KR102397025B1 - 자율주행 소독 로봇 - Google Patents

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KR102397025B1
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Abstract

자율주행 소독로봇이 개시된다. 자율주행 소독로봇은 바디; 상기 바디에 제공되며, 상기 바디의 외부로 활성화 유체를 분사하는 활성화 유체 분사부; 지면을 따라 구르는 구동 휠을 포함하며, 상기 바디를 이동시키는 이동부; 및 살균 모드와 공기 정화 모드에 따라 상기 활성화 유체 분사부와 상기 이동부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 활성화 유체 분사부는 상기 살균 모드에서 액적 또는 미스트 상태의 매질과 활성화 가스가 혼합된 유체를 분사하고, 상기 공기 정화 모드에서 주변 공기를 순환시킬 수 있다.

Description

자율주행 소독 로봇{Autonomous disinfection robot}
본 발명은 자율주행 소독 로봇에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 자율주행이 가능하며 살균 모드와 공기 정화 모드 기능을 갖는 자율주행 소독 로봇에 관한 것이다.
일반적으로 병원, 실험실, 우수의약품 제조시설(GMP, Good Manufacturing Practice), 동물 사육 시설, 생물학적 안전 등급(BSL-3등급, Biological Safety Level-3) 등의 생물 안전, 식품과 제약 등의 무균 조제 및 제조 시설에서 내부 실험실 및 생산 룸들은 청정한 살균 상태의 관리가 요구된다. 이러한 살균은 세척(cleaning) 또는 소독(disinfection) 등과는 달리 물리적, 화학적 작용을 통하여 살아있는 모든 종류의 미생물을 완전히 제거하는 것을 의미하는 점에서 높은 수준의 처리를 의미한다.
최근에 사스, 메르스, 그리고 코로나 바이러스와 같은 전염성이 강한 호흡기 질병이 빈번하게 발생되고 있어 병원뿐만 아니라 주변 시설에 대한 살균의 중요성이 증가하고 있다.
종래에는 작업자가 이동하면서 살균액을 분무하는 방법이 사용되었다. 그러나 이 방법은 분무된 살균액 입자가 공기를 통해 작업자의 호흡기로 유입되어 건강을 해칠 우려가 있으며, 넓은 공간을 살균하기 위해서는 다수의 인력이 소모된다는 한계가 있다.
한국공개특허공보 제2019-0065569호(2019.06.12 공개)
본 발명은 소독 로봇이 이동하면서 주변 시설들을 살균할 수 있는 자율주행 소독 로봇을 제공한다.
또한, 본 발명은 공기 중에 분무된 매질 입자들을 정화할 수 있는 자율주행 소독 로봇을 제공한다.
본 발명에 따른 자율주행 소독로봇은 바디; 상기 바디에 제공되며, 상기 바디의 외부로 활성화 유체를 분사하는 활성화 유체 분사부; 지면을 따라 구르는 구동 휠을 포함하며, 상기 바디를 이동시키는 이동부; 및 살균 모드와 공기 정화 모드에 따라 상기 활성화 유체 분사부와 상기 이동부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 활성화 유체 분사부는 상기 살균 모드에서 액적 또는 미스트 상태의 매질과 활성화 가스가 혼합된 유체를 분사하고, 상기 공기 정화 모드에서 주변 공기를 순환시킬 수 있다.
또한, 상기 활성화 유체 분사부는, 분무구와 연통되는 제1유로와 제2유로가 내부에 형성된 노즐; 상기 제1유로에 액상의 매질을 공급하는 매질 공급부; 압축기; 상기 압축기와 상기 노즐을 연결하며, 상기 활성화 가스를 상기 제2유로에 공급하는 활성화 가스 공급 라인; 상기 활성화 가스 공급 라인 상에 설치되며, 상기 활성화 가스를 생성하는 활성화 가스 생성부; 및 상기 활성화 가스 생성부와 상기 압축기 사이 구간에서 상기 활성화 가스 공급 라인에 설치되는 필터를 포함하되, 상기 살균 모드에서, 상기 제1유로에 상기 액상의 매질이 공급되고, 상기 제2유로에 상기 활성화 가스가 공급되고, 상기 액상의 매질은 상기 액적 또는 미스트 상태로 상기 분무구로부터 분무되어 상기 활성화 가스와 혼합되고, 상기 공기 정화 모드에서, 상기 제1유로에 상기 액상의 매질의 공급이 중단되고, 상기 제2유로에 상기 활성화 가스의 공급이 중단되며, 상기 압축기의 구동으로 상기 주변 공기가 상기 활성화 가스 공급 라인으로 유입되고 상기 분무구를 통해 외부로 분사될 수 있다.
