KR20180029366A - 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치 - Google Patents

세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치 Download PDF

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KR20180029366A
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서태원
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Abstract

게시된 내용은 세포 배양을 위한 환경을 유지하게 되는 Co₂인큐베이터에 용기(일 예로서, 실험용 디쉬(dish) 또는 플라스크(flask)를 말함)를 수납 및 배출하기 위한, 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치에 관한 것으로,
본 명세서의 일 실시예에 의한 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치는
세포 배양을 위한 환경을 유지하도록 밀폐공간을 갖는 인큐베이터;
정,역방향으로 구동되는 제1구동모터에 연결되고, 상기 인큐베이터 내부에 회전가능하게 설치되는 회전판;
상기 회전판의 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 장착되는 고정축과, 상기 회전판의 회전시 항시 수평을 유지하도록 상기 고정축에 회동가능하게 연결되고, 배양될 세포가 수용되는 용기가 슬라이딩되어 탑재되도록 양단 개구부가 개방되는 케이스로 이루어지는 트레이;
상기 용기를 파지하기 위해 플레이트에 링크운동가능하게 장착되는 그립퍼;
상기 플레이트에 일단이 연결되는 와이어가 권선되는 풀리가 구비되고, 구동 방향에 따라 상기 풀리에 감기거나 또는 풀리로부터 풀려나오는 상기 와이어에 의해 그립퍼를 그립 상태 또는 그립해제 상태로 전환시키기 위해 정,역방향으로 구동되는 제2구동모터;
상기 플레이트에 로드부가 연결되고, 상기 제2구동모터와 동기되어 신축 구동시 상기 용기를 그립하는 상기 그립퍼를 임의거리만큼 이동시키기 위한 액츄에이터;를 구비하여,
상기 인큐베이터의 작업환경과 상이한 작업환경을 유지하게 되는 챔버는 연결통로에 의해 상기 인큐베이터에 연통되며, 상기 제1구동모터에 의해 회전되는 회전판의 케이스의 개구부가 상기 연결통로의 개구부에 위치할 경우 상기 회전판은 정지되며, 상기 액츄에이터 및 제2구동모터의 구동시 상기 그립퍼에 의해 그립되는 상기 용기를 상기 트레이의 케이스로부터 상기 연결통로에 옮기거나, 또는 상기 연결통로로부터 상기 트레이의 케이스에 옮기게 되는 것을 특징으로 하는 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치를 제공한다.

Description

세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치{culture container storage and ejector device for cell culture working environment}
본 명세서는 배양용기 수납 및 배출장치에 관한 것으로, 특히 세포 배양을 위한 환경을 유지하게 되는 Co₂인큐베이터에 용기(일 예로서, 실험용 디쉬(dish) 또는 플라스크(flask)를 말함)를 수납 및 배출하기 위한, 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치에 관한 것이다.
일반적으로, 세포 배양 공정은 송풍기 및 여과필터를 내장하여 작업공간을 일정한 공기 청정도로 유지하기 위한 장치인 클린 벤치(clean bench)라는 청정도 청정등급(Class) 100 이하의 조작대에서, 동물 세포, 식물 세포, 미생물 세포 등의 세포 조직(덩어리)으로부터의 세포 분리와 체외배양(Ex-vivo 또는 In-Vitro culture)을 위한 전처리 과정과, 플라스크에 적절한 배지와 전처리된 세포나 조직의 작은 덩어리를 넣는 과정을 오염의 가장 큰 원인이 되는 실험자들이 수행하고, 이들이 움직이고 생활하는 오염환경에 일정 부분 노출되어 있는 배양 장치에 옮기는 작업으로 이루어지고 있다.
특히, 회분 배양 또는 비연속식 배양에서는(Batch Culture), 다세포 생물 조직 배양의 경우에는 제어된 조절에 의하여 일정 농도의 이산화탄소의 환경을 제공하고, 생체환경과 유사한 온도와 pH 등의 물리화학적인 환경하에서 수 시간 배양한 후 살아있는 세포가 배지를 생육을 위해 소모하면, 배지를 새로운 신선한 배지로 갈아 주는 방식으로 수차례 계대 배양하면서 대부분 진행되고 있다.
