KR102285509B1 - 극저온 보관 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극저온 보관 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 극저온 보관 장치는 내부가 극저온 상태를 유지 가능하게 제공되는 챔버; 상기 챔버의 내부에 제공되는 카트리지 보관부; 상기 챔버의 상부를 차폐하도록 제공되는 커버; 상부가 상기 커버에 연결되고, 하부가 상기 챔버의 내부에 위치되도록 제공되는 로봇 암; 및 상기 로봇 암의 하단부에 위치되는 핸드를 포함하되, 상기 핸드는, 전단부에 핑거 연결부를 갖는 프레임; 후단부에 제공되는 회동 연결부를 통해 상기 핑거 연결부에 회전 가능하게 연결되되, 상기 회동 연결부의 외면은 설정 형상의 캠 구조로 제공되는 핑거; 상기 회동 연결부의 외면에 위치되어, 상기 회동 연결부를 회전 시키는 라인을 포함한다.

Description

극저온 보관 장치{Cryogenic storage apparatus}

본 발명은 극저온 보관 장치에 관한 것이다.

의학(법의학) 분야에서 제대혈(태반과 탯줄에 있는 혈액) 혹은 유전자, 조직세포, 골수, 수정란, 백혈구, 심장 판막, 각종 미생물, 세포 등을 장기적으로 저온 저장하는 극저온 보관 장치의 수요가 점차 증가하고 있다. 이와 같은 극저온 보관 장치는 보관 과정에서 시료의 손상을 방지하기 위해 액화질소 등을 이용하여, -190℃이하의 상태를 유지하도록 관리된다. 이에 따라, 극저온 보관 장치의 구성 요소들은 이와 같은 극저온 환경 하에서도 정상으로 동작될 것이 요구된다.

본 발명은 극저온 환경 하에서도 효과적으로 동작하는 핸드를 포함하는 극저온 보관 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부가 극저온 상태를 유지 가능하게 제공되는 챔버; 상기 챔버의 내부에 제공되는 카트리지 보관부; 상기 챔버의 상부를 차폐하도록 제공되는 커버; 상부가 상기 커버에 연결되고, 하부가 상기 챔버의 내부에 위치되도록 제공되는 로봇 암; 및 상기 로봇 암의 하단부에 위치되는 핸드를 포함하되, 상기 핸드는, 전단부에 핑거 연결부를 갖는 프레임; 후단부에 제공되는 회동 연결부를 통해 상기 핑거 연결부에 회전 가능하게 연결되되, 상기 회동 연결부의 외면은 설정 형상의 캠 구조로 제공되는 핑거; 상기 회동 연결부의 외면에 위치되어, 상기 회동 연결부를 회전 시키는 라인을 포함하는 극저온 보관 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 라인의 양단중 적어도 하나는 상기 프레임에 고정된 라인 구동부에 연결될 수 있다.

또한, 상기 라인 구동부는 전자기력에 의해 구동되는 선형 엑추에이터로 제공될 수 있다.

또한, 상기 라인은 체인 구조로 제공될 수 있다.

또한, 상기 핸드에 위치되는 카메라를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 극저온 환경 하에서도 효과적으로 동작하는 핸드를 포함하는 극저온 보관 장치가 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 극저온 보관 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 핸드에서 핑거의 연결관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 다른 실시 예에 따른 라인의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 라인 구동부를 나타내는 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 극저온 보관 장치를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 극저온 보관 장치(1)는 챔버(10), 커버(20) 및 로봇 암(30)을 포함한다.

챔버(10)는 내부에 세포를 보관하는 카트리지를 수용한다. 챔버(10)의 내부는 극저온 상태를 유지하도록 제공된다. 일 예로, 챔버(10)는 액화질소 등을 이용하여, -190℃ 이하의 온도가 되도록 제공될 수 있다. 챔버(10)의 내부에는 카트리지 보관부(11)가 제공된다. 카트리지 보관부(11)는 상하로 설정 길이를 가지고 측면에 카트리지가 삽입되는 홈이 형성된다. 일 예로, 카트리지 보관부(11)는 상하로 설정 길이를 튜브 형상으로 제공되어, 내측면 또는 외측면에 상하 방향 및 둘레 방향을 따라 카트리지가 삽입되는 보관홈이 형성될 수 있다. 또한, 챔버(10)의 내측면에도 카트리지가 삽입되는 보관홈이 형성될 수 있다.

커버(20)는 챔버(10)의 상부를 차폐하도록 제공된다. 커버(20)는 챔버(10)에 탈착 가능하게 제공될 수 있다.

