KR101223742B1

KR101223742B1 - Apparatus of cleaning bottom of water container

Info

Publication number: KR101223742B1
Application number: KR1020080058797A
Authority: KR
Inventors: 김진현
Original assignee: (주)케이엔알시스템
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2013-01-17
Also published as: KR20090132693A

Abstract

수조의 바닥면을 청소하기 위한 청소 장치는 베이스, 상기 베이스에 마련되는 펌프, 상기 펌프에 전원을 공급하는 배터리, 상기 베이스에 마련되어 상기 펌프의 흡입력을 이용하여 상기 수조의 바닥면으로부터 저장수가 유입되고, 상기 저장수에 포함되는 이물질을 걸러내는 흡입부, 상기 흡입부로부터 걸러진 물이 토출되고, 토출되는 힘으로부터 구동력을 얻는 토출부 및 상기 토출부를 제어하는 제어부를 포함한다. 청소 장치의 에너지 효율을 높임으로써, 배터리를 활용한 무선 청소 장치의 제작이 가능하다.The cleaning device for cleaning the bottom surface of the tank is a base, a pump provided in the base, a battery for supplying power to the pump, the storage water flows in from the bottom surface of the tank using the suction force of the pump provided in the base and And a suction part for filtering foreign substances included in the storage water, a discharge part for discharging the water filtered from the suction part and obtaining a driving force from the discharged force, and a control part for controlling the discharge part. By increasing the energy efficiency of the cleaning device, it is possible to manufacture a wireless cleaning device using a battery.

수조, 수영장, 청소 장치, 무선, 수중 청소 Countertop, Pool, Cleaning Device, Wireless, Underwater Cleaning

Description

[0001] Apparatus of cleaning bottom of water container [0002]

본 발명은 수조의 바닥면을 청소하기 위한 장치로써, 보다 상세하게는 내부 펌프를 이용한 워터젯 분사 방식으로 구동되어 수조의 바닥면을 청소하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for cleaning the bottom surface of a water tank, and more particularly, to an apparatus for cleaning the bottom surface of a water tank driven by a waterjet injection method using an internal pump.

불특정 다수인이 사용하는 수영장이나 냉각수 저장용 탱크와 같이 대용량의 저장수가 저장되는 수조는 그 오염정도가 빠르게 전화되고 침전물에 의해 수조의 바닥면이 쉽게 오염된다. 따라서, 수조 관리를 위해 수조 내의 저장수 교체뿐 아니라 수조의 오염된 바닥면을 주기적으로 청소해야할 필요가 있다.The water tank, which is used by many unspecified people such as a swimming pool or a cooling water storage tank, stores a large amount of stored water quickly, and the bottom surface of the water tank is easily contaminated by the sediment. Therefore, it is necessary to periodically clean the contaminated floor of the water tank as well as replace the water in the water tank for water tank management.

최근에는 수조의 바닥면을 다양한 자동화된 청소 장치를 활용하여 청소하고 있다. 수조내의 저장수를 외부로 배출한 후 저장수에 부유하는 오염물질이 침전된 수조의 바닥면을 청소 장치를 이용하여 청소하고, 새로운 저장수를 수조에 다시 투입하는 것이다. In recent years, the bottom surface of the tank has been cleaned using various automated cleaning devices. After the stored water in the water tank is discharged to the outside, the bottom surface of the water tank in which the contaminants suspended in the stored water is deposited is cleaned by a cleaning device, and the new stored water is put back into the water tank.

대한민국 등록특허 제10-0442972호는 무한궤도를 채용한 청소 장치를 개시한다. 하지만, 이는 외부에 무한궤도를 구동하기 위한 동력원을 두고 있어, 상기 동력원과 청소 장치를 연결하는 케이블 배선이 필요하다. 또한, 무한궤도는 청소 장 치의 부피를 줄이는데 커다란 제약으로 작용한다. Korean Patent No. 10-0442972 discloses a cleaning apparatus employing an infinite track. However, this has a power source for driving an endless track on the outside, and a cable wiring for connecting the power source and the cleaning device is required. In addition, the caterpillar is a major constraint in reducing the volume of cleaning equipment.

