KR100916841B1 - 극저온 보관장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극저온 보관장치에 관한 것으로서, 액화질소가 채워져 있는 저장용기 내부에 선반을 두어서 저장통을 다층으로 적층 보관할 수 있게 함과 아울러 저장통(Canister)을 안정적으로 운반하거나 인출하는 로봇 팔(Robotic Arm)의 메커니즘을 개발한 것이다.

즉, 본 발명에서는 저장통(Canister;3)을 보관하는 저장용기(2)와, 저장용기(2)의 내부에 동심으로 배열되어 설치되는 제1 내지 제3선반(5,6,7)과, 상기 선반들이 침수되게 저장용기(2)에 담겨진 액화질소와, 저장용기(2)의 상단에 형성되는 개폐 가능한 출입문(21)과, 저장용기(2) 내에 저장통(3)을 운반하는 로봇 팔(17)과, 저장용기(2)의 상단을 밀폐함과 동시에 로봇 팔(17)의 위치를 이동시키도록 저장용기(2)의 상단에 고정한 고정체(10) 내측에 결합되는 제1회전수단(12)에 의해 구동되는 제1회전판(11)과, 로봇 팔(17)을 이동시키는 수단들 및 로봇 팔(17)을 이동시키는 수단들을 제어하고 입출력을 관리하는 모니터링 컨트롤 시스템(20)으로 구성된 극저온 보관장치(1)에 있어서,

상기 제1회전판(11)의 반지름보다 큰 치수로 저장용기(2)의 중심과 편심되게 제1회전판(11)에 형성된 조립구멍(11c)에는 제2회전수단(14)에 의해 구동하는 제2회전판(13)을 설치하고, 상기 제2회전판(13)에는 제2회전판(13)에 결합된 지지체(16a)와, 지지체(16a)의 상단에 설치되는 제3모터(16b)와, 제1회전체(11)의 중심과 일치하도록 지지체(16a)에 베어링 결합되게 설치한 제3회전체(16c)와, 상기 제3모터(16b)의 축과 제3회전체(16c)에 각각 결합된 풀리(16d) 및 이들 풀리(16d)에 결합되어 제3회전체(16c)를 회전시키는 벨트(16e)를 포함하는 제3회전수단(16)이 설치하고,

상기 제2,3선반(6,7)에는 제2회전수단(14)에 의해 회전할 때 로봇 팔(17)이 제3선반(7) 내측의 저장용기(2) 중앙으로 이동할 수 있게 선반의 일부를 제거하여 작동공간(9)을 형성하며, 상기 로봇 팔(17)은 지지체(16a)에 베어링 지지되며 제2회전체(13)에 수밀 가능하게 결합되며 저장용기(2)의 바닥과 근접한 위치까지 길게 내려진 안내부재(17a)와, 상기 안내부재(17a)의 내부에 설치되는 승강수단(17b)과, 안내부재(17a)의 외측에 감싸진 상태로 위치하면서 승강수단(17b)을 따라서 작동하도록 설치되며 상기 제1 내지 제3선반(5,6,7)에 수납된 저장통(3)을 걸어서 인출하는 훅이 형성된 이송부재(17e)를 포함하는 것으로서, 원형의 선반들에 보관되어 있는 저장통(3)의 출납이 매우 신속하게 이루어질 수 있고, 안정된 작동성을 보장할 수 있는 것이다.

극저온 보관장치, 저장용기, 통로, 회전수단, 로봇 팔, 영구자석

Description

극저온 보관장치{Custody device of the extremely low temperature}

본 발명은 극저온 보관장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 액화질소가 채워져 있는 저장용기 내부에 선반을 두어서 저장통을 다층으로 적층 보관할 수 있게 함과 아울러 저장통(Canister)을 안정적으로 운반하거나 인출하는 로봇 팔(Robotic Arm)의 메커니즘을 개발한 것이다.

