KR101230461B1 - 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템 - Google Patents

건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템은, 좌우 방향으로 주행 가능하게 건물의 외벽에 마련되고, 상기 외벽을 유지 관리하기 위한 유지관리장치가 장착되는 복수의 워킹 모듈; 및 상하 방향으로 주행 가능하게 상기 외벽에 마련되고, 상기 워킹 모듈과 도킹하여 상기 워킹 모듈에 자원을 공급하는 적어도 하나의 워크 스테이션을 포함한다. 본 발명에 의하면, 건물의 외벽을 유지 관리하기 위한 로봇 시스템을 더욱 무인화, 원격화하여 시스템의 자동화 레벨을 크게 끌어올릴 수 있고, 결과적으로 시스템의 효율성, 경제성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템{Robot system for maintaining outer wall of building}
본 발명은, 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로봇 시스템의 자동화 레벨을 높일 수 있는 구조 혹은 방식에 관한 것이다.
건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템이란, 주로 고층 건물에서 건물 외벽에 대해 세척, 도장, 검사(모니터링) 등의 유지관리작업을 수행하기 위한 로봇 시스템으로, 건물 외벽의 유지관리작업을 수행함에 있어서 인력에 의한 작업을 최소화하여 안전사고를 줄이고 시스템의 효율성 및 경제성을 향상시키는 것을 주된 목적으로 한다.
이러한 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템은 세척장치, 도장장치, 검사장치 등의 유지관리장치의 이동 방식에 따라 곤돌라 방식, 레일 주행 방식, 흡착 이동 방식 등으로 구분될 수 있다.
그러나, 종래의 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템들은 아직도 많은 부분에 있어서, 예컨대 유지관리장치에 필요한 자원을 공급하기 위한 작업, 유지관리장치를 건물 외벽에 설치하거나 해체하는 작업 등에 있어서 상당한 인력을 필요로 하므로, 반자동화 형태의 로봇 시스템으로서 한계를 가지고 결과적으로 시스템의 효율성, 경제성 및 안전성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 건물의 외벽을 유지 관리하기 위한 로봇 시스템을 더욱 무인화, 원격화하여 시스템의 자동화 레벨을 크게 끌어올릴 수 있고, 결과적으로 시스템의 효율성, 경제성 및 안전성을 향상시킬 수 있는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 좌우 방향으로 주행 가능하게 건물의 외벽에 마련되고, 상기 외벽을 유지 관리하기 위한 유지관리장치가 장착되는 복수의 워킹 모듈; 및 상하 방향으로 주행 가능하게 상기 외벽에 마련되고, 상기 워킹 모듈과 도킹하여 상기 워킹 모듈에 자원을 공급하는 적어도 하나의 워크 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템에 의해 달성된다.
상기 워크 스테이션은, 상기 워킹 모듈과 도킹하여 상기 워킹 모듈을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 워크 스테이션은, 상기 복수의 워킹 모듈 중 자원 공급을 요청한 상기 워킹 모듈이 위치한 층으로 이동한 후 상기 워킹 모듈과 도킹할 수 있다.
상기 워킹 모듈은, 상기 워크 스테이션으로부터 상기 자원을 공급받기 위한 공급 단자부를 포함하고, 상기 워크 스테이션은, 상기 워킹 모듈에 상기 자원을 공급하기 위한 공급 포트부를 포함하고, 상기 공급 단자부와 상기 공급 포트부는, 상기 워킹 모듈과 상기 워크 스테이션의 도킹 위치에서 상호 접속될 수 있다.
상기 공급 포트부는, 상기 워크 스테이션의 좌우 양측에 각각 구비될 수 있다.
상기 공급 단자부는, 상기 워킹 모듈의 좌우 양측에 각각 구비될 수 있다.
상기 워크 스테이션은, 상기 건물의 코너 영역에 설치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 워크 스테이션은, 두 개의 워크 스테이션을 포함하고, 상기 두 개의 워크 스테이션은, 상기 건물에서 서로 대각선으로 마주보는 두 개의 코너 영역에 각각 설치될 수 있다.
상기 워킹 모듈과 상기 워크 스테이션은, 레일 주행 방식으로 주행할 수 있다.
