KR101929540B1 - 로봇과 로봇 기술을 활용한 지능형 원심 분리 시스템 - Google Patents

로봇과 로봇 기술을 활용한 지능형 원심 분리 시스템 Download PDF

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KR101929540B1
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Abstract

원심 분리 시스템이 개시되며, 상기 원심 분리 시스템은, 전후 방향으로 연장 배치되는 레일부 및 복수 개의 검체 용기를 파지하여 상기 레일부를 따라 이동하는 피더 파지부를 갖는 스텝 피더; 상기 스텝 피더의 전방을 향하는 부분의 일측에 배치되는 원심 분리기; 및 상기 스텝 피더에 대해 상기 원심 분리기와 나란히 상기 스텝 피더의 후방을 향하는 부분의 일측에 배치되어, 상기 피더 파지부로부터 상기 복수 개의 검체 용기 중 일부를 픽업하여 상기 원심 분리기에 플레이싱하는 픽업 구조체를 포함하되, 상기 픽업 구조체는, 상기 검체 용기 각각의 길이 방향을 따라 세 개 이상의 지점에 접촉하여 상기 검체 용기를 일괄적으로 파지하는 그립부를 포함한다.

Description

로봇과 로봇 기술을 활용한 지능형 원심 분리 시스템{ROBOT AND INTELLECTION TYPE CENTRIFUGE SYSTEM USING THE ROBOT TECHNIC}
본원은 로봇과 로봇 기술을 활용한 지능형 원심 분리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 실험실에서 시료를 분리하거나, 채혈된 혈액을 혈청, 혈장 등으로 분리하는데 원심 분리기가 이용된다. 원심 분리기는 시료가 담긴 관 형태의 검체 용기를 수용하여 원심력을 이용하여 시료를 분리한다.
그런데, 종래에는 작업자에 의해 검체 용기가 수동으로 원심 분리기에 공급되었다. 이에 따라, 실험실 분석 프로세스가 자동화되는 현재의 추세에 따라, 검체 용기를 원심 분리기에 자동으로 공급할 수 있는 장치의 필요가 있어 왔다.
원심 분리기로의 검체 용기의 로딩 작업 중 일부를 로봇 또는 기구 등에 의해 수행하는 경우에도 검체 용기의 측면을 파지한 상태에서 원심 분리기의 상부에서 수직방향으로 이동하여 원심 분리기에 로딩되는 구성 및 동선이었기 때문에, 로봇 또는 기구의 수평, 회전 및 상하 운동을 모두 고려한 넓은 공간의 확보가 필수적이 었다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국공개특허공보 제 2014-0004886호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동으로 원심 분리기에 검체 용기를 공급하여 시료 분리 공정의 효율을 향상시킬 수 있는 원심 분리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수평 로딩 방식으로 검체 용기를 원심 분리기에 로딩 또는 원심 분리기로부터 픽업함으로써, 최소 움직임으로 공간 활용도를 높이고, 작업 시간을 단축하여 효율(throughput)을 높일 수 있는 원심 분리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면에 따른 원심 분리 시스템은, 전후 방향으로 연장 배치되는 레일부 및 복수 개의 검체 용기를 파지하여 상기 레일부를 따라 이동하는 피더 파지부를 갖는 스텝 피더; 상기 스텝 피더의 전방을 향하는 부분의 일측에 배치되는 원심 분리기; 및 상기 스텝 피더에 대해 상기 원심 분리기와 나란히 상기 스텝 피더의 후방을 향하는 부분의 일측에 배치되어, 상기 피더 파지부로부터 상기 복수 개의 검체 용기 중 일부를 픽업하여 상기 원심 분리기에 플레이싱하는 픽업 구조체를 포함하되, 상기 픽업 구조체는, 상기 검체 용기 각각의 길이 방향을 따라 세 개 이상의 지점에 접촉하여 상기 검체 용기를 일괄적으로 파지하는 그립부를 포함할 수 있다.
