KR101530217B1

KR101530217B1 - 덕트 청소용 로봇

Info

Publication number: KR101530217B1
Application number: KR1020130149412A
Authority: KR
Inventors: 정우태; 박덕신; 권순박
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2015-06-29
Also published as: KR20150064565A

Abstract

본 발명은 덕트 청소용 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 덕트의 4면을 동시에 청소할 수 있도록 구성되어 단시간에 덕트에 쌓여 있는 분진 등 이물질을 제거할 수 있도록 한 덕트 청소용 로봇에 관한 것이다.
본 발명은 한 쌍의 앞바퀴와 한 쌍의 뒷바퀴가 구비된 몸체와, 상기 몸체의 전면에 설치되는 제1브러쉬부와, 상기 몸체의 상부에 설치된 제2브러쉬부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

덕트 청소용 로봇{A duct cleaning robot}

본 발명은 덕트 청소용 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 덕트의 4면을 동시에 청소할 수 있도록 구성되어 단시간에 덕트에 쌓여 있는 분진 등 이물질을 제거할 수 있도록 한 덕트 청소용 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 덕트는 건물 내부의 공기를 외부와 순환시키기 위하여 천장 내부에 설치되는 통로로서 공기 순환을 위한 덕트는 특별히 에어덕트라고도 한다.

이러한 덕트는 설치 후 시간이 지나면서 미세한 먼지 등 이물질이 쌓이거나 세균 및 곰팡이 등이 증식되는데, 이로 인해 건물 내부에서 생활하는 사람들에게 천식이나 기관지염 등 각종 질환을 유발하여 건강을 저해하는 원인이 되고 있다.

이렇게, 건물에 설치된 덕트를 통해 오염된 공기를 접촉하면서 발생하는 질병들을 빌딩증후군이라고 까지 표현하고 있는 실정이다.

또한, 덕트를 통해 건물 내부로 흘러들어오는 미세한 먼지 등은 컴퓨터 등의 정밀 전자기기에 쌓이면서 작동장애 및 불량률을 증가시킬 뿐만 아니라, 덕트 내에 쌓인 먼지는 공기의 원활한 흐름을 방해하게 되어 냉난방의 열효율을 낮춤으로써, 에너지 소비 또한 늘어나게 되고 화재의 위험도 늘어나게 되었다.

이에 따라, 주기적으로 덕트를 청소하는 작업이 이루어 지게 되는데, 덕트의 통로가 좁고 길이가 길게 형성되어 사람이 직접 청소를 행하는 것이 불가능하여 덕트를 청소할 수 있는 각종 장비들이 개발되어 사용되고 있다.

특히, 덕트 청소용 로봇은 원격조종으로 로봇을 간편하게 제어하면서 카메라 등을 장착하여 덕트 내부의 상태까지 확인하고, 일측에 장착된 청소용 브러쉬를 이용하여 청소를 행함으로써, 덕트의 청소가 더욱 간편해지는 관계로 널리 이용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 덕트 청소용 로봇은 일반적으로 높이가 승강되는 한개의 브러쉬를 장착하여 전진하면서 천장을 청소하고, 브러쉬의 높이를 조절한 후 전진하면서 바닥을 청소하게 되는데, 이러한 방식으로 인해 청소 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 두개의 브러쉬를 장착한 경우에는 덕트의 천장과 바닥을 동시에 청소할 수는 있지만 두 브러쉬 사이의 간격이 떨어져 있으므로 측벽의 전체적인 청소는 힘든 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 대한민국 특허등록 제10-540450호 "덕트 청소용 로봇의 브러쉬 승강장치"가 개시되어 있다.

즉, 특허등록 제10-540450호는 덕트의 높이에 따라 브러쉬의 높이가 변하여 덕트의 천장과 바닥을 청소하면서 덕트의 측면도 함께 청소할 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 하부브러쉬와 상부브러쉬로 이루어진 회전브러쉬가 하나의 링크에 설치되어 상,하로 연동 가능하도록 구성되어 있어 이 회전브러쉬를 이용하여 덕트의 상, 하 및 양측면을 청소할 때 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

그리고, 회전브러쉬가 몸체를 기준으로 하여 전면에서 상, 하부로 동작을 수행함으로써, 양측면이 깨끗하게 청소가 이루어지지 않게 되는 문제점이 있었다.

