KR20010050110A - 건물 외벽 및 창유리 청소로봇 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

건물 외벽 및 창유리 청소장치

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

본 발명은 전산프로그래밍화한 중앙컴퓨터 및 콘트롤박스에 운전자가 사전에 입력한 데이터에 의해 건물의 형태에 맞게 벽면을 타고 오르내리면서 화학용액세척, 수성세제 세척, 물세척 및 건조과정을 병행하여 신뢰성있게 벽면 및 창유리를 청소할 수 있는 건물외벽 및 창유리 청소로봇을 제공함에 그 목적이 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 3단으로 분할되게 형성된 유닛박스; 상기 유닛박스의 하부에 내장되며 창유리에 접촉한 상태에서 화학용액을 분사하여 1차 초벌청소를 수행하는 화학용액 청소수단; 상기 화학용액 청소수단의 상부에 설치되며 1차 초벌청소가 완료된 창유리에 수성세제를 분사하여 2차 세제청소를 수행하는 수성세제 청소수단; 상기 수성세제 청소수단의 상부에 설치되며 창유리에 묻은 세제를 제거하여 마무리청소를 수행하는 물세척수단; 상기 물세척수단의 상부에 설치되어 창유리에 잔재하는 물기를 제거하는 건조수단; 상기 화학용액 청소수단, 수성세제청소수단 및 물청소수단의 하부에 각각 설치되어 창유리로부터 흘러내린 용액을 받아 회수하는 제1 내지 제3 용액회수수단; 상기 화학용액 청소수단, 수성세제청소수단 및 물세척수단의 후단부에 각각 설치되어 용액을 공급하는 제1 내지 제3 용액공급수단; 및 상기 화학용액 청소수단, 수성세제청소수단 및 물청소수단과, 제1 내지 제3 용액회수수단 각각의 후단면에 전후진 이동가능하게 설치되어 그들이 창유리에 밀착되도록 신축구동하는 전후진 구동수단을 포함하는 건물 벽면 및 창유리 청소로봇을 제공한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 요철이 있는 고층건물의 창문을 자동적으로 세척할 수 있는 것임.

Description

건물 외벽 및 창유리 청소로봇{Robot for cleaning window of building}

본 발명은 요철이 있는 고층건물의 외벽 및 창문을 자동적으로 청소하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 원격조종에 의해 건물의 벽면형태에 따라 로봇이 자동적으로 움직이면서 창유리 및 외벽의 청소를 신속하고, 신뢰성있게 수행할 수 있는 건물외벽 및 창유리 청소로봇에 관한 것이다.

근래에 들어와서, 각종 건물, 교량, 선박등 대형구조물이 점차 늘어나고 있으며, 특히 건물의 경우는 고층화나 초고층화되어 가고 있는 추세에 있다. 이러한 고층건물에는 상당히 많은 창유리가 설치되어 있으며, 고층건물의 창에 부착된 창유리나 외벽을 깨끗하게 유지하기 위해서는 정기적인 청소가 필요하다.

건물의 외벽이나 창유리의 청소법에 있어서, 종래에는 창으로부터 유리를 빼내어 청소하거나, 건물 옥상의 파라펫에 매달려진 곤돌라에 상기 작업자가 타고 오르내리면서 수작업으로 청소를 실시하고 있다. 그러나, 전자의 방법은 주로 창유리가 별로 없고 발코니가 확보된 낮은 건물에서나 가능하기 때문에 고층건물에는 적용할 수가 없을 뿐만 아니라, 작업자가 일일이 유리를 떼어내야 하므로 청소작업효율이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 후자의 방법은 대형 고층건물의 경우, 외벽이 너무 넓어 곤돌라에서 작업자의 손이 미치지 못하는 부위나 창유리에는 직접 접근하여 청소하기가 어려운 곳이 많이 있다. 이에따라 건물의 청소가 신뢰성있게 이루어지지 않고 있을 뿐만 아니라, 많은 작업인부가 필요되어 비용지출이 과다하게 되며, 또 청소작업시간도 매우 많이 소비되는 문제점이 있다. 또한, 고층건물이기 때문에 작업자에게 현기증이나 고도공포증을 유발하여 작업자의 수작업 청소시 쉽게 피로를 가중시키고 있다. 이러한 건물 청소작업은 안전사고의 위험을 항상 수반하고 있기 때문에, 작업인부들이 고층건물의 청소작업을 기피하는 현상이 일고 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하고자 종래에는 요철이 있는 건물외벽 및 창유리의 청소를 기계화할 수 있도록 한 창유리 청소용 로봇이 개발되어 사용되고 있으며, 이들 창닦기 청소로봇은 위험한 작업을 대행함과 동시에 수작업보다 몇배의 빠른 속도로 청소하고 있어 건물의 관리 서비스에 크게 기여하고 있다.