또한, 본원의 제 1 구현예에 따른 원심 분리 시스템은, 상기 원심 분리기의 상기 픽업 구조체를 향하는 면에는 상기 검체 용기의 출입이 이루어지는 개구부 및 상기 개구부를 개폐하는 도어가 설치되고, 상기 픽업 구조체는 상기 피더 파지부로부터 상기 검체 용기를 픽업하여 상기 원심 분리기를 향하도록 상기 그립부를 90˚ 회전시키고, 상기 그립부를 상기 개구부를 통과시켜 상기 검체 용기를 상기 원심 분리기에 플레이싱할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 원심 분리기가 스텝 피더의 후방을 향하는 부분의 일측에 위치하고, 픽업 구조체가 스텝 피더의 전방을 향하는 부분의 일측에 위치하며, 원심 분리기의 픽업 구조체를 향하는 면에 검체 용기의 출입이 이루어지는 개구부가 형성되어 있어, 상기 픽업 구조체는 그립부를 수평면 상에서 회전시키고, 수평면 상에서 그립부를 선형 이동시킴으로써, 스텝 피더로부터 검체 용기를 픽업하여 원심 분리기에 플레이싱할 수 있다. 이에 따라, 수평 로딩 방식으로 효율적 물류 구성과 공정 처리를 위한 레이아웃(Layout)이 구현될 수 있어, 원심 분리 시스템의 설치에 필요한 공간을 감소시키고, 검체 용기의 픽업 및 플레이싱 과정에서 발생하는 검체 용기의 이동 동선을 최소화하여 효율적인 시료 분석 공정이 이루어지게 할 수 있다.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 그립부가 검체 용기의 길이 방향을 따라 세개 이상의 지점에 접촉하여 검체 용기를 일괄적으로 파지하므로, 안정적인 검체 용기 파지가 이루어질 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 개략적인 개념 평면도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 3은 검체 용기를 파지한 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 피더 파지부의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 픽업 구조체의 개략적인 사시도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 그립부가 검체 용기를 파지 하지 않은 상태를 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 그립부가 검체 용기를 파지한 상태를 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 심 분리 시스템의 그립부의 회전을 설명하기 위한 개략적인 개념 평면도이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 그립부가 피더 파지부로부터 검체 용기를 픽업하기 위해 피더 파지부를 향해 선형 이동한 것을 설명하기 위한 개략적인 개념 평면도이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 그립부가 검체 용기를 원심 분리기에 플레이싱하기 위해 피더 파지부로부터 멀어지는 선형 이동을 하고 피더 파지부를 향해 회전 하여 원심 분리기를 향해 선형 이동하는 것을 설명하기 위한 개략적인 개념 평면도이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 로터부의 개략적인 단면도이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 로터부의 상부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 12는 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 검체 용기를 촬영하는 비젼부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 13은 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 비젼부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 14는 본원의 일 실시예에 따른 도어의 개구부에 대한 개폐를 설명하기 위해 개구부가 도어에 의해 폐쇄된 상태를 도시한 개략적인 개념도이다.
도 15는 다른 원심 분리기 및 다른 스텝 피더를 포함하는 본원의 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템의 개략적인 개념 평면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
참고로, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(전방, 후방 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들면, 도 1을 보았을 때, 전반적으로 12시 방향이 전방, 전반적으로 6시 방향이 후방이 될 수 있다. 다른 예로서, 도 2를 보았을 때, 전반적으로 10시 방향이 전방, 전반적으로 4시 방향이 후방이 될 수 있다.
본원은 로봇과 로봇 기술을 활용한 지능형 원심 분리 시스템에 관한 것이다.
이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 로봇과 로봇 기술을 활용한 지능형 원심 분리 시스템(이하 '본 원심 분리 시스템'이라 함)에 대해 설명한다.
도 1은 본 원심 분리 시스템의 개략적인 개념 평면도이고, 도 2는 본 원심 분리 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 원심 분리 시스템은 스텝 피더(1)를 포함한다. 스텝 피더(1)에는 원심 분리기(2)에 인입될 검체 용기(9)가 준비될 수 있다. 참고로, 검체 용기(9)는 시약 보틀(Bottle), 튜브(Tube) 타입 검체 용기, 진공 채혈기(Vacutainer) 등일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적으로, 스텝 피더(1)는 전후 방향으로 연장 배치되는 레일부(11) 및 복수 개의 검체 용기(9)를 파지하여 레일부(11)를 따라 이동하는 피더 파지부(12)를 포함한다. 도 1을 참조하면, 스텝 피더(1)의 피더 파지부(12)는, 복수 개의 검체 용기(9)를 파지하여 복수 개의 검체 용기(9) 중 일부가 후술할 픽업 구조체(3)의 그립부(31)에 의해 파지될 수 있도록, 파지되는 일부의 검체 용기(9)가 그립부(31)에 의해 픽업되는 픽업 지점에 위치하도록 후방으로 이동할 수 있다.
또한, 피더 파지부(12)는 그에 수용된 검체 용기(9)가 그립부(31)에 의해 모두 제거되면, 전방으로 이동하여 초기 위치로 복원될 수 있다. 또한, 후술하겠지만, 피더 파지부(12)는 검체 용기(9)가 원심 분리기(2)로부터 피더 파지부(12)로 옮겨지면, 옮겨진 검체 용기(9)를 파지하여 전방으로 이동하여 초기 위치로 복원될 수 있다.
도 3은 검체 용기를 파지한 본 원심 분리 시스템의 피더 파지부의 개략적인 사시도이다.
