KR20170001421A

KR20170001421A - 농산물 선별 장치 및 농산물 선별 방법

Info

Publication number: KR20170001421A
Application number: KR1020150091386A
Authority: KR
Inventors: 이수희; 김채주; 이상엽
Original assignee: 주식회사 생명과기술
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2017-01-04
Anticipated expiration: 2035-06-26
Also published as: KR101750531B1

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 농산물 선별 장치는 개별 농산물이 트레이 상에 배치된 상태에서 농산물을 선별하여 컨베이어로 운송하는 농산물 선별장치로서, 상기 농산물 선별 장치는, 운반되어지는 트레이 상에 농산물을 적재하는 적재부, 상기 트레이 상에 놓여져서 운반되는 농산물의 품질 분류 인자를 센싱하는 감지부, 상기 감지부에 의해 센싱된 품질 분류 인자별로 농산물을 구분하여 이송시키는 분류부, 상기 분류부에서 농산물이 분류되어 처리된 후 빈 트레이를 상기 적재부로 다시 반송시키는 트레이 반환부를 포함한다.

Description

농산물 선별 장치 및 농산물 선별 방법{Apparatus for Selecting the Agricultural Product and Method for Selecting the Agricultural Product}

본 발명은 농산물 선별 장치 및 농산물 선별 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 과일과 같은 농산물을 적재한 트레이를 컨베이어로 운반하면서 농산물을 당도, 중량, 등 판단 기준으로 연속적으로 자동 분류하여 이송할 수 있도록 하는 농산물 선별 장치 및 농산물 선별 방법에 관한 것이다.

과일 등을 포함하는 농산물의 대량 생산 및 소비 과정에서, 과일 등을 당도, 크기 등의 소정의 기준에 따라 분류하여 분류된 과일별로 포장하여 박싱(boxing)할 필요가 있다.

일본 실용신안등록공개 제56-47147호에 기재된 바와같이, 선행 공정으로부터 공급되는 물품을 다수의 레인으로 공급하기 위한 종래의 장치는 예컨데 과일과 야채의 선별설비에 사용된다. 이러한 선별설비는 서로간에 일정한 간격을 두고 평행하게 설치되는 과일 선별 컨베이어의 다수의 해당 레인 전체에 선별되어질 물품(과일)을 균일하게 분산시켜 공급할 수 있도록, 과일 선별 컨베이어에 상응하는 폭을 가진 분산 롤러컨베이어를 이용하는 공급장치를 구비한다.

상술한 바와 같은 종래의 장치는 물품이 상류측 지점(선행공정)으로부터 하류측 지점(접속 및 운반장치)로 이송되는 과정 중에 자체의 구름특성에 의하여 원하는 방향으로 구르게 될 것이라는 기대에 근거한 것이다.

그러나, 물품자체의 형상이나 외부형상의 차이와 임의로 흐르는 방향의 변화 때문에 물품이 항상 기대된 방향으로 적절하게 구르지 못하게 되는 결점을 가진다. 그러므로, 3개 이상의 과일 선별 컨베이어가 제공될 때 물품은 균일하게 분배될 수 없어 각 레인에 균일하게 공급되지 못한다. 그 대신 많은 물품이 접속 및 운반장치의 중앙지역으로 이송되려는 경향을 가지게 되어 단지 적은 양의 물품만이 접속 및 운반장치의 외측 양 모서리로 흐르게 된다.

또한, 선행공정으로부터 물품이 공급되는 위치 또는 방향에 따라서 접속 및 운반장치의 일측으로는 많은 양의 물품이 흐르는 반면에 타측으로는 적은 양의 물품만이 흐르게 되는 결점이 있다. 이에 따라, 하나 또는 그 이상의 컨베이어에는 과도한 양의 물품이 흐르는 반면에 다른 컨베이어에는 거의 물품이 흐르지 않게 된다.

결과적으로 과도한 양의 과일과 같은 물품이 흐르는 선별 컨베이어에서는 선별 분류작업이 불가능하며, 적은 양의 물품이 흐르는 선별 컨베이어에서는 선별 분류작업이 가능하지만 처리효율(선별되는 양)이 떨어지게 된다.