또한, 상기 노즐은 복수 개 제공되며, 상기 분무구들이 상기 바디의 상하방향 중심 축을 기준으로 서로 상이한 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 이동부는 상기 구동 휠에 동력을 제공하는 구동부; 상기 바디의 주변을 감지하는 주변 감지부; 상기 주변 감지부에서 감지된 정보를 이용하여 이동 경로를 생성하는 이동 경로 생성부; 및 상기 바디가 이동한 경로를 저장하는 이동 경로 저장부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 살균 모드에서 상기 이동 경로를 따라 상기 바디가 이동하도록 상기 구동부를 제어하고, 상기 공기 정화 모드에서 상기 살균 모드에서의 상기 바디의 이동 경로와 동일한 경로를 따라 상기 바디가 이동하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 바디는, 상기 노즐이 설치된 제1바디 블록; 상기 제1바디 블록의 하부에 놓이며, 상기 제1바디 블록과 분리 및 결합 가능한 제2바디 블록; 및 상기 제2바디 블록의 하부에 놓이며, 상기 제2바디 블록과 분리 및 결합 가능한 제3바디 블록을 포함하되, 상기 제2바디 블록과 상기 제3바디 블록 중 적어도 어느 하나의 내부에는 상기 액상의 매질을 저장하는 매질 저장 탱크가 제공될 수 있다.
본 발명에 의하면, 자율주행 소독 로봇은 주변을 감지하여 이동 경로를 생성하고, 생성된 이동 경로를 따라 이동하면서 활성화 유체를 주변으로 분무할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 살균 모드 후 공기 정화 모드를 수행하여 공기 중에 머무르는 활성화 유체 입자들을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율주행 소독로봇을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 자율주행 소독 로봇의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 활성화 유체 분사부를 나타내는 도면이다.
도 4는 활성화 유체 분사부의 노즐들이 배치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 활성화 가스 생성부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자율주행 소독 로봇을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 자율주행 소독 로봇의 일 사용 태양을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 노즐과 활성화 가스 생성부를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 노즐과 활성화 가스 생성부를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 노즐과 활성화 가스 생성부를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율주행 소독로봇을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 자율주행 소독 로봇의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하며, 자율주행 소독로봇(10)은 주행이 가능한 소독로봇으로, 주행 동안 활성화 유체를 주변으로 분무할 수 있다. 그리고 자율주행 소독 로봇(10)은 주변 공기에 함유된 활성화 유체의 농도가 소정 기준 이상으로 감지되는 경우, 주변 공기를 정화시켜 공기 중의 활성화 유체의 농도를 안정 범위로 낮출 수 있다. 자율주행 소독로봇(10)은 자율주행이 가능할 뿐만 아니라, 수동 조작 모드에서 사용자의 리모트 콘트롤러(Remote controller)에 의해 제어 가능하다.
상기 활성화 유체는 액적 또는 미스트 상태의 매질과 활성화 가스가 혼합된 유체이다. 상기 매질은 매질은 살균액을 포함한다. 살균액은 과산화수소가 물에 소량 함유되어 제공될 수 있다. 과산화수소는 7.5% 이하의 저 농도로 함유될 수 있다. 또한, 과산화수소는 7.5% 또는 3.0%의 농도로 함유될 수 있다.
또한, 매질에는 제1첨가제와 제2첨가제가 함유될 수 있다. 제1첨가제는 매질에 포함된 금속이온의 제거 목적으로 제공된다. 과산화수소는 살균액에 포함된 소량의 금속이온(Mn, Fe, Cu, Pb, Ag, and Pt 등의 이온)에 의해 분해가 촉진될 수 있다. 때문에, 이러한 금속이온을 제거함으로써 과산화수소를 안정화시킬 필요가 있다. 제1첨가제는 피로인산나트륨(sodium pyrophosphate), 황산마그네슘(magnesium sulfate), 규산나트륨(sodium silicate), 구연산(citric acid), 그리고 DTPA(diethylenetriaminepentaacetic acid) 중에서 적어도 어느 하나가 선택될 수 있다.
