KR102234563B1 - 과일 적재 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박스 이송 컨베이어와 컨베이어에 동력을 전달하는 제1모터가 설치되어 있는 메인 프레임, 상기 메인 프레임의 상부에 배치되는 보조 프레임, 상기 보조 프레임에 설치되며, 과일 이송부로부터 전달되는 과일을 담아 일정 중량 이상이 되면 하부로 낙하시키는 개방형 과일 적재 포켓, 상기 보조 프레임의 과일 적재 포켓 하부에 배치되며 제1실린더에 의해 상하 이동 가능한 포켓 가이드, 상기 보조 프레임의 과일 적재 포켓 후방에 배치되며, 회전축과 회전축으로부터 방사상으로 연장된 하나 이상의 회전 바와 회전축을 소정 각도로 회전시키는 제2모터 및 박스 이송 컨베이어를 통해 과일 적재부로 진입하는 공박스를 감지하는 근접 센서를 포함하는 공박스 스토퍼, 상기 과일 적재 포켓 하방으로 상기 메인 프레임에 배치되며, 회전축과 상기 회전축을 지지하면서 상하 회동이 가능한 축 지지 프레임, 상기 회전축의 양단에 각각 장착되는 한 쌍의 회전 롤러, 및 상기 축 지지 프레임의 상하 높이를 제어하는 제2실린더를 포함하는 적재 박스 진동부를 포함하는 과일 적재 시스템을 제공한다.

Description

과일 적재 시스템 {Fruit loading system}

본 발명은 과일 적재 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 과일 자동 계량하여 박스에 연속적으로 적재 및 배출하는 장치에서 크기가 다른 공박스에 대해서도 순차적으로 진입하도록 제어하는 한편, 박스에 적재되는 과일이 균일하게 박스에 담길 수 있도록 트위스트 진동을 가하는 새로운 과일 적재 시스템을 제안한다.

농산물은 고품질의 작물을 저렴한 비용으로 대량 생산하는 것과 더불어 각 농산물의 수확 시기에 빠르게 유통시키는 것이 중요하다. 예를 들어, 감귤이나 사과, 배 등 대부분의 과일은 수확 시기가 정해져 있고, 일단 수확이 시작되면 장기 보관이 어렵기 때문에 가급적 빠른 시일 내에 유통망을 통해 소비자에게 출하되어야 한다. 출하 시기에 대량 유통이 이루어지지 못할 경우 장기 보관을 위한 시설 비용이 증가하고 해당 과일의 상품성도 떨어져 생산 농가에도 치명적인 영향을 미칠 수 있다.

과일의 빠른 출하를 위해서는 다량의 과일을 크기나 모양, 당도 등에 따라 선별하고 포장 박스에 담아 신속히 유통시키는 것이 필요하다. 기존에는 과일의 선별이나 포장이 수작업에 의해 이루어지거나 당도나 크기 정도만 자동라인을 통해 선별하여 포장박스에 수작업으로 담는 것이 주를 이루었다. 그러나 특정 시기에 대량으로 유통되는 감귤 등의 과일에 있어서 선별된 후 포장을 신속히 하는 것이 유통 효율에 매우 중요하다. 기존의 포장 라인의 경우 선별된 과일을 특정 박스, 예를 들어 5kg 또는 10kg 등으로 무게나 부피가 정해진 박스에 대해서만 포장이 이루어졌으며, 자동 포장 라인의 경우 박스에 과일을 담는 과정에서 박스 외부로 과일이 떨어지는 낙과 문제가 심각하였다.

종래에 박스에 과일을 자동으로 적재하는 장치가 제안된 바 있다(등록특허 10-1488221). 이 장치는 메인 프레임에 배치되며 포장 박스를 이송하는 이송 벨트를 포함하는 박스 이송부와, 상기 박스 이송부의 상부에 설치되며 이송 벨트를 통해 이송된 포장 박스에 과일을 적재하는 적재부와, 상기 메인 프레임에 장착되며, 상기 적재부에서 과일이 포장 박스에 적재되는 동안 포장 박스 하면에 진동을 가하는 진동부와, 상기 이송 벨트 외곽으로 메인 프레임에 장착되는 한 쌍의 박스 이송가이드를 포함하고 있다. 이 기술에 따르면, 다양한 사이즈의 포장 박스에 과일을 적재할 수 있고, 과일 적재 과정에서 낙과의 발생을 줄일 수 있다.