로봇 암(30)은 상부가 커버(20)에 연결되고, 하부가 챔버(10)의 내부에 위치되도록 제공되어, 챔버(10)의 내부에서 보관홈에 카트리지를 삽입하거나, 보관홈에서 카트리지를 픽업할 수 있다. 로봇 암(30)의 상단부에는 구동 부재(35)에 제공되어 로봇 암(30)을 동작 시킨다. 로봇 암(30)은 하단부의 상하 높이가 조절가능하게 제공된다. 일 예로, 로봇 암(30)은 커버(20)에 대해 상하로 이동 가능하게 제공되거나, 길이가 가변되게 제공될 수 있다. 또한, 커버(20)에는 중앙에서 외측 반향으로 슬릿 형상의 이동로(21) 형성되어, 로봇 암(30)은 이동로(21)를 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 또한, 로봇 암(30)은 적어도 하나 이상의 관절을 포함하도록 제공되어, 회동 가능하게 제공될 수 있다. 로봇 암(30)의 하단부에는 카트리지 조작을 위한 핸드(40)가 제공된다.

이하, 핸드(40)가 카트리지를 향하는 방향을 전방이라 하고, 그 반대 방향을 후방이라 한다.

도 2는 도 1의 핸드에서 핑거의 연결관계를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 핸드(40)는 프레임(41), 핑거(45) 및 핑거 구동부(400)를 포함한다. 핸드(40)의 전단부의 일측에는 전방을 촬영 가능한 카메라(50)가 제공될 수 있다. 카메라(50)는 극저온 환경에서도 동작 가능하게, 단열 소재의 외장재를 갖도록 제공된다.

프레임(41)은 설정 체적을 가지고 핸드(40)의 골격을 제공한다.

핸드(40)는 2개의 핑거(45)를 포함한다. 핑거(45)의 후단부에는 회동 연결부(450)가 제공되어, 회동 연결부(450)는 프레임(41)의 전단부에 제공되는 핑거 연결부(410)에 회전 가능하게 연결된다. 핑거 연결부(410)는 전방으로 돌출된 거리가 가변되게 제공될 수 있다. 일 예로, 핑거 연결부(410)의 후단부에는 댐퍼, 코일 스프링 등으로 제공되거나, 이들 구성을 2개 이상포함하는 거리 조절부(420)가 제공될 수 있다.

핑거(45)에는 회동 연결부(450)의 전방에 라인 연결 공간(451)이 형성되어, 회동 연결부(450)의 외면에는 라인(L)이 위치될 수 있다. 회동 연결부(450)의 외면은 설정 형상의 캠 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 라인 연결 공간(451)은 핑거(45)에 형성된 홀일 수 있다. 또 다른 예로, 회동 연결부(450)는 캠으로 제공되고, 전후 방향으로 설정 거리 이격된 상태로 핑거(45)의 전단부에 연결될 수 있다.

라인(L)은 체인 구조로 제공되고, 회동 연결부(450)의 외면에는 체인 구조에 삽입되는 돌기가 형성된다. 이에 따라, 라인(L)에 의해 회동 연결부(450)가 회전 될 때, 라인(L)과 회동 연결부(450)의 외면 사이에는 슬립이 발생되는 것이 방지된다. 라인(L)의 양단은 각각 프레임(41)의 양측에 위치되는 라인 구동부(400)에 연결된다. 이에 따라, 라인 구동부(400) 중 핑거(45)가 서로 마주하는 방향의 타측에 위치된 제1 라인 구동부(401) 방향으로 라인(L)이 당겨지면, 핑거(45)가 서로 멀어지는 방향으로 회전되면, 카트리지와 핸드(40)는 서로 분리된다. 핑거(45)가 서로 마주하는 방향에 위치되는 제2 라인 구동부(402) 방향으로 라인(L)이 당겨지면, 핑거(45)는 서로 마주하는 방향 및 그 반대 방향으로 이동되게 회전될 수 있다. 이에 따라, 핑거(45)가 서로 마주 보는 방햐으로 회전하면, 핑거(45) 사이에 카트리지가 픽업될 수 있다. 라인 구동부(400)는 전자기력에 의해 구동되는 선형 엑추에이터로 제공된다. 이에 따라, 라인 구동부(400)는 극저온 환경 하에서도 안정적으로 구동되어, 라인(L)을 밀어 주거나 당길 수 있다. 일 예로, 라인 구동부(400)는 보이스코일엑추에이터(voice coil actuator)로 제공될 수 있다.

핑거(45)의 전단부는 서로 마주보는 방향으로 구부러진 형태로 제공되어, 카트리지를 효과적으로 픽업 할 수 있다.