제2첨가제는 과산화수소와 화합을 통해 소독효과를 향상시킨다. 실시 예에 의하면, 제2첨가제는 DTPA가 사용된다. DTPA는 과산화수소와 반응하여 과산화아세트산(peracetic acid)을 생성한다. 과산화아세트산은 미생물 살균 효과가 우수하고, 염소 소독 부산물을 형성하지 않으며, 환경 친화적인 분해가 가능하다. 또한, 보관 수명이 12개월 내지 18개월로 길며, pH 및 온도 의존성을 최소화한다. 그리고 취급 및 보관이 안전하고 간편한 장점이 있다.
상기 활성화 가스는 전기장 인가로 공기를 활성화시켜 생성한다. 활성화 가스는 오존, 질소산화물, 수산화염기, 이산화탄소 및 일산화탄소를 포함할 수 있다. 오존, 질소산화물, 수산화염기 등은 라디칼 상태일 수 있다.
본 발명에 따른 자율주행 소독 로봇(10)은 바디(110), 활성화 유체 분사부(120), 이동부(130), UV 조사부(140), 센서(150), 디스플레이부(160), 그리고 제어부(170)를 포함한다.
바디(110)는 소정 형상으로 제공되며, 내부에 공간이 형성된다. 바디(110)의 내부에는 활성화 유체 분사부(120), 이동부(130), UV 조사부(140), 센서(150), 그리고 제어부(170)가 위치한다. 실시 예에 의하면, 바디(110)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 바디(110)는 다면체 형성으로 제공될 수 있다.
활성화 유체 분사부(120)는 바디(110)의 주변으로 활성화 유체를 분무한다. 또한, 활성화 유체 분사부(120)는 주변 공기를 흡입하여 주변으로 분무할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 활성화 유체 분사부를 나타내는 도면이고, 도 4는 활성화 유체 분사부의 노즐들이 배치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 활성화 유체 분사부(120)는 노즐(210), 매질 공급부(220)와 활성화 가스 공급부(230)를 포함한다.
노즐(210)은 활성화 유체 또는 공기를 주변으로 분사한다. 노즐(210)에는 분무구(211)와 제1유로(212), 그리고 제2유로(213)가 형성된다. 분무구(211)는 노즐(210)의 선단에 형성된다. 제1유로(212)는 노즐(210)의 중심 영역에 형성되며, 분무구(211)와 연통된다. 제1유로(212)의 선단부는 분무구(211)와 가까워질수록 직경이 점차 작아지는 유로 감소 영역을 갖는다. 제2유로(213)는 제1유로(212)의 둘레를 에워싸도록 제공되며, 분무구(211)와 연통된다.
상술한 구조를 갖는 노즐(210)은 복수 개 제공될 수 있다. 노즐(210)들은 분무구(211)들이 바디(110)의 상하방향 중심축을 기준으로 서로 상이한 방향을 향하도록 배치된다. 노즐(210)들은 선단부의 높이가 후단부보다 높도록 상향 경사지게 배치될 수 있다. 실시 예에 의하면, 4개의 노즐(210)이 제공되며, 노즐(201)은 90도를 사이 각으로 순차적으로 배치될 수 있다. 이와 달리, 노즐(210)의 개수 및 배치 각도는 다양하게 변경될 수 있다.
매질 공급부(220)는 제1유로(212)에 액상의 매질을 공급한다. 매질 공급부(220)는 매질 저장 탱크(221), 매질 공급 라인(222), 펌프(223), 그리고 밸브(224)를 포함한다.
매질 저장 탱크(221)는 바디(110) 내에 제공되며, 액상의 매질을 저장한다. 매질 공급 라인(222)은 일단이 매질 저장 탱크(221)와 연결되고, 타단이 분기되어 각각 노즐(210)의 제1유로(212)와 연결된다.
펌프(223)와 밸브(224)는 매질 공급 라인(222)에 설치된다. 펌프(223)는 액상의 매질을 노즐(210) 측으로 이송하는 동력을 발생시킨다. 밸브(224)는 액상의 매질이 매질 공급 라인(222)을 따라 이송되도록 개폐조절될 수 있다.
활성화 가스 공급부(230)는 주변 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 활성화시켜 활성화 가스를 생성하고, 생성된 활성화 가스를 노즐(210)에 공급한다. 활성화 가스 공급부(230)는 압축기(231), 활성화 가스 공급 라인(232), 활성화 가스 생성부(233), 그리고 필터(234)를 포함한다.
