KR102238618B1 - 아이솔레이터 시스템 - Google Patents
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Abstract
격벽(122)에 의해 외부와 격리된 작업 공간(120)과, 외면이 작업 공간(120)에 노출되고 내면이 외부와 연통되도록 격벽(122)에 설치되어 있는 글러브(140)와, 글러브(140)의 내부에 암을 삽입하여 작업 공간(120)에서 작업을 수행하는 로봇(101)을 구비하고, 글러브(140)의 선단 부분에는 당해 글러브(140)의 내부에 설치된 조작부와, 작업 공간(120)에 노출되도록 설치된 핸드부가 형성되어 있는 아이솔레이터 시스템(100).
Description
본 발명은 아이솔레이터 시스템에 관한 것이다.
아이솔레이터는 그 내부 공간을 무균 상태로 하여, 세포 배양 등의 작업을 수행하기 위한 장치이다. 이러한 아이솔레이터에서, 무균 상태로 유지되는 내부 공간에 로봇이 배치되어 있는 아이솔레이터가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 개시되어 있는 아이솔레이터는 작업실(내부 공간)에 배치된 로봇이 디시(dish) 등의 배양 용기를 접지 등의 배양 용기를 파지하고 반송한다.
그런데, 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 아이솔레이터에서는 작업실 내에 로봇이 배치되어 있기 때문에, 로봇이 고장났을 경우 등에 유지 보수 작업이 곤란해질 우려가 있거나, 유지 보수 작업 시간이 소요될 우려가 있다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로, 아이솔레이터의 내부 공간에서 작업하는 로봇의 유지 보수를 쉽게 할 수 있는 아이솔레이터 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 종래의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 아이솔레이터 시스템은 격벽에 의해 외부와 격리된 작업 공간과, 외면이 상기 작업 공간에 노출되고 내면이 상기 외부와 연통되도록 상기 격벽에 설치되어 있는 글러브(glove)와, 상기 글러브의 내부에 암(arm)을 삽입하여 상기 작업 공간에서 작업을 수행하는 로봇을 구비하고, 상기 글러브의 선단 부분에는 당해 글러브의 내부에 설치된 조작부와, 상기 작업 공간에 노출되도록 설치된 핸드부가 형성되어 있다.
이에 따르면, 작업 공간 외인 외부에 로봇을 배치할 수 있기 때문에 로봇의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다. 또한, 로봇을 작업 공간 외부에 배치함으로써 로봇이 작업 공간 내부를 멸균하기 위한 과산화수소 가스 또는 작업 공간 내를 산성 분위기화하기 위한 산성 가스 등에 노출되지 않기 때문에, 로봇이 부식되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 아이솔레이터 시스템은, 격벽에 의해 외부와 격리된 작업 공간과, 외면이 상기 작업 공간에 노출되고 내면이 상기 외부와 연통되도록 상기 격벽에 설치되어 있는 글러브와, 상기 글러브 내부에 암을 삽입하여 상기 작업 공간에서 작업을 수행하는 로봇을 구비하고, 상기 글러브의 선단 부분이 상기 로봇의 암 선단 부분의 형상에 대응하도록 형성되어 있다.
이에 따르면, 작업 공간 외인 외부에 로봇을 배치할 수 있기 때문에 로봇의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다. 또한, 로봇을 작업 공간 외부에 배치함으로써 로봇이 작업 공간 내부를 멸균하기 위한 과산화수소 가스 또는 작업 공간 내를 산성 분위기화하기 위한 산성 가스 등에 노출되지 않기 때문에, 로봇이 부식되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 아이솔레이터 시스템에 따르면, 작업 공간 외의 외부에 로봇을 배치할 수 있기 때문에, 로봇의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다. 또한, 로봇을 작업 공간 외부에 배치함으로써, 로봇이 작업 공간 내부를 멸균하기 위한 과산화수소 가스 또는 작업 공간 내부를 산성 분위기화하기 위한 산성 가스 등에 노출되지 않기 때문에 로봇이 부식되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 아이솔레이터 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 아이솔레이터 시스템에서 로봇의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 단면도이다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 단면도이다.
도 6은 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템에서 일련의 작업을 실행하기 전에 수행하는 멸균 동작의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템에서 일련의 작업을 수행한 후에 수행하는 멸균 동작의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 실시예 1의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 9는 본 실시예 1의 변형예 2에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 11은 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템에서 일련의 작업을 실행하기 전에 수행하는 멸균 동작의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 12는 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템에서 일련의 작업을 수행한 후에 수행하는 멸균 동작의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 13은 본 실시예 2의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 14은 본 발명의 실시예 3에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 15는 본 실시예 3의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 아이솔레이터 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 아이솔레이터 시스템에서 로봇의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 단면도이다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 단면도이다.
도 6은 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템에서 일련의 작업을 실행하기 전에 수행하는 멸균 동작의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템에서 일련의 작업을 수행한 후에 수행하는 멸균 동작의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 실시예 1의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 9는 본 실시예 1의 변형예 2에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 11은 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템에서 일련의 작업을 실행하기 전에 수행하는 멸균 동작의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 12는 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템에서 일련의 작업을 수행한 후에 수행하는 멸균 동작의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 13은 본 실시예 2의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 14은 본 발명의 실시예 3에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 15는 본 실시예 3의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
이하에서, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 여기서, 모든 도면에서 동일 또는 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복된 설명은 생략한다. 또한, 모든 도면에서 본 발명을 설명하기 위한 구성 요소를 발췌하여 도시하고 있으며, 기타 구성 요소에 대해서는 도시를 생략하는 경우가 있다. 나아가, 본 발명은 다음의 실시예에 한정되지 않는다.
(실시예 1)
본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템은, 격벽에 의해 외부와 격리된 작업 공간과, 외면이 작업 공간에 노출되고 내면이 외부와 연통되도록 격벽에 설치되어 있는 글러브와, 글러부의 내부에 암을 삽입하여 작업 공간에서 작업을 수행하는 로봇을 구비하고, 글러브의 선단 부분에는 당해 글러브의 내부에 설치되어 있는 조작부와, 작업 공간에 노출되도록 설치되어 있는 핸드부가 형성되어 있다.
또한, 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템에서는, 글러브는 그 기단 부분이 수축한 상태에서 그 선단 부분이 소정의 위치에 위치 결정되어 있도록 구성되어도 좋다.
