KR101696030B1 - 수중청소로봇 - Google Patents

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KR101696030B1
KR101696030B1 KR1020140121938A KR20140121938A KR101696030B1 KR 101696030 B1 KR101696030 B1 KR 101696030B1 KR 1020140121938 A KR1020140121938 A KR 1020140121938A KR 20140121938 A KR20140121938 A KR 20140121938A KR 101696030 B1 KR101696030 B1 KR 101696030B1
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김종걸
최일섭
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최영호
이정우
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 수중의 슬러지 등의 이물 상에서 주행이 안정화되고 이물을 대량으로 제거할 수 있는 수중청소로봇에 관한 것으로서, 로봇몸체와, 상기 로봇몸체에 배치되어 상기 로봇몸체를 이동하도록 제공되는 주행수단 및 상기 로봇몸체에 배치되어 이물을 제거하되 이물의 높이에 대응하여 높이 방향으로 이동되도록 구성된 이물제거수단을 포함한다. 이러한 구성으로, 이물제거수단이 전방에 높이 쌓여있는 이물도 분쇄하여 제거할 수 있으므로 청소 작업을 수행할 수 있는 영역을 넓힐 수 있고, 청소 효율을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

수중청소로봇{CLEANING ROBOT FOR UNDERWATER USE}
본 발명은 수중청소로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수중의 슬러지 등의 이물 상에서 주행이 안정화되고 이물을 대량으로 제거할 수 있는 수중청소로봇에 관한 것이다.
고온의 설비가 사용되는 제철소는 제철 설비, 철강 제품 등의 냉각을 위하여 다량의 냉각수를 사용하게 된다. 이 냉각수를 처리하기 위해서는 수조가 필수적으로 존재해야 하며, 사용되는 용도에 따라 이 냉각수 내에서 물리적 이물질, 화학적 이물질 등이 유입하게 된다.
이러한 이물질 함유 용수가 수조에 머무는 시간이 길어지면, 이물질이 침전되어 슬러지를 형성하게 된다. 이러한 슬러지를 제거하지 않고 계속 사용하게 되면 수조 설비 자체가 파손될 뿐만 아니라 냉각수를 사용하는 제철 설비 및 장치 또한 고장 발생 확률이 높아지게 된다. 결론적으로 수조 내에 침전되는 슬러지를 제거해야 한다.
이러한 슬러지를 제거하기 위해 종래에는 수조 내의 용수를 모두 방류하고 작업자가 직접 수조 내부로 들어가 펌프장치 등을 통해 슬러지를 제거하는 작업을 실시하거나 또는 수조 설비에 구비된 크레인 등의 장비를 이용하여 수조 하부에 침전된 슬러지를 외부로 배출하여 제거하였다. 이 경우 해당 수조를 사용하는 공정은 일시 정지하게 되므로, 이는 제철 공정의 생산성을 떨어드리는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 제안된 일 방법으로는, 청소로봇을 제작하여 수조내의 물을 제거하지 않은 상태에서 수조 내부로 들어가 슬러지를 청소하는 방법이다. 이 방식의 장점은 공장이 가동되고 있는 상황에서도 청소가 가능하다는 것이다. 따라서 정기적으로 청소가 가능하게 되어 슬러지 청소 작업이 효율적으로 진행될 수 있다.
도 1은 종래 수중청소로봇을 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 1을 참고하면, 종래 수중청소로봇(10)은 펌프 및 동력부가 배치되는 메인몸체(20)와, 상기 메인몸체(20)의 전방에 배치되어 상기 메인몸체(20)가 이동하는 방향에 쌓여있는 이물을 제거하는 청소헤드부(30)와, 상기 메인몸체(20)의 하측에 배치되어 상기 메인몸체(20)를 이동시키는 주행부(40)로 구비된다.