그런데 이 장치의 경우 포장 박스는 모토 구동의 제어하에 적재 시스템의 후방으로부터 전방으로 이동되며, 이송 중 모터 구동을 정지하여 적재부에 일시적으로 정지된 상태에서 적재부로부터 과일이 담겨진 다음, 모터 구동을 재개하여 적재부를 통과한다. 모터 구동의 정지 및 재개는 전체적인 과일 포장 시간을 증가시키고 보다 빠르게 포장 작업이 이루어지는 것을 방해한다.

또한, 적재부 후방의 메인 프레임에 공박스 스토퍼가 배치되는데, 이 공박스 스토퍼는 연속적인 포장 박스 이동 시 적재부에 위치한 포장 박스 후방으로 다른 공박스가 전진하여 적재 과정에서 포장 박스간 서로 방해하는 것을 방지하며 각각의 포장 박스가 이송 간 소정 간격을 유지하도록 하는 기능을 하지만, 사이즈가 다른 공박스에 대해서 정확하게 진입을 차단하기 어려운 단점이 있다. 특히 박스 이송부가 정지하지 않고 연속적으로 동작하는 경우에는 공박스의 진입 차단이 불가능할 수도 있다.

한편, 종래 기술의 장치는 과일 박스의 적재 시 진동을 가하는 수단이 마련되어 있으나, 진동판을 실린더로 상하 이동하도록 이동시키는 단순 진동에 불과하여 빠른 시간에 박스 내 과일이 균일하게 배치되는 것을 어렵게 하며, 그 결과 인력에 의한 후속적인 균일화 작업이 필요하는 등 불편이 있다.

따라서, 박스 이송부의 연속 동작에도 다양한 사이즈의 공박스의 진입을 정지시켜 순차적인 과일 적재가 가능할 뿐만 아니라, 과일이 적재되는 박스에 충분하고 효과적인 진동을 가하여 과일 박스 내 과일이 빠르게 균일 배치되도록 하는 새로운 과일 적재 시스템이 요구된다.

본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 과일 을 박스에 연속적으로 적재하는 장치로서 크기가 다른 공박스에 대해서도 과일 적재부에 진입 전에 정확하게 정지시키며 순차적으로 과일 적재부에 진입하도록 할 수 있는 과일 적재 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 박스에 적재되는 과일이 빠르고 균일하게 박스에 담길 수 있도록 효과적인 진동을 가할 수 있는 과일 적재 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 박스 이송부가 연속적으로 동작하는 상황에서도 다양한 사이즈의 박스에 과일 적재 시 박스 주변으로 낙과 없이 안정적으로 과일을 담아 배출할 수 있는 새로운 과일 적재 시스템을 제공하는 것이다.

기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 박스 이송 컨베이어와 컨베이어에 동력을 전달하는 제1모터가 설치되어 있는 메인 프레임, 상기 메인 프레임의 상부에 배치되는 보조 프레임, 상기 보조 프레임에 설치되며, 과일 이송부로부터 전달되는 과일을 담아 일정 중량 이상이 되면 하부로 낙하시키는 개방형 과일 적재 포켓, 상기 보조 프레임의 과일 적재 포켓 하부에 배치되며 제1실린더에 의해 상하 이동 가능한 포켓 가이드, 상기 보조 프레임의 과일 적재 포켓 후방에 배치되며, 회전축과 회전축으로부터 방사상으로 연장된 하나 이상의 회전 바와 회전축을 소정 각도로 회전시키는 제2모터 및 박스 이송 컨베이어를 통해 과일 적재부로 진입하는 공박스를 감지하는 근접 센서를 포함하는 공박스 스토퍼, 상기 과일 적재 포켓 하방으로 상기 메인 프레임에 배치되며, 회전축과 상기 회전축을 지지하면서 상하 회동이 가능한 축 지지 프레임, 상기 회전축의 양단에 각각 장착되는 한 쌍의 회전 롤러, 및 상기 축 지지 프레임의 상하 높이를 제어하는 제2실린더를 포함하는 적재 박스 진동부를 포함하는 과일 적재 시스템을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 적재 박스 진동부는 양단이 메인 프레임 내면에 고정된 상태로 회전 가능한 고정 회전축, 고정 회전축에 장착되어 박스 이송 컨베이어로부터 동력을 전달받는 기어, 일단이 상기 고정 회전축을 지지하는 축 지지 프레임, 상기 축 지지 프레임의 타단에 지지되며 양단에 회전 롤러가 장착되는 이동 회전축, 및 상기 고정 회전축과 이동 회전축 사이에 동력을 전달하는 체인을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 적재 박스 진동부의 회전축 양단에 각각 장착되는 한 쌍의 회전 롤러는 롤러쌍의 배치 각도가 다르게 엇갈린 형태로 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 공박스 스토퍼의 회전 바는 박스 이송 방향과 반대로 회전하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 박스 이송 컨테이너가 연속적으로 동작하는 상황에서도 적재 박스 후방에서 대기하는 공박스들을 안정적으로 정지시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 과일이 낙하하여 적재되는 박스는 내부에 과일이 빠르고 균일하게 배치되는 한편, 박스 주변으로 과일이 벗어나지 않도록 하여 과일 적재 과정이 빠르고 안정적으로 진행될 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따르면 박스의 이송 수단이 정지되지 않고 연속적으로 동작하더라도, 공박스의 정지, 적재 박스 내 과일의 안정적인 적재, 및 적재가 완료된 박스의 배출 과정이 신속하고 안정적으로 이루어져 인력에 의한 후속 작업 없이 신속한 과일 유통이 가능하다.