상기 유지관리장치는, 상기 외벽을 세척하기 위한 세척장치, 상기 외벽을 도장하기 위한 도장장치 및 상기 외벽의 상태를 검사하기 위한 검사장치 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 좌우 방향으로 주행 가능하게 건물의 외벽에 마련되고, 상기 외벽을 유지 관리하기 위한 유지관리장치가 장착되는 복수의 워킹 모듈; 및 상하 방향으로 주행 가능하게 상기 외벽에 마련되고, 상기 워킹 모듈과 도킹하여 상기 워킹 모듈을 상하 방향으로 이동시키는 적어도 하나의 워크 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템에 의해서도 달성된다.
본 발명은, 건물의 상하 방향으로 주행하고 워킹 모듈과 도킹 가능한 적어도 하나의 워크 스테이션을 통해 건물의 좌우 방향으로 주행하는 복수의 워킹 모듈에 필요한 자원 공급하고, 이와 더불어 또는 이와 독립적으로 워킹 모듈을 상하 방향으로 이동시킴으로써, 건물의 외벽을 유지 관리하기 위한 시스템에 있어서 인력(人力)이 요구되는 작업의 수 및 양을 대폭 줄일 수 있으므로, 시스템을 보다 무인화, 원격화하여 시스템의 자동화 레벨을 크게 끌어올릴 수 있고, 결과적으로 시스템의 효율성, 경제성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템의 사시도이다.
도 2는 건물의 위에서 바라본 도 1의 로봇 시스템의 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1의 로봇 시스템에서 워킹 모듈과 워크 스테이션이 도킹한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 건물 위에서 바라본 도 3의 로봇 시스템의 개략적인 평면도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 로봇 시스템에서 워크 스테이션을 통해 워킹 모듈을 상하 방향으로 이동시키는 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7 및 도 8은 도 1의 로봇 시스템에서 워킹 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9 및 도 10은 도 1의 로봇 시스템에서 워킹 모듈에 장착되는 유지관리장치의 예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11 내지 도 13은 도 1의 로봇 시스템에서 워크 스테이션의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템의 사시도이고, 도 2는 건물의 위에서 바라본 도 1의 로봇 시스템의 개략적인 평면도이며, 도 3은 도 1의 로봇 시스템에서 워킹 모듈과 워크 스테이션이 도킹한 상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 건물 위에서 바라본 도 3의 로봇 시스템의 개략적인 평면도이다. 또한, 도 5 및 도 6은 도 1의 로봇 시스템에서 워크 스테이션을 통해 워킹 모듈을 상하 방향으로 이동시키는 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템(이하, '로봇 시스템'이라 함)은, 좌우 방향, 즉 건물의 가로 방향으로 주행 가능하게 건물의 외벽에 마련되는 복수의 워킹 모듈(100)과, 상하 방향, 즉 건물의 가로 방향으로 주행 가능하게 건물의 외벽에 마련되는 워크 스테이션(200)을 포함한다. 워킹 모듈(100)은 건물의 외벽을 유지 관리하기 위한 유지관리장치(10, 도 7 및 도 8 참조)가 장착되고, 워크 스테이션(200)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 워킹 모듈(100)과 도킹하여 워킹 모듈(100)에 소정의 자원을 공급할 수 있다. 여기서 '도킹(docking)'은 워킹 모듈(100)과 워크 스테이션(200)이 어떠한 목적을 위해 특정 위치로 이동하여 서로 만나서 결합하는 것을 의미한다. 그리고 '자원(resources)'은 워킹 모듈(100)이 일련의 작업을 수행하기 위해 필요한 모든 형태의 에너지 또는 물질을 의미하며, 예컨대, 워킹 모듈(100)을 구동시키기 위한 에너지원으로 전력, 유지관리장치(10)로 세척장치가 장착된 워킹 모듈(100)의 경우 세척수, 세제 등의 세척물질을 포함할 수 있다.
