, 중량 측정부는, 측정 대상물의 중량을 측정하는 로드셀 모듈; 및 컨베이어 벨트를 구동하는 모터를 포함하며, 로드셀 모듈은 컨베이어 벨트 및 모터 사이에 배치되어, 컨베이어 벨트 상에 수납된 측정 대상물의 중량만을 측정한다. 바람직하게는, 로드셀 모듈은, 측정 대상물의 질량에 의하여 인가되는 중량을 수납하는 중량 수납부; 측정 대상물이 중량 수납부에 적재될 때 및 측정 대상물이 중량 수납부로부터 하역될 때 발생되는 요동을, 요동에 의하여 발생되는 전자기력에 기인한 와전류를 감쇠력으로써 사용하여 중량 수납부의 운동을 감쇠시키는 능동형 와전류 댐퍼; 및 중량 수납부에 연결되어 측정 대상물의 중량을 측정하는 로드셀을 포함하고, 능동형 와전류 댐퍼는, 측정 대상물의 물리적 특징 및 요동의 특징에 기초하여 능동형 와전류 댐퍼의 감쇠력을 능동적으로 제어하는 댐핑 제어부를 포함한다. 더 나아가, 댐핑 제어부는, 요동의 고유 진동수를 산출하는 고유 진동수 산출부; 측정 대상물의 물리적 특징에 따라 요동의 목표 진동수를 결정하는 목표 진동수 결정부; 산출된 고유 진동수 및 결정된 목표 진동수를 참조하여 능동형 와전류 댐퍼의 감쇠력과 관련된 댐핑 계수를 모델링하는 댐핑 계수 모델링부; 및 모델링된 댐핑 계수 및 목표 진동수를 참조하여 능동형 와전류 댐퍼의 동작과 관련된 제어 파라미터를 결정하는 제어 파라미터 결정부를 포함한다. 특히, 능동형 와전류 댐퍼는 철심 코어에 감겨진 코일을 포함하며 서로 대향하도록 배치되는 한 쌍의 전자석; 및 중량 수납부와 연결되며 전자석 사이에 비접촉식으로 삽입되는 가동 전도체를 포함하고, 댐핑 제어부는 전자석 및 가동 전도체 간의 상대적인 운동에 의해 발생된 기전력에 기인한 와전류를 사용하여 가동 전도체의 속도에 비례하는 반발력을 발생시키도록 제어 파라미터를 결정한다. In order to achieve the above objects, a fourth aspect of the present invention relates to a checkweigher for selecting a measurement object by measuring a weight of a measurement object conveyed along a conveyor belt driven by a motor. The weighing machine according to the present invention comprises an entrance and exit part for transferring measurement objects before and after weighing, respectively; A weight measuring part for receiving a measurement object from an entrance part, measuring a weight of the measurement object accommodated therein, and transferring the measured object to the measurement part; And an object sorting unit for sorting the measurement objects according to the measured weights of the measurement objects. Particularly, the weight measuring unit includes a load cell module for measuring the weight of the measurement object; And a motor for driving the conveyor belt, wherein the load cell module is disposed between the conveyor belt and the motor, and measures only the weight of the measurement object accommodated on the conveyor belt. Preferably, the load cell module includes: a weight storage portion for storing a weight applied by a mass of a measurement object; An oscillating motion generated when an object to be measured is loaded on a weight storage portion and an object to be measured is unloaded from a weight storage portion is used as an active type for damping a motion of a weight storage portion by using an eddy current caused by an electromagnetic force generated by oscillation as a damping force Eddy current damper; And a load cell connected to the mass storage part for measuring the weight of the object to be measured. The active eddy current damper includes a damping control part for actively controlling the damping force of the active eddy current damper based on physical characteristics of the object to be measured and characteristics of fluctuation do. Further, the damping control unit may include: a natural frequency calculation unit for calculating a natural frequency of the rocking motion; A target frequency determining unit that determines a target frequency of the shaking according to a physical characteristic of the measurement object; A damping coefficient modeling unit for modeling the damping coefficient related to the damping force of the active eddy current damper by referring to the calculated natural frequency and the determined target frequency; And a control parameter determiner for determining a control parameter associated with the operation of the active eddy current damper with reference to the modeled damping coefficient and the target frequency. In particular, the active eddy-current damper includes a pair of electromagnets including a coil wound around an iron core and disposed so as to face each other; And a damping control part connected to the mass storage part and inserted between the electromagnets in a non-contact manner, wherein the damping control part uses an eddy current caused by the electromotive force generated by the relative movement between the electromagnet and the movable conductor to generate a repulsive force proportional to the speed of the movable conductor The control parameter is determined.

본 발명에 의하여, 측정물의 중량 및 요구되는 측정 속도에 따라 와전류 댐퍼의 감쇠력을 능동적으로 가변할 수 있기 때문에, 측정 대상물의 중량 및 측정 속도에 적합한 최적의 감쇠력을 자기 에너지로 생성하여 로드셀에 유발된 진동을 신속히 억제할 수 있다. According to the present invention, since the damping force of the eddy current damper can be actively varied according to the weight of the object to be measured and the required measurement speed, optimum damping force suitable for the weight and measurement speed of the object to be measured is generated as magnetic energy, Vibration can be quickly suppressed.

또한, 본 발명에 의하여, 로드셀의 힌지부에 가해지는 하중을 효과적으로 감쇠시킬 수 있기 때문에 피로파괴의 원인인 힌지구조에 누적 진동량이 줄어 로드셀 사용 수명이 획기적으로 증가시킬 수 있다.Further, according to the present invention, since the load applied to the hinge portion of the load cell can be effectively damped, the cumulative vibration amount can be reduced in the hinge structure, which is a cause of fatigue failure, and the lifetime of the load cell can be remarkably increased.

더 나아가, 본 발명에 의하여, 컨베이어 벨트 기구부와 측정 대상물 사이에 로드셀을 위치시킴으로 선별 중량물 이외에 로드셀에 가해지는 중량을 경량화하여 정밀도, 오차율, 응답 속도를 개선할 수 있다. Further, according to the present invention, by placing the load cell between the conveyor belt mechanism and the measurement object, the weight applied to the load cell in addition to the sorting weight can be lightened, thereby improving the accuracy, error rate, and response speed.

도 1 은 본 발명의 제 1 측면에 의한 능동형 와전류 댐퍼를 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 2 는 도 1 에 도시된 능동형 와전류 댐퍼에서 댐핑부의 구성의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 3 은 도 2 에 도시된 댐핑부에서 발생되는 와전류의 방향 및 크기를 예시하는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 측면에 의한 능동형 와전류 댐퍼 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5 는 본 발명의 제 3 측면에 의한 로드셀 모듈을 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 6 은 본 발명의 제 4 측면에 의한 중량 선별기를 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 7a 내지 도 7c 는 본 발명에 의한 중량 선별기에 포함되는 진입부, 진출부, 및 중량 측정부의 구성의 실시예들을 나타내는 도면이다. 1 is a block diagram conceptually showing an active eddy current damper according to a first aspect of the present invention.
2 is a view for explaining an embodiment of the configuration of the damping unit in the active eddy current damper shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating the direction and magnitude of the eddy current generated in the damping portion shown in FIG. 2. FIG.
4 is a flowchart illustrating a method of controlling an active eddy-current damper according to a second aspect of the present invention.
5 is a block diagram conceptually showing a load cell module according to a third aspect of the present invention.
6 is a block diagram conceptually showing a checkweigher according to a fourth aspect of the present invention.
7A to 7C are views showing embodiments of the configuration of an entrance portion, an advancing portion, and a weight measuring portion included in the checkweigher according to the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described. In order to clearly describe the present invention, parts that are not related to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings denote the same members.