대한민국 등록특허 제10-0430082호는 구동휠을 채용한 청소 장치를 개시한다. 이는 구동휠을 위한 구동 수단을 내부에 장착하고 있지만, 구동 수단의 전원을 공급하기 위해서는 별도의 전원 배선이 필요하다. Korean Patent No. 10-0430082 discloses a cleaning device employing a driving wheel. This means that the driving means for the driving wheel is mounted inside, but a separate power wiring is required to supply the power of the driving means.

일반적으로 수조의 바닥면은 청소할 면적이 넓어, 청소 장치가 작업하는 데 수시간이 소요된다. 또한, 청소 장치의 구동 및 내부 펌프의 동작을 위해 별도의 전원 배선이 요구된다. 이러한 전원 배선의 연결은 청소 장치의 설치 및 회수에 많은 노력과 시간을 들이게 하고, 장치의 운용에 많은 제약을 가져오고 있다. Generally, the bottom surface of the water tank has a large area to clean, and it takes several hours for the cleaning device to work. In addition, separate power wiring is required for driving the cleaning device and operating the internal pump. This connection of power wires takes a lot of effort and time to install and retrieve the cleaning device, and brings a lot of restrictions to the operation of the device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선으로 동작하는 수조 바닥면 청소 장치를 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a water tank floor cleaning apparatus that operates wirelessly.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 내부 펌프의 워터젯 분사를 이용한 수조 바닥면 청소 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a water tank floor cleaning apparatus using waterjet injection of an internal pump.

본 발명의 일 양태에 따른 수조의 바닥면을 청소하기 위한 청소 장치는 베이스, 상기 베이스에 마련되는 펌프, 상기 펌프에 전원을 공급하는 배터리, 상기 베이스에 마련되어 상기 펌프의 흡입력을 이용하여 상기 수조의 바닥면으로부터 저장수가 유입되고, 상기 저장수에 포함되는 이물질을 걸러내는 흡입부, 상기 흡입부로부터 걸러진 물이 토출되고, 토출되는 힘으로부터 구동력을 얻는 토출부 및 상기 토출부를 제어하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a cleaning device for cleaning a bottom surface of a water tank includes a base, a pump provided at the base, a battery for supplying power to the pump, and a base provided with the suction power of the pump. It includes a suction unit for the storage water is introduced from the bottom surface, the foreign matter contained in the storage water to filter out, the discharged water from the suction unit is discharged, the discharge unit for obtaining a driving force from the discharged force and the control unit for controlling the discharge unit .

상기 토출부는 상기 수조의 바닥면에 대해 실질적으로 수직축을 기준으로 회전하여 상기 베이스의 진행 방향을 조절할 수 있다. 이와 더불어, 상기 토출부는 상기 수조의 바닥면에 대해 실질적으로 수평축을 기준으로 회전하여 상기 베이스의 진행 속도를 조절할 수 있다. The discharge part may be rotated with respect to the bottom surface of the water tank substantially on a vertical axis to adjust the traveling direction of the base. In addition, the discharge portion may be rotated with respect to the bottom surface of the tank substantially on the horizontal axis to adjust the traveling speed of the base.

청소 장치의 에너지 효율을 높임으로써, 배터리를 활용한 무선 청소 장치의 제작이 가능하다. 또한, 청소 장치의 무게와 부피가 줄어들어, 수조 바닥면 청소시 청소 장치의 설치/회수에 걸리는 노력을 최소화할 수 있다.By increasing the energy efficiency of the cleaning device, it is possible to manufacture a wireless cleaning device using a battery. In addition, the weight and volume of the cleaning device are reduced, thereby minimizing the effort required to install / recover the cleaning device when cleaning the bottom of the tank.

도 1은 본 발명에 따른 청소 장치를 이용한 청소 방법을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a cleaning method using a cleaning device according to the present invention.

