KR102165533B1

KR102165533B1 - 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇

Info

Publication number: KR102165533B1
Application number: KR1020200054569A
Authority: KR
Inventors: 정성대; 김동환; 최충열
Original assignee: 리셋컴퍼니 주식회사
Priority date: 2020-05-07
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2020-10-15

Abstract

본 발명은 회전 브러시를 내장한 이동 어셈블리가 대상면을 따라 왕복하면서 대상면에 적층된 각종 이물질을 제거하되 이동 어셈블리의 휴지 중엔 대상면 일측에 구비된 도킹 스테이션에 맞물리는 도킹 플러그를 포함하는 충전용 도킹 모듈에 의하여 전력을 충전하며, 기밀 도어가 항시 도킹 스테이션을 마감하되, 도킹 플러그가 도킹 스테이션에 진입하면 개방구가 기밀 도어를 개방시키는 구조로부터,

Description

표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇{UNMANNED ROBOT FOR STRUCTURAL DIAGNOSIS USING SURFACE CLEANING FUNCTION AND VIBRATION SENSOR}

본 발명은 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상면에 적층되는 이물질을 효과적으로 제거하는 표면 청소기능을 원활히 수행함은 물론, 진동을 감지하여 대상면을 포함한 구조물의 안전 진단과 대책 마련을 신속히 수립할 수 있도록 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇에 관한 것이다.

일본의 홋카이도와 도호쿠, 간토 내륙 지방은 하룻밤에도 1미터가 넘는 폭설로 유명하므로, 이른바 호설지대라 불리는 지역이다.

이와 같은 호설지대에서는 내린 눈의 하중이 지붕의 면적에 비례하여 증대되기 때문에, 이러한 지역의 건축물 지붕에 눈과 같은 이물질이 쌓일 경우 지붕은 그 하중을 견디지 못하고 무너져 내리거나 지붕 위에 쌓인 눈이 낙하함에 따라 인명 피해가 발생하는 경우가 많았다.

한편, 빗물의 이용은 물 부족 문제의 해결, 강우 시 유출량 저감에 의한 침수피해 방지, 도시 물 순환의 건전성 확보 등 다양한 목적과 측면에서 그 중요성이 강조되고 있다.

강우패턴도 시간당 수 mm의 낮은 강우강도로부터 시간당 수십 mm의 폭우까지 넓은 분포를 보이며, 통상 5mm 이상의 강우가 있을 경우 포집하여 이용 가능한 유효강우로 본다.

강우의 시점이 불규칙한 측면을 고려할 때 빗물 포집시설은 가급적 관리자의 상시 감시나 펌프, 센서 등 복잡한 장치가 없고 비가 오면 별도의 조작 없이 자연적으로 처리되고 포집되도록 하는 것이 응용성 측면에서 중요하다.

한편, 태양광은 화석원료 등의 기존 에너지원과는 달리 지구 온난화를 유발하는 온실가스 배출, 소음, 환경파괴 등의 위험성이 없는 청정 에너지원이며 고갈의 염려도 없으며, 여타 풍력이나 해수력과 달리 태양광 발전설비는 설치가 자유롭고 유지비용이 저렴하다는 장점을 갖는다.

하지만, 가장 널리 사용되고 있는 실리콘 태양전지의 경우 태양광 모듈의 온도가 올라갈 경우 1℃ 당 0.5%의 출력 감소가 발생한다.

이러한 온도 상승은 태양광 발전의 발전 효율을 저하시키는 주요 원인이 되고 있다.

또한, 이러한 태양광 모듈은 황사, 악천후시 쌓인 눈이나 흘러내리는 빗물 또는 토사 등으로 인하여 오물이 태양 전지판에 쉽게 쌓일 수 있다는 단점을 갖는다.

태양광 모듈에 오물이 쌓일 경우 태양광 모듈은 광흡수율이 현저히 떨어지므로 따라서 발전효율 또한 저하될 수 있다.

상기와 같은 관점에서 발명된 것으로, 등록특허 제10-1340039호의 "태양광 모듈 세척 장치를 구비하는 태양광 발전 시스템"(이하 '선행기술')과 같은 것을 들 수 있다.

선행기술은 태양광 모듈을 세척하기 위한 스프링클러와, 적설 제거용 압축 공기를 분사하기 위한 에어 콤프레셔와, 스프링클러에 물을 공급하는 펌프와, 태양광 모듈 오염도를 측정하는 오염도 측정 센서와, 적설 여부 감지를 위한 적설 센서와, 용수 회수 장치와, 제어부 및 모니터링 시스템을 포함하는 구조이다.

그러나, 선행기술은 지속적인 감시 및 관리 감독이 필요한 개소가 너무 많으며, 복잡한 구조로 되어 있으며, 다양한 종류의 이물질, 예컨대 적설 또는 강우 등에 의한 태양광 모듈 표면의 오염에 대응하여 적절한 구동 출력을 조절하기 힘들다는 한계점이 있었다.

등록특허 제10-1340039호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 대상면에 적층되는 이물질을 효과적으로 제거하는 표면 청소기능을 원활히 수행함은 물론, 진동을 감지하여 대상면을 포함한 구조물의 안전 진단과 대책 마련을 신속히 수립할 수 있도록 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 대상면의 일측에 설치된 통합센서에 의하여 상기 대상면에 이물질이 적층된 것을 감지하면 상기 대상면을 따라 일방향으로 왕복 가능하며, 구동력을 전달받아 회전하는 회전 브러시를 내장하는 이동 어셈블리; 상기 대상면의 일측에 구비되어 외부 전원과 연결되는 도킹 스테이션과 탈착 결합되는 것으로, 상기 이동 어셈블리의 일측에 구비되어 상기 이동 어셈블리의 왕복에 필요한 구동력을 발생하는 구동 모터와 전기적으로 연결되는 도킹 플러그와, 상기 도킹 플러그에 구비되어 상기 도킹 스테이션의 삽입 커플러와 맞물림으로써 상기 외부 전원과 연결되는 커넥팅 핀을 포함하는 충전용 도킹 모듈; 상기 이동 어셈블리가 가동중일 때는 상기 삽입 커플러를 밀폐하는 방향으로 상기 도킹 스테이션에 회동 가능하게 장착된 기밀 도어; 및 상기 구동 모터의 가동을 위한 전력 충전이 필요할 때는 상기 기밀 도어를 개방시켜 상기 삽입 커플러에 상기 커넥팅 핀의 맞물림이 가능한 상태로 만들도록 상기 도킹 플러그에 구비된 개방구를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇을 제공할 수도 있다.

또한, 본 발명은 대상면에 제1 방향을 따라 배치되고 양측면에 제1 레일을 형성한 제1 프레임과, 상기 대상면에 상기 제1 방향을 따라 배치되고 양측면에 제2 레일을 형성한 제2 프레임과, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 배치되고 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 따라 왕복 가능한 양단부를 구비한 이동 어셈블리를 포함하는 제1 유닛; 상기 대상면의 이물질을 상기 대상면 바깥으로 밀어내어 제거하기 위한 것으로, 상기 제1 방향을 따라 왕복하는 상기 이동 어셈블리에 장착되어 상기 제2 방향을 따라 배치되며 구동력을 전달받아 회전하는 회전 브러시를 포함하는 제2 유닛; 상기 대상면의 일측에 구비되어 외부 전원과 연결되는 도킹 스테이션과 탈착 결합되는 것으로, 상기 이동 어셈블리의 일측에 구비되어 상기 이동 어셈블리의 왕복에 필요한 구동력을 발생하는 구동 모터와 전기적으로 연결되는 도킹 플러그와, 상기 도킹 플러그에 구비되어 상기 도킹 스테이션의 삽입 커플러와 맞물림으로써 상기 외부 전원과 연결되는 커넥팅 핀을 포함하는 제3 유닛; 및 상기 이동 어셈블리가 가동중일 때는 상기 삽입 커플러를 밀폐하는 방향으로 상기 도킹 스테이션에 회동 가능하게 장착된 기밀 도어와, 상기 구동 모터의 가동을 위한 전력 충전이 필요할 때는 상기 기밀 도어를 개방시켜 상기 삽입 커플러에 상기 커넥팅 핀의 맞물림이 가능한 상태로 만들도록 상기 도킹 플러그에 구비된 개방구를 포함하는 제4 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇을 제공할 수도 있다.