의학(법의학) 분야에서 제대혈(태반과 탯줄에 있는 혈액) 혹은 유전자, 조직세포, 골수, 수정란, 백혈구, 심장판막, 각종 미생물, 세포 등을 장기적으로 저온 저장하는 냉동시스템의 수요가 점차 증가하고 있다.

상기한 종래 극저온 보관장치의 경우 대부분 액체 질소(-196℃)가 채워진 저장탱크 내에 저장통을 보관하는 구성으로 이루어져 있으며, 대표적인 기술로는 대한민국 실용신안출원 20-2005-0012921호의 초저온 저장탱크 운반대차, 20-2005-0013454호의 초저온저장탱크, 20-2006-0005313호의 액체 질소 운반 용기용 랙 및 20-2006-0026226호의 초저온 저장탱크 등을 들 수 있다.

그러나 상기한 선행고안들의 구성은 저장탱크 상측에 덮개로 밀폐되는 뚜껑을 마련하고, 저장탱크 내부에 저장통이 삽입된 랙을 수직방향으로 삽입하여 사용하는 구성이었다.

상기 극저온 보관장치의 경우 저장통을 인출하는 과정에서 주변 저장통에 온도를 변화시킬 염려가 있고, 많은 저장통을 효율적으로 보관하기 어려운 등의 문제점이 있다.

또한 국외 기술로는 미국특허 제5,638,686호의 열불안정성 물질의 극저온 보관을 위한 방법과 장치, 제5,964,095호의 열불안정성 물질의 극저온 보관을 위한 방법과 장치 등이 있으며, 이런 발명의 경우 상기한 국내 선행기술들의 종래 극저온 보관장치가 갖는 문제점을 해결할 수 있는 구조를 제공하고 있다.

상기한 미국 특허들의 구성을 요약하면 극저온에서 사용할 수 있는 용기의 내부에 저장통을 다층으로 적층 보관할 수 있는 원형선반을 동심원상으로 배치하고, 개구부를 밀봉하면서 회동되도록 설치된 중심부에 로봇 팔을 설치하고, 이 로봇 팔이 상하 승강과 함께 회전 및 좌우 이동이 이루어지면서 중심부의 회전과 더불어 상기 동심원상으로 배치되어 있는 어느 곳이든지 이동하여 저장통을 중심부의 가장자리 측에 설치되어 있는 토로이드에 형성된 출입구로 출납할 수 있게 이동하도록 구성하고 있다.

상기한 미국특허들의 경우 안정된 극저온상태를 유지하는 용기 내부에 다층으로 저장통을 보관하고 이들을 선택하여 출납할 수 있는 구성이어서 의학계나 이와 관련된 제대혈 은행 등에서 많은 사용이 이루어지고 있다.

그러나 상기한 종래 미국특허들의 경우 저장통을 보관하고 있는 원형선반의 배치와, 이들에 보관되어 있는 저장통을 출납함에 있어 모든 작업이 로봇 팔에 의존하고 있는 구성으로 신속한 저장통의 출납이 어려웠다.

즉, 선택된 원형선반의 것을 출납하기 위해 이동된 로봇 팔을 이동한 상태에서 다른 원형선반에 위치한 저장통을 선택코자 할 시에는 먼저 로봇 팔을 상향 이동시켜 홀드가 해당되는 원형선반에 위치하도록 이동한 상태에서 다시 홀드를 내려야 하는 등 출납에 많은 시간이 소요되는 등의 문제점이 있었던 것이다.