도 3은 다른 실시 예에 따른 라인의 연결 관계를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 라인(L)의 일단은 프레임(41)에 고정되고, 라인(L)의 타단은 라인 구동부(400)에 연결될 수 있다. 이 때, 라인 구동부(400)는 핑거(45)가 서로 마주하는 방향의 타측에 위치된 제1 라인 구동부 또는 핑거(45)가 서로 마주하는 방향에 위치되는 제2 라인 구동부(402a) 일 수 있다. 이에 따라, 라인 구동부(400)가 라인(L)을 당기거나 미는 방향에 따라, 핑거(45)가 회전 될 수 있다. 또한, 라인(L)의 일단은 권취 롤러(미도시)에 의해 프레임(41)에 고정될 수 있다. 권취롤러에는 탄성 부재가 제공되어, 라인(L)을 당기는 방향으로 토크가 작용하는 상태로 제공될 수 있다.

도 4는 다른 실시 예에 따른 라인 구동부를 나타내는 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 라인 구동부(400a)는 복수의 선형 엑추에이터(405)를 포함한다.

구체적으로, 프레임(41)의 일측에는 전후 방향에 대해 수직한 방향으로 보조 프레임부(403)가 연장형성된다. 그리고 복수의 선형 엑추에이터(405)는 보조 프레임부(403)에 전후 방향에 수직한 방향으로 설정 거리 이격되어 배치된다. 선형 엑추에이터(405)는 구동 방향이 전후 방향을 향하도록 위치된다. 이 때, 프레임(41)과 인접한 가장 내측의 선형 엑추에이터(405)는 동작에 따라 길이가 가변되는 구동축(405a)이 후방을 향하도록 제공되고, 인접한 선형 엑추에이터(405)는 구동축(405a)이 향하는 방향이 서로 반대가 되게 제공된다. 구동축(405a)의 단부에는 외면에 라인(L)이 위치되는 도르레(406)가 위치된다. 이에 따라, 라인(L)은 가장 내측의 도르레(406)에서 먼저 연결된 후 외측 방향에 인접한 도르레(406)에 순차적으로 지그재그 형태로 연결된다. 그리고 라인(L)의 단부는 보조 프레임부(403)의 외측 단부에 고정된다.

핑거(45)의 회전 각도를 증가 시키기 위해서는 이에 대응하여 라인(L)을 당기거나 미는 거리가 증가된다. 이때, 라인(L)의 이동 거리는 선형 엑추에이터의 길이에 대응되게 된다. 이에 따라, 라인(L)의 이동 거리를 증가 시키기 위해서는 선형 엑추에이터의 길이가 증가되고, 이는 핸드(40)의 길이를 증기 시키게 된다. 이는 챔버(10)의 크기를 증가 시키게되고, 챔버(10) 내부의 공간을 효율적으로 사용할 수 없게 한다. 반면, 본 발명에 따른 라인 구동부(400)는 복수의 선형 엑추에이터(405)를 통해 선형 길이를 감소 시키면서도 라인(L)의 구동 거리를 효과적으로 증가시킬 수 있다. 또한, 각각의 선형 엑추에이터(405)가 구동 방향이 반대가 되게 배열되어, 복수의 선형 엑추에이터(405)를 구동 시키면, 라인(L)은 각각의 선형 엑추에이터(405)의 구동 거리의 합보다 큰 길이만큼 변위가 발생된다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 챔버 11: 카트리지 보관부
20: 커버 30: 로봇 암
40: 핸드 45: 핑거
50: 카메라

Claims (5)

1. 내부가 극저온 상태를 유지 가능하게 제공되는 챔버;
   상기 챔버의 내부에 제공되는 카트리지 보관부;
   상기 챔버의 상부를 차폐하도록 제공되는 커버;
   상부가 상기 커버에 연결되고, 하부가 상기 챔버의 내부에 위치되도록 제공되는 로봇 암; 및
   상기 로봇 암의 하단부에 위치되는 핸드를 포함하되,
   상기 핸드는,
   전단부에 핑거 연결부를 갖는 프레임;
   후단부에 제공되는 회동 연결부를 통해 상기 핑거 연결부에 회전 가능하게 연결되되, 상기 회동 연결부의 외면은 설정 형상의 캠 구조로 제공되는 핑거;
   상기 회동 연결부의 외면에 위치되어, 상기 회동 연결부를 회전 시키는 라인을 포함하는 극저온 보관 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 라인의 양단중 적어도 하나는 상기 프레임에 고정된 라인 구동부에 연결되는 극저온 보관 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 라인 구동부는 전자기력에 의해 구동되는 선형 엑추에이터로 제공되는 극저온 보관 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 라인은 체인 구조로 제공되는 극저온 보관 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 핸드에 위치되는 카메라를 더 포함하는 극저온 보관 장치.

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