KR102328664B1 - 수상 무인 청소 로봇 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수상 무인 청소 로봇을 제안한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 무인 청소 로봇은 수상에서 부유되며, 전방에 수상 쓰레기가 유입되는 개구부가 형성되고, 상기 개구부를 통해 유입된 수상 쓰레기가 수용되는 쓰레기 수용부가 내부에 형성된 선체; 상기 선체의 상부에 위치하며, 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양광 패널; 상기 태양광 패널에서 변환된 전기 에너지가 저장되는 배터리부; 상기 배터리부로부터 전력을 공급받아 상기 선체가 수상에서 주행할 수 있는 추진력을 제공하는 추진부; 상기 쓰레기 수용부의 후방에 위치하고, 상기 개구부로 유입된 수상 쓰레기와 물이 분리되도록 복수의 필터홀이 형성된 필터부; 및 상기 추진부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 추진부는 상기 필터부의 후방에 위치하여, 상기 쓰레기 수용부의 내부에서 전방에서 후방으로 유체의 흐름을 유도하는 것을 특징으로 한다.

Description

수상 무인 청소 로봇{UNMANNED CLEANING ROBOT ON WATER}
본 발명은 자동으로 수상을 순항하며 물 위에 떠 있는 쓰레기들을 수거하는 수상 무인 청소 로봇에 관한 것이다.
산업이 발전함에 따라 산업폐기물, 생활폐기물과 같은 폐기물들의 배출이 날로 증가되고 있으며, 이러한 폐기물 중 다수는 강, 호수, 해양 등으로 유입되고 있다. 이러한 폐기물 및 오염물들에 의해 수질은 날로 오염되고 있으며, 이에 따라 해양생물들의 체내에는 유독물질이나 미세플라스틱이 농축되고 있는 상황이다.
특히 부유성 플라스틱류가 전체 중 과반을 차지하는데 그러한 플라스틱에서 파생된 미세 플라스틱의 심각성이 보도되며 건강에 대한 중요성과 사회적 관심이 높아지고 있다.
해양환경관리공단(KOEM)에서 40t 규모의 청항선 20여 척으로 해상 쓰레기를 수거하고 있지만 사람이 직접 운항하면서 쓰레기를 수거해야 해서 인력난이 있으며 현재 10톤 이하의 소형 선박은 국내법상 무인으로 운항할 수 없어 해양 쓰레기를 수거하는데 어려움이 있다.
수상에 버려진 플라스틱 쓰레기들은 인력이 투입되어 직접 수거하여 많은 노동력이 소모되며 어두워지면 쓰레기를 수거하지 못한다는 단점이 존재. 쓰레기는 계속 늘어나는 반면 수거 시간이 길지 않아 쓰레기의 지속적인 제거가 불가능한 문제점이 있다.
이와 관련하여, 대한민국공개특허 제10-2019-0093072호(발명의 명칭: 무인 청소 선박을 포함하는 해양 청소 시스템)에서는, 해상에서 부유되며, 전방이 개방되어 폐기물이 유입되는 개구부를 형성하고, 후방에 폐기물이 수용되는 수용공간이 형성된 선체; 선체의 양편에 결합되어 선체가 해상에서 주행할 수 있는 추진력을 제공하는 추진부; 선체의 일측에 결합되어 추진부의 구동을 제어하는 제어부; 선체의 내측에 설치되어 개구부로 유입된 폐기물을 물과 분리하여 후방으로 이송시키는 필터 컨베이어; 선체의 내측에 필터 컨베이어의 후방에 설치되고, 폐기물이 수용되는 자루의 입구를 개구된 상태로 파지하며, 자루가 기 설정된 부피 또는 무게가 되면 입구를 봉인한 후 분리시키는 자루봉인부; 선체의 내측에 자루봉인부의 후방에 설치되고, 자루봉인부에서 분리된 자루를 수용공간으로 이송시키는 승강 컨베이어의 구성을 개시하고 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양광 패널을 통해 운행하여 화석 연료 사용으로 인한 공해가 발생하지 않을 뿐만 아니라, 운행비용을 절감하고, 무인으로 운행되어 야간에도 효율적으로 쓰레기를 제거할 수 있어 환경문제를 효과적으로 해결할 수 있는 수상 무인 청소 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 실시예에 따른 수상 무인 청소 로봇은, 수상에서 부유되며, 전방에 수상 쓰레기가 유입되는 개구부가 형성되고, 상기 개구부를 통해 유입된 수상 