KR102260753B1 - 복합운동 제어가 가능하며 모터를 사용하지 않는 자기부상 교반기 - Google Patents

복합운동 제어가 가능하며 모터를 사용하지 않는 자기부상 교반기 Download PDF

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KR102260753B1
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성승용
윤경빈
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서울대학교산학협력단
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Abstract

본 발명의 일실시예는 내부에 수용공간이 형성된 본체, 상기 수용공간에 구비되되, 상기 수용공간의 중심부로부터 편심된 위치에 서로 이격되어 구비되는 복수 개의 전자석모듈, 교반 대상이 상면에 안착되도록 상기 본체의 상부에 이격되어 구비되며, 탄성을 가지도록 형성되는 교반유닛, 상기 본체 및 상기 교반유닛 사이에 구비되어 상기 본체 및 상기 교반유닛을 서로 연결하는 연결유닛 및 상기 전자석모듈 각각의 직상부에 위치되도록 상기 교반유닛에 구비되어, 상기 전자석모듈의 자기력에 의해 상기 교반유닛의 변형을 유도함에 따라 상기 교반 대상이 교반되도록 하는 복수 개의 영구자석모듈을 포함하는 멀티 모션 교반기를 제공한다.

Description

복합운동 제어가 가능하며 모터를 사용하지 않는 자기부상 교반기{MAGNETICALLY LEVITATED STIRRER WITH CONTROLLABLE COMPOUND MOTIONS}
본 발명은 교반 대상을 교반하는 교반기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터를 사용하지 않고 자기부상으로 운동을 제어할 수 있도록 경량으로 설계되어, 장시간 무소음으로, 다양한 교반 동작을 제공할 수 있는 멀티 모션 교반기에 관한 것이다.
교반기(Stirrer)는 소정의 용기에 들어있는 액체나 유동성 고체 등과 같은 2종 이상의 물질을 균일하게 섞어 주는 장치로서, 주로 액체 내의 성분을 신속히 균일하게 혼합하기 위해 사용하는 경우가 많다.
이와 같은 교반기는 교반 방식에 따라 용기 자체를 움직이는 요동식 교반기, 교반 날개를 회전시켜 직접 물질을 교반하는 날개식 교반기, 용기 내부의 물질을 유동시키는 유동식 교반기, 공기를 불어넣는 공기 주입식 교반기 등으로 분류할 수 있으며, 종래의 교반기들은 대부분 상기 방식을 따르고 있다.
하지만, 이와 같은 기존의 교반기들은 대부분 모터 구동 방식의 제품이어서 구동 중 소음이 크기 때문에, 실험실에 상주하는 연구원 등과 같은 작업 인력은 여러 개의 교반기가 동시에 실험실에서 작동할 경우 발생하는 크고 다발적인 소음에 그대로 노출되고 있다.
뿐만 아니라 구동 모터의 내구성으로 인하여 수명이 제한적일 뿐만 아니라, 구동 모터가 회전 운동 만을 제공하므로 교반기 상판 유닛에 비치한 사물의 다양한 운동의 구현에 제한이 따른다.
또한 종래의 교반기는 기술적 한계로 인해 교반기 자체의 무게 또한 상당하여 실험 효율성에 악영향을 미치는 것은 물론, 사용성이 크게 저하되는 문제가 있다.
따라서 이상과 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구되는 상황이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 경량의 구조를 가지며, 작동 시 발생하는 소음을 최소화하는 동시에, 구동 모터 없이 교반기 상판의 운동을 제어하여 구동 모터 방식으로 구동되는 교반기 대비 내구성을 연장하고, 구동 모터가 제공하는 한정된 회전운동 외에도 추가적인 다양한 교반 동작을 제공할 수 있는 교반기를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 내부에 수용공간이 형성된 본체, 상기 수용공간에 구비되되, 상기 수용공간의 중심부로부터 편심된 위치에 서로 이격되어 구비되는 복수 개의 전자석모듈, 교반 대상이 상면에 안착되도록 상기 본체의 상부에 이격되어 구비되며, 탄성을 가지도록 형성되는 교반유닛, 상기 본체 및 상기 교반유닛 사이에 구비되어 상기 본체 및 상기 교반유닛을 서로 연결하는 연결유닛 및 상기 전자석모듈 각각의 직상부에 위치되도록 상기 교반유닛에 구비되어, 상기 전자석모듈의 자기력에 의해 상기 교반유닛의 변형을 유도함에 따라 상기 교반 대상이 교반되도록 하는 복수 개의 영구자석모듈을 포함하는 멀티 모션 교반기를 제공한다.