이 경우 배지의 교환 및 배지로부터 세포나 특정물질을 수집하는 과정의 수행은 모두 오염환경에 일정 부분 노출될 수 밖에 없는 실정이다.
또한, 이러한 회분 배양 방법은, 일정 기간 동안 서서히 진행되는 영양물질의 소모와 노폐물의 축적을 즉각적으로 제어하지 못하여 상기 물질들의 농도가 일정하게 유지되지 못하는 단점이 있다.
따라서, 생장 관련 물질의 농도의 변화에 민감한 조직이나 세포의 배양에는 보다 즉각적인 제어가 이루어지는 배양 방법이 적합하다.
이와 같은 배양 방법으로는, 플라스크에 붙어 성장하는 세포는 단백질 분해효소를 약하게 처리하거나 배양환경을 바꾸어 주어 부유 배양환경으로 전환한 후, 반 연속식 배양(Fed-Batch Culture)하는 방법과 배지의 소모량에 맞추어 연속적으로 배지를 넣어주고 pH, 온도 등을 맞추어주는 연속식 배양 방법이 사용된다.
이와 같은 세포나 조직의 배양 방법은, 세포 배양 후에 세포 자체를 여러가지 목적으로 이용하거나, 배양과정에서 소모되는 배지 내로 분비되는 물질, 세포 내 물질, 세포벽이나 막에 있는 물질 등을 이용하려는 여러가지 이유로 배양되고 있다.
이와 같은 공정은, 실내의 작업환경에서의 오염방지를 목적으로 실내 공기 중의 먼지, 미립자를 최소로 유지시키고, 실내의 압력, 습도, 온도, 기류의 분포와 속도 등을 일정범위 내로 제어하기 위해 만들어진 특수한 클린룸(Clean Room)에서 이루어진다.
그러나, 이와 같은 작업의 전 공정이 클린룸이라는 특정 목적의 청정 실험실에서 이루어지는 경우에도, 호흡과 타액 등을 통해 오염가능성이 가장 높은 작업자를 배제하고 완전한 로봇에 의존할 수 밖에 없다.
또한, 클린 벤치에서 작업 후에는 이산화탄소 배양기로 옮겨야 되고, 이산화탄소 배양기 자체도 오염에서 자유롭지 못한 여러 가지 다른 생체물질을 배양할 가능성이 있다.
또한, 대규모화, 계대 배양 등의 여러 가지 목적으로 플라스크 배양 후 자동배양기(Fermenter 혹은 Bioreactor)에 옮기는 과정에서 화염 멸균을 수행하기는 하지만, 이때 배양기 자체는 오염환경에 노출된 채 단지 튜브 등을 통해 내부만 멸균에 신경쓸 수 밖에 없는 실정이다.
이러한 환경에서는 세포는 생체환경(in vivo)과 달리 계속적으로 일정한 영양성분의 공급, 온도, pH, 산소나 이산화탄소 분압 하에 있을 수 없어 생명력이 급격히 떨어지는 것을 피할 수 없게 되는 문제점을 갖는다.
도면에는 미 도시되었으나, 세포 배양을 위해 자연습도(95% 이상)을 유지하게 되는 Co₂인큐베이터 내부에서 실험용 디쉬 또는 플라스크 등의 용기를 파지(grip)하여 이동시킬 경우, 인큐베이터 내의 환경을 유지하고, 해당 부품을 보호하기 위해 방수성이 뛰어난 값비싼 구동모터(일 예로서, 방진 및 방수성을 갖는 IP68 등급의 모터를 말함) 및 구동모터에 연결되어 용기를 파지할 수 있는 그립퍼 등의 이동 메카니즘을 사용하게 되므로, 원가비용 상승을 초래하는 문제점을 갖게 된다.
또한, 인큐베이터 내부에 용기(디쉬 또는 플라스크를 말함)가 수납되는 트레이(tray)를 다층구조로 설치해야 되고, 트레이로부터 용기를 파지하여 인큐베이터와 클린벤치를 연통시키는 연결통로의 입구에 옮기기 위한 이동로봇이 필요하게 된다. 이로 인해 트레이 및 이동로봇으로 인해 공간이 협소한 인큐베이터 내부 공간을 유용하게 활용할 수 없게 되는 문제점을 갖게 된다.
출원번호 10-2006-0126813호에 세포 조작 및 배양을 위한 차폐된 장치가 게시되어 있다.