또한, 워크 스테이션(200)은 워킹 모듈(100)과 도킹하여 워킹 모듈(100)에 필요한 자원을 공급하는 것과 병행하여 또는 독립적으로 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 워킹 모듈(100)과 도킹하여 워킹 모듈(100)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 예컨대, 워크 스테이션(200)은 어느 한 층에 대해 외벽의 유지관리작업을 완료한 워킹 모듈(100)과 도킹한 후 상측 또는 하측 방향으로 이동하여 유지관리작업을 필요로 하는 다른 층으로 워킹 모듈(100)을 옮기거나, 워킹 모듈(100)을 설치하거나 해체하는 작업의 자동화 및 안정성을 위해 워킹 모듈(100)과 도킹하기 전 또는 도킹한 후 상측 또는 하측 방향으로 이동하여 건물의 옥상이나 지상으로 워킹 모듈(100)을 옮길 수 있다. 이때, 첨부된 도면들에는 도시되지 않았지만, 워크 스테이션(200)과 워킹 모듈(100)에는 도킹 상태에서 상호 견고한 결합을 유지할 수 있도록 공지의 다양한 클램핑 수단(미도시)이 더 구비될 수 있다. 한편, 워킹 모듈(100)과 워크 스테이션(200)의 주행을 포함한 동작은 원격 제어되거나 미리 입력된 프로그램에 의해 제어될 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 로봇 시스템은, 건물의 상하 방향으로 주행하고 워킹 모듈(100)과 도킹 가능한 적어도 하나의 워크 스테이션(200)을 통해 건물의 좌우 방향으로 주행하는 복수의 워킹 모듈(100)에 필요한 자원 공급하고, 이와 더불어 또는 이와 독립적으로 워킹 모듈(100)을 상하 방향으로 이동시킴으로써, 건물의 외벽을 유지 관리하기 위한 시스템에 있어서 인력(人力)이 요구되는 작업의 수 및 양을 대폭 줄일 수 있으므로, 시스템을 보다 무인화, 원격화하여 시스템의 자동화 레벨을 크게 끌어올릴 수 있고, 결과적으로 시스템의 효율성 및 경제성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 로봇 시스템에 의하면, 워킹 모듈(100)에 필요한 자원을 공급하기 위한 작업, 워킹 모듈(100)을 건물의 다른 층으로 이동시키기 위한 작업, 워킹 모듈(100)의 설치 및 해체 작업 등이 자동화될 수 있다. 다시 말해서, 본 발명에 따른 로봇 시스템은 건물 외벽의 유지관리작업을 수행함에 있어서 종래의 반자동화 형태의 로봇 시스템의 한계를 극복하여 시스템의 자동화 레벨을 크게 높임으로써, 시스템의 효율성, 경제성 및 안전성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 참고로, 이러한 이점들은 건물 외벽의 유지관리작업에 어려움이 많은 고층 건물에서 더 큰 의미를 갖는다.
한편, 본 명세서에서 건물의 '외벽'은 건물의 외측면을 구성하고 있는 유리창, 통상의 콘크리트 벽, 커튼 월(curtain wall), 새시 등의 다양한 건축 요소를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 워킹 모듈(100)에 장착되는 유지관리장치(10)는 건물의 외벽을 세척하기 위한 세척장치, 건물의 외벽을 도장하기 위한 도장장치 및 건물의 외벽의 상태를 검사하기 위한 검사장치를 포함한 다양한 유지관리장치들 중 어느 하나로 제공될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 워킹 모듈(100)에 장착되는 유지관리장치(10)가 건물의 외벽을 세척하기 위한 세척장치인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
도 7 및 도 8은 도 1의 로봇 시스템에서 워킹 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면들이고, 도 9 및 도 10은 도 1의 로봇 시스템에서 워킹 모듈에 장착되는 유지관리장치의 예들을 설명하기 위한 도면들이다. 또한, 도 11 내지 도 13은 도 1의 로봇 시스템에서 워크 스테이션의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
워킹 모듈(100)은 건물의 둘레를 따라 좌우 방향으로 주행하도록 구성된다. 이를 위해, 건물의 외벽에는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 건물의 좌우 방향으로 배치되는 수평가이드레일부(310)가 건물의 층별로 마련될 수 있다. 이러한 수평가이드레일부(310)는 워킹 모듈(100)의 주행을 안내한다. 즉, 워킹 모듈(100)은 건물의 외벽에 마련된 수평가이드레일부(310)를 따라 건물의 좌우 방향으로 주행할 수 있다. 이때, 수평가이드레일부(310)는 건물의 외벽에 대해 고정 설치되고, 건물의 한 층마다 건물의 좌우 방향으로 연장되는 위 아래 한 쌍의 가이드레일로 마련될 수 있다. 이처럼, 워킹 모듈(100)은 건물의 좌우 방향으로 주행하면서, 장착된 유지관리장치(10)를 통해 건물의 외벽을 유지 관리하기 위한 일련의 작업을 수행할 수 있다. 다만, 워킹 모듈(100)의 주행 방식은 본 실시예에서 개시하고 있는 레일 주행 방식에 한정되지 아니하고 적절히 변경될 수 있다. 한편, 도 1 내지 도 4에는 4개의 워킹 모듈(100)이 건물의 한 층에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 워킹 모듈(100)의 개수 및 배치는 적용하는 건물의 규모 및 형태, 유지관리장치(10)의 종류 등에 따라 적절히 변경될 수 있음은 물론이다.