도 1을 참조하면, 수조(10) 내에 청소 장치(100)가 배치되어, 청소 장치(100)가 수조(10)의 바닥면을 청소한다. 청소 장치(100)는 무선으로 동작하며, 동작이 개시되면 청소 장치(100)는 미리 지정된 시간 동안 또는 배터리의 전원이 소모될 때까지 수조(10)의 바닥면을 임의의 경로 또는 지정된 경로로 돌아다닌다. 청소 장치(100)는 바닥면의 저장수(W)를 흡입하여, 흡입된 저장수내에 포함된 이물질을 걸러낸 후 걸러진 저장수를 외부로 토출한다. 저장수를 외부로 토출하는 힘(이를 워터젯(water-jet) 압력이라 한다)을 통해 청소 장치(100)는 구동된다.Referring to FIG. 1, the cleaning device 100 is disposed in the water tank 10, and the cleaning device 100 cleans the bottom surface of the water tank 10. The cleaning apparatus 100 operates wirelessly. When the operation of the cleaning apparatus 100 is started, the cleaning apparatus 100 returns the bottom surface of the water tank 10 to an arbitrary path or a designated path for a predetermined time or until the power of the battery is consumed I go. The cleaning device 100 sucks the storage water W on the bottom surface, filters out foreign substances contained in the sucked storage water, and then discharges the filtered storage water to the outside. The cleaning device 100 is driven by a force for discharging the stored water to the outside (this is called a water-jet pressure).

청소 장치(100)는 수조(10) 내의 저장수의 일부를 배출한 후 토출부(도 2의 190)가 공기 중에 노출된 채로 동작할 수 있고, 또는 수조(10) 내의 저장수를 그대로 유지한 후 수중으로 잠수한 채로 동작할 수도 있다. 청소 장치(100)의 효율을 높이기 위해서 수조(10) 내의 저장수를 그대로 유지한 후 수중으로 잠수한 채로 동작하는 것이 더 나을 수 있다.The cleaning apparatus 100 may operate with the discharge part (190 of FIG. 2) exposed to the air after discharging a part of the stored water in the water tank 10, or maintaining the stored water in the water tank 10 as it is. It may then be operated submerged underwater. In order to increase the efficiency of the cleaning apparatus 100, it may be better to keep the stored water in the tank 10 as it is and to operate while diving underwater.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view showing the configuration of a cleaning device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 청소 장치(100)는 베이스(110)와 상부 케이스(120)를 포함하며, 베이스(100) 상부에는 흡입부(130), 펌프(140), 제어부(150), 센서부(160), 배터리(170) 및 토출부(190)가 배치된다. 베이스(100) 상부에 배치되는 각 요소의 형태나 배치는 예시에 불과하며, 다양한 형태로 변형이 가능하다. Referring to FIG. 2, the cleaning apparatus 100 includes a base 110 and an upper case 120, and the suction unit 130, the pump 140, the controller 150, and the sensor unit are disposed on the base 100. The 160, the battery 170, and the discharge unit 190 are disposed. The shape or arrangement of each element disposed on the base 100 is merely an example, and may be modified in various forms.

베이스(100)의 하부에는 토출부(190)에 의해 구동력을 전달받는 다수의 바퀴(180)가 배치된다. 바퀴(180)는 수동형의 볼 조인트 메커니즘을 사용할 수 있다. A plurality of wheels 180 that receive the driving force by the discharge unit 190 is disposed below the base 100. The wheel 180 may use a passive ball joint mechanism.

상부 케이스(120)는 베이스(110)와 결합하여 청소 장치(100)의 외형을 형성하고, 내부가 방수를 유지하도록 한다. The upper case 120 is combined with the base 110 to form the outer shape of the cleaning device 100, and to keep the inside waterproof.