이에 본 발명자는 상기한 종래 극저온 보관장치들이 갖는 제반 문제점들을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 액화질소가 채워져 있는 저장용기 내부에 선반을 두어서 저장통을 다층으로 적층 보관할 수 있게 함과 아울러 저장통을 안정적으로 운반하거나 인출하는 로봇 팔(Robotic Arm)의 신규한 메커니즘을 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명에서는 용기 내에 설치되는 3개의 적층식 원형선반 중 내측에 위치하는 2개의 원형선반의 일측을 개방하여 로봇 팔이 내입될 수 있게 하였으며, 상기 로봇 팔은 용기의 중심을 기준으로 해서 원 운동하는 제1수단과, 로봇 팔을 용기의 중심으로 이동시키는 제2수단과, 로봇 팔을 회동시키는 제3수단과, 저장통을 해당위치로 출납하는 승강수단으로 구성하였으며, 특히 상기 승강수단을 리니어 또는 볼 스크루 타입의 것을 용기 내부에 수직방향으로 배치되는 안내관 내부에 격리되게 구성하고, 안내관을 따라서 승강하는 클램프와 안내관 내부의 승강수단에 결합되어 있는 승강물을 마그네트 결합되게 구성하여 원형선반에 보관되어 있는 저장통의 출납이 이루어지게 하였다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 극저온 보관장치를 사용할 경우 원형의 선반들에 보관되어 있는 저장통의 출납이 매우 신속하게 이루어질 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 승강수단이 이송부재에 의해 용기내부의 액체 질소와 격리된 상태이므로 안정된 작동성을 보장할 수 있는 것이다.

본 발명은 저장통(Canister)을 보관하는 저장용기와, 저장용기의 내부에 동심으로 배열되어 설치되는 제1 내지 제3선반과, 상기 선반들이 침수되게 저장용기에 담겨진 액화질소와, 저장용기의 상단에 형성되는 출입문과, 저장용기 내에 저장통을 운반하는 로봇 팔과, 저장용기의 상단을 밀폐함과 동시에 로봇 팔의 위치를 이동시키도록 용기의 상단에 고정한 고정체 내측에 결합되는 제1회전수단에 의해 구동되는 제1회전판과, 로봇 팔의 위치를 이동시키는 수단들 및 로봇 팔의 위치를 이동시키는 수단들을 제어하고 입출력을 관리하는 모니터링 컨트롤 시스템으로 구성된 극저온 보관장치에 있어서;

상기 제1회전체의 반지름보다 큰 치수로 용기의 중심과 편심되게 제1회전판에 형성된 조립구멍에는 제2회전수단에 의해 구동하는 제2회전판을 설치하고; 상기 제2회전판에는 제2회전체에 결합된 지지체와, 지지체의 상단에 설치되는 제3모터와, 제1회전체의 중심과 일치하도록 지지체에 베어링 결합되게 설치한 제3회전체와, 상기 제3모터의 축과 제3회전체에 각각 결합된 풀리 및 이들 풀리에 결합되어 제3회전체를 회전시키는 벨트를 포함하는 로봇 팔을 회전시키는 제3회전수단이 설치하고; 상기 제2선반 및 제3선반에는 제2회전수단에 의해 회전할 때 로봇 팔이 제3선반 내측의 저장용기 중앙으로 이동할 수 있게 선반의 일부를 제거하여 작동공간을 형성하며; 상기 로봇 팔은 지지체에 베어링 지지되며 제2회전체에 수밀 가능하게 결합되는 회전부재와, 회전부재와 일체로 형성되며 저장용기의 바닥과 근접한 위치까지 길게 내려진 안내부재와, 상기 회전부재와 안내부재의 내부에 설치되는 승강수단과, 안내부재의 외측에 감싸진 상태로 위치하면서 승강수단을 따라서 작동하도록 설치되며 상기 제1 내지 제3선반에 수납된 저장통을 걸어서 인출하는 훅이 형성된 이송부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 승강수단과 이송부재의 결합은 안내부재에 상하로 길게 작동홈을 형성하고, 이 작동홈으로는 볼트를 끼워서 승강수단의 테이블과 이송부재를 결합한 것 또는 상기 승강수단과 이송부재의 결합은 상기 안내부재를 비자성체로 구성하고, 상기 승강수단의 테이블과 이송부재에 각각 영구자석을 결합하여 자력에 의해 이들이 결합되게 한 것을 특징으로 한다.