이때 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 본체 및 상기 교반유닛은 하나 이상의 모서리부를 가지도록 형성되며, 바람직하게는 4개의 모서리부로 구성될 수 있다. 여기서 상기 전자석모듈은 상기 본체의 모서리부마다 구비되고, 상기 영구자석모듈은 상기 교반유닛의 모서리부마다 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 본체 내측에는 상기 전자석모듈이 고정될 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 교반유닛은, 상기 연결유닛의 상부에 연결되는 고정플레이트 및 상기 고정플레이트의 적어도 상부를 감싸도록 구비되며, 상기 교반 대상이 안착되는 커버플레이트를 포함할 수 있다.
이때 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 고정플레이트에는 상기 영구자석모듈이 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 커버플레이트의 상면에는 상기 교반 대상이 안착되는 복수 개의 안착영역을 구획하는 구획돌기가 형성될 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 커버플레이트는 상기 고정플레이트의 둘레부를 둘러 감싸는 형태로 결합될 수 있다.
더불어 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 교반유닛에는 상기 교반 대상을 흡착시킬 수 있도록 흡입력을 발생시키는 별도의 흡입유닛과 연결되는 흡착홀이 형성될 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 연결유닛은, 상기 교반유닛과 연결되는 제1연결부, 상기 본체와 연결되는 제2연결부 및 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부를 서로 연결하는 제3연결부를 포함할 수 있다.
이때 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제3연결부는 중앙부로부터 상부 또는 하부로 갈수록 단면적이 점차 증가되도록 형성될 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 복수 개의 전자석모듈은 자기장 방향, 자기력 및 자기장 형성 시간 중 적어도 어느 하나 이상을 개별적으로 제어할 수 있도록 형성될 수 있다.
이때 상기 본체에는 사용자가 조작을 수행할 수 있는 조작패널이 구비되어, 상기 조작패널을 통해 상기 복수 개의 전자석모듈의 자기장 방향, 자기력 및 자기장 형성 시간 중 적어도 어느 하나 이상을 개별적으로 제어할 수 있도록 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예는 상기 복수 개의 전자석모듈의 개별적인 자기장 방향, 자기력 및 자기장 형성 시간 중 적어도 어느 하나 이상을 순차적으로 혼합할 수 있도록 사용자가 임의적으로 프로그램이 가능하도록 형성되는 가변 스위치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 멀티 모션 교반기는 전체적으로 경량의 구조를 가지므로 사용성 및 실험 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 감속기 및 변속기 등과 같은 동력 전환을 위한 기구부가 구비되지 않으며, 동작 스위칭 과정에서 발생하는 소음이 없으므로 무소음 동작을 구현할 수 있는 장점이 있다.
더불어 본 발명은 복수 개의 전자석모듈 및 영구자석모듈 각각을 프로그래밍을 통해 다양한 방식으로 제어할 수 있으므로, 다수의 모션을 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 습도와 온도의 영향을 상대적으로 작게 받으며, 항시 구동해야 하는 종래 방식의 모터와 달리 전체 구동시간 중 10~30%에 해당하는 시간 동안만 전력을 공급하는 구조를 가지므로, 장시간 구동 시에도 발열이 적고 먼지 등의 오염에서 자유로워 각종 실험실의 부정적 환경 영향이 적다는 장점을 가진다.