도 1 은 본 발명의 제 1 측면에 의한 능동형 와전류 댐퍼를 개념적으로 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram conceptually showing an active eddy current damper according to a first aspect of the present invention.

본 발명에 의한 능동형 와전류 댐퍼(100)는 가동 전도체(110), 댐핑부(120), 및 댐핑 제어부(150)를 포함한다. 또한, 댐핑 제어부(150)는 고유 진동수 산출부(160), 목표 진동수 결정부(170), 댐핑 계수 모델링부(180), 및 제어 파라미터 결정부(190)를 포함한다. The active eddy current damper 100 according to the present invention includes a movable conductor 110, a damping unit 120, and a damping control unit 150. The damping control unit 150 includes a natural frequency calculation unit 160, a target frequency determination unit 170, a damping coefficient modeling unit 180, and a control parameter determination unit 190.

가동 전도체(110)는 움직이는 작동자에 연결되고, 작동자의 운동에 따라 기계적으로 운동한다. 작동자는 가동 전도체(110)의 운동을 야기하는 모든 종류의 장치일 수 있다. 예를 들어, 능동형 와전류 댐퍼(100)가 로드셀에 적용될 경우 작동자는 로드셀에 부하를 인가하는 측정 대상물을 수납하는 수납부에 연결될 수 있다. 측정 대상물이 수납부에 수납될 경우 갑작스런 중량 인가에 의하여 수납부에는 요동일 발생되고, 발생된 요동은 가동 전도체(110)로 전달된다. The movable conductor 110 is connected to a moving actuator and mechanically moves according to the movement of the actuator. The actuator may be any kind of device that causes movement of the movable conductor 110. For example, when the active eddy current damper 100 is applied to a load cell, an operator may be connected to a storage unit for storing a measurement object to which a load is applied to the load cell. When the object to be measured is housed in the housing part, it is generated in the housing part due to sudden weight application, and the generated oscillation is transmitted to the movable conductor 110.

가동 전도체(110)의 운동은 댐핑부(120)에 의하여 감쇠된다. 이 때, 댐핑부(120)는 가동 전도체(110) 및 댐핑부(120) 간의 상대 운동시 발생하는 전자기력에 의하여 발생하는 와전류를 감쇠력으로써 사용하여 가동 전도체(110)의 운동을 감쇠시킨다. 또한, 댐핑부(120)의 감쇠력은 댐핑 제어부(150)에 의하여 제어된다. 댐핑 제어부(150)는 수납부에 수납되는 측정 대상물의 물리적 특징 및 작동자의 운동의 특징에 기초하여 댐핑부(120)의 댐핑부의 감쇠력을 능동적으로 제어한다. The movement of the movable conductor 110 is attenuated by the damping portion 120. At this time, the damping unit 120 attenuates the motion of the movable conductor 110 by using the eddy current generated by the electromagnetic force generated during the relative movement between the movable conductor 110 and the damping unit 120 as a damping force. The damping force of the damping unit 120 is controlled by the damping control unit 150. The damping control unit 150 actively controls the damping force of the damping unit of the damping unit 120 on the basis of the physical characteristics of the measurement object stored in the storage unit and the characteristics of the motion of the operator.

좀 더 구체적으로는, 댐핑부(120)에 포함된 고유 진동수 산출부(160)는 측정 대상물의 물리적 특징에 따라 가동 전도체(110)의 현재 운동의 고유 진동수를 산출한다. 고유 진동수는 측정 대상물의 물리적 성질에 따라 달라지며, 흔히 고체는 형태, 치수, 장력, 탄성, 밀도 등에 의하여, 액체는 고체로 둘러싸인 형태, 치수, 탄성, 밀도 등에 의하여 일정한 진동수를 가진다. 특히, 고유 진동수 산출부(160)는 측정 대상물의 중량이 가동 전도체(110)에 인가됨에 따라 가동 전도체(110)가 요동하는 진동수를 의미할 수도 있다. 가동 전도체(110)의 요동은 로드셀의 측정 정밀도를 감소시키는 것은 물론, 로드셀의 수명도 단축시킨다는 것은 전술된 바와 같다. More specifically, the natural frequency calculation unit 160 included in the damping unit 120 calculates the natural frequency of the current motion of the movable conductor 110 according to the physical characteristics of the measured object. The natural frequency varies depending on the physical properties of the object to be measured. In general, a solid has a certain frequency depending on its shape, dimensions, tensile strength, elasticity and density, and the liquid has a certain frequency depending on the shape, size, elasticity and density surrounded by a solid. In particular, the natural frequency calculation unit 160 may mean a frequency at which the movable conductor 110 is oscillated as the weight of the measurement object is applied to the movable conductor 110. [ As described above, the swinging of the movable conductor 110 not only reduces the measurement accuracy of the load cell, but also shortens the life of the load cell.

가동 전도체(110)의 진행 중인 운동의 고유 진동수가 결정되면, 목표 진동수 결정부(170)는 측정 대상물의 물리적 특징에 따라 바람직한 목표 진동수를 결정한다. 목표 진동수가 적을수록 가동 전도체(110)의 요동이 적어질 것으로 기대할 수 있다. 이것은 반드시 참인 것은 아니다. 그 이유는 목표 진동수가 적어지면 요동을 줄이기 위하여 댐핑부(120)의 감쇠력이 커져야 하며, 따라서 원하는 목표 진동수에 도달하는 속도가 느려져서 시스템 전체의 동작 속도가 저해되기 때문이다. 일반적으로, 목표 진동수에 도달하는 속도가 빨라질수록 목표 진동수 근처에서 안정화되는 시간이 더 커지며, 목표 진동수에 도달하는 속도가 느려질수록 목표 진동수 근처에서 안정화되는 시간이 적어진다. 그러므로, 목표 진동수 결정부(170)는 측정 대상물의 물리적 특징을 고려하여 바람직한 안정화 시간 고려하여 목표 진동수를 결정한다. 이 때 목표 진동수 결정부(170)는 측정 대상물의 중량 및 댐핑부(120)의 감쇠력 범위, 그리고 중량 측정부(미도시)의 측정 범위 와 신뢰 구간 등을 고려할 수 있다. When the natural frequency of the ongoing motion of the movable conductor 110 is determined, the target frequency determining section 170 determines a desired target frequency according to the physical characteristics of the measured object. It can be expected that the smaller the target frequency is, the smaller the fluctuation of the movable conductor 110 is. This is not necessarily true. The reason is that if the target frequency is decreased, the damping force of the damping unit 120 must be increased in order to reduce the fluctuation, so that the speed of reaching the desired target frequency is slowed and the operation speed of the entire system is hindered. Generally, the faster the speed at which the target frequency is reached, the greater the stabilization time in the vicinity of the target frequency, and the slower the speed at which the target frequency is reached, the less time is stabilized in the vicinity of the target frequency. Therefore, the target frequency determining unit 170 determines the target frequency in consideration of the desired stabilization time in consideration of the physical characteristics of the measured object. At this time, the target frequency determining unit 170 may take into account the weight of the measurement object, the damping force range of the damping unit 120, and the measurement range and the confidence interval of the weight measuring unit (not shown).

목표 진동수가 결정되면, 댐핑 계수 모델링부(180)는 산출된 고유 진동수 및 결정된 목표 진동수를 참조하여 댐핑부의 감쇠력과 관련된 댐핑 계수를 모델링한다. 댐핑 계수가 커질수록 댐핑부(120)의 감쇠력은 커지고, 댐핑 계수가 작아질수록 댐핑부(120)의 감쇠력은 작아진다. When the target frequency is determined, the damping coefficient modeling unit 180 models the damping coefficient related to the damping force of the damping unit with reference to the calculated natural frequency and the determined target frequency. As the damping coefficient increases, the damping force of the damping unit 120 increases, and the damping force of the damping unit 120 decreases as the damping coefficient decreases.