쓰레기가 수용되는 쓰레기 수용부가 내부에 형성된 선체; 상기 선체의 상부에 위치하며, 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양광 패널; 상기 태양광 패널에서 변환된 전기 에너지가 저장되는 배터리부; 상기 배터리부로부터 전력을 공급받아 상기 선체가 수상에서 주행할 수 있는 추진력을 제공하는 추진부; 상기 쓰레기 수용부의 후방에 위치하고, 상기 개구부로 유입된 수상 쓰레기와 물이 분리되도록 복수의 필터홀이 형성된 필터부; 및 상기 추진부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 추진부는 상기 필터부의 후방에 위치하여, 상기 쓰레기 수용부의 내부에서 전방에서 후방으로 유체의 흐름을 유도하는 것을 특징으로 한다.
본원의 제2 실시예에 따른 수상 무인 청소 시스템은, 수상에 부유하는 수상 쓰레기를 수거하는 수상 무인 청소 로봇; 상기 수상 무인 청소 로봇으로 임무 데이터를 전송하거나 상기 수상 무인 청소 로봇으로부터 영상 신호를 수신하는 지상 제어 시스템; 및 상기 수상 무인 청소 로봇이 정박하여, 상기 무인 청소 로봇에 적재된 수상 쓰레기를 수거하는 쓰레기 적재부를 포함한다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 태양광 패널을 통해 전력을 공급받아, 공해가 발생하지 않을 뿐만 아니라, 운행비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 무인으로 운행되어 야간에도 효율적으로 쓰레기를 제거할 수 있어 환경문제를 효과적으로 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 수상 청소 로봇의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 수상 청소 로봇의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 수상 청소 로봇의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 시스템 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원은 수상 무인 청소 로봇(10)에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 무인 청소 로봇(10)의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 무인 청소 로봇(10)의 후사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 무인 청소 로봇(10)의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르 수상 무인 청소 로봇(10)의 구성도이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본원의 일 실시예에 따른 수상 무인 청소 로봇(10)(이하, '수상 무인 청소 로봇(10)'이라 함)에 대해 설명한다.
수상 무인 청소 로봇(10)은 선체(100), 태양광 패널(130), 배터리부(140), 추진부(200), 필터부(300), 및 제어부(400)를 포함한다.
선체(100)는 수상에서 부유되며, 전방에 수상 쓰레기가 유입되는 개구부(110)가 형성되고, 개구부(110)를 통해 유입된 수상 쓰레기가 수용되는 쓰레기 수용부(120)가 내부에 형성된다. 다시 말해, 수상 무인 청소 로봇(10)은 수상을 부유하며, 후술되는 추진부(200)를 통해 추진력을 제공받아 이동하면서, 수상에 떠있는 수상 쓰레기를 선체(100)의 개구부(110)를 통해 유입시켜 쓰레기 수용부(120)에 저장할 수 있다. 이때, 선체(100)의 쓰레기 수용부(120)에 유입된 수상 쓰레기는 선체(100)가 이동됨에 따라, 개구부(110)를 통해 지속적으로 물과 수상 쓰레기가 유입되어, 선체(100)의 전방에서 후방으로 이동되며, 후술되는 필터부(300)를 통해 유입된 물은 외부로 배출될 수 있다. 상술한 전방이란 도 1의 4시방향이고, 후방이란 도 1의 10시방향일 수 있다.
