KR20200082365A

KR20200082365A - 표본 자동 공급 시스템 및 그의 제어방법

Info

Publication number: KR20200082365A
Application number: KR1020180172889A
Authority: KR
Inventors: 윤관훈
Original assignee: 주식회사 에이피엠엔지니어링
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2020-07-08
Also published as: US20220065887A1; US11921129B2; KR102207891B1; WO2020138740A1

Abstract

본 발명은 표본 자동 투입 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 탄소(카본)을 측정하는 탄소(카본) 측정 장치에 인접하여 설치되고 상부가 개구된 공간부를 갖도록 형성되고, 탄소 측정 장치로 표본을 투입하는 투입홀을 갖는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임에 승하강되면서 상기 탄소 측정 장치 쪽에 대해 직교되는 방향으로 수평 왕복 이동되고, 다수의 표본을 안착시킬 수 있는 표본 안착 유닛과, 상기 표본 안착 유닛의 하측에 설치되며, 상기 표본 안착 유닛에 안착된 다수의 표본 중 하나의 표본을 리프트 시킬 수 있는 표본 리프트 유닛과, 상기 탄소 측정 장치 쪽의 방향으로 길게 설치되어 상기 표본 리프트 유닛에 의해 리프트된 표본을 파지하여 상기 탄소 측정 장치로 투입시킬 수 있는 표본 투입 유닛;을 포함하여 구성할 수 있다. 따라서, 인력을 투입하지 않고도 다수의 표본을 자동으로 탄소 측정장치에 투입하고 사용된 표본을 버릴 수 있어 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있으며 표본의 투입하는 과정을 최소화함으로써, 표본을 이용하여 탄소를 자동으로 측정하는데 소요되는 시간을 현저하게 줄일 수 있다.

Description

표본 자동 공급 시스템 및 그의 제어방법 {Automatic sample supply system and its control method}

본 발명은 표본 자동공급 장치 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄소(카본)을 측정하기 위한 표본을 다수 준비한 후에 공급하여 탄소 측정 과정까지 진행한 후에 사용한 표본을 버리는 과정을 모두 자동을 수행할 수 있는 표본 자동고급 장치 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

대기 중 입자상 물질 중의 탄소성분은 매우 중요한 구성성분으로 입자 질량이 10 ~ 40%를 차지한다. 입자상 탄소성분은 화석 연료의 불안전 연소와 대기중에서의 이차 광화학반응으로 생성되는 불순물 형태로 생성되며 도시 대기에 부유하는 입자의 10~ 40%를 점유하는 주요 구성성분이다.

이러한 입자상 탄소 성분은 주로 유기성 탄소, 원소성 탄소 그리고 탄산염 탄소로 분류되고 있다. 이는 대기오염을 유발 가능성이 있으며, 지구 온난화에 영향을 미친다는 연구가 있었다.(Jacobson, 2001; Hansen et al., 2000).

이러한 대기 중 입자상 물질 중의 탄소성분을 분석하기 위한 방법으로 열광학적(Thermal-Optical) 분석법에 의한 장비들이 있으며 1회 분석 시간은 약 20분 정도의 분석 시간이 소요되고 일반적으로 인력에 의해 표본을 공급할 경우 1일 최대 분석할 수 있는 표본의 수는 20개 정도로 적은 수량의 표본만 분석할 수 있어 분석하는 표본의 량이 너무 적어 효율이 좋지 않고 비용만 상승되는 문제점이 있었다.