댐핑 계수가 모델링되면 제어 파라미터 결정부(190)는 모델링된 댐핑 계수 및 목표 진동수를 참조하여 댐핑부(120)에서 원하는 댐핑 계수를 구현하기 위하여 조절되어야 하는 제어 파라미터를 결정한다. 본 명세서에서, 댐핑부(120)는 가동 전도체(110)의 운동을 감쇠시킬 수 있는 다양한 구조가 가능하지만, 특히 와전류 댐퍼로서 구현되는 것이 바람직하다. 따라서, 댐핑 계수 모델링부(180)는 와전류 댐퍼의 감쇠력을 결정하는 댐핑 계수를 모델링할 수 있다. 와전류 댐퍼의 구성에 대해서는 도 2 를 이용하여 상세히 후술하기 때문에 명세서의 간략화를 위하여 반복적인 설명이 생략된다. When the damping coefficient is modeled, the control parameter determination unit 190 refers to the modeled damping coefficient and the target frequency to determine control parameters to be adjusted in order to implement the desired damping coefficient in the damping unit 120. In the present specification, the damping portion 120 is capable of various structures capable of attenuating the motion of the movable conductor 110, but is particularly preferably implemented as an eddy current damper. Accordingly, the damping coefficient modeling unit 180 can model the damping coefficient that determines the damping force of the eddy current damper. The construction of the eddy current damper will be described later in detail with reference to FIG. 2, so that a repetitive description will be omitted for simplification of the description.

제어 파라미터가 결정되면, 댐핑부(120)의 댐핑 계수가 댐핑 계수 모델링부(180)에서 모델링된 댐핑 계수로 조절된다. When the control parameter is determined, the damping coefficient of the damping unit 120 is adjusted to the damping coefficient modeled by the damping coefficient modeling unit 180.

이와 같이, 도 1 에 도시된 능동형 와전류 댐퍼(100)는 댐핑부(120)의 댐핑 계수를 측정 대상물의 물리적 특징에 따라서 능동적으로 조절할 수 있다. As described above, the active eddy current damper 100 shown in FIG. 1 can actively adjust the damping coefficient of the damping unit 120 according to the physical characteristics of the measurement object.

도 2 는 도 1 에 도시된 능동형 와전류 댐퍼에서 댐핑부의 구성의 일 실시예를 설명하는 도면이다. 2 is a view for explaining an embodiment of the configuration of the damping unit in the active eddy current damper shown in FIG.

도 2 에 도시된 댐핑부(200)는 제 1 및 제 2 전자석(210, 290) 및 두 전자석 사이에 삽입된 가동 전도체(250)를 포함한다. 각각의 전자석(210, 290)은 철심 코어(216, 296)를 포함한다. 제 1 철심 코어(216)에는 코일(212, 214)이 권선되고, 제 2 철심 코어(296)에는 코일(292, 294)이 권선된다. 제 1 및 제 2 전자석(210, 290)은 코일에 전류를 인가함으로써 서로 반대의 극성으로 자화된다. The damping unit 200 shown in FIG. 2 includes first and second electromagnets 210 and 290 and a movable conductor 250 inserted between the two electromagnets. Each electromagnet 210, 290 includes an iron core 216, 296. The coils 212 and 214 are wound on the first iron core 216 and the coils 292 and 294 are wound on the second iron core 296. The first and second electromagnets 210 and 290 are magnetized in opposite polarities by applying current to the coils.

일반적으로, 와전류 댐퍼는 가동 전도체(250)가 제 1 및 제 2 전자석(210, 290)과 같은 전자석에 대향하도록 배치되고, 제 1 및 제 2 전자석(210, 290) 및 가동 전도체(250) 중 하나는 반대 방향의 수직 방향으로 다른 하나에 대해서 이동가능하게 배치된다. 도체에 유도된 와전류가 자속의 변화를 방해하는 방향으로 발생하기 때문에, 와전류에 의해 저항력이 가동 전도체(250)에 인가되고, 가동 전도체(250)의 변위 속도가 증가함에 따라 더 큰 저항력이 가해진다. The eddy current damper is disposed such that the movable conductor 250 faces the electromagnets such as the first and second electromagnets 210 and 290 and the first and second electromagnets 210 and 290 and the movable conductor 250 One is movably disposed relative to the other in a direction perpendicular to the opposite direction. Resistance force is applied to the movable conductor 250 by the eddy current and a larger resistance force is applied as the displacement speed of the movable conductor 250 increases because the eddy current induced in the conductor occurs in a direction that hinders the change of the magnetic flux .

도 2 에 도시된 바와 같은 댐핑부(200)는 미끄럼 부재를 포함하지 않고 비접촉식으로 구동되므로 장시간 사용할 때에도 특성이 변화되지 않는 이점이 있다. 또한, 자기 댐퍼는 자석과 전도체의 상대적 운동 발생 시 움직이는 전도체가 자기장 내에 있게 하여 기전력을 발생시키고, 유도전류를 다시 발생시켜 전도체의 속도에 비례하는 반발력을 발생 시킨다. 이는 자석과 전도체가 진동감쇠기와 같은 역할을 하게 된다. 외력에 의해 생성된 기계적 진동을 신속히 감쇠 시켜 즉시 정상상태로 복귀시키고 다음 측정까지의 시간이 짧아 분당 처리량을 증가시킬 수 있으며, 자기 방식이 아닌 로드셀에 비하여 약 1.5 배의 처리 속도를 달성할 수 있다. Since the damping unit 200 as shown in FIG. 2 does not include the sliding member and is driven in a non-contact manner, there is an advantage that the characteristics are not changed even when used for a long time. Also, the magnetic damper generates the electromotive force by causing the moving conductor in the magnetic field when the relative movement of the magnet and the conductor occurs, and generates the induction current again to generate the repulsive force proportional to the speed of the conductor. This causes the magnet and the conductor to function as vibration dampers. The mechanical vibration generated by the external force can be rapidly attenuated and immediately returned to the normal state and the time to the next measurement is short so that the throughput per minute can be increased and the processing speed of about 1.5 times as compared with the non- .

도 2 에서, 자기장 내에서 움직이는 전도체에 유도되는 전류 밀도 J는 표면 전하를 무시하면 다음 수학식 1과 같다.In FIG. 2, the current density J induced in a conductor moving in a magnetic field is expressed by the following Equation 1, when the surface charge is ignored.

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서,

Figure pat00002
와
Figure pat00003
는 각각, 전도체가 움직이는 속도와 자기 플럭스 밀도이며,
Figure pat00004
는 전류 밀도 J를 유도하는 기전력이다. In Equation (1)
Figure pat00002
Wow
Figure pat00003
Are the speed at which the conductor moves and the magnetic flux density, respectively,
Figure pat00004
Is an electromotive force that induces a current density J.

수학식 1로부터 유도 전류는 속도와 자기장의 수직 성분 값에 비례함을 알 수 있다. 수직 방향의 자기장에 대해 전도체가 수평 방향으로 움직이기 때문에 와전류가 발생하게 된다. 와전류와 자기장에 의한 전자기력의 방향은 전도체의 운동방향과 반대이며, 다음 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.From Equation (1), it can be seen that the induced current is proportional to the velocity and the vertical component of the magnetic field. The eddy current is generated because the conductor moves in the horizontal direction with respect to the magnetic field in the vertical direction. The direction of the electromagnetic force due to the eddy current and the magnetic field is opposite to the direction of motion of the conductor, and can be expressed by the following equation (2).