여기서, 상기 이동 어셈블리의 일단부에 구비되어 상기 이동 어셈블리의 왕복 및 상기 회전 브러시의 가동에 필요한 구동력을 전달하는 상기 구동 모터를 포함한 동력전달계와, 상기 이동 어셈블리의 타단부에 구비되어 상기 구동 모터의 가동에 필요한 전기 에너지를 충방전하는 축전지를 포함하는 전력전달계와, 상기 도킹 스테이션과 연결된 메인 컨트롤러와, 상기 대상면의 일측에 설치되어 상기 메인 컨트롤러와 연결되고 상기 대상면상의 이물질 적층 여부와 상기 이물질의 종류를 감지하는 통합센서와, 상기 이동 어셈블리의 일측에 설치되어 상기 이동 어셈블리와 상기 대상면 주위의 진동을 실시간으로 감지하는 진동센서와, 상기 도킹 스테이션과 상기 메인 컨트롤러 사이에 구비되고, 상기 축전지의 충방전과, 상기 통합센서에 의한 상기 이물질 실시간 감지 데이터를 전달받아 상기 이동 어셈블리를 왕복시키는 것을 제어하는 통신 제어장치(Communication Control Unit, 이하 CCU) 박스와, 상기 CCU 박스와 상기 동력전달계 및 상기 전력전달계가 상호 통신 가능하도록, 상기 CCU 박스와 상기 이동 어셈블리에 각각 설치되는 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 이동 어셈블리는, 상기 제1 프레임의 상면인 제1 활주면과 마주보는 하면을 가지며 상기 제2 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 제1 이동 바와, 상기 한 쌍의 제1 이동 바 각각의 하면 양측에 회전 가능하게 장착되어 상기 제1 레일에 맞물려 구름 접촉하는 제1 가이드 롤러와, 상기 한 쌍의 제1 이동 바 각각의 상면 양단부에 각각 장착되어 상기 제1 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 제1 지지 격벽과, 상기 한 쌍의 제1 지지 격벽 중 상기 제1 프레임의 외측 가장자리에 배치된 제1 지지 격벽(이하 제1 외측벽)의 하단부 가장자리로부터 연장되어 상기 구동 모터에 전력을 공급하는 축전지가 안착되는 제1 이동편과, 상기 한 쌍의 제1 지지 격벽과 상기 제1 이동편의 상부를 덮는 제1 단부 커버와, 상기 제2 프레임의 상면인 제2 활주면과 마주보는 하면을 가지며 상기 제2 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 제2 이동 바와, 상기 한 쌍의 제2 이동 바 각각의 하면 양측에 회전 가능하게 장착되어 상기 제2 레일에 맞물려 구름 접촉하는 제2 가이드 롤러와, 상기 한 쌍의 제2 이동 바 각각의 상면 양단부에 각각 장착되어 상기 제1 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 제2 지지 격벽과, 상기 한 쌍의 제2 지지 격벽 중 상기 제2 프레임의 외측 가장자리에 배치된 제2 지지 격벽(이하 제2 외측벽)의 하단부 가장자리로부터 연장되어 상기 구동 모터가 안착되는 제2 이동편과, 상기 한 쌍의 제2 지지 격벽과 상기 제2 이동편의 상부를 덮는 제2 단부 커버와, 상기 한 쌍의 제1 지지 격벽 중 상기 제1 프레임의 내측 가장자리에 배치된 제1 지지 격벽(이하 제1 내측벽)과, 상기 한 쌍의 제2 지지 격벽 중 상기 제2 프레임의 내측 가장자리에 배치된 제2 지지 격벽(이하 제2 내측벽)을 관통하여 상기 구동 모터와 연결되며 복수의 상기 회전 브러시가 장착된 제1 축과, 상기 제1 축과 평행하게 배치되어 상기 제1 내측벽과 상기 제2 내측벽을 관통하는 제2 축을 덮도록, 상기 제1 단부 커버와 상기 제2 단부 커버 각각의 내측 가장자리를 연결하는 양단부 가장자리를 가지는 중간 커버를 포함하며, 상기 도킹 플러그는 상기 제1 단부 커버의 일측에 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 이동 어셈블리는, 상기 제2 축의 일단부에 장착되어 상기 한 쌍의 제1 지지 격벽 사이에 배치되고 상기 제1 활주면과 맞물리는 외주면을 가지며 상기 제1 활주면을 따라 구름 접촉하는 제1 동력휠과, 상기 제2 축의 타단부에 장착되어 상기 한 쌍의 제2 지지 격벽 사이에 배치되고 상기 제2 활주면과 맞물리는 외주면을 가지며 상기 제2 활주면을 따라 구름 접촉하는 제2 동력휠을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 이동 어셈블리는, 상기 한 쌍의 제1 이동 바 각각의 외측 가장자리에 각각 장착되어 상기 제1 활주면에 맞닿는 하단부 가장자리를 가지는 제1 청소 블레이드와, 상기 한 쌍의 제2 이동 바 각각의 외측 가장자리에 각각 장착되어 상기 제2 활주면에 맞닿는 하단부 가장자리를 가지는 제2 청소 블레이드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 유닛은, 상기 제1 방향을 따라 왕복하는 상기 이동 어셈블리의 일측에 장착되어 상기 제2 방향을 따라 배치되는 제1 스트립 브러시와, 상기 이동 어셈블리의 타측에 장착되어 상기 제2 방향을 따라 배치되며 상기 제1 스트립 브러시와 평행한 제2 스트립 브러시를 더 포함하며, 상기 회전 브러시는 상기 제1 스트립 브러시와 상기 제2 스트립 브러시 사이에서 상기 제2 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제4 유닛은, 상기 도킹 스테이션의 기밀 도어와 상기 삽입 커플러를 덮는 도킹 커버와, 상기 제1 방향을 따라 상기 이동 어셈블리와 연동하여 왕복하는 상기 도킹 플러그를 덮으며, 상기 도킹 커버의 양 내측면 및 내측 천장면과 마주보는 양 외측면 및 외측 천장면을 가지는 플러그 커버를 더 포함하며, 상기 개방구는 상기 플러그 커버의 양 내측면에 각각 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제4 유닛은, 상기 도킹 스테이션의 양측면 전후방 단부에 걸쳐 각각 함몰 형성되어 상기 제1 방향을 따라 배치되는 수용홈과, 상기 도킹 스테이션의 양측면 전방 단부 가장자리에 대하여 상기 기밀 도어를 회동시키도록, 상기 기밀 도어의 상하부측과, 상기 도킹 스테이션의 양측면 상하부측을 연결하는 회동 경첩과, 상기 회동 경첩에 각각 구비되어 한 쌍의 상기 기밀 도어를 상기 도킹 스테이션의 개방된 전방 면을 좌우 양측에서 덮는 방향으로 탄성력을 발생시키는 경첩 스프링과, 상기 도킹 스테이션에 대하여 회동함에 따라 상기 수용홈에 출입 가능하게 수용되도록, 상기 기밀 도어의 가장자리 중간으로부터 연장되고 상하부측의 상기 회동 경첩 사이에 배치되는 밀림편을 더 포함하며, 상기 플러그 커버의 양 내측면에 각각 장착된 상기 개방구의 선단부는, 상기 도킹 플러그의 왕복에 따라 상기 밀림편과 접촉 또는 이격하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 개방구는, 상기 수용홈과 평행하게 배치되어 상기 플러그 커버의 양 내측면에 장착된 바 형상의 지지 몸체와, 상기 지지 몸체 각각의 선단부 내측면으로부터 후방측으로 갈수록 경사지게 절단 제거되어 형성되며, 상기 플러그 커버가 상기 도킹 스테이션에 진입시 상기 밀림편과 접촉되는 접촉사면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 통합센서가 실시간으로 강설과 강우 또는 토사 등의 각종 이물질 적층 여부를 감지하여 대상면을 포함한 패널 표면에 적층되는 다양한 이물질을 회전 브러시를 포함한 다양한 청소 수단이 구비된 이동 어셈블리가 대상면을 따라 왕복하면서 확실하게 표면 청소를 수행할 수 있게 될 것이다.

아울러, 본 발명은 이동 어셈블리의 가동 중 또는 휴지 중에 대상면과 대상면 주변에서 발생하는 진동을 실시간으로 감지하여 분석함으로써, 구조물의 안전 진단을 수시로 할 수 있다는 장점을 가짐은 물론, 본 발명에 따른 장치를 대상면에 최초 설치한 후 작동되는 초기 진동의 범위를 벗어나는 진동이 발생하는 지의 여부 파악에 따라 올바른 설치가 이루어졌는지 등을 파악해낼 수 있으므로, 유지관리나 지속적인 구조물 안전에 관한 모니터링을 수행할 수 있다는 점에서 매우 효율적이라 할 수 있다.

특히, 본 발명은 기밀 도어가 항시 도킹 스테이션을 마감하되, 도킹 플러그가 도킹 스테이션에 진입하면 개방구가 기밀 도어를 개방시키도록 함으로써, 호설지대와 같이 폭설이 잦은 지역에서 눈과 토사와 같은 이물질이 도킹 스테이션에 유입되는 것을 근원적으로 차단하여 장치 전체의 오작동과 고장 발생을 미연에 방지함으로써, 장치 전체의 내구성과 수명 연한을 증대시키는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 전체적인 외관 및 무선제어 시스템과의 연계 상태를 모식적으로 나타낸 개념도
도 2는 도 1의 화살표 D 방향에서 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 부분 측면 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 주요부를 도시한 부분 평면 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 주요부인 이동 어셈블리가 도킹 스테이션에 진입하여 기밀 도어가 개방되는 것을 모식적으로 나타낸 것으로, 도 4(a)는 기밀 도어의 개방전 상태를, 도 4(b)는 기밀 도어가 개방된 상태를 각각 도시한 부분 저면 개념도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 주요부인 제4 유닛의 구조를 나타낸 것으로, 도 5(a)는 플러그 커버가 씌워진 도킹 플러그가 도킹 스테이션에 진입한 상태를, 도 5(b)는 플러그 커버를 제거한 도킹 플러그가 도킹 스테이션에 진입한 상태를 각각 도시한 부분 사시 개념도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 주요부인 이동 어셈블리의 동력전달계를 도시한 것으로, 도 6(a)는 도킹 스테이션과 맞물리는 도킹 플러그가 구비된 부분을, 도 6(b)는 이동 어셈블리의 이동 및 회전 브러시에 구동력을 전달하는 구동 모터가 구비된 부분을 각각 도시한 부분 사시 개념도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

우선, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 전체적인 외관 및 무선제어 시스템과의 연계 상태를 모식적으로 나타낸 개념도이다.