흡입부(130)는 펌프(140)의 흡입력에 의해 베이스(100)의 하단쪽에 배치되는 흡입구(미도시)를 통해 수조의 바닥면으로부터 흡입되는 저장수가 유입된다. 흡입부(130)는 내부에 배치된 필터(미도시)를 통해 저장수로부터 침전물이나 기타 잔여물들을 걸러낸다. The suction unit 130 is introduced into the storage water sucked from the bottom surface of the tank through a suction port (not shown) disposed at the lower side of the base 100 by the suction force of the pump 140. The suction unit 130 filters out deposits or other residues from the stored water through a filter (not shown) disposed therein.

제어부(150)는 청소 장치(100)의 전체적인 동작을 제어한다. 제어부(150)는 배터리(170)의 전압 수준을 모니터링하고, 토출부(190)의 제어를 통해 청소 장치(100)의 경로를 변경하고, 외부 기기와 무선으로 동작 신호를 송수신한다. 제어부(150)는 외부 기기와 무선으로 통신하기 위한 무선 인터페이스부(미도시)를 포함하고, 무선 인터페이스로는 RF(radio frequency) 장치, 무선랜, 블루투스, 적외선 센서 등 잘 알려진 기술을 이용할 수 있다. The controller 150 controls the overall operation of the cleaning device 100. The controller 150 monitors the voltage level of the battery 170, changes the path of the cleaning device 100 through the control of the discharge unit 190, and transmits and receives an operation signal wirelessly with an external device. The controller 150 may include a wireless interface unit (not shown) for wirelessly communicating with an external device, and a well-known technology such as an RF (radio frequency) device, a wireless LAN, a Bluetooth, an infrared sensor may be used as the wireless interface. .

센서부(160)는 청소 장치(100)의 위치나 방향을 감지하기 위한 자이로 센서 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 청소 장치(100)에는 주변 사물의 감지를 위한 다수의 초음파 센서나 거리 센서가 장착될 수 있다.The sensor unit 160 may include a gyro sensor module for detecting the position or direction of the cleaning device 100. In addition, the cleaning apparatus 100 may be equipped with a plurality of ultrasonic sensors or distance sensors for sensing the surrounding objects.

배터리(170)는 펌프(140)에 전원을 공급한다. 배터리(170)는 잘 알려진 리튬-폴리머 계열의 배터리를 사용할 수 있으며, 배터리(170)의 구성이나 형태에 대해서는 제한이 없다.The battery 170 supplies power to the pump 140. The battery 170 may use a well-known lithium-based battery, and there is no limitation on the configuration or shape of the battery 170.

잠수를 위한 부력 조절기(미도시)가 베이스(100)에 추가로 배치될 수 있다. 초기에는 잠수를 위해 부력 조절기에 물이 채워지고, 배터리(170)의 전압이 일정 수준 이하로 떨어지면 부력 조절기의 물을 배출하여 청소 장치(100)가 수면 위로 상승한다. A buoyancy regulator (not shown) for diving may be further disposed on the base 100. Initially, the buoyancy regulator is filled with water for diving, and when the voltage of the battery 170 falls below a certain level, the buoyancy regulator discharges water so that the cleaning device 100 rises above the water surface.

토출부(190)는 청소 장치(100)에 구동력을 제공한다. 토출부(190)는 흡입부(130)를 통과한 물이 유입되는 유입부(191) 및 유입부(191)와 연결되는 제1 토출부(194)와 제2 토출부(196)를 포함한다. 제1 토출부(194)와 제2 토출부(196)를 통해 유입부(191)로부터 제공되는 물이 청소 장치(100) 외부로 토출된다. 제1 토출부(194)와 제2 토출부(196)를 통해 토출되는 물의 압력은 단순히 펌프(140)의 흡입력에 따른 것이며 별도의 토출 수단이 필요하지 않다. 제1 토출부(194)와 제2 토출부(196)를 통해 토출되는 물의 압력을 높이기 위해 제1 토출부(194)와 제2 토출부(196)의 내부 면적은 유입부(191)의 내부 면적보다 작을 수 있다. 내부 면적은 물이 통과하는 면적을 말한다. The discharge part 190 provides a driving force to the cleaning device 100. The discharge part 190 includes an inlet part 191 into which water passing through the suction part 130 flows in, and a first discharge part 194 and a second discharge part 196 connected to the inlet part 191. . Water provided from the inlet 191 is discharged to the outside of the cleaning apparatus 100 through the first discharge unit 194 and the second discharge unit 196. The pressure of the water discharged through the first discharge unit 194 and the second discharge unit 196 is simply based on the suction force of the pump 140 and does not require a separate discharge means. In order to increase the pressure of the water discharged through the first discharge unit 194 and the second discharge unit 196, the inner areas of the first discharge unit 194 and the second discharge unit 196 are inside the inlet unit 191. It may be smaller than the area. The internal area is the area through which water passes.

