KR20190035164A - 작은 입자 약제 소진 알림 장치 - Google Patents
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Abstract
약제 탱크의 내부 공간에 채워지는 작은 입자 약제의 양이 미리 정한 최소 허용량보다 작아지면 이를 알려주는 작은 입자 약제 소진 알림 장치가 개시된다. 개시된 작은 입자 약제 소진 알림 장치는, 약제 탱크 내부에 작은 입자 약제에 노출되도록 설치되는 압전판(piezo-electric diaphragm), 작업자의 주의를 집중시키는 자극을 발생시키는 알람(alarm) 기구, 및 입력 신호로서 압전판에 펄스(pulse) 형태의 전압을 입력하고, 입력 신호에 대한 출력 신호로서 압전판으로부터 펄스 형태의 전압을 수신하며, 출력 신호의 크기가 미리 정한 기준값보다 크면 알람 기구를 작동시키는 콘트롤러(controller)를 구비한다.
Description
본 발명은 작은 입자 약제가 수용되는 약제 탱크 내부에서 작은 입자 약제의 양이 최소 허용량보다 작아지면 이를 작업자에게 알려주는 작은 입자 약제 소진 알림 장치에 관한 것이다.
약제 포장 장치는 환자의 병환에 따라 처방된 약제를 자동으로 배출하여 1회 복용분씩 자동으로 포장하는 장치를 말하는 것으로, 대형 병원이나 약국에서 사용된다. 통상적인 약제 포장 장치는 정제(tablet medicine)를 처방전에 따라 1회 복용분씩 자동으로 포장하도록 구성된다. 한편, 대한민국 등록특허공보 제10-1591989호에는 가루 또는 과립과 같은 작은 입자 형태의 약제를 자동 포장하는 약제 포장 장치에 사용되는 작은 입자 약제 배출 카트리지가 개시되어 있다.
상기 작은 입자 약제 배출 카트리지는 작은 입자 약제가 채워지는 약제 탱크(tank)를 구비한다. 상기 약제 탱크 내부에는 작은 입자 약제가 최소한 1회 복용 분량 이상 채워져 있어야 한다. 그렇지 않으면, 자동 포장된 1회 복용분의 약 포장 안에 처방전에 기재된 작은 입자 약제가 적정량보다 적게 포함되거나 전혀 포함되지 않게 된다.
따라서, 약제 탱크 내부가 비어 있음을 알려주는 작은 입자 약제 소진 알림 장치가 요구된다. 그런데, 약제 탱크 내부가 비어 있음을 감지하는 센서(sensor)로서 포토 센서가 적용되면, 작은 입자 약제가 약제 탱크 내부에서 비산되고 포토 센서의 발광부 및 수광부의 표면에 적층되어 센싱(sensing)의 정확도를 저하시키게 되므로 적용하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 가루약과 같은 작은 입자 약제가 수용되는 약제 탱크 내부가 비어 있어 작은 입자 약제가 보충되어야 함을 알려주는 작은 입자 약제 소진 알림 장치를 제공한다.
본 발명은 약제 탱크 내부에 작은 입자 약제가 채워져 있는지를 감지하는 수단으로 압전판(piezo-electric diaphragm)을 사용하는 작은 입자 약제 소진 알림 장치를 제공한다.
본 발명은, 약제 탱크의 내부 공간에 채워지는 작은 입자 약제의 양이 미리 정한 최소 허용량보다 작아지면 이를 알려주는 장치로서, 상기 약제 탱크 내부에 상기 작은 입자 약제에 노출되도록 설치되는 압전판(piezo-electric diaphragm), 작업자의 주의를 집중시키는 자극을 발생시키는 알람(alarm) 기구, 및 입력 신호로서 상기 압전판에 펄스(pulse) 형태의 전압을 입력하고, 상기 입력 신호에 대한 출력 신호로서 상기 압전판으로부터 펄스 형태의 전압을 수신하며, 상기 출력 신호의 크기가 미리 정한 기준값보다 크면 상기 알람 기구를 작동시키는 콘트롤러(controller)를 구비하는 작은 입자 약제 소진 알림 장치를 제공한다.
상기 알람 기구는, 상기 작업자의 청각을 자극하는 경고음을 생성하는 스피커(speaker), 및 상기 작업자의 시각을 자극하는 경고 메시지(message)를 표시하는 디스플레이 패널(display panel) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 압전판은, 진동판, 상기 진동판에 적층되며 금속으로 이루어진 제1 금속판, 및 상기 제1 금속판과 이격되게 배치되어 상기 진동판에 적층되며 금속으로 이루어진 제2 금속판을 구비하고, 상기 제1 금속판으로 상기 입력 신호가 입력되고, 상기 제2 금속판으로부터 상기 출력 신호가 출력될 수 있다.
상기 약제 탱크 내부 공간이 완전히 비어 있을 때 출력 신호의 크기는, 상기 약제 탱크 내부 공간이 가득 채워져 있을 때 출력 신호 크기보다 크고, 상기 입력 신호의 크기보다 작으며, 상기 기준값은 상기 완전히 비어 있을 때의 출력 신호 크기보다 작고, 상기 가득 채워져 있을 때 출력 신호 크기보다 클 수 있다.
상기 압전판은 상기 약제 탱크 내부 공간을 한정하는 내측면에 설치되고, 상기 압전판이 설치되는 높이는 상기 약제 탱크 내부 공간의 상한 높이 및 하한 높이의 중간 높이에서 상기 상한 높이 사이일 수 있다.