한편 모터를 채용한 종래 방식의 교반기는 모터의 성능 저하, 감속기의 마모 등과 같이 파츠들의 소모가 필연적으로 발생할 수밖에 없으나, 본 발명은 교반유닛의 경년변화를 제외한 소모성 부품이 없으며, 고장 요인이 적어 기존 구동 모터 방식으로 구동되는 교반기에 대비하여 내구성이 현격히 연장되고, 제작 비용이 극히 저렴하다는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티 모션 교반기의 외관을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티 모션 교반기의 각 구성요소를 분해하여 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티 모션 교반기에 있어서, 본체의 홀더부에 전자석모듈이 구비된 모습을 도면;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티 모션 교반기의 동작 원리를 나타낸 도면;
도 5 내지 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티 모션 교반기를 통해 구현할 수 있는 다양한 동작 제어방법들을 나타낸 도면;
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티 모션 교반기의 모습을 나타낸 도면;
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티 모션 교반기에 있어서, 영구자석모듈의 고정 구조를 나타낸 도면;
도 11은 본 발명의 각 실시예에 따른 멀티 모션 교반기에 있어서, 전원을 공급하기 위한 회로 구성을 나타낸 도면;
도 12는 본 발명의 각 실시예에 따른 멀티 모션 교반기에 있어서, 전자석모듈의 구동을 위한 회로 구성을 나타낸 도면; 및
도 13은 본 발명의 각 실시예에 따른 멀티 모션 교반기에 있어서, 디스플레이부의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 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 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티 모션 교반기(100)의 외관을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티 모션 교반기(100)의 각 구성요소를 분해하여 나타낸 도면이다.
또한 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티 모션 교반기(100)에 있어서, 본체(110)의 홀더부(116)에 전자석모듈(160)이 구비된 모습을 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티 모션 교반기(100)는 본체(110)와, 복수 개의 전자석모듈(160)과, 교반유닛(120)과, 연결유닛(170)과, 영구자석모듈(150)을 포함한다.
본체(110)는 내부에 수용공간(S)이 형성되며, 수용공간(S)에는 교반기의 구동을 위한 전력수급부, 각부의 제어 및 전기적 연결을 수행하는 기판 등 다양한 구성요소가 수용될 수 있다. 이와 같은 기본적인 구성들은 당업자에게 자명한 사항이므로, 이들에 대한 설명은 생략하며, 이하에서는 본 발명의 주요한 특징들에 대해 중점적으로 설명하도록 한다.
그리고 본 실시예에서 본체(110)는 상부 하우징(110a)과, 하부 하우징(110b)이 서로 결합되어 내부에 수용공간(S)을 형성하는 형태를 가지며, 상부 하우징(110a)에는 교반기(100)에 대해 다양한 조작을 수행할 수 있는 조작패널(114)이 구비될 수 있다.
또한 상부 하우징(110a)의 내측에는 전자석모듈(160)이 고정되는 홀더부(116)가 구비된다.
전자석모듈(160)은 수용공간(S)에 구비되되, 수용공간(S)의 중심부로부터 편심된 위치에 서로 이격되어 구비된다.
특히 본 실시예에서 본체(110)는 전체적으로 4개의 모서리부를 가지도록 형성되며, 전자석모듈(160)은 총 4개가 본체(110)의 모서리부마다 구비되는 것으로 하였다. 다만, 이와 같은 전자석모듈(160)의 배치 및 개수는 하나의 실시예로서 제시된 것이며, 본 실시예와 다른 형태로 얼마든지 구성될 수 있음은 물론이다.
이와 같은 전자석모듈(160)은 전류가 공급될 경우 자기화되어, 후술할 영구자석모듈(150)에 척력 또는 인력을 발생시킬 수 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.
교반유닛(120)은 교반 대상이 상면에 안착되도록 본체(110)의 상부에 이격되어 구비된다. 그리고 교반유닛(120)은 탄성을 가지는 재질로 제작될 수 있으며, 예컨대 바이톤 등과 같이 내식성이 높은 고무가 사용될 수 있다.