또한, 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템에서는, 글러브의 기단 부분이 벨로우즈(Bellows; 蛇腹) 형상으로 형성되어, 신축 가능하게 구성되어 있어도 좋다.
나아가, 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템에서는, 아이솔레이터의 작업 공간에 배치되어 작업물(workpiece)을 유지(保持)하는 핸드를 더 구비하여도 좋다.
이하에서, 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 일례에 대해서 도 1 ~ 도 7을 참조하여 설명한다.
[아이솔레이터 시스템의 구성]
도 1은 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 아이솔레이터 시스템의 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 아이솔레이터 시스템에서 로봇의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다. 여기서, 도 3에서는 로봇의 상하 방향 및 좌우 방향을 도면의 상하 방향 및 좌우 방향으로 표시하고 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)은 로봇(101) 및 내부에 작업 공간(120)이 형성된 아이솔레이터(102)를 구비하고, 작업 공간(120)의 외측에 배치되는 로봇(101)이 작업 공간(120) 내에서 복수의 공정으로 이루어지는 일련의 작업을 수행하도록 구성되어 있다.
여기서, 복수의 공정으로 구성되는 작업으로는 디시(124) 등의 배양 용기의 유지, 반송 등의 작업, 자동 피펫(auto-pipet)(125)을 이용하여 배양액 등의 액체를 디시(124)에 따르는 작업 등을 들 수 있다.
또한, 본 실시예 1에서는 로봇(101)이 수평 다관절형 로봇인 양태를 예시하지만, 이에 한정되지 않고, 로봇(101)는 수직 다관절형 로봇이라도 좋다.
나아가, 본 실시예 1에서는, 아이솔레이터 시스템(100)은 로봇(101)을 구비하는 양태를 채용하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 로봇(101)을 구비하지 않는 양태를 채용하여도 좋다.
먼저, 로봇(101)의 구성에 대하여 도 1 ~ 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 ~ 도 3에 도시된 바와 같이, 로봇(101)은 대차(台車)(12)와, 기축(基軸)(16)과, 한 쌍의 로봇 암(이하, 단순히 「암」이라고 기재하는 경우가 있다)(13, 13) 및 제어 장치(10)를 구비한다. 또한, 로봇(101)에서는 운영자가 적절한 수단에 의해 제어 장치(10)에 소요 사항을 교시함으로써 제어 장치(10)가 로봇(101)의 자동 운전을 실행하도록 구성되어 있다.
대차(12)는 바퀴(12a)를 구비하여 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 대차(12)의 상면에는 기축(16)이 고정되어 있다. 기축(16)에는 당해 기축(16)의 축 중심을 통과하는 회전 축선(L1) 둘레로 회동 가능하게 암(13, 13)이 설치되어 있다. 구체적으로는, 암(13, 13)은 한쪽의 암(13)과 다른 쪽의 암(13)이 상하로 높낮이 차이를 가지도록 형성되어 있다. 나아가, 대차(12)에는 제어 장치(10)가 수납되어 있다.
여기서, 본 실시예 1에서는 좌측 암(13) 및 우측 암(13)은 동일하게 구성되어 있는 양태를 예시하지만, 이에 한정되지 않고, 좌우의 암(13)의 구성이 다른 형태여도 좋다. 또한, 좌측 암(13) 및 우측 암(13)은 독립적으로 작동하거나 서로 관련되어 동작할 수 있도록 구성되어 있다.
암(13)은 암부(15), 손목부(17) 및 핸드부(18)를 구비한다. 암부(15)는 본 실시예 1에서는 대략 직육면체 형상의 제1 링크(15a) 및 제2 링크(15b)로 구성되어 있다. 제1 링크(15a)는 기단부에 회전 관절(J1)이 설치되어 있고, 선단부에 회전 관절(J2)이 설치되어 있다. 또한, 제2 링크(15b)는 선단부에 직동(直動) 관절(J3)이 설치되어 있다.
그리고, 제1 링크(15a)는 회전 관절(J1)을 통해 그 기단부가 기축(16)과 연결되어 있고, 회전 관절(J1)에 의해 회전 축선(L1) 둘레를 회동할 수 있다. 또한. 제2 링크(15b)는 회전 관절(J2)을 통해 그 기단부가 제1 링크(15a)의 선단부와 연결되어 있고, 회전 관절(J2)에 의해 회전 축선(L2) 둘레를 회동할 수 있다.
제2 링크(15b)의 선단부에는 직동 관절(J3)을 통해 손목부(17)가 제2 링크(15b)에 대해 승강 이동 가능하게 연결되어 있다. 손목부(17)의 하단부에는 회전 관절(J4)이 설치되어 있다. 핸드부(18)는 회전 관절(J4)을 통해 손목부(17)의 하단부와 연결되어 있고, 회전 관절(J4)에 의해 회전 축선(L3) 둘레를 회동할 수 있다.
핸드부(18)는 장착부(18a) 및 파지부(19)에 의해 구성되어 있고, 파지부(19)은 암(13)의 선단에 설치되어 있다. 장착부(18a)는 회전 관절(J4)을 통해 손목부(17)에 탈착 가능하게 구성되어 있다. 또한, 파지부(19)는 후술하는 글러브(140)의 선단 부분에 설치되어 있는 조작부(43)를 파지할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 암(13)의 각각의 관절(J1 ~ J4)에는 각 관절이 연결하는 2개의 부재를 상대적으로 회전 또는 승강시키는 액츄에이터의 일례로서의 구동 모터가 설치되어 있다(미도시). 구동 모터는 예를 들어, 제어 장치(10)에 의해 서보 제어되는 서보 모터여도 좋다. 또한, 각 관절(J1) ~ 관절(J4)에는 각각 구동 모터의 회전 위치를 검출하는 회전 센서(미도시)와, 구동 모터의 회전을 제어하는 전류를 검출하는 전류 센서(미도시)가 설치되어 있다. 회전 센서는, 예를 들어 인코더여도 좋다.
제어 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, CPU 등의 연산부(10a)와, ROM, RAM 등의 저장부(10b)와, 서보 제어부(10c)를 구비한다. 제어 장치(10)는 예를 들어 마이크로 컨트롤러 등의 시스템을 구비한 로봇 컨트롤러이다.