태양광 패널(130)은 선체(100)의 상부에 위치하며, 태양광을 전기 에너지로 변환한다. 또한, 배터리부(140)는 태양광 패널(130)에서 변환된 전기 에너지를 저장한다. 이때, 태양광 패널(130)에서 생산된 전기 에너지는 태양광 컨트롤러(131)를 통해 승압회로를 통해 24v로 승압되어 배터리부(140)에 저장될 수 있다. 또한, 태양광 컨트롤러(131)는 배터리부(140)에 저장된 전기 에너지를 후술되는 추진부(200) 및 제어부(400)로 공급할 수 있다. 한편, 추가실시예로서, 태양광 패널(130)을 통해 수집한 전기에너지를 충전하는 충전부(미도시)가 존재하며, 후술하는 제어부는 충전부의 잔존 에너지가 로봇(10)이 운행할 수 있는 충분한 에너지에 해당하는지 모니터링하는 기능을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 잔존 에너지와 로봇(10)의 분당 사용에너지를 비교함으로써, 로봇(10)이 움직이기 어려운 경우에는 관리자 단말이나 사용자 단말로 메시지를 송출한 후, 특정한 위치에 고정되어 있도록 설계될 수 있다. 또는, 주변 장애물이 없는 햇볕이 잘드는 위치로 이동한 후, 해당 위치에 고정되어 있을 수도 있다. 또는, 제어부는 잔존 에너지를 참고하여, 가장 효율적인 쓰레기 수거 이동루트를 설계할 수 있다. 이때, 햇볕이 잘드는 위치로의 이동은 조도 센서 등을 통해 더 밝은 곳으로 향함으로써, 이루어질 수 있다.
추진부(200)는 배터리부(140)로부터 전기 에너지를 공급받아 선체(100)가 수상을 주행할 수 있는 추진력을 제공한다. 또한, 추진부(200)는 임펠러 및 임펠러를 회전시키는 추진모터를 포함하고, 물을 후방으로 분사시켜 추진력을 제공하는 제트 드라이브 또는 서페이스 드라이브 방식일 수 있다.
예시적으로, 추진부(200)는 선체(100)의 후미에 좌우방향으로 소정의 거리 이격되어 각각 위치하며, 좌우방향으로 이격된 각각의 추진부(200)의 출력을 조정함에 따라 선체(100)의 방향을 조절할 수 있다. 다시 말해, 좌측에 위치한 추진부(200)의 출력을 높일 경우, 선체(100)는 우측방향으로 선회하게 되며, 반대로 우측에 위치한 추진부(200)의 출력을 높을 경우, 선체(100)는 좌측방향으로 선회할 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 추진부(200)의 방향을 조절하여, 선체(100)의 진행 방향을 조절할 수도 있다.
필터부(300)는 쓰레기 수용부(120)의 후방에 위치하고, 개구부(110)로 유입된 수상 쓰레기와 물이 분리되도록 복수의 필터홀(310)이 형성된다. 다시 말해, 선체(100)가 수상에서 주행함에 따라 물과 수상 쓰레기가 함께 선체(100)의 개구부(110)를 통해 유입되고, 유입된 물은 복수의 필터홀(310)을 통해 선체(100)의 외부로 배출될 수 있다.
또한, 필터부(300)의 후방에는 추진부(200)가 위치하여, 쓰레기 수용부(120)에 위치한 물이 필터부(300)를 통해 토출되어 추진부(200)로 공급되며, 추진부(200)로 공급된 물은 추진부(200)의 구동에 따라 신속히 추진부(200)의 후방으로 분사될 수 있다. 다시말해, 추진부(200)는 쓰레기 수용부(120)의 내부에서 전방에서 후방으로 유체의 흐름을 유도할 수 있다. 이에 따라, 쓰레기 수용부(120)에 위치한 물이 필터부(300)를 통해 원활히 토출되어, 선체(100)의 개구부(110)로 수상 쓰레기가 원활히 유입될 수 있는 효과가 있다.
제어부(400)는 추진부(200)의 구동을 제어하고, 지상에 위치한 지상 제어 시스템(20)으로부터 텔레 메트리를 통해 무선으로 임무 데이터를 전송받을 수 있다. 상술한 텔레메트리란 먼 거리나 접근할 수 없는 지점에서 일어나는 것의 감시, 표시 또는 기록을 위해서 측정하고 자료를 모아 수신 장치에 전송하는, 고도로 자동화된 통신 방법을 의미한다.