본 명세서의 실시예는, 세포 배양을 위한 환경을 유지하는 Co₂인큐베이터로부터 실험용 디쉬 및 플라스크를 배출하여 다른 챔버(일 예로서, 클린벤치를 말함)로 이동시킬 경우 내부 환경을 유지하면서 이동시킬 수 있도록 한 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치와 관련된다.
본 명세서의 실시예는, Co₂인큐베이터에 실험용 디쉬 및 플라스크를 수납 및 배출하기 위한 동작을 자동화하여 작업성 및 실용성을 향상시킬 수 있도록 한 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치와 관련된다.
본 명세서의 실시예는, 세포 배양을 위해 자연습도(95% 이상)를 유지하게 되는 Co₂인큐베이터 내부에서 실험용 디쉬 또는 플라스크 등의 용기를 파지(grip)하는 그립퍼를 구동시키기 위한 값비싼 구동모터의 사용이 불필요하여 원가비용을 절감할 수 있도록 한 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치와 관련된다.
본 명세서의 실시예는, 인큐베이터 내부에 용기를 수납하기 위한 다층구조를 갖는 트레이 및 트레이로부터 용기를 파지하여 클린벤치와 연통되는 연결통로의 개구부로 옮기기 위한 이동로봇이 불필요하여 내부 공간을 유용하게 활용할 수 있도록 한 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치와 관련된다.
본 명세서의 일 실시예에 의한 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치는
세포 배양을 위한 환경을 유지하도록 밀폐공간을 갖는 인큐베이터;
정,역 방향으로 구동되는 제1구동모터에 연결되고, 상기 인큐베이터 내부에 회전가능하게 설치되는 회전판;
상기 회전판의 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 장착되는 고정축과, 상기 회전판의 회전시 항시 수평을 유지하도록 상기 고정축에 회동가능하게 연결되고, 배양될 세포가 수용되는 용기가 슬라이딩되어 탑재되도록 양단 개구부가 개방되는 케이스로 이루어지는 트레이;
상기 용기를 파지하기 위해 플레이트에 링크운동가능하게 장착되는 그립퍼;
상기 플레이트에 일단이 연결되는 와이어가 권선되는 풀리가 구비되고, 구동 방향에 따라 상기 풀리에 감기거나 또는 풀리로부터 풀려나오는 상기 와이어에 의해 그립퍼를 그립 상태 또는 그립해제 상태로 전환시키기 위해 정,역 방향으로 구동되는 제2구동모터;
상기 플레이트에 로드부가 연결되고, 상기 제2구동모터와 동기되어 신축 구동시 상기 용기를 그립하는 상기 그립퍼를 임의거리만큼 이동시키기 위한 액츄에이터;를 구비하여,
상기 인큐베이터의 작업환경과 상이한 작업환경을 유지하게 되는 챔버는 연결통로에 의해 상기 인큐베이터에 연통되며, 상기 제1구동모터에 의해 회전되는 회전판의 케이스의 개구부가 상기 연결통로의 개구부에 위치할 경우 상기 회전판은 정지되며, 상기 액츄에이터 및 제2구동모터의 구동시 상기 그립퍼에 의해 그립되는 상기 용기를 상기 트레이의 케이스로부터 상기 연결통로에 옮기거나, 또는 상기 연결통로로부터 상기 트레이의 케이스에 옮기게 되는 것을 특징으로 하는 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치를 제공한다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 명세서의 실시예는 아래와 같은 이점을 갖는다.
세포 배양을 위한 환경을 유지하는 Co₂인큐베이터로부터 실험용 디쉬 및 플라스크 등의 용기를 다른 챔버로 이동시킬 경우 내부 환경을 유지하면서 이동시킴에 따라 세포 배양의 성공율을 높여 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, Co₂인큐베이터에 실험용 디쉬 및 플라스크를 수납 및 배출하기 위한 동작을 자동화하여 실험자에게 편리성 및 실용성을 제공할 수 있게 된다.
또한, 자연습도를 유지하는 Co₂인큐베이터 내부에서 실험용 용기를 그립퍼에 의해 파지하여 이동시킬 경우, 인큐베이터 내부의 환경을 유지하고, 그립퍼를 구동시키는 구동모터를 수분으로부터 보호하기 위해 인큐베이터 외부에 구동모터를 장착시킴에 따라, 값비싼 구동모터의 사용이 불필요하게 되므로 원가비용을 절감하여 동업종분야에서 가격경쟁력을 높일 수 있게 된다.