이러한 수중청소로봇(10)은 이동하면서 청소헤드부(30)의 하측면에 구비되어 있는 브러쉬(33)를 이용하여 전방에 쌓여있는 이물을 제거한다. 이는 지면에 낮게 쌓여있는 이물을 제거하는 경우에는 가능하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 이물이 높이 쌓여있는 경우에는 청소 작업이 효율적으로 이루어지지 않는 문제점이 있다. 그리고, 높이 쌓여있는 이물을 제거할 수 없는 경우 수중청소로봇(10)을 전방으로 이동시킬 수 없어 더 이상의 청소 작업이 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 높이 쌓여있는 이물을 분쇄하고 이를 제거할 수 있는 이물제거수단을 구비하여 보다 효율적으로 이물제거작업을 수행할 수 있는 수중청소로봇을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 이물 제거 작업 시 수중청소로봇을 보다 안정적으로 이동시킬 수 있는 주행수단을 구비한 수중청소로봇을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수중청소로봇은, 로봇몸체; 상기 로봇몸체에 배치되어, 상기 로봇몸체를 이동하도록 제공되는 주행수단; 및 상기 로봇몸체에 배치되어 이물을 제거하되, 이물의 높이에 대응하여 높이 방향으로 이동되도록 구성된 이물제거수단;을 포함한다.
그리고, 상기 주행수단은 상기 로봇몸체의 양측에 배치되는 주행구동부; 및 상기 주행구동부에 체결되는 무한궤도연결체;를 구비한다.
상기 주행구동부는, 상기 로봇몸체에 설치되고, 회전동력을 발생하는 구동모터; 상기 구동모터에 연결되는 구동휠; 상기 로봇몸체의 전방에 회전되게 설치되는 프론트휠; 및 상기 프론트휠과 동일한 높이로 상기 로봇몸체의 후방에 회전되게 설치되는 리어휠;로 구비되며, 상기 무한궤도연결체가 상기 구동휠, 프론트휠 및 리어휠에 체결될 수 있다.
그리고, 상기 주행구동부는 상기 구동휠이 상기 리어휠의 상측에 배치되어, 상기 무한궤도연결체가 전방이 낮고 후방이 높은 삼각형의 형태로 체결될 수도 있다.
상기 이물제거수단은, 상기 로봇몸체가 이동하는 방향의 전방에 배치되고, 펌프의 흡입력에 의하여 이물을 흡입하는 이물흡입부; 및 일측이 상기 로봇몸체에 체결되고, 타측이 상기 이물흡입부에 연결되어 쌓여있는 이물의 높이에 대응하여 상기 이물흡입부를 회동시키는 틸팅부;를 구비할 수 있다.
상기 이물흡입부는 상기 틸팅부에 체결되는 지지플레이트; 상기 지지플레이트에 관통되게 형성되고, 상기 펌프와 연결되어 이물을 흡입하는 이물흡입구; 상기 지지플레이트에 회전되게 설치되고, 상기 이물흡입구로 이물을 안내하는 이송스크류; 상기 지지플레이트에 배치되고, 상기 이송스크류를 회전되게 구동하는 스크류 구동모터;를 구비할 수도 있다.
상기 이송스크류는 상기 이물흡입구를 중심으로 양측으로 배치되고, 상기 이물흡입구를 기준으로 서로 반대방향의 스크류선이 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 이송스크류는 이물 흡입 면적을 확보하기 위하여, 상기 이물흡입구를 중심으로 복열로 마련될 수도 있다.
상기 틸팅부는 일측이 상기 로봇몸체에 체결되고, 타측이 상기 이물흡입부를 회전되게 지지하는 이물흡입부 지지부재; 및 상기 로봇몸체와 상기 이물흡입부 사이에 연결되어, 상기 이물흡입부를 회동시키는 이물흡입부 회동부재;를 구비할 수 있다.
상기 이물흡입부 회동부재는 일측단이 상기 이물흡입부 지지부재에 회전되게 체결되는 제1 링크; 일측단이 상기 이물흡입부에 회전되게 체결되는 제2 링크; 및 상기 로봇몸체에 배치되고, 구동로드가 상기 제1 링크와 제2 링크의 타측단과 회전되게 체결되는 액츄에이터;를 구비하여, 상기 구동로드의 직선운동에 대응하여 상기 이물흡입부가 상기 로봇몸체에 대하여 회동할 수 있다.