그리고, 도 2는 도 1의 화살표 D 방향에서 바라본 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 부분 측면 개념도이다.

그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 주요부를 도시한 부분 평면 개념도이다.

그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 주요부인 이동 어셈블리(600)가 도킹 스테이션(700)에 진입하여 기밀 도어(410)가 개방되는 것을 모식적으로 나타낸 것으로, 도 4(a)는 기밀 도어(410)의 개방전 상태를, 도 4(b)는 기밀 도어(410)가 개방된 상태를 각각 도시한 부분 저면 개념도이다.

또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 주요부인 제4 유닛(400)의 구조를 나타낸 것으로, 도 5(a)는 플러그 커버(440)가 씌워진 도킹 플러그(310)가 도킹 스테이션(700)에 진입한 상태를, 도 5(b)는 플러그 커버(440)를 제거한 도킹 플러그(310)가 도킹 스테이션(700)에 진입한 상태를 각각 도시한 부분 사시 개념도이다.

아울러, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 주요부인 이동 어셈블리(600)의 동력전달계를 도시한 것으로, 도 6(a)는 도킹 스테이션(700)과 맞물리는 도킹 플러그(310)가 구비된 부분을, 도 6(b)는 이동 어셈블리(600)의 이동 및 회전 브러시(230)에 구동력을 전달하는 구동 모터(601)가 구비된 부분을 각각 도시한 부분 사시 개념도이다.

참고로, 도면상에서 화살표 A, B 방향은 후술할 제1 방향을, 화살표 C, D 방향은 후술할 제2 방향을 각각 가리킨다.

아울러, 도 1에서 점선으로 연결된 부분은 전원연결 관계를, 일점쇄선으로 연결된 부분은 통신회선의 연결 관계를, 이점쇄선으로 연결된 부분은 후술할 통합센서(840)와 메인 컨트롤러(830) 사이의 센서접점 연결을 각각 가리킨다.

본 발명은 도시된 바와 같이 회전 브러시(230)를 내장한 이동 어셈블리(600)가 대상면(500)을 따라 왕복하면서 대상면(500)에 적층된 각종 이물질을 제거하되 이동 어셈블리(600)의 휴지 중엔 대상면(500) 일측에 구비된 도킹 스테이션(700)에 맞물리는 도킹 플러그(310)를 포함하는 충전용 도킹 모듈에 의하여 전력을 충전하는 구조임을 파악할 수 있다.

또한, 본 발명은 도시된 바와 같이 기밀 도어(410)가 항시 도킹 스테이션(700)을 마감하되, 도킹 플러그(310)가 도킹 스테이션(700)에 진입하면 개방구(420)가 기밀 도어(410)를 개방시키는 구조임을 파악할 수 있다.

우선, 이동 어셈블리(600)는 대상면(500)의 일측에 설치된 통합센서(840)에 의하여 대상면(500)에 이물질이 적층된 것을 감지하면 대상면(500)을 따라 일방향으로 왕복 가능하며, 구동력을 전달받아 회전하는 회전 브러시(230)를 내장하는 것이다.

그리고, 충전용 도킹 모듈은 대상면(500)의 일측에 구비되어 외부 전원(900)과 연결되는 도킹 스테이션(700)과 탈착 결합되는 것으로, 도킹 플러그(310, 이하 도 3 및 도 5(a) 참조)와 커넥팅 핀(320, 이하 도 3 및 도 5(a) 참조)을 포함하는 것이다.

도킹 플러그(310)는 이동 어셈블리(600)의 일측에 구비되어 이동 어셈블리(600)의 왕복에 필요한 구동력을 발생하는 구동 모터(601)와 전기적으로 연결되는 것이다.

커넥팅 핀(320)은 도킹 플러그(310)에 구비되어 도킹 스테이션(700)의 삽입 커플러(720, 이하 도 5(a) 참조)와 맞물림으로써 외부 전원(900)과 연결되는 것이다.

그리고, 기밀 도어(410)는 이동 어셈블리(600)가 가동중일 때는 삽입 커플러(720)를 밀폐하는 방향으로 도킹 스테이션(700)에 회동 가능하게 장착된 것이다.

또한, 개방구(420)는 구동 모터(601)의 가동을 위한 전력 충전이 필요할 때는 기밀 도어(410)를 개방시켜 삽입 커플러(720)에 커넥팅 핀(320)의 맞물림이 가능한 상태로 만들도록 도킹 플러그(310)에 구비된 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 본 발명은 제1, 2 프레임(110, 120)을 따라 왕복하는 이동 어셈블리(600)를 포함하는 제1 유닛(100)과, 회전 브러시(230)를 포함하는 제2 유닛(200)과, 도킹 플러그(310)과 커넥팅 핀(320)을 포함하는 제3 유닛(300)과, 기밀 도어(410)와 개방구(420)를 포함하는 제4 유닛(400)을 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수도 있음은 물론이다.

여기서, 제1 프레임(110)은 대상면(500)에 제1 방향을 따라 배치되고 양측면에 제1 레일(112)을 형성한 것이다.

이때, 제2 프레임(120)은 대상면(500)에 제1 방향을 따라 배치되고 양측면에 제2 레일(122)을 형성한 것이다.

이동 어셈블리(600)는, 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 배치되고 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120)을 따라 왕복 가능한 양단부를 구비한 것이다.

제2 유닛(200)은 대상면(500)의 이물질을 대상면(500) 바깥으로 밀어내어 제거하기 위한 것으로, 제1 방향을 따라 왕복하는 이동 어셈블리(600)에 장착되어 제2 방향을 따라 배치되며 구동력을 전달받아 회전하는 회전 브러시(230)를 포함하는 것이다.

제3 유닛(300)의 도킹 플러그(310) 및 커넥팅 핀(320)은 전술한 바와 같다.

제4 유닛(400)의 기밀 도어(410)와 개방구(420) 또한 전술한 바와 같다.

한편, 대상면(500)은, 건축물의 지붕, 태양광 모듈의 집광 패널, 건축 구조물의 유리 표면, 건축물의 경사진 지붕, 경사지의 인도 또는 경사지의 도로 중 어느 하나일 수 있으며, 제2 유닛(200)의 회전 브러시(230) 및 후술할 제1, 2 스트립 브러시(210, 220)를 이용하여 표면에 쌓인 다양한 이물질을 쓸어내어 제거할 수 있는 대상면(500)이라면 어떠한 종류의 것에도 적용할 수 있다.

한편, 본 발명은 도 1 내지 도 6을 참조하여 살펴보면, 이동 어셈블리(600)의 일단부에 구비되어 이동 어셈블리(600)의 왕복 및 회전 브러시(230)의 가동에 필요한 구동력을 전달하는 구동 모터(601)를 포함한 동력전달계(810)를 더 구비할 수 있다.

그리고, 본 발명은 이동 어셈블리(600)의 타단부에 구비되어 구동 모터(601)의 가동에 필요한 전기 에너지를 충방전하는 축전지(801)를 포함하는 전력전달계(820)와, 도킹 스테이션(700)과 연결된 메인 컨트롤러(830)를 더 구비할 수도 있다.

그리고, 대상면(500)의 일측에는 전술한 통합센서(840)가 설치되어 메인 컨트롤러(830)와 연결되고 대상면(500)상의 이물질 적층 여부와 이물질의 종류를 감지하게 될 것이다.

즉, 대상면(500)에 쌓이거나 접촉한 이물질이 눈이나 비 또는 토사 등인지는 이동 어셈블리(600) 내부의 구동모터(601)와 전술한 PCB의 전자 회로용 부품이 가동하면서 발생하는 열에 의하여 감지하는 방식이라 할 수 있다.

다시말해, 이물질이 눈일 경우에는 통합센서(840)에 눈이 닿으면 전술한 바와 같이 다양한 경우에 의하여 발생한 열에 의하여 녹아 물이 되고, 이렇게 눈 녹은 물이 통합센서(840)의 표면에 형성된 복수의 금속 라인에 닿으면서 전류가 발생하게 됨에 따라 눈인지 판단하는 것이다.

예를들어, 이물질이 빗물인 경우에는 통합센서(840) 표면에 물이 바로 닿으면서 전류가 발생하게 되므로 빗물로 판단하게 되는 것이다.

요컨대 통합센서(840)는 닿거나 쌓인 이물질이 눈일 경우 물이 바로 감지되지 않지만 장치로부터 발생하는 열에 의하여 녹으면서 물로 변함에 따라 일정 시간 경과후 감지하게 되므로 눈이라 판단하고, 빗물의 경우에는 바로 감지되므로 빗물이라 판단하게 된다.

또한, 이물질이 토사인 경우에는 통합센서(840)가 토사에 섞인 물 또는 수분을 눈보다는 빠르고 빗물보다는 늦게 감지함으로써, 이물질이 토사인 것으로 감지하게 되는 것이다.