그리고 이와 같은 교반유닛(120)은, 연결유닛(170)에 의해 본체(110)와 서로 연결될 수 있다. 이와 같은 연결유닛(170)은 본체(110) 및 교반유닛(120) 사이에 구비되어 본체(110) 및 교반유닛(120)을 서로 연결하는 구성요소로서, 본체(110) 및 교반유닛(120)의 중심 측에 구비되어 교반유닛(120)을 지지한다.
그리고 본 실시예에서 교반유닛(120)은, 연결유닛(170)의 상부에 연결되는 고정플레이트(130)와, 고정플레이트(130)의 적어도 상부를 감싸도록 구비되며, 교반 대상이 안착되는 커버플레이트(140)를 포함한다.
이때 고정플레이트(130)에는, 영구자석모듈(150)이 삽입되는 삽입홈(134)이 형성된다. 즉 영구자석모듈(150)은 복수 개가 구비되되, 삽입홈(134)에 개별적으로 삽입된 상태로 전술한 전자석모듈(160) 각각의 직상부에 위치될 수 있다.
이를 위해 본 실시예에서 교반유닛(120)은 본체(110)와 같이 4개의 모서리부를 가지도록 형성되며, 영구자석모듈(150)은 교반유닛(120)의 고정플레이트(130) 모서리부마다 구비되는 삽입홈(134)에 삽입된 형태를 가진다.
또한 커버플레이트(140)의 상면에는 교반 대상이 안착되는 복수 개의 안착영역을 구획하는 구획돌기(142)가 형성될 수 있으며, 본 실시예에서 구획돌기(142)는 커버플레이트(140) 상에 원형의 영역을 복수 개 형성하도록 구비된다. 이와 같은 각각의 영역에는 교반 대상이 안착될 수 있다.
그리고 본 실시예에서 커버플레이트(140)는 고정플레이트(130)의 둘레부를 둘러 감싸는 형태로 결합될 수 있으며, 이와 같은 상태에서 영구자석모듈(150)이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다.
한편 본 실시예의 경우 연결유닛(170)은, 교반유닛(120)과 연결되는 제1연결부(172)와, 본체(110)와 연결되는 제2연결부(174)와, 제1연결부(172) 및 제2연결부(174)를 서로 연결하는 제3연결부(176)를 포함하는 형태를 가진다.
이를 위해 고정플레이트(130)에는 제1연결부(172)가 결합되는 제1결합부(132)가 형성될 수 있으며, 상부 하우징(110a)애는 제2연결부(174)가 결합되는 제2결합부(112)가 형성될 수 있다.
또한 연결유닛(170)의 제3연결부(176)는 중앙부로부터 상부 또는 하부로 갈수록 단면적이 점차 증가되도록 형성될 수 있으며, 이는 교반유닛(120)에서 발생하는 진동 등을 효과적으로 소산시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티 모션 교반기(100)의 동작 원리를 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서 영구자석모듈(150)은 전자석모듈(160)의 직상부에 각각 1:1 매칭되도록 배치된다.
이에 따라 영구자석모듈(150)은 전자석모듈(160)의 자기력에 의해 변위가 가변되며 교반유닛(120)의 탄성 변형을 유도하게 되고, 교반유닛(120) 상에 안착된 교반 대상이 교반되도록 소정의 패턴 및 진동을 제공할 수 있다.
즉 전자석모듈(160)에 공급되는 전류의 패턴에 의해, 교반유닛(120)의 각 모서리마다 구비되는 영구자석모듈(150)은 교반유닛(120)의 모서리부를 밀거나 당겨 소정의 모션을 구현할 수 있도록 한다.
이에 따라 본원발명은 복수 개의 전자석모듈(160)에 대한 자기장 방향, 자기력 및 자기장 형성 시간 중 적어도 어느 하나 이상을 개별적으로 제어할 수 있도록 형성된다.