여기서, 제어 장치(10)는 집중 제어하는 단일의 제어 장치(1)로 구성되어 있어도 좋고, 서로 협력하여 분산 제어하는 복수의 제어 장치(10)에 의해 구성되어 있어도 좋다. 또한, 본 실시예 1에서는 저장부(10b)가 제어 장치(10)에 배치되어 있는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 저장부(10b)가 제어 장치(10)와 별도로 설치되어 있는 형태를 채용하여도 좋다.
저장부(14b)에는 로봇 컨트롤러로서의 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 저장되어 있다. 연산부(14a)는 저장부(14b)에 저장된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어 실행함으로써, 로봇(11)의 각종 동작을 제어한다. 즉, 연산부(14a)는 로봇(101)의 제어 명령을 생성하고, 이를 서보 제어부(14c)에 출력한다. 서보 제어부(14c)는 연산부(14a)에 의해 생성된 제어 명령에 기초하여, 로봇(101)의 각 암(13)의 관절(J1 ~ J4)에 대응하는 서보 모터의 구동을 제어하도록 구성되어 있다.
여기서, 상술한 로봇(101)의 구성은 일례로서, 로봇(101)의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 로봇(101)을 이용하여 수행할 작업 내용 및 작업 공간 등에 따라 적절하게 구성이 변경된다.
다음으로, 아이솔레이터(102)의 구성에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 아이솔레이터(102)는 케이스(121)를 구비하고, 케이스(121)의 내부 공간이 작업 공간(120)을 구성하고 있다. 또한, 아이솔레이터(102)에는 작업 공간(120)을 멸균하기 위한 과산화수소 가스 등을 공급하는 가스 공급 장치, 작업 공간(120)를 양압으로 유지하기 위한 팬 등 공지의 아이솔레이터가 구비하는 각 기기(도시되지 않음)가 설치되어 있다.
케이스(121)의 작업 공간(120)에는 로봇(101)이 일련의 작업을 수행하기 위한 기구가 배치되어 있다. 기구로는, 예를 들어, 디시(124), 자동 피펫(125), 자동 피펫(125)에 사용되는 팁(tip)(126), 마이크로 튜브(127), 원심관(128), 원심 분리기(129) 등을 들 수 있다.
또한, 케이스(121)의 작업 공간(120)에는 카메라(130)가 배치되어 있고, 카메라(130)에서 촬영된 영상이 로봇(101)의 제어 장치(10)에 출력되도록 구성되어 있어도 좋다. 또한, 제어 장치(10)는 카메라(130)로부터 출력된 영상 정보를 기초로 각 기구의 위치 정보를 산출하도록 구성되어 있어도 좋고, 로봇(101)에 장착된 카메라(미도시)로부터의 영상 정보를 기초로 각 기구의 위치 정보를 산출하도록 구성되어 있어도 좋다.
나아가, 작업 공간(120)에는 후술하는 글러브(140)의 선단 부분에 설치된 핸드부(42)와 동일한 구성 또는 상이한 구성의 핸드(131)가 배치되어 있어도 좋다. 핸드(131)로는, 예를 들어, 디시(124)를 유지하기 위해 파지부가 반경이 큰 원호 형상으로 형성된 구성이어도 좋고, 자동 피펫(125의 기능을 가지도록 구성되어 있어도 좋으며, 마이크로 튜브(127) 또는 원심관(128)을 유지하기 위해 파지부가 반경이 작은 원호 형상으로 형성된 구성이어도 좋다.
케이스(121)의 측면에는 각 기구를 작업 공간(120) 내로 반입하기 위한 개폐 도어(격벽)(122)가 설치되어 있다. 개폐 도어(122)는 적절한 수단(예를 들어, O-링 등)에 의해 폐쇄된 상태에서 작업 공간(120)을 밀폐할 수 있다. 또한, 개폐 도어(122)의 적소에는 2개의 관통공(123, 123)이 설치되어 있고, 해당 관통공(123)을 덮도록 글러브(140)가 설치되어 있다. 글러브(140)는 적절한 수단(예를 들어, O-링 등)에 의해 작업 공간(120) 내에 기밀 상태를 유지할 수 있도록 배치되어 있다.
여기서, 글러브(140)의 구성에 대해서 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4 및 도 5는, 도 1 및 도 2에 도시된 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 단면도이고, 도 4는 로봇의 암이 글러브 내부에 삽입하기 전의 상태를 도시하고, 도 5는 로봇의 암이 글러브 내부에 삽입된 상태를 도시한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 글러브(140)는 외면이 작업 공간(120)에 노출되고, 내면이 외기에 노출되도록 설치되어 있다. 또한, 글러브(140)의 기단 부분(41)이 벨로우즈 형상으로 형성되어 있다. 이에 따라서, 글러브(140)는 진퇴(신축) 가능하도록 가동할 수 있고, 또한 굴곡 또는 만곡될 수 있다.
기단 부분(41)은, 신축 방향(로봇(101)의 전후 방향)의 길이 치수가, 당해 기단 부분(41)이 신장한 상태에서 글러브(140)의 선단 부분이 작업 공간(120) 내에 배치되어 있는 각 기구에 닿을 수 있도록 적절히 조절되어 있다.
여기서, 기단 부분(41)은 작업 공간(120)의 기밀성을 유지할 수 있으며, 또한 진퇴(신축) 가능하면서 굴곡 또는 만곡될 수 있다면, 어떤 재료로 구성되어도 좋고, 예를 들어, PVC(폴리 염화 비닐), PTFE(폴리 테트라 플루오르 에틸렌), PFA(테트라 플루오로 에틸렌·퍼플 루오로 알킬 비닐 에테르 공중 합체) 등으로 구성되어 있어도 좋다.
글러브(140)의 선단 부분(정확하게는, 기단 부분(41)의 선단(41a))에는 디시(124) 등의 작업물을 유지하는 핸드부(42)가 설치되어 있다. 핸드부(42)는 작업 공간(120) 내에 노출되도록 배치되어 있고, 작업 공간(120)의 기밀성을 유지할 수 있도록 적절한 수단(예를 들어, O-링 등)에 의해 기단 부분(41)의 선단(41a)에 설치되어 있다. 여기서, 작업 공간(120)에는 글러브(140)의 핸드부(42)를 지지하기 위한 지지 부재가 배치되어 있어도 좋다.
