KR20230152349A - 연결 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 3축 이동이 가능한 로봇암과 미리 정해진 양으로 용액을 분주하는 분주모듈을 연결하는 연결 구조체로서, 상기 로봇암과 연결되는 로봇암 연결부 및 상기 로봇암 연결부의 측방으로 돌출 형성되는 제1 축연결부를 구비하는 제1 연결부재, 상기 로봇암 연결부와 제1 축으로 결합되며, 상기 분주모듈과 연결되는 분주모듈 연결부 및 상기 분주모듈 연결부의 측방으로 돌출 형성되는 제2 축연결부를 구비하는 제2 연결부재, 및 일단은 상기 제1 축연결부와 제2 축으로 결합되고, 타단은 상기 제2 축연결부와 제3 축으로 결합되며, 용액 분주시 상기 제1 연결부재에 대하여 상기 제2 연결부재를 소정 각도 틸팅시키는 틸팅부재를 포함하고, 상기 틸팅부재 작동 시 틸팅부재는 상기 제3 축을 푸쉬하면서 상기 제2 축을 기준으로 기울임 이동하고, 상기 제2 연결부재는 상기 틸팅부재의 푸쉬에 의해 상기 제1 축을 기준으로 기울임 이동하는, 연결 구조체를 제공한다.

Description

연결 구조체 {CONNECTOR}

본 발명은 로봇암에 분주모듈을 연결하는 연결 구조체에 관한 것이다.

분자진단키트 제품의 타입 중 한가지는 핵산 분리 및 검출에 필요한 다양한 시약들을 튜브에 담고, 이를 박스 포장하여 판매하는 것이다. 이러한 제품을 제조하기 위해서는 분주모듈을 이용하여 벌크(bulk) 시약들을 개별 튜브에 나누어 소량 분주하는 공정이 요구된다.

여기서, 분주모듈은 1ml 이하의 소량의 용액을 정확하게 정량하여 튜브, 웰플레이트 등에 분주할 수 있도록 구성된 장치이다. 분주모듈을 이용하여 소량의 용액을 튜브에 수직으로 분주하는 경우 액체 방울이 튀어 비산하거나, 버블이 형성될 수 있다. 각 개별 튜브에 분주되는 시약의 양이 상당히 적기 때문에, 액체 방울의 소실이 전체 튜브내 시약의 잔존량에 유의미한 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 튜브를 기울이거나 분주모듈의 피펫을 기울여서 용액이 튜브의 벽을 타고 흐르도록 분주하는 것이 바람직하다.

이때, 회전 이동이 가능한 로봇암을 이용하여 용액을 자동으로 분주하는 경우, 피펫을 기울이는 동작이 가능하나 단지 기울이는 동작을 구현하기 위하여 이러한 고가의 로봇암을 이용하는 것은 비효율적이다.

또한, X, Y, Z 축의 제한된 이동만이 가능한 직교형 로봇암을 이용하여 분주하는 경우, 피펫을 기울이는 동작이 불가능하여 용액 분주 시 피펫을 정교하게 조정하거나 튜브를 기울이는 동작이 별도로 요구된다. 그러나, 이러한 경우 작업 속도가 느려지게 되므로 제품 생산 공정에 적용하기에는 적합하지 않은 문제가 있다.

미국 등록특허공보 제6,998,055호 (2006.02.14.)