한편, 추가 실시예로서, 제어부(400)는 수상 무인 청소 로봇(10)이 운행하는 루트를 미리 설정하고 동작하도록 할 수 있다. 예를 들어, 유속이 기설정된 수준 이상인 경우, 유속의 방향과 반대방향으로 동작하되, 대각선방향으로 이동하도록 설정될 수 있다. 이 경우, 로봇(10)의 이동방향과 유속의 방향이 절충되어 유속의 방향과 수직하게 물의 흐름을 가로질러 이동할 수 있다. 그리고, 해당 방향을 가로질러 기 설정된 거리만큼 이동하거나, 막다른 위치에 다다른 경우, 반대 방향의 대각선으로 이동함으로써, 최종적으로는 지그재그 형태로 이동할 수 있다. 또는, 제어부(400)는 로봇(10)이 직진하도록 하되, 카메라부(500)를 통해, 전방의 쓰레기가 인지되는 경우, 쓰레기가 존재하는 방향으로 로봇(10)이 이동되도록 설정할 수도 있다. 이 때, 유속의 방향 및 속도를 고려하여, 로봇(10)의 이동방향과 이동속도를 조절할 수 있다.
또한, 수상 무인 청소 로봇(10)은 선체(100)의 GPS 값 및 지도 정보을 수신하는 GPS 수신부(150)를 더 포함할 수 있다. 상술한 지도 정보는 실제 지역의 형태가 전자적으로 기록된 정보이며, 각 위치에 대응되는 GPS 값이 기 설정된다. 제어부(400)는 GPS 수신부(150)를 통해 GPS 값이 수신되면, 해당 GPS 값을 지도 정보와 비교하여 수상 무인 청소 로봇(10)의 현재 위치를 식별할 수 있다.
이를 위해, 제어부(400)는 임무 데이터를 저장하는 메모리부, 메모리부의 임무데이터 및 GPS 수신부(150)에서 수신된 정보에 기초하여 추진부(200)를 제어하는 제어보드를 포함할 수 있다. 다시 말해, 제어 보드는 GPS 수신부(150)에서 수신된 수상 무인 청소 로봇(10)의 현재위치 및 지상 제어 시스템(20)으로부터 전송받은 임무 데이터를 기초로 하여, 수상 무인 청소 로봇(10)의 최적의 이동 경로를 산출하고, 산출된 이동 경로로 이동하도록 추진부(200)를 제어할 수 있다.
수상 무인 청소 로봇(10)은 쓰레기 수용부(120)에 수용된 수상 쓰레기의 무게 또는 부피를 감지하는 센서부를 더 포함할 수있다. 또한, 수상 무인 청소 로봇(10)은 센서부를 통해 수신된 정보에 기초하여, 기 설정된 수상 쓰레기의 무게 또는 부피가 초과할 경우, 쓰레기 수용부(120)가 가득찼다고 판단하여, 수상 쓰레기를 적재하는 수상 쓰레기 적재부로 이동되어, 수상 쓰레기를 수상 쓰레기 적재부에 배출할 수 있다.
수상 무인 청소 로봇(10)은 선체(100)에 장착되어, 수상 및 수상 무인 청소 로봇(10)의 상태를 촬영하여, 영상 정보를 제어부(400)로 송출하는 카메라부(500)를 더 포함할 수 있다. 이때, 제어부(400)는 카메라부(500)로부터 전송된 영상 신호를 지상 제어 시스템(20)으로 송출하여, 사용자가 수상 쓰레기 상태와 수상 무인 청소 로봇(10)의 상황을 확인할 수 있다.
수상 무인 청소 로봇(10)은 쓰레기 수용부(120)의 내부에 위치하고, 후방에서 전방으로 이동됨에 따라 쓰레기 수용부(120)의 내부에 위치한 수상 쓰레기를 개구부(110)를 통해 배출시키는 쓰레기 이송부(121)를 더 포함할 수 있다.