또한, 인큐베이터 내부에 용기를 수납하기 위한 다층구조를 갖는 트레이 및 트레이로부터 용기를 파지하여 클린벤치와 연통되는 연결통로의 개구부로 옮기기 위한 이동로봇이 불필요하게 되므로 내부 공간을 슬림화 및 공간을 축소시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 의한 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치의 요부발췌확대도,
도 2는 도 1에 도시된 용기 수납 및 배출장치의 이면도,
도 3은 도 1에 도시된 용기 수납 및 배출장치의 사용상태도,
도 4(a,b)는 도 1에 도시된 그립퍼의 사용상태도,
도 5는 도 1에 도시된 트레이의 도면,
도 6은 도 1에 도시된 용기 수납 및 배출장치의 평면도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 의한 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치는
세포 배양을 위한 환경을 유지하도록 밀폐공간을 갖는 인큐베이터(일 예로서, Co₂인큐베이터)(10);
정,역 방향(시계 방향 또는 반시계 방향을 말함)으로 구동되는 제1구동모터(11)(일 예로서 스탭모터가 사용될 수 있음)에 연결되고, 인큐베이터(10) 내부에 회전가능하게 설치되는 회전판(12);
회전판(12)의 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 장착되는 고정축(13)과, 제1구동모터(11)에 의해 회전판(12)의 회전시 항시 수평상태를 유지하도록 고정축(13)에 회동가능하게 연결되고, 배양될 세포가 수용되는 용기(14)(일 예로서, 플라스크 등을 말함)가 슬라이딩되어 탑재되도록 양단 개구부가 개방되는 케이스(15)로 이루어지는 트레이(tray)(16)(일 예로서, 놀이동산에 설치되는 관람차 형태를 이루게 됨);
용기(14)의 외측면을 파지하기 위해 플레이트(17)에 링크운동가능하게 장착되는 그립퍼(gripper)(18);
그립퍼(18)의 플레이트(17)에 일단이 연결되는 와이어(19)가 권선되는 풀리(20)가 구비되고, 구동 방향(시계 방향 또는 반시계 방향을 말함)에 따라 풀리(20)에 감기거나 또는 풀리(20)로부터 풀려나오는 와이어(19)에 의해 그립퍼(18)를 그립 상태 또는 그립해제 상태로 전환시키기 위해 정,역 방향으로 구동되는 제2구동모터(21);
그립퍼(18)의 플레이트(17)에 로드(rod)부(22)가 연결되고, 제2구동모터(21)와 동기되어 신축 구동시 용기(14)를 그립하는 그립퍼(18)를 임의거리만큼 이동시키기 위한 액츄에이터(23);를 구비하여,
인큐베이터(10)의 제1작업환경과 상이한 제2작업환경을 유지하게 되는 챔버(24)(일 예로서, 클린벤치를 말함)는 연결통로(25)(양단 개구부에 도어(미 도시됨)가 개폐가능하게 장착됨)에 의해 인큐베이터(10)에 연통되며, 제1구동모터(11)에 의해 회전되는 회전판(12)의 케이스(15)의 개구부가 연결통로(25)의 개구부에 위치할 경우(케이스(15)의 개구부 중심이 연결통로(25)의 개구부의 중심과 일치될 경우를 말함) 회전판(12)은 정지되며, 액츄에이터(23) 및 제2구동모터(21)의 구동시 그립퍼(18)에 의해 그립되는 용기(14)를 트레이(16)의 케이스(15)로부터 연결통로(25)에 옮기거나, 또는 그립퍼(18)에 의해 그립되는 용기(14)를 연결통로(25)로부터 트레이(16)의 케이스(15)에 옮기게 된다.
제1구동모터(11) 및 제2구동모터(21)는 인큐베이터(10) 내부의 환경을 유지하고, 제1,2구동모터(11,21)를 인큐베이터(10) 내부의 환경(자연습도(95%이상) 상태를 유지함)으로부터 보호할 수 있도록 인큐베이터(10) 외부에 장착될 수 있다.