이러한 배경에서, 본 발명은 직교형 로봇암에 분주모듈을 연결하면서도, 분주모듈의 틸팅 기능을 구현할 수 있도록 구성된 연결 구조체를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 3축 이동이 가능한 로봇암과 미리 정해진 양으로 용액을 분주하는 분주모듈을 연결하는 연결 구조체로서, 상기 로봇암과 연결되는 로봇암 연결부 및 상기 로봇암 연결부의 측방으로 돌출 형성되는 제1 축연결부를 구비하는 제1 연결부재, 상기 로봇암 연결부와 제1 축으로 결합되며, 상기 분주모듈과 연결되는 분주모듈 연결부 및 상기 분주모듈 연결부의 측방으로 돌출 형성되는 제2 축연결부를 구비하는 제2 연결부재, 및 일단은 상기 제1 축연결부와 제2 축으로 결합되고, 타단은 상기 제2 축연결부와 제3 축으로 결합되며, 용액 분주시 상기 제1 연결부재에 대하여 상기 제2 연결부재를 소정 각도 틸팅시키는 틸팅부재를 포함하고, 상기 틸팅부재 작동 시 틸팅부재는 상기 제3 축을 푸쉬하면서 상기 제2 축을 기준으로 기울임 이동하고, 상기 제2 연결부재는 상기 틸팅부재의 푸쉬에 의해 상기 제1 축을 기준으로 기울임 이동하는, 연결 구조체를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 틸팅부재는, 상측부가 상기 제1 축연결부의 하측부와 일정 거리 이격되도록 상기 제1 축연결부와 상기 제2 축으로 결합되는 상부 연결체, 상기 상부 연결체와 결합되며, 중공의 내부 공간이 형성된 하우징, 및 상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 구분하며, 상부 공간 또는 하부 공간으로 주입되는 공기의 압력에 의하여 상기 하부 공간 방향 또는 상기 상부 공간 방향으로 이동하는 피스톤을 포함하고, 상기 상부 공간으로 공압이 가해지면 상기 피스톤이 하부 공간 방향으로 이동하면서 상기 제3 축을 푸쉬하여 상기 제2 연결부재를 상기 제1 연결부재에 대하여 틸팅시키고, 상기 하부 공간으로 공압이 가해지면 상기 피스톤이 상부 공간 방향으로 이동하면서 상기 제3 축을 당겨 상기 제2 연결부재를 상기 제1 연결부재에 대하여 원복시키는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피스톤은, 상기　하우징의 내부 공간을 상기 상부 공간과 상기 하부 공간으로 분리하는 피스톤 본체, 및 일단부는 상기 피스톤 본체와 결합되고, 타단부는 상기 하우징의 외부로 연장되어 상기 제2 축연결부와 상기 제3 축으로 결합되는 피스톤 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 축연결부를 관통하도록 배치되며, 상기 제1 축연결부의 상측으로 돌출된 상부 돌출부와 상기 제1 축연결부의 하측으로 돌출된 하부 돌출부를 구비하는 적어도 하나의 각도 조절 부재를 더 포함하고, 상기 틸팅 부재 작동 시 상기 하부 돌출부는 상기 상부 연결체의 상측부와 접촉하여 상기 틸팅 부재 및 상기 제2 연결부재의 틸팅 각도를 제한하는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 각도 조절 부재는, 상기 상부 돌출부와 맞물리면서 상기 하부 돌출부의 돌출 길이를 조정하는 조정 요소를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 연결부재가 상기 제1 연결부재에 대하여 틸팅되는 각도는 0° 초과 10° 이하인 것을 특징으로 하는, 연결 구조체일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 연결부재는 상기 로봇암이 삽입 결합될 수 있도록 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하부 돌출부의 단부는 라운드 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부 연결체는, 상기 틸팅 부재 작동 시 상기 하부 돌출부의 단부와 접촉하는 홈 또는 홀 형상의 안착부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 연결 구조체는 X, Y, Z 축 이동이 가능한 직교형 로봇암을 이용하면서도, 간단한 구조로 분주모듈의 틸팅 동작을 구현할 수 있다.

또한, 연결 구조체는 미리 정해진 2개의 지점을 왕복하는 방식의 피스톤 구조를 적용하여 틸팅 동작을 구현함으로써 빠른 속도로 분주모듈의 틸팅 동작을 제어할 수 있다.

나아가, 연결 구조체는 분주모듈의 틸팅 각도를 미세하게 조절할 수 있는 기능을 포함하여 상황에 맞추어 분주 모듈이 다양한 각도로 틸팅될 수 있도록 한다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 구조체를 이용하여 로봇암에 분주모듈이 연결된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 구조체, 로봇암 및 분주모듈이 분해된 모습을 나타내는 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 구조체를 일 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 구조체를 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 구조체의 분해도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅부재의 분해도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4의 부분 확대도이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅부재의 작동 전, 후를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 실시예와 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

또한, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b), (ⅰ(ⅱ등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결”, “결합” 또는 “접속”된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 “연결”, “결합” 또는 “접속”될 수 있는 것으로 이해될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 구조체를 이용하여 로봇암에 분주모듈이 연결된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 구조체, 로봇암 및 분주모듈이 분해된 모습을 나타내는 분해도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 분주모듈(30)을 로봇암(20)에 연결하기 위한 연결 구조체(10)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 로봇암(20)에 분주모듈(30)을 연결하며, 간단한 구조로 분주모듈(30)의 틸팅 기능을 구현할 수 있도록 구성된 연결 구조체(10)일 수 있다.