도 3은 청소 장치의 동작을 나타내는 평면도이다.3 is a plan view showing the operation of the cleaning apparatus.

도 3을 참조하면, 수직축을 기준으로 수평면으로 토출부(190)가 좌우로 회전한다. 여기서, 수직축은 수조의 바닥면에 대해 실질적으로 수직한 축을 말하고, 수평축은 수조의 바닥면에 대해 실질적으로 수평한 축을 말한다. 토출부(190)가 회전함에 따라 토출되는 물의 방향이 달라지고, 따라서 청소 장치(100)의 방향이 달라진다. 즉, 토출부(190)로부터 토출되는 물의 방향을 제어함으로써, 청소 장치(100)의 구동이 가능하다. Referring to FIG. 3, the discharge part 190 rotates to the horizontal plane based on the vertical axis. Here, the vertical axis refers to an axis substantially perpendicular to the bottom surface of the tank, and the horizontal axis refers to an axis substantially horizontal to the bottom surface of the tank. As the discharge part 190 rotates, the direction of the discharged water is changed, and thus, the direction of the cleaning device 100 is changed. That is, the cleaning apparatus 100 can be driven by controlling the direction of water discharged from the discharge unit 190.

토출부(190)를 회전시키기 위한 구동 수단으로는 모터나 기타 잘 알려진 메커니즘을 채용할 수 있다. As a driving means for rotating the discharge section 190, a motor or other well-known mechanism may be employed.

본 발명에 따르면, 청소 장치의 구동을 위해 별도의 전원을 사용하지 않고, 펌프(140)에 의해 제공되는 흡입력을 이용하여 워터젯 분사 방식으로 구동력을 얻는다. 수중 청소를 위해 사용되는 펌프(140)는 많은 유량과 높은 배출 압력을 유지하므로, 청소 장치(100)의 이동 에너지로 활용이 가능하다. 수조 바닥면 청소의 특성상 급격한 방향 전환은 거의 없고, 단순히 앞으로 전진하면서 전체 수조 바닥면을 이동하면 되기 때문이다. According to the present invention, the driving force is obtained by the waterjet injection method using the suction force provided by the pump 140 without using a separate power source for driving the cleaning device. Since the pump 140 used for cleaning the water maintains a large flow rate and a high discharge pressure, the pump 140 may be utilized as a moving energy of the cleaning device 100. Because of the characteristics of cleaning the bottom of the tank, there is almost no sudden change of direction, simply moving forward and moving the entire tank bottom.