워킹 모듈(100)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 유지관리장치(10)가 장착되는 모듈 본체(110), 모듈 주행 안내부(120) 및 공급 단자부(130)를 포함할 수 있다.
워킹 모듈(100)의 모듈 본체(110)는 유지관리장치(10)가 장착되는 공간을 제공한다. 또한, 모듈 본체(110)에는 워킹 모듈(100)이 건물의 좌우 방향으로 주행하는데 필요한 구동력을 제공하는 구동 수단(미도시)이 설치될 수 있다. 이때, 구동 수단은 회전형 모터, 리니어 모터, 실린더 등의 공지의 액추에이터를 포함한 메커니즘으로 구현될 수 있다. 모듈 본체(110)에 장착된 유지관리장치(10)는 본 실시예에서 건물의 외벽(예컨대, 유리창)을 세척하기 위한 세척장치로 제공된다. 예를 들면, 유지관리장치(10)는 도 9에 도시된 세척장치(10A)로 마련되거나, 도 10에 도시된 세척장치(10B)로 마련될 수 있다. 구체적으로, 세척장치(10A)는 도 9에 도시된 바와 같이 먼지제거용 브러시 유닛(11) 및 세척수분사용 브러시 유닛(12) 등으로 구성되고, 세척장치(10B)는 도 10에 도시된 바와 같이 흡입 유닛(15), 왁스 스프레이 유닛(16) 및 왁스 브러시 유닛(17) 등으로 구성된다. 다만, 도 9 또는 도 10에 도시된 세척장치(10A,10B)는 예시적인 것에 불과하며, 이와 다른 구성을 갖는 다양한 공지의 세척장치가 워킹 모듈(100)에 장착될 수 있다. 더 나아가, 워킹 모듈(100)에 장착되는 유지관리장치(10)는 건물의 외벽을 세척하기 위한 세척장치는 물론, 전술한 바와 같이 건물의 외벽을 도장하기 위한 도장장치, 건물의 외벽을 검사하기 위한 검사장치 등을 포함할 수 있으며, 이들 장치들은 공지의 다양한 제품들 중 어느 하나가 채택될 수 있다. 한편, 워킹 모듈(100)은 장착되는 유지관리장치(10)의 종류별로 다르게 제작될 수도 있지만, 시스템의 효율성 및 호환성을 향상시키는 측면에서 다양한 종류의 유지관리장치(10)가 장착되어 그 기능을 수행할 수 있도록 범용으로 제작되는 것이 바람직하다. 즉, 워킹 모듈(100)은 어느 하나의 유지관리장치(10)가 영구적으로 장착되는 구조가 아니라, 다른 종류의 유지관리장치(10)로 쉽게 교체될 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
워킹 모듈(100)의 모듈 주행 안내부(120)는 수평가이드레일부(310)에 결합되어 워킹 모듈(100)의 주행을 안내한다. 모듈 주행 안내부(120)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 모듈 본체(110)의 상단부와 하단부에서 건물 외벽을 향하여 각각 연장되고 수평가이드레일부(310)에 안정적으로 결합될 수 있는 구조를 갖는다. 워킹 모듈(100)은 이러한 모듈 주행 안내부(120)를 통해 수평가이드레일부(310)에 결합된 상태에서 수평가이드레일부(310)를 따라 건물의 좌우 방향으로 안정적으로 주행하는 것이 가능해진다. 한편, 워킹 모듈(100)은 워크 스테이션과 도킹하여 상하 방향으로 이동할 때 모듈 주행 안내부가(120)가 수평가이드레일부(310)와 간섭하지 않도록 구성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 모듈 주행 안내부(120)는 리니어 모터, 실린더 등의 구동 수단을 통해 모듈 본체(110)에 대해 상하 방향 및/또는 전후 방향으로 이동 가능하게 마련되어 워킹 모듈(100)은 워크 스테이션과 도킹하여 상하 방향으로 이동할 때에는 수평가이드레일부(310)로부터 분리되도록 구성될 수 있다.