도 1은 본 발명의 과일 적재 시스템의 사시도
도 2는 본 발명의 과일 적재 시스템의 측면도
도 3은 박스 스토퍼와 과일 적재부를 보인 사시도
도 4는 박스 스토퍼와 과일 적재부를 보인 측면도
도 5는 박스 스토퍼를 보인 사시도
도 6은 공박스의 정지 및 적재 박스를 보인 모식도
도 7은 진동부를 보인 사시도
도 8은 진동부 상승 모습을 보인 모식도
도 9는 진동부 하강 모습을 보인 모식도

본 발명은 과일 자동 계량하여 박스에 연속적으로 적재 및 배출하는 장치에서 공박스의 순차적인 진입을 제어하는 한편, 계량된 과일이 박스로 낙하할 때 박스 높이에 맞게 상하 이동하면서 과일 낙하를 가이드하며, 박스에 적재되는 과일이 넘치지 않고 균일하게 박스에 담길 수 있도록 진동을 가하는 새로운 과일 적재 시스템을 제안한다.

포장 박스에 과일을 담아 적재한 후 배출하는 자동 시스템은 일반적으로 다음과 같은 단계로 작업이 이루어진다. 먼저, 이송 컨베이어 등 자동공급라인을 통해 공박스가 과일 적재 포지션으로 이동한다. 등급별로 선별된 과일이 별도의 이송라인을 통해 적재부에 담긴다. 설정된 중량값 만큼 과일이 적재되면 적재부 하부가 개방되고 포장 박스에 과일을 담는다. 박스에 과일이 담겨질 때 별도의 진동 수단에 의해 박스에 진동을 가하여 낙과를 최소화한다. 과일 적재가 완료된 박스는 자동으로 배출된다.

이와 같은 과일 자동 적재 시스템에 있어서 본 발명은 다음과 같은 주요 기술적 특징을 갖는다.

먼저, 공박스의 사이즈에 상관없이 과일 적재부로 진입하기 전에 안정적으로 대기 상태를 유지할 수 있는 새로운 공박스 스토퍼가 제공된다. 기존의 스토퍼 방식은 예를 들어 에어실린더 등을 사용하여 실린더 로드의 상하 운동으로 공박스의 전진을 방해하는 방식이 사용될 수 있으나, 이러한 방식에서 정확한 정지 시간이 맞지 않을 경우 공박스가 스토퍼에 걸리지 않거나 대기중인 공박스가 스토퍼에 밀려 올라가는 현상 등 에러가 발생하기 쉽다. 본 발명에서는 회전축에 연결된 회전 바, 구체적으로는 십자 형태의 회전 바를 박스 이송 방향과 반대로 회전시키면서 공박스 내면을 간섭하여 이동을 제한한다. 회전 바의 회전 동작은 브레이크 모터로 제어하며 공박스의 진입을 근접 센서로 감지하여 공박스가 원치 않게 과일 적재부로 넘어가버리는 에러를 원천적으로 방지할 수 있다.