특허문헌 1: 대한민국 특허등록 제10-540450호

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 운행하는 몸체의 전면과 상부에 각각 브러쉬부를 구비함으로써, 몸체가 운행하는 과정에서 덕트의 상,하면 및 양측면을 동시에 청소가 이루어지게 되어 단시간에 덕트의 청소작업을 수행할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

그리고, 몸체의 상부에 설치된 브러쉬부는 덕트의 크기에 따라 용이하게 브러쉬부의 길이를 조절하여 청소가 이루어지도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 몸체의 상부에 구비된 브러쉬부는 상,하,좌,우로 구동 가능하게 설치되어 덕트의 상부면 및 양측면을 깨끗하게 청소할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

그리고, 몸체의 전면에 구비된 브러쉬부에는 가압측정부를 더 구비함으로써, 덕트의 내측면에 접촉시 이를 감시 및 힘을 조절할 뿐만 아니라 로봇의 위치 및 각도를 예측할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 몸체의 전면에 구비된 브러쉬부에 가압측정부를 설치함으로써, 덕트의 내측면에 일정한 압력으로 브러쉬가 접촉하여 청소가 이루어지도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 한 쌍의 앞바퀴와 한 쌍의 뒷바퀴가 구비된 몸체와, 상기 몸체의 전면에 설치되는 제1브러쉬부와, 상기 몸체의 상부에 설치된 제2브러쉬부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1브러쉬부는 상기 몸체에 설치되는 설치부와, 상기 설치부에 설치되는 제1브러쉬로 이루어진 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 설치부는 상기 몸체의 상부에 설치되는 설치프레임과, 상기 설치프레임에 회동가능하도록 연결 설치되는 연결프레임과, 상기 연결프레임의 양측에 전방으로 돌출되게 설치되는 돌출바와, 상기 돌출바의 타측 단부를 연결하는 연결바와, 상기 연결바의 중심부에 하방을 향하도록 설치되어 상기 제1브러쉬가 설치되는 연결브라켓으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌출바는 상기 연결프레임에 연결 설치되는 일측에 제2모터가 설치된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 설치프레임의 양측부에는 제1힌지구가 설치되고, 상기 제1힌지구의 타측에는 제2힌지구가 힌지 결합되고, 상기 제2힌지구의 타측 내측에는 상기 연결프레임이 연결 설치되고, 외측에는 제3힌지구가 설치되고, 상기 제3힌지구의 타측에는 상기 설치프레임이 설치되되, 상기 설치프레임에 설치된 제1힌지구에는 제3모터가 연결 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결브라켓의 단부에는 제1모터가 설치되고, 상기 제1모터의 양측에 전방으로 돌출되도록 하여 상기 제1브러쉬의 브러쉬축이 관통되는 축연결구가 설치되고, 상기 제1모터의 모터축에는 제1기어가 설치되고, 상기 제1브러쉬의 브러쉬축에는 상기 제1기어와 수직을 이루도록 하여 제2기어가 설치된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제1모터에는 가압측정부가 더 구비되되, 상기 가압측정부는 상기 제1모터의 하부에 연결 설치되는 고정브라켓과, 상기 고정브라켓에 설치되는 리니어가이드와, 상기 리니어가이드의 타측에 설치되는 가압부재와, 상기 고정브라켓과 가압부재의 사이에 위치되게 리니어가이드에 결속되는 탄성부재와, 상기 리니어가이드에 설치되는 센서부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 리니어가이드는 상기 고정브라켓에 설치되는 위치에 상기 탄성부재의 일측을 지지하는 제1지지구가 형성되고, 상기 리니어가이드의 타측부에는 슬라이드되게 결속되는 슬라이드부재가 구비되며, 상기 슬라이드부재의 타측부에는 탄성부재의 타측부가 지지되는 제2지지구가 형성되고, 상기 센서부는 일측부가 슬라이드부재와 제2지지구에 고정되는 센서가이드가 구비되고, 상기 센서가이드의 상부에 위치되게 슬라이드부재의 제1지지구에 고정되는 마그네틱리니어센서가 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가압부재는 중앙부 하단에 덕트의 내주면에 접촉하는 접촉구가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제2브러쉬부는 상기 몸체에 설치되는 고정부와,상기 고정부에 설치되는 작동부와, 상기 작동부에 설치되는 제2브러쉬로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 고정부는 상기 몸체에 설치되는 제1 및 제2고정구와, 상기 제1고정구의 양측 전방에 설치되는 제4 및 제5모터와, 상기 제1고정구를 관통하여 제2고정구에 연결되는 제6모터로 이루어지고, 상기 작동부는 상기 제4모터의 모터축에 설치된 제1풀리에 벨트에 의해 연결되는 제4풀리가 형성되고, 상기 제1고정구의 상부에 연결 설치되는 제1하부암과, 상기 제1하부암의 타측 단부에 힌지 결합되는 제1상부암과, 상기 제5모터의 모터축에 설치된 제2풀리에 벨트에 의해 연결되는 제5풀리가 형성되는 제2하부암과, 상기 제2하부암의 타측 단부에 힌지 결합되는 제2상부암으로 이루어지고, 상기 제1상부암과 제2상부암은 서로 힌지 결합되고, 상기 제1 및 제2상부암의 외측에는 각각 제2브러쉬가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2고정구의 상부에는 상기 제6모터의 모터축에 설치된 제3풀리에 벨트에 의해 연결되는 제6풀리가 형성되고, 상기 제2하부암의 타측 하부에는 상기 제6풀리와 축연결되는 제7풀리가 형성되고, 상기 제2하부암의 상측에는 상기 제7풀리와 벨트에 의해 연결되는 제8풀리가 형성되고, 상기 제2상부암의 상기 제2하부암과 연결된 하부에는 상기 제8풀리와 축연결되는 제9풀리가 형성되고, 상기 제2상부암의 상측에는 상기 제9풀리와 벨트에 의해 연결되는 제10풀리가 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 고정부는 상기 몸체에 설치되는 제1 및 제2고정구와, 상기 제1고정구의 측부에 설치되는 제7 및 제8모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 작동부는 상기 제7모터의 모터축과 상기 제1고정구의 상부에 연결 설치된 제1구동바와, 상기 제8모터의 모터축과 상기 제2고정구의 상부에 연결 설치된 제2구동바와, 상기 제1 및 제2구동바의 내측에 일측이 각각 설치되는 제1 및 제2작동바와, 상기 제1 및 제2작동바의 타측 사이에 설치되는 설치바와, 상기 설치바에 결합되어, 일측에 제9모터가 구비된 제2브러쉬가 설치되는 길이조절바로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 및 제2구동바와 상기 제2작동바에는 동력전달장치가 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 설치바에는 길이조절홈이 형성되고, 상기 길이조절바에는 상기 길이조절홈에 삽입되는 길이조절구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 운행하는 몸체의 전면과 상부에 각각 브러쉬부를 구비함으로써, 몸체가 운행하는 과정에서 덕트의 상,하면 및 양측면을 동시에 청소가 이루어지게 되어 단시간에 덕트의 청소작업을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