따라서, 통합센서(840)는 전극에 닿는 수분의 양에 따라 전류의 양이 변하게 되므로 이를 통하여 저항값의 변화를 측정함으로써, 이물질이 눈이나 빗물 또는 토사인지를 확인할 수 있는 것이다.

아울러, 통합센서(840)는 외기온도에 따라 대상면(500)에 쌓인 이물질이 눈인지 빗물인지 판단할 수 있는데, 외기온도가 영하일 경우 이물질은 눈이라 판단하고, 외기온도가 영상일 경우 이물질은 빗물이라 판단할 수도 있다.

그리고, 이동 어셈블리(600)의 일측에는 진동센서(870)가 설치되어 이동 어셈블리(600)와 대상면(500) 주위의 진동을 실시간으로 감지하게 될 것이다.

또한, 도킹 스테이션(700)과 메인 컨트롤러(830) 사이에는 통신 제어장치(Communication Control Unit, 이하 CCU) 박스(850)가 구비되고, 축전지(801)의 충방전과, 통합센서(840)에 의한 이물질 실시간 감지 데이터를 전달받아 이동 어셈블리(600)를 왕복시키는 것을 제어하게 된다.

아울러, CCU 박스(850)와 이동 어셈블리(600)에 각각에는 통신 모듈(860)이 설치되어 CCU 박스(850)와 동력전달계(810) 및 전력전달계(820)가 상호 통신 가능하게 될 것이다.

여기서, 동력전달계(810) 및 전력전달계(820)는 CCU 박스(850) 및 메인 컨트롤러(830)와 통신 가능한 무선 제어 시스템(Wireless Control System)에 의하여 구축될 수 있다.

이러한 무선 제어 시스템은 도킹 스테이션(700)에 대하여 도킹 플러그(310)가 결합된 상태를 제외하고, 이동 어셈블리(600)가 왕복할 수 있게 하는 축전지(801) 자체의 저장 전력에 의하여 가능하게 되는 것이다.

즉, 동력전달계(810)는, 이동 어셈블리(600)의 일단부에 구비되어 CCU 박스(850) 및 메인 컨트롤러(830)와 통신 가능한 모터 PCB(811)를 더 포함할 수도 있다.

모터 PCB(811)는 구동 모터(601)의 제어는 물론, 구동 모터(601)와 연동하여 회전하는 회전 브러시(230)의 동력을 전달하는 역할 또한 수행할 수 있게 될 것이다.

아울러, 모터 PCB(811)는 고전류 FET 모터 드라이브를 활용한 모터의 정, 역회전 제어 및 PWM 제어가 가능하도록 구성되어 있다.

이러한 모터 PCB(811)는 본 발명에 따른 장치가 설치된 대상면(500)의 크기에 따라 이동 어셈블리(600)가 1회 왕복하게 되는 스트로크의 절반 길이, 즉 제1 방향을 따라 설치된 제1 프레임(110) 및 제2 프레임(120)의 길이에 맞게 구동 모터(601)의 정, 역회전 절환이 가능하도록 제어할 수도 있을 것이다.

한편, 진동센서(870)는, 모터 PCB(811)로부터 송출되는 구동 데이터 및 이동 어셈블리(600)의 왕복에 따른 진동 데이터, 그리고 대상면(500) 주변의 강풍이나 지진 또는 산사태 등 자연으로부터 발생하는 외란으로 인한 흔들림을 감지하여 관리자가 이러한 진동으로 인한 대응이 필요한지 여부를 파악할 수 있도록 마련된 기술적 수단이라 할 수 있다.

그리고, 진동센서(870)는 일정 진폭 또는 주파수 이상에 도달하면 저항에 의한 전압을 AD 값으로 환산하여 메인 컨트롤러(830) 또는 CCU로 전송하게 된다.

제품 설치 환경 및 발전소 환경에 따른 현장에서의 민감도 설정이 필요하다는 점에서 이러한 진동센서(870)는 매우 유용한 것이다.

즉, 진동센서(870)에 의한 실시간 진동 발생 여부의 감지 및 모니터링은, 일정 진동 이상의 진동이 이동 어셈블리(600)나 대상면(500) 또는 대상면(500) 주변에 발생했을 때, 솔라셀 등 대상면(500)과 이러한 대상면(500)을 체결하는 구조물의 체결 부위 등에 문제가 있다고 판단하여 정기적으로 명확한 점검을 수행할 수 있으므로 유지 관리의 측면에서 효율적이다.

또한, 진동센서(870)는 초기 진동의 이상 여부 파악을 통해 설치 공정에서의 결함도 발견할 수 있게 된다.

한편, 메인 컨트롤러(830)는, 모터 PCB(811)의 데이터를 수집하고 저장하여 DB화하는 역할을 수행할 수 있다.

그리고, 메인 컨트롤러(830)는, 이동 어셈블리(600)의 왕복 등 이동에 따른 제어와, 외부 기기와의 연결, 즉 도킹 스테이션(700)과 도킹 플러그(310)의 연결 상태 감지 및 모니터링을 할 수 있다.

그리고, 메인 컨트롤러(830)는, 통합센서(840)와 연계하여 강설이나 산사태로 인한 토사 또는 빗물 등의 이물질이 대상면(500)에 적층되는 것을 실시간으로 감지하여 이동 어셈블리(600)의 작동명령을 동력전달계(810)를 통하여 내릴 수 있을 것이다.

또한, 메인 컨트롤러(830)는 장치 전체의 오작동 여부를 실시간으로 감지하고 관리자나 주변의 작업자의 휴대용 단말(이하 미도시)에 알리는 역할을 수행할 수도 있을 것이다.

아울러, 메인 컨트롤러(830)는 매뉴얼에 따른 이동 어셈블리(600)의 구동이 이루어지고 있는지, 또한 도킹 스테이션(700)에 대한 도킹 플러그(310)의 결합, 즉 홈 복귀 기능이 제대로 이루어지고 있는지 등을 실시간으로 감지 및 모니터링하여 관리자나 주변의 작업자의 휴대용 단말에 알리는 역할을 수행할 수도 있을 것이다.

그리고, 모터 PCB(811)는 진동센서(870)와 연계하여 디지털 진동 출력값을 AD값으로 변환하여 일정 정도 이상의 진동이 대상면(500)과 대상면(500) 주변 및 이동 어셈블리(600)에 발생할 시에 관리자 및 대상면(500) 주변의 작업자가 지니고 있는 휴대용 단말에 알려 즉각적인 대응이 가능하게 할 수도 있을 것이다.

또한, 모터 PCB(811)는 본 발명에 따른 장치의 구동 상태 및 대상면(500)에 대한 최초 설치후 현재까지의 작업 및 진행 이력에 관한 데이터를 메인 컨트롤러(830)나 관리자 및 주변 작업자의 휴대용 단말에 전달할 수도 있을 것이다.

아울러, 이러한 메인 컨트롤러(830)는 복수의 이동 어셈블리(600) 각각에 대한 제어 및 데이터 수집 및 관리와 대응이 가능하게 될 것이다.

한편, 통신 모듈(860)은 블루투스(Bluetooth) 기술을 적용하여 CCU 박스(850)와 이동 어셈블리(600) 상호 간의 무선 통신에 따른 무선 정보 전달 시스템을 구축할 수 있게 하는 것이다.

이를 위하여, 통신 모듈(860)은, 이동 어셈블리(600)의 일측에 구비되어 도킹 스테이션(700)과 무선 통신 가능한 제1 송수신부(861)와, 도킹 스테이션(700)의 일측에 구비되어 이동 어셈블리(600)와 무선 통신 가능한 제2 송수신부(862)를 포함할 수 있을 것이다.

제1 송수신부(861)와 제2 송수신부(862)는 전술한 블루투스 기술에 따른 블루투스 안테나와 같은 것으로 통신 강도 5dBi 내외의 성능을 확보함으로써 노이즈 유입을 극소화할 수 있게 될 것이다.

한편, CCU 박스(850)는, CCU(851)와 충방전기(852)를 포함할 수 있다.

CCU(851)는 데이터 전송 회선, 즉 메인 컨트롤러(830)에서 지시한 명령을 모터 PCB(811)에 전달하고 STATUS 데이터를 메인 컨트롤러(830)에 전송하는 중계기로서의 역할을 수행하기 위한 것이다.

충방전기(852)는 CCU(851)와 메인 컨트롤러(830) 및 도킹된 이동 어셈블리(600)와 전기적으로 연결되어 축전지(801)에 외부 전원(900)으로부터 공급받은 전력을 저장시키는 것이다.

즉, CCU(851)는 수동으로도 본 발명에 따른 장치를 제어할 수 있게 구성되어 있으며 모터 PCB(811)와 1대1로 통신이 가능함은 물론이다.

또한, CCU(851)는 AC 전원을 분배하여 배터리 충방전기(852)에 전원을 공급하는 역할을 수행할 수 있을 것이다.

이러한 안정적인 전원 공급의 일환으로 메인 컨트롤러(830)에는 통합센서(840)와도 전기적으로 연결된 SMPS(831)를 더 구비할 수도 있을 것이다.