본 발명의 두 번째 특징은 과일이 적재되는 박스 하면에 트위스트 진동을 가하는 것으로, 신속하고 균일하게 박스 내 과일을 배치할 수 있다. 기존에는 박스 하단에 에어실린더 등을 동력으로 하여 진동판을 떨리게 하는 방식이었으나 박스에 물리적인 충격을 가하면서 상하 진동만 부여하여 실질적인 과일 균일화는 어려워 진동 효율이 미미하였다. 본 발명에서는 실린더로 진동부를 필요에 따라 상하 이동시키면서 박스 전체가 상하좌우로 트위스트 동작하도록 함으로써 박스 내 과일이 안정적으로 배치될 수 있다. 트위스트 진동을 위한 동력은 과일 적재 시스템 내의 박스 이송 동력을 사용할 수도 있고, 별도의 동력원을 구비하는 것도 가능하다. 특히, 박스에 진동을 위한 떨림 동작이 아닌 트위스트 동작을 전달함으로써 진동부의 소음이 저감될 수 있다.

또한, 본 발명은 과일 적재부의 개방형 포켓과 더불어, 포켓 하부에 상하 이동이 가능한 포켓 가이드를 설치하고, 적재 박스의 높이에 따라 포켓 가이드의 수직 위치를 연동시켜 과일을 적재함으로써 박스 주변으로 낙과가 발생하는 것을 방지한다. 예를 들어 'A형 박스' 작업시에는 가이드를 상단에 위치시키고 '오픈 박스' 작업시에는 박스 높이에 맞춰 가이드를 하강시켜 낙과를 최소화할 수 있다.

이하, 도면을 참조하며 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 기술적 구성 및 효과에 대해 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 과일 적재 시스템(100)의 사시도이고, 도 2는 측면도이다. 과일 적재 시스템의 메인 프레임(102)에는 내부에 박스 이송 컨베이어(108)가 배치되고 상단에는 보조 프레임(104)이 설치된다. 박스 이송 컨베이어는 제1모터(110)에 의해 구동력을 전달받아 일방향으로 회전하면서 컨베이어 상면에 안착되는 박스를 전방으로 이송시킨다. 컨베이어는 상면은 벨트형, 내면은 체인형으로 좌우 두 개의 라인으로 구성될 수 있다.

메인 프레임의 상부에 배치되는 보조 프레임에는 과일 적재부와 공박스 스토퍼가 배치된다. 과일 적재부는 보조 프레임 내부에 설치되며, 과일 이송부(200)로부터 전달되는 과일을 담아 일정 중량 이상이 되면 하부로 낙하시키는 개방형 과일 적재 포켓(120)이 있고, 또한, 보조 프레임의 과일 적재 포켓 하부에 배치되며 제1실린더(124)에 의해 상하 이동 가능한 포켓 가이드(122)를 포함한다.

공박스 스토퍼는 보조 프레임의 과일 적재 포켓 후방에 배치되며, 회전축과 회전축으로부터 방사상으로 연장된 하나 이상의 회전 바(132)와 회전축을 소정 각도로 회전시키는 제2모터(134) 및 박스 이송 컨베이어를 통해 과일 적재부로 진입하는 공박스(B2)를 감지하는 근접 센서(NS)를 포함한다. 또한, 상기 과일 적재 포켓 하방으로 메인 프레임에는 진동부(140) 배치되며, 과일 적재 포켓으로부터 적재 박스(B1)에 과일이 낙하될 때 적재 박스 하면에 트위스트 진동을 가한다.

메인 프레임 또는 보조 프레임의 적절한 위치에 광센서(PS1, PS2, PS3)를 배치하여, 공박스의 진입 여부, 적재 박스의 위치, 과일 적재가 완료된 박스의 배출 상황 등을 감지할 수 있다.

도 3 및 도 4는 박스 스토퍼와 과일 적재부를 보인 사시도 및 측면도이다. 공박스 스토퍼는 제2모터(134)의 구동력으로 회전 바(132)를 회전시켜 공박스를 과일 적재부 후방에 정지시킨 상태로 배치하거나 과일 적재부로 공박스를 이송시킨다. 공박스 스토퍼의 회전 바는 임시로 정지되어 있던 공박스(도 1의 B2)가 다음 단계에서 순차적으로 과일 적재부로 이송되는 것을 방해하지 않도록 박스 이송 방향(M1 방향)과 반대로 회전하는 것이 바람직하다(R 방향).