한국 등록특허공보 제10-0927847호 (2009.11.13)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 인력을 사용하지 않고 다수의 표본을 탄소(카본) 측정 장치로 공급하면서 다 사용한 표본을 버리는 과정도 함께 수행할 수 있도록 하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있도록 한 표본 자동 공급 장치 및 그의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 탄소(카본) 측정 장치로 표본을 공급하는데 소요되는 시간을 현저하게 줄일 수 있도록 한 표본 자동 공급 장치 및 그의 제어방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 탄소(카본)을 측정하는 탄소(카본) 측정 장치에 인접하여 설치되고 상부가 개구된 공간부를 갖도록 형성되고, 탄소 측정 장치로 표본을 투입하는 투입홀을 갖는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임에 승하강되면서 상기 탄소 측정 장치 쪽에 대해 직교되는 방향으로 수평 왕복 이동되고, 다수의 표본을 안착시킬 수 있는 표본 안착 유닛과, 상기 표본 안착 유닛의 하측에 설치되며, 상기 표본 안착 유닛에 안착된 다수의 표본 중 하나의 표본을 리프트 시킬 수 있는 표본 리프트 유닛과, 상기 탄소 측정 장치 쪽의 방향으로 길게 설치되어 상기 표본 리프트 유닛에 의해 리프트된 표본을 파지하여 상기 탄소 측정 장치로 투입시킬 수 있는 표본 투입 유닛;을 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 메인 프레임이나 표본 투입 유닛에 마련되어 상기 탄소 측정 장치에서 사용된 표본을 표본 투입 유닛에서 메인 프레임이나 인근에 마련되는 폐기공간으로 불어서 블로워 유닛을 더 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 표본 리프트 유닛은, 판 형상의 리프트 베이스와, 리프트 베이스의 양측 가장자리 양 끝에서 상측으로 돌출 형성되는 복수의 핑거돌기와, 상기 복수의 핑거돌기의 상부에 각각 수평으로 돌출 형성되되, 상기 리프트 베이스의 내측으로 돌출 형성되어 상기 표본의 양측 가장자리 하측을 들어올릴 수 있는 걸림돌기로 구성하는 리프트 부재와, 상기 리프트 베이스의 밑면에 연결되어 상기 리프트 부재를 승하강시키는 승강구동부;를 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 표본 투입 유닛은, 상기 메인 프레임의 상부에 설치되며, 상하부가 개구되는 박스 형태의 틀형태로 형성되는 보조 프레임과, 상기 탄소 측정 장치가 있는 방향으로 길게 배치되어 상기 보조 프레임에 회전 가능하게 설치되는 회동부재와, 상기 회동부재에 회전 가능하게 결합되고, 상기 회동부재의 회전시 상기 회동부재를 따라 상기 회동부재의 길이 방향으로 왕복 이동하는 이동부재와, 상기 이동부재에 결합되어 상기 이동부재와 함께 이동하고, 상기 표본 리프트 유닛에 의해 리프트된 표본을 파지하여 상기 탄소 측정 장치로 표본을 투입하는 표본 투입 부재와, 상기 회전부재를 회전시키는 구동부;를 포함하되, 상기 보조프레임은, 상기 표본을 파지하는 작동공간과 상기 표본 투입부재와, 이동부재와, 회동부재를 설치하는 설치공간을 격벽으로 구획하고, 상기 격벽에는 상기 표본 투입부재의 단부가 관통하여 통과하는 관통홀을 형성하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 표본 투입 부재는, 상기 이동부재에 회전 가능하게 결합되는 바 형상의 부재와, 상기 바형상의 부재의 끝에 마련되어 상기 관통홀을 통과하여 상기 작동공간에서 표본을 파지할 수 있는 스푼을 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 표본 투입 유닛은, 상기 스푼에 올려져서 탄소 측정이 완료된 표본을 떨어뜨려서 폐기공간으로 버릴 수 있도록 표본 투입 부재를 회전시킬 수 있는 표본 투입부재 회전부를 더 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 표본 투입부재 회전부는, 상기 표본 투입 부재의 단부 외주면에 돌출 형성되는 하나 이상의 돌기부와, 상기 보조 프레임에서 설치공간 쪽으로 돌출 형성되는 일측 개구되는 하우징과, 상기 하우징의 개구에서 바닥쪽으로 형성되는 곡선 형상 홈에 마련되는 가이드면을 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 표본 투입 유닛은, 상기 작동공간 측의 격벽 일면에 근접한 상태에서 상기 보조 프레임의 폭 방향으로 왕복 이동되면서 상기 관통홀을 막을 수 있는 차단유닛을 더 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은, 표본 안착 유닛에 다수의 표본을 안착시키고, 메인 프레임에 수직과 수평으로 이동 가능하게 설치되는 설치프레임에 상기 표본 안착 유닛을 장착하여 준비하는 준비단계와, 상기 준비단계 이후에, 표본 리프트 유닛의 승강 구동부를 작동시켜 리프트 유닛을 작동시켜 상기 표본 안착 유닛에 안착된 표본을 메인 프레임의 투입홀보다 높은 위치에 위치로 상승시키는 표본 리프트 단계와, 상기 표본 리프트 단계 이후에, 표본 투입 유닛을 작동시켜 표본 투입 부재를 상기 투입홀 쪽으로 이동시켜 상기 표본 리프트 유닛에 의해 상승된 표본을 파지하는 표본 파지단계와, 상기 표본 파지단계 이후에, 상기 표본 투입 유닛을 작동시켜 상기 표본을 상기 투입홀을 통해 탄소 측정장치로 투입시키고, 탄소 측정 장치를 구동시켜 탄소를 측정하는 탄소 측정 단계와, 상기 탄소 측정 단계 이후에, 탄소 측정이 완료된 표본을 상기 메인 프레임 쪽으로 이동시킨 후에, 상기 표본 투입 유닛에서 폐기 공간으로 버릴 수 있는 표본 제거 단계를 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 표본 제거 단계는, 상기 메인 프레임이나 보조 프레임에 설치되는 표본 블로워 유닛을 작동시켜 상기 표본 투입 부재에 안착된 표본을 바람으로 불어서 폐기 공간으로 버릴 수 있는 블로워 단계를 더 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 탄소(카본)을 측정할 수 있도록 하는 다수의 표본을 탄소 측정 장치로 인력을 사용하지 않고 자동으로 처리함으로써, 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.