여기서 로봇암(20)은 X, Y, Z 축의 3축 이동이 가능한 직교형 로봇암일 수 있다. 또한, 분주모듈(30)은 1ml 이하의 소량의 용액을 정학하게 정량하여 튜브, 웰플레이트 등에 분주할 수 있도록 구성된 장치일 수 있다. 이때, 분주모듈(30)에는 액상의 시약, 샘플 등의 용액을 흡입 또는 분주하기 위한 피펫이 다수 장착될 수 있으며, 분주모듈(30)은 이러한 다수의 피펫을 이용하여 다수의 튜브에 동시에 또는 순차적으로 용액을 흡입 또는 분주하도록 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 구조체를 일 방향에서 바라본 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 구조체를 다른 방향에서 바라본 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결 구조체의 분해도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅부재의 분해도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 연결 구조체(10)는 제1 연결부재(100), 제2 연결부재(200), 및 틸팅부재(300)를 포함한다.

제1 연결부재(100)에는 로봇암(20)이 연결된다. 또한, 제1 연결부재(100)는 제2 연결부재(200) 및 틸팅부재(300)와 각각 축 결합된다. 제2 연결부재(200)에는 분주모듈(30)이 탈착 가능하게 연결될 수 있다.

보다 구체적으로, 제1 연결부재(100)는 제2 연결부재(200)와 축 결합되는 로봇암 연결부(110), 및 틸팅부재(300)와 축 결합되는 제1 축연결부(120)를 포함하여 구성된다. 이때, 로봇암 연결부(110)와 제1 축연결부(120)는 일체로 형성될 수도 있고, 별개의 부재가 결합되는 형태로 이루어질 수도 있다.

로봇암 연결부(110)의 상부에는 로봇암(20)의 삽입 돌기가 삽입 결합되는 삽입홈(111)이 형성될 수 있다. 로봇암 연결부(110)는 하측 방향으로 제2 연결부재(200)와 제1 축(X1)으로 결합될 수 있다.

제1 축연결부(120)는 상기 로봇암 연결부(110)의 측방으로 돌출 형성될 수 있으며, 하측 방향으로 틸팅부재(300)와 제2 축(X2)으로 결합될 수 있다.

제2 연결부재(200)에는 분주모듈(30)이 탈착 가능하게 연결된다. 또한, 제2 연결부재(200)는 제1 연결부재(100) 및 틸팅부재(300)와 각각 축 결합된다.

보다 구체적으로, 제2 연결부재(200)는 제1 연결부재(100)와 축 결합되는 분주모듈 연결부(210), 및 틸팅부재(300)와 축 결합되는 제2 축연결부(220)를 포함하여 구성된다. 이때, 분주모듈 연결부(210)와 제2 축연결부(220)는 일체로 형성될 수도 있고, 별개의 부재가 결합되는 형태로 이루어질 수도 있다.

분주모듈 연결부(210)는 분주모듈(30)과 면대면으로 결합될 수 있도록 대략 판 형상으로 형성될 수 있다. 이때 분주모듈 연결부(210)와 분주모듈(30) 사이의 결합에는 나사 결합, 접착 등 다양한 결합 방식이 적용될 수 있다. 분주모듈 연결부(210)는 상측 방향으로 제1 연결부재(100)와 제1 축(X1)으로 결합될 수 있다.

제2 축연결부(220)는 상기 분주모듈 연결부(210)의 측방으로 돌출 형성될 수 있으며, 상측 방향으로 틸팅부재(300)와 제2 축(X2)으로 결합될 수 있다.