제3모터(210)의 구동에 의해 과일 이송부(200)의 컨베이어 동작으로 과일이 과일 적재 포켓에 담길 수 있으며, 포켓에 담기는 과일의 중량을 로드셀(121) 등의 측정 수단으로 모니터링하여 소정 기준값에 도달하면, 과일 적재가 중단된다. 이 상태에서 과일 적재 포켓 하부(121)를 좌우로 개방시켜 적재 박스에 과일을 낙하시키게 된다. 과일 적재부에 이송되는 박스(도 1의 B1)는 형태에 따라 박스 높이가 다를 수 있으며, 박스 덮개가 있는 'A형 박스'가 아니라 덮개 없이 박스 상부가 개방되어 있는 '오픈박스'의 경우에는 과일 적재 과정에서 박스 주변으로 과일의 낙과가 발생할 가능성이 더욱 커지게 된다. 이 경우 박스 높이를 별도의 센서로 감지하여 제1실린더(124)를 구동함으로써 과일 적재 포켓 하부의 포켓 가이드가 상하 방향으로(M2 방향) 이동할 수 있고, 적재 박스에 과일이 낙하될 때 상하좌우에서 방호벽 역할을 하여 과일의 낙과를 방지한다.

도 5는 박스 스토퍼(130)를 보인 사시도이다. 박스 스토퍼는 전체 구조물을 보조 프레임에 거치할 수 있는 고정부(131)와 고정부에 베어링(133a)을 매개로 양단이 연결되어 있는 회전축(133) 및 회전축의 외주면에 방사상으로 장착되는 회전 바(132)를 포함한다. 회전축은 기어부(135)를 통해 동력을 전달하는 제2모터(134)의 구동력으로 회전되며, 회전 바의 회동 위치가 단속적으로 변화되도록 모터의 구동과 정지가 단속적으로 제어된다.

회전 바는 하나 이상, 바람직하게는 두 개 이상이 회전축에 방사상으로 연장되어 형성되는 것이 좋다. 회전 바의 수에 따라 회전 축의 회전각이 정해지며 예를 들어 회전 바가 하나인 경우 360°로 회전하여 회전 바를 연직 하방에 위치시켜 과일 적재부 후방에서 진입하는 공박스를 정지시킨다. 회전 바가 두 개인 경우 회전축은 180°단위로 회전하여 회전 바 중 어느 하나를 연직 하방에 위치시키고, 회전 바가 세 개인 경우에는 회전축은 120°단위로 회전하여 회전 바 중 어느 하나를 연직 하방에 위치시키며, 도 5의 실시예에 도시한 바와 같이 회전 바가 네 개인 경우에는 회전축은 90°단위로 회전하여 회전 바 중 어느 하나(도 4의 132a 참조)를 연직 하방에 위치시킴으로써 후방의 공박스를 정지시킨다.

이와 같은 회전 바의 회동 동작에 의해 과일 적재부로 진입하는 복수의 공박스들을 한 번에 정지시킬 수 있으며, 이후 공박스를 하나씩 순차적으로 과일 적재부로 이송할 수 있다.

박스 이송 컨베이어의 프레임 상에 공박스 정지용 센서와 이동 정지용 차단물을 설치하는 경우, 컨베이어의 연속적인 이동으로 공박스의 정확한 정지가 어렵거나 센싱 오차에 의해 공박스가 컨베이어를 벗어나는 상황이 발생될 수 있는데, 본 발명의 박스 스토퍼에 의하면 박스 이송 컨베이어가 계속 동작하더라도 회전 바가 공박스 내면에 거치된 상태로 진입을 막기 때문에 안정적으로 공박스를 정지시킬 수 있는 장점이 있다.

도 6은 과일 적재부 후방에서 일시 정지되어 있는 공박스(B2)와 과일 적재부에 위치한 적재 박스(B1)를 모식적으로 보이고 있다. 공박스 스토퍼의 안정적인 공박스 정지 동작으로 박스 이송 컨베이어가 중단 없이 연속적으로 동작하더라도 전방의 과일 적재부로 공박스가 넘어가는 등의 동작 오류가 발생되지 않아 연속적이고 빠른 과일 적재가 가능하게 된다. 과일 적재부에 위치하는 적재 박스는 전방 하단에 상하 이동형 별도의 스토퍼(109)를 배치함으로써 과일 적재 시 안정적인 상태를 유지할 수 있다.

