KR20230017434A - 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치에 관한 것으로서, 외부의 교류전원을 입력받아 제1 기준 주파수 대역만 통과시키는 제1 노이즈 필터; 상기 제1 노이즈 필터를 통해 출력되는 전원을 변환하여 출력하는 제1 차폐트랜스; 상기 제1 차폐 트랜스를 통하여 출력되는 전원신호에서 제2 기준 주파수 이상인 고주파를 차단하는 고주파 차단부; 상기 고주파 차단부를 통과한 전원을 변환하여 출력하는 제2 차폐트랜스; 상기 제2 차폐트랜스에서 출력되는 전원을 입력받아 제3 기준 주파수 대역만 통과시키는 제2 노이즈 필터를 포함한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에서는, 로봇 착유기에 전원 입력시에 노이즈를 제거하여 젖소의 출입이나 유두의 위치 감지 등의 동작에 오류가 없도록 할 수 있다.

Description

로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치 {Shielded noise filter device for robot milking machine}

본 발명은 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로봇 착유기에 전원 공급시 노이즈로 인한 오동작을 방지하도록 하는, 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치에 관한 것이다.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.

일반적으로 젖소에서의 착유작업은 많은 시간과 노동력을 필요로 하고 있다.

이에 종래에는 착유기 등을 이용하여 착유 작업을 하고 있다.

기존의 젖소 착유기는 진공압력에 의한 맛사지 자극과 착유를 자동적으로 조절해주는 것으로, 이러한 젖소 착유기는 젖소의 유두에 흡착되는 다수의 유두컵, 상기 다수의 유두컵을 집중시키는 밀크 크로우, 상기 밀크 크로우에 연결되는 우유호스, 상기 유두컵에 연결되는 진공호스, 상기 진공호스에 연결되는 맥동기, 상기 진공호스와 맥동기를 연결시켜주는 손잡이, 및 상기 맥동기에 직류(DC)전원이 공급되도록 전원과 맥동기를 연결하는 커넥터로 구성된다.

이러한 착유 작업을 더욱 효율화하기 위하여 최근에는 착유시설의 자동화를 진행하고 있다.

이를 위한 로봇착유기용 착유모듈은, 외국(네덜란드, 독일, 프랑스, 영국, 일본 등)에서는 연구 또는 실용화 단계에 있는 장치로서, 젖소들의 출입을 판단하는 센서를 구비하고, 유두인식을 위한 센서를 통한 유두 위치를 판단하고, 로봇팔을 움직여 착유컵을 하나씩 장착하는 장치가 있다.

이외에도 다양한 로봇 착유기가 개발되고 있다.

그런데 이러한 로봇 착유기에서는 전자태그나 센서로 젖소유 출입이나 유두의 위치를 감지하는 것이 매우 중요하나 로봇 착유기에 전원 입력시 노이즈에 의하여 정확한 인지가 어려운 문제가 있다.

국내등록특허 412,024호 (2003년 12월 9일 등록)(명칭:로봇 착유기용 착유모듈)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 로봇 착유기에 전원 입력시에 노이즈를 제거하여 젖소의 출입이나 유두의 위치 감지 등의 동작에 오류가 없도록 하는, 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 입력전원에 대해 EMI/EMC 필터를 통과시킨 후 차폐트랜스를 이용하여 노이즈를 제거하고, 커패시터를 통하여 고주파를 차단하고, 다시 차폐트랜스와 EMI/EMC 필터를 통과시킴으로써 입력 전원의 노이즈를 완전히 제거하는, 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치를 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치는,

로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치로서,

외부의 교류전원을 입력받아 제1 기준 주파수 대역만 통과시키는 제1 노이즈 필터;

상기 제1 노이즈 필터를 통해 출력되는 전원을 변환하여 출력하는 제1 차폐트랜스;

상기 제1 차폐 트랜스를 통하여 출력되는 전원신호에서 제2 기준 주파수 이상인 고주파를 차단하는 고주파 차단부;

상기 고주파 차단부를 통과한 전원을 변환하여 출력하는 제2 차폐트랜스;

상기 제2 차폐트랜스에서 출력되는 전원을 입력받아 제3 기준 주파수 대역만 통과시키는 제2 노이즈 필터를 포함한다.

상기 제1 노이즈 필터는 150Khz~30MHz의 EMI필터 또는 EMC 필터인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 차폐트랜스는 60Hz 대역의 신호가 출력되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 차폐트랜스는 60Hz 대역의 신호가 출력되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 노이즈 필터는 150Khz~30MHz의 EMI필터 또는 EMC 필터인 것을 특징으로 한다.