그리고, 몸체의 상부에 설치된 브러쉬부는 덕트의 크기에 따라 용이하게 브러쉬부의 길이를 조절하여 청소가 이루어지도록 하는 효과가 있다.

또한, 몸체의 상부에 구비된 브러쉬부는 상,하,좌,우로 구동 가능하게 설치되어 덕트의 상부면 및 양측면을 깨끗하게 청소할 수 있도록 하는 효과가 있다.

그리고, 몸체의 전면에 구비된 브러쉬부에는 가압측정부를 더 구비함으로써, 덕트의 내측면에 접촉시 이를 감시 및 힘을 조절할 뿐만 아니라 로봇의 위치 및 각도를 예측할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 몸체의 전면에 구비된 브러쉬부에 가압측정부를 설치함으로써, 덕트의 내측면에 일정한 압력으로 브러쉬가 접촉하여 청소가 이루어지도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇의 설치부를 보인 도면.
도 3은 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇의 설치부의 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇의 제2브러쉬부를 보인 도면.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇의 제2브러쉬부의 다른 실시 예를 보인 도면.

이하, 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇의 설치부를 보인 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇의 설치부의 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇의 제2브러쉬부를 보인 도면이며, 도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇의 제2브러쉬부의 다른 실시 예를 보인 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇(50)은 통상의 청소 로봇 몸체(100)가 구비된다.

즉, 상기 몸체(100)는 각각의 한 쌍의 이루어진 앞바퀴(102)와 뒷바퀴(104)가 구비되고, 도면에는 도시하지 않았으나, 앞바퀴(102)와 뒷바퀴(104)를 구동시키는 구동수단이 몸체(100)의 내측에 설치되고, 배터리가 구비되며, 무선으로 조종할 수 있게 무선통신이 장착되어 있다.

그리고, 상기 몸체(100)의 전면에는 덕트의 바닥부를 청소하는 제1브러쉬부(200)가 구비된다.