또한, 표본 카세트의 표본을 표본 리프트 유닛으로 들어올린 후에 스폰에 안착시킨 것을 바로 탄소 측정 장치로 공급할 수 있으므로, 표본을 공급하여 검사하는 과정에 소요되는 시간을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 리프트 유닛이 상승하면서 표본 카세트에서 표본을 들어올리고, 리프트 유닛이 하강하면서 스푼에 표본을 안착시킬 수 있으므로, 표본의 파지나 릴리즈시에 표본을 떨어뜨리는 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표본 자동 공급 시스템을 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 표본 자동 공급 시스템을 도시한 측단면도.
도 3은 도 1의 표본 자동 공급 시스템에서 표본 안착 유닛에서 표본 리프트유닛으로 상승시킨 상태를 도시한 사시도.
도 4는 도 1의 표본 자동 공급 시스템에서 보조프레임의 관통홀과 차단유닛 구조를 도시한 요부 사시도.
도 5는 도 1의 표본 자동 공급 시스템에서 표본 투입 부재의 회전부를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 표본 자동 공급 시스템의 제어 방법을 도시한 도면.

본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표본 자동 공급 시스템을 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 표본 자동 공급 시스템을 도시한 측단면도이며, 도 3은 도 1의 표본 자동 공급 시스템에서 표본 안착 유닛에서 표본 리프트유닛으로 상승시킨 상태를 도시한 사시도이다. 도 4는 도 1의 표본 자동 공급 시스템에서 보조프레임의 관통홀과 차단유닛 구조를 도시한 요부 사시도이고, 도 5는 도 1의 표본 자동 공급 시스템에서 표본 투입 부재의 회전부를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 표본 자동 투입 시스템(100)은, 탄소(카본)를 측정하는 탄소(카본) 측정 장치(50)로 표본을 공급하는 것으로, 메인 프레임(110)과, 표본 안착 유닛(120)과, 표본 리프트 유닛(130)과, 표본 투입 유닛(140)과, 표본 블로워 유닛(150)을 포함하여 구성할 수 있다.

먼저, 메인 프레임(110)은 상부가 개구되는 공간부를 구비하는 박스(직육면체) 형상으로 형성할 수 있다. 이 메인 프레임(110)은 도 1을 참조하여 좌우측 방향을 길이 방향이라 하고, 도면의 전방과 후방을 폭 방향이라 칭하여 설명하기로 한다.

이러한 메인 프레임(110)의 인근에는 탄소(카본)을 측정할 수 있는 탄소(카본) 측정 장치(50)가 설치될 수 있다. 즉, 도 1에서와 같이, 메인 프레임(110)의 일측(좌측)에 인접하여 탄소 측정 장치(50)가 설치될 수 있다. 탄소 측정 장치(50)에 인접하는 메인 프레임(110)의 일측면(도면에서 좌측면)에는 표본(10)을 탄소 측정 장치(50)로 투입할 수 있는 투입홀(111)이 형성될 수 있다.

표본 안착 유닛(120)은 탄소 측정을 위하여 다수의 표본(10)을 장착하여 메인 프레임(110)의 투입홀(111)의 위치로 배치하는 것으로, 표본 카세트(121)와, 수평 이동유닛과, 승강 유닛과, 위치 검출유닛을 포함하여 구성할 수 있다.

표본 카세트(121)는 투입홀(111)이 형성된 메인 프레임(110)의 일측면에 근접하여 설치되되, 메인 프레임(110)의 폭 방향으로 왕복 이동할 수 있도록 구성할 수 있다. 표본 카세트(121)는 메인 프레임(110)의 폭 방향의 길이보다 크게 형성될 때 메인 프레임(110)의 폭방향의 측면을 관통하여 설치된 상태에서 메인 프레임(110)의 폭방향으로 왕복 이동할 수 있도록 구성할 수 있다.

표본 카세트(121)는 메인 프레임(110)의 폭방향으로 왕복 이동되면서 상하 이동되는 별도의 설치 프레임(122)에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 이러한 표본 카세트(121)는 수평 이동하는 방향으로 즉, 메인 프레임(110)의 폭방향으로 배치되는 부분을 길이 방향이라 하고, 메인 프레임(110)의 길이방향 쪽을 폭 방향이라 설정하여 설명하기로 한다. 표본 카세트(121)는 일정길이와 폭을 갖는 판부재로 형성되며, 다수의 표본(10)을 안착시킬 수 있는 다수의 안착부(121a)를 구비한다. 안착부(121a)는 표본 카세트(121)를 상하로 관통하는 관통홀과, 관통홀의 내측 가장자리에 돌출 형성되는 다수의 걸림돌기로 구성할 수 있다.