그리고, 상기 이물흡입부 회동부재는 상기 액츄에이터의 구동로드가 돌출되면 상기 이송스크류가 지면을 향하도록 배치되고, 상기 액츄에이터의 구동로드가 삽입되면 상기 이송스크류가 상기 로봇몸체가 이동하는 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 이물제거수단은 상기 로봇몸체에 배치되어, 상기 로봇몸체의 이동 방향에 쌓여있는 이물의 높이를 감지하는 이물감지센서;를 더 구비하고, 상기 이물감지센서가 쌓여있는 이물의 높이를 감지하면, 그 높이에 대응하여 상기 이물흡입부를 회동시킬 수도 있다.
그리고, 상기 이물제거수단은 상기 로봇몸체에 배치되고, 상기 이물흡입부의 회동 각도를 감지하여 상기 틸팅부의 작동을 제한하는 회동제한부;를 더 구비할 수도 있다.
본 발명에 의한 수중청소로봇에 따르면, 이물제거수단이 전방에 높이 쌓여있는 이물도 분쇄하여 제거할 수 있으므로 청소 작업을 수행할 수 있는 영역을 넓힐 수 있고, 청소 효율을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 주행 성능이 뛰어난 주행수단을 구비하고 있어 가혹한 환경에서도 안정적으로 주행할 수 있어 청소 효율을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래 수중청소로봇을 개략적으로 도시해 보인 측면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 수중청소로봇을 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 수중청소로봇을 개략적으로 도시해 보인 측면도,
도 4의 (a)는 본 발명의 실시예에 의한 수중청소로봇의 이물제거수단을 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 4의 (b)는 본 발명의 실시예에 의한 수중청소로봇의 이물제거수단을 개략적으로 도시해 보인 배면도,
도 5의 (a)는 본 발명의 실시예에 의한 수중청소로봇의 이물제거수단의 제1 동작상태를 도시해 보인 측면도,
도 5의 (b)는 본 발명의 실시예에 의한 수중청소로봇의 이물제거수단의 제2 동작상태를 도시해 보인 측면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 수중청소로봇을 개략적으로 도시해 보인 동작 상태도이다.
본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 수중청소로봇에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 수중청소로봇을 도시해 보인 사시도이고, 도 3은 상기 수중청소로봇의 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 수중청소로봇(100)은 로봇몸체(200)와, 상기 로봇몸체에 배치되어 상기 로봇몸체(200)를 이동하도록 제공되는 주행수단(300), 그리고 상기 로봇몸체(200)에 배치되어 상기 로봇몸체(200)의 이동방향에 쌓여있는 이물을 제거하며, 이물의 높이에 대응하여 높이 방향으로 이동되도록 구성된 이물제거수단(400)을 포함한다.
상기 로봇몸체(200)는 복수 개의 빔이 체결되어 전체적으로 직육면체 형태의 프레임으로 마련되며, 흡입되는 이물이 이송되는 배관(220)과, 상기 배관(220)과 연결되어 이물을 흡입하는 흡입력을 제공하는 펌프(210)와, 상기 주행수단(300) 및 이물제거수단(400)이 체결된다. 물론, 상기 로봇몸체(200)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니고 로봇몸체(200)에 설치되는 다양한 구성들에 의하여 그 형태가 변형될 수 있다. 그리고, 상기 로봇몸체(200)에는 흡입한 이물을 외부로 배출하기 위한 배출호스와 연결되는 관이 구비될 수 있고, 상기 주행수단(300)과 이물제거수단(400)의 동작을 제어하기 위한 제어부도 구비될 수 있으나 이하에서는 설명을 생략한다.