여기서, 상기 제1브러쉬부(200)는 상기 몸체(100)에 설치되는 설치부(210)와 상기 설치부(210)에 설치되는 제1브러쉬(270)로 이루어진다.

이때, 상기 설치부(210)는 상기 몸체(100)의 전방 상부에 설치되는 설치프레임(220)과, 상기 설치프레임(220)에 좌, 우로 회동 가능하게 연결 설치되는 연결프레임(230)과, 상기 연결프레임(230)의 양측에 전방으로 돌출되게 설치되는 돌출바(240)와, 상기 돌출바(240)의 타측 단부를 연결하는 연결바(250)와, 상기 연결바(250)의 중심부에 하방을 향하도록 설치되어 상기 제1브러쉬(270)가 설치되는 연결브라켓(260)으로 이루어진다.

상기 설치프레임(220)은 양측부가 상측으로 절곡되게 형성되는데, 상기 절곡된 양측부에 제1힌지구(222)의 일측이 힌지 결합되어 설치되고, 상기 제1힌지구(222)의 타측에는 제2힌지구(224)의 일측이 힌지 결합되고, 상기 제2힌지구(224)의 타측 내측에는 상기 연결프레임(230)이 연결 설치되고, 외측에는 제3힌지구(226)의 일측이 힌지 결합되고, 상기 제3힌지구(226)의 타측은 상기 설치프레임(220)에 힌지 결합되게 된다.

또한, 상기 설치프레임(220)에 설치된 제1힌지구(222)의 일측은 제3모터(223)가 연결 설치되어 제3모터(223)가 회전하면 상기 제1힌지구(222)가 상, 하로 회전하게 되고, 상기 제1힌지구(222)에 연결 설치된 제2 및 제3힌지구(224,226) 및 연결프레임(230)이 상, 하로 움직이게 되어 상기 연결브라켓(260)에 설치된 제1브러쉬(270)가 상, 하로 움직이게 되어 덕트 바닥면에 밀착될 수 있도록 함으로써 보다 깨끗하게 청소할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 연결프레임(230)에 설치된 돌출바(240)의 단부에는 제2모터(242)가 설치되어 상기 돌출바(240)가 좌, 우로 회전하도록 할 수 있다.

즉, 상기 돌출바(240)는 상기 연결프레임(230)에 힌지 결합된 것으로, 상기 돌출바(240)의 단부에 결합된 제2모터(242)를 구동시키면, 상기 돌출바(240)가 좌, 우로 회전하게 되고 상기 제1브러쉬(270) 또한 좌, 우로 회전하게 되어 보다 넓은 면적을 청소할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 연결브라켓(260)의 단부에는 제1모터(262)가 설치되고, 상기 제1모터(262)의 양측에는 전방으로 돌출되도록 하여 상기 제1브러쉬(270)의 브러쉬축(272)이 관통되는 축 연결구(264)가 설치되어 제1브러쉬(270)가 설치되는 것이다.

이때, 상기 제1모터(262)의 모터축과 상기 브러쉬축(272)에는 베벨기어 타입의 제1 및 제2기어(266,274)가 설치되어 제1모터(262)의 구동에 따라 제1브러쉬(270)가 회전하게 된다.

즉, 상기 제1모터(262)의 모터축의 단부에는 제1기어(266)가 결합 설치되고, 상기 제1브러쉬(270)의 브러쉬축(272)에는 상기 제1기어(266)와 수직을 이루어 맞물리도록 하여 제2기어(274)가 결합 설치됨으로써, 상기 제1모터(262)가 회전하면 제1기어(266)에 맞물린 제2기어(274)에 의해 제1브러쉬(270)가 회전하며 상기 몸체(100)의 운행 중 덕트의 바닥면에 쌓여 있는 먼지 등 이물질을 제거할 수 있게 된다.

한편, 상기 제1모터(262)에는 덕트의 바닥면에 접촉될 때 발생하는 가압력을 측정하여 일정한 압력으로 덕트에 접촉하여 청소가 이루어지도록 하는 가압측정부(400)가 더 구비될 수 있다.

여기서, 상기 가압측정부(400)는 상기 제1모터의 하부에 연결 설치되는 고정브라켓(410)에 일측부가 고정되는 리니어가이드(420)가 구비된다.