압축기(231)는 바디(110) 내에 제공되며, 주변 공기를 흡입 및 압축한다.
활성화 가스 공급 라인(232)은 압축기(231)와 노즐(210)을 연결하며, 흡입된 공기를 제2유로(213)에 공급한다. 활성화 가스 공급 라인(232)은 유전성 재질로 제공될 수 있다. 실시 예에 의하면, 활성화 가스 공급 라인(232)은 폴리테트라플루오로에틸렌 재질로 제공될 수 있다. 상기 재질은 활성화 가스를 라디칼 상태로 안정적으로 유지시킬 수 있다.
활성화 가스 생성부(233)는 활성화 가스 공급 라인(232) 상에 설치되며, 활성화 가스 공급 라인(232)을 따라 공급되는 공기를 전기장 인가로 활성화시켜 활성화 가스를 생성한다.
필터(234)는 활성화 가스 생성부(233)와 압축기(231) 사이 구간에서 활성화 가스 공급 라인(232) 상에 설치된다. 필터(234)는 활성화 가스 공급 라인(232)을 통해 이송되는 공기에 포함된 입자들을 걸러준다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 활성화 가스 생성부를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 활성화 가스 생성부(233)는 제1전극 튜브(331), 배리어(332), 제2전극 튜브(333), 제1 및 제2연결 단자(334, 335)를 포함한다.
제1전극 튜브(331)는 도전성 재질의 금속 튜브로, 제1연결 단자(334)를 통해 전원의 (+)극과 연결된다.
배리어(332)는 제1전극 튜브(331) 내측에 삽입되고, 선단이 제1전극 튜브(331)의 외측으로 돌출된다. 배리어(332)는 유전성 재질의 튜브로 제공된다. 실시 예에 의하면, 배리어(332)는 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene) 및 폴리카보네이트(polycarbonate) 중에서 적어도 어느 하나의 재질로 제공될 수 있다. 배리어(332)의 내측 공간에는 활성화 가스 공급 라인(232)을 통해 공급된 공기가 흐를 수 있다.
제2전극 튜브(333)는 전도성 재질의 금속 튜브로, 제1전극 튜브(331)와 소정 거리 이격하여 위치한다. 제2전극 튜브(333)는 제2연결 단자(335)를 통해 전원의 (-)극과 연결된다.
전원으로부터 전력이 인가되면, 제1전극 튜브(331)와 제2전극 튜브(333) 사이에는 전기장이 발생되며, 전기장은 배리어(332)를 통과하는 공기를 활성화한다. 실시 예에 의하면, 1~30와트(W)의 저전력 인가로 공기의 활성화가 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동부의 구성을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 이동부(130)는 바디(110)를 이동시킨다. 이동부(130)는 주변 감지부(131), 이동 경로 생성부(132), 이동 경로 저장부(133), 구동 휠(135), 그리고 구동부(134)를 포함한다.
주변 감지부(131)는 바디(110)에 설치되며, 바디(110) 주변을 감지한다. 주변 감지부(131)는 감지된 주변 정보를 통해 장애물의 위치 및 3차원 공간 정보를 얻을 수 있다. 주변 감지부(131)는 영상 정보를 획득할 수 있는 카메라가 사용될 수 있다. 이와 달리, 주변 감지부(131)는 라이다(lidar)가 사용될 수 있다.
이동 경로 생성부(132)는 주변 감지부(131)에서 획득된 주변 정보를 통해 이동 경로를 생성한다. 이동 경로 생성부(132)는 주변 정보에 나타난 3차원 공간 정보와 장애물의 위치 정보를 통해 바디(110)의 이동 경로를 생성한다.
이동 경로 저장부(133)는 바디(110)가 이동한 경로를 저장한다.
구동 휠(135)은 바디(110)의 저면에 결합하며, 지면을 따라 구른다. 구동 휠(135)은 복수 개 제공될 수 있다.
구동부(134)는 구동 휠(135)에 동력을 전달한다.
UV 조사부(140)는 바디(110)에 설치되며, 바디 주변으로 자외선 광을 조사한다. 자외선 광은 살균력을 증대시킨다.
센서(150)는 바디(110)에 설치되며, 주변 공기에 함유된 활성화 유체의 농도를 측정한다. 실시 예에 의하면, 센서(150)는 공기 중에 함유된 과산화수소의 농도를 측정한다.
