KR102051049B1 - 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템 - Google Patents

자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템에 관한 것으로, 태양광 패널(100); 상기 태양광 패널(100)에 탑승하여 청소를 수행하는 청소 로봇(200); 및 상기 청소 로봇(200)을 다른 태양광 패널로 이송하는 이송 로봇(300);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템{SOLAR PANEL CLEANING ROBOT SYSTEM BASED ON SELF-DRIVING MULTI AGENT}
본 발명은 태양광 패널 청소 로봇 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 패널 청소를 위한 자율 주행형 멀티에이전트 기반 청소 로봇 시스템에 관한 것이다.
태양광 발전소 확대와 더불어 기존 시설의 유지 관리 중요성이 부각되고 있다. 특히 태양광 패널 표면의 오염은 집광률 감소의 원인이 됨으로 청소가 필요하나 대형 패널이나 인간이 접근하기 어려운 사막 같은 환경에서 태양광 패널 청소는 어려움이 많아 자동화 시스템이 요구되고 있다.
이러한 태양광 패널 청소 자동화 시스템은 선행문헌과 같이 태양광 패널의 상측과 하측에 청소 장치를 가이드 하는 레일을 별도로 설치하고, 레일을 따라 이동하게 되면서 청소를 수행하고 있다.
이와 같은 종래의 시스템은 패널 주변에 별도의 레일을 설치해야하는 단점을 낳게 되고, 또한 서로 떨어져 있는 패널의 청소를 수행하지 못한다는 점 역시 문제점으로 대두되고 있다.
국내등록특허 공보 제10-1614528호 ("다기능 태양광발전패널용 건식자동먼지제거장치")
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다수의 태양광 대형 패널이나 청소가 어려운 작업 환경에서 청소 로봇이 태양광 패널 간 이동하며 청소하는 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템은 태양광 패널(100); 상기 태양광 패널(100)에 탑승하여 청소를 수행하는 청소 로봇(200); 및 상기 청소 로봇(200)을 다른 태양광 패널로 이송하는 이송 로봇(300);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 태양광 패널(100)의 측면 하부 일측에는 거치대(400)를 탑재한 이송 로봇(300)이 접근하면 거치대(400)와 결합 및 해제시키는 영전자석(110)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 청소 로봇(200)은 태양광 패널(100)을 분할하여 청소하는 분할 청소 로봇(210,220), 및 분할 청소 시에 발견된 특정 오염 구역을 집중적으로 청소하는 집중 청소 로봇(230)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분할 및 집중 청소 로봇(210,220,230)은 거치대(400) 상부에 나란히 탑재되며 거치대(400)의 태양광 패널(500)을 통해 자가 충전되는 것을 특징으로 한다.
상기 분할 청소 로봇(210,220)은 고무트랙을 이용한 마찰력으로 기울어진 환경에서도 안정적으로 구동하는 캐터필러(211); 청소를 위한 회전형 브러쉬(212)와, 상기 캐터필러(211)와 회전형 브러쉬(212)를 구동시키는 구동부(213), 및 상기 회전형 브러쉬(212)와 구동부(213)를 연결하는 2개의 연결부(214)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분할 청소 로봇(210)의 구동부(213) 하부에 태양광 패널(100)의 청소 상태 점검 및 셀 이상을 점검할 수 있는 비젼 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 집중 청소 로봇(230)은 고무트랙을 이용한 마찰력으로 기울어진 환경에서도 안정적으로 구동하는 캐터필러(231)와, 구석 청소용 브러쉬 또는 물 청소용 걸레로 이루어진 청소용 도구(232)와, 상기 캐터필러(231)와 청소용 도구(232)를 구동시키는 구동부(233), 및 상기 청소용 도구(232)와 구동부(233)를 연결하는 2개의 연결부(234)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이송 로봇(300)은 기울어진 환경에서도 안정적으로 구동하는 캐터필러(310); 거치대(400)를 탑재하는 탑재부(320), 및 상기 거치대(400) 부착 및 태양광 패널(100)과의 수평을 맞추기 위한 자세제어용 6DOF 이송부(330)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 탑재부(320) 내부에는 태양광 패널(100)의 각도와 위치를 인식할 수 있는 광센서 및 비전 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템을 이용하는 태양광 패널 청소 방법은 청소 로봇(200)을 탑재한 거치대(400)를 청소하고자 하는 태양광 패널(100)에 이송 로봇(300)이 접근하여 결합하는 단계; 상기 태양광 패널(100)의 분할 청소 로봇(210,220)을 통해 분할 청소를 시작하는 단계; 상기 분할 청소 로봇(210,220)과 집중 청소 로봇(230)을 탑재한 거치대(400)를 이송 로봇(300)의 탑재부(320)로 복귀시키는 단계; 상기 거치대(400)와 태양광 패널(100) 사이의 영전자석(110)을 해제하여 거치대(400)를 분리시키는 단계; 및 상기 이송 로봇(300)의 캐터필러(310) 구동을 통해 청소 로봇(200)을 다음 태양광 패널로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 기존 태양광 설비에 추가적인 구조물 설치를 최소화하고 패널간 이동 및 탈부착이 용이하게 청소 로봇 운영이 가능하며, 태양광 패널의 오염 지역을 집중으로 청소할 수 있다.