상기 제2 노이즈 필터는 60Hz 대역의 신호가 출력되는 것을 특징으로 한다.

상기 고주파 필터부는 커패시터로 구성되고, 상기 커패시터는 470PF의 용량을 가진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서는, 로봇 착유기에 전원 입력시에 노이즈를 제거하여 젖소의 출입이나 유두의 위치 감지 등의 동작에 오류가 없도록 하는, 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 입력전원에 대해 EMI/EMC 필터를 통과시킨후 차폐트랜스를 이용하여 노이즈를 제거하고, 커패시터를 통하여 고주파를 차단하고, 다시 차폐트랜스와 EMI/EMC 필터를 통과시킴으로써 입력 전원의 노이즈를 완전히 제거하는, 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 입력 전원의 파형도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 제1 노이즈필터 통과 후 전원의 파형도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 제1 차폐트랜스 통과 후 전원의 파형도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 제2 차폐트랜스 통과 후 전원의 파형도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 제2 노이즈필터 통과 후 전원의 파형도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치는,

로봇 착유기(200)용 차폐형 노이즈 필터 장치로서,

외부의 교류전원을 입력받아 제1 기준 주파수 대역만 통과시키는 제1 노이즈 필터(110);

상기 제1 노이즈 필터(110)를 통해 출력되는 전원을 변환하여 출력하는 제1 차폐트랜스(120);

상기 제1 차폐트랜스(120)를 통하여 출력되는 전원신호에서 제2 기준 주파수 이상인 고주파를 차단하는 고주파 차단부(130);

상기 고주파 차단부(130)를 통과한 전원을 변환하여 출력하는 제2 차폐트랜스(140);

상기 제2 차폐트랜스(140)에서 출력되는 전원을 입력받아 제3 기준 주파수 대역만 통과시키는 제2 노이즈 필터(150)를 포함한다.

상기 제1 노이즈 필터(110)는 교류전원을 입력받으며, 로봇 착유기(200)에 공급하기 위한 전원을 입력받는다. 제1 노이즈 필터(110)는 150Khz~30MHz의 EMI필터 또는 EMC 필터인 것을 특징으로 한다. 제1 노이즈 필터(110)는 입력전원의 잡음을 제거하게 되며, 필요에 따라 통과시키는 주파수 대역을 다르게 할 수 있다.

상기 제1 차폐트랜스(120)는 80Hz~100Hz 대역의 신호가 출력되나, 60Hz 대역의 신호가 출력되는 것을 특징으로 한다.

상기 고주파 차단부(130)는 커패시터로 구성되고, 470PF의 용량을 가진 것을 특징으로 한다.

제1 차폐트랜스(120) 내부의 인덕터 성분과 커패시터 성분이 고주파 필터링을 하게 된다.

상기 제2 차폐트랜스(140)는 60hz~90Hz 이하의 신호가 출력되나, 60Hz 대역의 신호가 출력되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제2 노이즈 필터(150)는 150Khz~30MHz의 EMI필터 또는 EMC 필터인 것을 특징으로 한다.

상기 제2 노이즈 필터(150)는 60Hz 대역의 신호가 출력되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 차폐트랜스(120) 및 상기 제2 차폐트랜스(140)는 내부에 동박을 사용하여 트랜스코아를 감아 사용함으로써 전자파를 차폐하여 잡음을 더욱더 감소시킨다.

이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 입력 전원의 파형도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 제1 노이즈필터 통과 후 전원의 파형도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 제1 차폐트랜스(120) 통과 후 전원의 파형도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 제2 차폐트랜스(140) 통과 후 전원의 파형도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치의 제2 노이즈필터 통과 후 전원의 파형도이다.

먼저, 제1 노이즈 필터(110)는 교류전원을 입력받으며, 로봇 착유기(200)에 공급하기 위한 전원을 입력받는다.

이러한 전원의 파형의 예는 도 2와 같은 교류전원 파형이며, 이러한 입력 전원은 다양하게 변형될 수 있다.

제1 노이즈 필터(110)는 제1 기준 주파수 대역만 통과시키는데, 상기 제1 노이즈 필터(110)는 150Khz~30MHz의 EMI필터 또는 EMC 필터인 것을 특징으로 한다. 제1 노이즈 필터(110)는 입력전원의 잡음을 제거하게 되며, 필요에 따라 통과시키는 주파수 대역을 다르게 할 수 있다.

이러한 제1 노이즈 필터(110)를 통과한 신호는 도 3에 도시되었으며, 도 3을 참조하면, 입력전원인 도 2의 파형에 비하여 잡음이 어느 정도 제거된 상태이다.