디스플레이부(160)는 구동 정보, 이동 경로 정보, 센서(150)에서 측정 정보 등 각종 정보들을 표시한다.
제어부(170)는 살균 모드와 공기 정화 모드에 따라 활성화 유체 분사부(120)와 이동부(130)를 제어한다.
먼저, 살균 모드에서 제어부(170)는 이동부(130)를 제어하여 상기 이동 경로를 따라 바디(110)를 이동시킨다. 그리고 제어부(170)는 활성화 유체 분사부(120)를 제어하여, 노즐(210)의 분무구(211)에서 액적 또는 미스트 상태의 매질과 활성화 가스가 혼합된 유체를 분사시킨다. 구체적으로, 밸브(224)를 개방하고 압축기(231)와 펌프(223)를 구동시킨다. 그리고 제1연결 단자(334)와 제2연결 단자(335)에 전력을 인가한다. 압축기(231)의 구동으로 외부 공기가 활성화 가스 공급 라인(232)으로 유입되며, 필터(234)를 거쳐 제1전극 튜브(331)에 유입된다. 제1연결 단자(334)와 제2연결 단자(335)에 인가된 전력으로, 제1전극 튜브(331)와 제2전극 튜브(333) 사이에는 전기장이 발생되며, 전기장은 배리어(332)를 통과하는 공기를 활성화시킨다. 활성화 가스는 활성화 가스 공급 라인(232)을 통해 제2유로(213)에 유입된다.
이와 함께, 펌프(223)의 구동으로 매질 저장 탱크(221)에 저장된 액상의 매질이 매질 공급 라인(222)을 통해 제1유로(212)에 공급된다. 액상의 매질은 분무구(211)를 통해 액적 또는 미스트 상태로 외부로 분무된다. 이와 동시에, 활성화 가스는 분무구(211)에서 분무되는 매질의 흐름에 의해 매질 측으로 유입된다. 액적 또는 미스트 상태의 매질은 활성화 가스와의 결합으로 활성도가 향상된다. 매질의 활성도 향상으로 살균력이 증대된다. 특히, 액적 또는 미스트 상태의 매질은 활성화 가스에 포함된 오존 라디칼과 주로 결합하여 살균력이 더욱 향상될 수 있다.
공기 정화 모드에서, 제어부(170)는 이동부(123)를 제어하여 바디를 이동시킨다. 살균 모드 동안 바디(110)가 이동한 경로는 이동 경로 저장부(133)에 저장된다. 제어부(170)는 이동 경로 저장부(133)에 저장된 경로를 따라 바디(110)를 이동시킬 수 있다. 제어부(170)는 밸브(224)를 차단하고, 펌프(223)의 구동을 정지시킨다. 제어부(170)는 제1 및 제2연결 단자(334, 335)에 전력 인가를 차단한다. 그리고 제어부(170)는 압축기(231)를 구동시킨다. 압축기(231)의 구동으로 주변 공기가 활성화 가스 공급 라인(232)으로 유입한다. 유입된 공기는 필터(234)를 거쳐 노즐(210)의 제2유로(213)에 공급되며, 분무구(211)를 통해 외부로 분무된다. 이 과정에서 주변 공기에 함유된 활성화 유체는 필터(234)에 의해 걸러지며, 활성화 유체를 포함하지 않은 공기가 노(210)즐을 통해 외부로 분무된다. 소정 시간 동안 공기 정화 보드가 진행되면, 공기 중의 과산화수소의 농도가 낮아질 수 있다.
제어부(170)는 센서(150)에서 측정되는 공기 중의 활성화 유체의 농도가 기준 농도를 초과할 경우 살균 모드에서 공기 정화 모드로 전환할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 살균 모드가 기 설정된 시간 동안 진행된 후 공기 정화 모드로 전환할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자율주행 소독 로봇을 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7의 자율주행 소독 로봇의 일 사용 태양을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 바디(110)는 제1 내지 제3바디 블록(111 내지 113)을 포함한다. 제1 내지 제3바디 블록(111 내지 113)은 상부에서부터 순차적으로 적층될 수 있다. 제1바디 블록(111)은 제2바디 블록(112)의 상부에 위치하고, 상기 제2바디 블록(112)은 제3바디 블록(113)의 상부에 위치할 수 있다. 상기 제1 내지 제3바디 블록(111 내지 113)은 결합 및 분해 가능하다. 제1바디 블록(111)에는 상술한 노즐(210)들이 설치될 수 있다. 제3바디 블록(113)의 저면에는 구동 휠(135)들이 설치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 제2바디 블록(112)과 제3바디 블록(113) 중 적어도 어느 하나의 내부에는 액상의 매질을 저장하는 매질 저장 탱크(221)가 제공될 수 있다. 실시 예에 의하면, 제2 및 제3바디 블록(112, 113) 각각에 모두 매질 저장 탱크(221)가 제공될 수 있다. 이로 인해 자율주행 소독 로봇(10)이 한번에 분무할 수 있는 매질의 용량이 증대될 수 있다.