핸드부(42)에는 작업물을 파지하기 위한 손톱부(42a)가 설치되어 있고, 손톱부(42a)는 그 내면이 원호 형상으로 형성되어 있다. 이에 따라서, 원반 모양의 디시(124) 또는 원통형의 자동 피펫(125) 등을 용이하게 파지할 수 있다.
여기서, 본 실시예 1에서는 손톱부(42a)의 내면이 원호 형상으로 형성되어 있는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 손톱부(42a)의 내면이 평판 형상으로 형성되어 있는 형태를 채용하여도 좋다. 이 경우, 손톱부(42a)의 내면에 탄성 부재를 배치함으로써, 디시(124) 등의 작업믈과의 접촉 면적을 크게 하도록 하여도 좋다.
또한, 글러브(140)의 선단 부분에는 조작부(43)가 글러브(140)(기단 부분(41))의 내부 공간에 위치하도록 설치되어 있다. 조작부(43)는 로봇(101)의 암(13)의 파지부(19)가 조작부(43)를 파지하여 핸드부(42)의 손톱부(42a)를 작동하도록 구성되어 있다. 여기서, 조작부(43)는 손톱부(42a)를 물리적으로 작동하도록 구성되어 있어도 좋고, 파지부(19)와 전기적으로 연결됨으로써 손톱부(42a)를 동작시키도록 구성되어 있어도 좋다.
[아이솔레이터 시스템의 동작 및 작용 효과]
다음으로, 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)의 동작 및 작용 효과에 대하여 도 1 ~ 도 7을 참조하여 설명한다. 여기서, 로봇(101)이 복수의 공정으로 이루어지는 일련의 작업을 수행하는 동작에 대해서는, 공지의 로봇과 동일하게 실행되기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하의 동작은, 제어 장치(10)의 연산부(10a)가 저장부(10b)에 저장되어 있는 프로그램을 판독하여 실행된다.
먼저, 로봇(101)이 복수의 공정으로 이루어지는 일련의 작업을 실행하기 전에 수행하는 멸균 동작에 대하여 도 1 ~ 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템에서 일련의 작업을 실행하기 전에 수행하는 멸균 동작의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제어 장치(10)는 운영자로부터 도시되지 않은 입력 장치를 통해 일련의 작업을 수행하는 것을 지시하는 지시 정보가 입력되면 로봇(101)을 아이솔레이터(102)의 개폐 도어(122) 앞까지 이동시키고, 암(13)을 작동시켜 개폐 도어(122)를 개방한다(단계(S101)). 이어서, 제어 장치(10)는 암(13)을 작동시켜 일련의 작업에서 사용하는 기구 등(예를 들어, 디시(124) 등)을 작업 공간(120) 내의 적절한 위치에 배치한다(단계(S102)).
다음으로, 제어 장치(10)는 암(13)을 작동시켜 개폐 도어(122)를 폐쇄한다(단계(S103)). 이어서, 제어 장치(10)는 작업 공간(120) 외부에 위치하는 암(13)을 작동시켜 개폐 도어(122)의 관통공(123)으로부터 글러브(140)의 기단 부분(41)의 내부 공간에 핸드부(18)를 진입시키고, 파지부(19)로 글러브(140)의 조작부(43)를 파지시킨다(단계(S104)). 이때, 글러브(140)의 기단 부분(41)은 도 4에 도시된 바와 같이 수축된 상태(이하에서, 수축한 상태에 있는 글러브(140)의 위치를 초기 위치라고 한다)있다고 한다.
다음으로, 제어 장치(10)는 암(13)을 작동시켜 기단 부분(41)의 내부 공간에 위치하는 핸드부(18)를 전방(작업 공간(120)의 내부)을 향해 내민다(단계(S105)). 이에 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 글러브(140)의 기단 부분(41)이 신장한 상태가 된다.
다음으로, 제어 장치(10)는 멸균 처리를 실행한다(단계(S106)). 구체적으로는, 예를 들어 가스 공급 장치(미도시)에서 작업 공간(120) 내에 과산화수소 가스 등의 멸균용 가스를 공급하고, 작업 공간 (120) 내부와 각 기구 등의 멸균 처리를 실행하여도 좋다. 또한, 예를 들어, 케이스(121) 및 개폐 도어(122)의 내벽, 디시(124) 등의 각 기구 및 글러브(140)의 표면 등에 70 ~ 80 %의 에탄올 수용액, 옥시돌, 차아염소산나트륨 수용액 등을 분사하여 멸균 처리를 수행하여도 좋다.
그리고, 제어 장치(10)는 멸균 처리를 실행한 후에 본 프로그램을 종료하고 일련의 작업을 수행한다.
다음으로, 로봇(101)이 복수의 공정으로 이루어지는 일련의 작업을 수행한 후에 수행하는 멸균 동작에 대하여 도 1 ~ 도 5 및 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템에서 일련의 작업을 수행한 후 수행하는 멸균 동작의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제어 장치(10)는 일련의 작업의 실행을 종료했다고 판단하는 경우, 또는 운영자로부터 도시되지 않은 입력 장치를 통해 일련의 작업이 완료되었음을 나타내는 지시 정보가 입력되는 경우에, 로봇(101)의 암(13)을 작동시킨다. 구체적으로는, 제어 장치(10)는 글러브(140)의 조작부(43)를 파지부(19)로 파지시킨 상태에서 핸드부(18)가 후방으로 이동하도록 암(13)을 작동시킨다(단계(S201)). 이어서, 제어 장치(10)는 기단 부분(41)이 수축하여 글러브(140)가 초기 위치까지 이동하면 조작부(43)의 파지 상태를 해방시켜, 핸드부(18)가 글러브(140)로부터 분리될 수 있도록 암(13)을 작동시킨다(단계(S202)).
다음으로, 제어 장치(10)는 암(13)을 작동시켜 개폐 도어(122)를 개방한다(단계(S203)). 이어서, 제어 장치(10)는 로봇(101)을 작동시켜 일련의 작업에서 사용한 기구 등(예를 들면, 디시(124) 등)을 작업 공간(120) 외부의 적당한 위치로 반송한다(단계(S204)).