회전판(12), 트레이(16), 고정축(13) 및 그립퍼(18)는 인큐베이터(10) 내부에 유지되는 수분에 대해 내부식성 및 내마모성을 갖도록 스테인레스스틸재로 형성될 수 있다.
액츄에이터(23)는
정,역 방향으로 구동되고, 제2구동모터(21)와 동기되어 구동되는 제3구동모터(26);
제3구동모터(26)에 연결되고, 제3구동모터(26) 구동시 제3구동모터(26)의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 그립퍼(18)를 임의의 스트로크만큼 이동시키는 리니어(27);로 이루어질 수 있다.
그립퍼(18)는
플레이트(17) 일측에 장착되고, 액츄에이터(23)의 로드부(22)가 연결되는 고정브라킷(28);
플레이트(17)의 좌우측에 대향되게 배치되고, 제1힌지핀(29)을 중심으로 회동가능하게 플레이트(17)에 장착되는 파지용 한 쌍의 제1,2아암(30,31);
일단이 제1,2아암(30,31)의 중간측에 제2힌지핀(32)에 의해 회동가능하게 연결되고, 타단을 제3힌지핀(33)에 의해 회동가능하게 연결하고 와이어(19)의 단부가 제3힌지핀(33)측에 연결되는 구동용 한 쌍의 제1,2링크(34,35);
제1힌지핀(29)에 이음부가 고정되고, 일단은 제1,2아암(30,31)의 삼각형 형태의 지지부 내부에 위치하는 제1,2고정핀(36,37)에 고정되고 타단은 제1,2아암(30,31)의 임의위치에 고정되며, 제1,2고정핀(36,37)을 중심으로 제1,2아암(30,31)을 가압하여 그립퍼(18)를 그립상태로 탄성지지하는 탄성부재(38)(일 예로서, 토션스프링이 사용될 수 있다.);로 이루어질 수 있다.
연결통로(25)로부터 용기(14)가 트레이(16)에 용이하게 슬라이딩이동되어 이동되고, 트레이(16)의 케이스(15)로부터 용기(14)가 용이하게 슬라이딩이동되어 연결통로(25)에 이동되도록 케이스(15)의 개구부 양단부(15a)는 하향 경사지게 형성될 수 있다.
이로 인해 용기(14)가 트레이(16) 또는 연결통로(25)로 이동시 매끄럽게 슬라이딩되어 이동되므로, 용기(14) 내의 세포 배양 시료에 충격이 가해지는 것을 방지할 수 있게 된다.
고정 브라킷(28)은
제1,2링크(34,35)의 링크운동 각도를 제한시켜 그립퍼(18)의 그립상태 해제각도를 임의각도 이내로 제한할 수 있도록 그립퍼(18)의 이동방향으로 임의길이를 갖도록 형성될 수 있다.
이로 인해 그립퍼(18)를 절첩시켜 용기(14)를 그립상태 또는 그립해제 상태로 전환시키기 위한 제2구동모터(21)의 구동을 최소화시키고, 제3구동모터(26)의 구동에 의해 직선운동되는 리니어(27)의 스트로크 길이를 최소화할 수 있게 된다.
도면중 미 설명부호 40은 회전판(12)을 회전시키는 제1구동모터(11)의 구동축을 회전가능하게 지지하는 서포터이다.
전술한 구성에 따르면, 인큐베이터(10)의 내부는 세포를 배양할 수 있는 작업분위기를 형성할 수 있게 된다. 인큐베이터(10) 내부에서 디쉬, 플라스크 등의 용기(14)에 안착된 세포를 배양하기 위해 인큐베이터(10) 내부에 임의의 작업분위기(일 예로서, 인큐베이터(10) 내부의 온도 및 습도를 유지하고, Co₂공급을 제어하는 것을 말함)를 조성하는 기술내용은 당해분야에서 사용되는 것이므로 이들의 상세한 설명은 생략한다.
인큐베이터(10)의 외부에 장착된 제1구동모터(11)의 구동에 의해 인큐베이터(10) 내부에 설치된 회전판(12)을 회전시킬 경우, 회전판(12)의 가장자리에 원주방향을 따라 등간격을 유지하여 장착된 고정축(13)에 트레이(16)가 회동가능하게 연결됨에 따라, 회전판(12)이 회전되어 원운동을 하게 되는 경우에도 트레이(16)는 항시 수평상태를 유지할 수 있게 된다.