또한 전술한 바와 같은 종래의 장치는 롤러 컨베이어의 롤러를 독립적으로 회전시켜서 컨베이어의 이송기능을 수행하게 된다. 이러한 롤러의 회전에 의하여 과일과 같은 물품도 회전하게 되고, 이에 따라 롤러와 과일 사이의 회전접촉 마찰 및 과일과 다른 과일 사이의 회전 접촉 마찰에 의해 과일이 긁히거나 손상되어 과일의 상품가치가 떨어지게 되는 결점이 생기게 된다

이러한 문제점을 해결하고자 과일을 트레이에 담은 상태로 컨베이어에서 운반하는 구성이 제안되었다. 그러나, 과일을 컨베이어에 담아 운반하는 과정에서 과일을 분류하고 선별하는 전체 과정이 자동화되려면 트레이를 자동회수하고 회수된 트레이에 다시 분류 선별되어야 하는 과일이 적재되는 과정이 자동으로 이루져야 하는데, 트레이의 자동 회수를 포함한 전 과정이 순차적 흐름으로 진행되지 못하여 자동화되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하여, 선별되는 과일이 컨베이어상에서 구르지 않도록 하여 과일에 손상이 생기지 않게 하면서 과일이 소정의 기준에 따라 등급이 판별되고 판별된 등급에따라구분되어 수집되어 적재될 수 있도록 하되 이 과정이 자동화 및 일괄 공정화가 이루어지도록 하는 농산물 선별장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 선별 장치는 개별 농산물이 트레이상에 배치된 상태에서 농산물을 선별하여 컨베이어로 운송하는 농산물 선별장치로서, 상기 농산물 선별 장치는, 운반되어지는 트레이상에 농산물을 적재하는 적재부, 상기 트레이상에 놓여져서 운반되는 농산물의 품질 분류 인자를 센싱하는 감지부, 상기 감지부에 의해 센싱된 품질 분류 인자별로 농산물을 구분하여 이송시키는 분류부, 상기 분류부에서 농산물이 분류되어 처리된 후 빈 트레이를 상기 적재부로 다시 반송시키는 트레이 반환부를 포함한다.

여기서, 상기 감지부는 농산물의 중량, 당도, 색상 중 적어도 하나를 포함하는 품질분류 인자를 센싱하는 센서인 중량 감지부, 당도 감지부, 색상 감지부를 포함한다.

한편, 상기 분류부는 상기 감지부의 센싱 결과에 동기화되어 개별 농산물을 탑재한 트레이기 컨베이어상에서 이송될 때 센싱된 결과에 따라 트레이를 푸시하는 다수의 분류 푸셔를 컨베이어 진향 방향으로 구비한다.

또한, 상기 분류부는, 상기 분류 푸셔에 의해 분류된 트레이를 트레이로부터 농산물을 반출하는 작업을 수행하는 작업자 대기 위치로 운반하는 농산물 분류 컨베이어, 상기 작업자 대기 위치에서 상기 농산물 분류 컨베이어에 교차하도록 배치되며 트레이를 이송하는 작업자 전방 컨베이어, 상기 작업자 전방 컨베이어에 교차하도록 배치되며 상기 트레이를 반출시켜 이송하는 적어도 하나의 트레이 반출 컨베이어, 상기 작업자 전방 컨베이어에 놓인 트레이로부터 농산물이 이탈될 때까지 트레이의 진행을 차단하여 트레이를 대기시키는 트레이 대기부를 포함하되, 상기 농산물 분류 컨베이어 및 상기 작업자 전방 컨베이어의 상측에는 2열 이상의 트레이 진행 경로를 구비한다.

이때, 상기 분류부는 상기 2열 이상의 트레이 진행 경로를 구분하기 위한 분리패널을 구비하되, 상기 분리패널은 상기 농산물 분류 컨베이어의 상측과 상기 작업자 전방 컨베이어 상측으로 연속적으로 연장된다.

상기 분리패널에 의해 형성되는 2열 이상의 트레이 진행경로의 폭은 하나의트레이의 최대폭보다 크게 형성되고 하나의 트레이의 최대폭의 2배보다 작게 형성된다.

한편, 상기 트레이 대기부는 상기 2열 이상의 트레이 진행 경로의 각각의 단부에 각 경로마다 빈 트레이 감지부와 경로 차단기를 구비하며, 상기 빈 트레이 감지부와 상기 경로 차단기 사이에서 전기적으로 연결되는 개방 제어부를 구비한다.