Figure pat00005
Figure pat00005

도 2 에 도시된 댐핑부(200)에서 감쇠력을 결정하는 제어 파라미터에는 전자석(210, 290) 및 가동 전도체(250)의 형상, 전자석 간의 이격 거리(D), 전자석 및 가동 전도체 간의 공극(d), 전자석에 감겨진 코일에 인가되는 전류, 가동 전도체의 두께(t) 등이 포함될 수 있다. 그러나, 도 2 에 도시된 댐핑부(200)는 일 예일 뿐이며, 다양한 다른 구조도 역시 적용될 수 있으며 이 경우 제어 파라미터는 채택된 구성에 따라서 변동될 수 있다. 그러므로, 도 2 에 도시된 구조는 본 발명을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 예를 들어, 가동 전도체(250) 및 제 1 및 제 2 전자석(210, 290)이 원형 형상을 가진다면, 가동 전도체(250)의 내경 및 외경 및 제 1 및 제 2 전자석(210, 290)의 내경 및 외경도 제어 파라미터로서 사용될 수 있다. The control parameter for determining the damping force in the damping unit 200 shown in Fig. 2 includes the shapes of the electromagnets 210 and 290 and the movable conductor 250, the spacing D between the electromagnets, the gap d between the electromagnet and the movable conductor, The current applied to the coil wound around the electromagnet, the thickness t of the movable conductor, and the like. However, the damping portion 200 shown in FIG. 2 is only an example, and various other structures may also be applied, in which case the control parameters may vary according to the adopted configuration. Therefore, the structure shown in Fig. 2 should not be construed as limiting the present invention. For example, if the movable conductor 250 and the first and second electromagnets 210 and 290 have a circular shape, the inner diameter and outer diameter of the movable conductor 250 and the inner and outer diameters of the first and second electromagnets 210 and 290 The inner and outer diameters can also be used as control parameters.

도 3 은 도 2 에 도시된 댐핑부에서 발생되는 와전류의 방향 및 크기를 예시하는 도면이다. FIG. 3 is a diagram illustrating the direction and magnitude of the eddy current generated in the damping portion shown in FIG. 2. FIG.

도 3의 (a) 는 발생되는 와전류 댐퍼의 방향 및 크기를 나타내는 와전류 댐퍼 벡터를 나타낸다. 또한, 도 3 의 (b)는 해당 자속 밀도의 분포를 색상별로 나타낸 도면이다. 3 (a) shows an eddy current damper vector indicating the direction and magnitude of the eddy current damper to be generated. 3 (b) is a diagram showing distribution of the magnetic flux density by color.

일반적으로, 와전류가 발생하게 되면, 와전류의 순환에 의해 작용하고 있는 자기장과 극성이 반대인 자기장이 발생하게 되고, 이로 인해 반발력이 발생한다. 그러나, 전도체의 전기 저항에 의해 유도 전류는 열로 사라지게 되며, 반발력도 사라진다. 동적 시스템의 경우는 움직이는 전도체가 자기장내에 있게 되면 기전력(electromotive force; emf)이 발생하고, 유도전류를 다시 발생시켜 전도체의 속도에 비례하는 반발력을 발생시킨다. 이 전류는 소산되기 때문에 시스템의 에너지는 없어지게 된다. 따라서, 자석과 전도체는 점성 감쇠기(viscous damper)와 같은 역할을 하게 된다. 이러한 와전류 감쇠 시스템은 반영구적이며, 비접촉식(non-contacting) 자기 댐퍼이다. Generally, when an eddy current is generated, a magnetic field having a polarity opposite to that of the magnetic field acting by the circulation of the eddy current is generated, thereby generating a repulsive force. However, due to the electrical resistance of the conductor, the induced current disappears as heat and the repulsive force disappears. In the case of a dynamic system, an electromotive force (emf) is generated when a moving conductor is in a magnetic field, and the induction current is generated again to generate a repulsive force proportional to the speed of the conductor. Since this current is dissipated, the energy of the system is lost. Thus, the magnets and conductors act like viscous dampers. These eddy current damping systems are semi-permanent, non-contacting magnetic dampers.

도 4 는 본 발명의 제 2 측면에 의한 능동형 와전류 댐퍼 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of controlling an active eddy-current damper according to a second aspect of the present invention.

전술된 바와 같이, 와전류 댐퍼는 작동자의 운동에 따른 가동 전도체의 운동시 발생하는 전자기력에 의하여 발생하는 와전류를 감쇠력으로써 사용하여 가동 전도체의 운동을 감쇠시킨다. 이러한 와전류 댐퍼를 제어하기 위하여, 우선 센서를 통해 가동 전도체의 운동을 감지하고 가동 전도체의 운동의 고유 진동수를 산출한다(S410). 고유 진동수를 모델링하기 위하여 아날로그 센서 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 DSP(Digital Signal Processor)가 수신하여 샘플링할 수 있다. As described above, the eddy current damper attenuates the motion of the movable conductor by using an eddy current generated by the electromagnetic force generated when the movable conductor is moved according to the movement of the operator as a damping force. In order to control the eddy current damper, first, the motion of the movable conductor is sensed through the sensor and the natural frequency of motion of the movable conductor is calculated (S410). In order to model the natural frequency, an analog sensor signal is converted into a digital signal, and a digital signal processor (DSP) can receive and sample the converted digital signal.

현재 진행 중인 운동의 고유 진동수가 산출되면, 측정 대상물의 물리적 특징에 따라 목표 진동수를 결정한다(S430). 이 경우 사용되는 정보는 측정 대상물의 중량이나 요구되는 처리 속도 등을 포함할 수 있음은 전술된 바와 같다. When the natural frequency of the current motion is calculated, the target frequency is determined according to the physical characteristics of the measured object (S430). In this case, the information used may include the weight of the object to be measured, the required processing speed, and the like, as described above.

고유 진동수 및 목표 진동수가 결정되면, 결정된 고유 진동수 및 목표 진동수를 참조하여 능동형 와전류 댐퍼의 감쇠력과 관련된 댐핑 계수를 모델링한다(S450). 능동형 와전류 댐퍼에 인가되는 측정 대상물의 중량을 F라고 한다면 F = m · g = k · x 의 관계가 성립한다. 여기에서, m은 측정 대상물의 질량, g는 중력 가속도, x는 와전류 댐퍼의 가동 전도체의 변위, 그리고 k는 댐핑 계수를 나타낸다. When the natural frequency and the target frequency are determined, the damping coefficient related to the damping force of the active eddy current damper is modeled by referring to the determined natural frequency and the target frequency (S450). Assuming that the weight of the measurement object to be applied to the active eddy current damper is F, the relationship of F = m.g = kx is established. Where m is the mass of the object to be measured, g is the gravitational acceleration, x is the displacement of the moving conductor of the eddy current damper, and k is the damping coefficient.

그러면, 원하는 댐핑 계수 k는 k = m · g / x의 수학식으로서 구할 수 있다. Then, the desired damping coefficient k can be obtained as a formula of k = m · g / x.

이와 같이 댐핑 계수가 결정되면, 모델링된 댐핑 계수 및 목표 진동수를 참조하여 능동형 와전류 댐퍼의 동작과 관련된 제어 파라미터를 결정한다(S470). 제어 파라미터는 전자석 및 가동 전도체의 형상, 전자석 간의 이격 거리, 전자석 및 가동 전도체 간의 공극, 전자석에 감겨진 코일에 인가되는 전류, 가동 전도체의 두께 등을 포함할 수 있음은 전술된 바와 같다. When the damping coefficient is determined as described above, the control parameter related to the operation of the active eddy current damper is determined by referring to the modeled damping coefficient and the target frequency (S470). The control parameters may include the shape of the electromagnets and movable conductors, the spacing between the electromagnets, the gap between the electromagnets and the movable conductor, the current applied to the coil wound around the electromagnet, the thickness of the movable conductor, and the like.

제어 파라미터가 결정되면, 결정된 제어 파라미터에 따라 능동형 와전류 댐퍼를 제어한다(S490). When the control parameter is determined, the active type eddy current damper is controlled according to the determined control parameter (S490).