이로 인해, 트레이(16)의 케이스(15)에 수용된 용기(14)가 케이스(15)로부터 이탈되어 낙하되거나, 트레이(16)가 한 쪽 방향으로 쏠려 용기(14) 내부의 세포 시료가 유동되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이와 같이, 회전판(12)이 회전되는 경우에 연결통로(25)의 양쪽 개구부에 개폐가능하게 장착된 도어는 닫힌상태를 유지함에 따라 작업환경이 각각 상이한 인큐베이터(10) 및 챔버(24) 내부의 작업환경을 유지할 수 있게 된다.
세포 시료가 수용된 용기(14)가 트레이(16)의 케이스(15)에 탑재되어 인큐베이터(10)에 수용되므로, 인큐베이터(10) 내에 용기(14)를 적재시키기 위한 별도의 트레이 구조가 불필요하게 된다.
가) 트레이(16)의 케이스(15)에 탑재된 용기(14)를 트레이(16)로부터 배출시킨 후 연결통로(25)를 통과하여 챔버(24)로 이동시키는 것을 설명한다.
제1구동모터(11)의 구동에 의해 회전판(12)을 회전시키는 도중에 트레이(16)의 케이스(15) 개구부 중심이 연결통로(25)의 개구부 중심에 일치될 경우, 제1구동모터(11)를 제어하여 회전판(12)을 일시적으로 정지시킨다.
이때, 인큐베이터(10)에 연통되는 연결통로(25)의 개구부에 설치된 도어를 개방시키되, 챔버(24)와 연통되는 연결통로(25)의 개구부에 설치된 도어는 닫힌상태를 유지하게 된다. 이로 인해 챔버(24)측 내부 환경은 유지될 수 있다.
제3구동모터(26)의 구동에 의해 리니어(27)를 직선운동시켜 로드부(22)를 임의의 스트로크만큼 직선운동시킬 경우, 로드부(22) 단부에 연결된 그립퍼(18)에 의해 케이스(15)에 탑재된 용기(14)를 밀게 되므로 트레이(16)의 케이스(15)로부터 배출되는 용기(14)를 연결통로(25)의 개구부를 통과하여 연결통로(25)에 이동시킬 수 있다.
이와 같이, 케이스(15)에 탑재된 용기(14)를 연결통로(25)에 이동시킬 경우, 그립퍼(18)에 의해 케이스(15)에 탑재된 용기(14)를 파지하거나, 또는 그립퍼(18)에 의해 용기(14)를 파지않은 상태에서 리니어(27)의 로드부(22)의 직선운동시 로드부(22) 단부에 연결된 그립퍼(18)에 의해 용기(14)를 단순하게 밀어 연결통로(25)에 이동시킬 수 있게 된다.
전술한 바와 같이 케이스(15)의 용기(14)를 제3구동모터(26)의 구동에 의해 리니어(27)의 로드부(22)를 직선운동시켜 연결통로(25)에 이동시킬 경우, 동시에 제2구동모터(21)를 동기화시켜 풀리(20)에 권선된 와이어(19)를 풀게 된다. 즉 리니어(27)의 로드부(22)가 직선운동하는 임의의 스트로크만큼에 해당되는 길이만큼의 와어어(19)가 풀리(20)로부터 풀리게 된다.
따라서, 와이어(19)의 이완측 단부에 연결된 그립퍼(18)가 그립상태(도 4a에 도시됨) 또는 그립해제 상태를 유지할 수 있게 된다.
한편, 연결통로(25)에 이동된 용기(14)를 챔버(24) 내부에 이동시킬 경우, 인큐베이터(10)와 연통되는 연결통로(25)쪽의 개구부에 장착된 도어는 닫히게 되고, 챔버(24)와 연통되는 연결통로(25)쪽의 개구부에 장착된 도어는 개방되어진다.
따라서, 연결통로(25)에 이동된 용기(14)를 챔버(24) 내부에 설치된 이동로봇(미 도시됨)에 의해 파지한 후 연결통로(25)로부터 배출시켜 챔버(24)쪽으로 이동시킬 수 있게 된다.