이때, 상기 리니어가이드(420)는 상기 고정브라켓(410)에 고정되는 위치에는 제1지지구(422)가 형성되고, 제1지지구(422)가 형성된 리니어가이드(420)의 타측부에는 슬라이드 가능하게 결속되는 슬라이드부재(424)가 구비되며, 상기 리니어가이드(420)에 결속된 상기 슬라이드부재(424)의 타측부에는 제2지지구(426)가 형성된다.

아울러, 상기 슬라이드부재(424)의 제2지지구(426)에는 가압부재(430)가 구비된다.

이때, 상기 가압부재(430)는 중앙부 하단에 덕트의 내주면에 접촉하는 접촉구(432)가 돌출 형성된다.

또한, 상기 리니어가이드(420)에 결속되되, 일측은 상기 제1지지구(422)에 지지되고, 타측은 슬라이드부재(424)의 제2지지구(426)에 지지되는 탄성부재(440)가 구비된다.

그리고, 상기 리니어가이드(420)에 설치되어 가압부재(430)가 덕트의 바닥면에 접촉시 슬라이드부재(424)가 슬라이드 이동한 거리를 측정하여 제1브러쉬(270)에 가해지는 압력을 검출하는 센서부(450)가 구비된다.

여기서, 상기 센서부(450)는 상기 슬라이드부재(424)에 형성된 제2지지구(426)에 일측이 고정 설치되고, 타측부는 리니어가이드(420)에 형성된 제1지지구(422)에 설치되는 센서가이드(452)가 구비된다.

나아가, 상기 센서가이드(452)의 상부에 위치되되, 리니어가이드(420)에 형성된 제1지지구(422)에 고정되는 마그네틱리니어센서(454)가 구비된다.

따라서, 상기 가압부재(430)가 덕트의 바닥면에 접촉하게 되면 가압부재(430)에 결속된 슬라이드부재(424)가 리니어가이드(420)의 내측으로 삽입됨과 동시에 제2지지구(426)에 고정된 센서가이드(452)가 이동하게 되고, 이 센서가이드(452)의 이동을 마그네틱리니어센서(454)가 감지하게 되어 제1브러쉬(270)에 가해지는 압력을 측정할 수 있게 되어 측정된 정보를 이용하여 제1브러쉬(270)와 덕트의 바닥면 거리를 조절하여 항상 일정한 압력을 유지하면서 제1브러쉬(270)를 이용하여 덕트의 바닥면을 청소할 수 있게 된다.

한편, 상기 몸체(100)의 상부에는 덕트의 상면과 양측면에 잔류하는 먼지 등 이물질을 제거하는 제2브러쉬부(300)가 구비된다.

이때, 상기 제2브러쉬부(300)는 고정부(350) 및 작동부(360)로 이루어지는데, 상기 고정부(350)는 상기 몸체(100)의 상부에 설치되는 제1 및 제2고정구(352,354)가 구비되고, 상기 제1고정구(352)의 측부에 설치되어 상기 작동부(360)의 구동을 제어하는 제7 및 제8모터(307,308)로 이루어진다.

이때, 상기 작동부(360)는 상기 제7모터(307)의 모터축과 상기 제1고정구(352)의 상부에 연결 설치되어 제1구동바(352a)와 상기 제8모터(308)의 모터축과 상기 제2고정구(354)의 상부에 연결 설치된 제2구동바(354a)가 구비된다.

나아가, 상기 제1 및 제2구동바(352a,354a)의 내측에 각각 제1 및 제2작동바(362,364)의 일측이 설치되고, 상기 제1 및 제2작동바(362,364)의 타측에는 단부에 제2브러쉬(330) 및 상기 제2브러쉬(330)를 회전시키는 제9모터(309)가 구비된 길이조절바(368)가 설치된 설치바(366)가 구비된다.

이때, 상기 제1구동바(352a)와 제2구동바(354a) 및 상기 제2작동바(364)의 내측에는 각각 상, 하부에 형성된 풀리(미도시)및 풀리(미도시)를 연결하는 벨트(미도시)로 구성되는 동력전달장치(미도시)가 구비되어 상기 제1 및 제2작동바(362,364) 및 상기 설치바(366)를 상, 하부로 이동시켜 제2브러쉬(330)가 덕트의 천장 및 좌,우측면에 쌓인 먼지 등 이물질을 청소할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 설치바(366)에는 길이조절홈(366a)이 형성되고, 상기 길이조절바(368)에는 상기 길이조절홈(366a)에 삽입 고정되는 길이조절구(368a)가 형성되어, 덕트의 크기에 따라 제2브러쉬부(300)의 길이를 조절할 수 있게 되는 것이다.