이러한 창유리 청소로봇은 예를들면 일본 실용신안 공개공보 소50-38960호, 소50-69071호, 일본 특허 공개공보 평7-116085등에 개시되어 있다.

그러나, 상기의 경우는 다음과 같은 문제점들을 수반하고 있다.

첫째, 종래의 창유리 청소로봇들은 하나의 브러쉬만을 이용하여 물청소를 실시하기 때문에 금속, 석재등으로 이루어진 건물의 벽면이나 창유리에 오랜기간동안 찌든 때를 깨끗이 청소하는 것은 불가능하고, 그로인해 장기간의 작업시간을 필요로한다. 또한, 상기 브러쉬(502)가 롤링브러쉬로 이루어져 있으므로, 도1a 내지 도1c에 도시한 바와 같이 건물(501)의 창유리(503)와 벽면이 만나는 모서리등의 사각지대(도1a의 빗금친 부분), 창유리의 측면모서리(504'), 돌출벽면(504)의 측면(도1b의 빗금친 부분)과 오목벽면의 측면(도1c의 빗금친부분)은 청소를 수행할 수 없는 문제점이 있다.

둘째, 작업 세척수 용량이 한정되어 있기 때문에 작업도중 물탱크의 물이 모두 소모되면 브러쉬의 구동을 정지시키고 물을 재보급하여야 하는 불편함이 있고, 또 작업시간도 오래 걸린다.

셋째, 청소가 완료된 후 폐수를 회수시 작업폐수탱크 용량이 한정되어 있으므로, 상기 탱크에 폐수가 차게 되면 작동을 멈추고 탱크내의 폐수를 배출한 후 다시 청소위치로 청소로봇을 이동시켜야 하기 때문에 매우 번거로울 뿐만 아니라, 청소작업시간을 지연시키고 있으며, 그렇지 않을 경우 고층빌딩 외벽전체를 세척할 작업수량만큼의 폐수저장탱크가 상기 청소로봇에 부수적으로 설치되어야만 하므로 로봇 자체의 크기가 엄청나게 커져 취급이 불편한 문제점이 있다.

넷째, 상기 청소로봇에 설치된 롤러가 고정되어 있기 때문에 각기 다른 건물의 가변적인 가이드 레일폭에 맞출수가 없으며, 또한 건물의 형태에 따라 창유리가 가이드레일이 부착된 벽면보다 내측으로 들어간 부분에 위치했을 경우에는 상기 브러쉬의 길이가 제작시 창유리의 폭에 맞추어서 고정되어 있기 때문에 가이드레일이 부착된 벽면의 청소는 불가능한 문제점이 있다.

다섯째, 상기 가이드 레일이 끝나는 건물의 하부부분에는 창문이 내측으로 위치되어 있는데, 이와같은 특정한 건물 하단부 벽면 청소를 도2에 도시한 바와 같이 수행할 경우에는 청소로봇의 밑부분에 부착된 롤러(506)가 가이드레일(504)의 맨 밑에 도달된 상태에서 청소로봇의 중앙부위에 부착된 브러쉬(502)보다 밑부분에 위치된 부분의 벽면이나 창유리의 청소작업은 불가능한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전산프로그래밍화한 중앙컴퓨터 및 콘트롤박스에 운전자가 사전에 입력한 데이터에 의해 건물의 형태에 맞게 벽면을 타고 오르내리면서 화학용액세척, 수성세제 세척, 물세척 및 건조과정을 병행하여 신뢰성있게 벽면 및 창유리를 청소할 수 있는 건물외벽 및 창유리 청소로봇을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 별도의 폐수 저장탱크나 용액 보충장치가 필요없이 청소후 배출되는 폐화학용액, 폐수성세제 및 폐수를 순환구조로 함으로서, 청소용액의 소모가 없으며, 청소유닛 자체의 크기를 최소화할 수 있는 건물 외벽 및 창유리 청소로봇을 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 청소유닛을 다중분할구조로 함으로써 건물의 요철형태에 따라 청소유닛이 자유롭게 전후진 가능하도록 하여 벽면 요철부 및 측면을 신뢰적으로 청소할 수 있는 건물 외벽 및 창유리 청소로봇을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유닛박스를 다중분할 구조로 형성하여 좌우측 가장자리 유닛박스를 중앙본체 유닛박스로부터 분리시키고 좌우 가장자리 유닛박스가 바깥쪽으로 회전하여 창유리의 내측면을 신뢰성있게 청소할 수 있는 건물 외벽 및 창유리 청소로봇을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 청소유닛에 설치된 차륜을 각종 건물의 가변적인 가이드레일 폭에 맞게 조절할 수 있는 건물 외벽 및 창유리 청소로봇을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유닛틀로부터 공압펌프로 연결된 유닛박스를 하강시켜 건물 맨 하단부의 브러쉬가 닿지 않는 부분까지 청소작업을 수행할 수 있는 건물 외벽 및 창유리 청소로봇을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

도1a 내지 도1c는 종래기술에 따른 청소로봇의 요부인 브러쉬가 창유리와 벽면 사이를 청소하는 상태를 나타낸 개략도.