이때, 연결통로(25)로부터 용기(14)가 챔버(24)쪽으로 배출되는 경우 챔버(24)와 연통되는 연결통로(25)쪽의 개구부에 장착된 도어는 닫히게 된다. 이로 인해 챔버(24) 내부는 작업환경을 유지하도록 밀폐된 상태를 유지하게 된다.
나) 챔버(24)로부터 용기(14)를 연결통로(25)를 통과하여 트레이(16)의 케이스(15)로 이동시켜 탑재하는 것을 설명한다.
챔버(24)와 연통되는 연결통로(25)쪽 개구부에 장착된 도어를 개방시키고, 인큐베이터(10)와 연통되는 연결통로(25)쪽 개구부에 장착된 도어는 닫힌 상태를 유지하게 된다.
챔버(24) 내부의 이동로봇(미 도시됨)에 의해 챔버(24) 내부의 용기(14)를 파지하여 연결통로(25)에 이동시킨다. 이때 챔버(24)쪽 연결통로(25)의 개구부에 장착된 도어를 닫게 되므로 챔버(24) 내부는 밀폐되어 작업환경을 유지할 수 있게 된다.
인큐베이터(10)와 연통되는 연결통로(25)쪽 개구부에 장착된 도어를 개방하게 된다.
제1구동모터(11)의 구동에 의해 회전판(12)을 회전시켜 트레이(16)의 케이스(15)의 개구부 중심이 연결통로(25)의 개구부 중심과 일치될 경우, 제1구동모터(11)의 제어에 의해 회전판(12)을 회전을 멈추게 된다.
제3구동모터(26)의 구동에 의해 리니어(27)의 로드부(22)가 임의의 스트로크만큼 직선운동하게 되므로 로드부(22)에 연결된 그립퍼(18)가 케이스(15)의 개구부를 통과하여 연결통로(25)로 이동하게 된다.
이때, 제3구동모터(26)의 구동시, 동기화되는 제2구동모터(21)의 구동에 의해 풀리(20)를 회전시킴에 따라 풀리(20)로부터 와이어(19)가 임의길이만큼 풀리게 된다.
이때, 그립퍼(18)의 플레이트(17)에 고정된 제1,2고정핀(36,37)에 의해 지지된 탄성부재(38)의 탄성력에 의해 링크운동하는 제1,2아암(30,31)에 의해 용기(14)의 외측면을 가압하여 파지하게 된다.
따라서, 제3구동모터(26)의 구동에 의해 리니어(27)를 구동시킴에 따라 로드부(22)를 직선운동시켜 수축구동시킴에 따라, 연결통로(25)로부터 용기(14)를 배출시킨 후 트레이(16)의 케이스(15) 내부로 이동시킬 수 있게 된다.
이와 동시에, 제3구동모터(26)의 구동시 제2구동모터(21)가 동기되어 구동하게 된다. 즉 제2구동모터(21)의 역회전 구동에 의해 와이어(19)가 풀리(20)에 감기게 된다.
이때, 인큐베이터(10)와 연통되는 연결통로(25)쪽 개구부에 장착된 도어는 닫히게 된다.
한편, 그립퍼(18)에 의해 파지된 용기(14)가 연결통로(25)로부터 배출되어 트레이(16)의 케이스(15) 내부에 이동된 경우, 그립퍼(18)의 그립상태가 해제되므로 용기(14)를 파지한 그립퍼(18)의 외력이 제거된다(도 4b에 도시됨).
따라서, 리니어(27)의 로드부(22)를 초기상태로 수축구동시킴에 따라 용기(14)를 트레이(16)의 케이스(15)에 탑재키는 동작이 완료되므로, 제1구동모터(11)의 구동에 의해 회전판(12)을 회전시킬 수 있게 된다.