도 8을 참조하면, 자율주행 소독 로봇(10)은 제2바디 블록(112)을 제거하고, 제1바디 블록(111)과 제3바디 블록(113)의 결합으로 제공될 수 있다. 제3바디 블록(113)의 내부에는 매질 저장 탱크(221)가 제공된다. 이러한 자율주행 소독 로봇(10)은 제1 내지 제3바디 블록(111 내지 113)이 결합된 형태보다 낮은 높이를 가진다. 때문에 자율주행 소독 로봇(10)은 무인 주행 동안, 병원의 환자 침대 아래 공간 등에도 쉽게 진입할 수 있어, 시설 구석구석을 소독할 수 있다.
또한 일 실시 예에 의하면, 제2바디 블록(112)은 외주면이 투명창으로 제공되며, 그 내부에는 주변 감지부(131)가 제공될 수 있다. 투명창은 제2바디 블록(112) 둘레를 따라 제공될 수 있다. 주변 감지부(131)는 라이다가 제공되며, 바디(110)의 주변 전체에 대해 공간 정보를 획득할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 노즐과 활성화 가스 생성부를 나타내는 도면이다.
도 9을 참조하면, 노즐(410)은 중심 축 상에 유로(411)가 형성되며, 유로(411)는 매질 공급 라인(222)과 연결된다. 유로(411)는 유로 감소 영역(412)과 분무구(413)를 갖는다. 분무구(413)는 유로(411)의 끝단에 위치한다. 유로 감소 영역(412)은 분무구(413)와 연통되며, 분무구(413)에 가까워질수록 내부 직경이 점차 감소한다. 유로 감소 영역(412)은 원뿔 형상으로 제공될 수 있다.
노즐(410)의 선단부(415)는 전단으로 갈수록 직경이 점차 감소하여, 선단부(415)의 외주면이 경사면으로 제공될 수 있다. 노즐(410)의 내측면과 외주면의 사이 두께는 0.3~0.7mm의 두께를 가질 수 있다. 실시 예에 의하면, 노즐(410)의 내측면과 외주면의 사이 두께는 0.5mm일 수 있다.
노즐(410)은 도전성 재질로 제공된다. 노즐(410)은 접지되어 접지 전극으로 제공된다.
활성화 가스 생성부(420)는 노즐(410)의 선단부(415) 주변에서, 주변 공기를 활성화시켜 활성화 가스를 생성한다. 활성화 가스 생성부(420)는 유전체 막(421)와 파워 전극(422), 그리고 전원(423)을 포함한다.
유전체 막(421)은 유전성 재질로, 노즐(410)의 외주면에 코팅될 수 있다. 유전체 막(421)은 노즐(410)의 후단부에서 선단부까지 전체 영역에 걸쳐 코팅될 수 있다.
파워 전극(422)은 유전체 막(421)에 제공될 수 있다. 파워 전극(422)은 노즐(410)의 길이 방향으로 제공되며, 선단부(422a)가 노즐(410)의 선단부(415)의 전단과 후단 사이 경사면에 위치한다.
전원(423)은 파워 전극(232)에 전력을 인가한다.
매질 공급 라인(222)을 통해 액상의 매질이 노즐(410)의 유로(411)에 공급된다. 액상의 매질은 유로(411) 내에서 유로 변경 영역(412)과 분무구(413)를 거쳐 액적 또는 미스트 상태(21)로 고압으로 분무된다. 매질의 분무 과정에서 분무구(413) 주변에는 음압이 형성되며, 음압에 의해 주변 공기(22)가 매질(21)의 분무 "?향으?* 유입된다. 노즐(410)의 주변에서는 노즐(410)의 외주면을 따라 분무구(413)의 전방 영역으로 공기 흐름(22)이 형성된다.
