KR102672030B1 - 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 교반기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 교반기에 관한 것으로서, 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 하우징 내부에 구비되어, 용기에 주입된 액상 원료를 교반하기 위한 교반기(700)에 있어서, 원료가 주입된 용기(310)가 경사지게 안착되도록 하는 용기 고정부재(710)와, 상기 용기 고정부재(710)에 구비되는 슬라이딩 도어(711)와, 하부가 메인 샤프트(740)와 조립되는 외측 내접기어(741)와, 상기 외측 내접기어(741)를 회전시키는 모터(720)와, 상기 외측 내접기어(741)의 내주면에 조립되어 유성운동을 하는 내측 스퍼기어(751)를 포함하여 구성되고, 상기 용기 고정부재(710)의 자전 및 공전운동에 의해 용기(310) 내부의 원료를 교반시키며, 상기 교반기(700)는, 다관절 로봇(400)과 원료 주입부(600) 사이의 테이블에 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 교반기{INGREDIENT AGITATOR FOR CUSTOMIZED LIQUID PRODUCT MANUFACTURING APPARATUS}

본 발명은 공항, 터미널, 백화점, 상가 등에 자동판매기 형태로 설치되는 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 교반기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 교반기의 구조를 단순화하여 비용을 절감하고, 교반기에 슬라이딩 도어를 구비하여 회전시 용기의 이탈을 방지하며, 고속 회전시 도어가 오픈되지 않도록 한 개인 맞춤형 액상제품 자동 제조, 판매기의 교반기에 관한 것이다.

일반적으로 화장품은, 화장품 제조회사에서 대량으로 생산되어 미용관련 매장을 통해 소비자들에게 판매되고 있다.

또한 화장품은, 일정한 제조설비 및 품질관리 시설을 갖추고 당국의 허가를 받은 자만이 제조할 수 있도록 되어 있다.

그런데 화장품 제조회사에서, 수많은 소비자들의 기호 및 피부 특성을 모두 고려하여 화장품을 제조하는 것은 현실적으로 불가능하다고 할 수 있다.

이로써 화장품 제조회사에서는 피부 트러블 등의 문제가 발생하지 않도록 화장품을 제조하는 경향이 있고, 이로 인해 소비자들의 다양한 욕구를 충족시키는데 한계가 있다.

이에 따라 소비자들은, 자신의 피부에 적합한 화장품을 스스로 찾아서 구매해야 하는 불편함이 있다.

최근에는, 여드름, 주름, 기미, 잡티 등을 관리하기 위해, 화장품에 특정한 성분을 첨가한 기능성 화장품이 제조, 판매되고 있다.

그러나 상기한 기능성 화장품 역시, 피부 특성이 서로 다른 소비자들의 욕구를 모두 만족시키기가 어렵다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 소비자가 직접 자신의 피부 특성에 맞는 화장품을 제조할 수 있도록 하는 개인 맞춤형 화장품 제조장치가 제안된 바 있다.

그 일례로 한국 등록특허 제10-2211803호에 개시된 "개인 맞춤형 화장품 제조장치"가 있다.

상기한 종래의 화장품 제조장치는, 로봇 암; 화장품 용기를 공급하는 용기공급부; 상기 화장품 용기에 화장품 원료를 주입하기 위한 노즐부; 상기 노즐부로 상기 화장품 용기를 이송하는 이송부; 상기 화장품 용기의 캡을 공급하는 캡공급부; 상기 화장품 원료가 주입된 상기 화장품 용기를 교반하기 위한 교반부; 및 상부 플레이트와 상기 상부 플레이트 아래에 공간을 구비한 작업 테이블;을 포함하여 구성된다.

상기 용기공급부, 노즐부, 이송부, 캡공급부 및 교반부는, 로봇 암을 중심으로 로봇 암의 주위에 배치된다.

그리고 상기 화장품 용기는, 상기 로봇 암에 의해, 용기공급부, 이송부 및 상기 교반부로 순차적으로 이동된다.

상기한 종래의 화장품 제조장치에 의하면, 소비자의 피부 상태에 맞춘 화장품을 제조할 수 있다는 장점이 있다.

그런데 상기한 종래의 화장품 제조장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저 각 화장품 원료를 원료보관통에 보관하여 공급하는 방식이므로, 원료가 소진되면 원료보관통에 원료를 일일이 충전해야 하고, 이 과정에서 불순물이 혼입되거나 산화현상이 발생할 수 있다.

또한 원료보관통이 하우징의 하부에 구비되어 있으므로, 남아있는 원료의 양을 육안으로 확인하기가 불편하고, 주기적으로 원료의 잔량을 체크하여야 한다.

또한 원료 주입펌프의 작동을 중지시킨 경우에도, 일정시간 동안은 원료공급관에 잔류하고 있던 용액이 주입노즐측을 향해 유동하게 된다.

이로써 한 종류의 화장품 원료 주입을 완료하고 용기를 다음 주입노즐로 이동시킨 경우, 이전 원료공급관 및 주입노즐에 남아있던 원료 용액이 누설되어 원료주입부 주위를 오염시키게 된다.