이하에서 본 발명의 구성을 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용된 극저온 보관장치의 일 실시예를 보인 정단면도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 평면도, 도 3은 본 발명에서의 저장용기 내의 선반 배치상태를 보인 평단면도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 극저온 보관장치(1)는 도시된 바와 같이 저장통(Canister;3)을 보관하는 저장용기(2)와, 저장용기(2)의 상단을 밀폐함과 동시에 후술할 로봇 팔(17)의 위치를 이동시키는 수단들과, 저장용기(2)의 상단에 형성되는 출입문(21)과, 저장용기(2) 내에 저장통(3)을 운반하는 로봇 팔(17)과, 로봇 팔(17)을 이동시키는 수단들 및 로봇 팔(17)을 이동시키는 수단들을 제어하고 입출력을 관리하는 모니터링 컨트롤 시스템(Monitoring Control System;30)으로 대분된다.

상기 저장용기(2)는 이중벽 구조이며, 액화질소를 담아서 보관할 수 있는 구성이며, 상부와 하부에는 내부에 액화질소를 투입하거나 배출하는 투입관(2a) 및 배출관(2b)이 밸브에 의해 제어되도록 설치되며, 이동성을 보장하도록 하부에는 캐스트(4)를 설치하며, 저장용기(2)의 내부에는 저장통(3)을 보관하는 선반들이 동심원으로 배열되게 설치한다.

상기 선반들은 저장용기(2)의 가장자리 측에 설치되고 저장통(3)을 수납할 수 있는 개구가 중심 쪽으로 형성되는 제1선반(5)과, 제1선반(5)의 내측에 동심으로 배열되며 제1선반(5)의 개구와 마주보도록 개구가 형성된 제2선반(6)과, 제2선반(6)의 내측에 동심으로 배열되며 개구가 중심 쪽으로 형성되는 제3선반(7)으로 구성된다. 이때 제1선반(5) 및 제2선반(6) 사이와 제3선반(7)의 내측에는 후술할 로봇 팔(17)의 구성부재인 이송부재가 활동할 수 있는 통로(8)가 형성된다.

또한 상기 제2 내지 제3선반(6,7)에는 후술할 로봇 팔(17)의 이송부재가 활동할 수 있도록 선반의 일부를 제거하여 작동공간(9)이 형성되게 구성한다.

상기 선반들의 구성은 일반적으로 널리 사용하고 있는 다양한 것들이 적용될 수 있다. 대표적으로는 도시된 바와 같이 평면에서 볼 때 파형으로 안치홈을 연속적으로 형성한 것으로, 이런 구성의 선반을 적용할 경우 상측 선반과 하측 선반 사이에 저장통(3)이 드나들 수 있는 충분한 여우 공간을 확보하여야 한다.

본 발명에서 제공하는 후술할 제1,2,3회전수단(12,14,16) 및 로봇 팔(17)은 도 3에 도시된 바와 같은 궤적(A)으로 이동하면서 상기 제1,2,3선반(5,6,7)로 저장통(3)을 수납 혹은 인출하게 된다.

상기 저장용기(2)의 상측 개구부분은 밀폐된다.

이의 밀폐수단으로는 도 4, 도 5에 확대 도시한 바와 같이 상기 저장용기(2)의 상단에 링 형상의 고정체(10)가 저장용기(2)에 고정되며, 고정체(10)의 내측단에는 상향 개구된 요홈(10a) 및 걸림돌기(10b)를 원주방향으로 형성한다.

상기 고정체(10)의 내측으로는 제1회전체(11)가 결합되는데, 이 제1회전체(11)의 외측단에는 상기 고정체(10)의 내측단에 형성된 요홈(10a) 및 걸림돌기(10b)와 대응되는 걸림돌기(11a)와 요홈(11b)이 형성되어 있다.