도 3을 참조하면, 피더 파지부(12)는 복수 개의 피더 파지 블록(121)을 포함할 수 있다. 복수 개의 피더 파지 블록(121)은 각각의 사이에 배치되는 복수 개의 검체 용기(9) 각각의 상부를 파지할 수 있다. 예시적으로 복수 개의 피더 파지 블록(121)은 검체 용기(9)의 뚜껑의 적어도 일부를 파지할 수 있다. 또한, 도 3을 참조하면, 피더 파지부(12)는 하측 방향으로 함몰 형성되어 복수 개의 검체 용기(9) 각각의 하부가 수용되는 피더 함몰부(122)를 포함할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 원심 분리 시스템은 원심 분리기(2)를 포함한다. 원심 분리기(2)는 스텝 피더(1)의 전방을 향하는 부분의 일측에 배치된다. 예를 들어, 원심 분리기(2)는 스텝 피더(1)의 전체 길이의 절반 정도의 길이를 가지며, 레일부(11)와 평행하게 레일부(11)의 우측에 위치할 수 있다. 또한, 도 2를 참조하면, 원심 분리기(2)의 픽업 구조체(3)를 향하는 면에는 검체 용기(9)의 출입이 이루어지는 개구부(21) 및 개구부(21)를 개폐하는 도어(22)가 설치될 수 있다. 즉, 개구부(21) 및 도어(22)는 레일부(11)와 직교하는 방향을 향해 원심 분리기(2)에 구비될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 원심 분리 시스템은 픽업 구조체(3)를 포함한다. 픽업 구조체(3)는 스텝 피더(1)의 후방을 향하는 부분의 일측에 배치된다. 또한, 픽업 구조체(3)는 스텝 피더(1)에 대해 원심 분리기(2)와 나란히 배치될 수 있다. 픽업 구조체(3)는 피더 파지부(12)로부터 복수 개의 검체 용기(9) 중 일부를 픽업하여 원심 분리기(2)의 측면 개구부(21)를 통해 원심 분리기(2)에 플레이싱한다. 픽업 구조체(3)가 일부 검체 용기(9)를 픽업한다는 것은, 픽업 구조체(3)가 복수 개의 검체 용기(9) 중 두 개 이상의 검체 용기(9)를 파지하여 이탈시키는 것을 의미할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 픽업 구조체(3)는 피더 파지부(12)로부터 검체 용기(9)를 픽업하여 원심 분리기(2)를 향하도록 그립부를 90˚ 회전시키고, 그립부를 개구부(21)를 통과시켜 검체 용기(9)를 원심 분리기(2)에 플레이싱할 수 있다.
이와 같이, 본 원심 분리 시스템은, 픽업 구조체(3)가 두 개 이상의 검체 용기(9)를 픽업하여 원심 분리기(2)의 상면이 아닌 측면을 통해 원심 분리기(2)에 플레이싱 하므로, 공간 활용도를 높이고 로딩(Loading) 시간을 최소화하였다. 예시적으로, 도 1을 참조하면, 피더 파지부(12)에는 검체 용기(9) 16 개가 4 개씩 4 묶음(99)으로 배치되어 있을 수 있다. 이 때, 픽업 구조체(3)는 1 묶음(99)씩, 다시 말해, 검체 용기(9) 4 개씩 픽업하여 원심 분리기(2)에 플레이싱 할 수 있다.
도 4는 본 원심 분리 시스템의 픽업 구조체의 개략적인 사시도이고, 도 5는 본 원심 분리 시스템의 그립부가 검체 용기를 파지 하지 않은 상태를 설명하기 위한 개략적인 개념도이며, 도 6은 는 본 원심 분리 시스템의 그립부가 검체 용기를 파지한 상태를 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 픽업 구조체(3)는 검체 용기(9)를 일괄적으로 파지하는 그립부(31)를 포함한다. 예시적으로, 그립부(31)는 복수 개의 검체 용기(9) 중 일부의 검체 용기(9)(두 개 이상의 검체 용기(9))를 일괄적으로 파지할 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 픽업 구조체(3)는 그립부(31)를 회전시키는 회전 유닛(35) 및 그립부(31)를 상하 방향으로 이동시키는 업다운 유닛(33)을 포함할 수 있다. 또한, 픽업 구조체(3)는 그립부(31)를 선형 이동시키는 선형 이동 유닛(39)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 업다운 유닛(33), 회전 유닛(35), 선형 이동 유닛(39)은 스텝 모터를 포함할 수 있다. 이에 대해서는 자세히 후술한다.
또한, 그립부(31)는 상술한 피더 파지 블록(121)보다 하측에서 검체 용기(9)를 파지할 수 있다. 다시 말해, 그립부(31)가 검체 용기(9)를 파지하는 부분은 피더 파지 블록(121)이 검체 용기(9)를 파지하는 부분보다 하측에 위치할 수 있다.