아울러, 충방전기(852)는 축전지(801)와 함께 전력전달계(820)를 구성할 수 있을 것이다.

따라서, 이러한 축전지(801)는 고성능 고출력 배터리 충방전기(852)를 이용한 안정적인 Li-Po 배터리와 같은 것을 채택할 수 있을 것이다.

한편, 대상면(500)의 일측 또는 제1 프레임(110) 또는 제2 프레임(120)의 일측에는 도 2를 참조하여 더욱 구체적으로 살펴보면, 접점 브라켓(502)이 구비되며, 제1 방향을 따라 일측과 타측에 일정 거리 이격하여 배치된다.

또한, 이동 어셈블리(600)의 타단부에는 레버형의 리미트 스위치(602)가 구비되어 구동 모터(601) 및 축전지(801)와 전기적으로 연결되고 이동 어셈블리(600)의 왕복에 따라 접점 브라켓(502)과 접촉 또는 이격될 수 있을 것이다.

따라서, 리미트 스위치(602)가 접점 브라켓(502)에 접촉됨에 따라 구동 모터(601)의 구동축 회전 방향은 절환되거나, 구동 모터(601)에 대한 축전지(801)의 전력 공급이 차단되는 것이다.

리미트 스위치(602)는 구동축의 회전 방향을 절환함으로써 이동 어셈블리(600)를 제1 방향을 따라 왕복시키도록 하는 스트로크의 길이를 결정할 수 있을 것이다.

또한, 리미트 스위치(602)는 이동 어셈블리(600)의 왕복에 따른 제2 유닛(200)에 의한 이물질 제거 작업이 완료되고 이동 어셈블리(600)가 원위치, 즉 도킹 스테이션(700)에 도킹 플러그(310)가 결합된 홈 복귀 기능이 수행되면 구동 모터(601)측으로 축전지(801)의 전력 공급이 이루어지는 것을 차단함으로써 불필요한 전력 누출을 방지하게 되는 것이다.

한편, 이동 어셈블리(600)는, 도 3과 함께 도 5 및 도 6을 참조하여 더욱 구체적으로 살펴보면, 제1 프레임(110)의 상면인 제1 활주면(111)과 마주보는 하면을 가지며 제2 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 제1 이동 바(611)와, 한 쌍의 제1 이동 바(611) 각각의 하면 양측에 회전 가능하게 장착되어 제1 레일(112)에 맞물려 구름 접촉하는 제1 가이드 롤러(612)를 포함할 수 있다.

그리고, 이동 어셈블리(600)는, 한 쌍의 제1 이동 바(611) 각각의 상면 양단부에 각각 장착되어 제1 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 제1 지지 격벽(620)을 포함할 수 있다.

그리고, 이동 어셈블리(600)는, 한 쌍의 제1 지지 격벽(620) 중 제1 프레임(110)의 외측 가장자리에 배치된 제1 지지 격벽(620)(이하 제1 외측벽(621))의 하단부 가장자리로부터 연장되어 구동 모터(601)에 전력을 공급하는 축전지(801)가 안착되는 제1 이동편(623)을 포함할 수 있다.

그리고, 이동 어셈블리(600)는, 한 쌍의 제1 지지 격벽(620)과 제1 이동편(623)의 상부를 덮는 제1 단부 커버(631)를 포함할 수 있다.

그리고, 이동 어셈블리(600)는, 제2 프레임(120)의 상면인 제2 활주면(121)과 마주보는 하면을 가지며 제2 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 제2 이동 바(641)와, 한 쌍의 제2 이동 바(641) 각각의 하면 양측에 회전 가능하게 장착되어 제2 레일(122)에 맞물려 구름 접촉하는 제2 가이드 롤러(642)를 포함할 수 있다.

그리고, 이동 어셈블리(600)는, 한 쌍의 제2 이동 바(641) 각각의 상면 양단부에 각각 장착되어 제1 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 제2 지지 격벽(650)을 포함할 수 있다.

그리고, 이동 어셈블리(600)는, 한 쌍의 제2 지지 격벽(650) 중 제2 프레임(120)의 외측 가장자리에 배치된 제2 지지 격벽(650)(이하 제2 외측벽(651))의 하단부 가장자리로부터 연장되어 구동 모터(601)가 안착되는 제2 이동편(653)을 포함할 수 있다.

그리고, 이동 어셈블리(600)는, 한 쌍의 제2 지지 격벽(650)과 제2 이동편(653)의 상부를 덮는 제2 단부 커버(632)를 포함할 수 있다.

그리고, 이동 어셈블리(600)는 복수의 회전 브러시(230)가 장착된 제1 축(813a)과, 제2 축(813b)을 덮는 중간 커버(633)를 포함할 수 있다.

또한, 제1 축(813a)은 한 쌍의 제1 지지 격벽(620) 중 제1 프레임(110)의 내측 가장자리에 배치된 제1 지지 격벽(620)(이하 제1 내측벽(622))과, 한 쌍의 제2 지지 격벽(650) 중 제2 프레임(120)의 내측 가장자리에 배치된 제2 지지 격벽(650)(이하 제2 내측벽(652))을 관통하여 구동 모터(601)와 연결되며 복수의 회전 브러시(230)가 장착된 것이다.

아울러, 제2 축(813b)은 제1 축(813a)과 평행하게 배치되어 제1 내측벽(622)과 제2 내측벽(652)을 관통하는 것이다.

따라서, 중간 커버(633)는 제1 단부 커버(631)와 제2 단부 커버(632) 각각의 내측 가장자리를 연결하는 양단부 가장자리를 가지게 된다.

이때, 도킹 플러그(310)는 제1 단부 커버(631)의 일측에 구비되는 것도 파악할 수 있다.

본 발명은 이러한 제1 가이드 롤러(612) 및 제2 가이드 롤러(642)에 의한 바퀴 형태의 구동방식을 채택함으로써, 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120)을 따라 이동 어셈블리(600)가 반복적으로 왕복함에도 불구하고 비틀림에 내구성을 가짐은 물론, 제어 및 유지관리가 간단한 이점이 있다.

특히, 제1 가이드 롤러(612) 및 제2 가이드 롤러(642)는, 제1 프레임(110)과 제2 프레임(120)의 양측면에 각각 형성된 제1 레일(112)과 제2 레일(122)을 따라 맞물려 구름 접촉하며 이동 어셈블리(600)를 왕복시키는 구조를 채택함으로써, 강한 바람에도 이탈되지 않는 견고한 이탈 방지 구조를 확보할 수 있게 될 것이다.

이러한 제1 가이드 롤러(612) 및 제2 가이드 롤러(642)는 전술한 레버형의 리미트 스위치(602)와 연계하여 이동 어셈블리(600)의 대상면(500)의 폭과 길이 방향을 어디로 보느냐에 따라 달라지는 전후 또는 좌우 방향을 따른 왕복 운전이 원활하게 이루어지도록 도움을 줄 수 있을 것이다.

한편, 본 발명은 제1 레일(112) 및 제2 레일(122)과 맞물리는 제1 가이드 롤러(612) 및 제2 가이드 롤러(642) 각각의 접촉면에 형성되어 제1 레일(112) 및 제2 레일(122) 상을 주행할 때 접지력을 확보할 수 있도록 슬라이딩 방지용의 마찰레이어(이하 미도시)를 더 구비할 수도 있다.

여기서, 마찰레이어는 우레탄 소재로 코팅 처리될 수 있을 것이다.

제1 가이드 롤러(612)와 제2 가이드 롤러(642)를 포함한 이동 어셈블리(600)의 대부분, 즉 제1 축(813a)과 제2 축(813b)과 한 쌍의 제1 이동 바(611)와 한 쌍의 제1 지지 격벽(620)과 한 쌍의 제2 이동 바(641)와 한 쌍의 제2 지지 격벽(650)과 제1 이동편(623)과 제2 이동편(653)과 제1 단부 커버(631)와 제2 단부 커버(632)와 중간 커버(633) 등은 부식 방지를 위하여 알루미늄 또는 스테인리스 스틸 소재로 이루어질 수 있다.

한편, 이동 어셈블리(600)는, 제1 동력휠(661)과 제2 동력휠(662)을 더 구비할 수도 있음은 물론이다.

제1 동력휠(661)은 제2 축(813b)의 일단부에 장착되어 한 쌍의 제1 지지 격벽(620) 사이에 배치되고 제1 활주면(111)과 맞물리는 외주면을 가지며 제1 활주면(111)을 따라 구름 접촉하는 것이다.

제2 동력휠(662)은 제2 축(813b)의 타단부에 장착되어 한 쌍의 제2 지지 격벽(650) 사이에 배치되고 제2 활주면(121)과 맞물리는 외주면을 가지며 제2 활주면(121)을 따라 구름 접촉하는 것이다.

이때 제1, 2 동력휠(661, 662)의 외주면에도 제1, 2 활주면(111, 121)에 대한 접지력의 확보를 위하여 마찰레이어가 형성되는 것이 바람직할 것이다.

한편, 이동 어셈블리(600)는, 제1, 2 청소 블레이드(671, 672)를 더 구비할 수도 있음은 물론이다.

제1 청소 블레이드(671)는 한 쌍의 제1 이동 바(611) 각각의 외측 가장자리에 각각 장착되어 제1 활주면(111)에 맞닿는 하단부 가장자리를 가지는 것이다.