다음으로, 제어 장치(10)는 암(13)을 작동시켜 개폐 도어(122)를 폐쇄한다(단계(S205)). 이어서, 제어 장치(10)는 작업 공간(120) 외부에 위치하는 암(13)을 작동시켜 개폐 도어(122)의 관통공(123)으로부터 기단 부분(41)의 내부 공간에 핸드부(18)를 진입시키고, 파지부(19)로 글러브(140)의 조작부(43)를 파지시킨다(단계(S206)).
다음으로, 제어 장치(10)는 암(13)을 작동시켜 기단 부분(41)의 내부 공간에 위치하는 핸드부(18)를 전방을 향해 내민다(단계 S207). 이에 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 글러브(140)의 기단 부분(41)이 신장한 상태가 된다.
다음으로, 제어 장치(10)는 멸균 처리를 실행하고(단계(S208)), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)은 아이솔레이터(102)의 작업 공간(120) 외부에 로봇(101)을 배치할 수 있기 때문에 로봇(101)의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다. 또한, 로봇(101)을 작업 공간(120) 외부에 배치함으로써 로봇(101)의 암(13) 등이 작업 공간(120)을 멸균하기 위한 과산화수소 가스 등에 노출되지 않기 때문에, 로봇(101)이 부식되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)에서는, 글러브(140)의 기단 부분(41)이 벨로우즈 형상으로 형성되어 있기 때문에, 글러브(140)가 처지는 것을 억제하여, 글러브(140)의 형상을 유지할 수 있다. 또한, 글러브(140)의 형상이 유지되기 때문에 글러브(140)(의 선단 부분)의 위치 결정이 용이해져서, 로봇(101)의 핸드부(18)를 기단 부분(41)의 내부 공간 내에서 용이하게 진퇴시킬 수 있다. 따라서, 로봇(101)의 암(13)이 진퇴할 때, 핸드부(18) 등과 기단 부분(41)과의 접촉을 억제할 수 있어서, 기단 부분(41)의 손상을 억제할 수 있다.
나아가, 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)에서는, 글러브(140)의 기단 부분(41)을 신장한 상태에서 멸균 처리를 실행한다. 따라서, 기단 부분(41)의 일부가 과산화수소 가스 등이 노출되지 않아서 멸균 처리가 불충분하게 되는 것을 억제할 수 있으므로, 글러브(140)를 충분하게 멸균 처리할 수 있다. 따라서, 디시(124) 등의 각 기구에의 세균 등의 오염을 충분하게 억제할 수 있다.
[변형예 1]
다음으로, 본 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)의 변형예에 대해 설명한다.
본 실시예 1의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템은 글러브의 내부에 배치되고, 신축 가능하게 구성되어 있는 벨로우즈 부재를 더 구비한다.
이하에서, 본 실시예 1의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 일례에 대하여 도 8을 참조하면서 설명한다.
도 8은 본 실시예 1의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 변형예 1의 아이솔레이터 시스템(100)은 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 기본 구성은 같지만, 글러브(140)의 구성이 다르다. 구체적으로는 기단 부분(41)이 대략 원통형으로 형성된 점과 기단 부분(41)의 내부 공간(글러브(140)의 내부)에 벨로우즈 부재(141)가 배치되어 있는 점이 다르다. 벨로우즈 부재(141)는, 기단부가 개폐 도어(122)의 내벽에 연결되어 있고, 선단부가 기단 부분(41)의 선단(41a)에 연결되어 있다. 이에 따르면, 벨로우즈 부재(141)의 신축에 따라 기단 부분(41)이 신축할 수 있다.
또한, 벨로우즈 부재(141)는 작업 공간(120) 내부의 기밀성을 더 확보하는 관점에서 기단 부분(41)과 마찬가지로, PVC(폴리 염화 비닐), PTFE (폴리 테트라 플루오르 에틸렌), PFA (테트라 플루오로 에틸렌·퍼플 루오로 알킬 비닐 에테르 공중 합체) 등으로 구성되어도 좋다.
여기서, 본 변형예 1에서는 기단 부분(41)을 거의 원통형으로 형성하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 실시예 1과 마찬가지로 기단 부분(41)을 벨로우즈 형상으로 형성하는 형태를 채용하여도 좋다.
이와 같이 구성된 본 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)에서도 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
[변형예 2]
본 실시예 1의 변형예 2에 따른 아이솔레이터 시스템은 글러브의 내부에 배치된 복수의 로드와, 로드를 연결하는 구면 조인트를 가지는 글러브 유지 부재를 더 구비하고, 로드는 텔레스코프(telescope) 형상으로 구성되어 있다.
이하에서, 본 실시예 1의 변형예 2에 따른 아이솔레이터 시스템의 일례에 대하여 도 9를 참조하면서 설명한다.
도 9는 본 실시예 1의 변형예 2에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 변형예 2에 따른 아이솔레이터 시스템(100)은 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 기본 구성은 같지만, 글러브(140)의 구성이 다르다. 구체적으로는 기단 부분(41)이 대략 원통형으로 형성된 점과 기단 부분(41)의 내부 공간에 글러브 유지 부재(142)가 배치되어 있는 점이 다르다.
글러브 유지 부재(142)는 복수의 로드(142a)와, 구면 조인트(142b)와, 원형 고리 형상의 제1 부재(142c)를 구비하고, 기단부가 개폐 도어(122)의 내벽에 연결되어 있고, 선단부가 기단 부분(41)의 선단(41a)에 연결되어 있다. 구체적으로는 글러브 유지 부재(142)의 기단부에는 구면 조인트(142b)가 배치되어 있고, 선단부에는 로드(142a)가 배치되어 있다.
로드(142a)는 텔레스코프 형상으로 구성되어 있고, 로봇(101)의 전후 방향에서 인접하는 로드(142a, 142a)가 구면 조인트(142b)를 통해 연결되어 있다. 이에 따라서, 글러브 유지 부재(142)는 진퇴 가능하게 가동할 수 있고, 또한 굴곡될 수 있다. 따라서, 글러브(140)의 기단 부분(41)도 글러브 유지 부재(142)의 동작에 추종하여 진퇴 가능하게 이동할 수 있고, 또한 굴곡될 수 있다.
또한, 제1 부재(142c)는 로봇(101)의 상하 또는 좌우 방향에서 복수의 로드(142a)를 고정하고 있다. 이에 따라서, 기단 부분(41)의 내부 공간이 펼쳐진 상태를 유지할 수 있고, 글러브(140)가 처지는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 본 변형예 2에서는 제1 부재(142c)가 원형 고리 형상으로 형성된 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않으며, 제1 부재(142c)가 다각형 형상으로 형성되어 있는 형태를 채용하여도 좋다.