예시적으로, 수상 무인 청소 로봇(10)이 쓰레기 적재부에 정박하면, 쓰레기 이송부(121)는 쓰레기 수용부(120)의 후방에서 전방으로 이동됨에 따라 수상 쓰레기를 개구부(110)를 통해 외부로 배출할 수 있다. 이때, 쓰레기 이송부(121)는 수상 쓰레기만을 이송시키기 위해 메쉬형태로 형성될 수 있다.
쓰레기 수용부(120)에 위치한 수상 쓰레기를 배출하는 다른 실시예로는 추진부(200)를 이용하여, 쓰레기 수용부(120)에 위치한 수상 쓰레기를 개구부(110)를 통해 외부로 배출할 수도 있다. 상세하게는, 수상 무인 청소 로봇(10)이 쓰레기 적재부에 정박하면, 수상 무인 청소 로봇(10)의 추진부(200)의 임펠라를 반대방향으로 회전시켜, 필터부(300)가 위치한 방향으로 물을 분출시킴에 따라 쓰레기 수용부(120)에 위치한 수상 쓰레기들이 개구부(110)를 통해 토출될 수 있다. 이때, 쓰레기 적재부로 이동된 수상 쓰레기는 별도의 쓰레기 처리 시스템을 통해 처리될 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 수상 무인 청소 로봇(10)은 수상 쓰레기를 외부로 배출함에 있어서, 쓰레기 이송부(121) 또는 추진부(200)를 이용하여 배출함에 따라, 두 구성 중 하나의 구성이 고장날 경우, 다른 하나의 구성을 이용할 수 있는 효과가 있다.
수상 무인 청소 로봇(10)은 위급 상황시, 수동 조정기(30)를 통해 사용자가 운행을 수동으로 조작할 수 있다. 예시적으로, 제어부(400)는 수동 조정기(30)의 RF신호를 수신하는 RF 수신기를 포함하고, 수동 조정기(30)는 RF 수신기로 사용자의 조작 신호를 포함하는 RF 신호를 송출함에 따라, 사용자는 수상 무인 청소로봇을 수동으로 조작할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 무인 청소 시스템에 대해서 설명한다.
수상 무인 청소 시스템은 수상 무인 청소 로봇(10), 지상 제어 시스템(20), 및 쓰레기 적재부를 포함할 수 있다.
지상 제어 시스템(20)은 수상 무인 청소 로봇(10)으로 임무 데이터를 전송하거나 수상 무인 청소 로봇(10)으로부터 영상 신호를 수신한다. 상술한 바와 같이, 지상 제어 시스템(20)은 텔레 메트리를 통해 수상 무인 청소 로봇(10)으로 임무 데이터를 전송하고, 수상 무인 청소 로봇(10)의 카메라부(500)로부터 무인 청소 로봇(10)의 주변의 수상 상태 및 수상 무인 청소 로봇(10)의 상태에 대한 영상정보를 수신할 수 있다. 또한, 지상 제어 시스템(20)은 무인 청소 로봇(10)의 GPS 값을 통해 위치를 표시할 수 있으며, 적재된 수상 쓰레기의 무게 또는 부피에 대한 데이터를 전송받을 수 있다.