틸팅부재(300)는 제1 연결부재(100) 및 제2 연결부재(200)와 각각 축 결합된다. 이때, 틸팅부재(300)는 용액 분주 시 제1 연결부재(100)에 대하여 제2 연결부재(200)를 소정 각도 틸팅시키도록 구성된다. 즉, 틸팅부재(300)는 용액 분주 시 제2 연결부재(200)에 연결된 분주모듈(30)을 틸팅시켜 피펫 내 용액이 튜브의 내측 벽을 타고 흐르도록 하는 기능을 수행한다. 여기서, 틸팅 동작은 약간 기울어지는 정도의 동작을 의미하는 기울임 이동(slant movement)일 수 있다.

틸팅부재(300)의 상단은 제1 축연결부(120)와 제2 축(X2)으로 결합되고, 틸팅부재(300)의 하단은 제2 축연결부(220)와 제3 축(X3)으로 결합된다. 즉, 틸팅부재(300)는 제1 축연결부(120)와 제2 축연결부(220) 사이에 위치하는 형태일 수 있다. 이러한 틸팅부재(300)는 작동 시 하측 방향으로 신장하게 되며, 이에 따라 제3 축(X3)을 푸쉬하면서 제2 축(X2)을 기준으로 기울임 이동하게 된다. 또한, 제2 연결부재(200)는 틸팅부재(300)의 푸쉬에 의해 제1 축(X1)을 기준으로 기울임 이동하게 된다.

이처럼, 제1 연결부재(100), 제2 연결부재(200), 및 틸팅부재(300)는 서로 평행한 제1 축(X1), 제2 축(X2), 및 제3 축(X3)을 통해 서로 연결되어 있어, 틸팅부재(300) 작동 시 고정된 제1 연결부재(100)에 대하여 제2 연결부재(200)와 틸팅부재(300)의 기울임 이동이 가능하게 된다.

한편, 도 5 및 도 6을 참조하면, 틸팅부재(300)는 상부 연결체(310), 하우징(320), 피스톤(330), 및 공기 주입구(340)를 포함한다.

상부 연결체(310)는 상부가 제1 축연결부(120)의 하부와 일정 거리 이격되도록 한 쌍의 연장부(312)를 통해 제1 축연결부(120)와 제2 축(X2)으로 결합될 수 있다.

하우징(320)은 상부 연결체(310)의 하측에서 상부 연결체(310)와 결합되며, 중공의 내부 공간이 형성될 수 있다. 또한, 하우징(320)에는 내부 공간으로 공기가 유입되거나 내부 공간으로부터 공기가 유출될 수 있도록 연통공(323a, 323b)이 형성될 수 있다.

한편, 하우징(320)의 내부 공간에는 피스톤(330)이 구비될 수 있다.

피스톤(330)은 하우징(320)의 내부 공간을 상부 공간(321)과 하부 공간(322)으로 구분하며, 피스톤(330)의 일단부는 제3 축(X3)을 통해 제2 연결부재(200), 보다 구체적으로 제2 축연결부(220)와 연결된다. 이때, 피스톤(330)은 상부 공간(321) 또는 하부 공간(322)으로 주입되는 공기의 압력, 즉 공압에 의하여 상방 또는 하방으로 이동하게 된다.

상측 공기 주입구(340a)는 상측 연통공(323a)과 연결되어 하우징(320)의 상부 공간(321)으로 공압을 가할 수 있도록 구성되며, 하측 공기 주입구(340b)는 하측 연통공(323b)과 연결되어 하우징(320)의 하부 공간(322)으로 공압을 가할 수 있도록 구성된다.

다시 말해, 상부 공간(321)으로 공압이 가해지면 피스톤(330)이 하방으로 이동하면서 제3 축(X3)을 푸쉬하여 제2 연결부재(200)를 제1 연결부재(100)에 대하여 틸팅시킨다. 또한, 하부 공간(322)으로 공압이 가해지면 피스톤(330)이 상방으로 이동하면서 제3 축(X3)을 당겨 제2 연결부재(200)를 제1 연결부재(100)에 대하여 원복시킨다.

한편, 피스톤(330)은 피스톤 본체(331) 및 피스톤 로드(332)를 포함한다.

피스톤 본체(331)는 하우징(320)의 내부 공간을 상부 공간(321)과 하부 공간(322)으로 분리시키며, 내부 공간으로 가해지는 공압에 의해 상방 또는 하방으로 이동하게 된다. 이때, 피스톤 본체(331)는 하우징(320) 내부 공간의 단면 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.