이와 같이 구성된 본 변형예 2에 따른 아이솔레이터 시스템(100)에서도 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
(실시예 2)
본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템은, 격벽에 의해 외부와 격리된 작업 공간과, 외면이 작업 공간에 노출되고, 내면이 외부와 연통되도록 격벽에 설치되어 있는 글러브와, 글러부의 내부에 암을 삽입하여 작업 공간에서 작업을 수행하는 로봇을 구비하고, 글러브의 선단 부분이 로봇의 암 선단 부분의 형상에 대응하도록 형성되어 있다.
또한, 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템에서는, 글러브는 그 기단 부분이 수축한 상태에서 그 선단 부분이 소정의 위치에 위치 결정되어 있도록 구성되어 있어도 좋다.
이하, 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템의 일례에 대하여 도 10 내지도 12을 참조하여 상세하게 설명한다.
[아이솔레이터 시스템의 구성]
도 10은 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템(100)은 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 기본 구성은 동일하지만, 로봇(101)의 파지부(19)의 형상과 글러브(140)의 선단 부분(44)의 형상이 다르다.
구체적으로는 파지부(19)는 작업물을 파지하는 한 쌍의 손톱부(19a, 19a)를 구비하고 있고, 손톱부(19a)의 내면이 원호 형상으로 형성되어 있다. 이에 따라서, 원반 모양의 디시(124) 또는 원통형 자동 피펫(125) 등을 용이하게 파지할 수 있다.
여기서, 본 실시예 1에서는 손톱부(19a)의 내면이 원호 형상으로 형성되어 있는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 손톱부(19a)의 내면이 평판 형상으로 형성되어 있는 형태를 채용하여도 좋다. 이 경우, 손톱부(19a)의 내면에 탄성 부재를 배치함으로써, 디시(124) 등의 작업믈과의 접촉 면적을 크게 하도록 하여도 좋다.
또한, 글러브(140)의 선단 부분(44)은 암(13)의 선단 부분인 파지부(19)의 형상에 대응하도록 형성되어 있다. 즉, 선단 부분(44)은 파지부(19)가 용이하게 선단 부분(44) 내부로 진퇴할 수 있도록, 파지부(19)의 형상과 거의 일치하도록(동일한 형상이 되도록) 구성되어 있다. 더 상세하게는, 본 실시예 2에서는 글러브(140)의 선단 부분(44)은 그 단면 형상이 전체적으로 대략 U 자형으로 형성되어 있고, 파지부(19)을 감싸도록 형성되어 있다.
여기서, 본 실시예 2에서는 글러브(140)의 선단 부분(44)은 당해 선단 부분(44)의 내면과 파지부(19)의 외면의 사이에 틈을 가지는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않으며, 선단 부분(44)의 내면과 파지부(19)의 외면과의 사이에 틈이 없는 형태를 채용하여도 좋다.
[아이솔레이터 시스템의 동작 및 작용 효과]
다음으로, 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템(100)의 동작 및 작용 효과에 대하여 도 10 ~ 도 12를 참조하여 설명한다. 여기서, 로봇(101)이 복수의 공정으로 이루어지는 일련의 작업을 수행하는 동작에 대해서는 공지의 로봇과 동일하게 실행되기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하의 동작은, 제어 장치(10)의 연산부(10a)가 저장부(10b)에 저장되어 있는 프로그램을 판독하여 실행된다.
먼저 로봇(101)이 복수의 공정으로 이루어지는 일련의 작업을 실행하기 전에 수행하는 멸균 동작에 대하여 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다.
도 11은 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템에서 일련의 작업을 실행하기 전에 수행하는 멸균 동작의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템(100)의 일련의 작업을 실행하기 전에 수행하는 멸균 동작은 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)의 일련의 작업을 실행하기 전에 수행하는 멸균 동작과 기본 동작은 동일하지만, 단계(S104)의 동작 대신에, 단계(S104A)의 동작이 실행되는 점이 다르다.
구체적으로는, 제어 장치(10)는 작업 공간(120) 외부에 위치하는 로봇(101)의 암(13)를 작동시켜 개폐 도어(122)의 관통공(123)으로부터 글러브(140)의 기단 부분(41)의 내부 공간에 핸드부(18)를 진입시킨다. 그리고, 제어 장치(10)는 암(13)의 파지부(19)가, 글러브(140) 선단 부분(44)의 내부 공간에 이를 때까지 암(13)을 동작시킨다(단계(S104A)). 이때, 글러브(140)의 선단 부분(44)은 파지부(19)의 형상에 대응하도록 형성되어 있기 때문에, 파지부(19)는 선단 부분(44)의 내부 공간을 용이하게 진입할 수 있다.
이하, 제어 장치(10)는 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 마찬가지로, 단계(S105) 및 단계(S106)을 실행하여 멸균 작업을 수행한다.
다음으로, 로봇(101)이 복수의 공정으로 이루어지는 일련의 작업을 수행한 후 수행하는 멸균 동작에 대하여 도 10 및 도 12을 참조하여 설명한다.
도 12은 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템에서 일련의 작업을 수행한 후 수행하는 멸균 동작의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제어 장치(10)는 파지부(19)의 손톱부(19a)를 닫게 하여 파지부(19)가 글러브(140)의 선단 부분(44)을 유지한 상태에서 핸드부(18)가 후방으로 이동하도록 암(13)을 작동시킨다(단계(S201A)). 이어서, 제어 장치(10)는 기단 부분(41)이 수축하여 글러브(140)가 초기 위치까지 이동하면 파지부(19)의 손톱부(19a)을 열도록 하여 파지부(19)를 선단 부분(44)으로부터 해방시켜서 핸드부(18)가 글러브(140)로부터 분리될 수 있도록 암(13)을 작동시킨다(단계(S202A)).
다음으로, 제어 장치(10)는 암(13)을 작동시켜 개폐 도어(122)를 개방한다(단계(S203)). 이어서, 제어 장치(10)는 로봇(101)을 작동시켜 일련의 작업에서 사용한 기구 등(예를 들면, 디시(124) 등)을 작업 공간(120) 외부의 적절한 위치에 반송한다(단계(S204)).