이를 방지하기 위해서는, 원료 주입펌프의 작동을 중지시키고 주입노즐에 남아있던 원료잔량이 모두 낙하한 후에 용기를 다음 노즐로 이동시켜야 하는데, 이 경우에는 화장품 제조 시간이 지연된다.

또한 용기와 캡을 하우징 내부로 각각 공급하는 방식이므로, 용기 내부에 불순물이 혼입될 수 있다.

이로써 관련법령에서 규정하고 있는 화장품 제조기준을 만족시키기가 어렵고 품질관리에도 어려움이 있다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 본 출원인은 "개인 맞춤형 화장품 제조, 판매기 및 이를 이용한 화장품 제조, 판매방법"을 특허출원하여 특허 제10-2351906호로 등록을 받은 바 있다.

상기한 개인 맞춤형 화장품 제조, 판매기는, 도 1 내지 8에 도시된 바와 같이, 하우징(100)과, 상기 하우징의 내부에 구비되어 액상의 화장품 원료를 공급하는 원료 공급부(200)와, 화장품 용기를 공급하는 용기 공급부(300)와, 용기에 화장품 원료를 주입하는 원료 주입부(600)와, 상기 용기 공급부(300)로부터 용기를 픽업하여 정해진 위치에 안착시키는 다관절 로봇(400)과, 화장품 원료가 주입된 용기를 교반시키는 교반기(700)와, 제조가 완료된 화장품을 하우징(100)의 외부로 배출하는 화장품 배출구(191)를 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(100)은, 테이블(190)과, 원료공급부 도어(110)와, 용기공급부 도어(120)와, 하부도어(130)를 포함하여 구성된다.

상기 테이블(100)에는, 중앙에 구비되는 다관절 로봇(400)을 중심으로 그 주위에 원료 공급부(200), 용기 공급부(300), 원료 주입부(600) 및 교반기(700)가 구비된다.

또한 장치의 전면에는, 소비자가 화장품의 종류, 원료 성분, 지불 방법 등을 선택할 수 있는 터치 스크린(150)과, 소비자의 안면을 인식하기 위한 카메라(160)와, 카드 리더(170)와, 영수증 출력부(171)와, 제조가 완료된 화장품을 하우징(100)의 외부로 배출하기 위한 화장품 배출구(191)가 구비된다.

또한 상기 테이블(190) 하부의 공간에는, 영수증 출력기, 라벨 프린터, 바코드 인식기, 카드 계산기 및 본 제조장치의 각 구성품을 제어하기 위한 제어부와, 원격지의 중앙제어장치와 통신을 하기 위한 통신장비 등이 구비된다.

또한 원격지에 구비되는 중앙제어장치는, 피부 상태와 관련한 화장품 원료의 성분 및 조성비 데이터를 저장하고 있는 서버 및 컴퓨터를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 서버는 소비자가 본 제조장치를 사용할 때마다 해당 데이터를 축적하고, 중앙제어장치는 본 제조장치를 관리하는 관리자의 휴대용 단말기와 연결된다.

상기한 방식에 의해, 원격지의 중앙제어장치에서, 각 제조장치를 원격으로 통합하여 관리할 수 있고, 원료가 부족하거나 제조장치의 고장이 발생할 경우, 각 장치 관리자에게 그 내용을 즉시 전송하여 신속하게 대처하도록 할 수 있다.

이하 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기의 원료 공급부에 대하여 설명한다.

종래기술에 따른 원료공급부(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 다양한 화장품 원료를 공급하기 위한 것으로, 액상의 화장품 원료가 담긴 복수의 원료 파우치(220)와, 상기 각 원료 파우치(220)의 상부를 매달기 위한 복수의 후크(280)와, 상기 각 후크(280)의 상부에 구비되어 각 원료 파우치(220)의 원료 잔량을 감지하기 위한 복수의 잔량확인 로드셀(210)과, 상기 원료 파우치(220) 내부의 원료를 원료공급관을 통해 원료 주입부(600)로 이송시키기 위한 복수의 펌프와, 상기 복수의 펌프를 각각 구동하기 위한 복수의 구동모터를 포함하여 구성된다.

상기 원료 파우치(220)는 원료가 담긴 비닐 주머니로서, 사용하고자 하는 원료의 수만큼 구비된다. 또한 잔량확인 로드셀(210) 및 후크(280)도 사용하는 원료의 수만큼 구비된다.

상기 잔량확인 로드셀(210)은, 원료의 사용에 따른 원료 파우치(220)의 무게 감소를 감지하여, 원료 파우치(220) 내부에 남아있는 원료의 잔량을 파악한다.

그리고 하우징(100)의 하부에 구비된 제어부(192)는, 잔량이 부족한 원료 파우치(220) 성분을 원격지의 중앙제어장치에 실시간으로 전송한다.

이어서 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기의 원료 주입부에 대하여 설명한다.

종래기술에 따른 원료 주입부(600)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 원료를 용기(310)에 주입하기 위한 것으로, 각 원료 파우치(220)와 원료공급관을 통해 각각 연결되어 용기(310)에 원료를 주입하기 위한 복수의 주입노즐(610)과, 상기 주입노즐(610)의 하부에 구비되어, 빈 용기(310)를 이동시키면서 원료를 주입하기 위한 용기 이송부재(630)와, 상기 용기 이송부재(630)의 상부에 구비되어, 용기(310)내에 주입되는 원료의 정량주입을 감지하기 위한 액량감지 로드셀(620)과, 용기 이송부재(630)의 상부에 안착되는 용기(310)를 감지하기 위한 용기감지 센서를 포함하여 구성된다.