피스톤 로드(332)는 일단부가 피스톤 본체(331)와 결합되고, 타단부는 하우징(320)의 외부로 연장되어 제2 축연결부(220)와 제3 축(X3)으로 연결될 수 있다. 즉, 공압에 의한 피스톤 본체(331)의 이동에 따라 피스톤 로드(332)는 제3 축(X3)을 푸쉬하거나 제3 축(X3)을 당기면서 제2 연결부재(200)를 틸팅시키게 된다.

이처럼, 본 발명에서는 제3 축(X3)을 움직이게 하기 위해 틸팅 부재(300)에 공압 실린더 구조를 적용하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 공압 이외의 제3 축(X3)을 움직이게 하는 다른 실린더 구조도 적용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4의 부분 확대도이며, 도 8의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅부재의 작동 전, 후를 나타내는 도면이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 연결 구조체(10)는 하나 이상의 각도 조절 부재(400)를 더 포함할 수 있다. 각도 조절 부재(400)는 제1 연결부재(100)의 제1 축연결부(120)를 상하로 관통하도록 배치되며, 틸팅부재(300) 작동 시 제1 연결부재(100)에 대한 제2 연결부재(200)의 틸팅 각도를 제한하도록 구성된다.

이때, 각도 조절 부재(400)는 피스톤 로드(332)가 제3 축(X3)을 푸쉬하면서 제2 연결부재(200)를 틸팅시킬 때, 틸팅 각도를 제한하는 제1 각도 조절 부재(400a)를 포함한다. 또한, 각도 조절 부재(400)는 피스톤 로드(332)가 제3 축(X3)을 당기면서 제2 연결부재(200)를 원복시킬 때, 원복 각도를 제한하는 제2 각도 조절 부재(400b)를 포함한다.

제1 각도 조절 부재(400a)는 로봇암 연결부(110)로부터 근위 측에 배치될 수 있으며, 제2 각도 조절 부재(400b)는 로봇암 연결부(110)로부터 원위 측에 배치될 수 있다.

한편, 제1 각도 조절 부재(400a)는 제1 축연결부(120)를 상하로 관통하면서 제1 축연결부(120)와 결합되는 봉 형상의 제1 관통요소(410a)를 포함할 수 있다. 제1 관통요소(410a)가 제1 축연결부(120)에 결합되면, 제1 축연결부(120)의 상측으로 돌출되는 상부 돌출부(411a)와 제1 축연결부(120)의 하측으로 돌출되는 하부 돌출부(412a)가 형성될 수 있다.

여기서, 하부 돌출부(412a)는 피스톤 로드(332)가 제3 축(X3)을 푸쉬하면서 제2 연결부재(200)를 틸팅시킬 때, 상부 연결체(310)의 상측부와 접촉하여 제1 연결부재(100)에 대한 틸팅부재(300) 및 제2 연결부재(200)의 틸팅 각도를 제한하게 된다.

또한, 제1 각도 조절 부재(400a)는 상부 돌출부(411a)와 맞물리면서 하부 돌출부(412a)의 돌출 길이를 조정하는 제1 조정요소(420a)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 조정요소(420a)의 조정 정도에 따라 하부 돌출부(412a)의 돌출 길이가 길어지면, 상부 연결체(310)가 하부 돌출부(412a)에 접촉하기 위한 이동 범위가 줄어들어 틸팅 각도가 작아지게 된다. 반대로 제1 조정요소(420a)의 조정 정도에 따라 하부 돌출부(412a)의 돌출 길이가 짧아지면, 상부 연결체(310)가 하부 돌출부(412a)에 접촉하기 위한 이동 범위가 늘어나 틸팅 각도가 커지게 된다.

이처럼, 제1 각도 조절 부재(400a)의 제1 관통요소(410a)와 제1 조정요소(420a)가 구비됨에 따라, 제1 연결부재(100)에 대한 제2 연결부재(200)의 틸팅 각도를 제어하고, 틸팅부재(300)와 제2 연결부재(200)의 기울임 이동을 가능하게 한다. 이때, 일 실시예에 따르면, 제2 연결부재(200)가 제1 연결부재(100)에 대하여 틸팅되는 각도는 0° 초과 20° 이하, 바람직하게는 0° 초과 10° 이하로 설정될 수 있다.