이와 같이, 본 발명에서는 능동형 와전류 댐퍼를 측정 대상물의 중량과 같은 물리적 특징 및 원하는 처리 속도를 고려하여 능동형 와전류 댐퍼를 능동적으로 제어한다. 그러므로, 다양한 중량 범위를 가지는 측정 대상물을 측정해야 하는 경우에도, 각 측정 대상물마다 능동적으로 감쇠력이 제어되기 때문에 측정 시간이 단축되고, 측정의 신뢰도가 증가한다. As described above, in the present invention, the active eddy current damper is actively controlled in consideration of the physical characteristics such as the weight of the object to be measured and the desired processing speed. Therefore, even when the measurement object having various weight ranges is to be measured, since the damping force is actively controlled for each measurement object, the measurement time is shortened and the reliability of the measurement is increased.

도 5 는 본 발명의 제 3 측면에 의한 로드셀 모듈을 개념적으로 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram conceptually showing a load cell module according to a third aspect of the present invention.

도 5 에 도시된 로드셀 모듈(500)은 중량 수납부(530), 로드셀(540) 및 능동형 와전류 댐퍼(505)를 포함한다. The load cell module 500 shown in FIG. 5 includes a weight storage portion 530, a load cell 540, and an active eddy current damper 505.

중량을 측정할 측정 대상물은 중량 수납부(530)에 수납된다. 예를 들어, 중량 수납부(530)는 컨베이어 벨트 상에 측정 대상물을 놓는 마운트일 수 있다. 측정 대상물이 중량 수납부(530)에 수납되면, 측정 대상물의 중량이 중량 수납부(530)를 통해 로드셀(540)로 전달된다. 즉, 로드셀(540)은 측정 대상물과 중량 수납부(530)의 중량을 합산한 중량을 측정한다. The object to be measured for weight measurement is stored in the weight storage portion 530. For example, the mass storage portion 530 may be a mount for placing the measurement object on the conveyor belt. When the measurement object is stored in the weight storage portion 530, the weight of the measurement object is transmitted to the load cell 540 through the weight storage portion 530. [ That is, the load cell 540 measures the weight of the object to be measured and the weight of the weight storage portion 530 added together.

또한, 측정 대상물의 중량에 의하여 발생되는 요동은 능동형 와전류 댐퍼(505)에 의하여 능동적으로 감쇠된다. Further, the oscillation generated by the weight of the measurement object is actively attenuated by the active eddy current damper 505.

능동형 와전류 댐퍼(505)는 가동 전도체(510), 댐핑부(520), 고유 진동수 산출부(560), 목표 진동수 결정부(570), 댐핑 계수 모델링부(580), 및 제어 파라미터 결정부(590)를 포함한다. 능동형 와전류 댐퍼(505)에 포함되는 가동 전도체(510), 댐핑부(520), 고유 진동수 산출부(560), 목표 진동수 결정부(570), 댐핑 계수 모델링부(580), 및 제어 파라미터 결정부(590) 구성 및 동작은 도 1 에 도시된 가동 전도체(110), 댐핑부(120), 고유 진동수 산출부(160), 목표 진동수 결정부(170), 댐핑 계수 모델링부(180), 제어 파라미터 결정부(190)와 각각 유사하다. 그러므로, 명세서의 간략화를 위하여 반복적인 설명이 생략된다.The active eddy current damper 505 includes a movable conductor 510, a damping unit 520, a natural frequency calculation unit 560, a target frequency determination unit 570, a damping coefficient modeling unit 580, and a control parameter determination unit 590 ). A damping coefficient calculation unit 560 and a damping coefficient modeling unit 580 included in the active eddy current damper 505 and the damping unit 520, The damping coefficient modeling unit 180, and the control parameter 590 shown in FIG. 1, the damping unit 120, the characteristic frequency calculation unit 160, the target frequency determination unit 170, the damping coefficient modeling unit 180, And the determination unit 190, respectively. Therefore, repetitive descriptions are omitted for the sake of simplification of the specification.

또한, 능동형 와전류 댐퍼(505)에 포함되는 댐핑 제어부(550)는, 능동형 와전류 댐퍼(505)를 구성하는 전자석의 코일에 인가되는 전류를 정전류로 유지시키는 정전류 레귤레이터(미도시)를 더 포함할 수 있다. The damping control unit 550 included in the active eddy current damper 505 may further include a constant current regulator (not shown) for maintaining the current applied to the coil of the electromagnet constituting the active eddy current damper 505 at a constant current have.

정전류 레귤레이터는 입력 조건과 작동 조건 범위에 따른 전압 변화에 관계없이 전류를 일정하기 유지하기 위하여 사용된다. 정전류 레귤레이터는 선형 레귤레이터 및 스위칭 레귤레이터에 비하여 더 간단하고 저렴한 솔루션이면서도 저항에 비해 중요한 성능 및 장점을 제공할 수 있다. 이러한 정전류 레귤레이터는 넓은 전압 범위에 걸쳐 지속적으로 안정된 전류를 전자석의 코일에 공급한다. A constant current regulator is used to keep the current constant regardless of the voltage change depending on the input condition and the operating condition range. Constant-current regulators are a simpler and cheaper solution than linear regulators and switching regulators, and can provide significant performance and advantages over resistors. This constant-current regulator supplies a steady current to the electromagnet's coil over a wide voltage range.

정전류 레귤레이터는 스텝 다운(벅), 스텝 업(부스트) 또는 SEPIC 토폴로지 중 하나로 설정될 수 있다. The constant current regulator can be set to either step-down (buck), step-up (boost), or SEPIC topology.

도 5 에 도시된 바와 같은 로드셀 모듈(500)은 측정 대상물의 요동을 능동형 와전류 댐퍼(505)를 사용하여 효과적이고 능동적으로 감쇠시킬 수 있으므로, 측정 대상물의 중량 및 측정 속도에 적합한 최적의 감쇠력을 자기 에너지로 생성하여 로드셀에 유발된 진동을 신속히 억제할 수 있다. 또한, 로드셀(540)의 힌지부에 가해지는 하중을 효과적으로 감쇠시킬 수 있기 때문에 수명을 획기적으로 개선할 수 있다.The load cell module 500 as shown in FIG. 5 effectively and actively attenuates the fluctuation of the measurement object using the active type eddy current damper 505, so that the optimum damping force suitable for the weight of the measurement object and the measurement speed Energy generated by the load cell can be rapidly suppressed. In addition, since the load applied to the hinge portion of the load cell 540 can be effectively damped, the service life can be remarkably improved.

도 6 은 본 발명의 제 4 측면에 의한 중량 선별기를 개념적으로 나타내는 블록도이다.6 is a block diagram conceptually showing a checkweigher according to a fourth aspect of the present invention.

본 발명에 의한 중량 선별기(600)는 진입부(610), 중량 측정부(630), 대상물 선별부(650) 및 진출부(670)를 포함한다. The weighing machine 600 according to the present invention includes an entrance portion 610, a weight measuring portion 630, an object sorting portion 650 and an advancing portion 670.

중량 선별기(600)에서 측정 대상물은 모터에 따라 구동되는 콘베이어 벨트를 따라 진입부(610)로부터 진출부(670)로 이송된다. In the checkweigher 600, the measurement object is conveyed from the entrance 610 to the exit 670 along the conveyor belt driven by the motor.

그러면, 중량 측정부(630)는 진입부(610)로부터 측정 대상물을 수납하고, 수납된 측정 대상물의 중량을 측정한다. 중량 측정이 완료된 측정 대상물은 대상물 선별부(650)로 공급된다. Then, the weight measuring unit 630 receives the measurement object from the entrance unit 610, and measures the weight of the accommodated measurement object. The measurement object having undergone the weight measurement is supplied to the object sorting unit 650.