이 안착부(121a)는 표본 카세트(121)의 길이 방향으로 복수로 형성되되, 복수가 서로 일정간격 이격되어 형성될 수 있다. 이와 같이 표본 카세트(121)의 길이 방향으로 복수개 형성되는 다수의 안착부(121a)는 표본 카세트(121)의 폭 방향으로 하나 이상의 열로 형성할 수 있다.

수평 이동유닛은 표본 카세트(121)가 장착되는 별도의 설치 프레임(122)을 메인 프레임(110)의 전후 방향으로 왕복 이동시키는 것으로 실린더로 구성할 수 있다. 즉, 수평 이동유닛은 설치 프레임(122)의 저면이나 일측에 연결되는 실린더로 구성할 수 있다. 수평 이동유닛은 설치 프레임(122)의 일측면에 형성되는 랙기어, 랙기어에 기어 결합되는 피니언기어, 피니언기어를 회전시키는 회전력을 발생하는 모터로 구성할 수도 있다.

승강유닛은 표본 카세트(121)가 착탈되는 설치 프레임(122)을 승강(상하이동)시킬 수 있는 것으로, 실린더로 구성할 수 있다.

위치 검출 유닛은 표본 카세트(121)의 일단부나 타단부에 제1센서를 마련하여 표본 카세트(121)의 초기 위치를 설정할 수 있다. 또한, 표본 카세트(121)는 다수의 안착부(121a)에 해당하는 위치에 위치센서를 마련하여 각 안착부(121a)가 탄소 측정 장치(50)로 표본(10)을 투입하는 투입홀(111)의 위치에 안착부(121a)가 위치할 수 있도록 구성할 수 있다.

표본 리프트 유닛(130)은 표본 카세트(121)의 안착부(121a)에 안착된 표본(10)을 탄소 측정 장치(50)로 투입시킬 수 있는 투입홀(111)의 위치까지 들어올리는 것으로, 리프트 부재(131)와, 승강 구동부(132)로 구성할 수 있다.

리프트 부재(131)는 후술하는 승강 구동부(132)에 연결되는 리프트 베이스(131a)와, 리프트 베이스(131a)의 양측 가장자리의 양끝에서 위쪽을 향해 돌출 형성되는 복수의 핑거돌기(131b)와, 복수의 핑거돌기(131b)의 상단부에서 리프트 베이스(131a)의 내측으로 돌출 형성되는 걸림돌기(131c)로 구성할 수 있다.

복수의 핑거돌기(131b)는 도면에서는 2쌍으로 형성되는 것을 예로서 도시하였으나, 2쌍 이상으로 구성할 수도 있다. 복수의 핑거돌기(131b) 중 서로 마주보는 한 쌍의 핑거돌기(131b) 사이의 거리는 표본(10)의 폭보다 크게 형성할 수 있다.

승강 구동부(132)는 리프트 부재(131)의 밑면에 연결되어 리프트 부재(131)를 상하 이동시킬 수 있는 실린더로 구성할 수 있다.

표본 투입 유닛(140)은 메인 프레임(110)의 상부에 설치되되, 메인 프레임(110)의 양측 방향 즉, 탄소 측정 장치(50) 쪽을 향하는 방향으로 설치되어 탄소 측정 장치(50)로 표본을 투입할 수 있다.

표본 투입 유닛(140)은 메인 프레임(110)의 상부에 상하부가 개구되는 박스 형태의 틀 형태로 형성되는 보조 프레임(141)과, 보조 프레임(141)에 회전 가능하게 설치되는 회동부재(142)와, 회동부재(142)의 회전시 회동부재(142)를 따라 왕복 이동하는 이동부재(143)와, 이동부재(143)에 결합되어 이동부재(143)와 함께 이동하면서 탄성 측정 장치(50)로 표본을 투입하는 표본 투입 부재(144)와, 동력을 발생시키는 구동부(145)를 포함하여 구성할 수 있다.

보조 프레임(141)은 박스 형상의 틀부재로 형성되며, 메인 프레임(110)의 길이 방향으로 길게 설치할 수 있다. 보조 프레임(141)은 중간 부분에 격벽(141a)을 형성하여 작동공간(141d)과 설치공간(141c)을 구획하여 형성할 수 있다. 격벽(141a)에는 후술하는 설치공간(141c)에서 작동공간(141d) 쪽으로 이동할 수 있도록 표본 투입 부재(144)가 왕복 이동할 수 있는 관통홀(141b)이 마련된다.