쓰레기 적재부는 수상 무인 청소 로봇(10)이 정박하여, 무인 청소 로봇(10)에 적재된 수상 쓰레기를 수거한다. 또한, 쓰레기 적재부는 수상 무인 청소 로봇(10)이 수용될 수 있는 공간을 구비하여 정박된 상태의 수상 무인 청소 로봇(10)을 안정적으로 고정하는 것이 바람직하다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 수상 무인 청소 로봇
100 : 선체
110 : 개구부 120 : 쓰레기 수용부
121 : 쓰레기 이송부
130 : 태양광 패널 131 : 태양광 컨트롤러
140 : 배터리부
150 : GPS 수신부
200 : 추진부
300 : 필터부 310 : 필터홀
400 : 제어부 500 : 카메라부
20 : 지상 제어 시스템 30 : 수동 조종기

Claims (9)

  1. 수상 무인 청소 로봇에 있어서,
    수상에서 부유되며, 전방에 수상 쓰레기가 유입되는 개구부가 형성되고, 상기 개구부를 통해 유입된 수상 쓰레기가 수용되는 쓰레기 수용부가 내부에 형성된 선체;
    상기 선체의 상부에 위치하며, 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양광 패널;
    상기 태양광 패널에서 변환된 전기 에너지가 저장되는 배터리부;
    상기 배터리부로부터 전기 에너지를 공급받아 상기 선체가 수상에서 주행할 수 있는 추진력을 제공하는 추진부;
    상기 쓰레기 수용부의 후방에 위치하고, 상기 개구부로 유입된 수상 쓰레기와 물이 분리되도록 복수의 필터홀이 형성된 필터부;
    상기 쓰레기 수용부의 내부에 위치하고, 후방에서 전방으로 이동됨에 따라 쓰레기 수용부의 내부에 위치한 수상 쓰레기를 개구부를 통해 배출시키는 쓰레기 이송부; 및
    상기 추진부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 추진부는 상기 필터부의 후방에 위치하여, 상기 쓰레기 수용부의 내부에서 전방에서 후방으로 유체의 흐름을 유도하는 것을 특징으로 하는 수상 무인 청소 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선체의 GPS 값 및 지도 정보을 수신하는 GPS 수신부를 더 포함하는 것인 수상 무인 청소 로봇.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    지상 제어 시스템으로부터 수신된 임무 데이터를 저장하는 메모리부; 및
    상기 메모리부의 임무 데이터 및 GPS 수신부에서 수신된 정보에 기초하여 상기 추진부를 제어하는 제어 보드를 포함하는 것인 수상 무인 청소 로봇
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개구부로 유입된 수상쓰레기의 무게 및 부피를 감지하는 센서부를 더 포함하되,
    상기 센서부를 통해 기 설정된 수상쓰레기의 무게 또는 부피가 초과할 경우, 수상 쓰레기를 적재하는 쓰레기 적재 장소로 이동하여 수상 쓰레기를 배출하는 것인 수상 무인 청소 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선체에 장착되어, 수상 및 수상 무인 청소 로봇의 상태를 촬영하여, 영상 정보를 제어부로 송출하는 카메라부를 더 포함하는 수상 무인 청소 로봇.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 추진부의 임펠라를 반대방향으로 회전시켜, 상기 필터부가 위치한 방향으로 물을 분출시켜, 상기 쓰레기 수용부에 위치한 수상 쓰레기를 상기 개구부로 토출시키는 것을 특징으로 하는 수상 무인 청소 로봇.
  8. 제1항에 있어서,
    수상 무인 청소 로봇을 수동으로 조작하는 수동 조종기를 더 포함하는 수상 무인 청소 로봇.
  9. 수상 무인 청소 시스템에 있어서,
    수상에 부유하는 수상 쓰레기를 수거하는 청구항 제1항 내지 제5항, 제7항, 제8항 중 어느 한항에 따른 수상 무인 청소 로봇;
    상기 수상 무인 청소 로봇으로 임무 데이터를 전송하거나 상기 수상 무인 청소 로봇으로부터 영상 신호를 수신하는 지상 제어 시스템; 및
    상기 수상 무인 청소 로봇이 정박하여, 상기 무인 청소 로봇에 적재된 수상 쓰레기를 수거하는 쓰레기 적재부를 포함하는 수상 무인 청소 시스템.
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KR20140116230A (ko) * 2013-01-23 2014-10-02 유강현 펠리컨을 모방한 신재생 에너지 이용 해양 폐기물 처리선
KR101935414B1 (ko) * 2016-10-27 2019-04-08 동명대학교산학협력단 부유물 수거용 자율 수상로봇
KR102032623B1 (ko) * 2017-12-22 2019-10-15 한국해양대학교 산학협력단 쌍동선 형태의 무선 조종 해양쓰레기 수거 드론

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