대상물 선별부(650)는 중량 측정부(630)에서 측정된 중량에 따라 측정 대상물을 선별한다. 선별이 완료된 측정 대상물은 진출부(670)를 통해 외부로 이송된다. The object sorting unit 650 selects objects to be measured according to the weight measured by the weight measuring unit 630. The object to be measured that has been sorted is delivered to the outside through the advancing part 670.

전술된 바와 같이, 중량 측정부는 도 4 에 도시된 바와 같은 로드셀 모듈을 사용하여 측정 대상물의 중량을 측정할 수 있다. 또한, 로드셀 모듈은 측정 대상물이 중량 수납부에 적재될 때 및 측정 대상물이 중량 수납부로부터 하역될 때 발생되는 요동을 능동적으로 감쇠시키기 위한 능동형 와전류 댐퍼를 포함한다. 능동형 와전류 댐퍼는 요동에 의하여 발생되는 전자기력에 기인한 와전류를 감쇠력으로 사용하여 측정 대상물의 운동을 감쇠시키는 것이 바람직하다. As described above, the weight measuring unit can measure the weight of the measurement object using the load cell module as shown in FIG. The load cell module includes an active eddy current damper for actively attenuating vibrations generated when the measurement object is loaded on the weight storage portion and when the measurement object is unloaded from the weight storage portion. It is preferable that the active eddy current damper attenuates the motion of the measurement object by using the eddy current caused by the electromagnetic force generated by the oscillation as the damping force.

로드셀 모듈에 대해서는 도 5 를 이용하여 상세히 설명되었다. 그러므로, 명세서의 간략화를 위하여 반복적인 설명이 생략된다.The load cell module has been described in detail with reference to FIG. Therefore, repetitive descriptions are omitted for the sake of simplification of the specification.

본 발명에 의한 중량 선별기(600)에서, 로드셀 모듈은 콘베이어 벨트 및 모터 사이에 배치되어, 모터의 중량을 측정하지 않는다. 이러한 로드셀 모듈의 배치에 대해서는 도 7a 내지 도 7c 를 사용하여 후술된다. In the weighing machine 600 according to the present invention, the load cell module is disposed between the conveyor belt and the motor, and does not measure the weight of the motor. The arrangement of such load cell modules will be described later with reference to Figs. 7A to 7C.

도 7a 내지 도 7c 는 본 발명에 의한 중량 선별기에 포함되는 진입부, 진출부, 및 중량 측정부의 구성의 실시예들을 나타내는 도면이다. 7A to 7C are views showing embodiments of the configuration of an entrance portion, an advancing portion, and a weight measuring portion included in the checkweigher according to the present invention.

도 7a 는 도 6 의 중량 선별기에 포함되는 진입부 및 진출부의 일 실시예의 구성을 예시한다. 도 7a에서, 진입부 및 진출부는 측정 대상물(705)이 적재되며, 적재된 측정 대상물을 이송하는 콘베이어 벨트(713) 및 콘베이어 벨트를 구동하기 위한 모터(719)를 포함한다. 모터(719)의 회전력은 구동 벨트에 의하여 구동 기어(717)로 전달된다. 구동 기어(717)가 회전함에 따라 피동 기어(715)도 역시 회전하며 측정 대상물(705)을 화살표 방향으로 진행시킨다. FIG. 7A illustrates the configuration of one embodiment of the entrance and exit portions included in the checkweigher of FIG. In Fig. 7A, the entrance and exit portions include a conveyor belt 713 on which the measurement object 705 is loaded and conveyed, and a motor 719 for driving the conveyor belt. The rotational force of the motor 719 is transmitted to the drive gear 717 by the drive belt. As the driving gear 717 rotates, the driven gear 715 also rotates to advance the measurement object 705 in the direction of the arrow.

도 7b 는 도 6 의 중량 선별기에서 중량 측정부의 일 실시예의 구성을 예시한다. 도 7b에서, 모터(719)에 의하여 구동 기어(717)가 회전함에 따라 피동 기어(715)도 역시 회전하며 측정 대상물(705)을 화살표 방향으로 진행시키는 것은 도 7a 와 같다. 그런데, 도 7b 에 도시된 중량 측정부는 로드셀 모듈(745) 및 능동형 와전류 댐퍼(750)를 더 포함한다. FIG. 7B illustrates the configuration of an embodiment of the weighing part in the checkweigher of FIG. 6; 7B, as the drive gear 717 rotates by the motor 719, the driven gear 715 also rotates and the measurement object 705 is advanced in the direction of the arrow as shown in FIG. 7A. 7B further includes a load cell module 745 and an active eddy current damper 750.

로드셀 모듈(745)은 모터(719) 하부에 설치되어 모터 상부의 측정 위치를 측정 대상물(705)이 지날 때의 중량을 측정한다. 이 때, 로드셀 모듈(745)은 측정 대상물(705)의 중량 뿐만 아니라, 콘베이어 벨트(713)의 중량 및 모터(719)의 중량이 모두 포함된 총 중량을 측정한다. 물론, 콘베이어 벨트(713)의 중량 및 모터(719)의 중량은 사전 공지된 값들이기 때문에 측정된 총 중량으로부터 감산하면 측정 대상물(705)만의 중량을 얻을 수 있다. 그러나, 통신 모듈(445)은 상대적으로 측정 대상물(705)보다 큰 모터(719) 및 콘베이어 벨트(713)의 중량이 모두 포함된 큰 값의 총 중량을 측정한 상태에서, 상대적으로 작은 값인 측정 대상물(705)의 중량을 정밀하게 측정해야 한다. 그러므로, 측정 범위 및 측정 정밀도가 모두 양호해야 하기 때문에 구현 비용이 비싸다. The load cell module 745 is installed under the motor 719 to measure the weight of the upper portion of the motor when the object to be measured 705 passes. At this time, the load cell module 745 measures not only the weight of the measurement object 705 but also the total weight including the weight of the conveyor belt 713 and the weight of the motor 719. Of course, since the weight of the conveyor belt 713 and the weight of the motor 719 are previously known values, the weight of the measurement object 705 can be obtained by subtracting from the measured total weight. However, the communication module 445 is configured to measure the total weight of the motor 719 and the conveyor belt 713, which are relatively larger than the measurement object 705, It is necessary to precisely measure the weight of the sample 705. Therefore, the implementation cost is high because both the measurement range and the measurement precision must be good.

도 7c 는 도 6 의 중량 선별기에서 중량 측정부의 다른 실시예의 구성을 예시한다. 도 7c에서, 모터(779)에 의하여 구동 기어(775)가 회전함에 따라 피동 기어(771, 773, 777)도 역시 회전하며 측정 대상물(705)을 화살표 방향으로 진행시키는 것은 도 7b 와 같다. 그런데, 도 7c 에 포함되는 로드셀 모듈(745) 및 능동형 와전류 댐퍼(750)는 도 7b와는 달리 모터의 모터(779)의 상부에 배치된다. Fig. 7C illustrates the configuration of another embodiment of the weighing part in the checkweigher of Fig. 7C, as the driving gear 775 is rotated by the motor 779, the driven gears 771, 773 and 777 rotate also to move the measurement object 705 in the arrow direction as shown in FIG. 7B. However, the load cell module 745 and the active eddy current damper 750 included in FIG. 7C are disposed above the motor 779 of the motor, unlike FIG. 7B.

