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코로나 검체 채취 로봇을 위한 Swab Module 메커니즘 설계
유재형(J. H. Yoo),김정률(J. R. Kim),정수훈(S. H. Jung),김계리(K. R. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
최근 장기화되고 있는 신종 코로나바이러스(COVID-19)의 유행은 필연적으로 선별 진료 인력의 확충을 야기시키고 있다. 하지만 진료 인력들은 큰 업무 부담과 함께 대면 진료 시의 코로나 감염 위험성에 노출되어 있기 때문에 정상적 업무 수행에 큰 어려움을 겪고 있다. 이러한 의료인력의 부족과 대면 진료의 위험성 문제를 해결하기 위해 최근 자동화된 비대면 코로나 검체채취로봇(Sampling Robot)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 검체채취로봇 자동화를 위해서 채취가 이루어지는 제한된 부스 공간 내에 Swab 과 Universal Transport Medium (UTM) 수집을 위한 여러 가지 Module 들이 배치되어 있어야 한다. 따라서 좁은 면적에서 Swab 을 효율적으로 배치하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 Swab Holder 의 높낮이를 변경할 수 있는 Snap Fit 구조를 적용하여 제한된 공간에서 효율적으로 Swab을 배치할 수 있는 Swab Module 을 설계하고 제작하였다. Swab Holder 는 Swab 이 Grip 된 다음 Holder 가 스프링 메커니즘에 의해 높이가 낮아져 로봇의 다음 Grip 동작에 대한 간섭을 제거하였다. 유한요소해석과 힘 측정 실험을 통해 Swab Holder 의 Snap Fit 메커니즘의 구동이 최적화된 설계 파라미터를 선정하고 시제품을 제작하였다. Swab Module 의 시제품은 로봇 Gripper 의 직경과 끝단 길이를 고려하여 40 mm 의 간격과 40 mm 높이 단차를 주어 교차형태로 Swab 을 배열하여 400 x 85 mm 면적에서 20 개의 Swab 이 배치되도록 제작되었다. 검체 채취 로봇과 함께 배치된 부스 내에서 효율적으로 Swab 을 배치하는 것을 확인하였고, 추후에는 실제 검체 채취 로봇 시스템에 적용하고 배치 효율성과 동작성을 확인하고자 한다.