제2 청소 블레이드(672)는 한 쌍의 제2 이동 바(641) 각각의 외측 가장자리에 각각 장착되어 제2 활주면(121)에 맞닿는 하단부 가장자리를 가지는 것이다.

여기서, 제1 청소 블레이드(671)와 제2 청소 블레이드(672)는 NBR(nitrile butadiene rubber) 소재로 이루어져 이동 어셈블리(600)가 제1 활주면(111)및 제2 활주면(121)을 따라 이동할 때 이동 어셈블리(600)의 주행 경로상에 있는 눈이나 오염물질을 포함한 각종 이물질을 제거하기 위한 용도로 활용될 수 있을 것이다.

한편, 구동 모터(601)와 연결되는 동력전달계(810)는, 구동 모터(601)의 구동축(이하 미도시)과 연결되는 감속기(812)와, 감속기(812)와 연결되는 제1 축(813a)과, 제1 축(813a)과 평행하게 배치된 제2 축(813b)을 포함할 수 있다.

그리고, 동력전달계(810)는 제1 축(813a)의 일단부에 구비되어 한 쌍의 제2 지지 격벽(650) 사이에 배치되는 제1 구동 풀리(814a)와, 제2 축(813b)의 일단부에 구비되어 한 쌍의 제2 지지 격벽(650) 사이에 배치되는 제1 종동 풀리(814b)를 포함할 수 있다.

그리고, 동력전달계(810)는 제1 구동 풀리(814a)와 제1 종동 풀리(814b)를 상호 연결하는 제1 타이밍 벨트(816a)를 포함할 수 있다.

또한, 동력전달계(810)는 제1 타이밍 벨트(816a)의 상부측에 배치되어 제2 외측벽(651)에 장착됨과 동시에 한 쌍의 제2 지지 격벽(650) 사이에 수용되며, 제1 타이밍 벨트(816a)에 대하여 승강 가능하게 접촉하여 제1 타이밍 벨트(816a)의 장력을 일정 정도로 유지시키는 제1 텐션롤러(817ar)가 구비된 제1 텐셔너(817a)를 포함할 수 있다.

한편, 동력전달계(810)는 제1 축(813a)의 타단부에 구비되어 한 쌍의 제1 지지 격벽(620) 사이에 배치되는 제2 구동 풀리(815a)와, 제2 축(813b)의 타단부에 구비되어 한 쌍의 제1 지지 격벽(620) 사이에 배치되는 제2 종동 풀리(815b)를 포함할 수 있다.

그리고, 동력전달계(810)는 제2 구동 풀리(815a)와 제2 종동 풀리(815b)를 상호 연결하는 제2 타이밍 벨트(816b)를 포함할 수 있다.

또한, 동력전달계(810)는 제2 타이밍 벨트(816b)의 상부측에 배치되어 제1 외측벽(621)에 장착됨과 동시에 한 쌍의 제1 지지 격벽(620) 사이에 수용되며, 제2 타이밍 벨트(816b)에 대하여 승강 가능하게 접촉하여 제2 타이밍 벨트(816b)의 장력을 일정 정도로 유지시키는 제2 텐션롤러(817br)가 구비된 제2 텐셔너(817b)를 포함할 수 있다.

여기서, 구동 모터(601)는 일반적인 스탠다드 DC 24V 모터에 웜기어의 조합에 의하여 이루어진 감속기(812)(1/15)를 사용하여 동작하는 200W 출력의 제품을 사용하였다.

이때, 구동 모터(601)와 연계된 동력전달계(810)는 전체적으로 전술한 고출력 모터에 의하여 구동력과 회전 브러시(230)에 대한 회전 동력을 제어할 수 있도록 한 것이다.

즉, 동력전달계(810)는, 구동 모터(601)의 출력을 제1 타이밍 벨트(816a)와 제2 타이밍 벨트(816b) 를 통하여 분배 및 전달토록 한 것이다.

그리고, 동력전달계(810)는, 전술한 모터 PCB(811)에서의 명령 및 통합센서(840)의 감지에 따른 제1 방향에 따른 왕복 운동이 구현될 수 있도록 하는 것이다.

그리고, 동력전달계(810)는, 기어방식 대신에 키(key) 방식으로 구동력이 전달되도록 하는 각 체결 부품들이 반영구적으로 사용할 수 있도록 되어 있다.

또한, 동력전달계(810)는, 전술한 구조와 제1 동력휠(661)과 제2 동력휠(662) 등에 의한 접지력의 증강에 의하여 이른바 호설지대라 불리는 폭설이 잦은 기후를 가진 지역에서 제설 성능을 입증해낼 수 있을 것이다.

아울러, 동력전달계(810)는, 제1 타이밍 벨트(816a) 및 제2 타이밍 벨트(816b)와 연결되는 제1 텐셔너(817a)와 제2 텐셔너(817b)의 장착에 의하여 동력 전달에 따른 동력 손실을 최소화할 수 있게 될 것이다.

즉, 제1 텐셔너(817a)와 제2 텐셔너(817b)는 특별히 도시하지 않았지만 별도로 구비된 장력센서와 연계하여 실시간으로 제1 타이밍 벨트(816a) 및 제2 타이밍 벨트(816b) 각각의 장력을 감지하여 자동으로 제1 텐션롤러(817ar)와 제2 텐션롤러(817br)를 승강시키며 일정 정도의 장력을 유지시키는 응용 및 변형 설계 또한 가능함은 물론이다.

한편, 회전 브러시(230)는, 제1 축(813a)의 외주면을 따라 방사상으로 배치되어 전체적으로 디스크 형상으로 배치되는 디스크 모 어레이(231)와, 제1 축(813a)의 외주면을 따라 일정 간격으로 이격하여 장착되는 것으로, 제1 축(813a)의 외주면을 따라 디스크 모 어레이(231)들을 일정 간격으로 이격 배치시키는 스페이서(232)를 포함할 수 있다.

또한, 제2 유닛(200)은, 제1 방향을 따라 왕복하는 이동 어셈블리(600)의 일측에 장착되어 제2 방향을 따라 배치되는 제1 스트립 브러시(210)와, 이동 어셈블리(600)의 타측에 장착되어 제2 방향을 따라 배치되며 제1 스트립 브러시(210)와 평행한 제2 스트립 브러시(220)를 더 구비할 수도 있을 것이다.

따라서, 회전 브러시(230)는 제1 스트립 브러시(210)와 제2 스트립 브러시(220) 사이에서 제2 방향을 따라 배치되는 것도 파악할 수 있다.

한편, 이동 어셈블리(600)는, 제1, 2 스트립 브러시(210, 220)의 장착을 위하여 제3, 4 프레임(603, 604)을 더 구비할 수도 있을 것이다.

제3 프레임(603)은 제1 스트립 브러시(210)의 상단부를 고정하며 제2 방향으로 배치되어 이동 어셈블리(600)의 양단부를 상호 연결하는 것이다.

제4 프레임(604)은 제2 스트립 브러시(220)의 상단부를 고정하며 제2 방향으로 배치되어 이동 어셈블리(600)의 양단부를 상호 연결하며 제3 프레임(603)과 평행하게 배치되는 것이다.

따라서, 중간 커버(633)는 이물질 유입의 방지를 위하여 제3 프레임(603)과 제4 프레임(604)을 덮는 구조가 되어야 함을 파악할 수 있다.

즉, 제1 스트립 브러시(210)와 제2 스트립 브러시(220)는 이동 어셈블리(600)의 이동 방향에 따라 전방측 또는 후방측 브러시가 될 수 있을 것이다.

따라서, 제1 스트립 브러시(210)와 제2 스트립 브러시(220) 중 이동 어셈블리(600)의 이동 방향을 따라 전방측에 배치된 스트립 브러시가 1차적으로 대상면(500)상의 이물질을 밀어낸다.

이후, 전방측에 배치된 스트립 브러시를 뒤따르는 회전 브러시(230)는 중간 커버(633)에 내장되어 배관 연결된 세척제 또는 세척수 분사 노즐(이하 미도시)로부터 분사되는 세척제 또는 세척수로 대상면(500)을 세척하고 대상면(500)에 붙은 이물질들을 분리시킨다.

다음으로, 회전 브러시(230)를 뒤따르는 후방측에 배치된 스트립 브러시는 최종적으로 대상면(500)상의 이물질을 쓸어내면서 대상면(500)상의 이물질을 확실하게 제거하게 되는 것이다.

여기서, 회전 브러시(230)는 구동 모터(601)와 연결된 감속기(812)의 rpm보다 더 빠르게 회전하도록 조작하여 세척 효과를 더욱 높이는 것도 가능할 것이다.

이때, 제1 스트립 브러시(210)와 제2 스트립 브러시(220) 및 회전 브러시(230)를 구성하는 각각의 모(毛)는 0.2mm의 나일론 소재의 브러시를 사용함으로써, 대상면(500)이 솔라셀일 경우 솔라셀을 구성하는 집광패널의 손상을 방지하면서도 세척 및 청소 효과를 높일 수 있도록 하였다.

아울러, 전술한 모는 강설시 브러시의 손상을 최소화할 수 있도록 친수성 소재로 제작하는 것이 바람직하다.