상기 개방 제어부는 각 트레이 진행 경로의 경로 단부에 배치된 빈 트레이 감지부가 트레이로부터 농산물이 이탈되어 트레이가 비어 있음을 감지하면 해당 경로의 경로 차단기가 경로를 개방하도록 제어한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 선별 장치는 소정의 구간 동안 상기 작업자 전방 컨베이어에 나란하게 배치되어 연장되되, 트레이로부터 이탈된 농산물을 담고 있는 박스를 운반하는 박스 컨베이어를 추가로 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 농산물 선별 방법은 개별 농산물이 트레이상에 배치된 상태에서 농산물을 선별하여 컨베이어로 운송하는 농산물 선별방법로서, 상기 농산물 선별방법은, 운반되어지는 트레이상에 농산물을 적재하는 적재 단계, 트레이가 컨베이어 상에서 운반되어 이동하는 상태에서 상기 트레이상에 놓여져서 운반되는 농산물의 품질 분류 인자를 센싱하는 센싱 단계, 상기 감지부에 의해 센싱된 품질 분류 인자별로 농산물을 구분하여 이송시키는 분류 이송 단계, 및 상기 분류부에서 농산물이 분류되어 처리된 후 빈 트레이를 상기 적재부로 다시 반송시키는 트레이 반환단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 농산물 선별장치에 의하면 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 선별되는 농산물이 컨베이어상에서 구르지 않게 되므로 선별 과정에서 농산물이 손상을 입지 않게 된다.

둘째, 선별하는 과정이 연속적으로 수행될 수 있으므로 처리 속도를 향상시킬 수 있게 된다.

셋째, 농산물을 컨베이어상에서 지지해주는 트레이의 회수 과정이 자동적으로 이루어지게 되므로 트레이를 회수하기 위한 수고를 절감할 수 있다.

넷째, 작업 공정상 트레이에 농산물을 적재하지 못한 오류가 발생한 경우에 빈 트레이를 미리 선별해 냄으로써 빈 트레이가 적재를 위한 단계로 유입되는 것을 차단할 수 있게 된다.

다섯째, 농산물이 박스에 최종적으로 적재되기 위하여 작업자 앞에서 대기시에 농산물이 복수열로 작업자 앞에서 대기하게 됨으로써 작업자가 한꺼번에 처리할 수 있는 작업량이 증가하게 된다.

여섯째, 농산물이 작업자 앞에서 정지하고 있어서 작업자가 운반이 정지된 상태의 농산물을 트레이로부터 출하 상자로 옮겨 담을 수 있고, 작업자가 미처 옮겨담지 못한 농산물이 트레이에 놓인 상태로 반출되는 것을 방지할 수 있다.

일곱째, 농산물을 최종적으로 박스에 적재하는 작업자 앞으로 운반되는 농산물간의 진행 경로가 서로 간섭되지 않도록 구분되어 있어서 농산물을 담고 있는 트레이 간 이송에 발생되는 잼(jam) 현상을 방지할 수 있다.

여덟째, 농산물을 출하 상자로 옮겨 담는 작업자의 작업 공간에 다수의 농산물을 대기시킬 수 있어서 농산물의 출하 상자로 옮겨 담는 작업의 효율이 상승하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 선별 장치의 구성요소에 대한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 선별 장치를 이용한 선별 작업의 나타내는 전체 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 선별 장치에서 농산물을 선별하여 진행 경로를 구분하는 분류부에 대한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 선별 장치의 트레이 대기 장치에 대한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 트레이 대기 장치의 출하 위치에 작업자가 작업하는 상황을 개략적으로 도시하는 부분 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 트레이 대기 장치의 경로 개방 폐쇄관련 구성요소들의 블록도이다.
도 7은 도 6의 구성요소들의 작동 순서를 도시하는 흐름도이다.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명에서 분류되고 운반되는 농산물은 농업적으로 생산된 다양한 산물을 포함하며, 예를 들어, 과일과 채소를 포함하며, 더욱 자세하게는 사과, 복숭아, 배, 망고 등의 과일은 물론 토마토, 딸기, 수박, 오이, 호박과 같은 채소를 포함한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 선별 장치의 구성요소에 대한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 선별 장치를 이용한 선별 작업의 나타내는 전체 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 선별 장치(100)는 개별 농산물이 트레이 상에 배치된 상태에서 농산물을 선별하여 컨베이어로 운송하는 농산물 선별장치이다.