상기 약제 탱크는 작은 입자 약제를 상기 약제 탱크 내부에서 외부로 배출하기 위해 개폐되는 셔터(shutter)를 구비하고, 상기 콘트롤러는, 상기 출력 신호의 크기가 미리 정한 기준값보다 크면 상기 셔터의 개방을 허용하지 않을 수 있다.
본 발명의 작은 입자 약제 소진 알림 장치는, 가루약과 같은 작은 입자 약제가 수용되는 약제 탱크의 내부 공간이 비워지면 자동적으로 경고음이나 메시지로 작업자에게 작은 입자 약제가 보충되어야 함을 알려준다. 따라서, 작업자가 적절하게 약제 탱크에 작은 입자 약제를 보충할 수 있으며, 약제 포장 장치를 이용한 약제 자동 포장에서 작업 불량이 예방된다.
본 발명은 약제 탱크 내부에 작은 입자 약제가 채워져 있는지를 감지하는 수단으로 압전판(piezo-electric diaphragm)을 사용한다. 따라서, 포토 센서나 초음파 센서를 사용하는 경우에 비하여 정확도가 향상되고 원가가 절감된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 작은 입자 약제 소진 알림 장치가 설치된 작은 입자 약제 배출 카트리지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 작은 입자 약제 배출 카트리지의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 제1 셔터 및 이를 개폐하는 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 작은 입자 약제 배출 카트리지 및 이에 결합된 약통을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 작은 입자 약제 소진 알림 장치에 구비된 압전판을 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5의 압전판에 입력되는 입력 전압과, 압전판에 의해 출력되는 출력 전압의 예를 나타내는 그래프이다.
도 2는 도 1의 작은 입자 약제 배출 카트리지의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 제1 셔터 및 이를 개폐하는 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 작은 입자 약제 배출 카트리지 및 이에 결합된 약통을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 작은 입자 약제 소진 알림 장치에 구비된 압전판을 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5의 압전판에 입력되는 입력 전압과, 압전판에 의해 출력되는 출력 전압의 예를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른, 작은 입자 약제 소진 알림 장치를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 작은 입자 약제 소진 알림 장치가 설치된 작은 입자 약제 배출 카트리지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 작은 입자 약제 배출 카트리지의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 제1 셔터 및 이를 개폐하는 구성을 도시한 사시도이며, 도 4는 도 1의 작은 입자 약제 배출 카트리지 및 이에 결합된 약통을 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 작은 입자 약제 소진 알림 장치(100)는 작은 입자 약제를 처방전에 따라 자동으로 1회 복용분씩 구별하여 약포에 포장해주는 작은 입자 약제 포장 장치(미도시)에 구비된다.
부연하면, 상기 작은 입자 약제 포장 장치는 다른 종류의 작은 입자 약제를 처방전에 따라 선택적으로 배출하는 복수의 작은 입자 약제 카트리지(10)를 구비한다. 각각의 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)는 작은 입자 약제(2)가 수용되는 제1 약제 탱크(11)를 구비하며, 제1 약제 탱크(11)의 내부 공간(12)에 잔존하는 작은 입자 약제(2)가 미리 설정한 최소 허용량보다 작아지면 작은 입자약제 소진 알림 장치(100)가 이를 작업자에게 알려준다.
상기 약제 배출 카트리지(10)는 제1 약제 탱크(tank)(11), 하부 프레임(frame)(17), 승강 프레임(25), 스크류(screw)(35), 스크류 커버(cover)(31), 제1 셔터(60)(shutter), 및 제2 셔터(45)를 구비한다. 제1 약제 탱크(11)는 대체로 상하 방향으로 연장되고, 상측과 하측이 개방된 부재로서, 작은 입자 약제(2)가 수용되는 내부 공간인 제1 약제 공간(12)이 마련된다. 제1 약제 탱크(11)의 하단부에는 X축과 평행한 방향으로 돌출된 돌출벽(15)이 형성되고, 상기 하단부의 내측에는 분리벽(14)이 형성된다. 상기 제1 약제 탱크(11) 내부의 공간은, 상기 분리벽(14)에 의해 상기 제1 약제 공간(12)과, 상기 돌출벽(15) 및 상기 분리벽(14)에 의해 한정된 공간으로 구분된다.
제1 셔터(60)는 작은 입자 약제(2)가 제1 약제 공간(12)에서 아래로 배출되도록 개폐되는 것으로, 제1 약제 탱크(11) 아래에 배치된다. 상기 제1 셔터(60)는 X축과 평행한 방향으로 직선 왕복 이동 가능한 슬라이딩 셔터(sliding shutter)이다. 제1 셔터(60)가 X축 양(+)의 방향과 평행하게 이동하면 제1 약제 탱크(11)의 하측이 개방되어 제1 약제 공간(12)이 아래 방향으로 개방된다. 즉, 제1 약제 공간(12)에 수용된 작은 입자 약제(2)는 이때 아래로 낙하하여 제1 약제 공간(12) 밖으로 배출된다. 반대로, 제1 셔터(60)가 X축 음(-)의 방향으로 평행하게 이동하여 도 4에 도시된 상태가 되면 제1 약제 탱크(1)의 하측은 폐쇄된다. 한편, 제1 셔터(60)를 개폐 구동하는 유닛(unit)에 대해서는 후술한다.