한편, 제2브러쉬부(300')의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제2브러쉬부(300')는 상기 몸체(100)의 상부에 설치되는 고정부(310)가 구비되는데, 상기 고정부(310)는 상기 몸체(100)의 상부에 설치되는 제1 및 제2고정구(312,314)와 상기 제1고정구(312)의 전방 양측에 설치되는 제4 및 제5모터(304,305)와 상기 제1고정구(312)의 전방 중앙에 설치되어 상기 제2고정구(314)에 연결되는 제6모터(306)로 이루어진다.

나아가, 상기 고정부(310)에는 작동부(320)가 설치되는데, 상기 작동부(320)는 상기 제1고정구(312)의 상부에 일측이 연결 설치되는 제1하부암(322)가 구비되는데, 상기 제1고정구(312)와 연결된 제1하부암(322)의 일측에는 제4풀리(322a)가 형성되어 상기 제4모터(304)의 모터축에 설치된 제1풀리(304a)에 벨트(304b)에 의해 연결된다.

또한, 상기 제1하부암(322)의 제1고정구(312)에 설치된 타측에는 제1상부암(324)이 힌지 결합되고, 상기 제1상부암(324)의 타측에는 제2상부암(328)이 힌지 결합되어 상기 제1 및 제2상부암(324,328)의 외측 상단에 한 쌍의 제2브러쉬(330)가 설치된다.

아울러, 상기 제2상부암(328)의 타측에는 제2하부암(326)이 힌지 결합되는데, 상기 제2하부암(326)이 제1하부암(322)과 마주하는 부분에는 제5풀리(326a)가 형성되어 상기 제5모터(305)의 모터축에 설치된 제2풀리(305a)와 벨트(305b)에 의해 연결된다.

상기와 같은 구성에 의해, 상기 제4 및 제5모터(304,305)가 회전하면 제1 및 제2풀리(304a,305a)와 벨트(304b,305b)에 의해 연결된 제4 및 제5풀리(322a,326a)에 의해 제1 및 제2하부암(322,326)이 상, 하로 움직이게 되고, 제1 및 제2하부암(322,326)에 각각 힌지 결합된 제1 및 제2상부암(324,328)이 상, 하로 움직이게 되어 제2브러쉬(330)가 상, 하로 움직이며 덕트의 천장에 쌓인 먼지 등 이물질을 제거할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 제1 및 제2모터(304,305)의 회전 방향 및 회전 여부 등에 따라 상기 제2브러쉬(330)가 좌,우 방향으로 향하도록 방향을 전환할 수 있게 되어 덕트의 좌,우측면에 쌓인 먼지 등 이물질을 제거할 수 있게 된다.

이때, 상기 제2브러쉬(330)는 제6모터(306)에 의해 회전하게 된다.

즉, 상기 제2고정구(314)의 상측에 상기 제6모터(306)의 모터축에 설치된 제3풀리(306a)에 벨트(306b)에 의해 연결되는 제6풀리(314a)가 형성되고, 상기 제2하부암(326)의 제2고정구(314)와 마주하는 측면 하부에는 상기 제6풀리(314a)와 축 연결되는 제7풀리(326b)가 형성되고, 상기 제2하부암(326)의 상측에는 상기 제7풀리(326b)와 벨트(326c)에 의해 연결되는 제8풀리(326d)가 형성되고, 상기 제2상부암(328)의 상기 제2하부암(326)과 연결된 하부에는 상기 제8풀리(326d)와 축 연결되는 제9풀리(328a)가 형성되고, 상기 제2상부암(328)의 상측에는 상기 제9풀리(328a)와 벨트(328b)에 의해 연결되는 제10풀리(328c)가 형성되어 제6모터(306)의 회전력을 상기 제2브러쉬(330)에 전달하여 제2브러쉬(330)을 회전시킬 수 있는 것이다.