상기 농산물 선별 장치(100)는, 운반되어지는 트레이 상에 농산물을 적재하는 적재부(110), 상기 트레이 상에 놓여져서 운반되는 농산물의 품질 분류 인자를 센싱하는 감지부(120), 상기 감지부(120)에 의해 센싱된 품질 분류 인자별로 농산물을 구분하여 이송시키는 분류부(130), 상기 분류부에서 농산물이 분류되어 처리된 후 빈 트레이를 상기 적재부로 다시 반송시키는 트레이 반환부(140) 및 분류부에서 품질 분류 인자별로 분류되어 포장된 농산물을 출하시키는 출하부(150)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 적재부(110)에서는 빈 트레이를 반환하는 다수의 빈 트레이 반환 컨베이어에 연결된 주 컨베이어(102)에 분류되어질 농산물을 탑재하는 작업이 수행된다. 분류되지 않은 다수의 농산물이 하나의 박스에 담긴 상태로 상기 주 컨베이어(102)를 향하여 농산물 적재 컨베이어가 교차하게 배치되게 된다. 작업자(P1)은 농산물 적재 컨베이어 상의 농산물 박스에서 농산물을 꺼내어 주 컨베이어(102)상의 빈 트레이에 놓게 된다. 주 컨베이어(102)의 운반 속도는 트레이가 움직이는 상태임에도 불구하고 작업자(P1)가 트레이에 농산물을 탑재할 수 있을 속도로 정해진다.

농산물이 트레이에 탑재된 후 주 컨베이어(102) 상에서 트레이는 감지부(120)를 통과하게 된다. 여기서, 상기 감지부(120)는 예를 들어 농산물의 중량, 당도, 색상 중 적어도 하나를 포함하는 품질분류 인자를 센싱하는 센서인 중량 감지부(122), 당도 감지부(124), 및 색상 감지부(126)를 포함한다.

여기서, 중량은 트레이와 농산물이 포함된 중량이므로 규격화된 트레이를 사용할 경우, 측정된 중량에서 트레이의 중량을 차감함으로써 농산물의 중량이 측정될 수 있다. 중량을 측정하는 센서는 주 컨베이어(102)의 하측에 설치되어 트레이와 농산물의 합산 중량을 측정한 후 농산물의 중량만을 계산하게 된다.

당도는 측정하는 당도 감지부(124)는 예를 들어 NIR 센서일 수 있으며, 색상을 감지하는 센서인 색상 감지부(126)는 농산물의 외관을 촬상하여 감지하는 카메라일 수 있다.

그 다음으로 주 컨베이어(102)의 진행 방향 하류에는 분류부(130)가 설치되되, 상기 분류부(130)는 주 컨베이어(102)의 이동 속도에 동기화되어 상기 감지부(120)의 센싱 결과에 따라 개별 농산물을 탑재한 트레이가 컨베이어상에서 이송될 때 센싱된 결과에 따라 트레이를 푸시하는 다수의 분류 푸셔(131a)를 컨베이어 진향 방향으로 구비한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 선별 장치에서 농산물을 선별하여 진행 경로를 구분하는 분류부에 대한 블록도이다. 도 2 및 도 3을 참고하면, 다수의 분류 푸셔(131a)는 주 컨베이어의 측면에 배치되어 분류되어야 할 트레이가 지나갈 때 해당 트레이의 측면을 해당 농산물 분류 컨베이어(131b)로 푸시하게 되고, 푸시된 트레이는 주 컨베이어의 진행 방향과는 달리 푸시되어 해당 농산물 분류 컨베이어(131b)로 밀려 이동하게 된다.

이 과정에서 푸싱 제어부(104)는 중량 감지부(122), 당도 감지부(124), 색상 감지부(126)에서 수집된 정보에 따라 해당 농산물을 탑재한 트레이가 소정의 운동 속도의 주 컨베이어(102) 상에서 해당 분류 푸셔(131a) 옆을 통과할 때 분류 푸셔(131a)가 작동하여 농산물을 정해진 농산물 분류 컨베이어(131b)로 이동시키게 된다.

뿐만 아니라, 중량 감지부(122)에서 미리 입력되어진 표준화된 트레이의 중량만이 감지될 경우, 푸싱 제어부(104)는 해당 트레이에는 실수로 농산물이 탑재되지 않은 비어 있는 트레이로 판단하게 되고 이때에는 빈 트레이 푸셔(141)가 작동하여 빈 트레이를 주 컨베이어(102) 상에서 제거하게 된다. 빈 트레이를 판단하는 방법은 중량 이외에 당도 감지부(124), 또는 색상 감지부(126)에서 감지할 수도 있고(즉, 당도가 검출되지 않거나 트레이의 색상만이 검출되는 경우 빈 트레이로 판단) 중복 감지하여 오류를 방지할 수도 있다.