하부 프레임(17)은 제1 셔터(60) 아래에 위치하며, 상하 방향으로 연장된 채널(channel)(18)과, 상기 채널(18)의 상단과 이어지며 상기 제1 셔터(60) 및 이를 개폐 구동하는 유닛을 지지하는 제1 셔터 지지판(21)을 구비한다. 상기 채널(18)은 ZX 평면과 평행한 일 측면이 개방되어 횡단면이 알파벳 'U' 또는 한글 'ㄷ' 형상이며, 상측과 하측도 개방되어 있다. 상기 개방된 일 측면의 한 쌍의 모서리에는 상하 방향으로 연장된 승강 가이드 슬롯(guide slot)(19)이 형성된다.
스크류 커버(31)는 제1 약제 탱크(11)의 돌출벽(15)과 반대측 벽에 고정 지지된다. 스크류(35)는 외주면에 수나사 패턴(male screw pattern)이 형성되고 상하 방향으로 연장되며, 상단과 하단이 상기 스크류 커버(31)에 회전 가능하게 지지된다. 상기 스크류(35)를 회전 구동하는 유닛은, 스크류(35)를 회전시키는 동력을 제공하는 스크류 구동 모터(36)와, 상기 스크류 구동 모터(36)의 샤프트(37)와 동축(同軸) 회전하는 모터 샤프트 기어(미도시)와, 상기 모터 샤프트 기어에 치합되며 상기 스크류(35)의 상측에서 상기 스크류(35)와 동축 회전하는 스크류 기어(38)를 구비한다. 상기 스크류 구동 모터(36)는 스크류 기어(38)를 노출되지 않게 가려주며 상기 스크류 커버(31) 상단에 고정되는 스크류 기어 커버(33)에 지지된다.
승강 프레임(25)은 스크류(35)의 외주면에 나사 체결되어 상기 스크류(35)의 회전 방향에 따라 승강하는 스크류 체결 블록(block)(26)과, 상기 채널(18)의 일 측 단부에 대해 미끄러지면서 승강 가능하게 결합된 승강벽(27)과, 상기 제2 셔터(45) 및 상기 제2 셔터(45)를 개폐 구동하는 유닛을 지지하는 제2 셔터 브라켓(bracket)(29)을 구비한다. 상기 스크류 체결 블록(26)이 상기 승강벽(27)의 상단에 연결되고, 상기 제2 셔터 브라켓(29)이 상기 승강벽(27)의 하단에 연결된다. 승강벽(27)의 양 측 모서리(28)는 상기 채널(18)의 한 쌍의 승강 가이드 슬롯(29)에 승강 가능하게 끼워진다. 이와 같은 구성으로, 상기 스크류 구동 모터(36)의 샤프트(37)의 회전 방향에 따라 승강 프레임(25)이 상승 또는 하강하고, 그 회전 각도에 따라 상승 또는 하강 거리가 결정된다. 즉, 승강벽(27)과 제2 셔터(45)는 같은 방향으로 같은 거리만큼 승강하도록 연계된다.
제1 약제 공간(12)에서 아래로 배출된 작은 입자 약제(2)가 수용되는 제2 약제 공간(49)이 마련되는 제2 약제 탱크(48)는, 상기 채널(18)과 상기 승강벽(27)을 구비하여 구성된다. 상기 제2 셔터(45)는 승강 프레임(25)의 제2 셔터 브라켓(29)에 지지되어 제1 셔터(60)의 아래에서 승강 가능하게 배치된다. 상기 제2 셔터(45)는 작은 입자 약제(2)가 제2 약제 공간(49)에서 낙하하여 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)의 밖으로 배출되도록 개폐된다.
제2 셔터(45)가 승강함에 따라 제2 약제 공간(49)의 체적이 변경된다. 부연하면, 승강 프레임(25)의 상승 가능한 최고의 높이에서 하강함에 따라 승강벽(27)과 제2 셔터(45)가 하강하여 제2 약제 공간(49)의 체적이 점진적으로 커진다. 반대로, 승강 프레임(25)이 하강 가능한 최저의 높이에서 상승함에 따라 승강벽(27)과 제2 셔터(45)가 상승하여 제2 약제 공간(49)의 체적이 점진적으로 작아진다.
상기 제1 셔터(60)를 개폐 구동하는 유닛은 제1 약제 탱크(11) 내부에서 상기 상기 돌출벽(15) 및 상기 분리벽(14)에 의해 한정된 공간에 배치된다. 상기 제1 셔터(60)를 개폐 구동하는 유닛은, 제1 셔터(60)를 개폐하는 동력을 제공하는 제1 셔터 구동 모터(51)와, 제1 셔터(60)를 고정 지지하며 하부 프레임(17)의 제1 셔터 지지판(21) 상에서 X축과 평행한 방향으로 이동 가능한 슬라이딩 부재(58)를 구비한다.
제1 셔터 구동 모터(51)는 슬라이딩 부재(58)에 지지된 모터 브라켓(53)에 지지된다. 상기 모터 브라켓(53)에는 피니언 기어 샤프트(56)가 회전 가능하게 지지되고, 상기 피니언 기어 샤프트(56)의 양 단부에는 제1 및 제2 피니언 기어(55a, 55b)가 체결된다. 상기 제1 셔터 구동 모터(51)의 샤프트와 동축(同軸) 회전하는 모터 샤프트 기어(54)는 상기 제1 피니언 기어(55a)에 치합된다. 상기 제1 및 제2 피니언 기어(55a, 55b)는 상기 슬라이딩 부재(58)의 상측면에 X축과 평행한 방향으로 연장된 제1 및 제2 랙 기어(rack gear)(57a, 57b)에 각각 치합된다.