한편, 제2 각도 조절 부재(400b)는 제1 축연결부(120)를 상하로 관통하면서 제1 축연결부(120)와 결합되는 봉 형상의 제2 관통요소(410b)를 포함할 수 있다. 제2 관통요소(410b)가 제1 축연결부(120)에 결합되면, 제1 축연결부(120)의 상측으로 돌출되는 상부 돌출부(411b)와 제1 축연결부(120)의 하측으로 돌출되는 하부 돌출부(412b)가 형성될 수 있다.

여기서, 하부 돌출부(412b)는 피스톤 로드(332)가 제3 축(X3)을 당기면서 제2 연결부재(200)를 원복시킬 때, 상부 연결체(310)의 상측부와 접촉하여 제1 연결부재(100)에 대한 틸팅부재(300) 및 제2 연결부재(200)의 원복 각도를 제한하게 된다.

또한, 제2 각도 조절 부재(400b)는 상부 돌출부(411b)와 맞물리면서 하부 돌출부(412b)의 돌출 길이를 조정하는 제2 조정요소(420b)를 포함할 수 있다. 즉, 제2 조정요소(420b)의 조정 정도에 따라 하부 돌출부(412b)의 돌출 길이가 길어지면, 상부 연결체(310)가 하부 돌출부(412b)에 접촉하기 위한 이동 범위가 줄어들어 원복 각도가 작아지게 된다. 반대로 제2 조정요소(420b)의 조정 정도에 따라 하부 돌출부(412b)의 돌출 길이가 짧아지면, 상부 연결체(310)가 하부 돌출부(412b)에 접촉하기 위한 이동 범위가 늘어나 원복 각도가 커지게 된다.

일 실시예에 따르면, 하부 돌출부(412a, 412b)의 단부는 아래로 볼록한 라운드 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상부 연결체(310)의 상측부에는 상기 하부 돌출부(412a, 412b)와 접촉하는 위치에 홈 또는 홀 형상의 안착부(311)가 각각 구비될 수 있다. 이에 의해, 틸팅부재(300)가 작동함에 따라 하부 돌출부(412a, 412b)와 상부 연결체(310)가 접촉할 때, 접촉 면적을 넓혀 충격력을 감소시킬 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 연결 구조체(10)는 X, Y, Z 축 이동이 가능한 직교형 로봇암(20)을 이용하면서도, 간단한 구조로 분주모듈(30)의 틸팅 동작을 구현할 수 있다.

또한, 연결 구조체(10)는 미리 정해진 2개의 지점을 왕복하는 방식의 피스톤 구조를 적용하여 틸팅 동작을 구현함으로써 빠른 속도로 분주모듈(30)의 틸팅 동작을 제어할 수 있다.

나아가, 연결 구조체(10)는 분주모듈(30)의 틸팅 각도를 미세하게 조절할 수 있는 기능을 포함하여 상황에 맞추어 분주 모듈(30)이 다양한 각도로 틸팅될 수 있도록 한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 연결 구조체
20 : 로봇암
30 : 분주모듈
100 : 제1 연결부재
110 : 로봇암 연결부
111 : 삽입홈
120 : 제1 축연결부
200 : 제2 연결부재
210 : 분주모듈 연결부
220 : 제2 축연결부
300 : 틸팅부재
310 : 상부 연결체
311 : 안착부
312 : 연장부
320 : 하우징
321 : 상부 공간
322 : 하부 공간
323a : 상측 연통공
323b : 하측 연통공
330 : 피스톤
331 : 피스톤 본체
332 : 피스톤 로드
340 : 공기 주입구
340a : 상측 주입구
340b : 하측 주입구
400 : 각도 조절 부재
400a : 제1 각도 조절 부재
400b : 제2 각도 조절 부재
410a : 제1 관통요소
411a : 상측 돌출부
412a : 하측 돌출부
410b : 제2 관통요소
411b : 상측 돌출부
412b : 하측 돌출부
420a : 제1 조정요소
420b : 제2 조정요소
X1 : 제1 축(로봇암 연결부와 분주모듈 연결부의 연결 축)
X2 : 제2 축(제1 축연결부와 틸팅부재의 연결 축)
X3 : 제3 축(제2 축연결부와 틸팅부재의 연결 축)