다음으로, 제어 장치(10)는 암(13)을 작동시켜 개폐 도어(122)를 폐쇄한다(단계(S205)). 이어서, 제어 장치(10)는 작업 공간(120)의 외부에 위치하는 암(13)을 작동시켜 개폐 도어(122)의 관통공(123)으로부터 글러브(140)의 기단 부분(41)의 내부 공간에 핸드부(18)를 진입시킨다. 그리고, 제어 장치(10)는 암(13)의 파지부(19)가 글러브(140)의 선단 부분(44)의 내부 공간에 이를 때까지 암(13)을 동작시킨다(단계(S206A)).
다음으로, 제어 장치(10)는 암(13)를 작동시켜 기단 부분(41)의 내부 공간에 위치하는 핸드부(18)를 전방을 향해 내민다(단계(S207)). 이에 따라서, 도 10과 같이, 글러브(140)의 기단 부분(41)이 신장한 상태가 된다.
다음으로, 제어 장치(10)는 멸균 처리를 실행하고(단계(S208)), 본 프로그램을 종료한다.
이와 같이 구성된 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템(100)에서도, 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
[변형예 1]
다음으로, 본 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템의 변형예에 대해 설명한다.
본 실시예 2의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템은 글러브의 내부에 배치되고, 신축 가능하게 구성되어 있는 벨로우즈 부재를 더 구비한다.
이하에서, 본 실시예 2의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 일례에 대하여 도 13을 참조하면서 설명한다.
도 13은 본 실시예 2의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 변형예 1의 아이솔레이터 시스템(100)은 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 기본 구성은 같지만, 글러브(140)의 구성이 다르다. 구체적으로는 기단 부분(41)이 대략 원통형으로 형성된 점과 기단 부분(41)의 내부 공간에 벨로우즈 부재(141)가 배치되어 있는 점이 다르다. 벨로우즈 부재(141)는, 기단부가 개폐 도어(122)의 내벽에 연결되어 있고, 선단부가 기단 부분(41)의 선단(41a)에 연결되어 있다. 이에 따르면, 벨로우즈 부재(141)의 신축에 따라 기단 부분(41)이 신축할 수 있다.
또한, 벨로우즈 부재(141)는 작업 공간(120) 내부의 기밀성을 더 확보하는 관점에서 기단 부분(41)과 마찬가지로, PVC(폴리 염화 비닐), PTFE (폴리 테트라 플루오르 에틸렌), PFA (테트라 플루오로 에틸렌·퍼플 루오로 알킬 비닐 에테르 공중 합체) 등으로 구성되어도 좋다.
여기서, 본 변형예 1에서는 기단 부분(41)을 거의 원통형으로 형성하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 실시예 1과 마찬가지로 기단 부분(41)을 벨로우즈 형상으로 형성하는 형태를 채용하여도 좋다.
이와 같이 구성된 본 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)에서도 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
(실시예 3)
본 실시예 3에 따른 아이솔레이터 시스템은 실시예 1 또는 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템에서 아이솔레이터의 작업 공간에 배치되어 작업물을 유지하는 핸드를 더 구비한다.
이하에서, 본 실시예 3에 따른 아이솔레이터 시스템의 일례에 대하여 도 14을 참조하여 설명한다.
도 14는 본 실시예 3에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시예 3에 따른 아이솔레이터 시스템(100)은 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 기본 구성은 동일하지만, 로봇(101)의 파지부(19)의 형상과 핸드(131)가 작업 공간(120) 내에 배치되어 있는 점이 다르다. 여기서, 작업 공간(120) 내에는 해당 작업 공간(120) 내에 배치되어 있는 각 기구에 대응하는 한 종류의 핸드(131)가 배치되어 있어도 좋고, 각 기구의 각각에 대응하는 복수의 종류의 핸드(131)가 배치되어 있어도 좋다.
로봇(101)의 파지부(19)는 손톱부(19a)가 평면 형상으로 형성되어 있다. 즉, 본 실시예 3에 따른 아이솔레이터 시스템(100)의 로봇(101)의 파지부(19)는 실시예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)의 로봇(101)의 파지부(19)와 동일한 구성으로 되어 있다.
또한, 핸드(131)는 핸드부(32)와 조작부(33)를 구비한다. 핸드부(32)에는 작업물을 파지하는 손톱부(32a)가 설치되어 있다. 손톱부(32a)는 그 내면이 원호 형상으로 형성되어 있다. 이에 따라서, 원반 모양의 디시(124) 또는 원통형의 자동 피펫(125) 등을 용이하게 파지할 수 있다.
여기서, 본 실시예 3에서는 손톱부(32a)의 내면이 원호 형상으로 형성되어 있는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 손톱부(32a)의 내면이 평판 형상으로 형성되어 있는 형태를 채용하여도 좋다. 이 경우, 손톱부(32a)의 내면에 탄성 부재를 배치함으로써, 디시(124) 등의 작업믈과의 접촉 면적을 크게 하도록 하여도 좋다.
또한, 조작부(33)는 로봇(101)의 암(13)의 파지부(19)가 조작부(33)를 파지하여 핸드부(32)의 손톱부(32a)를 작동하도록 구성되어 있다. 여기서, 조작부(33)는 손톱부(32a)를 물리적으로 작동하도록 구성되어 있어도 좋고, 파지부(19)와 전기적으로 연결됨으로써 손톱부(32a)를 동작시키도록 구성되어 있어도 좋다.
이와 같이 구성된 본 실시예 3에 따른 아이솔레이터 시스템(100)에서도, 실시예 2에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
[변형예 1]
다음으로, 본 실시예 3에 따른 아이솔레이터 시스템의 변형예에 대해 설명한다.
본 실시예 3의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템은 글러브의 내부에 배치되고, 신축 가능하게 구성되어 있는 벨로우즈 부재를 더 구비한다.
이하, 본 실시예 3의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 일례에 대하여 도 15를 참조하면서 설명한다.