그리고 본 발명에 따르면, 태양광 패널 위에서의 자율 주행을 통한 청소 효율 증대와 분할 및 집중 청소 로봇의 역할 구분 및 협업을 통한 청소 속도 및 효율을 증대할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 소형부터 대형 태양광 패널, 고정형부터 추적식 태양광 패널까지 확장 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 분할 청소 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 집중 청소 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이송 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇의 청소 과정을 타타낸 예시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
그러면 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 분할 청소 로봇을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 집중 청소 로봇을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 이송 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템은 태양광 패널(100), 상기 태양광 패널(100)에 탑승하여 청소를 수행하는 청소 로봇(200)과, 상기 청소 로봇(200)을 다른 태양광 패널로 이송하는 이송 로봇(300)을 포함하여 구성된다.
상기 태양광 패널(100)의 측면 하부 일측에는 거치대(400)를 탑재한 이송 로봇(300)이 접근하면 거치대(400)와 결합 및 해제시키는 영전자석(110)이 구성될 수 있다.
상기 청소 로봇(200)은 태양광 패널(100)을 분할하여 청소하는 분할 청소 로봇(210,220)과, 분할 청소 시에 발견된 특정 오염 구역을 집중적으로 청소하는 집중 청소 로봇(230)으로 구성된다. 여기서, 상기 분할 및 집중 청소 로봇(210,220,230)은 거치대(400) 상부에 나란히 탑재되며 거치대(400)의 태양광 패널(500)을 통해 각각 자가 충전될 수 있다. 즉, 상기 분할 및 집중 청소 로봇(200)은 이송 로봇(300)을 통해 거치대(400) 복귀 시마다 태양광 패널(500)을 이용하여 자가 충전을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 분할 청소 로봇(210)은 캐터필러(211) 타입의 고무트랙을 이용한 마찰력으로 기울어진 환경에서도 안정적으로 구동하는 이송 로봇으로, 일반 청소를 위한 회전형 브러쉬(212)와, 상기 캐터필러(211)와 회전형 브러쉬(212)를 구동시키는 구동부(213), 및 상기 회전형 브러쉬(212)와 구동부(213)를 연결하는 2개의 연결부(214)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 분할 청소 로봇(210)의 구동부(213) 하부에 태양광 패널(100)의 청소 상태 점검 및 셀 이상을 점검할 수 있는 비젼 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 집중 청소 로봇(230)은 캐터필러(231) 타입의 고무트랙을 이용한 마찰력으로 기울어진 환경에서도 안정적으로 구동하는 이송 로봇으로, 구석 청소용 브러쉬 또는 물 청소용 걸레 등으로 이루어진 청소용 도구(232)와, 상기 캐터필러(231)와 청소용 도구(232)를 구동시키는 구동부(233), 및 상기 청소용 도구(232)와 구동부(233)를 연결하는 2개의 연결부(234)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 2개의 연결부(234)에는 청소용 도구(232)가 각각 결합될 수 있다.
상기 이송 로봇(300)은 기울어진 환경에서도 안정적으로 구동하는 캐터필러(310) 타입의 이송 로봇으로 거치대(400)를 탑재하는 탑재부(320)와, 상기 거치대(400) 부착 및 태양광 패널(100)과의 수평을 맞추기 위한 자세제어용 6DOF 이송부(330)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 탑재부(320) 내부에는 태양광 패널(100)의 각도와 위치를 인식할 수 있는 광센서 및 비전 센서가 포함될 수 있다. 이때, 상기 이송 로봇(300)은 사용자가 원격 제어 또는 자율 제어를 적용할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇의 청소 과정을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템의 청소 과정을 나타낸 예시도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 청소 로봇(200)을 탑재한 거치대(400)를 청소하고자 하는 태양광 패널(100)에 이송 로봇(300)이 접근하여 결합한다.
이어서, 상기 태양광 패널(100)의 분할 청소 로봇(210,220)을 통해 분할 청소를 시작한다. 여기서, 상기 분할 청소 로봇(210,220)은 정확한 위치를 위해 다양한 센서인 비콘(600), IR, 레이저 등의 퓨전을 이용하여 자율 주행을 할 수 있으며, 자율 주행하는 기술은 이미 널리 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 이때, 자율주행 시 S커브 주행으로 인한 청소 사각지대를 청소 로봇의 확대를 통한 청소 주행 오버랩 경로 생성으로 청소시간과 사각지대 문제를 해결할 수 있다.