이와 같은 구성으로, 제1 셔터 구동 모터(51)의 샤프트가 회전하면 그 회전 방향에 따라 제1 셔터(60)가 X축 양(+)의 방향과 평행하게 이동하거나 그 반대 방향으로 이동하여, 제1 약제 공간(12)의 하단이 개방되거나 폐쇄된다. 도 3에서 도면 참조번호 '22a' 및 '22b'는 슬라이딩 부재(58)를 X축과 평행하게 이동하도록 안내하는 가이드 돌기들로서 상기 제1 셔터 지지판(21) 상에 마련된다. 한편, 상기 제1 셔터(60)는 폐쇄되는 방향으로 탄성 바이어스(elastic bias)되어 있을 수도 있으며, 도면에 도시되진 않았으나 본 발명의 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)는 상기 제1 셔터(60)를 폐쇄되는 방향으로 탄성 가압하는 스프링을 더 구비할 수도 있다.
상기 제2 셔터(45)를 개폐 구동하는 유닛은, 상기 제2 셔터 브라켓(29)에 지지되며 제2 셔터(45)를 개폐하는 동력을 제공하는 제2 셔터 구동 모터(41)와, 상기 제2 셔터 구동 모터(41)의 샤프트와 동축 회전하는 샤프트 기어(42)와, 상기 제2 셔터 브라켓(29)에 회전 가능하게 지지되고 Y축 방향으로 연장된 힌지 샤프트(hinge shaft)(44)와, 상기 힌지 샤프트(44)와 동축 회전하고 상기 샤프트 기어(42)에 치합된 힌지 샤프트 기어(43)를 구비하며, 상기 힌지 샤프트(44)에 제2 셔터(45) 일 측의 힌지(hinge)(46)가 고정 체결된다.
이와 같은 구성으로, 제2 셔터 구동 모터(41)의 샤프트가 회전하면 그 회전 방향에 따라 제2 셔터(45)가 도 3을 기준으로 반시계 방향 또는 시계 방향으로 회전하여 제2 약제 공간(49)의 하단이 개방되거나 폐쇄된다. 한편, 도면에 도시된 본 발명의 실시예에서는 제2 셔터(45)가 힌지 샤프트(44)를 중심으로 회전하는 소위 '여닫이 방식'의 셔터이지만, 제1 셔터(51)와 마찬가지로 소위 '미닫이 방식'의 셔터일 수도 있다. 또 한편, 상기 제2 셔터(45)는 폐쇄되는 방향으로 탄성 바이어스(elastic bias)되어 있을 수도 있으며, 도면에 도시되진 않았으나 본 발명의 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)는 상기 제2 셔터(45)를 폐쇄되는 방향으로 탄성 가압하는 스프링을 더 구비할 수도 있다.
작은 입자 약제 배출 카트리지(10)는 최고 높이 감지 센서(66), 최저 높이 감지 센서(68), 높이 측정 센서(63), 제1 셔터 개폐 감지 센서(71), 및 제2 셔터 개폐 감지 센서(73)를 더 구비한다. 최고 높이 감지 센서(66)는 승강 프레임(25)이 상승 가능한 최고 높이에 도달한 경우 이를 감지하고, 최저 높이 감지 센서(68)는 승강 프레임(25)이 하강 가능한 최저 높이에 도달한 경우 이를 감지하며, 높이 측정 센서(63)는 승강 프레임(25)의 높이를 측정한다. 상기 승강 프레임(25)은 승강벽(27)을 구비하고 제2 셔터(45)를 지지하므로, 상기 최고 높이 감지 센서(66) 및 최저 높이 감지 센서(68)는 승강벽(27)과 제2 셔터(45)가 최고 높이 또는 최저 높이에 도달했는지를 감지하고, 상기 높이 측정 센서(63)는 승강벽(27)과 제2 셔터(45)의 현재 높이를 측정한다.
최고 높이 감지 센서(66)와 최저 높이 감지 센서(68)는 접촉 센서로서 스크류 커버(31)의 상단 및 하단에 탑재된다. 스크류(35)가 일 방향으로 회전하여 스크류 체결 블록(26)이 상기 최고 높이 감지 센서(66)의 프로브(probe)(67)에 접촉하면 최고 높이 감지 센서(66)가 이를 감지하고, 이로 인해 스크류 구동 모터(36)에 공급되는 전류가 차단되어 스크류 승강 프레임(25)의 상승이 멈춘다. 스크류(35)가 반대 방향으로 회전하여 스크류 체결 블록(26)이 상기 최저 높이 감지 센서(68)의 프로브(69)에 접촉하면 스크류 구동 모터(36)에 공급되는 전류가 차단되어 스크류 승강 프레임(25)의 하강이 멈추게 된다.