도2는 종래기술에 따른 청소로봇이 건물 하단부 벽면을 청소하는 상태를 나타낸 개략도.

도3은 본 발명의 건물외벽 및 창유리 자동 청소장치가 곤돌라에 매달려진 상태로 청소작업을 수행하는 상태도.

도4는 본 발명에 의한 청소로봇의 구성을 나타낸 사시도.

도5는 도4의 후면 사시도.

도5a 내지 도5d는 본 발명의 3단 브러쉬를 회동시키기 위한 구성도.

도5e 내지 도5g는 하우징으로부터 벽면흡착장치를 회동시킨 다음, 3단 브러쉬를 회동시키는 작용상태도.

도6은 도4의 측면 구성을 나타낸 개략도.

도6a는 함몰된 벽면을 청소하는 작용상태도.

도7은 본 발명의 요부인 틀체의 구성을 나타낸 사시도.

도8은 도7의 후면사시도.

도8a는 하우징으로부터 클리닝장치가 분리되는 상태도.

도9a는 본 발명의 요부인 롤러 간격조절장치의 구성을 나타낸 분해사시도.

도9b는 도9a의 롤러 구동장치의 작용상태도.

도10a 및 도10b는 본 발명의 요부인 롤러장착부의 평면도 및 정면도.

도11은 롤러장착부의 상세구성도.

도12는 도11에 도시된 클리닝장치에서, 화학용액청소부의 일부구성인 화학세척장치를 나타낸 사시도.

도13은 도12의 일부 상세구성도.

도14는 도6에 도시된 화학용액청소부의 일부구성인 화학용액 분사장치를 나타낸 사시도.

도15는 상기 화학용액 분사장치의 노즐판 상세구성을 나타낸 분해사시도.

도16는 도15에서 노즐판 위치결정수단의 구성을 나타낸 개략도.

도17a는 도15의 위치결정수단에 운동력을 제공하는 승강운동력 제공수단과, 노즐판를 좌우로 이송시키기 위한 노즐판 이송수단의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도.

도17b는 도17a의 측단면도.

도18는 본 발명의 요부인 노즐관 개폐장치의 구성을 나타낸 개략적인 단면도.

도19는 도18에서 밸브가 밸브지지체에 결합되는 상태를 나타낸 단면도.

도20은 본 발명의 요부인 제1 및 제2 롤러브러쉬의 구성을 나타낸 사시도.

도21은 도20의 단면도.

도22는 도20의 제1 및 제2 롤러브러쉬를 구동시키기 위한 동력전달장치의 구성을 나타낸 분해사시도.

도23은 본 발명의 요부인 폐용액 회수장치의 구성을 나타낸 저면 사시도.

도24는 도23에 도시된 폐용액 회수장치에 포함된 트레이의 단면 구성도.

도25는 본 발명의 요부인 용액저장장치의 상세구성도.

도26은 본 발명의 요부인 벽면흡착장치의 일실시예 구성을 나타낸 사시도.

도27a 내지 도27c는 본 발명의 요부인 벽면흡착장치의 정면도, 평면도 및 측면도.

도28은 본 발명의 유닛박스 상부에 플랫포옴을 설치한 상태도.

도29는 본 발명의 요부인 플랫포옴의 조립구성을 나타낸 사시도.

도30은 상기 플랫포옴의 요부인 지지바의 접철상태도.

도31은 본 발명의 요부인 유닛박스의 외주면에 형성되어 물기의 이탈을 방지하기 위한 에어덕트의 구성도.