다음, 제1 차폐트랜스(120)는 상기 제1 노이즈 필터(110)를 통해 출력되는 전원을 내부의 트랜스포머 구조를 이용하여 변환 출력한다. 이때, 제1 차폐트랜스(120)는 80Hz~100Hz 대역의 신호가 출력되나, 60Hz 대역의 신호가 출력되는 것을 특징으로 하되, 제1 차폐트랜스(120)는 물리적으로 분리된 구조로서 제1 차폐트랜스(120)를 통과하게 되면 잡음이 현저히 줄어들게 된다.

이러한 제1 차폐트랜스(120)를 통과한 신호의 파형을 도 4에 도시하였다.

도 4를 참조하면, 잡음이 2차로 줄었으며, 참고로 EMI 필터가 적용이 되지 않은 경우를 도 4의 상부에 도시하였으며, 잡음이 비교적 섞여 있음을 볼 수 있다.

다음, 고주파 차단부(130)는 상기 제1 차폐트랜스(120)를 통하여 출력되는 전원신호에서 제2 기준 주파수 이상인 고주파를 차단하게 된다. 이때, 상기 고주파 차단부(130)는 커패시터로 구성되고, 470PF의 용량을 가진 것을 특징으로 한다. 특히, 제1 차폐트랜스(120) 내부의 인덕터 성분과 커패시터 성분이 고주파 필터링을 하게 된다.

다음, 제2 차폐트랜스(140)가 상기 고주파 차단부(130)를 통과한 전원을 변환하여 출력한다. 상기 제2 차폐트랜스(140)는 60hz~90Hz 이하의 신호가 출력되나, 60Hz 대역의 신호가 출력되도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 제2 차폐트랜스(140)의 출력 파형은 도 5에 도시하였다. 도 5를 참조하면, 3차로 잡음이 제거 되었다.

다음, 제2 노이즈 필터(150)는 상기 제2 차폐트랜스(140)에서 출력되는 전원을 입력받아 제3 기준 주파수 대역만 통과시킨다. 상기 제2 노이즈 필터(150)는 150Khz~30MHz의 EMI필터 또는 EMC 필터인 것을 특징으로 한다. 상기 제2 노이즈 필터(150)는 60Hz 대역의 신호가 출력되는 것을 특징으로 한다. 실제로 제2 노이즈 필터(150)의 출력 파형의 예를 도 6에 도시하였으며, 4차로 노이즈가 제거되었다.

이렇게 노이즈가 제거된 교류 전원 출력은 로봇 착유기(200)로 입력된다. 로봇 착유기(200)로 입력된 전원에는 잡음이 제거된 안정된 전원이므로 로봇 착유기(200)의 센서, 전자태그 리딩 동작 등이 안정적으로 수행될 수 있으며, 따라서 전반적인 로봇 착유기(200)의 동작이 정확하게 수행된다.

이와 같이 본 발명의 실시예에서는, 로봇 착유기에 전원 입력시에 노이즈를 제거하여 젖소의 출입이나 유두의 위치 감지 등의 동작에 오류가 없도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 입력전원에 대해 EMI/EMC 필터를 통과시킨후 차폐트랜스를 이용하여 노이즈를 제거하고, 커패시터를 통하여 고주파를 차단하고, 다시 차폐트랜스와 EMI/EMC 필터를 통과시킴으로써 입력 전원의 노이즈를 완전히 제거할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

1. 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치로서,
   외부의 교류전원을 입력받아 제1 기준 주파수 대역만 통과시키는 제1 노이즈 필터;
   상기 제1 노이즈 필터를 통해 출력되는 전원을 변환하여 출력하는 제1 차폐트랜스;
   상기 제1 차폐 트랜스를 통하여 출력되는 전원신호에서 제2 기준 주파수 이상인 고주파를 차단하는 고주파 차단부;
   상기 고주파 차단부를 통과한 전원을 변환하여 출력하는 제2 차폐트랜스;
   상기 제2 차폐트랜스에서 출력되는 전원을 입력받아 제3 기준 주파수 대역만 통과시키는 제2 노이즈 필터를 포함하는 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 노이즈 필터는 150Khz~30MHz의 EMI필터 또는 EMC 필터인 것을 특징으로 하는 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 차폐트랜스는 60Hz 대역의 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 차폐트랜스는 60Hz 대역의 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 노이즈 필터는 150Khz~30MHz의 EMI필터 또는 EMC 필터인 것을 특징으로 하는 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 노이즈 필터는 60Hz 대역의 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 고주파 필터부는 커패시터로 구성되고, 상기 커패시터는 470PF의 용량을 가진 것을 특징으로 하는 로봇 착유기용 차폐형 노이즈 필터 장치.

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