높이 측정 센서(63)는 스크류(35)의 회전 각도를 측정하는 엔코더(encoder)를 포함할 수 있다. 승강 프레임(25) 및 제2 셔터(45)가 디폴트(default) 높이에 있는 상태에서 스크류(35)가 회전하여 승강 프레임(25)의 높이가 변경되면, 상기 엔코더가 상기 스크류(35)의 회전 각도를 측정함으로써 승강 프레임(25) 및 제2 셔터(45)의 높이가 산출된다. 이렇게 산출된 제2 셔터(45)의 높이를 통해 제2 약제 공간(49)의 체적이 계산된다. 상기 승강 프레임(25) 및 제2 셔터(45)의 디폴트 높이는 상기 승강 프레임(25) 및 제2 셔터(45)가 상승 가능한 최고 높이, 또는 하강 가능한 최저 높이일 수 있다.
제1 셔터 개폐 감지 센서(71)는 제1 셔터(60)의 개폐를 감지하는 것으로, 제1 셔터 지지판(21)에 설치되는 접촉 센서이다. 제2 셔터 개폐 감지 센서(73)는 제2 셔터(45)의 개폐를 감지하는 것으로, 제2 셔터 브라켓(29)에 설치되는 접촉 센서이다. 제1 셔터(60)가 폐쇄되면 슬라이딩 부재(58)가 제1 셔터 개폐 감지 센서(71)의 프로브(72)에 접촉하고, 반대로 제1 셔터(60)가 개방되면 슬라이딩 부재(58)가 상기 프로브(72)에서 이격되므로 제1 셔터 개폐 감지 센서(71)가 이 변화를 감지하게 된다. 제2 셔터(45)가 폐쇄되면 제2 셔터(45)가 제2 셔터 개폐 감지 센서(73)의 프로브(74)에 접촉하고, 반대로 제2 셔터(45)가 개방되면 제2 셔터(45)가 상기 프로브(74)에서 이격되므로 제2 셔터 개폐 감지 센서(73)가 이 변화를 감지하게 된다.
상기 제1 셔터 개폐 감지 센서(71)와 제2 셔터 개폐 감지 센서(73)에 의해 제1 셔터(60) 및 제2 셔터(45)의 오작동 유무가 감지되고, 오작동이 발생하면 약제 포장 장치의 동작이 멈추게 된다. 최고 높이 감지 센서(66), 최저 높이 감지 센서(68), 제1 셔터 개폐 감지 센서(71), 및 제2 셔터 개폐 감지 센서(73)는 예컨대, 리미트 스위치(limit switch)를 포함할 수 있다. 한편, 도 1에서 참조번호 '78'은 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)에 구비된 모터(36, 41, 51)와, 센서(63, 66, 68, 71, 73)에 적절한 전류를 공급하는 회로가 형성된 카트리지 PCB(printed circuit board)이다.
제1 약제 탱크(11)의 상단부(16)는 작은 입자 약제(2)가 대량으로 보관된 약통(90)에 연결된다. 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)는 상기 제1 약제 탱크 상단부(16)에 상기 약통(90)을 견고하게 고정하기 위한 호퍼(80)를 더 구비한다. 상기 호퍼(80)의 하단부는 아래로 돌출되어 상기 제1 약제 탱크 상단부(16)에 고정 결합되고, 상기 호퍼(80)의 하단부 내부에는 상하 방향으로 통공(82)이 형성되어 있다.
상기 약통(90)은 작은 입자 약제(2)가 수용되는 용기(91)와, 용기(91)의 상측 개구를 개폐 가능하게 폐쇄하며, 상기 호퍼(80)에 착탈 가능하게 결합되는 캡(cap)(95)을 구비한다. 제1 셔터(60)가 폐쇄된 상태에서 작은 입자 약제(2)가 보관된 약통(90)을 뒤집어서 상기 약통(90)의 캡(95)을 상기 호퍼(80)와 결합시키면, 작은 입자 약제(2)가 상기 용기(91) 내부로부터 상기 캡(95)과 상기 통공(82)을 통해 상기 제1 약제 탱크(11) 내부로 투하되어 제1 약제 공간(12) 내부에 적재되며, 작은 입자 약제(2)가 제1 약제 탱크(11) 외부로 쏟아지거나 작은 입자 약제(2)의 먼지가 공기 중으로 비산되지 않는다. 따라서, 상기 약통(90)의 용기(91)가 비워지고, 제1 약제 공간(12)에 남은 작은 입자 약제(2)의 잔존량이 미리 설정된 최소 허용량보다 작게 잔존하게 되기 전까지, 자동 약제 포장 장치(미도시)를 이용한 자동 약제 포장 작업이 연속적으로 진행될 수 있다.
이하에서는 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)를 이용한 작은 입자 약제(2) 배출 작업을 설명한다. 먼저, 제1 셔터(60)가 폐쇄되고 제2 셔터(45)가 폐쇄된 상태에서 상기 호퍼(80)에 특정 종류의 작은 입자 약제(2)가 보관된 약통(90)이 결합되면, 호퍼(80)의 통공(82)을 통해 작은 입자 약제(2)가 낙하하여 제1 약제 공간(12)에 채워진다. 상기 약통(90)을 호퍼(80)에 결합하기에 앞서서 승강 프레임(25)과 제2 셔터(45)를 상기한 디폴트 높이로부터 승강시켜 높이를 변경함으로써 제2 약제 공간(49)의 체적을 상기 특정 종류의 작은 입자 약제(2)의 1회 복용량에 맞게 조정할 수 있다.