상기 주행수단(300)은 상기 로봇몸체(200)가 구조물 내부를 이동할 수 있도록 제공되며, 이를 위하여 상기 주행수단(300)은 상기 로봇몸체(200)의 양측에 배치되는 주행구동부(310)와, 상기 주행구동부(310)에 체결되는 무한궤도연결체(320)로 구비된다.
상기 주행구동부(310)는 상기 로봇몸체(200)에 설치되고 회전동력을 발생하는 구동모터(311)와, 상기 구동모터(311)에 연결되는 구동휠(312)과, 상기 로봇몸체(200)의 전방에 회전되게 설치되는 프론트휠(313), 그리고 상기 프론트휠(313)과 동일한 높이로 상기 로봇몸체(200)의 후방에 회전되게 설치되는 리어휠(314)로 구비된다.
상기 구동모터(311)는 상기 로봇몸체(200)의 후단에 배치되며, 안정적인 주행을 위하여 상기 로봇몸체(200)의 양측에 배치되는 구동휠(312)에 각각 연결되도록 한 쌍으로 제공될 수 있다. 물론, 상기 구동모터(311)의 배치가 이에 한정되는 것은 아니고 복수의 기어 등과 연결되어 동력을 전달할 수도 있다. 또한, 상기 로봇몸체(200)를 이동시키기 위한 동력을 발생시키는 구성이 이에 한정되는 것은 아니고 내연기관 엔진 등의 다른 동력발생 수단이 적용될 수도 있다.
상기 구동휠(312)은 상기 로봇몸체(200)의 양측에 배치되고, 상기 구동모터(311)와 연결되어 상기 구동모터(311)에서 발생하는 회전동력을 전달하도록 구성된다.
그리고, 상기 프론트휠(313)은 상기 로봇몸체(200)의 전방에 회전되게 설치되고, 상기 리어휠(314)은 상기 프론트휠(313)과 동일한 높이로 상기 로봇몸체(200)의 후방에 회전되게 설치된다.
상기 무한궤도연결체(320)는 상기 구동휠(312), 프론트휠(313) 및 리어휠(314)에 체결되어 상기 구동모터(311)에서 발생하는 회전동력을 상기 구동휠(312)로부터 전달받아 회전한다. 따라서, 상기 무한궤도연결체(320)가 지면 상에 놓이게 되어 상기 로봇몸체(200)를 구조물 내부에서 이동할 수 있도록 마련된다.
그리고, 상기 무한궤도연결체(320)의 지면에 대한 밀착력을 높이기 위하여 복수 개의 보조휠(315)이 더 마련될 수 있다. 상기 보조휠(315)은 상기 프론트휠(313)과 상기 리어휠(314) 사이에 배치되고 상기 로봇몸체(200)에 회전되게 체결된다.
또한, 상기 무한궤도연결체(320)는 외주면을 따라서 소정 간격으로 스파이크블록이 형성되어 있어 지면에 대한 마찰력을 향상시켜 미끄러운 지면에서도 상기 무한궤도연결체(320)가 헛도는 것을 방지하여 주행 효율을 유지시키거나 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 프론트휠(313)과 상기 리어휠(314)은 동일한 높이에 배치되고, 상기 구동휠(312)은 상기 리어휠(314)의 상측에 배치된다. 따라서, 상기 구동휠(312), 프론트휠(313) 및 리어휠(314)에 체결되는 무한궤도연결체(320)는 빗면이 지면을 향하는 직각삼각형 형태를 이루게 되어, 전체적으로 전방이 낮고 후방이 높은 형태로 설치된다.
이러한 무한궤도연결체(320)의 배치로 보다 안정적으로 로봇몸체(200)를 이동시킬 수 있으며, 전방을 낮게 하여 상기 로봇몸체(200)의 전방영역의 공간을 확보하여 이하에서 설명될 이물제거수단(400)의 동작을 위한 공간을 보다 용이하게 확보할 수 있다.
도 4의 (a)는 본 발명의 실시예에 의한 수중청소로봇의 이물제거수단을 도시해 보인 사시도이고, 도 4의 (b)는 상기 이물제거수단의 배면도이다.