상기 제1회전체(11)는 제1회전수단(12)에 의해 구동되며, 제1회전수단(12)은 제1회전체(11)의 가장자리 상측에 결합되는 링기어(12a)와, 고정체(10)에 핀으로 조립되며 상기 링기어(12a)와 접하는 적어도 3개 이상의 가이드롤러(12b)와, 고정체(10)에 설치되며 제1모터(12c)로 구동되도록 축이 연결되는 가이드기어(12d)를 포함하여 구성된다.

그리고 도 5에 확대 도시된 바와 같이 상기 제1회전체(11)에는 제1회전체(11)의 반지름보다 큰 치수로 용기의 중심과 편심된 조립구멍(11c)을 형성하되, 이 조립구멍(11c)의 가장자리에는 상향 개구된 요홈(11d) 및 걸림돌기(11e)를 원주방향으로 형성한다.

상기 조립구멍(11a)에는 제2회전체(13)가 결합되는데, 제2회전체(13)의 외측 단에는 상기 제1회전체(11)의 조립구멍(11c)측에 형성되어 있는 요홈(11d) 및 걸림돌기(11e)와 대응하는 걸림돌기(13a)와 요홈(13b)이 형성된다.

상기 제2회전체(13)는 제2회전수단(14)에 의해 구동되며, 제2회전수단(14)은 제1회전체(11)에 형성된 조립구멍(11c)의 상측으로 제1회전체(11)에 고정되는 링 형상의 링기어(14a)와, 제2회전체(13)에 핀으로 조립되며 상기 링기어(14a)와 접하는 적어도 3개 이상의 가이드롤러(14b)와, 제2회전체(13)에 설치되며 제1모터(14c)로 구동되도록 축이 연결되는 가이드기어(14d)를 포함하여 구성된다.

상기 고정체(10) 및 제1회전체(11)의 조립구멍(11c)에 형성되어 있는 요홈(10a, 11d)에는 상대측 걸림돌기(11a, 13a)의 단부가 침수될 수 있도록 실리콘 기름과 같은 단열 윤활제(15)를 채워서 열적 이동을 차단할 수 있게 한다.

그리고 상기 제1회전체(11)에 조립되는 제2회전체(13)의 상측으로는 제2회전체(13)를 관통하여 설치되는 후술할 로봇 팔(17)을 회전시키는 제3회전수단(16)이 설치되어 있다.

상기 제3회전수단(16)으로는 제2회전체(13)에 결합된 지지체(16a)와, 지지체(16a)의 상단에 설치되는 제3모터(16b)와, 제1회전체(11)의 중심과 일치하도록 지지체(16a)에 베어링 결합되게 설치한 제3회전체(16c)와, 상기 제3모터(16b)의 축과 제3회전체(16c)에 각각 결합된 풀리(16d) 및 이들 풀리(16d)에 결합되어 제3회전체(16c)를 회전시키는 벨트(16e)를 포함하는 구성이다.

상기 제3회전수단(16)에 의해 회전하는 제3회전체(16d)에는 로봇 팔(17)이 설치되며, 이 로봇 팔(17)은 도 6, 도 7에 도시된 바와 같이 지지체(16a)에 베어링 지지되며 제2회전체(13)에 수밀 가능하게 결합되며 저장용기(2)의 바닥과 근접한 위치까지 길게 내려진 안내부재(17a)와, 상기 안내부재(17a)의 내부에 설치되는 승강수단(17b)과, 안내부재(17a)의 외측에 감싸진 상태로 위치하면서 승강수단(17b)을 따라서 작동하도록 설치되며 상기 제1 내지 제3선반(5,6,7)에 수납된 저장통(3)을 걸어서 인출하는 훅이 형성된 이송부재(17e)를 포함하는 구성이다.

상기 승강수단(17b)은 모터(17c)로 구동하는 볼 스크루에 테이블(17d)을 결합한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 안내부재(17a)에 상하로 길게 작동홈(18)을 형성하고, 이 작동홈(18)으로는 볼트(19)를 끼워서 테이블(17d)과 이송부재(17e)를 결합한 구성이다.