또한, 그립부(31)는 검체 용기(9) 각각의 길이 방향을 따라 세 개 이상의 지점에 접촉하여 검체 용기(9)를 일괄적으로 파지할 수 있다. 이에 따라, 그립부(31)는 검체 용기(9)를 안정적으로 파지할 수 있다. 예시적으로, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 그립부(31)는 제1 열(311)을 포함할 수 있다. 도 5 및 도 6을 함께 참조하면, 제1 열(311)은 검체 용기(9) 각각의 일측(예를 들어, 좌측)으로부터 타측(예를 들어, 우측) 방향으로 이동하여 검체 용기(9) 각각의 일측면(예를 들어, 좌측면)에 접촉하는 하나 이상의 제1 그립 유닛(3111)을 포함할 수 있다.
또한, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 그립부(31)는 제1 열(311)의 하측에 위치하는 제2 열(312)을 포함할 수 있다. 도 5 및 도 6을 함께 비교하면, 제2 열(312)은 검체 용기(9) 각각의 타측(예를 들어, 우측)으로부터 일측(예를 들어, 좌측) 방향으로 이동하여 검체 용기(9) 각각의 타측면(예를 들어, 우측면)에 접촉하는 하나 이상의 제2 그립 유닛(3121)을 포함할 수 있다.
또한, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 그립부(31)는 제2 열(312)의 하측에 위치하는 제3 열(313)을 포함할 수 있다. 도 5 및 도 6을 함께 비교하면, 제3 열(313)은 검체 용기(9) 각각의 일측(예를 들어, 좌측)으로부터 타측(예를 들어, 좌측) 방향으로 이동하여 검체 용기(9) 각각의 일측면(예를 들어, 좌측면)에 접촉하는 하나 이상의 제3 그립 유닛(3131)을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 그립 유닛(3111), 제2 그립 유닛(3121) 및 제3 그립 유닛(3131) 각각의 검체 용기(9) 각각에 대한 접촉에 의해 검체 용기(9)에 대한 일괄 파지가 이루어질 수 있다. 예시적으로, 제1 그립 유닛(3111), 제2 그립 유닛(3121) 및 제3 그립 유닛(3131) 각각의 검체 용기(9) 각각에 대한 접촉은 동시에 이루어질 수 있다. 제1열(311) 및 제3열(313)은 검체 용기(9)를 향해 같은 방향으로 이동하고, 제2열(312)는 검체 용기(9)를 향해 제1열(311) 및 제3열(313)와 반대 방향으로 이동하여 그립부(31)는 검체 용기(9)를 파지할 수 있다. 예를 들어, 제1열(311) 및 제3열(313)은 검체 용기(9)의 좌측에서 우측을 향해 이동하고, 동시에 제2열(312)는 검체 용기(9)의 우측에서 좌측을 향해 이동하여 제1 그립 유닛(3111), 제2 그립 유닛(3121) 및 제3 그립 유닛(3131)이 동시에 검체 용기(9)에 접촉하여 파지한다. 또한, 그립부(31)는 제1열(311), 제2열(312) 및 제3열(313)을 좌우방향으로 이동시키는 이동부(미도시, 예를 들어, 모터, 스프링 등)를 더 포함할 수 있다.
제1열(311)의 복수의 제1 그립 유닛(3111), 제2열(312)의 복수의 제1 그립 유닛(3121), 제3열(313)의 복수의 제3 그립 유닛(3131) 각각은 중간의 연결 부재에 의하여 일체형으로 연결될 수 있다.
도 7은 본 원심 분리 시스템의 그립부의 회전을 설명하기 위한 개략적인 개념 평면도이고, 도 8은 본 원심 분리 시스템의 그립부가 피더 파지부로부터 검체 용기를 픽업하기 위해 피더 파지부를 향해 선형 이동한 것을 설명하기 위한 개략적인 개념 평면도이며, 도 9는 본 원심 분리 시스템의 그립부가 검체 용기를 원심 분리기에 플레이싱하기 위해 피더 파지부로부터 멀어지는 선형 이동을 하고 피더 파지부를 향해 회전 하여 원심 분리기를 향해 선형 이동하는 것을 설명하기 위한 개략적인 개념 평면도이다.
픽업 구조체(3)는 그립부(31)를 회전시킬 수 있다. 예시적으로, 도 7을 참조하면, 그립부(31)의 검체 용기(9)에 대한 파지 전에, 픽업 구조체(3)는 그립부(31)가 검체 용기(9)를 향하도록 그립부(31)를 회전시킬 수 있다. 또한, 픽업 구조체(3)는 그립부(31)를 선형 이동시킬 수 있다. 도 8을 참조하면, 예시적으로, 그립부(31)의 검체 용기(9)에 대한 파지 전에, 픽업 구조체(3)는 그립부(31)가 상술한 바와 같이 검체 용기(9)에 대해 파지할 수 있도록, 그립부(31)를 피더 파지부(12)를 향하는 방향으로 선형 이동시킬 수 있다.