부연하면, 상기 특정 종류의 작은 입자 약제(2)의 1회 복용량은 통상적으로 그램(g) 단위의 중량으로 알려져 있으며, 상기 약통(90)의 용기(91) 내부 공간의 체적도 알려져 있다. 그러므로, 상기 용기(91) 내부에 상기 작은 입자 약제(2)를 가득 채우고 상기 용기(91) 내부에 채워진 작은 입자 약제(2)의 중량을 측정하여 상기 작은 입자 약제(2)의 비중을 알아낼 수 있으며, 이를 통해 1회 복용량의 부피를 알아 낼 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 승강 프레임(25)과 제2 셔터(45)의 높이를 변경하여 제2 약제 공간(49)의 체적을 상기 작은 입자 약제(2)의 1회 복용량의 부피와 같도록 조정한다.
다음으로, 제1 셔터(60)가 개방되고, 상기 작은 입자 약제(2)가 제1 약제 공간(12)에서 하강하여 제2 약제 공간(49)을 채운다. 작은 입자 약제(2)는 상기 제1 약제 공간(12)에서 배출된 양만큼 상기 약통(90)에서 낙하하여 제1 약제 공간(12)에 채워지므로 상기 약통(90)이 비워지기 전에는 제1 약제 공간(12)은 항상 가득 채워진다.
다음으로, 제1 셔터(60)가 다시 폐쇄되고, 작은 입자 약제(2)가 채워진 제2 약제 공간(49)이 제1 약제 공간(12)과 구분된다. 다음으로, 제2 셔터(45)가 개방되어 제2 약제 공간(49)에 수용된 작은 입자 약제(2)가 아래로 배출된다. 제2 약제 공간(49)에서 아래로 배출된 작은 입자 약제(2)는 약포로 투입되고, 상기 작은 입자 약제(2)가 투입된 약포는 밀봉된다. 제2 약제 공간(49)에서 작은 입자 약제(2)가 배출된 후에 제2 셔터(45)는 비어 있는 제2 약제 공간(49)을 폐쇄하는 위치로 복귀한다.
도 5는 도 1의 작은 입자 약제 소진 알림 장치에 구비된 압전판을 도시한 평면도이고, 도 6은 도 5의 압전판에 입력되는 입력 전압과, 압전판에 의해 출력되는 출력 전압의 예를 나타내는 그래프이다. 도 1, 및 도 5를 함께 참조하면, 작은 입자 약제 소진 알림 장치(100)는 압전판(piezo-electric diaphragm)(101), 알람 기구(alarm device)(120, 122), 및 콘트롤러(125)를 구비한다.
압전판(101)은 압전 효과을 나타내는 얇은 판(plate) 형상의 소자로서, 제1 약제 탱크 내부에 작은 입자 약제(2)에 노출되도록 설치된다. 구체적으로, 압전판(101)은 원형의 진동판(102)과, 진동판(102)에 적층되며 금속으로 이루어진 제1 금속판(103) 및 제2 금속판(107)을 구비한다. 진동판(102)은 예컨대, 실리콘(Si)으로 이루어질 수 있다. 제1 금속판(103)과 제2 금속판(107)은 예컨대, 구리(Cu) 또는 구리 합금으로 이루어질 수 있다. 제1 금속판(103)의 평면 면적이 제2 금속판(107)의 평면 면적보다 크고, 제1 금속판(103)과 제2 금속판(107)은 서로 접촉되는 부분 없이 이격되게 배치된다.
제1 금속판(103)에는 제1 단자(terminal)(111)가 통전(通電) 가능하게 연결되고, 제2 금속판(107)에는 제2 단자(112)가 통전 가능하게 연결되며, 진동판(102)에는 접지 단자(ground terminal)(113)이 통전 가능하게 연결된다. 제1 단자(111)를 통해 제1 금속판(103)으로 입력 신호가 입력되고, 제2 단자(112)를 통해 제2 금속판(107)으로부터 출력 신호가 출력된다. 예를 들어, 상기 압전판(101)은 'CUI Inc.'사의 제품 중 품번(Part No.)이 'CEB-20FD64' 인 제품일 수 있다. 한편, 도 1 및 도 4의 참조번호 '13'은 압전판(101)을 외부에 노출되지 않게 보호하는 압전판 커버(cover)이다.
상기 알람 기구는 자동 약제 포장 장치를 관리하는 작업자의 작업자의 주의를 집중시키는 자극을 발생시킨다. 상기 알람 기구에는, 상기 작업자의 청각을 자극하는 경고음을 생성하는 스피커(speaker)(120), 및 상기 작업자의 시각을 자극하는 경고 메시지(message)를 표시하는 디스플레이 패널(display panel)(122)중 적어도 하나가 포함된다.
도 1, 도 4 내지 도 6을 함께 참조하면, 콘트롤러(125)는 입력 신호로서 압전판(101)에 펄스(pulse) 형태의 전압을 입력하고, 상기 입력 신호에 대한 출력 신호로서 압전판(101)으로부터 펄스 형태의 전압을 수신한다. 그리고, 상기 출력 신호의 크기가 미리 정한 기준값(CR)보다 크면, 알람 기구(120, 122)를 작동시킨다. 상기 입력 신호는 상기 제1 단자(111)와 접지 단자(113) 사이의 전위차이고, 상기 출력 신호는 상기 제2 단자(112)와 접지 단자(113) 사이의 전위차이다. 콘트롤러(125)의 입력 신호는 카트리지 PCB(78)를 통해 압전판(101)에 송신되고, 압전판(101)의 출력 신호는 카트리지 PCB(78)를 통해 콘트롤러(125)에 수신될 수 있다.