상기 주입노즐(610)은, 원료공급관을 통해 각 원료 파우치(220)와 연결되며, 원료 파우치(220)의 개수만큼 구비된다.

그리고 제어부(192)는, 빈 용기(310)를 선택된 주입노즐(610)의 하부로 이동시키면서, 선택된 원료가 빈 용기(310)내에 순차적으로 주입되도록 한다.

즉 복수의 원료가 선택된 경우, 빈 용기(310)가 해당 주입노즐(610)의 하부로 순차적으로 이동하면서 원료가 주입되도록 한다.

이어서 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기의 용기 공급부에 대하여 설명한다.

종래기술에 따른 용기 공급부(300)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 화장품을 담기 위한 용기를 공급하는 것으로, 복수의 용기(310)가 적재된 복수의 카트리지(320)를 수용하기 위한 카트리지 적재부(330)와, 복수의 용기(310)가 적재된 카트리지(320)를 수평방향으로 이송시키기 위한 카트리지 이송장치(340)와, 빈 카트리지(320)를 카트리지 적재부(330)로부터 옆으로 밀어내기 위한 카트리지 배출장치(360)와, 상기 카트리지(320)의 하단에 위치한 용기(310)를 분리하기 위한 용기 분리부재(350)를 포함하여 구성된다.

즉 종래의 용기 공급부는, 복수의 용기(310)를 눕혀서 카트리지(320)에 적재한 후, 복수의 카트리지(320)를 수동으로 카트리지 적재부(330)에 끼우는 방식이다.

또한 각 카트리지(320)에서 용기(310)가 모두 배출되면, 빈 카트리지(320)를 자동으로 옆으로 밀어내고, 남아있는 전체 카트리지(320)들을 한 클릭씩 옆으로 자동으로 이동시킨다.

그리고 용기몸체(311)와 캡(312)을 분리하지 않고 캡(312)을 체결한 상태로 용기(310)를 공급함으로써, 용기(310) 내부로 불순물이 혼입되는 것을 방지할 수가 있다.

또한 종래기술은 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 테이블(190)의 중앙에 설치되어 그리퍼(410)에 의해 용기(310)를 픽업(Pickup)하여 정해진 위치로 이송시키는 다관절 로봇(400)을 구비한다.

이하 도 5를 참조하여 종래기술에 따른 용기 공급부에서 용기를 공급하는 과정을 설명한다.

도 5에서 맨 우측 카트리지(320)의 적재된 용기(310)는 하나씩 하부로 낙하하여 용기 직립부재(350)에 안착되고, 상기 용기 직립부재(350)는 일정량 수평방향으로 이송한 후 90도로 회전하여 용기(310)를 바로 세운다.

그러면 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가, 용기(310)를 픽업하여 캡 분리/체결장치로 위치시킨다.

그리고 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 용기(310)를 픽업하면, 용기 직립부재(350)는 원래의 위치로 복귀한 후 같은 동작을 반복하여 다음 용기(310)를 대기시킨다.

도 5에서 맨 우측에 위치한 카트리지(320) 내부의 용기가 모두 배출되면, 카트리지 적재부(330)의 우측 외부에 구비된 카트리지 배출장치(360)가 빈 카트리지(320)를 카트리지 적재부(330)의 옆으로 밀어낸다.

그리고 카트리지 적재부(330)의 왼쪽에 구비된 카트리지 이송장치(340)가, 카트리지(320)를 한 클릭 우측으로 이동시킨다.

빈 카트리지(320)가 모두 카트리지 적재부(330)의 외부로 배출되면, 수작업으로 카트리지(320)에 새로운 용기(310)를 끼운 후, 복수의 카트리지(320)를 카트리지 적재부(330)에 끼운다.

이어서 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기에서 용기의 캡을 분리하고 체결하는 방식에 대하여 설명한다.

종래기술에 따른 캡 분리/체결 장치는, 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 픽업한 용기(310)를 안착시킨 후 캡(312)을 분리 및 체결하기 위한 캡 분리/체결부(510)와, 용기몸체(311)로부터 분리된 캡(312)을 일시적으로 보관하기 위한 캡 보관부(520)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 캡 분리/체결부(510)는, 상기 용기몸체(311)를 정,역방향으로 회전시키기 위한 회전 스핀들(550)과, 상기 회전 스핀들(550)의 하부에 구비되는 감속기(540)와, 상기 감속기(540)의 하부에 구비되는 구동모터(530)를 포함하여 구성된다.

이어서 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기의 교반기(700)에 대하여 설명한다.