이때 전술한 바와 같이 본체(110)에는 사용자가 조작을 수행할 수 있는 조작패널(114)이 구비되므로, 사용자는 조작패널(114)을 통해 복수 개의 전자석모듈(160)의 자기장 방향, 자기력 및 자기장 형성 시간 중 적어도 어느 하나 이상을 개별적으로 제어할 수 있다.
또한 이를 위해, 본 발명은 복수 개의 전자석모듈(160)의 개별적인 자기장 방향, 자기력 및 자기장 형성 시간 중 적어도 어느 하나 이상을 순차적으로 혼합할 수 있도록 사용자가 임의적으로 프로그램이 가능하도록 형성되는 가변 스위치를 더 포함할 수 있다.
그리고 도 5 내지 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티 모션 교반기(100)를 통해 구현할 수 있는 다양한 동작 제어방법들을 나타낸 도면이다.
먼저, 본 실시예에 따른 멀티 모션 교반기(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이 교반유닛(120)의 4개의 모서리마다 구비되는 각각의 영구자석모듈(150)에 대응되는 각각의 전자석모듈(160)을 시계 방향 또는 반시계 방향 순서로 순차적으로 구동시켜, 회전 방식의 모션을 구현할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 멀티 모션 교반기(100)는, 도 6에 도시된 바와 같이 교반유닛(120)의 좌측 및 우측에 2개씩 배열된 영구자석모듈(150)에 대응되는 좌측 한 쌍의 전자석모듈(160) 및 우측 한 쌍의 전자석모듈(160)을 순차적으로 구동시켜, 좌우 방향의 흔들림 모션을 구현할 수 있다.
그리고 본 실시예에 따른 멀티 모션 교반기(100)는, 도 7에 도시된 바와 같이 교반유닛(120)의 좌측 및 우측에 2개씩 배열된 영구자석모듈(150)에 대응되는 좌측 한 쌍의 전자석모듈(160) 및 우측 한 쌍의 전자석모듈(160)을 순차적으로 구동시키는 과정을 기 설정된 시간 동안 수행한 뒤, 교반유닛(120)의 전방 및 후방에 2개씩 배열된 영구자석모듈(150)에 대응되는 전방 한 쌍의 전자석모듈(160) 및 후방 한 쌍의 전자석모듈(160)을 순차적으로 구동시키는 과정을 기 설정된 시간 동안 수행할 수 있다.
더불어 본 실시예에 따른 멀티 모션 교반기(100)는, 도 8에 도시된 바와 같이 교반유닛(120)에 구비되는 각각의 영구자석모듈(150)에 대응되는 각각의 전자석모듈(160)을 동시에 구동시켜, 교반유닛(120)의 전체 면적에 걸친 빠른 진동을 구현하도록 할 수 있다.
이와 같은 전체 진동 모션은 일정한 패턴으로 지속될 수도 있으며, 또는 무작위 패턴에 의해 불규칙한 패턴으로 지속될 수도 있을 것이다.
즉 본 발명은 복수 개의 전자석모듈(160) 및 영구자석모듈(150) 각각을 프로그래밍을 통해 다양한 방식으로 제어할 수 있으므로, 위와 같은 다수의 모션을 용이하게 구현할 수 있는 장점을 가진다.
이상으로 본 발명의 제1실시예에 대해 설명하였으며, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티 모션 교반기(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 전술한 제1실시예와 전체적으로 동일한 구성요소를 가지도록 형성된다.
다만, 본 실시예의 경우 교반유닛(120)에는 교반 대상을 흡착시킬 수 있도록 흡입력을 발생시키는 별도의 흡입유닛과 연결되는 흡착홀(144)이 형성된다는 부가적인 특징을 가진다.
이와 같은 흡착홀(144)은 커버플레이트(140)에만 형성될 수도 있으며, 또는 커버플레이트(140) 및 고정플레이트(130)에 동시에 형성될 수도 있다. 즉 본 실시예는 흡착홀(144)을 통해 교반 대상을 흡착함에 따라, 진동에 의해 교반 대상의 위치가 변화하는 것을 방지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티 모션 교반기(100)에 있어서, 영구자석모듈(150)의 고정 구조를 나타낸 도면이다.