작동공간(141d)은 탄소 측정 장치(50)에서 탄소 측정을 위해 표본 카세트(121)에 안착된 표본(10)을 파지할 수 있는 작동을 수행할 수 있는 공간이다.

설치공간(141c)은 표본을 파지하여 탄서 측정장치로 표본(10)을 투입하는 표본 투입 부재(144)와, 회동부재(142), 이동부재(143)를 설치할 수 있는 공간이다.

회동부재(142)는 보조 프레임(141)의 일측면과 격벽(141a) 사이에 회전 가능하게 결합되며 구동부(145)의 구동에 의해 회전될 수 있다. 회동부재(142)는 외주면에 나사산이 형성되는 스크류 부재로 구성할 수 있다. 즉, 회동부재(142)인 스크류 부재는 양단부가 보조 프레임(141)의 일측면과 격벽(141a)에 각각 공회전되도록 결합될 수 있다. 즉, 회동부재(142)는 보조 프레임(141)의 길이 방향으로 배치된다.

이동부재(143)는 회동부재(142)에 나사 결합되어 회동부재(142)의 회전시 회동부재(142)를 따라 메인 프레임(110)의 길이 방향으로 왕복 이동하도록 구성할 수 있다.

표본 투입 부재(144)는 이동부재(143)에 결합되어 이동부재(143)의 이동시 이동부재(143)와 함께 메인 프레임(110)의 길이 방향으로 왕복 이동하도록 구성할 수 있다.

표본 투입 부재(144)는 이동부재(143)에 결합될 때 일정길이로 회동부재(142)와 나란히 격벽(141a)을 향해 배치되는 바 형상의 부재(144a)와, 바 형상의 부재(144a)의 단부에 마련되어 표본(10)을 올려놓을 수 있는 스푼(144b)을 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 스푼(144b)은 일정길이의 판부재의 전방 단부와 후방 단부가 상측을 향해 절곡 형성되는 걸림편(144c)을 갖도록 측단면이 대략 'ㄷ'형상으로 형성될 수 있다. 즉, 스푼(144b)의 윗면에 표본(10)이 올려진 후에 전후방의 걸림편(144c)에 걸려서 표본 투입 부재(144)가 전후방(메인프레임의 길이 방향)으로 왕복 이동할 때 스푼(144b)의 윗면에서 표본(10)이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

표본 투입 유닛(144)은 스푼(144b)에 올려진 표본(10)에 대한 탄성 측정이 완료된 후에 스푼(144b)에 올려진 표본(10)을 떨어뜨려 버릴 수 있도록 표본 투입 부재(144)를 회전시킬 수 있는 표본 투입부재 회전부(146)를 더 포함할 수 있다.

표본 투입부재 회전부(146)는 표본 투입 부재(144)의 단부 외주면에 돌출 형성되는 하나 이상의 돌기부(146a)와, 보조 프레임(141)의 일측면에서 설치공간(141c) 쪽으로 돌출 형성되는 통형상의 일측이 개구된 하우징(146b)과, 하우징(146b)의 개구에서 하우징(146b)의 바닥쪽으로 형성되는 곡선 형상 홈으로 형성되는 가이드면(146c)을 포함하여 구성할 수 있다.

표본 블로워 유닛(150)은 보조 프레임(141)의 상부에 결합되되, 설치공간(141c)의 상부에서 격벽(141a)에 인접하여 설치되어 스푼(144b)에 올려진 탄성측정이 완료된 표본(10)을 불어서 메인 프레임(110)에 마련되거나 외측에 마련되는 폐기공간(미도시)으로 이동시킬 수 있다.

표본 블로워 유닛(150)은 메인 프레임(110)의 폐기공간 쪽으로 표본(10)을 날릴 수 있도록 바람을 발생시키는 송풍팬으로 구성할 수 있다.

제어부(60)는 탄소 측정 장치(50) 및 표본 자동 공급시스템(100)에 각각 연결되어 작동을 제어하도록 구성할 수 있다.

구체적으로 설명하면, 제어부(60)는 표본 자동 공급 시스템(100)에서 표본 안착 유닛(120), 표본 리프트 유닛(130), 표본 투입 유닛(140), 표본 블로워 유닛(150)에 각각 연결되어 구동, 작동순서, 구동정보 등이 프로그램 된 상태일 수 있다.

한편, 보조 프레임(141)은 격벽(141a)의 일면 즉, 작동공간(141d) 측의 격벽(141a) 일면에 근접한 상태에서 보조 프레임(141)의 폭 방향으로 왕복 이동되면서 격벽(141a)에 형성된 관통홀(141b)을 막을 수 있는 차단유닛(147)을 더 포함하여 구성할 수 있다. 차단유닛(147)은 관통홀(141b)을 막아서 표본(10)을 폐기공간으로 날리는 표본 블로워 유닛(150)에서 발생된 바람이 작동공간(141d) 쪽으로 들어가는 것을 차단하는 역할을 한다.