도 2 및 도 4를 참고하면, 상기 분류부(130)는, 상기 분류 푸셔(131a)에 의해 분류된 트레이(T)를 트레이로부터 농산물(F)을 반출하는 작업을 수행하는 작업자(P2) 대기 위치로 운반하는 농산물 분류 컨베이어(131b), 상기 작업자 대기 위치에서 상기 농산물 분류 컨베이어에 교차하도록 배치되며 트레이(T)를 이송하는 작업자 전방 컨베이어(131d), 상기 작업자 전방 컨베이어에 교차하도록 배치되며 상기 트레이(T)를 반출시켜 이송하는 적어도 하나의 빈 트레이 반송 컨베이어(133a, 133b), 그리고 상기 작업자 전방 컨베이어에 놓인 트레이로부터 농산물이 이탈될 때까지 트레이(T)의 진행을 차단하여 트레이(T)를 대기시키는 트레이 대기부(132)를 포함한다.

이때, 상기 농산물 분류 컨베이어(131b) 및 상기 작업자 전방 컨베이어(131d)의 상측에는 2열 이상의 트레이 진행 경로가 구비된다. 이 경우, 나란한 트레이 진행 경로의 최대 개수는 작업자가 작업을 용이하게 수행 할 수 있는 범위에서 정해질 수 있다.

이를 위하여, 상기 분류부(130)는 상기 2열 이상의 트레이 진행 경로를 구분하기 위한 분리패널(131c)을 농산물 분류 컨베이어(131b) 및 작업자 전방 컨베이어(131d) 상에 구비하되,상기 분리패널(131c)은 상기 농산물 분류 컨베이어(131b)의 상측과 상기 작업자 전방 컨베이어(131d) 상측으로 연속적으로 연장되되, 트레이의 진행방향이 꺽이는 부분에서는 트레이의 원활한 이동을 위하여 라운드지게 형성된다.

상기 분리패널(131c)에 의해 형성되는 2열 이상의 트레이 진행경로는 상기 농산물 분류 컨베이어(131b)의 양옆에 상측으로 돌출되어 배치되는 제 1 외측 가이드 패널(131f1)과 제 1 내측 가이드 패널(131h1) 그리고 상기 작업자 전방 컨베이어(131d)의 양옆에 배치되는 제 2 외측 가이드 패널(131f2) 및 제 2 내측 가이드 패널(131h2) 및 이들 중간에 배치되는 분리 패널(131c)에 의해 형성된다.

제1 외측 가이드 패널(131f1)과 제 2 외측 가이드 패널(131f2)의 연결 부위 역시 트레이(T)의 원활한 가이드를 위하여 라운드지게 형성될 수 있다. 이때, 가이드 패널들은 트레이가 경로를 벗어나지 않도록 가이드할 수 있는 높이로 형성되되, 작업자(P2)가 트레이에서 농산물을 집어올리는 작업을 수행하는데 방해가 되지 않는 높이로 형성되는 것이 바람직하다. 선택적으로, 패널들 중 제 2 외측 가이드 패널(131f2)가 다른 패널들보다 낮은 높이로 형성될 수 있다.

각 진행 경로에는 하나의 트레이씩만이 진행될 수 있도록 하기 위하여, 진행 경로의 폭은 하나의 트레이(T)의 최대직경(트레이는 안정적으로 컨베이어에 놓이기 위하여 하측의 직경이 상측의 직경보가 크게 형성된다)보다 크게 형성되고 하나의 트레이의 최대 직경의 2배보다 작게 형성된다.

도 4, 본 발명의 일실시예에 따른 트레이 대기 장치의 출하 위치에 작업자가 작업하는 상황을 개략적으로 도시하는 부분 측면도인 도 5, 및 본 발명의 일실시예에 따른 트레이 대기 장치의 경로 개방 폐쇄관련 구성요소들의 블록도인 도 6을 참조하면, 상기 트레이 대기부(132)는 상기 2열 이상의 트레이 진행 경로의 각각의 단부에 각 경로마다 빈 트레이 감지부(131k1, 131k2)와 경로 차단기(131i1, 131i2)를 구비한다.

또한, 트레이 대기부(132)는 상기 빈 트레이 감지부(131k1, 131k2)와 상기 경로 차단기(131i1, 131i2) 사이에서 전기적으로 연결되는 개방 제어부(131m)를 구비한다.

상기 개방 제어부(131m)는 각 트레이 진행 경로의 경로 단부에 배치된 빈 트레이 감지부(131k1, 131k2)가 트레이로부터 농산물이 이탈되어 트레이가 비어 있음을 감지하면 해당 경로의 경로 차단기(131i1, 131i2)가 경로를 개방하도록 제어한다.