도 8은 본 발명에 적용될 수 있는 로봇 팔(17)의 다른 예를 도시한 것으로서, 이는 상기 실시예와 같이 로봇 팔(17)을 구성함에 있어서, 지지체(16a)에 베어링 지지되며 제2회전체(13)에 수밀 가능하게 결합되며 저장용기(2)의 바닥과 근접한 위치까지 길게 내려진 안내부재(17a)와, 상기 안내부재(17a)의 내부에 설치되는 승강수단(17b)과, 안내부재(17a)의 외측에 감싸진 상태로 위치하면서 승강수단(17b)을 따라서 작동하도록 설치되며 상기 제1 내지 제3선반(5,6,7)에 수납된 저장통(3)을 걸어서 인출하는 훅이 형성된 이송부재(17e)를 포함하여 구성하되,

상기 승강수단(17b)은 모터(17c)로 구동하는 볼 스크루에 테이블(17d)을 결합한 것을 사용하고, 상기 테이블(17d)과 이송부재(17e)에는 각각 영구자석(20)을 결합하여 자력에 의해 결합되게 한다. 이때 안내부재(17a)는 비자성체로 구성한다.

그리고 상기 저장용기(2)의 상단 일측에는 상기 이송부재(17e)가 상향 이동 한 위치와 부합하는 위치에 저장용기(2) 내로 저장통(3)을 투입하거나 또는 저장용기(2) 내의 저장통(3)을 인출하도록 개폐 가능한 출입문(21)을 고정체(10)에 지지되도록 설치한다.

출입문(21)의 내측으로는 출입통로(22)가 형성되어 있고, 출입통로(22)의 내측단은 상기 안내부재(17a)를 따라서 승강하는 이송부재(17e)가 상단에 위치한 상태에서 저장통(3)을 내입할 수 있도록 개방된 상태로 구성된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명을 이용하여 제대혈 등을 보관코자 할 시에는 먼저 저장용기(2)에 마련되어 있는 투입관(2a)을 이용하여 저장용기(2) 내부에 설치되는 선반들의 상부까지 잠질 정도로 액화질소를 충분하게 보충한 상태에서 모니터링 컨트롤 시스템(30)을 조작하여 저장통(3)을 제1 내지 제3선반(5,6,7)에 보관하고, 또한 보관된 저장통(3)을 인출하면 되는 것이다.

저장통(3)을 저장용기(2) 내부에 투입하여 선반들에 안치 보관하는 것과, 보관되어 있는 저장통(3)을 인출하는 것은 모니터링 컨트롤 시스템(30)을 역으로 조작하므로 해서 쉽게 이루어 질 수 있는 바, 본 발명에서는 저장통(3)을 투입하는 예를 하기에서 설명한다.

저장통(3)을 저장용기(2)에 내에 투입코자 할 시에는 먼저 출입문(22)을 개방하여 저장통(3)을 출입통로(22)로 밀어 넣는다. 이때 취급자는 충분한 보호장비(예를 들면 방한장갑 등)를 착용한 상태를 유지함이 바람직하다.

상기와 같이 저장통(3)을 출입통로(22)로 넣고 출입문(22)을 닫은 상태에서 로봇 팔(17)과, 로봇 팔(17)을 저장용기(2)의 다양한 위치로 이동시키는 제1 내지 제3회전수단(12,14,16)을 모니트링 컨트롤 시스템(30)에 의해 미리 프로그램 되어 정해진 위치로 이동하여 선반에 안치 보관하게 된다.

즉, 본 발명에 의하면 로봇 팔(17)과 제1,3회전수단(12,16)을 이용하여 저장통(3)을 제1선반(5)과 제2선반(6)에 수납하거나 로봇 팔(17)과 제1,2,3회전수단(12,14,16)을 이용하여 제3선반(7)에 저장통(3)을 수납할 수 있는 것이다.