워킹 모듈(100)의 공급 단자부(130)는 워킹 모듈(100)이 일련의 작업을 수행하기 위해 필요한 자원을 워크 스테이션(200)으로부터 공급받기 위해 후술할 워크 스테이션(200)의 공급 포트부(230)와 연결될 수 있다. 워킹 모듈(100)의 공급 단자부(130)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같은 워킹 모듈(100)과 워크 스테이션(200)의 도킹 상태 혹은 도킹 위치에서 워크 스테이션(200)의 공급 포트부(230)와 자동으로 접속될 수 있다. 이를 위해, 공급 단자부(130)와 공급 포트부(230)는 상호 대응하는 위치 및 형상으로 워킹 모듈(100)과 워크 스테이션(200)에 각각 형성된다. 예컨대, 공급 단자부(130)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 돌기 구조를 갖고, 공급 포트부(230)는 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 공급 단자부(130)와 대응하는 위치에서 공급 단자부(130)의 돌기 구조와 대응하는 홈 구조를 가질 수 있다. 즉, 워킹 모듈(100)의 공급 단자부(130)와 워크 스테이션(200)의 공급 포트부(230)는 소위 플러그(plug)와 잭(jack)과 같은 결합 구조를 가질 수 있다. 이처럼, 워킹 모듈(100)의 공급 단자부(130)와 워크 스테이션(200)의 공급 포트부(230)의 상호 접속을 통해, 워킹 모듈(100)은 전력, 세척물질 등의 자원을 워크 스테이션(200)으로부터 공급받을 수 있다.
워킹 모듈(100)의 공급 단자부(130)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 충전 단자(131) 및 세척물질 공급단자(133)를 포함할 수 있다. 여기서, 충전 단자(131)는 워크 스테이션(200)의 공급 포트부(230)를 구성하는 충전 포트(231)와 연결되어 워크 스테이션(200)으로부터 전력을 공급받고, 세척물질 공급단자(133)는 워크 스테이션(200)의 공급 포트부(230)를 구성하는 세척물질 공급포트(233)와 연결되어 워크 스테이션(200)으로부터 세척물질을 공급받을 수 있다. 이때, 세척물질은 건물의 외벽을 세척하기 위해 필요한 물질로 세척수, 세제, 왁스 등을 포함할 수 있다. 즉, 세척물질 공급단자(133)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 세척수 공급단자(133a), 세제 공급단자(133b), 왁스 공급단자(133c)로 구분될 수 있다. 다만, 공급 단자부(130)의 세부 구성은 워킹 모듈(100)에 장착되는 유지관리장치(10)의 종류 및 특성에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 워킹 모듈(100)에 세척장치 대신에 도장장치가 장착된 경우, 공급 단자부(130)는 전술한 세척물질 공급단자(133) 대신에 페인트 공급단자(미도시)를 포함할 수 있다.
한편, 워킹 모듈(100)의 공급 단자부(130)는 워킹 모듈(100)이 워크 스테이션(200)과 도킹하기 위한 이동 경로를 단축시키고 시스템 설계상의 제한을 최소화하는 측면에서 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 워킹 모듈(100)의 좌우 양측에 각각 구비되는 것이 바람직하다. 다만, 이와 다르게 공급 단자부(130)는 워킹 모듈(100)의 좌우 양측 중 어느 하나에만 구비될 수도 있다.
워크 스테이션(200)은 건물의 상하 방향으로 주행하도록 구성된다. 이를 위해, 건물의 외벽에는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 건물의 상하 방향으로 배치되는 수직가이드레일부(320)가 마련될 수 있다. 이러한 수직가이드레일부(320)는 워크 스테이션의 주행을 안내한다. 워크 스테이션(200)은 건물의 외벽에 마련된 수직가이드레일부(320)를 따라 건물의 상하 방향으로 주행할 수 있다. 이처럼, 워크 스테이션(200)은 건물의 상하 방향으로 주행 가능하게 설치되므로, 도킹을 요청하는 워킹 모듈(100)이 위치한 층으로 이동할 수 있다. 또한, 워크 스테이션(200)의 설치 작업, 해체 작업, 유지보수작업 등이 건물의 옥상에서 수행 가능하기 때문에, 공중(空中) 작업으로 인한 안전사고의 위험을 방지하여 작업자의 안전을 확보할 수 있다. 다만, 워킹 모듈(100)의 주행 방식은 본 실시예에서 개시하고 있는 레일 주행 방식에 한정되지 아니하고 적절히 변경될 수 있다.