예컨대, 5V와 같이 일정한 크기(IP)의 펄스 전압 형태의 입력 신호가 제1 단자(111)를 통해 압전판(101)에 입력되면 2차 압전 효과에 의해 압전판(101)에 진동이 발생한다. 그리고, 그 진동에 의한 1차 압전 효과에 의해 펄스 전압 형태의 출력 신호가 제2 단자(112)를 통해 송출된다. 상기 출력 신호의 크기(OP1, OP2)는 입력 신호의 크기(IP)보다 작다. 제1 약제 탱크(11)의 제1 약제 공간(12)에 작은 입자 약제(2)가 가득 채워져 있으면, 작은 입자 약제(2)로 인한 간섭이 커져서 압전판(101) 진동의 진폭(amplitude)이 작아진다. 이로 인해 출력 신호의 크기(OP1)는, 예컨대, 0.2V와 같이 매우 작다.
반면, 상기 제1 약제 공간(12)이 완전히 비어 있으면, 작은 입자 약제(2)로 인한 간섭이 작아져서 압전판(101) 진동의 진폭이 상대적으로 커지고, 출력 신호의 크기(OP2)는, 예컨대, 3V와 같이, 제1 약제 공간(12)이 가득 채워져 있을 때의 출력 신호 크기(OP1)보다 크고, 입력 신호의 크기(IP)보다 작다.
여기서, 상기 기준값(CR)은 상기 제1 약제 공간(12)에 작은 입자 약제(2)가 최소 허용량만큼 채워져 있을 때 압전판(101)에서 송출되는 출력 신호의 크기에 대응되는 전압값이다. 상기 기준값(CR)은 제1 약제 공간(12)이 완전히 비어 있을 때의 출력 신호 크기(OP2)보다 작고, 제1 약제 공간(12)이 가득 채워져 있을 때의 출력 신호 크기(OP1)보다 크다. 상기 최소 허용량은 제1 약제 공간(12)에 수용되는 작은 입자 약제(2)의 1회 복용량으로 설정될 수 있다. 그렇지 않고 상기 최소 허용량을 상기 1회 복용량보다 작은 양으로 설정할 경우, 상기 알림 기구(120, 122)를 통해 작업자가 상기 제1 약제 공간(12)이 비어 있음을 감지하기에 앞서서 자동 포장된 약포에 1회 복용량보다 적은 양의 작은 입자 약제(2)가 포함될 수 있다.
약제 포장 장치(미도시)의 작동이 개시됨과 함께 상기 펄스 형태의 입력 신호는 계속적으로 압전판(101)에 입력되고, 상기 출력 신호도 계속적으로 콘트롤러(125)에 수신된다. 상기 약제 포장 장치의 작동 중에 상기 출력 신호의 크기가 점차 커지게 되고, 상기 기준값(CR)보다 작은 상태에서 상기 기준값(CR)보다 커지는 시점이 발생한다. 이때, 스피커(120)는 작업자의 청각을 자극하여 주의를 환기할 수 있는 경고음 또는 음성 메시지를 생성한다. 약제 포장 장치가 복수 개의 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)를 구비하는 경우, 상기 음성 메시지는 복수 개의 작은 입자 약제 배출 카트리지(10) 중에서 특정한 하나의 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)의 제1 약제 탱크(11)가 비어 있음을 알려주는 내용을 포함할 수 있다.
상기 출력 신호의 크기가 상기 기준값(CR)보다 클 때, 디스플레이 패널(122)은 작업자의 시각을 자극하여 주의를 환기할 수 있는 경고 메시지(message)를 표시한다. 약제 포장 장치가 복수 개의 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)를 구비하는 경우, 상기 경고 메시지는 복수 개의 작은 입자 약제 배출 카트리지(10) 중에서 특정한 하나의 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)의 제1 약제 탱크(11)가 비어 있음을 알려주는 문자 정보를 포함할 수 있다.
작업자는 상기 알람 기구(120, 122)를 통해 특정의 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)의 제1 약제 탱크(11)가 비어 있음을 인식하면, 약제 포장 장치(미도시)의 작동을 정지시키고, 상기 특정의 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)에 결합된 약통(90)을 분리하고, 작은 입자 약제(2)를 용기(91)에 채우고, 약통(90)을 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)에 다시 결합시키고, 상기 약제 포장 장치를 다시 재가동할 수 있다.
한편, 콘트롤러(125)는 상기 출력 신호의 크기가 상기 기준값(CR)보다 크면 상기 제1 셔터(60)의 개방을 허용하지 않고, 약제 포장 장치의 작동도 정지시키도록 설계될 수 있다. 이 경우에는, 특정의 작은 입자 약제 배출 카트리지(10)의 제1 약제 탱크(11) 내부에 작은 입자 약제가 소진되면 자동적으로 제1 셔터(60)가 열리지 않고, 약제 포장 장치의 작동도 정지되므로, 작업자는 약제 포장 장치를 급하게 정지시켜야 하는 작업 부담을 갖지 않아도 된다.