또한, 픽업 구조체(3)는, 그립부(31)가 피더 파지부(12)에 파지된 검체 용기(9)에 대해 일괄 파지하면, 그립부(31)를 상측 방향으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 도 3을 참조하면, 픽업 구조체(3)는 그립부(31)가 파지한 검체 용기(9)가 피더 함몰부(122)로부터 이탈되도록 그립부(31)를 상측 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 픽업 구조체(3)는 그립부(31)를 피더 파지부(12)로부터 멀어지도록 스텝 피더(1)의 일측 방향(예를 들어, 그립부(31)의 원위치 방향, 우측 방향)으로 이동 시킬 수 있다. 이에 따라, 그립부(31)에 픽업된 검체 용기(9)는 피더 파지부(12)로부터 제거될 수 있다.
또한, 도 9의 점선을 참조하면, 픽업 구조체(3)는 그립부(31)의 검체 용기(9)에 대한 픽업 완료 후, 그립부(31)를 피더 파지부(12)로부터 멀어지는 방향으로 선형 이동시켜 그립부(31)를 초기 위치로 위치시킬 수 있다.
또한, 도 9의 점선을 참조하면, 픽업 구조체(3)는 피더 파지부(1)로부터 검체 용기(9)를 픽업한 그립부(31)가 원심 분리기(2)의 측면에 설치된 도어(22)를 향하도록 90˚ 회전시킬 수 있다. 이후, 도 9를 참조하면, 픽업 구조체(3)는 그립부(31)가 검체 용기(9)를 후술하는 로터 파지부(241)에 장착시킬 수 있도록 선형 이동 및 하강 이동할 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면, 피더 파지부(12)로부터 복수 개의 검체 용기(9) 중 일부 검체 용기(9)(상술한 1 묶음(99)의 검체 용기(9))가 상기와 같이 그립부(31)에 의한 픽업에 의해 제거되면, 피더 파지부(12)는 다른 일부 검체 용기(9)(다른 1 묶음(99)의 검체 용기(9))가 전술한 픽업 지점에 위치하도록 후방으로 추가 이동할 수 있다.
도 10은 본 원심 분리 시스템의 로터부의 개략적인 단면도이고, 도 11은 본 원심 분리 시스템의 로터부의 상부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 10을 참조하면, 원심 분리기(2)의 내부에는 검체 용기(9)를 회전시키는 로터부(24)가 구비될 수 있다. 또한, 로터부(24)는 검체 용기(9)가 장착되는 로터 파지부(241)를 포함할 수 있다. 참고로, 도 10을 참조하면, 로터 파지부(241)는 회전 전에는 상하 방향으로 배치될 수 있고, 회전 시에는 원심력에 의하여 수평 방향으로 배치될 수 있다. 로터 파지부(241)의 구성은 앞서 설명드린 피더 파지부(12)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있다.
또한, 도 10 및 도 11을 참조하면, 로터 파지부(241)는 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 로터 파지 블록(2411)을 포함할 수 있다. 복수 개의 로터 파지 블록(2411) 각각의 사이에는 검체 용기(9)가 배치될 수 있다. 로터 파지 블록(2411)은 각각의 사이에 배치되는 검체 용기(9)의 상부(91)를 파지할 수 있다. 또한, 로터 파지부(241)는 하측 방향으로 함몰 형성되어 검체 용기(9) 각각의 하부가 수용되는 복수 개의 로터 함몰부(2422)를 포함할 수 있다.
또한, 로터부(24)는 로터 파지부(241)를 복수 개 포함할 수 있다. 예시적으로, 도 11을 참조하면, 로터부(24)는 로터 파지부(241)를 4 개 포함할 수 있다.
또한, 도 10을 참조하면, 원심 분리기(2)에는 복수 개의 검체 용기(9)가 복수 개의 세트(set)로 분리되어 수용될 수 있다. 도 11을 참조하면, 복수 개의 로터 파지부(241) 각각은 한 세트(하나의 세트)의 검체 용기(9)를 수용할 수 있다. 또한, 검체 용기(9) 한 세트는 검체 용기(9) 두 개 이상으로 이루어질 수 있다.