이와 같이, 상기 분할 청소 로봇(210,220)의 군집제어를 통해 넓은 면적의 청소 속도를 증대할 수 있고, 분할 청소 로봇(210,220)의 비젼 센서를 통해 태양광 패널의 청소 상태 점검 및 셀 이상을 점검할 수 있다. 이때, 상기 분할 청소 로봇(210,220)이 발견한 오염이 심한 구역의 위치 정보를 집중 청소 로봇(230)으로 전달하여 집중 청소를 수행할 수 있다. 즉, 분할 청소 시에 발견된 특정 오염 구역을 집중 청소 로봇(230)을 통해 집중 청소한다.
다음으로, 상기 분할 청소 로봇(210,220)과 집중 청소 로봇(230)을 탑재한 거치대(400)를 이송 로봇(300)의 탑재부(320)로 복귀시킨다.
다음에, 상기 거치대(400)와 태양광 패널(100) 사이의 영전자석(110)을 해제하여 거치대(400)를 분리시킨다.
다음으로, 상기 이송 로봇(300)의 캐터필러(310) 구동을 통해 청소 로봇(200)을 다음 태양광 패널로 이송한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100, 500: 태양광 패널 110: 영전자석
200: 청소 로봇 210, 220: 분할 청소 로봇
230: 집중 청소 로봇 300: 이송 로봇
400: 거치대

Claims (10)

  1. 태양광 패널(100);
    상기 태양광 패널(100)에 탑승하여 청소를 수행하는 청소 로봇(200);
    상기 청소 로봇(200)을 다른 태양광 패널로 이송하는 이송 로봇(300); 및
    상기 태양광 패널(100)의 측면 일측에 거치대(400)를 탑재한 이송 로봇(300)이 접근하면 거치대(400)와 결합 및 해제시키는 영전자석(110);을 포함하되,
    상기 청소 로봇(200)은 거치대(400) 상부에 나란히 탑재되며 거치대(400)의 태양광 패널(500)을 통해 자가 충전되며,
    상기 이송 로봇(300)은 기울어진 환경에서도 안정적으로 구동하는 캐터필러(310)와, 거치대(400)를 탑재하는 탑재부(320)와, 상기 거치대(400) 부착 및 태양광 패널(100)과의 수평을 맞추기 위한 자세제어용 6DOF 이송부(330), 및 상기 탑재부(320) 내부에는 태양광 패널(100)의 각도와 위치를 인식할 수 있는 광센서 및 비전 센서를 포함하며,
    상기 청소 로봇(200)은 태양광 패널(100)을 분할하여 청소하는 분할 청소 로봇(210,220), 및 분할 청소 시에 발견된 특정 오염 구역을 집중적으로 청소하는 집중 청소 로봇(230)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분할 청소 로봇(210,220)은,
    고무트랙을 이용한 마찰력으로 기울어진 환경에서도 안정적으로 구동하는 캐터필러(211)와,
    청소를 위한 회전형 브러쉬(212)와,
    상기 캐터필러(211)와 회전형 브러쉬(212)를 구동시키는 구동부(213), 및
    상기 회전형 브러쉬(212)와 구동부(213)를 연결하는 2개의 연결부(214)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분할 청소 로봇(210)의 구동부(213) 하부에 태양광 패널(100)의 청소 상태 점검 및 셀 이상을 점검할 수 있는 비젼 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 집중 청소 로봇(230)은,
    고무트랙을 이용한 마찰력으로 기울어진 환경에서도 안정적으로 구동하는 캐터필러(231)와,
    구석 청소용 브러쉬 또는 물 청소용 걸레로 이루어진 청소용 도구(232)와,
    상기 캐터필러(231)와 청소용 도구(232)를 구동시키는 구동부(233), 및
    상기 청소용 도구(232)와 구동부(233)를 연결하는 2개의 연결부(234)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항, 제5항 내지 제7항 중 선택되는 어느 한 항의 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템을 이용하는 태양광 패널 청소 방법에 있어서,
    청소 로봇(200)을 탑재한 거치대(400)를 청소하고자 하는 태양광 패널(100)의 영전자석(11)에 이송 로봇(300)이 접근하여 결합하는 단계;
    상기 태양광 패널(100)의 분할 청소 로봇(210,220)을 통해 분할 청소를 시작하는 단계;
    상기 분할 청소 로봇(210,220)과 집중 청소 로봇(230)을 탑재한 거치대(400)를 이송 로봇(300)의 탑재부(320)로 복귀시키는 단계;
    상기 거치대(400)와 태양광 패널(100) 사이의 영전자석(110)을 해제하여 거치대(400)를 분리시키는 단계; 및
    상기 이송 로봇(300)의 캐터필러(310) 구동을 통해 청소 로봇(200)을 다음 태양광 패널로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소 방법.
KR1020170154933A 2017-11-20 2017-11-20 자율 주행형 멀티에이전트 기반 태양광 패널 청소 로봇 시스템 KR102051049B1 (ko)

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