종래기술에 따른 교반기(700)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 내주면에 치형이 형성된 링 형상으로 구성되고 하부가 메인 샤프트(740)와 조립되는 외측 내접기어(741)와, 상기 메인 샤프트(740)와 벨트(730)에 의해 연결되어 외측 내접기어(741)를 회전시키는 모터(720)와, 상기 외측 내접기어(741)의 내주면에 조립되어 유성운동을 하는 내측 스퍼기어(751)와, 상기 내측 스퍼기어(751)의 상부에 구비되어 용기(310)가 경사지게 안착되도록 하는 용기 고정부재(710)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 메인 샤프트(740)의 중심축과 보조 샤프트의 중심축은 서로 어긋나게 배치되고, 메인 샤프트(740)과 연결된 외측 내접기어(741)와, 보조 샤프트(750)과 연결된 내측 스퍼기어(751)가 서로 치합되어 있다.

상기한 구조에 의해 외측 내접기어(741)를 회전시키면, 상기 외측 내접기어의 내주면과 치합된 내측 스퍼기어(751)가, 자전운동을 하는 동시에 메인 샤프트(740)를 중심축으로 하여 공전운동을 하게 된다.

상기한 자전운동 및 공전운동에 의해, 점성이 다른 여러 원료를 완벽하게 교반시킬 수 있고, 교반시간도 수초 이내로 단축할 수 있다.

도 1 내지 8에 도시된 종래기술에 의하면, 각 원료를 원료 파우치를 사용하여 개별적으로 공급하고, 원료 파우치 자체를 교체하는 방식이므로, 원료의 보충과정에서 발생하는 불순물의 혼입 및 산화현상을 방지할 수 있다.

또한 용기몸체와 캡을 체결한 상태에서 용기를 공급하고, 원료를 주입할 때만 캡을 개방하므로, 불순물의 혼입을 원천적으로 방지할 수 있다.

또한 각 제조장치가 원격지의 중앙제어장치와 무선통신으로 연결되므로, 원격지의 중앙제어장치에서 각 원료의 잔량을 실시간으로 확인할 수가 있다.

또한 중앙제어장치와 각 제조장치의 관리자 단말기가 무선통신으로 연결되므로, 각 제조장치의 원료 부족여부 및 이상 발생 여부를 관리자에게 실시간으로 통보할 수 있다.

이로써 각 제조장치의 관리자가 부족한 원료를 신속하게 보충하고 신속하게 유지보수를 할 수 있다.

또한 교반기를 자전운동과 공전운동의 조합에 의해 회전시킴으로써, 원료의 혼합성을 향상시키고 교반시간을 단축할 수 있다.

그런데 상기한 화장품 제조, 판매기를 실제로 제작하여 운용하던 중, 교반기에서 다음과 같은 단점이 발견되었다.

먼저 종래의 교반기는, 용기의 하부 일부만 용기 안착부에 삽입되는 구조이므로 고속 회전시 용기가 이탈될 우려가 있다.

특히 용기 고정부재가 고속으로 자전 운동 및 공전운동을 할 때 용기가 용기 안착부로부터 이탈될 수 있다.

한편, 이를 방지하기 위해 교반기에 용기를 고정하는 클램핑 장치, 에어 실린더 및 에어 컴프레서를 더 구비할 수도 있다.

그러나 이 경우에는 교반기의 제조비용이 증가하게 되고 설치공간을 많이 차지하게 된다는 문제점이 있다.

한국 등록특허 제10-2392405호(2022. 05. 02. 공고) 한국 등록특허 제10-2351906호(2022. 01. 19. 공고) 한국 등록특허 제10-2351909호(2022. 01. 17. 공고)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 교반기의 구조를 단순화하고 설치공간을 줄이면서, 교반기에 안착된 용기가 회전 중에 이탈되지 않도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 용기 고정부재가 고속으로 자전 및 공전운동을 하더라도 용이가 이탈되지 않도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 저비용으로 용기를 용기 고정부재에 견고하게 고정시킬 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 다관절 로봇에 의해 용기를 용기 안착부에 쉽게 안착시킬 수 있고, 교반이 완료되면 쉽게 꺼낼 수 있도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 하우징 내부에 구비되어, 용기에 주입된 액상 원료를 교반하기 위한 교반기에 있어서, 원료가 주입된 용기가 경사지게 안착되도록 하는 용기 고정부재와, 상기 용기 고정부재에 구비되는 슬라이딩 도어와, 하부가 메인 샤프트와 조립되는 외측 내접기어와, 상기 외측 내접기어를 회전시키는 모터와, 상기 외측 내접기어의 내주면에 조립되어 유성운동을 하는 내측 스퍼기어와, 상기 용기 고정부재에 구비되는 슬라이딩 도어를 포함하여 구성되고, 상기 용기 고정부재의 자전 및 공전운동에 의해 용기 내부의 원료를 교반시키며, 상기 교반기는, 다관절 로봇과 원료 주입부 사이의 테이블에 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 용기 고정부재는, 외관이 경사면으로 형성되고, 내부에 용기의 형상에 대응되는 용기 안착부가 형성되며, 상기 슬라이딩 도어는 용기 고정부재의 경사면에 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 슬라이딩 도어는, 경사진 상태에서 수평방향으로 일정 거리 이동이 가능하도록 형성되는 슬롯과, 용기 고정부재의 경사면 일측에 구비되어 슬라이딩 도어의 이동을 안내하는 안내볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 슬롯과 안내볼트는, 각각 상,하 2개로 구비되고, 상기 2개의 슬롯 사이에 용기를 파지한 다관절 로봇의 그리퍼가 진입하도록 하는 공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 용기 안착부의 후방에, 용기 고정부재를 수평으로 관통하는 균형추 샤프트가 구비되고, 상기 균형추 샤프트의 일단은, 슬라이딩 도어 일단에 구비된 연결부재와 고정볼트에 의해 조립되고, 상기 균형추 샤프트의 타단에 균형추가 구비되며, 상기 균형추 샤프트의 외주에 탄성 스프링이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 용기를 용기 안착부에 안착시킬 때에는, 다관절 로봇의 그리퍼가 슬라이딩 도어를 옆으로 밀면서 안착시키고, 용기를 용기 안착부에 안착시키고 그리퍼를 후퇴시키면, 상기 슬라이딩 도어가 스프링의 탄성력에 의해 복귀되어 용기의 외면을 덮는 것을 특징으로 한다.