여기에서, 전술한 본 명세서에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 명세서의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 명세서의 내용을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10; 인큐베이터 11; 제1구동모터
12; 회전판 13; 고정축
14; 용기 15; 케이스
16; 트레이 17; 플레이트
18; 그립퍼 19; 와이어
20; 풀리 21; 제2구동모터
22; 로드부 23; 액츄에이터
24; 챔버 25; 연결통로
26; 제3구동모터 27; 리니어
28; 고정브라킷 29; 제1힌지핀
30; 제1아암 31; 제2아암
32; 제1힌지핀 33; 제3힌지핀
34; 제1링크 35; 제2링크
36; 제1고정핀 37; 제2고정핀
38; 탄성부재

Claims (6)

  1. 세포 배양을 위한 환경을 유지하도록 밀폐공간을 갖는 인큐베이터;
    정,역방향으로 구동되는 제1구동모터에 연결되고, 상기 인큐베이터 내부에 회전가능하게 설치되는 회전판;
    상기 회전판의 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 장착되는 고정축과, 상기 회전판의 회전시 항시 수평을 유지하도록 상기 고정축에 회동가능하게 연결되고, 배양될 세포가 수용되는 용기가 슬라이딩되어 탑재되도록 양단 개구부가 개방되는 케이스로 이루어지는 트레이;
    상기 용기를 파지하기 위해 플레이트에 링크운동가능하게 장착되는 그립퍼;
    상기 플레이트에 일단이 연결되는 와이어가 권선되는 풀리가 구비되고, 구동 방향에 따라 상기 풀리에 감기거나 또는 상기 풀리로부터 풀려나오는 상기 와이어에 의해 그립퍼를 그립 상태 또는 그립해제 상태로 전환시키기 위해 정,역방향으로 구동되는 제2구동모터;
    상기 플레이트에 로드부가 연결되고, 상기 제2구동모터와 동기되어 신축 구동시 상기 용기를 그립하는 상기 그립퍼를 임의거리만큼 이동시키기 위한 액츄에이터;를 구비하여,
    상기 인큐베이터의 작업환경과 상이한 작업환경을 유지하게 되는 챔버는 연결통로에 의해 상기 인큐베이터에 연통되며, 상기 제1구동모터에 의해 회전되는 회전판의 케이스의 개구부가 상기 연결통로의 개구부에 위치할 경우 상기 회전판은 정지되며, 상기 액츄에이터 및 제2구동모터의 구동시 상기 그립퍼에 의해 그립되는 상기 용기를 상기 트레이의 케이스로부터 상기 연결통로에 옮기거나, 또는 상기 그립퍼에 의해 그립되는 용기를 상기 연결통로로부터 상기 트레이의 케이스에 옮기게 되는 것을 특징으로 하는 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1구동모터 및 제2구동모터는 상기 인큐베이터 내부의 환경을 유지하고, 상기 제1,2구동모터를 상기 인큐베이터 내부의 환경으로부터 보호할 수 있도록 상기 인큐베이터 외부에 장착되는 것을 특징으로 하는 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전판, 트레이, 고정축 및 그립퍼는 상기 인큐베이터 내부에 유지되는 수분에 대해 내부식성을 갖도록 스테인레스스틸재로 형성되는 것을 특징으로 하는 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는
    정,역 방향으로 구동되고, 상기 제2구동모터와 동기되어 구동되는 제3구동모터;
    상기 제3구동모터에 연결되고, 상기 제3구동모터 구동시 상기 제3구동모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 상기 그립퍼를 임의의 스트로크만큼 이동시키는 리니어;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 그립퍼는
    상기 플레이트 일측에 장착되고, 상기 액츄에이터의 로드부가 연결되는 고정브라킷;
    상기 바닥판의 좌우측에 대향되게 배치되고, 제1힌지핀에 의해 회동가능하게 장착되는 파지용 한 쌍의 제1,2아암;
    일단이 상기 제1,2아암의 중간측에 제2힌지핀에 의해 회동가능하게 연결되고, 타단을 제3힌지핀에 의해 회동가능하게 연결하고 상기 와이어 단부가 상기 제3힌지핀에 연결되는 구동용 한 쌍의 제1,2링크;
    상기 제1힌지핀에 이음부가 고정되고, 일단이 상기 제1,2아암의 지지부 내부에 위치하는 제1,2고정핀에 고정되고 타단이 상기 제1,2아암의 임의위치에 지지되며, 상기 제1,2고정핀을 중심으로 상기 제1,2아암을 가압하여 상기 그립퍼를 그립상태로 탄성지지하는 탄성부재;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연결통로로부터 상기 용기가 상기 트레이에 용이하게 슬라이딩이동되어 이동되고, 상기 트레이로부터 상기 용기가 용이하게 슬라이딩이동되어 상기 연결통로에 이동되도록 상기 케이스의 개구부 양단부는 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 세포 배양 환경유지를 위한 인큐베이터의 용기 수납 및 배출장치.
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