압전판(101)은 제1 약제 탱크(11)의 내부 공간, 즉 제1 약제 공간(12)을 한정하는 내측면에 설치된다. 압전판(101)이 설치되는 높이(DH)는 제1 약제 공간(12)의 상한 높이(TH) 및 하한 높이(BH)의 중간 높이(MH)에서 상기 상한 높이(TH) 사이의 높이이다. 상기 압전판(101)의 설치 높이(DH)가 상기 중간 높이(MH)와 하한 높이(BH) 사이의 높이이면, 최소 허용량보다 작은 양의 작은 입자 약제(2)가 제1 약제 공간(12) 내부에 잔존하는 경우의 출력 신호 크기와, 제2 약제 공간(12)에 최소 허용량보다 많은 양의 작은 입자 약제(2)가 잔존하는 경우의 출력 신호 크기의 차이가 명확하게 드러나지 않으며, 이로 인해 제1 약제 공간(12)이 비어 있음을 작업자가 인지하지 못할 수 있다. 압전판(101)에 제1 약제 공간(12) 내부에서 비산되는 작은 입자 약제(2)로 인한 간섭이 심해지기 때문이다.
상기 작은 입자 약제 소진 알림 장치(100)는, 가루약과 같은 작은 입자 약제(2)가 수용되는 약제 탱크(11)의 내부 공간(12)이 비워지면 자동적으로 경고음이나 메시지로 작업자에게 작은 입자 약제(2)가 보충되어야 함을 알려준다. 따라서, 작업자가 적절하게 약제 탱크(11)에 작은 입자 약제(2)를 보충할 수 있으며, 약제 포장 장치를 이용한 약제 자동 포장에서 작업 불량이 예방된다. 또한, 상기 작은 입자 약제 소진 알림 장치(100)는 약제 탱크(11) 내부에 작은 입자 약제(2)가 채워져 있는지를 감지하는 수단으로 압전판(101)을 사용한다. 따라서, 포토 센서나 초음파 센서를 사용하는 경우에 비하여 정확도가 향상되고 원가가 절감된다.
한편, 이상에서는 본 발명의 실시예로서 작은 입자 약제 배출 카트리지(10) 및 이를 구비한 약제 포장 장치에 구비되는 작은 입자 약제 소진 알림 장치(100)에 대해서만 언급하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 작은 입자 약제 소진 알림 장치는, 작은 입자 약제 배출 카트리지와 무관한 약제 탱크에 설치된 압전판을 포함하여 구성될 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 작은 입자 약제 배출 카트리지
11: 제1 약제 탱크
48: 제2 약제 탱크 45: 제2 셔터
60: 제1 셔터 90: 약통
101: 압전판 120: 스피커
122: 디스플레이 패널 125: 콘트롤러
48: 제2 약제 탱크 45: 제2 셔터
60: 제1 셔터 90: 약통
101: 압전판 120: 스피커
122: 디스플레이 패널 125: 콘트롤러
Claims (6)
- 약제 탱크의 내부 공간에 채워지는 작은 입자 약제의 양이 미리 정한 최소 허용량보다 작아지면 이를 알려주는 장치로서,
상기 약제 탱크 내부에 상기 작은 입자 약제에 노출되도록 설치되는 압전판(piezo-electric diaphragm);
작업자의 주의를 집중시키는 자극을 발생시키는 알람(alarm) 기구; 및,
입력 신호로서 상기 압전판에 펄스(pulse) 형태의 전압을 입력하고, 상기 입력 신호에 대한 출력 신호로서 상기 압전판으로부터 펄스 형태의 전압을 수신하며, 상기 출력 신호의 크기가 미리 정한 기준값보다 크면 상기 알람 기구를 작동시키는 콘트롤러(controller);를 구비하는 것을 특징으로 하는 작은 입자 약제 소진 알림 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 알람 기구는, 상기 작업자의 청각을 자극하는 경고음을 생성하는 스피커(speaker), 및 상기 작업자의 시각을 자극하는 경고 메시지(message)를 표시하는 디스플레이 패널(display panel) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 작은 입자 약제 소진 알림 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 압전판은, 진동판, 상기 진동판에 적층되며 금속으로 이루어진 제1 금속판, 및 상기 제1 금속판과 이격되게 배치되어 상기 진동판에 적층되며 금속으로 이루어진 제2 금속판을 구비하고,
상기 제1 금속판으로 상기 입력 신호가 입력되고, 상기 제2 금속판으로부터 상기 출력 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 작은 입자 약제 소진 알림 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 약제 탱크 내부 공간이 완전히 비어 있을 때 출력 신호의 크기는, 상기 약제 탱크 내부 공간이 가득 채워져 있을 때 출력 신호 크기보다 크고, 상기 입력 신호의 크기보다 작으며,
상기 기준값은 상기 완전히 비어 있을 때의 출력 신호 크기보다 작고, 상기 가득 채워져 있을 때 출력 신호 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 작은 입자 약제 소진 알림 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 압전판은 상기 약제 탱크 내부 공간을 한정하는 내측면에 설치되고,
상기 압전판이 설치되는 높이는 상기 약제 탱크 내부 공간의 상한 높이 및 하한 높이의 중간 높이에서 상기 상한 높이 사이인 것을 특징으로 하는 작은 입자 약제 소진 알림 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 약제 탱크는 작은 입자 약제를 상기 약제 탱크 내부에서 외부로 배출하기 위해 개폐되는 셔터(shutter)를 구비하고,
상기 콘트롤러는, 상기 출력 신호의 크기가 미리 정한 기준값보다 크면 상기 셔터의 개방을 허용하지 않는 것을 특징으로 하는 작은 입자 약제 소진 알림 장치.
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