먼저 제1선반(5)과 제2선반(6)에 저장통(3)을 수납하는 예를 살펴보면, 출입통로(22)로 투입된 저장통(3)아래쪽에서 위쪽으로 이송부재(17e)를 이동시켜 이송부재(17e)에 형성되어 있는 훅을 저장통(3)에 걸어서 고정한 다음 먼저 제3회동수단(16)의 제3모터(16b)를 구동하면 지지체(16a)에 결합되어 있는 로봇 팔(17) 전체가 회동되면서 저장통(3)을 출입통로(22)에서 분리하게 되므로 이때 로봇 팔(17)의 승강수단(17b)을 구동하여 정해진 선반의 높이에 해당하는 위치로 이동한다.

상기와 같이 로봇 팔(17)이 이동된 다음 제1회전수단(12)의 제1모터(12c)가 구동되면서 제1회전판(11)을 회전시켜 미리 정해 둔 선반의 전방으로 저장통(3)을 이동시키게 된다. 이때 저장통(3)은 제1,2선반(5,6) 사이의 좁은 통로(8)에 위치한 상태를 유지하게 되는데, 상기와 같이 제1회전수단(12)의 구동이 완료되면 제3회동수단(16)이 구동되어 저장통(3)을 선반 위에 위치되게 이동시키게 된다.

상기 제1회전수단(12)과 제3회전수단(16)의 구동을 본 발명에서는 이해를 돕기 위해 별도로 설명하였으나, 실제 이들 회전수단들은 동시에 움직여 단시간 내에 정해진 위치로 저장통(3)을 이동하게 된다.

이와 같이 저장통(3)이 선반 위로 이동된 상태에서 로봇 팔(17)의 승강수단(17b)은 하향 이동되는데, 이때 이송부재(17e)의 훅이 저장통(3)에서 분리되어 저장통(3)을 안전하게 안치 보관하게 되는 것이다.

그리고 제3선반(7)에 저장통(3)을 안치코자 할 시에는 출입통로(22)로 투입된 저장통(3)에 이송부재(17e)에 형성되어 있는 훅을 걸어서 고정한 다음 먼저 제3회동수단(16)의 제3모터(16c)를 구동하게 되면 지지체(16a)에 결합되어 있는 로봇 팔(17) 전체가 회동되면서 저장통(3)을 출입통로(22)에서 분리하게 되므로 이때 로봇 팔(17)의 승강수단(17b)을 구동하여 정해진 선반의 높이에 해당하는 위치로 이동한다.

상기한 상태에서 제2회전수단(14)의 제2모터(14c)를 구동하여 제2회전체(13)를 회동시킨다. 즉, 출입통로(22)에서 저장통(3)을 공급받기 위한 위치일 때의 로봇 팔(17) 위치는 제1,2선반(5,6) 사이의 좁은 통로(8) 상에 위치하게 되는데, 제2회전체(13)가 회전할 경우 로봇 팔(17)이 제2,3선반(6,7)의 일부를 제거하여 형성한 작동공간(9)을 통해서 저장용기(2)의 중심인 제3선반(7) 내측으로 이동되므로 이때 제3회동수단(16)을 구동하여 저장통(3)을 선반 위에 위치되게 이동시킨 상태에서 로봇 팔(17)의 승강수단(17b)을 하향 이동하여 이송부재(17e)의 훅을 저장통(3)에서 분리하면 저장통(3)을 안전하게 안치 보관하게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 구체적 실시예를 기준으로 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나, 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 단순한 설계변경이나 관용수 단의 치환 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.