차단유닛(147)은 격벽(141a)의 일면에 밀접한 상태로 슬라이드되면서 관통홀(141b)을 막는 차단부재(147a)와, 차단부재(147a)의 하부에 마련되는 랙기어(147b)와, 랙기어(147b)에 기어 결합되며 회전하는 피니언기어(147c)와, 피니언기어(147c)를 회전시키는 구동모터를 포함하여 구성할 수 있다.

차단유닛(147)은 제어부(60)에 의해 작동되도록 구성되며, 표본 투입 유닛(144)에서 스푼(144b)이 격벽(141a)의 관통홀(141b)을 빠져나오면 작동되면서 차단하도록 구성할 수 있다. 즉, 관통홀(141b)의 주변에 스푼(144b)이 관통홀(141b)을 통과하는 것을 검출하는 검출센서(미도시)가 마련되어 관통홀(141b)에 끼워져 탄소측정 장치(50)와 작동공간(141d)에 있던 스푼(144b)이 관통홀(141b)을 이탈하여 설치공간으로 이동할 때 제어부(60)로 신호를 전송하도록 구성할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 표본 자동 공급 시스템의 제어 방법을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표본 자동 공급시스템의 작동 방법은, 먼저, 표본 안착 유닛(120)에 다수의 표본(10)을 안착시켜 탄소 측정을 위한 준비 단계(S100)를 갖는다.

준비 단계(S100)는 표본 안착 유닛(120)의 표본 카세트(121)에 마련된 다수의 안착부(121a)에 각각 표본(10)을 모두 안착시킨 후에, 이 표본 카세트(121)를 설치 프레임(122)에 장착시킬 수 있다. 준비 단계(S100)는 사용자가 제어부(60)를 조작하여 표본 안착 유닛(120)의 장착 위치를 설정할 수 있다.

즉, 제어부(60)를 조작하여 표본 안착 유닛(120)의 초기 작동 위치를 설정함과 동시에 표본 리프트 유닛(130)의 작동순서, 표본 투입 유닛(140)의 작동순서, 탄소 측정 장치(50)의 작동, 표본 블로워 유닛(150)의 작동 등 각각의 유닛에 대한 작동순서도 제어부(60)에 설정되어야 할 것이다.

준비단계(S100) 이후에, 제어부(60)는 표본 리프트 유닛(130)의 승강 구동부(132)를 작동시켜 리프트 부재(131)를 상승시켜 표본 카세트(121)의 안착부(121a)에 있는 표본(10)을 일정높이로 상승시켜 투입홀(111)보다 높은 위치에 위치시키는 표본 리프트 단계(S110)를 갖는다.

표본 리프트 단계(S110) 이후에, 제어부(60)는 표본 투입 유닛(140)의 구동부(145)를 작동시켜 표본 투입 부재(144)를 작동공간(141d) 쪽으로 이동시켜 표본 투입 부재(144)의 스푼(144b)으로 표본을 파지하는 표본 파지단계(S120)를 갖는다.

표본 파지단계(S120)는 표본 투입 유닛(144)의 구동부(145)를 작동시켜 설치공간(141c)에 있는 스푼(144b)을 직선 이동시켜 표본(10)의 하측에 위치시키는 1단계(S121)와, 표본 리프트 유닛(130)을 작동시켜 표본 리프트 부재(131)를 하강시키면서 표본(10)을 스푼(144b) 위에 안착시키는 2단계(S122)를 포함할 수 있다. 1단계(S121)에서 스푼(144b)을 표본(10)의 하측에 위치시킬 때, 표본(10)이 스푼(144b)의 걸림편(144c) 사이에 위치되어야 한다.

표본 파지 단계(S120) 이후에, 제어부(60)는 표본 투입 유닛(140)의 구동부(145)를 작동시켜 표본 투입 부재(144)를 메인 프레임(110)의 투입홀(111)을 통해 탄소 측정 장치(50)로 투입시키는 표본 투입 단계(S130)를 갖는다.

표본 투입 단계(S130) 이후에, 제어부(60)는 탄소 측정 장치를 작동시켜 표본을 통해 탄소를 측정하는 탄소 측정 단계(S140)를 갖는다.

이후에, 제어부(60)는 표본 투입 유닛(140)의 구동부(145)를 작동시켜 표본 투입 부재(144)의 스푼을 보조 프레임(141)의 설치공간(141c) 쪽으로 이동시킨 후에 탄소 측정이 완료된 표본(10)을 메인 프레임(110)이나 메인 프레임(110)의 근방에 마련되는 폐기공간(휴지통)으로 버리는 표본 제거 단계(S150)를 갖는다.