도 4의 (a) 및 (b)를 참고하면, 상기 이물제거수단(400)은 상기 로봇몸체(200)가 이동하는 방향의 전방에 배치되고 펌프(210)의 흡입력에 의하여 이물을 흡입하는 이물흡입부(500)와, 일측이 상기 로봇몸체(200)에 체결되고 타측이 상기 이물흡입부(500)에 연결되어 쌓여있는 이물의 높이에 대응하여 상기 이물흡입부(500)를 회동시키는 틸팅부(600)를 구비한다.
상기 이물흡입부(500)는 상기 틸팅부(600)에 체결되는 지지플레이트(510)와, 상기 지지플레이트(510)에 관통되게 형성되고 상기 펌프(210)와 연결되어 이물을 흡입하는 이물흡입구(520)와, 상기 지지플레이트(510)에 회전되게 설치되고 상기 이물흡입구(520)로 이물을 안내하는 이송스크류(530), 그리고 상기 지지플레이트(510)에 배치되고 상기 이송스크류(530)를 회전되게 구동하는 스크류 구동모터(540)로 구비된다.
상기 지지플레이트(510)는 상기 로봇몸체(200)가 이동하는 방향에 대하여 수직한 방향으로 긴 사각평판 형태로 마련되어, 상측면은 상기 로봇몸체(200)에 대하여 회동하도록 상기 틸팅부(600)와 체결되고, 하측면에는 이물을 파쇄 및 상기 이물흡입구(520)로 모으도록 상기 이송스크류(530)가 회전되게 설치된다. 물론, 상기 지지플레이트(510)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 로봇몸체(200)가 투입되어 이물을 제거하는 영역의 형상에 대응하여 다양하게 마련될 수 있다.
상기 이물흡입구(520)는 일측부가 상기 지지플레이트(510)의 중심에 상측면과 하측면이 관통되도록 형성된 영역에 체결되고, 타측부는 상기 펌프(210)와 연결되는 배관(220)과 연결되어 상기 이송스크류(530)에 의하여 분쇄되어 모이는 이물을 흡입한다. 그리고, 상기 이송스크류(530)에 의하여 이동되어 오는 이물을 모아서 흡입할 수 있도록 후드(hood) 형태로 마련된다. 물론, 상기 이물흡입구(520)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니고 이물을 흡입할 수 있는 어떠한 형태로도 마련될 수 있다.
상기 이송스크류(530)는 상기 지지플레이트(510)의 하측면 길이 방향으로 회전되게 설치되고, 상기 이물흡입구(520)를 가로지르도록 배치되며, 상기 이물흡입구(520)를 기준으로 서로 반대방향의 스크류선이 형성되도록 마련된다. 이물은 스크류선을 타고 이동하게 되므로, 상기 이물흡입구(520)를 중심으로 서로 반대방향으로 스크류선이 형성되어 있으므로, 상기 이송스크류(530)가 회전하면서 지면에 쌓여있는 이물을 중심에 위치한 이물흡입구(520)를 향하여 이동시킨다. 그리고, 상기 이송스크류(530)는 끝날을 날카롭게 형성하여 딱딱하게 굳어있는 이물을 파쇄할 수 있도록 형성된다.
본 발명의 실시예에서는, 도 4의 (b)를 참조하면, 이물 흡입 면적을 확보하기 위하여 상기 이송스크류(530)를 복열로 마련하였다. 이러한 구성으로, 이물을 파쇄하고 모을 수 있는 영역이 넓어져 보다 효율적으로 청소 작업을 수행할 수 있다.