도 1은 본 발명이 적용된 극저온 보관장치의 일 실시예를 보인 정단면도

도 2는 본 발명의 평면도

도 3은 본 발명에서의 저장용기 내의 선반 배치상태를 보인 평단면도

도 4는 본 발명의 제1회전체 결합상태를 보인 요부 발췌 확대 단면도

도 5는 본 발명의 제2회전체 결합상태를 보인 요부 발췌 확대 단면도

도 6은 본 발명에 적용된 로봇 팔의 일 실시예를 보인 정단면도

도 7은 도 6의 측단면도

도 8은 본 발명에 적용된 로봇 팔의 다른 실시예를 보인 정단면도

■도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1:극저온 보관장치 2:저장용기

3:저장통 8:통로

9:작동공간 10:고정체

11:제1회전체 12:제1회전수단

13:제2회전체 14:제2회전수단

16:제3회전수단 17:로봇 팔

18:작동홈 20:영구자석

30:모니터링 컨트롤 시스템

Claims (3)

1. 저장통(Canister;3)을 보관하는 저장용기(2)와, 저장용기(2)의 내부에 동심으로 배열되어 설치되는 제1 내지 제3선반(5,6,7)과, 상기 선반들이 침수되게 저장용기(2)에 담겨진 액화질소와, 저장용기(2)의 상단에 형성되는 개폐 가능한 출입문(21)과, 저장용기(2) 내에 저장통(3)을 운반하는 로봇 팔(17)과, 저장용기(2)의 상단을 밀폐함과 동시에 로봇 팔(17)의 위치를 이동시키도록 저장용기(2)의 상단에 고정한 고정체(10) 내측에 결합되는 제1회전수단(12)에 의해 구동되는 제1회전판(11)과, 로봇 팔(17)을 이동시키는 수단들 및 로봇 팔(17)을 이동시키는 수단들을 제어하고 입출력을 관리하는 모니터링 컨트롤 시스템(20)으로 구성된 극저온 보관장치(1)에 있어서,

   상기 제1회전판(11)의 반지름보다 큰 치수로 저장용기(2)의 중심과 편심되게 제1회전판(11)에 형성된 조립구멍(11c)에는 제2회전수단(14)에 의해 구동하는 제2회전판(13)을 설치하고,

   상기 제2회전판(13)에는 제2회전판(13)에 결합된 지지체(16a)와, 지지체(16a)의 상단에 설치되는 제3모터(16b)와, 제1회전체(11)의 중심과 일치하도록 지지체(16a)에 베어링 결합되게 설치한 제3회전체(16c)와, 상기 제3모터(16b)의 축과 제3회전체(16c)에 각각 결합된 풀리(16d) 및 이들 풀리(16d)에 결합되어 제3회전체(16c)를 회전시키는 벨트(16e)를 포함하는 제3회전수단(16)이 설치하고,

   상기 제2,3선반(6,7)에는 제2회전수단(14)에 의해 회전할 때 로봇 팔(17)이 제3선반(7) 내측의 저장용기(2) 중앙으로 이동할 수 있게 선반의 일부를 제거하여 작동공간(9)을 형성하며,

   상기 로봇 팔(17)은 지지체(16a)에 베어링 지지되며 제2회전체(13)에 수밀 가능하게 결합되며 저장용기(2)의 바닥과 근접한 위치까지 길게 내려진 안내부재(17a)와, 상기 안내부재(17a)의 내부에 설치되는 승강수단(17b)과, 안내부재(17a)의 외측에 감싸진 상태로 위치하면서 승강수단(17b)을 따라서 작동하도록 설치되며 상기 제1 내지 제3선반(5,6,7)에 수납된 저장통(3)을 걸어서 인출하는 훅이 형성된 이송부재(17e)를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 보관장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 승강수단(17b)과 이송부재(17e)의 결합은 안내부재(17a)에 상하로 길게 작동홈(18)을 형성하고, 이 작동홈(18)으로는 볼트(19)를 끼워서 승강수단(17b)의 테이블(17d)과 이송부재(17e)를 결합한 것을 특징으로 하는 극저온 보관장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 승강수단(17b)과 이송부재(17e)의 결합은 상기 안내부재(17a)를 비자성체로 구성하고,

   상기 승강수단(17b)의 테이블(17c)과 이송부재(17e)에 각각 영구자석(20)을 결합하여 자력에 의해 이들이 결합되게 한 것을 특징으로 하는 극저온 보관장치.

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