표본 제거 단계(S150)는 표본 투입 부재(144)를 회전시켜 스푼(144b)에 안착된 표본(10)을 낙하시켜 폐기공간으로 버릴 수 있다.

표본 제거 단계(S150)는 표본 투입 부재(144)를 회전시킬 때, 제어부(60)가 블로워 유닛(150)을 작동시켜 스푼(144b)에서 표본(10)이 떨어질 때 표본(10)을 폐기공간으 블로워시키는 블로워 단계(S151)를 더 포함할 수 있다.

표본 제거 단계(S150)는 블로워 단계(S151) 이전에 표본 투입 부재(144)의 스푼(144b)이 보조 프레임(141)의 관통홀(141b)을 통과하여 설치공간(141c)으로 이동한 후에 차단유닛(147)을 작동시켜 차단부재(147a)로 격벽(141a)의 관통홀(141b)을 차단하는 차단단계(152)를 더 포함할 수 있다.

이 차단단계(S)는 차단부재(147)로 관통홀(141b)을 차단함으로써, 블로워 유닛(150)에 의해 발생된 바람이 작동공간(141d)으로 들어가는 것을 방지하기 위함이다.

상기와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 표본 자동 투입 장치의 제어방법은, 표본 안착 유닛(120)에 안착된 복수의 표본(10)으로부터 탄소의 측정을 완료할 때까지 상기와 같은 단계를 반복하여 수행할 수 있다.

상기와 같이, 표본 카세트(121)에 안착된 표본(10)을 표본 리프트 유닛(130)으로 들어올린 후에 스푼(144b)에 안착시킨 것을 바로 탄소 측정 장치(50)로 공급할 수 있으므로, 표본(10)을 공급하여 검사하는 과정에 소요되는 시간을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.

10: 표본
50: 탄소 측정장치 60: 제어부
100: 표본 자동 공급 시스템
110: 메인 프레임 111: 투입홀
120: 표본 안착 유닛
121: 표본 카세트 121a: 안착부
122: 설치프레임
130: 표본 리프트 유닛
131: 리프트부재 131a: 리프트 베이스
131b: 핑거돌기 131c: 걸림돌기
132: 승강 구동부
140: 표본 투입유닛
141: 보조프레임 141a: 격벽
141b: 관통홀 141c: 설치공간
141d: 작동공간
142: 회동부재 143: 이동부재
144: 표본 투입부재 144a: 바형상의 부재
144b: 스푼 144c: 걸림편
145: 구동부
146: 투입부재 회전부 146a: 돌기부
146b: 하우징 146c: 가이드면
147: 차단유닛 147a: 차단부재
147b: 랙기어 147c: 피니언기어
150: 표본 블로워 유닛