그러므로, 로드셀 모듈(785)은 측정 대상물(705)이 측정 위치를 지날 때에 모터(779)의 중량이 배제된 콘베이어 벨트(713)의 중량만을 측정한다. 그러므로, 도 7b에 도시된 경우와는 달리 상대적으로 적은 측정 범위를 가지고 측정 대상물(705)의 중량을 정밀하게 측정할 수 있다. 그러므로 상대적으로 저렴한 비용의 로드셀 모듈(785)을 사용할 수 있으며, 고정밀 중량 선별기의 수입을 대체하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 로드셀 모듈(785)에 인가되는 중량 자체가 현저히 줄어들기 때문에 로드셀 모듈(745)의 수명이 일반 로드셀에 대비하여 약 20배가량 연장될 수 있다. Therefore, the load cell module 785 measures only the weight of the conveyor belt 713 from which the weight of the motor 779 is excluded when the measurement object 705 passes the measurement position. Therefore, unlike the case shown in FIG. 7B, the weight of the measurement object 705 can be precisely measured with a relatively small measurement range. Therefore, the load cell module 785 can be used at a relatively low cost, and the effect of replacing the import of the high-precision weight sorter can be obtained. In addition, since the weight applied to the load cell module 785 is significantly reduced, the lifetime of the load cell module 745 can be extended about 20 times as compared with a normal load cell.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명에 의한 능동형 와전류 댐퍼는 중량 선별기 뿐만 아니라 자동차, 고속전철 등의 자기 제동 장치에도 적용될 수 있고, 초정밀 이송 기구 진동 저감 장치에도 적용될 수 있다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. For example, the active eddy-current damper according to the present invention can be applied not only to a weight discriminator but also to a magnetic brake device such as an automobile or a high-speed train, and also to a vibration device for ultra precise conveying mechanism.

또한, 본 발명에 따르는 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 분산 컴퓨터 시스템에 의하여 분산 방식으로 실행될 수 있는 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드를 저장할 수 있다. In addition, the method according to the present invention can be embodied as computer-readable code on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium may include any type of recording device that stores data that can be read by a computer system. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission via the Internet) . The computer readable recording medium may also store computer readable code that may be executed in a distributed manner by a distributed computer system connected to the network.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그리고, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. As used herein, the singular " include " should be understood to include a plurality of representations unless the context clearly dictates otherwise, and the terms "comprises & , Parts or combinations thereof, and does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, components, components, or combinations thereof. The terms "part", "unit", "module", "block", and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, And a combination of software.

따라서, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.Therefore, it should be understood that the present invention and the drawings attached hereto are only a part of the technical idea included in the present invention, and that those skilled in the art will readily understand the technical ideas included in the specification and drawings of the present invention It is obvious that all the variations and concrete examples that can be deduced are included in the scope of the present invention.

본 발명은 와전류 댐퍼가 적용되는 중량 선별기 및 자기 브레이크에 적용될 수 있다. The present invention can be applied to a weight discriminator and a magnetic brake to which an eddy current damper is applied.

110, 510 : 가동 전도체 120, 520 : 댐핑부
150, 550 : 댐핑 제어부 160, 560 : 고유 진동수 산출부
170, 570 : 목표 진동수 결정부 180, 580 : 댐핑 계수 모델링부
190, 590 : 제어 파라미터 결정부 610 : 진입부
630 : 중량 측정부 650 : 대상물 선별부
670 : 진출부 705 : 측정 대상물
713 : 콘베이어 벨트 715, 771, 773, 777 : 피동 기어
717, 775 : 구동 기어 745, 785 : 로드셀 모듈
750, 780 : 능동형 와전류 댐퍼 719, 779 : 모터110, 510: movable conductor 120, 520: damping part
150, 550: damping control unit 160, 560: natural frequency calculation unit
170, 570: target frequency determining unit 180, 580: damping coefficient modeling unit
190, 590: Control parameter determination unit 610:
630: Weight measuring unit 650: Object sorting unit
670: Entry part 705: Measuring object
713: conveyor belt 715, 771, 773, 777: driven gear
717, 775: driving gears 745, 785: load cell module
750, 780: Active eddy current damper 719, 779: Motor

Claims (9)