또한, 그립부(31)가 파지하는 검체 용기(9)의 개수는 복수 개의 세트 중 하나의 세트를 이루는 개수일 수 있다. 다시 말해, 그립부(31)는 피더 파지부(12)에 준비된 복수 개의 검체 용기(9) 중 하나의 세트를 이루는 개수의 검체 용기(9)를 픽업하여 원심 분리기(2)의 로터 파지부(241)에 플레이싱할 수 있다. 예시적으로, 원심 분리기(2)에는 4 개의 검체 용기(9)의 장착이 가능한 로터 파지부(241)가 4 개 구비될 수 있다. 이 때, 그립부(31)는 피더 파지부(12)에 준비된 복수 개의 검체 용기(9) 중 4 개를 픽업하여 로터 파지부(241)에 플레이싱할 수 있다. 이에 따라, 픽업 구조체(3)에 의한 검체 용기(9)의 픽업 및 플레이싱이 효율적으로 이루어질 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 도 9를 참조하면, 픽업 구조체(3)는 검체 용기(9)를 로터 파지부(241)에 플레이싱할 때, 검체 용기(9)의 상부(91)가 복수 개의 로터 파지 블록(2411) 사이에 위치하도록 그립부(31)를 로터 파지부(241)를 향하는 방향으로 이동(선형 이동)시킬 수 있다. 이 과정에서, 픽업 구조체(3)는 그립부(31)가 전술한 원심 분리기(2)의 개구부(21) 를 통과하도록 그립부(31)를 선형 이동시킬 수 있고, 검체 용기(9) 각각의 하부가 로터 함몰부(2422)에 수용되도록 그립부(31)를 하측 방향으로 이동시켜 검체 용기(9)를 로터 파지부(241)에 플레이싱할 수 있다. 또한, 그립부(31)의 제1열(311) 내지 제3열(313)은 검체 용기(9)로부터 제1 그립 유닛(3111), 제2 그립 유닛(3121) 및 제3 그립 유닛(3131)이 이격되도록 이동할 수 있다. 예를 들어, 도 6을 기준으로, 제1열(311) 및 제3열(313)은 검체 용기(9)로부터 이격되도록 좌측으로 이동하고, 동시에 제2열(312)는 검체 용기(9)로부터 이격되도록 우측으로 이동하여 제1 그립 유닛(3111), 제2 그립 유닛(3121) 및 제3 그립 유닛(3131)이 동시에 검체 용기(9)에 대한 파지를 해제할 수 있다. 그 후, 그립부(31)는 개구부(21)를 통과하여 선형 이동하여 원심 분리기(2)의 외부로 빠져나와 원위치로 되돌아올 수 있다.
또한, 로터 파지부(241)에 대한 검체 용기(9)의 플레이싱이 완료되면, 로터부(24)는 다른 로터 파지부(241)에 그립부(31)에 의한 검체 용기(9)의 플레이싱이 가능하도록 회전되어 다른 로터 파지부(241)가 그립부(31)와 만나는 플레이싱 지점, 즉, 개구부(21) 및 도어(22)를, 향하도록 할 수 있다.
또한, 픽업 구조체(3)는 원심 분리기(2)로부터 검체 용기를 픽업하여 피더 파지부(12)에 플레이싱할 수 있다. 원심 분리기(2)에 의한 검체 용기(9) 내의 시료의 분리, 처리가 완료되면, 그립부(31)는 개구부(21)를 통해 원심 분리기(2) 내로 인입되어 검체 용기(9)를 픽업할 수 있고, 원심 분리기(2)로부터 멀어지는 방향으로 이동되며, 피더 파지부(12)를 향하게 90도 회전되고 피더 파지부(12)를 향하는 방향으로 이동되어 피더 파지부(12)에 검체 용기(9)를 플레이싱할 수 있다.
정리하면, 본 원심 분리 시스템에 의하면, 원심 분리기(2)가 스텝 피더(1)의 일측에 위치하고, 원심 분리기(2)의 개구부(21) 및 도어(22)가 원심 분리기(2)의 픽업 구조체(3)를 향하는 면에 형성되어 있어, 픽업 구조체(3)가 그립부(31)를 수평 방향으로 선형 이동시키고 검체 용기(9)를 스텝 피더(1)로부터 픽업하여 그립부(31)를 수평면 상에서 회전시킴으로써, 원심 분리기(2)의 측면에 형성된 개구부(21)를 통과하여 원심 분리기(2)에 플레이싱할 수 있고, 반대의 경로를 통해 원심 분리기(2)로부터 검체 용기(9)를 픽업하여 스텝 피더(1)에 플레이싱할 수 있다. 이러한 수평 로딩 방식으로 효율적 물류 구성과 공정 처리를 위한 레이아웃(Layout)이 구현될 수 있다.
만약, 원심 분리기(2)의 상면에 개구부가 형성되고, 픽업 구조체(3)가 상하 방향으로 구동되어 원심 분리기의 상면을 통해 원심 분리기(2) 내로 검체 용기(9)를 인입시키고 인출한다면, 원심 분리 시스템의 설치에 필요 이상의 공간과 필요 이상의 장치들이 필요할 것이다. 그러나, 본 원심 분리 시스템은, 상술한 바와 같은 구성을 통해 동일 평면 상에서 수평 방향으로 이루어지는 로딩을 구현함으로써, 효율적인 검체 용기의 이송이 이루어지게 할 수 있다.