또한 용기 고정부재의 회전시, 슬라이딩 도어의 반대쪽에 구비된 균형추에 작용하는 원심력에 의해 슬라이딩 도어를 잠금 방향으로 잡아당기는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 링 형상의 외측 내접기어의 하부에 메인 샤프트가 구비되고, 상기 메인 샤프트의 하부에 타이밍 풀리가 구비되며, 상기 메인 샤프트는, 상기 모터의 회전축과 타이밍벨트로 연결되어 회전하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 용기 고정부재의 하부에 보조 샤프트가 결합되고, 상기 보조 샤프트의 상부에 내측 스퍼기어가 형성되며, 상기 내측 스퍼기어의 치형이 상기 링 형상의 외측 내접기어의 내면에 형성된 치형과 서로 맞물려 회전하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 보조 샤프트의 중심축은, 메인 샤프트의 중심축과 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 교반기의 도어가 용기 외주면을 덮는 구조이므로, 고속 회전시 용기의 이탈을 방지할 수 있는 효과가 있다.

특히 용기 고정부재를 고속으로 자전 및 공전운동 시키더라도 용기가 이탈되지 않도록 하는 효과가 있다.

또한 용기를 견고하게 고정시키기 위해, 종래와 같이 별도의 용기 클램핑 장치, 에어 실린더, 에어 컴프레서 등의 부품을 구비할 필요가 없어지게 된다.

이로써 교반기의 제조비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한 용기 안착부에 용기를 안착시킬 때, 다관절 로봇의 그리퍼가 도어를 옆으로 밀면서 용기를 간편하게 안착시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 용기 고정부재의 회전시, 슬라이딩 도어의 반대쪽에 구비된 균형추에 작용하는 원심력에 의해 도어를 잠금방향으로 잡아당기게 된다.

이로써 용기 고정부재의 회전 중에 슬라이딩 도어가 오픈되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 교반이 완료된 후, 다관절 로봇의 그리퍼가 슬라이딩 도어에 구비된 공간부에 진입하여 용기를 쉽게 꺼낼 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기의 전체 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기의 각 구성을 나타낸 도면.
도 3은 종래기술에 따른 원료 공급부 및 용기 공급부를 나타낸 사시도.
도 4는 종래기술에 따른 원료 주입부를 나타낸 사시도.
도 5는 종래기술에 따른 용기 공급부의 사시도.
도 6은 종래기술에 따른 캡 분리/체결부를 나타낸 사시도.
도 7은 종래기술에 따른 캡 분리/체결부를 나타낸 단면도.
도 8은 종래기술에 따른 교반기를 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 정면도.
도 11은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 분해 사시도.
도 12는 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 분해 사시도.
도 13은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 분해 평면도.
도 14는 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 분해 정면도.
도 15는 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 교반기의 사시도.
도 16은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 교반기에서 그리퍼가 용기 고정부재에 진입하는 상황을 나타낸 사시도.
도 17은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 교반기의 평면도.
도 18은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 교반기의 측단면도.
도 19는 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 교반기의 기어부를 나타낸 사시도.
도 20은 본 발명에 따른 액상제품의 제조, 판매기 교반기의 자전운동과 공전운동의 회전반경을 나타낸 도면.

이하 도 15 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 8의 종래기술(한국 등록특허 제10-2351906호)과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 동일한 구성 및 기능에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다. 그리고 종래기술과 차별화되는 구성을 위주로 하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 교반기(700)는, 도 15 내지 20에 도시된 바와 같이, 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 하우징 내부에 구비되어, 용기에 주입된 액상 원료를 교반하기 위한 교반기(700)에 있어서, 원료가 주입된 용기(310)가 경사지게 안착되도록 하는 용기 고정부재(710)와, 상기 용기 고정부재(710)에 구비되는 슬라이딩 도어(711)와, 하부가 메인 샤프트(740)와 조립되는 외측 내접기어(741)와, 상기 외측 내접기어(741)를 회전시키는 모터(720)와, 상기 외측 내접기어(741)의 내주면에 조립되어 유성운동을 하는 내측 스퍼기어(751)를 포함하여 구성되어, 상기 용기 고정부재(710)의 자전 및 공전운동에 의해 용기(310) 내부의 원료를 교반시킨다.

또한 상기 교반기(700)는, 다관절 로봇(400)과 원료 주입부(600) 사이의 테이블에 구비된다.