한편, 전원(423)으로부터 전력이 인가되면, 파워 전극(422)의 선단부(422a) 경계영역에서 활성화 가스(23)가 발생된다. 활성화 가스(23)는 파워 전극(422)의 주변 공기가 전자, 라디칼 상태의 오존, 질소산화물, 수산화염기 등으로 활성화되어 생성된다. 활성화 가스(23)는 노즐(410) 주변의 공기 흐름(22)을 따라 분무구(413)의 전방 영역으로 유입되며, 액적 또는 미스트 상태의 매질(21)과 혼합된다. 액적 또는 미스트 상태의 매질(21)은 활성화 가스(23)와의 결합으로 활성도가 향상된다. 매질(21)의 활성도 향상으로 살균력이 증대된다. 특히, 액적 또는 미스트 상태의 매질(21)은 활성화 가스(23)에 포함된 오존 라디칼과 주로 결합하여 살균력이 더욱 향상될 수 있다.
살균 모드에서, 제어부(170)는 펌프(223)를 구동시키고, 파워 전극(422)에 전력을 인가시킨다. 펌프(223)의 구동으로 노즐(410)의 유로(411)에 액상의 매질이 공급되고, 액상의 매질은 분무구(413)를 통해 액적 또는 미스트 상태로 외부로 분무된다.
파워 전극(422)에 전력의 인가로, 파워 전극(422)의 선단부(422a) 경계영역에서 활성화 가스(23)가 발생된다. 활성화 가스(23)는 노즐(220) 주변의 공기 흐름(22)을 따라 분무구(413)의 전방 영역으로 유입되며, 액적 또는 미스트 상태의 매질(21)과 혼합된다.
공기 정화 모드에서, 제어부(170)는 펌프(223)의 구동을 중단하고, 밸브(224)를 차단한다. 제어부(170)는 압축기(231)를 구동시킨다. 압축기(231)의 구동으로 주변 공기는 활성화 가스 공급 라인(232), 필터(234)를 순차적으로 거치며, 노즐(410)의 분무구(413)를 통해 외부로 분사된다. 이러한 공기의 순환 과정에서, 공기에 포함된 과산화수소 입자 및 부산물은 필터에 의해 걸러져 주변 공기의 과산화수소 농도가 낮아진다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 노즐과 활성화 가스 생성부를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 활성화 가스 생성부(420)는 유전체 튜브(421), 파워 전극(422), 절연체 막(423), 그리고 전원(미도시)을 포함한다.
유전체 튜브(421)는 유전성 재질의 튜브로, 내측에 공간이 형성된다. 유전체 튜브(421)의 내측 공간에는 노즐 선단부(415)가 위치한다. 유전체 튜브(421)는 노즐의 선단부(415)와 마주하는 내측면과, 상기 내측면과 나란하게 제공되는 외측면을 갖는다. 유전체 튜브(421)의 내측면은 노즐 선단부(415)의 경사면과 동일한 방향으로 경사지게 배치된다. 유전체 튜브(421)의 내측면은 노즐의 선단부(415)보다 큰 직경을 가지며, 노즐 선단부(415)의 외주면과 일정 간격을 유지한다.
파워 전극(422)은 유전체 튜브(421)의 외측면에 제공되며, 소정 간격 이격되어 위치한다. 파워 전극(422)은 전원과 연결되어 전력이 인가된다.
절연체 막(423)은 파워 전극(422)이 내측에 위치하도록 유전체 튜브(421)의 외측면에 코팅된다. 절연체 막(423)은 파워 전극(420)의 전체 영역에 코팅되며, 이에 의해 파워 전극(422)의 외부 공기와의 접촉이 차단된다. 절연체 막(423)은 유전체 튜브(421)와 동일한 재질로 제공될 수 있다.
노즐(410)은 접지되어 접지 전극으로 제공된다.