도 12는 본 원심 분리 시스템의 검체 용기를 촬영하는 비젼부를 도시한 개략적인 사시도이고, 도 13은 본 원심 분리 시스템의 비젼부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 1, 도 2 및 도 12를 참조하면, 본 원심 분리 시스템은 원심 분리기(2)의 스텝 피더(1)를 향하는 면에 구비되어, 스텝 피더(1)에 의해 이동되는 복수 개의 검체 용기(9)를 촬영하는 비젼부(4)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 원심 분리기(2)의 측면과 나란하게 이동하는 스텝 피더(1)에 플레이싱된 검체 용기(9)의 상태를 상기 원심 분리기(2)의 측면에 설치된 비젼부(4)를 통해 용이하게 촬영할 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 비젼부(4)는 복수 개의 검체 용기를 촬영하는 캠(41), 캠(41)의 상측 및 하측 각각에 구비되어 복수 개의 검체 용기(9)에 빛을 조사하는 광원(42, 43)을 포함할 수 있다.
캠(41)의 상측에 구비되는 광원(42)은 검체 용기(9)의 하측 방향으로 비스듬하게 빛을 조사할 수 있고, 캠(41)의 하측에 구비되는 광원(43)은 검체 용기(9)의 상측 방향으로 비스듬하게 빛을 조사할 수 있다. 또한, 광원은 화이트 엘이디(White LED) 광원일 수 있다. 이에 따라, 광원(42, 43)에 의해 검체 용기(9)의 그림자가 발생되는 것이 최소화될 수 있다.
도 14는 본 원심 분리 시스템의 도어의 개구부에 대한 개폐를 설명하기 위해 개구부가 도어에 의해 폐쇄된 상태를 도시한 개략적인 개념도이다.
또한, 본 원심 분리 시스템에 있어서, 원심 분리기(2)의 도어(22)는 자동으로 개구부(21)를 개폐(개구 및 폐쇄)할 수 있다. 도 14를 참조하면, 도어(22)는 모터(221)에 의해 상하 방향으로 이동될 수 있다. 도어(22)가 상측 방향으로 이동됨으로써, 개구부(21)는 폐쇄 상태가 될 수 있다. 도어(22)에 의한 개구부(21)의 개폐는 상술한 그립부(31)의 원심 분리기(2) 내로의 인입 여부 및 로터부(24)의 회전 구동과 연동되어 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 원심 분리 시스템은 자동화 시스템이라 할 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 본 원심 분리기 시스템은 스텝 피더, 원심 분리기, 픽업 구조체, 도어, 그립부, 모터 등의 동작을 시료의 처리 상태, 처리 레시피 등에 따라 연동하여 제어하기 위한 제어 신호를 생성 및 각 부로 전송하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
도 15는 본원의 다른 일 실시예에 따른, 다른 원심 분리기 및 다른 스텝 피더를 포함하는 원심 분리 시스템의 개략적인 개념 평면도이다.
또한, 본원의 다른 일 실시예에 따른 원심 분리 시스템은, 픽업 구조체(3)의 후방에 배치되는 다른 원심 분리기(2') 및 다른 원심 분리기(2')의 일측으로부터 전방으로 연장되며 배치되는 다른 스텝 피더(1')를 포함할 수 있다. 다른 원심 분리기(2') 및 다른 스텝 피더(1')는 상술한 원심 분리기(2) 및 스텝 피더(1)와 동일한 구성이므로 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 원심 분리 시스템에 있어서, 픽업 구조체(3)는 다른 스텝 피더(1')로부터 복수 개의 검체 용기(9) 중 일부를 픽업하여 다른 원심 분리기(2')에 플레이싱 할 수 있다. 제1원심 분리기(2)와 제2원심 분리기(2')는 픽업 구조체(3)를 중심으로 서로 마주보고 위치하고, 제1스텝 피더(1) 및 제2스텝 피더(1')는 픽업 구조체(3)를 중심으로 서로 마주보고 위치할 수 있다.