상기 스크류 구동모터(540)는 상기 지지플레이트(510)의 상측면에 설치되고, 상기 이송스크류(530)와 연결되어 상기 이송스크류(530)가 회전하도록 회전동력을 전달한다. 이러한 회전동력을 전달하기 위하여, 상기 스크류 구동모터(540)와 함께 회전하는 제1 기어(551)가 마련되고, 상기 이송스크류(530)와 함께 회전하는 제2 기어(552)가 마련되고, 상기 제1 기어(551)와 제2 기어(552)에 체결되어 상기 스크류 구동모터(540)의 회전력을 상기 이송스크류(530)에 전달하는 체인(553)으로 구성될 수 있다. 물론, 상기 회전동력을 전달하기 위한 구성이 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 동력 전달 수단이 적용될 수 있다.
그리고, 상기 이물제거수단(400)은 상기 로봇몸체(200)에 배치되어 상기 이물흡입부(500)의 회동 각도를 감지하여 상기 틸팅부(600)의 작동을 제한하는 회동제한부(미도시)를 더 구비한다. 상기 회동제한부는 상기 이물흡입부(500)의 회동 각도를 감지하기 위하여 센서(700) 등을 구비할 수 있다. 이러한 구성으로, 상기 회동제한부는 상기 이물흡입부(500)가 회동할 수 있는 최소 회동 각도 값과 최대 회동 각도 값을 미리 설정하여 두고, 상기 이물흡입부(500)가 회동하는 각도가 기 설정되어 있는 값에 해당하는 경우 상기 액츄에이터(623)의 동작을 멈추도록 제어한다. 따라서, 과도한 회동에 의하여 장치의 파손을 방지할 수 있다.
상기 틸팅부(600)는 일측이 상기 로봇몸체(200)에 체결되고 타측이 상기 이물흡입부(500)를 회전되게 지지하는 이물흡입부 지지부재(610)와, 상기 로봇몸체(200)와 상기 이물흡입부(500) 사이에 연결되어 상기 이물흡입부(500)를 회동시키는 이물흡입부 회동부재(620)로 구비된다.
상기 이물흡입부 지지부재(610)는 일측이 상기 로봇몸체(200)의 전방에 고정되도록 체결되고, 타측이 상기 이물흡입부(500)의 지지플레이트(510)의 상측면에 회전되게 체결된다. 바람직하게는 상기 지지플레이트(510)의 상측면에서도 상기 로봇몸체(200)에 가까운 쪽에 체결된다. 이는 아래에서 설명될 이물흡입부 회동부재(620)가 상기 지지플레이트(510)의 상측면에서 상기 이물흡입부 지지부재(610)보다 앞쪽에 체결되어 상기 지지플레이트(510)의 앞쪽을 들어 올려서 상기 이물흡입부 지지부재(610)를 축으로 상기 지지플레이트(510)를 회동시키기 위함이다.
그리고, 상기 이물흡입부 지지부재(610)는 보다 안정적으로 상기 지지플레이트(510)를 회전되게 지지하기 위하여 상기 지지플레이트(510)의 상측면에 복수로 체결될 수도 있다.
상기 이물흡입부 회동부재(620)는 일측단이 상기 이물흡입부 지지부재(610)에 회전되게 체결되는 제1 링크(621)와, 일측단이 상기 이물흡입부(500)의 지지플레이트(510)의 상측면에 회전되게 체결되는 제2 링크(622), 그리고 상기 로봇몸체(200)에 회전되게 체결되고 구동로드(623a)가 상기 제1 링크(621)와 제2 링크(622)의 타측단과 회전되게 체결되는 액츄에이터(623)로 구비된다.
이러한 구성으로, 상기 액츄에이터(623)는 상기 로봇몸체(200)에 회전되게 고정되어 있고, 상기 액츄에이터(623)가 동작하여 구동로드(623a)가 상기 액츄에이터(623)로 삽입되면 상기 구동로드(623a)에 회전되게 체결되어 있는 상기 제1 링크(621)와 제2 링크(622)가 상기 구동로드(623a)에 당겨져 올라가게 되고, 상기 구동로드(623a)가 상기 액츄에이터(623)로부터 돌출되면 상기 제1 링크(621)와 제2 링크(622)는 상기 구동로드(623a)에 밀려져 내려오게 된다.