기존의 청소 장치와 같이 청소 장치의 구동을 위해 별도의 전원이 필요하다면 내부 배터리가 펌프 외에 구동휠에도 전원을 제공해야 하므로 무선으로 동작하기에는 배터리 부피가 커지고, 에너지 효율도 떨어져 작동 시간을 늘리는 데 한계가 있고, 따라서 무선으로 동작하는 청소 장치를 제공하기에는 한계가 있다. 본 발명에서는 워터젯 분사 방식으로부터 구동력을 얻고, 내부 배터리는 펌프에만 전원을 공급하는 용도로만 사용할 수 있기 때문에 청소 로봇의 경량화가 가능하다. 따라서, 배터리만으로도 충분한 작동 시간을 제공할 수 있기 때문에 무선 인터페이스를 사용할 수 있다. If a separate power source is required to drive the cleaning device as in the conventional cleaning device, the internal battery must supply power to the driving wheel in addition to the pump. Therefore, the battery volume becomes large to operate wirelessly, There is a limit to providing a cleaning device that operates wirelessly. In the present invention, the driving force is obtained from the waterjet injection method, and since the internal battery can be used only for supplying power to the pump, it is possible to reduce the weight of the cleaning robot. Therefore, the wireless interface can be used because the battery alone can provide sufficient operating time.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소 장치의 구동을 나타낸 예시도이다.Figure 4 is an exemplary view showing the driving of the cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 토출부(290)는 수직축(z)을 기준으로 수평 방향으로 회전하는 방향 조절부(292)와 상기 방향 조절부(292)와 연동되어 수평축(x)을 기준으로 수직 방향으로 회전하는 속도 조절부(294)를 포함한다. 즉, 방향 조절부(292)의 회전에 따라 청소 장치의 진행 방향이 조절되고, 속도 조절부(294)의 회전에 따라 토출부(290)로부터 토출되는 유량 및 유속을 조절하여 청소 장치의 속도를 제어한다. 예를 들어, 속도 조절부(294)의 각도(θ)가 커질수록 청소 장치의 속도는 줄어든다. Referring to FIG. 4, the discharge unit 290 is interlocked with the direction control unit 292 and the direction control unit 292 rotating in the horizontal direction based on the vertical axis z, and the vertical direction based on the horizontal axis x. It includes a speed controller 294 to rotate. That is, the traveling direction of the cleaning apparatus is adjusted according to the rotation of the direction adjusting unit 292, and the flow rate and flow rate discharged from the discharge unit 290 are adjusted according to the rotation of the speed adjusting unit 294 to adjust the speed of the cleaning apparatus. To control. For example, as the angle θ of the speed adjuster 294 increases, the speed of the cleaning apparatus decreases.

방향 조절부(292)와 속도 조절부(294)의 동작은 소형 서보모터와 같은 잘 알려진 메커니즘을 적용할 수 있다. 이는 설계를 단순화하고, 토출부(290)의 동작으로 인한 배터리 소모를 최소화할 수 있다.The operation of the direction control unit 292 and the speed control unit 294 may apply a well-known mechanism such as a small servomotor. This simplifies the design and minimizes battery consumption due to the operation of the discharge unit 290.

2 자유도 방식의 토출부(290)를 통해 청소 장치의 방향 뿐만 아니라 속도까지도 조절함으로써 청소 장치의 효율을 높일 수 있고, 에너지 효율을 높일 수 있다. By controlling not only the direction but also the speed of the cleaning device through the discharge part 290 of the two degree of freedom method, the efficiency of the cleaning device can be increased, and the energy efficiency can be improved.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. You will understand. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention will include all embodiments within the scope of the following claims.

Claims

In the cleaning device for cleaning the bottom surface of the tank,

Base;

A pump provided in the base;

A battery supplying power to the pump;

A suction part provided in the base and storing water from the bottom surface of the water tank using the suction power of the pump and filtering foreign substances included in the storage water;

A discharge part which discharges the water filtered from the suction part and obtains a driving force from the discharged force; And

A control unit for controlling the discharge unit,

The control unit adjusts the traveling direction of the base by rotating the discharge unit based on a vertical axis with respect to the bottom surface of the tank,

The controller is configured to adjust the traveling speed of the base by rotating the discharge unit on the horizontal axis with respect to the bottom surface of the tank.

Cleaning device, characterized in that.

The method of claim 1,

The control unit is a cleaning device, characterized in that for sending and receiving an operation signal wirelessly with an external device.

The method of claim 1,

It further includes a buoyancy regulator for diving provided in the base,

The control unit monitors the power of the battery, and when the voltage of the battery falls below a certain level, the cleaning device to control the buoyancy regulator so that the base rises above the water surface.

The method of claim 1,

And a traveling speed of the base decreases as the angle between the traveling direction of the water discharged from the discharge part and the bottom surface of the water tank increases.