한편, 제4 유닛(400)은, 도킹 스테이션(700)의 기밀 도어(410)와 삽입 커플러(720)를 덮는 도킹 커버(430)와, 제1 방향을 따라 이동 어셈블리(600)와 연동하여 왕복하는 도킹 플러그(310)를 덮으며, 도킹 커버(430)의 양 내측면 및 내측 천장면과 마주보는 양 외측면 및 외측 천장면을 가지는 플러그 커버(440)를 더 구비할 수 있을 것이다.

여기서, 개방구(420)는 플러그 커버(440)의 양 내측면에 각각 장착되는 것도 파악할 수 있다.

한편, 제4 유닛(400)은, 도 5 및 도 6를 참조하여 더욱 구체적으로 살펴보면, 도킹 스테이션(700)의 양측면 전후방 단부에 걸쳐 각각 함몰 형성되어 제1 방향을 따라 배치되는 수용홈(450)을 더 구비할 수 있다.

그리고, 제4 유닛(400)은, 도킹 스테이션(700)의 양측면 전방 단부 가장자리에 대하여 기밀 도어(410)를 회동시키도록, 기밀 도어(410)의 상하부측과, 도킹 스테이션(700)의 양측면 상하부측을 연결하는 회동 경첩(460)을 더 구비할 수 있다.

그리고, 제4 유닛(400)은, 회동 경첩(460)에 각각 구비되어 한 쌍의 기밀 도어(410)를 도킹 스테이션(700)의 개방된 전방 면을 좌우 양측에서 덮는 방향으로 탄성력을 발생시키는 경첩 스프링(462)을 더 구비할 수 있다.

또한, 제4 유닛(400)은, 도킹 스테이션(700)에 대하여 회동함에 따라 수용홈(450)에 출입 가능하게 수용되도록, 기밀 도어(410)의 가장자리 중간으로부터 연장되고 상하부측의 회동 경첩(460) 사이에 배치되는 밀림편(412)을 더 구비할 수도 있다.

따라서, 플러그 커버(440)의 양 내측면에 각각 장착된 개방구(420)의 선단부는, 도 4와 같이 도킹 플러그(310)의 왕복에 따라 밀림편(412)과 접촉 또는 이격함으로써, 기밀 도어(410)를 도킹 스테이션(700)의 전방 면을 개폐할 수 있게 될 것이다.

한편, 개방구(420)는, 수용홈(450)과 평행하게 배치되어 플러그 커버(440)의 양 내측면에 장착된 바 형상의 지지 몸체(421)와, 지지 몸체(421) 각각의 선단부 내측면으로부터 후방측으로 갈수록 경사지게 절단 제거되어 형성되며, 플러그 커버(440)가 도킹 스테이션(700)에 진입시 밀림편(412)과 접촉되는 접촉사면(422)을 포함하는 구조로 제작될 수 있다.

여기서, 개방구(420)가 밀림편(412)을 밀고 들어가면서 도킹 플러그(310)가 도킹 스테이션(700)에 진입하는데 지장이 없도록, 지지 몸체(421)의 폭은 수용홈(450)의 폭보다 작거나 같게 형성하는 것이, 도킹 플러그(310)의 겉을 감싸는 플러그 커버(440)가 도킹 커버(430)의 내외부를 원활하게 출입할 수 있게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇의 작용 및 효과에 대하여 다음과 같이 살펴보고자 한다.

우선, 본 발명은 통합센서(840)가 실시간으로 강설과 강우 또는 토사 등의 각종 이물질 적층 여부를 감지하여 대상면(500)을 포함한 패널 표면에 적층되는 다양한 이물질을 회전 브러시(230)를 포함한 다양한 청소 수단이 구비된 이동 어셈블리(600)가 대상면(500)을 따라 왕복하면서 확실하게 표면 청소를 수행할 수 있게 될 것이다.

아울러, 본 발명은 이동 어셈블리(600)의 가동 중 또는 휴지 중에 대상면(500)과 대상면(500) 주변에서 발생하는 진동을 실시간으로 감지하여 분석함으로써, 구조물의 안전 진단을 수시로 할 수 있다는 장점을 가짐은 물론, 본 발명에 따른 장치를 대상면(500)에 최초 설치한 후 작동되는 초기 진동의 범위를 벗어나는 진동이 발생하는 지의 여부 파악에 따라 올바른 설치가 이루어졌는지 등을 파악해낼 수 있으므로, 유지관리나 지속적인 구조물 안전에 관한 모니터링을 수행할 수 있다는 점에서 매우 효율적이라 할 수 있다.

특히, 본 발명은 기밀 도어(410)가 항시 도킹 스테이션(700)을 마감하되, 도킹 플러그(310)가 도킹 스테이션(700)에 진입하면 개방구(420)가 기밀 도어(410)를 개방시키도록 함으로써, 호설지대와 같이 폭설이 잦은 지역에서 눈과 토사와 같은 이물질이 도킹 스테이션(700)에 유입되는 것을 근원적으로 차단하여 장치 전체의 오작동과 고장 발생을 미연에 방지함으로써, 장치 전체의 내구성과 수명 연한을 증대시키는 효과를 가진다.

이상과 같이 본 발명은 대상면에 적층되는 이물질을 효과적으로 제거하는 표면 청소기능을 원활히 수행함은 물론, 진동을 감지하여 대상면을 포함한 구조물의 안전 진단과 대책 마련을 신속히 수립할 수 있도록 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...제1 유닛
110...제1 프레임
111...제1 활주면
112...제1 레일
120...제2 프레임
121...제2 활주면
122...제2 레일
200...제2 유닛
210...제1 스트립 브러시
220...제2 스트립 브러시
230...회전 브러시
231...디스크 모 어레이
232...스페이서
300...제3 유닛
310...도킹 플러그
320...커넥팅 핀
400...제4 유닛
410...기밀 도어
412...밀림편
420...개방구
421...지지 몸체
422...접촉사면
430...도킹 커버
440...플러그 커버
450...수용홈
460...회동 경첩
462...경첩 스프링
500...대상면
502...접점 브라켓
600...이동 어셈블리
601...구동 모터
602...리미트 스위치
603...제3 프레임
604...제4 프레임
611...제1 이동 바
612...제1 가이드 롤러
620...제1 지지 격벽
621...제1 외측벽
622...제1 내측벽
623...제1 이동편
631...제1 단부 커버
632...제2 단부 커버
633...중간 커버
641...제2 이동 바
642...제2 가이드 롤러
650...제2 지지 격벽
651...제2 외측벽
652...제2 내측벽
653...제2 이동편
661...제1 동력휠
662...제2 동력휠
671...제1 청소 블레이드
672...제2 청소 블레이드
700...도킹 스테이션
720...삽입 커플러
801...축전지
810...동력전달계
811...모터 PCB
812...감속기
813a...제1 축
813b...제2 축
814a...제1 구동 풀리
814b...제1 종동 풀리
815a...제2 구동 풀리
815b...제2 종동 풀리
816a...제1 타이밍 벨트
816b...제2 타이밍 벨트
817a...제1 텐셔너
817ar...제1 텐션롤러
817b...제2 텐셔너
817br...제2 텐션롤러
820...전력전달계
830...메인 컨트롤러
831...SMPS
840...통합센서
850...CCU 박스
851...CCU
852...충방전기
860...통신 모듈
861...제1 송수신부
862...제2 송수신부
870...진동센서
900...외부 전원