Claims (9)

1. 3축 이동이 가능한 로봇암과 미리 정해진 양으로 용액을 분주하는 분주모듈을 연결하는 연결 구조체로서,
   상기 로봇암과 연결되는 로봇암 연결부 및 상기 로봇암 연결부의 측방으로 돌출 형성되는 제1 축연결부를 구비하는 제1 연결부재;
   상기 로봇암 연결부와 제1 축으로 결합되며, 상기 분주모듈과 연결되는 분주모듈 연결부 및 상기 분주모듈 연결부의 측방으로 돌출 형성되는 제2 축연결부를 구비하는 제2 연결부재; 및
   일단은 상기 제1 축연결부와 제2 축으로 결합되고, 타단은 상기 제2 축연결부와 제3 축으로 결합되며, 용액 분주시 상기 제1 연결부재에 대하여 상기 제2 연결부재를 소정 각도 틸팅시키는 틸팅부재를 포함하고,
   상기 틸팅부재 작동 시 틸팅부재는 상기 제3 축을 푸쉬하면서 상기 제2 축을 기준으로 기울임 이동하고, 상기 제2 연결부재는 상기 틸팅부재의 푸쉬에 의해 상기 제1 축을 기준으로 기울임 이동하는, 연결 구조체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 틸팅부재는,
   상측부가 상기 제1 축연결부의 하측부와 일정 거리 이격되도록 상기 제1 축연결부와 상기 제2 축으로 결합되는 상부 연결체;
   상기 상부 연결체와 결합되며, 중공의 내부 공간이 형성된 하우징; 및
   상기 내부 공간을 상부 공간과 하부 공간으로 구분하며, 상부 공간 또는 하부 공간으로 주입되는 공기의 압력에 의하여 상기 하부 공간 방향 또는 상기 상부 공간 방향으로 이동하는 피스톤을 포함하고,
   상기 상부 공간으로 공압이 가해지면 상기 피스톤이 하부 공간 방향으로 이동하면서 상기 제3 축을 푸쉬하여 상기 제2 연결부재를 상기 제1 연결부재에 대하여 틸팅시키고, 상기 하부 공간으로 공압이 가해지면 상기 피스톤이 상부 공간 방향으로 이동하면서 상기 제3 축을 당겨 상기 제2 연결부재를 상기 제1 연결부재에 대하여 원복시키는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 피스톤은,
   상기　하우징의 내부 공간을 상기 상부 공간과 상기 하부 공간으로 분리하는 피스톤 본체; 및
   일단부는 상기 피스톤 본체와 결합되고, 타단부는 상기 하우징의 외부로 연장되어 상기 제2 축연결부와 상기 제3 축으로 결합되는 피스톤 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제1 축연결부를 관통하도록 배치되며, 상기 제1 축연결부의 상측으로 돌출된 상부 돌출부와 상기 제1 축연결부의 하측으로 돌출된 하부 돌출부를 구비하는 적어도 하나의 각도 조절 부재를 더 포함하고,
   상기 틸팅부재 작동 시 상기 하부 돌출부는 상기 상부 연결체의 상측부와 접촉하여 상기 틸팅부재 및 상기 제2 연결부재의 틸팅 각도를 제한하는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체.
5. 제4항에 있어서,
   상기 각도 조절 부재는,
   상기 상부 돌출부와 맞물리면서 상기 하부 돌출부의 돌출 길이를 조정하는 조정요소를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 연결부재가 상기 제1 연결부재에 대하여 틸팅되는 각도는 0° 초과 10° 이하인 것을 특징으로 하는, 연결 구조체.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 연결부재는 상기 로봇암이 삽입 결합될 수 있도록 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체.
8. 제4항에 있어서,
   상기 하부 돌출부의 단부는 라운드 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체.
9. 제8항에 있어서,
   상기 상부 연결체는,
   상기 틸팅부재 작동 시 상기 하부 돌출부의 단부와 접촉하는 홈 또는 홀 형상의 안착부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 연결 구조체.

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