여기서, 워크 스테이션(200)은 워킹 모듈(100)의 일련의 유지관리작업의 경로를 제한하지 않으면서 워킹 모듈(100)과의 도킹 작업의 효율성을 향시키기 위해, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 건물의 코너 영역에서 건물의 상하 방향으로 주행 가능하게 하나 이상 설치되는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 워킹 스테이션(200)은 두 개 이상으로 마련되되, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 건물에서 서로 대각선으로 마주보는 두 개의 코너 영역에 각각 설치되는 것이 워킹 모듈(100)과의 도킹 경로를 단축함은 물론, 시스템 운영의 폭을 넓혀 시스템 효율성을 향상시키는 측면에서 이점이 있다. 이를 위해, 수직가이드레일부(320)는 건물의 코너 영역에서 설치되며, 구체적으로 건물의 코너 영역에서 건물의 상하 방향으로 연장되는 좌우 한 쌍의 가이드레일로 마련될 수 있다. 다만, 워크 스테이션(200)의 개수 및 배치 등은 본 실시예에서 개시된 사항에 한정되지 아니하고, 적용하는 건물의 규모 및 형태, 유지관리작업의 종류 등에 따라 적절히 변경될 수 있음은 물론이다.
워크 스테이션(200)은 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 스테이션 본체(210), 스테이션 주행 안내부(220) 및 공급 포트부(230)를 포함할 수 있다.
워크 스테이션(200)의 스테이션 본체(210)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 워크 스테이션(200)이 건물의 코너 영역에 배치되어 좌우 양측에서 워킹 모듈(100)과 각각 도킹할 수 있도록, 좌우 양단부(211,212)가 서로 교차하는 방향을 향하는 구조를 갖는다. 예컨대, 스테이션 본체(210)는 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 중앙 측에서 좌우 양측으로 절곡 연장되는 형상으로 마련될 수 있다. 또한, 스테이션 본체(210)에는 워크 스테이션(200)이 건물의 상하 방향으로 주행하는데 필요한 구동력을 제공하는 구동 수단(미도시)이 설치될 수 있다. 이때, 구동 수단은 회전형 모터, 리니어 모터, 실린더 등의 공지의 액추에이터를 포함한 메커니즘으로 구현될 수 있다.
워크 스테이션(200)의 스테이션 주행 안내부(220)는 수직가이드레일부(320)에 결합되어 워크 스테이션(200)의 주행을 안내한다. 스테이션 주행 안내부(220)는 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 스테이션 본체(210)의 내측에 좌우 한 쌍으로 구비되고, 수평가이드레일부(310)에 안정적으로 결합될 수 있는 구조를 갖는다. 워크 스테이션(200)은 이러한 스테이션 주행 안내부(220)를 통해 수직가이드레일부(320)에 결합된 상태에서 수직가이드레일부(320)를 따라 건물의 상하 방향으로 안정적으로 주행하는 것이 가능해진다.
워크 스테이션(200)의 공급 포트부(230)는 워킹 모듈(100)에 필요한 자원을 공급하기 위해 전술한 워킹 모듈(100)의 공급 단자부(130)와 연결될 수 있다. 워크 스테이션(200)의 공급 포트부(230)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같은 워크 스테이션(200)과 워킹 모듈(100)의 도킹 상태 혹은 도킹 위치에서 워킹 모듈(100)의 공급 단자부(130)와 자동으로 접속될 수 있다. 이러한 공급 포트부(230)와 공급 단자부(130)의 결합 구조 및 이를 통한 자원의 공급에 대해서는, 앞서 워킹 모듈(100)의 공급 단자부(130)에 관한 단락에서 충분히 설명하였는바, 이에 중복 설명을 생략하기로 한다.