또한, 상기와 같은 구성에 의해 제2브러쉬(330)를 회전시키기 위한 제6모터(306)가 몸체(100)의 상부에 위치하게 됨으로써 덕트 청소용 로봇(50)의 무게중심이 하부에 위치하게 되어 로봇(50)의 작동이 보다 안정적으로 이루어질 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇(50)에 따르면, 운행하는 몸체(100)의 전면과 상부에 각각 브러쉬부(200,300,300')를 구비함으로써, 몸체(100)가 운행하는 과정에서 덕트의 상,하면 및 양측면을 동시에 청소가 이루어지게 되어 단시간에 덕트의 청소작업을 수행할 수 있고, 몸체(100)의 상부에 설치된 브러쉬부(300,300')는 덕트의 크기에 따라 용이하게 브러쉬부(300,300')의 높이 및 길이를 조절하여 청소가 이루어지도록 하며, 몸체(100)의 상부에 구비된 브러쉬부(300,300')는 상,하,좌,우로 구동 가능하게 설치되어 덕트의 상부면 및 양측면을 깨끗하게 청소할 수 있도록 하고, 몸체(100)의 전면에 구비된 브러쉬부(200)에는 가압측정부(400)를 더 구비함으로써, 덕트의 내측면에 접촉시 이를 감시 및 힘을 조절하여 덕트의 내측면에 일정한 압력으로 브러쉬가 접촉하여 청소가 이루어지도록 할 뿐만 아니라 로봇(50)의 위치 및 각도를 예측할 수 있도록 하는 효과가 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 덕트 청소용 로봇에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

50: 덕트 청소용 로봇 100: 몸체
102: 앞바퀴 104: 뒷바퀴
200: 제1브러쉬부 210: 설치부
220: 설치프레임 222: 제1힌지구
224: 제2힌지구 226: 제3힌지구
230: 연결프레임 240: 돌출바
242: 제2모터 250: 연결바
260: 연결브라켓 262: 제1모터
264: 축연결구 266: 제1기어
270: 제1브러쉬 272: 브러쉬축
274: 제2기어 300,300': 제2브러쉬부
304: 제4모터 305: 제5모터
306: 제6모터 307: 제7모터
308: 제8모터 309: 제9모터
310,350: 고정부 320,360: 작동부
330: 제2브러쉬 312,352: 제1고정구
314,354: 제2고정구 322: 제1하부암
324: 제1상부암 326: 제2하부암
328: 제2상부암 362: 제1작동바
364: 제2작동바 366: 설치바
368: 길이조절바 400: 가압측정부
410: 고정브라켓 420: 리니어가이드
422: 지1지지구 424: 슬라이드부재
426: 제2지지구 430: 가압부재
440: 탄성부재 450: 센서부
452: 센서가이드 454: 마그네틱리니어센서