도 5에 도시된 바와 같이 트레이 진행 경로가 2개인 경우 각각이 트레이 진행 경로에 설치된 경로 차단기(131i1, 131i2)는 서로 독립적으로 작동한다. 즉, 개방 제어부(131m)가 제1 빈트레이 감지부(131k1)에 대응되는 진행경로 상의 트레이가 비어 있다고 감지하면 그에 대응하여 제1 경로 차단기(131i1)을 작동시키고 제2 빈 트레이 감지부(131k2)에 대응되는 진행경로 상의 트레이가 비어 있다고 감지하면 그에 대응하여 제 2 경로 차단기(131i2)를 작동시키게 되는 것이다.

빈 트레이 감지부와 경로 차단기의 작동 관계를 설명하기 위하여 도 7을 참고한다. 도 7은 도 6의 구성요소들의 작동 순서를 도시하는 흐름도이다. 도 7을 참고하면, 기본적으로 경로 차단기(131i1, 131i2)는 하측에서 상측으로 돌출되거나 상측에서 하측으로 돌출되는 방식으로 트레이의 진행 경로를 폐쇄하고 있다(S1). 이후 빈 트레이 감지부(131k1, 131k2)가 트레이가 비어 있는지를 여부를 감지(S2)하여 작업자 (P2)가 농산물을 트레이로부터 집어올려서 박스(192)에 담아버렸다면 트레이는 비어 있는 것으로 감지되게 되고 이때 빈 트레이를 내보내기 위하여 진행 경로는 개방된다(S3). 만약 빈 트레이 감지부(131k1, 131k2)가 트레이가 비어 있지 않은 것으로 감지하게 되면 개방 제어부(131m)는 경로차단기를 이용하여 경로를 차단하고 있는 상태를 유지하게 된다.

여기서, 빈 트레이 감지부(131k1, 131k2)는 예를 들어 광 포토센서(광센서)가 사용될 수 있다. 그러나 상기 빈 트레이 감지부(131k1, 131k2)는 이러한 광 포토 센서에 한정되는 것은 아니며, 적재 트레이가 비었는지를 확인할 수 있는 다양한 기계적 전자적 장치가 적용될 수 있다.

도 4 내지 도 7을 다시 참고하면, 수박, 참외, 복숭아, 사과, 배와 같은 농산물이 탑재된 복수의 트레이(T)는 감지부(120)을 이용하여 중량, 당도, 색상 등의 인자에 따라서 분류 푸셔(131a)에 의해 대응하는 벨트 이송 타입의 농산물 분류 컨베이어(131b)를 통하여 트레이 대기부(132)를 향하여 이송되게 된다. 이후, 농산물 분류 컨베이어(131b)의 단부와 그 측면이 교차하도록 된 벨트 이송 타입의 작업자 전방 컨베이어(131d)로 이동하여 이송된 후, 작업자 전방 컨베이어에서 작업자에 의해 트레이 상에 탑재된 농산물이 작업자 전방 컨베이어 상측에 배치된 지지대(190)에 놓인 출하 박스(192)로 옮겨진 후 이러한 작업자 전방 컨베이어(131d)의 진행 방향 단부에 배치된 벨트 이송 타입의 빈 트레이 반송 컨베이어(133a, 133b)로 빈 적재 트레이가 반송되게 된다.

다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 빈 트레이는 트레이 반환부(140)에 의해 다시 적재부(110)로 반송되게 되어 위에서 설명한 작업이 반복되게 된다. 구체적으로 설명한다면, 도 2를 참고하면 확인되는 바와 같이, 각각의 트레이 대기부(132)에서 농산물이 적출된 빈 트레이(T)는 수평한 제 1 빈 트레이 반송 컨베이어(133a) 및 경사진 제 2 빈 트레이 반송 컨베이어(133b)를 거쳐서 각각의 품질분류 인자별 농산물 분류 컨베이어(131b)를 가로 질러 그 하측의 경로로 진행하는 제 1 빈 트레이 반출 컨베이어(144)로 이송된다. 상기 제 1 빈 트레이 반출 컨베이어(144)에 진행 경로상 연결된 제 2 빈 트레이 반출 컨베이어(145), 제3 빈트레이 반출 컨베이어(146)응 거쳐서, 빈 트레이는 빈 트레이 대기 반출부(147)에 모이게 된다.