Claims

탄소(카본)을 측정하는 탄소(카본) 측정 장치에 인접하여 설치되고 상부가 개구된 공간부를 갖도록 형성되고, 탄소 측정 장치로 표본을 투입하는 투입홀을 갖는 메인 프레임과,
상기 메인 프레임에 승하강되면서 상기 탄소 측정 장치 쪽에 대해 직교되는 방향으로 수평 왕복 이동되고, 다수의 표본을 안착시킬 수 있는 표본 안착 유닛과,
상기 표본 안착 유닛의 하측에 설치되며, 상기 표본 안착 유닛에 안착된 다수의 표본 중 하나의 표본을 리프트 시킬 수 있는 표본 리프트 유닛과,
상기 탄소 측정 장치 쪽의 방향으로 길게 설치되어 상기 표본 리프트 유닛에 의해 리프트된 표본을 파지하여 상기 탄소 측정 장치로 투입시킬 수 있는 표본 투입 유닛;을 포함하여 구성하는, 표본 자동 투입 시스템.
제1항에 있어서,
상기 메인 프레임이나 표본 투입 유닛에 마련되어 상기 탄소 측정 장치에서 사용된 표본을 표본 투입 유닛에서 메인 프레임이나 인근에 마련되는 폐기공간으로 불어서 블로워 유닛을 더 포함하여 구성하는, 표본 자동 투입 시스템.
제1항에 있어서,
상기 표본 리프트 유닛은,
판 형상의 리프트 베이스와, 리프트 베이스의 양측 가장자리 양 끝에서 상측으로 돌출 형성되는 복수의 핑거돌기와, 상기 복수의 핑거돌기의 상부에 각각 수평으로 돌출 형성되되, 상기 리프트 베이스의 내측으로 돌출 형성되어 상기 표본의 양측 가장자리 하측을 들어올릴 수 있는 걸림돌기로 구성하는 리프트 부재;
상기 리프트 베이스의 밑면에 연결되어 상기 리프트 부재를 승하강시키는 승강구동부;를 포함하여 구성하는, 표본 자동 공급 시스템.
제1항에 있어서,
상기 표본 투입 유닛은,
상기 메인 프레임의 상부에 설치되며, 상하부가 개구되는 박스 형태의 틀형태로 형성되는 보조 프레임과,
상기 탄소 측정 장치가 있는 방향으로 길게 배치되어 상기 보조 프레임에 회전 가능하게 설치되는 회동부재와,
상기 회동부재에 회전 가능하게 결합되고, 상기 회동부재의 회전시 상기 회동부재를 따라 상기 회동부재의 길이 방향으로 왕복 이동하는 이동부재와,
상기 이동부재에 결합되어 상기 이동부재와 함께 이동하고, 상기 표본 리프트 유닛에 의해 리프트된 표본을 파지하여 상기 탄소 측정 장치로 표본을 투입하는 표본 투입 부재와,
상기 회전부재를 회전시키는 구동부;를 포함하되,
상기 보조프레임은, 상기 표본을 파지하는 작동공간과 상기 표본 투입부재와, 이동부재와, 회동부재를 설치하는 설치공간을 격벽으로 구획하고,
상기 격벽에는 상기 표본 투입부재의 단부가 관통하여 통과하는 관통홀이 형성되는, 표본 자동 공급 시스템.
제4항에 있어서,
상기 표본 투입 부재는,
상기 이동부재에 회전 가능하게 결합되는 바 형상의 부재와,
상기 바형상의 부재의 끝에 마련되어 상기 관통홀을 통과하여 상기 작동공간에서 표본을 파지할 수 있는 스푼;
을 포함하여 구성하는, 표본 자동 공급 시스템.
제4항에 있어서,
상기 표본 투입 유닛은,
상기 스푼에 올려져서 탄소 측정이 완료된 표본을 떨어뜨려서 폐기공간으로 버릴 수 있도록 표본 투입 부재를 회전시킬 수 있는 표본 투입부재 회전부를 더 포함하여 구성하는, 표본 자동 공급 시스템.
제6항에 있어서,
상기 표본 투입부재 회전부는,
상기 표본 투입 부재의 단부 외주면에 돌출 형성되는 하나 이상의 돌기부와,
상기 보조 프레임에서 설치공간 쪽으로 돌출 형성되는 일측 개구되는 하우징과,
상기 하우징의 개구에서 바닥쪽으로 형성되는 곡선 형상 홈에 마련되는 가이드면을 포함하여 구성하는, 표본 자동 공급 시스템.
제4항에 있어서,
상기 표본 투입 유닛은, 상기 작동공간 측의 격벽 일면에 근접한 상태에서 상기 보조 프레임의 폭 방향으로 왕복 이동되면서 상기 관통홀을 막을 수 있는 차단유닛을 더 포함하여 구성하는, 표본 자동 공급 시스템.
표본 안착 유닛에 다수의 표본을 안착시키고, 메인 프레임에 수직과 수평으로 이동 가능하게 설치되는 설치프레임에 상기 표본 안착 유닛을 장착하여 준비하는 준비단계;
상기 준비단계 이후에, 표본 리프트 유닛의 승강 구동부를 작동시켜 리프트 유닛을 작동시켜 상기 표본 안착 유닛에 안착된 표본을 메인 프레임의 투입홀보다 높은 위치에 위치로 상승시키는 표본 리프트 단계;
상기 표본 리프트 단계 이후에, 표본 투입 유닛을 작동시켜 표본 투입 부재를 상기 투입홀 쪽으로 이동시켜 상기 표본 리프트 유닛에 의해 상승된 표본을 파지하는 표본 파지단계;
상기 표본 파지단계 이후에, 상기 표본 투입 유닛을 작동시켜 상기 표본을 상기 투입홀을 통해 탄소 측정장치로 투입시키고, 탄소 측정 장치를 구동시켜 탄소를 측정하는 탄소 측정 단계;
상기 탄소 측정 단계 이후에, 탄소 측정이 완료된 표본을 상기 메인 프레임 쪽으로 이동시킨 후에, 상기 표본 투입 유닛에서 폐기 공간으로 버릴 수 있는 표본 제거 단계;
를 포함하여 구성하는, 표본 자동 공급 시스템의 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 표본 제거 단계는,
상기 메인 프레임이나 보조 프레임에 설치되는 표본 블로워 유닛을 작동시켜 상기 표본 투입 부재에 안착된 표본을 바람으로 불어서 폐기 공간으로 버릴 수 있는 블로워 단계를 더 포함하여 구성하는, 표본 자동 공급 시스템의 제어 방법.