즉, 상기 구동로드(623a)가 상기 액츄에이터(623)에 삽입되면 상기 지지플레이트(510)가 상기 이물흡입부 지지부재(610)를 축으로 회동하여 상기 이송스크류(530)가 지면에서 이탈하여 상기 로봇몸체(200)가 이동하는 방향을 향하도록 들어 올려지고(도 5의 b 참고), 상기 구동로드(623a)가 상기 액츄에이터(623)에 돌출되면 상기 지지플레이트(510)가 회동하여 상기 이송스크류(530)가 다시 지면을 향하도록 동작한다(도 5의 a 참고).
본 발명의 실시예에 의한 상기 수중청소로봇(100)의 이물제거수단(400)은 상기 로봇몸체(200)에 배치되어 상기 로봇몸체(200)의 이동 방향에 쌓여있는 이물의 높이를 감지하는 이물감지센서(800)를 더 구비할 수 있다. 상기 이물감지센서(800)는 영상장치 또는 소나 센서(sonar sensor) 등으로 마련될 수 있다.
도 6을 참고하면, 상기 로봇몸체(200)가 이동하는 방향의 전방에 이물이 높이 쌓여있는 경우, 상기 이물감지센서(800)가 상기 로봇몸체(200)의 전방에 쌓여있는 이물의 높이를 측정하여 상기 이물흡입부(500)를 회전시킬 필요가 있다고 판단하여 상기 액츄에이터(623)를 구동하여 상기 이물흡입부(500)의 지지플레이트(510)를 회동시켜, 상기 지지플레이트(510)의 하측면에 설치되어 있는 이송스크류(530)가 전방을 향하도록 배치시킨다. 따라서, 상기 이송스크류(530)가 회전하면서 상기 로봇몸체(200)의 전방에 쌓여있는 이물을 분쇄하여 상기 지지플레이트(510)에 마련되어있는 이물흡입구(520)를 통하여 이물을 흡입하여 제거한다. 이러한 동작이 이루어 지는 경우에는 상기 주행구동부(310)를 제어하여 이동 속도를 감소시키고, 상기 스크류 구동모터(540)를 제어하여 상기 이송스크류(530)의 회전 속도를 향상시키는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
100 : 수중청소로봇 200 : 로봇몸체
210 : 펌프 220 : 배관
300 : 주행수단 310 : 주행구동부
311 : 구동모터 312 : 구동휠
313 : 프론트휠 314 : 리어휠
315 : 보조휠 320 : 무한궤도연결체
400 : 이물제거수단 500 : 이물흡입부
510 : 지지플레이트 520 : 이물흡입구
530 : 이송스크류 540 : 스크류 구동모터
551 : 제1 기어 552 : 제2 기어
553 : 체인 600 : 틸팅부
610 : 이물흡입부 지지부재 620 : 이물흡입부 회동부재
621 : 제1 링크 622 : 제2 링크
623 : 액츄에이터 623a : 구동로드
700 : 센서 800 : 이물감지센서

Claims (13)

  1. 로봇몸체;
    상기 로봇몸체에 배치되어, 상기 로봇몸체를 이동하도록 제공되는 주행수단; 및
    상기 로봇몸체에 배치되어 이물을 제거하되, 이물의 높이에 대응하여 높이 방향으로 이동되도록 구성된 이물제거수단;을 포함하고,
    상기 이물제거수단은 상기 로봇몸체가 이동하는 방향의 전방에 배치되고 펌프의 흡입력에 의하여 이물을 흡입하는 이물흡입부와, 일측이 상기 로봇몸체에 체결되고 타측이 상기 이물흡입부에 연결되어 쌓여있는 이물의 높이에 대응하여 상기 이물흡입부를 회동시키는 틸팅부를 포함하며,
    상기 이물흡입부는 상측이 상기 로봇몸체에 회동되게 설치되어 상기 틸팅부와 체결되는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트에 관통되게 형성되고 상기 펌프와 연결되어 이물을 흡입하는 이물흡입구와, 상기 지지플레이트의 하측에 회전되게 설치되고 상기 이물흡입구로 이물을 안내하는 이송스크류, 그리고 상기 지지플레이트에 배치되고 상기 이송스크류를 회전되게 구동하는 스크류 구동모터를 포함하고,
    상기 로봇몸체의 전방에 일정 높이 이상으로 이물이 쌓여 있으면 상기 틸팅부가 상기 지지플레이트를 회동시켜 상기 이송스크류가 상기 로봇몸체가 이동하는 방향의 전방을 향하도록 배치시켜 쌓여있는 이물을 분쇄하여 제거하는 수중청소로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주행수단은,