빈 트레이 대기 반출부(147)는 다수의 빈 트레이 진행 경로를 구비하면서 빈 트레이를 적재부(110)로 반송시킬 시간 간격을 조절하여 트레이를 적재부(110)로 보내게 된다. 상기 빈 트레이 대기 반출부(147)에서 반출된 빈 트레이는 다시 진행 경로상 서로 연결된 제 4 빈 트레이 반출 컨베이어(148), 제 5 빈 트레이 반출 컨베이어(149a), 제 6 빈 트레이 반출 컨베이어(149b)를 거쳐서 다시 주 컨베이어(102)를 따라 이동하게 되고 이후 적재부(110)에서 다시 농산물이 빈 트레이에 탑재되게 된다.

이와는 별도로 도 5에서 박스(192)에 분류되어 담겨진 농산물은 박스 컨베이어(135)에 의해 출하부(150: 도 2)로 이동하게 되어 작업자 (P3)에 의해 출하되게 된다.

한편, 도 2에는 두 개의 농산물 분류 컨베이어(131b)의 사이에 하나의 빈 트레이 반송 컨베이어(133a)가 대응되는 트레이 대기부(132)가 도시되고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 농산물 분류 컨베이어(131b)에 하나의 빈 트레이 반송 컨베이어(133a)가 대응되도록 구성될 수도 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이격되어 나란하게 배치되는 두 개의 농산물 분류 컨베이어(131b)에 의해 이송된 적재 트레이가 하나의 빈 트레이 반송 컨베이어 (133a)를 통하여 반송되는 경우, 작업자 전방 컨베이어(131d)는 우측과 좌측의 작업자 전방 컨베이어가 별도로 구비된다. 따라서, 우측의 농산물 분류 컨베이어로부터 이송된 적재 트레이를 이송하는 우측의 작업자 전방 컨베이어는 우측의 농산물 분류 컨베이어의 진행 경로상 단부로부터 도면상의 좌측(도 2의 X 방향)으로 적재 트레이를 이송하게 되며, 좌측의 농산물 분류 컨베이어로부터 이송된 적재 트레이를 이송하는 좌측 작업자 전방 컨베이어는 좌측의 농산물 분류 컨베이어의 단부로부터 도면상의 우측(도 2의 +X 방향)으로 적재 트레이를 이송하게 된다.

도면에 도시되지는 않았지만, 하나의 농산물 분류 컨베이어에 대하여 하나의 빈 트레이 반송 컨베이어가 대응된다면, 작업자 전방 컨베이어는 좌우 컨베이어의 구별 없이 하나의 컨베이어로 구성될 수 있다.

한편, 작업자 전방 컨베이어(131d)의 구간은 작업자(P2)의 활동 범위를 고려하여 연장될 수 있다. 만약 작업자 전방 컨베이어(131d)가 길게 연장된다면, 이 경우 작업자 전방 컨베이어(131d) 상에는 더 많은 수의 적재 트레이가서로 접촉하여 배치될 수 있게 되어 작업자(P2)가 트레이로부터 농산물을 이탈시킬 때까지 대기하게 될 것이다.

따라서, 작업자 전방 컨베이어(131d)의 길이를 조절함으로써, 작업자 전방 컨베이어(131d) 상에서 대기되는 트레이(T)의 개수를 조절할 수 있게 되어 작업자 전방 컨베이어(131d)의 측면의 출하위치에서 작업하게되는 작업자의 작업 패턴에 변화를 줄 수 있게 된다.

예를 들어 이송되는 농산물이수박인 경우, 수박의 크기가 크고 중량이 무겁기 때문에 작업자는 한번에 하나의 수박만을 트레이로부터 이탈시킬 수밖에 없지만, 사과, 복숭아 등과 같은 비교적 크기가 작고 가벼운 과일의 경우 작업자는 한번에 여러 개의 농산물을 손에 쥐어 출하 박스(192)로 옮기거나적절한 선별작업을 행할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 트레이 대기부(132)는 다양한 농산물에 맞춤형으로 적용될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 농산물 선별 방법은 개별 농산물이 트레이 상에 배치된 상태에서 농산물을 선별하여 컨베이어로 운송하는 농산물 선별방법로서, 상기 농산물 선별방법은, 운반되어지는 트레이상에 농산물을 적재하는 적재 단계, 트레이가 컨베이어 상에서 운반되어 이동하는 상태에서 상기 트레이상에 놓여져서 운반되는 농산물의 품질 분류 인자를 센싱하는 센싱 단계, 상기 감지부에 의해 센싱된 품질 분류 인자별로 농산물을 구분하여 이송시키는 분류 이송 단계, 및 상기 분류부에서 농산물이 분류되어 처리된 후 빈 트레이를 상기 적재부로 다시 반송시키는 트레이 반환단계를 포함한다.