도 10에 도시된 본 발명의 제3실시예의 경우 역시 마찬가지로, 전술한 제1실시예와 전체적으로 동일한 구성요소를 가지도록 형성된다.
다만, 본 실시예의 경우 영구자석모듈(150)이 삽입되는 고정플레이트(130)의 삽입홈(132)은, 고정플레이트(130)의 외측에서 중앙부로 갈수록 깊이가 점차 깊어지는 형태를 가지도록 형성된다.
그리고 영구자석모듈(150)이 삽입홈(132)에 삽입된 상태에서 영구자석모듈(150)의 하면과 삽입홈(132)의 바닥부 사이에 형성되는 공간에는, 탄성 변형이 가능한 완충부재(136)가 구비될 수 있다.
이는 전자석모듈(160)의 자기력에 의해 영구자석모듈(150)의 변위가 가변되어 교반유닛(120)이 하부 방향으로 변형될 경우, 영구자석모듈(150)이 수평을 이루지 않고 다소 기울어진 상태를 가짐에 따라 전자석모듈(160)의 자기력선에 의한 영향이 감소하는 것을 방지하기 위한 것이다.
즉 본 실시예는 전자석모듈(160)의 자기력에 의해 영구자석모듈(150)의 변위가 가변되어 교반유닛(120)이 하부 방향으로 변형될 경우, 영구자석모듈(150)이 완충부재(136)를 압착함에 따라 영구자석모듈(150)의 하면은 삽입홈(134)의 바닥부에 보다 근접하게 되며, 따라서 교반유닛(120)의 변형과 관계없이 영구자석모듈(150)은 항상 수평 상태에 근접한 상태를 유지할 수 있게 된다.
따라서 본 실시예는 영구자석모듈(150)이 전자석모듈(160)의 자기력선에 의한 영향을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 장점을 가진다.
한편 도 11은 본 발명의 각 실시예에 따른 멀티 모션 교반기에 있어서, 전원을 공급하기 위한 회로 구성을 나타낸 도면이며, 도 12는 본 발명의 각 실시예에 따른 멀티 모션 교반기에 있어서, 전자석모듈의 구동을 위한 회로 구성을 나타낸 도면이고, 도 13은 본 발명의 각 실시예에 따른 멀티 모션 교반기에 있어서, 디스플레이부의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 각 실시예에 따른 멀티 모션 교반기의 각부로 전원을 공급하기 위한 전원부는, 도 11에 도시된 바와 같이, J4 부분을 통해 DC 12V의 전원을 입력받게 되며, U4 부분을 이용하여 DC 5V의 전원을 공급하고, U3 부분을 이용하여 DC 3.3V의 전원을 공급하게 된다.
또한 도 12에 나타난 회로도는 본 발명의 각 실시예에서 4개 구비되는 각 전자석모듈을 구동시키기 위한 전자석구동부의 회로도로서, J5, J6, J7 및 J8 부분에 각각 전자석을 연결할 수 있다.
이때 J5를 대표적으로 설명하면, Q3 및 Q14 부분을 이용하여 DC 12V를 ON/OFF시킬 수 있으며, 극성의 전환은 Q13 및 Q16 부분을 이용하여 수행하게 된다. 이때 전원 공급 및 극성의 전환 시 이들이 동시에 ON되지 않도록 한다.
또한 J5에 연결된 전자석을 기준으로 하여 Q5 및 Q15의 ON/OFF 변화로 (PWM) 강약을 조절할 수 있으며, 이와 같은 사항들은 J6, J7 및 J8 부분에도 동일하게 적용될 수 있다.
또한 J5, J6, J7 및 J8 부분에 연결된 전자석의 전원 및 강약을 순차적으로 제어하여 원하는 동작을 구현할 수 있다.