워킹 스테이션(200)의 공급 포트부(230)는 워킹 모듈(100)의 공급 단자부(130)와 대응하도록 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 충전 포트(231) 및 세척물질 공급포트(233)를 포함할 수 있다. 충전 포트(231)는 전술한 충전 단자(131)에 대응하고, 세척물질 공급포트(233)는 전술한 세척물질 공급단자(133)에 대응한다. 그리고 세척물질 공급포트(233)는 전술한 세척물질 공급단자(133)와 마찬가지로 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 세척수 공급포트(233a), 세제 공급포트(233b), 왁스 공급포트(233c)로 구분될 수 있다. 다만, 워크 스테이션(200)의 공급 포트부(230)의 세부 구성은 워킹 모듈(100)의 공급 단자부(130)와 대응하므로, 워킹 모듈(100)에 장착되는 유지관리장치(10)의 종류 및 특성에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 워킹 모듈(100)에 세척장치 대신에 도장장치가 장착된 경우, 공급 포트부(230)는 전술한 세척물질 공급포트(233) 대신에 페인트 공급포트(미도시)를 포함할 수 있다.
한편, 워크 스테이션(200)의 공급 포트부(230)는 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 워크 스테이션(200)의 좌우 양측에 각각 구비되는 것이 바람직한데, 이는 워킹 모듈(100)과의 도킹 경로를 단축시키고, 더 나아가 시스템 운영의 폭을 넓혀 시스템 효율성을 향상시키기 위함이다.
본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 워킹 모듈 10 : 유지관리장치
110 : 모듈 본체 120 : 모듈 주행 안내부
130 : 공급 단자부 131 : 충전 단자
133 : 세척물질 공급단자 200 : 워크 스테이션
210 : 스테이션 본체 220 : 스테이션 주행 안내부
230 : 공급 포트부 231 : 충전 포트
233 : 세척물질 공급포트 310 : 수평가이드레일부
320 : 수직가이드레일부

Claims (11)

  1. 좌우 방향으로 주행 가능하게 건물의 외벽에 마련되고, 상기 외벽을 유지 관리하기 위한 유지관리장치가 장착되는 복수의 워킹 모듈; 및
    상하 방향으로 주행 가능하게 상기 외벽에 마련되고, 상기 워킹 모듈과 도킹하여 상기 워킹 모듈에 자원을 공급하는 적어도 하나의 워크 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 워크 스테이션은,
    상기 워킹 모듈과 도킹하여 상기 워킹 모듈을 상하 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 워크 스테이션은,
    상기 복수의 워킹 모듈 중 자원 공급을 요청한 상기 워킹 모듈이 위치한 층으로 이동한 후 상기 워킹 모듈과 도킹하는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 워킹 모듈은, 상기 워크 스테이션으로부터 상기 자원을 공급받기 위한 공급 단자부를 포함하고,
    상기 워크 스테이션은, 상기 워킹 모듈에 상기 자원을 공급하기 위한 공급 포트부를 포함하고,
    상기 공급 단자부와 상기 공급 포트부는, 상기 워킹 모듈과 상기 워크 스테이션의 도킹 위치에서 상호 접속되는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공급 포트부는,
    상기 워크 스테이션의 좌우 양측에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 공급 단자부는,
    상기 워킹 모듈의 좌우 양측에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 워크 스테이션은,
    상기 건물의 코너 영역에 설치되는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 워크 스테이션은 두 개 제공되며, 상기 건물에서 서로 대각선으로 마주보는 두 개의 코너 영역에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 워킹 모듈과 상기 워크 스테이션은,
    레일 주행 방식으로 주행하는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유지관리장치는,
    상기 외벽을 세척하기 위한 세척장치, 상기 외벽을 도장하기 위한 도장장치 및 상기 외벽의 상태를 검사하기 위한 검사장치 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템.
  11. 좌우 방향으로 주행 가능하게 건물의 외벽에 마련되고, 상기 외벽을 유지 관리하기 위한 유지관리장치가 장착되는 복수의 워킹 모듈; 및
    상하 방향으로 주행 가능하게 상기 외벽에 마련되고, 상기 워킹 모듈과 도킹하여 상기 워킹 모듈을 상하 방향으로 이동시키는 적어도 하나의 워크 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 외벽의 유지 관리를 위한 로봇 시스템.
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