도 15는 본 실시예 3의 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템의 요부를 확대한 모식도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 변형예 1의 아이솔레이터 시스템(100)은 실시예 3에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 기본 구성은 같지만, 글러브(140)의 구성이 다르다. 구체적으로는 기단 부분(41)이 대략 원통형으로 형성된 점과 기단 부분(41)의 내부 공간에 벨로우즈 부재(141)가 배치되어 있는 점이 다르다. 벨로우즈 부재(141)는, 기단부가 개폐 도어(122)의 내벽에 연결되어 있고, 선단부가 기단 부분(41)의 선단(41a)에 연결되어 있다. 이에 따르면, 벨로우즈 부재(141)의 신축에 따라 기단 부분(41)이 신축할 수 있다.
또한, 벨로우즈 부재(141)는 작업 공간(120) 내부의 기밀성을 더 확보하는 관점에서 기단 부분(41)과 마찬가지로, PVC(폴리 염화 비닐), PTFE (폴리 테트라 플루오르 에틸렌), PFA (테트라 플루오로 에틸렌·퍼플 루오로 알킬 비닐 에테르 공중 합체) 등으로 구성되어도 좋다.
여기서, 본 변형예 1에서는 기단 부분(41)을 거의 원통형으로 형성하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 실시예 3과 마찬가지로 기단 부분(41)을 벨로우즈 형상으로 형성하는 형태를 채용하여도 좋다.
이와 같이 구성된 본 변형예 1에 따른 아이솔레이터 시스템(100)에서도 실시예 3에 따른 아이솔레이터 시스템(100)과 동일한 작용 효과를 나타낸다.
상기 설명으로부터 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시 형태가 명확할 것이다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실시하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다.
본 발명의 아이솔레이터 시스템은 아이솔레이터의 내부 공간에서 작업을 수행하는 로봇의 유지 보수를 쉽게 할 수 있기 때문에 산업용 로봇 분야에서 유용하다.
10: 제어 장치
10a: 연산부
10b: 저장부
10c: 서보 제어부
12: 대차
12a: 바퀴
13: 암
15: 암부
15a: 제1 링크
15b: 제2 링크
16: 기축
17: 손목부
18: 핸드부
18a: 장착부
19: 파지부
19a: 손톱부
32: 핸드부
32a: 손톱부
33: 조작부
41: 기단 부분
41a: 선단
42: 핸드부
42a: 손톱부
43: 조작부
44: 선단 부분
100: 아이솔레이터 시스템
101: 로봇
102: 아이솔레이터
120: 작업 공간
121: 케이스
122: 개폐 도어
123: 관통공
124: 디시
125: 자동 피펫
126: 팁
127: 마이크로 튜브
128: 원심관
129: 원심 아이솔레이터
130: 카메라
131: 핸드
140: 글러브
141: 벨로우즈 부재
142: 글러브 유지 부재
142a: 로드
142b: 구면 조인트
142c: 제1 부재
10a: 연산부
10b: 저장부
10c: 서보 제어부
12: 대차
12a: 바퀴
13: 암
15: 암부
15a: 제1 링크
15b: 제2 링크
16: 기축
17: 손목부
18: 핸드부
18a: 장착부
19: 파지부
19a: 손톱부
32: 핸드부
32a: 손톱부
33: 조작부
41: 기단 부분
41a: 선단
42: 핸드부
42a: 손톱부
43: 조작부
44: 선단 부분
100: 아이솔레이터 시스템
101: 로봇
102: 아이솔레이터
120: 작업 공간
121: 케이스
122: 개폐 도어
123: 관통공
124: 디시
125: 자동 피펫
126: 팁
127: 마이크로 튜브
128: 원심관
129: 원심 아이솔레이터
130: 카메라
131: 핸드
140: 글러브
141: 벨로우즈 부재
142: 글러브 유지 부재
142a: 로드
142b: 구면 조인트
142c: 제1 부재
Claims (8)
- 격벽에 의해 외부와 격리된 작업 공간과,
외면이 상기 작업 공간에 노출되고, 내면이 상기 외부와 연통되도록 상기 격벽에 설치되어 있는 글러브와,
상기 글러브의 내부에 암을 삽입하여, 상기 작업 공간에서 작업을 수행하는 로봇을 구비하고,
상기 글러브의 선단 부분에는 당해 글러브의 내부에 설치된 조작부와, 상기 작업 공간에 노출되도록 설치된 핸드부가 형성되어 있고,
상기 핸드부에는 작업물을 파지하는 손톱부가 설치되어 있고,
상기 조작부는 상기 로봇의 상기 암의 파지부가 상기 조작부를 파지하여 핸드부의 손톱부를 작동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터 시스템. - 격벽에 의해 외부와 격리된 작업 공간과,
외면이 상기 작업 공간에 노출되고, 내면이 상기 외부와 연통되도록 상기 격벽에 설치되어 있는 글러브와,
상기 글러브 내부에 암을 삽입하여, 상기 작업 공간에서 작업을 수행하는 로봇과,
상기 글러브의 내부에 배치된 복수의 로드와 상기 로드를 연결하는 구면 조인트를 구비하는 글러브 유지 부재를 구비하고,
상기 글러브의 선단 부분이 상기 로봇의 암 선단 부분의 형상에 대응하도록 형성되고,
상기 로드는 텔레스코프 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 글러브는 그 기단 부분이 수축한 상태에서, 그 선단 부분이 소정의 위치에 위치 결정되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 아이솔레이터 시스템. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 글러브의 기단 부분이 벨로우즈 형상으로 형성되어 신축 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터 시스템. - 제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 글러브의 내부에 배치된 복수의 로드와 상기 로드를 연결하는 구면 조인트를 구비하는 글러브 유지 부재를 더 구비하고,
상기 로드는 텔레스코프 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 아이솔레이터의 작업 공간에 배치되어 작업물을 유지하는 핸드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 글러브의 내부에 배치되고, 신축 가능하게 구성된 벨로우즈 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 아이솔레이터 시스템. - 격벽에 의해 외부와 격리된 작업 공간과,
외면이 상기 작업 공간에 노출되고, 내면이 상기 외부와 연통되도록 상기 격벽에 설치되어 있는 글러브를 구비하고,
상기 글러브의 선단 부분에는 당해 글러브의 내부에 설치되는 조작부와, 상기 작업 공간에 노출되도록 설치되는 핸드부가 형성되고
상기 핸드부에는 작업물을 파지하는 손톱부가 설치되어 있고,
상기 조작부는 상기 로봇의 상기 암의 파지부가 상기 조작부를 파지하여 핸드부의 손톱부를 작동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 아이솔레이터 시스템.
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