파워 전극(422)에 전력이 인가되면, 유전체 튜브(421)의 내측면과 노즐 선단부(415)의 사이 공간에서 활성화 가스(23)가 발생한다. 활성화 가스(23)는 매질(21)의 분무로 발생된 공기 흐름(22)을 따라 분무구(413)의 전방 영역으로 유입되며, 액적 또는 미스트 상태의 매질(21)과 혼합된다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 노즐과 활성화 가스 생성부를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 도 10의 실시 예와 달리, 노즐(410)의 선단부(415)는 다른 영역과 동일한 직경을 갖는다. 그리고 유전체 튜브(421)는 내측면의 직경이 동일하게 제공될 수 있다. 파워 전극(422)에 전력이 인가되면, 유전체 튜브(421)와 노즐 선단부(415)의 사이 공간에서 활성화 가스(23)가 발생한다. 활성화 가스(23)는 매질의 분무로 발생된 공기 흐름(22)을 따라 분무구(413)의 전방 영역으로 유입되며, 액적 또는 미스트 상태의 매질(21)과 혼합된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10: 소독 로봇
110: 바디
120: 활성화 유체 분사부
130: 이동부
140: UV 조사부
150: 센서
160: 디스플레이부
170: 제어부

Claims (5)

  1. 바디;
    상기 바디에 제공되며, 상기 바디의 외부로 활성화 유체를 분사하는 활성화 유체 분사부;
    지면을 따라 구르는 구동 휠을 포함하며, 상기 바디를 이동시키는 이동부; 및
    살균 모드와 공기 정화 모드에 따라 상기 활성화 유체 분사부와 상기 이동부를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 활성화 유체 분사부는,
    분무구와 연통되는 제1유로와 제2유로가 내부에 형성된 노즐;
    상기 제1유로에 액상의 매질을 공급하는 매질 공급부;
    압축기;
    상기 압축기와 상기 노즐을 연결하며, 활성화 가스를 상기 제2유로에 공급하는 활성화 가스 공급 라인;
    상기 활성화 가스 공급 라인 상에 설치되며, 상기 활성화 가스를 생성하는 활성화 가스 생성부; 및
    상기 활성화 가스 생성부와 상기 압축기 사이 구간에서 상기 활성화 가스 공급 라인에 설치되는 필터를 포함하고,
    상기 활성화 가스 생성부는,
    상기 활성화 가스 공급 라인과 연결되는 제1전극 튜브와, 상기 제1전극 튜브의 내측으로 삽입되고 튜브 형상과 유전성 재질을 갖는 배리어와, 상기 제1전극 튜브와 이격하여 위치하며 상기 활성화 가스 공급 라인과 연결되는 제2전극 튜브를 포함하고,
    상기 살균 모드에서, 상기 제1유로에 상기 액상의 매질이 공급되고, 상기 제2유로에 상기 활성화 가스가 공급되고, 상기 액상의 매질은 액적 또는 미스트 상태로 상기 분무구로부터 분무되어 상기 활성화 가스와 혼합되고,
    상기 공기 정화 모드에서, 상기 제1유로에 상기 액상의 매질의 공급이 중단되고, 상기 활성화 가스 생성부에서 상기 활성화 가스의 생성이 중단되며, 상기 압축기의 구동으로 주변 공기는 상기 활성화 가스 공급 라인으로 유입되고, 상기 주변 공기에 포함된 활성화 유체가 상기 필터에 의해 걸러진 후 상기 분무구를 통해 외부로 분사되는 자율주행 소독로봇.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐은 복수 개 제공되며, 상기 분무구들이 상기 바디의 상하방향 중심 축을 기준으로 서로 상이한 방향을 향하도록 배치되는 자율주행 소독로봇.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부는
    상기 구동 휠에 동력을 제공하는 구동부;
    상기 바디의 주변을 감지하는 주변 감지부;
    상기 주변 감지부에서 감지된 정보를 이용하여 이동 경로를 생성하는 이동 경로 생성부; 및
    상기 바디가 이동한 경로를 저장하는 이동 경로 저장부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 살균 모드에서 상기 이동 경로를 따라 상기 바디가 이동하도록 상기 구동부를 제어하고,
    상기 공기 정화 모드에서 상기 살균 모드에서의 상기 바디의 이동 경로와 동일한 경로를 따라 상기 바디가 이동하도록 상기 구동부를 제어하는 자율주행 소독로봇.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는,
    상기 노즐이 설치된 제1바디 블록;
    상기 제1바디 블록의 하부에 놓이며, 상기 제1바디 블록과 분리 및 결합 가능한 제2바디 블록; 및
    상기 제2바디 블록의 하부에 놓이며, 상기 제2바디 블록과 분리 및 결합 가능한 제3바디 블록을 포함하되,
    상기 제2바디 블록과 상기 제3바디 블록 중 적어도 어느 하나의 내부에는 상기 액상의 매질을 저장하는 매질 저장 탱크가 제공되는 자율주행 소독 로봇.
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