이와 같이, 본 원심 분리 시스템에 있어서, 각 구성은 모듈화되어 제작될 수 있다. 이에 따라, 고객은 본 원심 분리 시스템에 있어서, 각 구성 중 하나 이상을 선택적으로 골라 원심 분리 시스템을 구성할 수 있다. 이에 따라, 디자인 유연성과 가격 경쟁력이 확보될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 스텝 피더
11: 레일부
12: 피더 파지부
121: 피더 파지 블록
122: 피더 함몰부
2: 원심 분리기
21: 개구부
22: 도어
221: 모터
24: 로터부
241: 로터 파지부
2411: 로터 파지 블록
2422: 로터 함몰부
3: 픽업 구조체
31: 그립부
33: 업다운 유닛
35: 회전 유닛
4: 비젼부
41: 캠
42, 43: 광원

Claims (10)

  1. 원심 분리 시스템에 있어서,
    전후 방향으로 연장 배치되는 레일부 및 복수 개의 검체 용기를 파지하고 상기 레일부를 따라 이동하는 피더 파지부를 갖는 스텝 피더;
    상기 스텝 피더의 전방을 향하는 부분의 일측에 배치되는 원심 분리기; 및
    상기 스텝 피더에 대해 상기 원심 분리기와 나란히 상기 스텝 피더의 후방을 향하는 부분의 일측에 배치되어, 상기 피더 파지부로부터 상기 복수 개의 검체 용기 중 일부를 픽업하여 상기 원심 분리기에 플레이싱하는 픽업 구조체를 포함하되,
    상기 픽업 구조체는, 상기 검체 용기 각각의 길이 방향을 따라 세 개 이상의 지점에 접촉하여 상기 검체 용기를 일괄적으로 파지하는 그립부를 포함하고,
    상기 그립부는,
    상기 검체 용기 각각의 일측으로부터 타측 방향으로 이동하여 상기 검체 용기 각각의 일측면에 접촉하는 하나 이상의 제1 그립 유닛을 갖는 제1 열;
    상기 제1 열의 하측에 위치하고, 상기 검체 용기 각각의 타측으로부터 일측 방향으로 이동하여 상기 검체 용기 각각의 타측면에 접촉하는 하나 이상의 제2 그립 유닛을 갖는 제2 열; 및
    상기 제2 열의 하측에 위치하고, 상기 검체 용기 각각의 일측으로부터 타측 방향으로 이동하여 상기 검체 용기 각각의 일측면에 접촉하는 하나 이상의 제3 그립 유닛을 갖는 제3 열을 포함하되,
    상기 제1 그립 유닛, 상기 제2 그립 유닛 및 상기 제3 그립 유닛 각각의 상기 검체 용기 각각에 대한 동시 접촉에 의해 상기 검체 용기에 대한 일괄 파지가 이루어지는 것인, 원심 분리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원심 분리기의 상기 픽업 구조체를 향하는 면에는 상기 검체 용기의 출입이 이루어지는 개구부 및 상기 개구부를 개폐하는 도어가 설치되고,
    상기 픽업 구조체는 상기 피더 파지부로부터 상기 검체 용기를 픽업하여 상기 원심 분리기를 향하도록 상기 그립부를 90˚ 회전시키고, 상기 그립부를 상기 개구부를 통과시켜 상기 검체 용기를 상기 원심 분리기에 플레이싱하는 것인, 원심 분리 시스템.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 피더 파지부는 각각의 사이에 배치되는 상기 복수 개의 검체 용기 각각의 상부를 파지하는 복수 개의 피더 파지 블록, 및 하측 방향으로 함몰 형성되어 상기 복수 개의 검체 용기 각각의 하부가 수용되는 피더 함몰부를 포함하고,
    상기 그립부는 상기 피더 파지 블록보다 하측에서 상기 검체 용기를 파지하는 것인, 원심 분리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 픽업 구조체는 상기 그립부가 상기 피더 파지부에 파지된 상기 검체 용기에 대해 일괄 파지하면,
    상기 검체 용기가 상기 피더 함몰부로부터 이탈되도록 상기 그립부를 상측 방향으로 이동시키고, 상기 그립부를 상기 피더 파지부로부터 멀어지도록 상기 스텝 피더의 일측 방향으로 이동시키는 것인, 원심 분리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피더 파지부는,
    일부 검체 용기가 상기 그립부에 의한 파지가 이루어지는 픽업 지점에 위치하도록 후방으로 이동하고, 상기 일부 검체 용기가 상기 그립부에 의한 픽업에 의해 제거되면 다른 일부 검체 용기가 상기 픽업 지점에 위치하도록 후방으로 추가 이동하는 것인, 원심 분리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 원심 분리기에는 상기 복수 개의 검체 용기가 복수 개의 세트로 분리되어 수용되고,
    상기 그립부가 파지하는 상기 검체 용기의 개수는 상기 복수 개의 세트 중 하나의 세트를 이루는 개수인 것인, 원심 분리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 원심 분리기는 각각의 사이에 배치되는 상기 검체 용기 각각의 상부를 파지하는 복수 개의 로터 파지 블록, 및 하측 방향으로 함몰 형성되어 상기 검체 용기 각각의 하부가 수용되는 복수 개의 로터 함몰부를 갖는 로터 파지부를 포함하고,
    상기 픽업 구조체는 상기 검체 용기의 상부가 상기 복수 개의 로터 파지 블록 사이에 위치하도록 상기 그립부를 상기 로터 파지부를 향하는 방향으로 이동시키고, 상기 검체 용기 각각의 하부가 상기 로터 함몰부에 수용되도록 상기 그립부를 하측 방향으로 이동시키는 것인, 원심 분리 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 원심 분리기의 상기 스텝 피더를 향하는 면에 구비되고, 상기 복수 개의 검체 용기를 촬영하는 비젼부를 더 포함하는, 원심 분리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 픽업 구조체의 후방에 배치되는 다른 원심 분리기; 및
    상기 다른 원심 분리기의 일측으로부터 전방으로 연장되며 배치되는 다른 스텝 피더를 더 포함하되,
    상기 픽업 구조체는 상기 다른 스텝 피더로부터 복수 개의 검체 용기 중 일부를 픽업하여 상기 다른 원심 분리기에 플레이싱하는 것인, 원심 분리 시스템.
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