용기 고정부재(710)의 자전 및 공전 운동에 의해 원료를 교반시키는 방식은 종래의 방식과 동일하다.

그러나 본 발명은 용기 고정부재(710)의 구조 및 기능이 종래의 방식과 상이하다.

본 발명에 따른 용기 고정부재(710)는, 외관이 경사면으로 형성되고, 내부에 용기의 형상에 대응되는 용기 안착부(780)가 형성된다.

그리고 상기 슬라이딩 도어(711)는, 상기 용기 고정부재(710)의 경사면에 구비된다.

여기서 상기 슬라이딩 도어(711)는, 도 15 내지 17에 도시된 바와 같이, 경사진 상태에서 수평방향으로 일정 거리 이동이 가능하도록 형성되는 슬롯(711a)과, 용기 고정부재(710)의 경사면 일측에 구비되어 슬라이딩 도어(711)의 이동을 안내하는 안내볼트(711b)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 슬롯(711a)과 안내볼트(711b)는, 각각 상,하 2개로 구비되고, 상기 2개의 슬롯 사이에, 용기(310)를 파지한 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 진입하도록 하기 위한 공간부가 형성된다.

즉 본 발명의 슬라이딩 도어(711)는, 완전 밀폐형이 아니라 중간 일부가 오픈된 구조로 형성된다.

상기한 슬라이딩 도어(711) 자체에 형성되는 공간부에 의해, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 용기(310)를 용기 안착부(780)에 쉽게 안착시킬 수 있고, 교반이 완료된 후에는 용기 안착부(780)로부터 용기(310)를 쉽게 꺼낼 수가 있다.

또한 상기 용기 안착부(780)의 후방에는, 용기 고정부재(710)를 수평으로 관통하는 균형추 샤프트(712)가 구비된다.

그리고 상기 균형추 샤프트(712)의 일단은, 슬라이딩 도어(711) 일단에 구비된 연결부재와 고정볼트(714)에 의해 조립되고, 상기 균형추 샤프트(712)의 타단에 균형추(713)가 구비된다.

또한 상기 균형추 샤프트(712)의 외주에는 탄성 스프링이 구비된다.

상기한 구조에 의해, 용기(310)를 용기 안착부(780)에 안착시킬 때, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 슬라이딩 도어(711)를 옆으로 밀면서 안착시킬 수 있다.

또한 용기(310)를 용기 안착부(780)에 안착시키고 그리퍼(410)를 후퇴시키면, 상기 슬라이딩 도어(711)가 스프링의 탄성력에 의해 복귀되어 용기의 외면을 덮게 된다.

그리고 상기 용기 고정부재(710)의 회전시에는, 슬라이딩 도어(711)의 반대쪽에 구비된 균형추(713)에 작용하는 원심력에 의해, 슬라이딩 도어(711)를 잠금 방향으로 잡아당기게 된다.

이로써 용기 고정부재(710)의 고속 회전시, 슬라이딩 도어(711)가 오픈되는 것을 방지할 수 있다.

또한 상기 용기 고정부재(711)의 하부에는 구동장치가 구비된다.

상기 구동장치는, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 링 형상의 외측 내접기어(741)의 하부에 메인 샤프트(740)가 구비된다.

또한 상기 메인 샤프트(740)의 하부에 타이밍 풀리(731)가 구비되고, 상기 메인 샤프트(740)는, 상기 모터(720)의 회전축과 타이밍벨트(730)로 연결되어 회전한다.

또한 상기 용기 고정부재(710)의 하부에 보조 샤프트(750)가 결합되고, 상기 보조 샤프트(750)의 상부에 내측 스퍼기어(751)가 형성된다.

그리고 상기 내측 스퍼기어(751)의 치형은, 상기 링 형상의 외측 내접기어(741)의 내면에 형성된 치형과 서로 맞물려 회전한다.

또한 상기 보조 샤프트(750)의 중심축은, 메인 샤프트(740)의 중심축과 서로 어긋나게 배치된다.

상기한 구조에 의해 외측 내접기어(751)를 회전시키면, 도 19 및 20에 도시된 바와 같이, 이와 맞물린 내측 스퍼기어(751)가 자전 및 공전운동을 하게 된다.

이로써 점성이 서로 다른 액상 원료도 빠른 시간내에 완벽하게 혼합시킬 수 있다.

도 8에 도시된 종래의 교반기는, 용기 고정부재(710)가 자전 및 공전 운동을 하지만, 용기 고정부재(710)에 용기(310)의 하부 일부만 삽입되는 구조이다.

즉 용기(310)의 상부 일부가 노출되어 있으므로, 고속 회전시 상기 용기가 이탈될 우려가 높다.

이를 방지하기 위해, 별도의 용기 클램핑 장치, 에어 실린더 및 에어 컴프레서를 설치하기도 한다.

그러나 이 경우에는, 교반기의 구조가 복잡해지고 공간을 많이 차지하게 되며 교반기의 제조비용이 상승하게 된다.

이에 비하여 본 발명은, 용기(310)가 용기 고정부재(710)의 경사면의 내부에 완전히 안착되고, 용기가 안착되고 나면 자동적으로 슬라이딩 도어(711)가 용기의 외면을 덮게 된다.

이로써 저비용으로 용기(310)를 견고하게 고정시킬 수가 있고, 교반기의 설치공간도 줄일 수가 있다.