Claims

한 쌍의 앞바퀴와 한 쌍의 뒷바퀴가 구비된 몸체와,
상기 몸체의 전면에 설치되는 제1브러쉬부와,
상기 몸체의 상부에 설치된 제2브러쉬부를 포함하여 이루어지고,
상기 제1브러쉬부는 상기 몸체에 설치되는 설치부와, 상기 설치부에 설치되는 제1브러쉬로 이루어지며,
상기 설치부는 상기 몸체의 상부에 설치되는 설치프레임과, 상기 설치프레임에 회동가능하도록 연결 설치되는 연결프레임과, 상기 연결프레임의 양측에 전방으로 돌출되게 설치되는 돌출바와, 상기 돌출바의 타측 단부를 연결하는 연결바와, 상기 연결바의 중심부에 하방을 향하도록 설치되어 상기 제1브러쉬가 설치되는 연결브라켓으로 이루어지고,
상기 연결브라켓의 단부에 구비되는 제1모터에는 가압측정부가 더 구비되되, 상기 가압측정부는 상기 제1모터의 하부에 연결 설치되는 고정브라켓과, 상기 고정브라켓에 설치되는 리니어가이드와, 상기 리니어가이드의 타측에 설치되는 가압부재와, 상기 고정브라켓과 가압부재의 사이에 위치되게 리니어가이드에 결속되는 탄성부재와, 상기 리니어가이드에 설치되는 센서부로 이루어지며,
상기 리니어가이드는 상기 고정브라켓에 설치되는 위치에 상기 탄성부재의 일측을 지지하는 제1지지구가 형성되고, 상기 리니어가이드의 타측부에는 슬라이드되게 결속되는 슬라이드부재가 구비되며, 상기 슬라이드부재의 타측부에는 탄성부재의 타측부가 지지되는 제2지지구가 형성되고,
상기 센서부는 일측부가 슬라이드부재와 제2지지구에 고정되는 센서가이드가 구비되고, 상기 센서가이드의 상부에 위치되게 슬라이드부재의 제1지지구에 고정되는 마그네틱리니어센서가 구비되며,
상기 가압부재는 중앙부 하단에 덕트의 내주면에 접촉하는 접촉구가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 덕트 청소용 로봇.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 돌출바는 상기 연결프레임에 연결 설치되는 일측에 제2모터가 설치된 것을 특징으로 하는 덕트 청소용 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 설치프레임의 양측부에는 제1힌지구가 설치되고,
상기 제1힌지구의 타측에는 제2힌지구가 힌지 결합되고,
상기 제2힌지구의 타측 내측에는 상기 연결프레임이 연결 설치되고, 외측에는 제3힌지구가 설치되고,
상기 제3힌지구의 타측에는 상기 설치프레임이 설치되되,
상기 설치프레임에 설치된 제1힌지구에는 제3모터가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 덕트 청소용 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 연결브라켓의 단부에는 제1모터가 설치되고,
상기 제1모터의 양측에 전방으로 돌출되도록 하여 상기 제1브러쉬의 브러쉬축이 관통되는 축연결구가 설치되고,
상기 제1모터의 모터축에는 제1기어가 설치되고, 상기 제1브러쉬의 브러쉬축에는 상기 제1기어와 수직을 이루도록 하여 제2기어가 설치된 것을 특징으로 하는 덕트 청소용 로봇.
삭제
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제2브러쉬부는 상기 몸체에 설치되는 고정부와,
상기 고정부에 설치되는 작동부와,
상기 작동부에 설치되는 제2브러쉬로 이루어진 것을 특징으로 하는 덕트 청소용 로봇.
제 10항에 있어서,
상기 고정부는 상기 몸체에 설치되는 제1 및 제2고정구와,
상기 제1고정구의 양측 전방에 설치되는 제4 및 제5모터와,
상기 제1고정구를 관통하여 제2고정구에 연결되는 제6모터로 이루어지고,
상기 작동부는 상기 제4모터의 모터축에 설치된 제1풀리에 벨트에 의해 연결되는 제4풀리가 형성되고, 상기 제1고정구의 상부에 연결 설치되는 제1하부암과,
상기 제1하부암의 타측 단부에 힌지 결합되는 제1상부암과,
상기 제5모터의 모터축에 설치된 제2풀리에 벨트에 의해 연결되는 제5풀리가 형성되는 제2하부암과,
상기 제2하부암의 타측 단부에 힌지 결합되는 제2상부암으로 이루어지고,
상기 제1상부암과 제2상부암은 서로 힌지 결합되고,
상기 제1 및 제2상부암의 외측에는 각각 제2브러쉬가 설치된 것을 특징으로 하는 덕트 청소용 로봇.
제 11항에 있어서,
상기 제2고정구의 상부에는 상기 제6모터의 모터축에 설치된 제3풀리에 벨트에 의해 연결되는 제6풀리가 형성되고,
상기 제2하부암의 타측 하부에는 상기 제6풀리와 축연결되는 제7풀리가 형성되고,
상기 제2하부암의 상측에는 상기 제7풀리와 벨트에 의해 연결되는 제8풀리가 형성되고,
상기 제2상부암의 상기 제2하부암과 연결된 하부에는 상기 제8풀리와 축연결되는 제9풀리가 형성되고,
상기 제2상부암의 상측에는 상기 제9풀리와 벨트에 의해 연결되는 제10풀리가 형성된 것을 특징으로 하는 덕트 청소용 로봇.
제 10항에 있어서,
상기 고정부는 상기 몸체에 설치되는 제1 및 제2고정구와,
상기 제1고정구의 측부에 설치되는 제7 및 제8모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 덕트 청소용 로봇.
제 13항에 있어서,
상기 작동부는 상기 제7모터의 모터축과 상기 제1고정구의 상부에 연결 설치된 제1구동바와,
상기 제8모터의 모터축과 상기 제2고정구의 상부에 연결 설치된 제2구동바와,
상기 제1 및 제2구동바의 내측에 일측이 각각 설치되는 제1 및 제2작동바와,
상기 제1 및 제2작동바의 타측 사이에 설치되는 설치바와,
상기 설치바에 결합되어, 일측에 제9모터가 구비된 제2브러쉬가 설치되는 길이조절바로 이루어지는 것을 특징으로 하는 덕트 청소용 로봇.
제 14항에 있어서,
상기 제1 및 제2구동바와 상기 제2작동바에는 동력전달장치가 구비된 것을 특징으로 하는 덕트 청소용 로봇.
제 14항에 있어서,
상기 설치바에는 길이조절홈이 형성되고, 상기 길이조절바에는 상기 길이조절홈에 삽입되는 길이조절구가 형성되는 것을 특징으로 하는 덕트 청소용 로봇.