도 7은 진동부(140)를 보인 사시도이다. 진동부는 과일 적재부 하방으로 메인 프레인의 중앙에 배치되는 것이 바람직하다. 고정 프레임(142)에 의해 진동부가 메인 프레임에 고정될 수 있다.

본 발명의 진동부는 기본적으로 회전축과 상기 회전축을 지지하면서 상하 회동이 가능한 축 지지 프레임, 상기 회전축의 양단에 각각 장착되는 한 쌍의 회전 롤러, 및 상기 축 지지 프레임의 상하 높이를 제어하는 제2실린더를 포함할 수 있다. 축 지지 프레임을 제2실린더로 상승 또는 하강시켜 회전축을 통해 회전축 양단에서 회전하는 한 쌍의 회전 롤러가 적재 박스 하면을 롤링함으로써 박스의 진동이 발생할 수 있다.

적재 박스 진동부는 진동력을 발생시키기 위하여 독립적인 구동 수단 예를 들어 전동모터나 유압실린더 등을 포함할 수 있으며, 이와 달리 과일 적재 시스템의 동력을 전달받아 진동을 발생시키는 것도 가능하다.

이를 위하여, 상기 적재 박스 진동부는 양단이 메인 프레임 내면에 고정된 상태로 회전 가능한 고정 회전축(144), 고정 회전축에 장착되어 박스 이송 컨베이어로부터 동력을 전달받는 기어(145), 일단이 상기 고정 회전축을 지지하는 축 지지 프레임(143), 상기 축 지지 프레임의 타단에 지지되며 양단에 회전 롤러(148a, 148b)가 장착되는 이동 회전축(147), 및 상기 고정 회전축과 이동 회전축 사이에 동력을 전달하는 체인(146)을 포함할 수 있다. 고정 회전축(144)은 베어링(144a)을 매개로 메인 프레임의 내면에 고정될 수 있다.

제2실린더(141)의 동작으로 축 지지 프레임이 상승 또는 하강할 수 있으며, 이에 따라 이동 회전축 양단의 한 쌍의 회전 롤러(148a, 148b)가 적재 박스 하면에 순차적으로 접촉하면서 박스 하면의 서로 다른 위치에서 높이를 변화시킨다. 이에 따라 적재 박스는 전체적으로 볼 때 트위스트 동작에 유사한 움직임을 겪게 되고, 그 결과 박스 내부의 과일이 빠른 시간 내에 균일하게 배치될 수 있다.

이를 위하여, 상기 적재 박스 진동부의 회전축 양단에 각각 장착되는 한 쌍의 회전 롤러는 도 7에 도시된 바와 같이 롤러쌍의 배치 각도가 다르게 엇갈린 형태로 설치되는 것이 바람직하다.

진동부의 동작은 적재 박스가 과일 적재부에 배치된 후 박스 내부로 과일이 낙하되는 동안에만 진행되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 적재 박스가 과일 적재부로 이송된 후 과일이 담겨질 때 제2실린더를 동작시킨다. 도 8은 진동부 상승 모습을 보인 모식도로서, 제2실린더 동작에 의해 축 지지 프레임(143)이 위로 상승하여 박스 이송 컨베이어(108) 위쪽으로 각각 한 쌍의 회전 롤러(148a, 148b)가 노출되며, 그 위에 배치되는 적재 박스(미도시)의 하면은 좌우 회전 롤러쌍에 의해 상호 다른 높이로 진동력을 받게 된다. 예를 들어 박스 하면 오른쪽이 상승하면 왼쪽은 하강하고, 오른쪽이 하강하면 왼쪽이 상승하는 방식으로 박스는 상하 좌우 트위스트 진동력이 인가되면서 박스 내부에 적재되는 과일이 한쪽으로 치우치지 않고 균일하게 배치될 수 있다. 그 결과, 과일 낙하 시 박스 주변으로 과일이 벗어나지 않게 되며, 인력에 의해 후속적으로 박스 내의 과일을 정리하는 작업이 필요없게 된다.