특히 용기를 견고하게 고정하기 위해, 종래와 같이 클램핑 장치, 에어 실린더, 에어 컴프레서 등의 부품을 구비하지 않아도 되므로, 교반기의 제작비용을 크게 낮출 수가 있다.

또한 회전시에는, 슬라이딩 도어의 반대쪽에 구비되는 균형추(713)에 작용하는 원심력이 슬라이딩 도어(711)를 닫는 방향으로 잡아당기게 된다.

이로써 용기 고정부재(710)가 고속으로 자전 및 공전 운동을 하더라도, 상기 슬라이딩 도어(711)가 오픈되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로 본 발명에 따른 액상제품 자동, 제조 판매기를 이용하여 액상제품을 제조하는 과정을 설명한다.

용기 공급부(300)에 캡이 체결된 빈 용기(310)를 공급하고, 원료 공급부(200)에 원료 파우치(220)를 공급하면 액상제품의 제조 준비가 완료된다.

이어서 소비자가 터치 스크린(150)에서 원료를 선택하면, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 용기 공급부(300)의 하단에 안착되어 있는 빈 용기(310)를 파지한 후, 용기 감지부(560)의 하부에 수평으로 접촉시킨다.

이때 상기 그리퍼(410)가 용기(310)를 잡고 있는 상태에서, 슬라이드 핀(568)과 감지 센서(566)를 구비한 감지레버(565)에 의해, 용기의 종류, 크기, 캡의 유무 등을 감지하고, 이 신호를 컨트롤러에 전송한다.

용기의 검사가 완료되면, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가, 용기(310)를 캡 분리/체결부(900)의 하부로 이송시킨 후 정지된 상태를 유지한다.

이어서 상기 캡 분리/체결부(900)의 캡 파지부(910)가 캡(312)을 파지한 후, 회전부재(920)를 회전시켜 캡(312)을 용기몸체(311)로부터 분리한다.

캡(312)이 용기몸체(311)로부터 분리되면, 캡 분리/체결부(900)의 캡 파지부(910)는 분리된 캡(312)을 다시 체결할 때까지 계속 홀딩한다.

이어서 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가, 캡(312)이 제거된 용기몸체(311)를 용기 이송부재(630)에 안착시킨다.

이어서 상기 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가, 상기 용기 이송부재(630)의 전방에 구비된 그리퍼 파지부(631)를 잡고, 각 주입노즐(610)의 하부를 따라 수평방향으로 이송시키면서, 선택된 원료가 주입되도록 한다.

또한 용기몸체(311)에 원료를 주입하기 전에, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 용기 이송부재(630)를 상부로 들어올려 주입노즐(610)에 근접시킨다.

한편 해당 원료가 소진되면, 원료 파우치(220)를 매달고 있는 각 후크(280)와 조립된 스프링판(242)이 수평 플레이트(240)의 하면과 접촉되어, 해당 원료가 소진되었음을 경고음 또는 경광등으로 표시한다.

용기몸체(311)에 원료의 주입이 완료되면, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 다시 용기몸체(311)를 잡고 캡 분리/체결부(900)의 하부로 이송시킨다.

이어서 캡 분리/체결부(900)의 회전부재(920)를 회전시켜, 캡 파지부(910)가 잡고 있던 캡(312)을 용기몸체(311)에 체결한다.

이어서 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가, 용기를 교반기(700)로 이송시킨 후, 슬라이딩 도어(711)를 옆으로 밀면서 용기(310)를 용기 안착부(780)에 안착시킨다.

용기(310)가 용기 안착부(780)에 안착되면, 그리퍼(410)를 후퇴시켜 상기 슬라이딩 도어(711)가 스프링의 탄성력에 의해 용기(310)의 외면 일부를 덮도록 한다.

이어서 교반기(700)의 구동모터(960)를 회전시켜, 용기 안착부(780)가 자전 및 공전운동을 하면서 원료를 교반하도록 한다.

교반이 완료되면, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 제조 완료된 액상제품을 배출구(191)를 통해 하우징(100)의 외부로 배출시킨다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

예컨대 본 발명은, 개인 맞춤형 액상 제품의 교반 뿐만 아니라, 다양한 액상 원료를 교반하는 장비에 광범위하게 적용될 수 있다.