    상기 로봇몸체의 양측에 배치되는 주행구동부; 및
    상기 주행구동부에 체결되는 무한궤도연결체;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 수중청소로봇.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주행구동부는,
    상기 로봇몸체에 설치되고, 회전동력을 발생하는 구동모터;
    상기 구동모터에 연결되는 구동휠;
    상기 로봇몸체의 전방에 회전되게 설치되는 프론트휠; 및
    상기 프론트휠과 동일한 높이로 상기 로봇몸체의 후방에 회전되게 설치되는 리어휠;로 구비되며,
    상기 무한궤도연결체가 상기 구동휠, 프론트휠 및 리어휠에 체결되는 것을 특징으로 하는 수중청소로봇.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주행구동부는,
    상기 구동휠이 상기 리어휠의 상측에 배치되어, 상기 무한궤도연결체가 전방이 낮고 후방이 높은 삼각형의 형태로 체결되는 것을 특징으로 하는 수중청소로봇.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이송스크류는,
    상기 이물흡입구를 중심으로 양측으로 배치되고, 상기 이물흡입구를 기준으로 서로 반대방향의 스크류선이 형성되는 것을 특징으로 하는 수중청소로봇.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이송스크류는,
    이물 흡입 면적을 확보하기 위하여, 상기 이물흡입구를 중심으로 복열로 마련되는 것을 특징으로 하는 수중청소로봇.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 틸팅부는,
    일측이 상기 로봇몸체에 체결되고, 타측이 상기 이물흡입부를 회전되게 지지하는 이물흡입부 지지부재; 및
    상기 로봇몸체와 상기 이물흡입부 사이에 연결되어, 상기 이물흡입부를 회동시키는 이물흡입부 회동부재;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 수중청소로봇.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이물흡입부 회동부재는,
    일측단이 상기 이물흡입부 지지부재에 회전되게 체결되는 제1 링크;
    일측단이 상기 이물흡입부에 회전되게 체결되는 제2 링크; 및
    상기 로봇몸체에 배치되고, 구동로드가 상기 제1 링크와 제2 링크의 타측단과 회전되게 체결되는 액츄에이터;를 구비하여,
    상기 구동로드의 직선운동에 대응하여 상기 이물흡입부가 상기 로봇몸체에 대하여 회동하는 것을 특징으로 하는 수중청소로봇.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이물흡입부 회동부재는,
    상기 액츄에이터의 구동로드가 돌출되면 상기 이송스크류가 지면을 향하도록 배치되고, 상기 액츄에이터의 구동로드가 삽입되면 상기 이송스크류가 상기 로봇몸체가 이동하는 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 수중청소로봇.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 이물제거수단은,
    상기 로봇몸체에 배치되어, 상기 로봇몸체의 이동 방향에 쌓여있는 이물의 높이를 감지하는 이물감지센서;를 더 구비하고,
    상기 이물감지센서가 쌓여있는 이물의 높이를 감지하면, 그 높이에 대응하여 상기 이물흡입부를 회동시키는 것을 특징으로 하는 수중청소로봇.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 이물제거수단은,
    상기 로봇몸체에 배치되고, 상기 이물흡입부의 회동 각도를 감지하여 상기 틸팅부의 작동을 제한하는 회동제한부;
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수중청소로봇.
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