진동부의 체인(도 7의 145)은 박스 이송 컨베이어 내면의 체인부(108a)와 결합되어 동력을 전달받으며, 이로 인하여 진동부가 상승한 상태에서는 적재 박스 하면에 지속적으로 진동력이 가해지게 된다. 반면 진동부가 하강한 상태에서는 진동부에 동력이 전달되더라도 박스 하면에 진동력이 가해지지 않는다. 도 9는 진동부 하강 모습을 보인 모식도로서, 제2실린더 동작에 의해 축 지지 프레임(143)이 아래로 하강하면, 회전 롤러가 박스 이송 컨베이어 아래쪽으로 배치되어, 회전 롤러가 회전하더라도 적재 박스 하면과 이격되어 진동력이 전달되지 않게 된다.

전술한 과일 적재 포켓의 개방, 포켓 가이드 상하 이동을 위한 제1실린더 동작, 진동부의 제2실린더 동작, 공박스 스토퍼의 회전축 회전을 위한 제2모터 동작 등의 제어는 메인 컨트롤러(미도시)에서 전체 시스템의 동작을 고려하여 적절하게 제어하도록 설계할 수 있을 것이다.

본 발명은 박스 이송 켄베이어가 동작중인 상태에서도 후방에서 진입하는 공박스를 적정하게 정지시킬 수 있으며, 과일이 적재되는 박스에 트위스트 진동을 가하여 박스 내 과일이 안정적으로 균일화될 수 있다. 이와 같은 개선된 기능을 통하여 과일 적재 시스템에서 과일 적재 시 박스의 부정확한 진입이나 과일의 낙과로 인해 자동라인을 멈추거나 수작업으로 해당 박스에 과일을 다시 담아야하는 불편을 해소할 수 있고, 전체적인 포장 효율을 상승시키는 한편, 특정 사이즈의 박스에 한정하지 않고 다양한 포장 박스를 이용하여 과일 포장이 가능하게 되어 과일 생산 농가의 경쟁력은 물론 관련 유통업체의 업무 향상에도 부응할 수 있을 것으로 기대된다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.

100:과일 적재 시스템 102:메인 프레임
104:보조 프레임 108:박스 이송 컨베이어
110:제1모터 120:과일 적재 포켓
122:포켓 가이드 124:제1실린더
130:박스 스토퍼 131:고정부
132:회전 바 133:회전축
134:제2모터 135:기어부
140:진동부 141:제2실린더
142:고정 프레임 143:축 지지 프레임
144:고정 회전축 144a:베어링
145:기어 146:체인
147:이동 회전축 148a,148b:회전 롤러
200:과일 이송부 210:제3모터
B1:적재 박스 B2:공박스
NS:근접 센서 PS1,PS2,PS3:광센서

Claims (3)

1. 박스 이송 컨베이어와 컨베이어에 동력을 전달하는 제1모터가 설치되어 있는 메인 프레임,
   상기 메인 프레임의 상부에 배치되는 보조 프레임,
   상기 보조 프레임에 설치되며, 과일 이송부로부터 전달되는 과일을 담아 일정 중량 이상이 되면 하부로 낙하시키는 개방형 과일 적재 포켓,
   상기 보조 프레임의 과일 적재 포켓 하부에 배치되며 제1실린더에 의해 상하 이동 가능한 포켓 가이드,
   상기 보조 프레임의 과일 적재 포켓 후방에 배치되며, 회전축과 회전축으로부터 방사상으로 연장된 하나 이상의 회전 바와 회전축을 소정 각도로 회전시키는 제2모터 및 박스 이송 컨베이어를 통해 과일 적재부로 진입하는 공박스를 감지하는 근접 센서를 포함하는 공박스 스토퍼,
   상기 과일 적재 포켓 하방으로 상기 메인 프레임에 배치되며, 양단이 메인 프레임 내면에 고정된 상태로 회전 가능한 고정 회전축, 상기 고정 회전축에 장착되어 박스 이송 컨베이어로부터 동력을 전달받는 기어, 일단이 상기 고정 회전축을 지지하는 축 지지 프레임, 상기 축 지지 프레임의 타단에 지지되며 양단에 각각 장착되는 한 쌍의 회전 롤러를 포함하는 이동 회전축, 상기 고정 회전축과 이동 회전축 사이에 동력을 전달하는 체인, 및 상기 축 지지 프레임의 상하 높이를 제어하는 제2실린더를 포함하는 적재 박스 진동부를 포함하는
   과일 적재 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 적재 박스 진동부의 이동 회전축 양단에 각각 장착되는 한 쌍의 회전 롤러는 롤러쌍의 배치 각도가 다르게 엇갈린 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 과일 적재 시스템.
   

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