또한 도 13에 나타난 회로도는 본 발명의 각 실시예에서 조작패널 등에 구비되는 디스플레이부에 해당하는 것으로서, FND를 이용하여 사용자 UI(User Interface)를 구현하도록 할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 멀티 모션 교반기
110: 본체
110a: 상부 하우징
110b: 하부 하우징
116: 홀더부
120: 교반유닛
130: 고정플레이트
134: 삽입홈
140: 커버플레이트
142: 구획돌기
150: 영구자석유닛
160: 전자석유닛
170: 연결유닛

Claims (13)

  1. 내부에 수용공간이 형성된 본체;
    상기 수용공간에 구비되되, 상기 수용공간의 중심부로부터 편심된 위치에 서로 이격되어 구비되는 복수 개의 전자석모듈;
    교반 대상이 상면에 안착되도록 상기 본체의 상부에 이격되어 구비되며, 탄성을 가지도록 형성되는 교반유닛;
    상기 본체 및 상기 교반유닛 사이에 구비되어 상기 본체 및 상기 교반유닛을 서로 연결하는 연결유닛; 및
    상기 전자석모듈 각각의 직상부에 위치되도록 상기 교반유닛에 구비되어, 상기 전자석모듈의 자기력에 의해 상기 교반유닛의 변형을 유도함에 따라 상기 교반 대상이 교반되도록 하는 복수 개의 영구자석모듈;
    을 포함하는 멀티 모션 교반기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체 및 상기 교반유닛은 4개의 모서리부를 가지도록 형성되며,
    상기 전자석모듈은 상기 본체의 모서리부마다 구비되고, 상기 영구자석모듈은 상기 교반유닛의 모서리부마다 구비되는 멀티 모션 교반기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 본체 내측에는 상기 전자석모듈이 고정되는 홀더부가 구비되는 멀티 모션 교반기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 교반유닛은,
    상기 연결유닛의 상부에 연결되는 고정플레이트; 및
    상기 고정플레이트의 적어도 상부를 감싸도록 구비되며, 상기 교반 대상이 안착되는 커버플레이트;
    를 포함하는 멀티 모션 교반기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고정플레이트에는 상기 영구자석모듈이 삽입되는 삽입홈이 형성된 멀티 모션 교반기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 커버플레이트의 상면에는 상기 교반 대상이 안착되는 복수 개의 안착영역을 구획하는 구획돌기가 형성된 멀티 모션 교반기.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 커버플레이트는 상기 고정플레이트의 둘레부를 둘러 감싸는 형태로 결합되는 멀티 모션 교반기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 교반유닛에는 상기 교반 대상을 흡착시킬 수 있도록 흡입력을 발생시키는 별도의 흡입유닛과 연결되는 흡착홀이 형성된 멀티 모션 교반기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 연결유닛은,
    상기 교반유닛과 연결되는 제1연결부;
    상기 본체와 연결되는 제2연결부; 및
    상기 제1연결부 및 상기 제2연결부를 서로 연결하는 제3연결부;
    를 포함하는 멀티 모션 교반기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3연결부는 중앙부로부터 상부 또는 하부로 갈수록 단면적이 점차 증가되도록 형성된 멀티 모션 교반기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 전자석모듈은 자기장 방향, 자기력 및 자기장 형성 시간 중 적어도 어느 하나 이상을 개별적으로 제어할 수 있도록 형성되는 멀티 모션 교반기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 본체에는 사용자가 조작을 수행할 수 있는 조작패널이 구비되어, 상기 조작패널을 통해 상기 복수 개의 전자석모듈의 자기장 방향, 자기력 및 자기장 형성 시간 중 적어도 어느 하나 이상을 개별적으로 제어할 수 있도록 형성되는 멀티 모션 교반기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수 개의 전자석모듈의 개별적인 자기장 방향, 자기력 및 자기장 형성 시간 중 적어도 어느 하나 이상을 순차적으로 혼합할 수 있도록 사용자가 임의적으로 프로그램이 가능하도록 형성되는 가변 스위치를 더 포함하는 멀티 모션 교반기.
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