T: 트레이 F: 농산물
P1, P2, P3: 작업자

Claims

개별 농산물이 트레이 상에 배치된 상태에서 농산물을 선별하여 컨베이어로 운송하는 농산물 선별장치로서, 상기 농산물 선별 장치는,
운반되어지는 트레이 상에 농산물을 적재하는 적재부
상기 트레이 상에 놓여져서 운반되는 농산물의 품질 분류 인자를 센싱하는 감지부
상기 감지부에 의해 센싱된 품질 분류 인자별로 농산물을 구분하여 이송시키는 분류부 및
상기 분류부에서 농산물이 분류되어 처리된 후 빈 트레이를 상기 적재부로 다시 반송시키는 트레이 반환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 농산물 선별 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 감지부는 농산물의 중량, 당도, 색상 중 적어도 하나를 포함하는 품질분류 인자를 센싱하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 농산물 선별 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 분류부는 상기 감지부의 센싱 결과에 동기화되어 개별 농산물을 탑재한 트레이가 컨베이어상에서 이송될 때 센싱된 결과에 따라 트레이를 푸시하는 다수의 분류 푸셔를 컨베이어 진향 방향으로 구비하는 것을 특징으로 하는 농산물 선별 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 분류부는,
상기 분류 푸셔에 의해 분류된 트레이를 트레이로부터 농산물을 반출하는 작업을 수행하는 작업자 대기 위치로 운반하는 농산물 분류 컨베이어
상기 작업자 대기 위치에서 상기 농산물 분류 컨베이어에 교차하도록 배치되며, 트레이를 이송하는 작업자 전방 컨베이어
상기 작업자 전방 컨베이어에 교차하도록 배치되며, 상기 트레이를 반출시켜 이송하는 적어도 하나의 트레이 반출 컨베이어
상기 작업자 전방 컨베이어에 놓인 트레이로부터 농산물이 이탈될 때까지 트레이의 진행을 차단하여 트레이를 대기시키는 트레이 대기부를 포함하되,
상기 농산물 분류 컨베이어 및 상기 작업자 전방 컨베이어의 상측에는 2열 이상의 트레이 진행 경로를 구비하는 것을 특징으로 하는 농산물 선별 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 분류부는 상기 2열 이상의 트레이 진행 경로를 구분하기 위한 분리패널을 구비하되, 상기 분리패널은 상기 농산물 분류 컨베이어의 상측과 상기 작업자 전방 컨베이어 상측으로 연속적으로 연장되는 것을 특징으로 하는 농산물 선별 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 분리패널에 의해 형성되는 2열 이상의 트레이 진행경로의 폭은 하나의트레이의 최대 직경보다 크게 형성되고 하나의 트레이의 최대 직경의 2배보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 농산물 선별 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 트레이 대기부는 상기 2열 이상의 트레이 진행 경로의 각각의 단부에 각 경로마다 빈 트레이 감지부와 경로 차단기를 구비하며, 상기 빈 트레이 감지부와 상기 경로 차단기 사이에서 전기적으로 연결되는 개방 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 농산물 선별 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 개방 제어부는 각 트레이 진행 경로의 경로 단부에 배치된 빈 트레이 감지부가 트레이로부터 농산물이 이탈되어 트레이가 비어 있음을 감지하면 해당 경로의 경로 차단기가 경로를 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 농산물 선별 장치.
제 4 항에 있어서,
소정의 구간 동안 상기 작업자 전방 컨베이어에 나란하게 배치되어 연장되되, 트레이로부터 이탈된 농산물을 담고 있는 박스를 운반하는 박스 컨베이어를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 농산물 선별 장치.
개별 농산물이 트레이상에 배치된 상태에서 농산물을 선별하여 컨베이어로 운송하는 농산물 선별방법로서, 상기 농산물 선별방법은,
운반되어지는 트레이 상에 농산물을 적재하는 적재 단계
트레이가 컨베이어 상에서 운반되어 이동하는 상태에서 상기 트레이 상에 놓여져서 운반되는 농산물의 품질 분류 인자를 센싱하는 센싱 단계
상기 감지부에 의해 센싱된 품질 분류 인자별로 농산물을 구분하여 이송시키는 분류 이송 단계 및
상기 분류부에서 농산물이 분류되어 처리된 후 빈 트레이를 상기 적재부로 다시 반송시키는 트레이 반환단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 농산물 선별 방법.