능동형 와전류 댐퍼로서,
작동자에 연결되어 상기 작동자의 운동에 따라 운동하는 가동 전도체;
댐핑부로서, 상기 가동 전도체 및 상기 댐핑부 간의 상대 운동시 발생하는 전자기력에 의하여 발생하는 와전류를 감쇠력으로써 사용하여 상기 가동 전도체의 운동을 감쇠시키는, 댐핑부; 및
작동자에 중량을 인가하는 대상물의 물리적 특징 및 상기 작동자의 운동의 특징에 기초하여 상기 댐핑부의 감쇠력을 능동적으로 제어하는 댐핑 제어부를 포함하는, 능동형 와전류 댐퍼.As an active eddy current damper,
A movable conductor connected to the actuator and moving according to the movement of the actuator;
A damping unit for damping the movement of the movable conductor by using an eddy current generated by an electromagnetic force generated during relative motion between the movable conductor and the damping unit as a damping force; And
And a damping control portion for actively controlling a damping force of the damping portion based on physical characteristics of an object to which weight is applied to the actuator and characteristics of movement of the actuator. 제1항에 있어서,
상기 댐핑 제어부는,
상기 가동 전도체의 운동의 고유 진동수를 산출하는 고유 진동수 산출부;
상기 측정 대상물의 물리적 특징에 따라 상기 가동 전도체의 운동의 목표 진동수를 결정하는 목표 진동수 결정부;
산출된 고유 진동수 및 결정된 목표 진동수를 참조하여 상기 댐핑부의 감쇠력과 관련된 댐핑 계수를 모델링하는 댐핑 계수 모델링부; 및
모델링된 댐핑 계수 및 상기 목표 진동수를 참조하여 상기 댐핑부의 동작과 관련된 제어 파라미터를 결정하는 제어 파라미터 결정부를 포함하는, 능동형 와전류 댐퍼.The method according to claim 1,
Wherein the damping control unit comprises:
A natural frequency calculation unit for calculating a natural frequency of the motion of the movable conductor;
A target frequency determining unit for determining a target frequency of motion of the movable conductor according to physical characteristics of the measurement object;
A damping coefficient modeling unit for modeling the damping coefficient related to the damping force of the damping unit with reference to the calculated natural frequency and the determined target frequency; And
And a control parameter determination unit for determining a control parameter related to the operation of the damping unit with reference to the modeled damping coefficient and the target frequency. 제2항에 있어서,
상기 댐핑부는 철심 코어에 감겨진 코일을 포함하며 서로 대향하도록 배치되는 한 쌍의 전자석을 포함하고,
상기 가동 전도체는 상기 전자석 사이에 비접촉식으로 삽입되며,
상기 댐핑 제어부는 상기 전자석 및 상기 가동 전도체 간의 상대적인 운동에 의해 발생된 기전력에 기인한 와전류를 사용하여 상기 가동 전도체의 속도에 비례하는 반발력을 발생시키도록 상기 제어 파라미터를 결정하는, 능동형 와전류 댐퍼.3. The method of claim 2,
Wherein the damping portion includes a pair of electromagnets arranged so as to face each other and including a coil wound around the core core,
Wherein the movable conductor is inserted between the electromagnets in a non-contact manner,
Wherein the damping control section determines the control parameter to generate a repulsive force proportional to the speed of the movable conductor by using an eddy current caused by an electromotive force generated by relative movement between the electromagnet and the movable conductor. 제3항에 있어서,
상기 제어 파라미터는, 상기 전자석 및 상기 가동 전도체의 형상, 상기 전자석 간의 이격 거리, 상기 전자석 및 상기 가동 전도체 간의 공극, 상기 전자석에 감겨진 코일에 인가되는 전류 중 적어도 하나를 포함하는, 능동형 와전류 댐퍼.The method of claim 3,
Wherein the control parameter includes at least one of a shape of the electromagnet and the movable conductor, a spacing distance between the electromagnets, a gap between the electromagnet and the movable conductor, and a current applied to the coil wound around the electromagnet. 작동자의 운동에 따른 가동 전도체의 운동시 발생하는 전자기력에 의하여 발생하는 와전류를 감쇠력으로써 사용하여 상기 가동 전도체의 운동을 감쇠시키는 능동형 와전류 댐퍼의 제어 방법으로서,
센서를 통해 상기 가동 전도체의 운동을 감지하고 상기 가동 전도체의 운동의 고유 진동수를 산출하는 단계;
상기 측정 대상물의 물리적 특징에 따라 상기 가동 전도체의 운동의 목표 진동수를 결정하는 단계;
산출된 고유 진동수 및 결정된 목표 진동수를 참조하여 상기 능동형 와전류 댐퍼의 감쇠력과 관련된 댐핑 계수를 모델링하는 단계;
모델링된 댐핑 계수 및 상기 목표 진동수를 참조하여 상기 능동형 와전류 댐퍼의 동작과 관련된 제어 파라미터를 결정하는 단계; 및
결정된 제어 파라미터에 따라 상기 능동형 와전류 댐퍼를 제어하는 단계를 포함하는, 능동형 와전류 댐퍼 제어 방법.There is provided a control method of an active eddy current damper for damping a motion of a movable conductor by using an eddy current generated by an electromagnetic force generated when a movable conductor is moved according to a motion of an operator as a damping force,
Sensing a motion of the movable conductor through a sensor and calculating a natural frequency of movement of the movable conductor;
Determining a target frequency of motion of the movable conductor according to a physical characteristic of the measurement object;
Modeling the damping coefficient related to the damping force of the active eddy current damper with reference to the calculated natural frequency and the determined target frequency;
Determining a control parameter associated with the operation of the active eddy current damper with reference to the modeled damping coefficient and the target frequency; And
And controlling the active eddy current damper according to the determined control parameter. 측정 대상물로 인하여 인가된 중량을 측정하는 로드셀 모듈로서,
상기 측정 대상물의 질량에 의하여 인가되는 중량을 수납하는 중량 수납부;
상기 측정 대상물이 상기 중량 수납부에 적재될 때 및 상기 측정 대상물이 상기 중량 수납부로부터 하역될 때 발생되는 요동을, 상기 요동에 의하여 발생되는 전자기력에 기인한 와전류를 감쇠력으로써 사용하여 감쇠시키는 능동형 와전류 댐퍼; 및
상기 중량 수납부에 연결되어 상기 측정 대상물의 중량을 측정하는 로드셀을 포함하고,
상기 능동형 와전류 댐퍼는, 상기 측정 대상물의 물리적 특징 및 상기 요동의 특징에 기초하여 상기 능동형 와전류 댐퍼의 감쇠력을 능동적으로 제어하는 댐핑 제어부를 포함하는, 로드셀 모듈.A load cell module for measuring an applied weight due to an object to be measured,
A weight accommodating portion for accommodating a weight applied by the mass of the measurement object;
An active eddy current which attenuates the oscillation generated when the measurement object is loaded on the weight storage part and when the measurement object is unloaded from the weight storage part by using an eddy current caused by the electromagnetic force generated by the oscillation as a damping force A damper; And
And a load cell connected to the weight storage unit for measuring the weight of the measurement object,
Wherein the active eddy current damper includes a damping control unit for actively controlling a damping force of the active eddy current damper based on a physical characteristic of the measurement object and characteristics of the fluctuation. 제6항에 있어서,
상기 댐핑 제어부는,
상기 요동의 고유 진동수를 산출하는 고유 진동수 산출부;
상기 측정 대상물의 물리적 특징에 따라 상기 요동의 목표 진동수를 결정하는 목표 진동수 결정부;
산출된 고유 진동수 및 결정된 목표 진동수를 참조하여 상기 능동형 와전류 댐퍼의 감쇠력과 관련된 댐핑 계수를 모델링하는 댐핑 계수 모델링부; 및
모델링된 댐핑 계수 및 상기 목표 진동수를 참조하여 상기 능동형 와전류 댐퍼의 동작과 관련된 제어 파라미터를 결정하는 제어 파라미터 결정부를 포함하는, 로드셀 모듈. The method according to claim 6,
Wherein the damping control unit comprises:
A natural frequency calculation unit for calculating a natural frequency of the rocking motion;
A target frequency determining unit for determining a target frequency of the shaking according to a physical characteristic of the measurement object;
A damping coefficient modeling unit for modeling the damping coefficient related to the damping force of the active eddy current damper with reference to the calculated natural frequency and the determined target frequency; And
And a control parameter determiner for determining a control parameter related to the operation of the active eddy current damper with reference to the modeled damping coefficient and the target frequency. 모터에 따라 구동되는 콘베이어 벨트를 따라 이송되는 측정 대상물의 중량을 측정하여 상기 측정 대상물을 선별하는 중량 선별기로서,
중량 측정 이전 및 이후에 상기 측정 대상물을 각각 이송하는 진입부 및 진출부;
상기 진입부로부터 상기 측정 대상물을 수납하고, 수납된 측정 대상물의 중량을 측정하며, 중량이 측정된 상기 측정 대상물을 상기 진출부로 이송하는 중량 측정부; 및
상기 측정 대상물의 측정된 중량에 따라 상기 측정 대상물을 선별하는 대상물 선별부를 포함하고,
상기 중량 측정부는,
상기 측정 대상물의 중량을 측정하는 로드셀 모듈; 및
상기 콘베이어 벨트를 구동하는 모터를 포함하며,
상기 로드셀 모듈은 상기 콘베이어 벨트 및 상기 모터 사이에 배치되어, 상기 콘베이어 벨트 상에 수납된 상기 측정 대상물의 중량만을 측정하는, 중량 선별기.A weighing machine for sorting the object to be measured by measuring the weight of a measurement object conveyed along a conveyor belt driven by a motor,
An entrance and exit part for transferring the measurement object before and after the weight measurement, respectively;
A weight measuring part for receiving the measurement object from the entrance part, measuring the weight of the measurement object accommodated therein, and transferring the measured object to the entrance part; And
And an object selecting unit for selecting the object to be measured according to the measured weight of the object to be measured,
The weighing unit may include:
A load cell module for measuring the weight of the object to be measured; And
And a motor for driving the conveyor belt,
Wherein the load cell module is disposed between the conveyor belt and the motor and measures only the weight of the measurement object accommodated on the conveyor belt. 제8항에 있어서,
상기 로드셀 모듈은,
상기 측정 대상물의 질량에 의하여 인가되는 중량을 수납하는 중량 수납부;
상기 측정 대상물이 상기 중량 수납부에 적재될 때 및 상기 측정 대상물이 상기 중량 수납부로부터 하역될 때 발생되는 요동을, 상기 요동에 의하여 발생되는 전자기력에 기인한 와전류를 감쇠력으로써 사용하여 상기 중량 수납부의 운동을 감쇠시키는 능동형 와전류 댐퍼; 및
상기 중량 수납부에 연결되어 상기 측정 대상물의 중량을 측정하는 로드셀을 포함하고,
상기 능동형 와전류 댐퍼는, 상기 측정 대상물의 물리적 특징 및 상기 요동의 특징에 기초하여 상기 능동형 와전류 댐퍼의 감쇠력을 능동적으로 제어하는 댐핑 제어부를 포함하는, 중량 선별기.9. The method of claim 8,
The load cell module includes:
A weight accommodating portion for accommodating a weight applied by the mass of the measurement object;
Wherein the weight measuring unit measures a fluctuation generated when the measurement object is loaded on the weight storage unit and the measurement object is unloaded from the weight storage unit by using an eddy current caused by the electromagnetic force generated by the oscillation as a damping force, An active eddy current damper for attenuating the motion of the motor; And
And a load cell connected to the weight storage unit for measuring the weight of the measurement object,
Wherein the active eddy current damper includes a damping control unit for actively controlling a damping force of the active eddy current damper based on physical characteristics of the measurement object and characteristics of the fluctuation.
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