100: 하우징(Housing) 110: 원료공급부 도어
120: 용기공급부 도어 130: 하부도어
140: 피부측정기 15O: 터치 스크린(Touch Screen)
160: 카메라(Camera) 170: 카드 리더(Card Reader)
171: 영수증 출력부 180: 이동 휠(Wheel)
190: 테이블(Table) 191: 배출구
192: 제어부
200: 원료 공급부 210: 잔량확인 로드셀(Load Cell)
220: 원료 파우치(Pouch) 240: 수평 플레이트(Plate)
241: 노브 볼트(Knob Bolt) 242: 스프링판
244: 지지부재 280: 후크(Hook)
300: 용기 공급부 310: 용기
311: 용기몸체 312: 캡(Cap)
320: 카트리지(Cartridge) 330: 카트리지 적재부
340: 카트리지 이송장치 350: 용기 직립부재
360: 카트리지 배출장치 370: 용기 공급파이프
380: 용기 안착부 381: 공간부
400: 다관절 로봇(Robot) 410: 그리퍼(Gripper)
420: 로봇 구동부 510: 캡 분리/체결부
520: 캡 보관부 530: 구동모터
540: 감속기 550: 회전 스핀들(Spindle)
560: 용기 감지부
600: 원료 주입부 610: 주입노즐(Nozzle)
620: 액량감지 로드셀(Load Cell) 630: 용기 이송부재
631: 그리퍼 파지부 632: 가이드 레일(Guide Rail)
700: 교반기 710: 용기 고정부재
711: 슬라이딩 도어(Sliding Door) 711a: 슬롯(Slot)
711b: 안내볼트 711c: 연결부재
712: 균형추 샤프트(Shaft) 713: 균형추
714: 고정볼트 720: 모터(Motor)
730: 벨트(Belt) 731: 타이밍 풀리(Timing Pulley)
732: 타이밍 벨트(Timing Belt) 740: 메인 샤프트(Main Shaft)
741: 외측 내접기어 750: 보조 샤프트
751: 내측 스퍼기어 780: 용기 안착부
900: 캡 분리/체결부

Claims (10)

1. 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 하우징 내부에 구비되어, 용기에 주입된 액상 원료를 교반하기 위한 교반기(700)에 있어서,
   원료가 주입된 용기(310)가 경사지게 안착되도록 하는 용기 고정부재(710)와,
   상기 용기 고정부재(710)에 구비되는 슬라이딩 도어(711)와,
   하부가 메인 샤프트(740)와 조립되는 링 형상의 외측 내접기어(741)와,
   상기 외측 내접기어(741)를 회전시키는 모터(720)와,
   상기 외측 내접기어(741)의 내주면에 조립되어 유성운동을 하는 내측 스퍼기어(751)를 포함하여 구성되고,
   상기 용기 고정부재(710)의 자전 및 공전운동에 의해 용기(310) 내부의 원료를 교반시키며,
   상기 교반기(700)는, 다관절 로봇(400)과 원료 주입부(600) 사이의 테이블에 구비되고,
   상기 용기 고정부재(710)는, 외관이 경사면으로 형성되고, 내부에 용기의 형상에 대응되는 용기 안착부(780)가 형성되며,
   상기 슬라이딩 도어(711)는, 상기 용기 고정부재(710)의 경사면에 구비되는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 자동 제조, 판매기의 교반기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 슬라이딩 도어(711)는,
   경사진 상태에서 수평방향으로 일정 거리 이동이 가능하도록 형성되는 슬롯(711a)과,
   용기 고정부재(710)의 경사면 일측에 구비되어 슬라이딩 도어(711)의 이동을 안내하는 안내볼트(711b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 자동 제조, 판매기의 교반기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 슬롯(711a)과 안내볼트(711b)는, 각각 상,하 2개로 구비되고,
   상기 2개의 슬롯 사이에, 용기(310)를 파지한 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 진입하도록 하기 위한 공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 자동 제조, 판매기의 교반기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 용기 안착부(780)의 후방에, 용기 고정부재(710)를 수평으로 관통하는 균형추 샤프트(712)가 구비되고,
   상기 균형추 샤프트(712)의 일단은, 슬라이딩 도어(711) 일단에 구비된 연결부재와 고정볼트(714)에 의해 조립되며,
   상기 균형추 샤프트(712)의 타단에 균형추(713)가 구비되고,
   상기 균형추 샤프트(712)의 외주에 탄성 스프링이 구비되는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 자동 제조, 판매기의 교반기.
6. 제 5 항에 있어서,
   용기(310)를 용기 안착부(780)에 안착시킬 때에는, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 슬라이딩 도어(711)를 옆으로 밀면서 안착시키고,
   용기(310)를 용기 안착부(780)에 안착시키고 그리퍼(410)를 후퇴시키면, 상기 슬라이딩 도어(711)가 스프링의 탄성력에 의해 복귀되어 용기의 외면을 덮도록 하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 자동 제조, 판매기의 교반기.
7. 제 5 항에 있어서,
   용기 고정부재(710)의 회전시, 슬라이딩 도어(711)의 반대쪽에 구비된균형추(713)에 작용하는 원심력에 의해 슬라이딩 도어(711)를 잠금 방향으로 잡아당기는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 자동 제조, 판매기의 교반기.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 링 형상의 외측 내접기어(741)의 하부에 메인 샤프트(740)가 구비되고,
   상기 메인 샤프트(740)의 하부에 타이밍 풀리(731)가 구비되며,
   상기 메인 샤프트(740)는, 상기 모터(720)의 회전축과 타이밍벨트(730)로 연결되어 회전하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 교반기.
9. 제 1 항에 있어서,
   용기 고정부재(710)의 하부에 보조 샤프트(750)가 결합되고,
   상기 보조 샤프트(750)의 상부에 내측 스퍼기어(751)가 형성되며,
   상기 내측 스퍼기어(751)의 치형이, 상기 링 형상의 외측 내접기어(741)의 내면에 형성된 치형과 서로 맞물려 회전하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 교반기.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보조 샤프트(750)의 중심축은, 메인 샤프트(740)의 중심축과 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 교반기.

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