Claims

대상면의 일측에 설치된 통합센서에 의하여 상기 대상면에 이물질이 적층된 것을 감지하면 상기 대상면을 따라 일방향으로 왕복 가능하며, 구동력을 전달받아 회전하는 회전 브러시를 내장하는 이동 어셈블리;
상기 대상면의 일측에 구비되어 외부 전원과 연결되는 도킹 스테이션과 탈착 결합되는 것으로, 상기 이동 어셈블리의 일측에 구비되어 상기 이동 어셈블리의 왕복에 필요한 구동력을 발생하는 구동 모터와 전기적으로 연결되는 도킹 플러그와, 상기 도킹 플러그에 구비되어 상기 도킹 스테이션의 삽입 커플러와 맞물림으로써 상기 외부 전원과 연결되는 커넥팅 핀을 포함하는 충전용 도킹 모듈;
상기 이동 어셈블리가 가동중일 때는 상기 삽입 커플러를 밀폐하는 방향으로 상기 도킹 스테이션에 회동 가능하게 장착된 기밀 도어; 및
상기 구동 모터의 가동을 위한 전력 충전이 필요할 때는 상기 기밀 도어를 개방시켜 상기 삽입 커플러에 상기 커넥팅 핀의 맞물림이 가능한 상태로 만들도록 상기 도킹 플러그에 구비된 개방구를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇.
대상면에 제1 방향을 따라 배치되고 양측면에 제1 레일을 형성한 제1 프레임과, 상기 대상면에 상기 제1 방향을 따라 배치되고 양측면에 제2 레일을 형성한 제2 프레임과, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 배치되고 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임을 따라 왕복 가능한 양단부를 구비한 이동 어셈블리를 포함하는 제1 유닛;
상기 대상면의 이물질을 상기 대상면 바깥으로 밀어내어 제거하기 위한 것으로, 상기 제1 방향을 따라 왕복하는 상기 이동 어셈블리에 장착되어 상기 제2 방향을 따라 배치되며 구동력을 전달받아 회전하는 회전 브러시를 포함하는 제2 유닛;
상기 대상면의 일측에 구비되어 외부 전원과 연결되는 도킹 스테이션과 탈착 결합되는 것으로, 상기 이동 어셈블리의 일측에 구비되어 상기 이동 어셈블리의 왕복에 필요한 구동력을 발생하는 구동 모터와 전기적으로 연결되는 도킹 플러그와, 상기 도킹 플러그에 구비되어 상기 도킹 스테이션의 삽입 커플러와 맞물림으로써 상기 외부 전원과 연결되는 커넥팅 핀을 포함하는 제3 유닛; 및
상기 이동 어셈블리가 가동중일 때는 상기 삽입 커플러를 밀폐하는 방향으로 상기 도킹 스테이션에 회동 가능하게 장착된 기밀 도어와, 상기 구동 모터의 가동을 위한 전력 충전이 필요할 때는 상기 기밀 도어를 개방시켜 상기 삽입 커플러에 상기 커넥팅 핀의 맞물림이 가능한 상태로 만들도록 상기 도킹 플러그에 구비된 개방구를 포함하는 제4 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 이동 어셈블리의 일단부에 구비되어 상기 이동 어셈블리의 왕복 및 상기 회전 브러시의 가동에 필요한 구동력을 전달하는 상기 구동 모터를 포함한 동력전달계와,
상기 이동 어셈블리의 타단부에 구비되어 상기 구동 모터의 가동에 필요한 전기 에너지를 충방전하는 축전지를 포함하는 전력전달계와,
상기 도킹 스테이션과 연결된 메인 컨트롤러와,
상기 대상면의 일측에 설치되어 상기 메인 컨트롤러와 연결되고 상기 대상면상의 이물질 적층 여부와 상기 이물질의 종류를 감지하는 통합센서와,
상기 이동 어셈블리의 일측에 설치되어 상기 이동 어셈블리와 상기 대상면 주위의 진동을 실시간으로 감지하는 진동센서와,
상기 도킹 스테이션과 상기 메인 컨트롤러 사이에 구비되고, 상기 축전지의 충방전과, 상기 통합센서에 의한 상기 이물질 실시간 감지 데이터를 전달받아 상기 이동 어셈블리를 왕복시키는 것을 제어하는 통신 제어장치(Communication Control Unit, 이하 CCU) 박스와,
상기 CCU 박스와 상기 동력전달계 및 상기 전력전달계가 상호 통신 가능하도록, 상기 CCU 박스와 상기 이동 어셈블리에 각각 설치되는 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇.
청구항 2에 있어서,
상기 이동 어셈블리는,
상기 제1 프레임의 상면인 제1 활주면과 마주보는 하면을 가지며 상기 제2 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 제1 이동 바와,
상기 한 쌍의 제1 이동 바 각각의 하면 양측에 회전 가능하게 장착되어 상기 제1 레일에 맞물려 구름 접촉하는 제1 가이드 롤러와,
상기 한 쌍의 제1 이동 바 각각의 상면 양단부에 각각 장착되어 상기 제1 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 제1 지지 격벽과,
상기 한 쌍의 제1 지지 격벽 중 상기 제1 프레임의 외측 가장자리에 배치된 제1 지지 격벽(이하 제1 외측벽)의 하단부 가장자리로부터 연장되어 상기 구동 모터에 전력을 공급하는 축전지가 안착되는 제1 이동편과,
상기 한 쌍의 제1 지지 격벽과 상기 제1 이동편의 상부를 덮는 제1 단부 커버와,
상기 제2 프레임의 상면인 제2 활주면과 마주보는 하면을 가지며 상기 제2 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 제2 이동 바와,
상기 한 쌍의 제2 이동 바 각각의 하면 양측에 회전 가능하게 장착되어 상기 제2 레일에 맞물려 구름 접촉하는 제2 가이드 롤러와,
상기 한 쌍의 제2 이동 바 각각의 상면 양단부에 각각 장착되어 상기 제1 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 제2 지지 격벽과,
상기 한 쌍의 제2 지지 격벽 중 상기 제2 프레임의 외측 가장자리에 배치된 제2 지지 격벽(이하 제2 외측벽)의 하단부 가장자리로부터 연장되어 상기 구동 모터가 안착되는 제2 이동편과,
상기 한 쌍의 제2 지지 격벽과 상기 제2 이동편의 상부를 덮는 제2 단부 커버와,
상기 한 쌍의 제1 지지 격벽 중 상기 제1 프레임의 내측 가장자리에 배치된 제1 지지 격벽(이하 제1 내측벽)과, 상기 한 쌍의 제2 지지 격벽 중 상기 제2 프레임의 내측 가장자리에 배치된 제2 지지 격벽(이하 제2 내측벽)을 관통하여 상기 구동 모터와 연결되며 복수의 상기 회전 브러시가 장착된 제1 축과, 상기 제1 축과 평행하게 배치되어 상기 제1 내측벽과 상기 제2 내측벽을 관통하는 제2 축을 덮도록, 상기 제1 단부 커버와 상기 제2 단부 커버 각각의 내측 가장자리를 연결하는 양단부 가장자리를 가지는 중간 커버를 포함하며,
상기 도킹 플러그는 상기 제1 단부 커버의 일측에 구비되는 것을 특징으로 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇.
청구항 4에 있어서,
상기 이동 어셈블리는,
상기 제2 축의 일단부에 장착되어 상기 한 쌍의 제1 지지 격벽 사이에 배치되고 상기 제1 활주면과 맞물리는 외주면을 가지며 상기 제1 활주면을 따라 구름 접촉하는 제1 동력휠과,
상기 제2 축의 타단부에 장착되어 상기 한 쌍의 제2 지지 격벽 사이에 배치되고 상기 제2 활주면과 맞물리는 외주면을 가지며 상기 제2 활주면을 따라 구름 접촉하는 제2 동력휠을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇.
청구항 4에 있어서,
상기 이동 어셈블리는,
상기 한 쌍의 제1 이동 바 각각의 외측 가장자리에 각각 장착되어 상기 제1 활주면에 맞닿는 하단부 가장자리를 가지는 제1 청소 블레이드와,
상기 한 쌍의 제2 이동 바 각각의 외측 가장자리에 각각 장착되어 상기 제2 활주면에 맞닿는 하단부 가장자리를 가지는 제2 청소 블레이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 유닛은,
상기 제1 방향을 따라 왕복하는 상기 이동 어셈블리의 일측에 장착되어 상기 제2 방향을 따라 배치되는 제1 스트립 브러시와,
상기 이동 어셈블리의 타측에 장착되어 상기 제2 방향을 따라 배치되며 상기 제1 스트립 브러시와 평행한 제2 스트립 브러시를 더 포함하며,
상기 회전 브러시는 상기 제1 스트립 브러시와 상기 제2 스트립 브러시 사이에서 상기 제2 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇.
청구항 2에 있어서,
상기 제4 유닛은,
상기 도킹 스테이션의 기밀 도어와 상기 삽입 커플러를 덮는 도킹 커버와,
상기 제1 방향을 따라 상기 이동 어셈블리와 연동하여 왕복하는 상기 도킹 플러그를 덮으며, 상기 도킹 커버의 양 내측면 및 내측 천장면과 마주보는 양 외측면 및 외측 천장면을 가지는 플러그 커버를 더 포함하며,
상기 개방구는 상기 플러그 커버의 양 내측면에 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇.
청구항 8에 있어서,
상기 제4 유닛은,
상기 도킹 스테이션의 양측면 전후방 단부에 걸쳐 각각 함몰 형성되어 상기 제1 방향을 따라 배치되는 수용홈과,
상기 도킹 스테이션의 양측면 전방 단부 가장자리에 대하여 상기 기밀 도어를 회동시키도록, 상기 기밀 도어의 상하부측과, 상기 도킹 스테이션의 양측면 상하부측을 연결하는 회동 경첩과,
상기 회동 경첩에 각각 구비되어 한 쌍의 상기 기밀 도어를 상기 도킹 스테이션의 개방된 전방 면을 좌우 양측에서 덮는 방향으로 탄성력을 발생시키는 경첩 스프링과,
상기 도킹 스테이션에 대하여 회동함에 따라 상기 수용홈에 출입 가능하게 수용되도록, 상기 기밀 도어의 가장자리 중간으로부터 연장되고 상하부측의 상기 회동 경첩 사이에 배치되는 밀림편을 더 포함하며,
상기 플러그 커버의 양 내측면에 각각 장착된 상기 개방구의 선단부는, 상기 도킹 플러그의 왕복에 따라 상기 밀림편과 접촉 또는 이격하는 것을 특징으로 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇.
청구항 9에 있어서,
상기 개방구는,
상기 수용홈과 평행하게 배치되어 상기 플러그 커버의 양 내측면에 장착된 바 형상의 지지 몸체와,
상기 지지 몸체 각각의 선단부 내측면으로부터 후방측으로 갈수록 경사지게 절단 제거되어 형성되며, 상기 플러그 커버가 상기 도킹 스테이션에 진입시 상기 밀림편과 접촉되는 접촉사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면청소기능과 진동센서를 활용한 구조물진단용 무인로봇.