* 발명의 주요부분에 대한 부호의 설명

200: 하우징 201: 유닛박스

202: 화학용액 청소부 203: 수성세제 청소부

204: 물세척부 205: 건조부

206: 폐용액회수장치 207: 용액저장장치

208:신축구동장치 209: 플랫포옴

211: 로우프

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 3단으로 분할되게 형성된 유닛박스; 상기 유닛박스의 하부에 내장되며 창유리에 접촉한 상태에서 화학용액을 분사하여 1차 초벌청소를 수행하는 화학용액 청소수단; 상기 화학용액 청소수단의 상부에 설치되며 1차 초벌청소가 완료된 창유리에 수성세제를 분사하여 2차 세제청소를 수행하는 수성세제 청소수단; 상기 수성세제 청소수단의 상부에 설치되며 창유리에 묻은 세제를 제거하여 마무리청소를 수행하는 물세척수단; 상기 물세척수단의 상부에 설치되어 창유리에 잔재하는 물기를 제거하는 건조수단; 상기 화학용액 청소수단, 수성세제청소수단 및 물청소수단의 하부에 각각 설치되어 창유리로부터 흘러내린 용액을 받아 회수하는 제1 내지 제3 용액회수수단; 상기 화학용액 청소수단, 수성세제청소수단 및 물세척수단의 후단부에 각각 설치되어 용액을 공급하는 제1 내지 제3 용액공급수단; 및 상기 화학용액 청소수단, 수성세제청소수단 및 물청소수단과, 제1 내지 제3 용액회수수단 각각의 후단면에 전후진 이동가능하게 설치되어 그들이 창유리에 밀착되도록 신축구동하는 전후진 구동수단을 포함하는 건물 벽면 및 창유리 청소로봇을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 건물외벽 및 창유리 청소장치는 사전에 운전자가 중앙제어부에 입력한 데이터에 의해 건물 벽면의 요철부위에 대응하여 구동하면서 화학용액, 수성세제, 물세척 및 건조과정을 병용하여 건물 벽면 및 창유리의 청소작업을 수행할 수 있도록 구현한 것이다.

본 발명에서는 도3에 도시한 바와 같이 건물(1101)의 옥상 파라펫(1102)에 설치된 주행레일(1103)을 따라 이동하는 루프카(1104)에 본 발명의 청소로봇(1105)을 매달되, 상기 청소로봇(1105)에 설치된 롤러를 건물의 가이드레일(1101a)에 연결하여 상하 승강하면서 건물외벽 및 창유리를 닦게 된다.

여기서, 본 발명의 청소로봇(1105)의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도4는 본 발명에 의한 청소로봇의 전체구성을 나타낸 사시도이며, 도5는 도4의 후면 사시도이며, 도6은 도4의 측면 구성을 나타낸 개략도이며, 도6a는 함몰된 벽면을 청소하기 위한 작용상태도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 소정 크기의 하우징(200)과, 상기 하우징(200)에 내장되며 건물의 벽면에 형성된 가이드레일(1101a)을 따라 승강이동되며 도면에 도시되지 않은 콘트롤러의 원격조정에 의해 건물의 요철부위를 드나들면서 창유리를 청소하되 3단으로 분할되게 형성된 유닛박스(201)와, 상기 하우징(200)의 상부에 설치되며 작업자의 작업공간을 형성하기 위한 플랫포옴(209) 및 건물의 상부에서 하우징(200)을 매달기 위한 로우프(211)로 구성된다.

그리고, 상기 유닛박스(201)는 창유리에 접촉한 상태에서 화학용액, 수성세제 및 세척수를 순차적으로 분사하여 청소하는 클리닝장치, 즉 상기 유닛박스(201)의 하부에 내장되며 창유리에 접촉한 상태에서 화학용액을 분사하여 1차 초벌청소를 수행하는 화학용액 청소부(202)와, 상기 화학용액 청소부(202)의 상부에 설치되며 1차 초벌청소가 완료된 창유리에 수성세제를 분사하여 2차 세제청소를 수행하는 수성세제 청소부(203)와, 상기 수성세제 청소부(203)의 상부에 설치되며 물을 분사하여 창유리에 묻은 세제를 제거하여 마무리청소를 수행하는 물세척부(204)와, 상기 물세척부(204)의 상부에 설치되어 창유리에 잔재하는 물기를 제거하는 건조부(205)로 이루어진 클리닝장치와, 상기 클리닝장치의 화학용액 청소부(202), 수성세제청소부(203) 및 물세척부(204)의 하부에 각각 설치되어 창유리로부터 흘러내린 용액을 받아 회수하는 폐용액회수장치(206)와, 상기 폐용액 회수장치(206)에 유입된 폐용액을 여과하여 다시 클리닝장치로 공급하는 용액저장장치(207)와, 상기 폐용액회수장치(206)의 후단면에 설치되어 그와 화학용액 청소부(202), 수성세제청소부(203) 및 물세척부(204)가 함께 창유리에 밀착되도록 전후진 방향으로 신축구동하는 신축구동장치(208)와, 상기 하우징(200)의 양측면에 설치되며 건물에 가이드레일이 없는 경우에 상기 하우징(200)을 벽면에 부착시키기 위한 벽면흡착장치(210)으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 세부 구성을 설명한다.

도7은 본 발명의 요부인 하우징(200)의 구성을 나타낸 사시도이고, 도8은 상기 하우징(200)의 후면사시도이다.

상기 하우징(200)은 도면에 도시한 바와 같이 상기 유닛박스(201)를 내장하기 위한 틀체(301)와, 상기 틀체(301)의 전면부 상하단에 길이방향으로 구비된 고정브라켓(302)과, 상기 고정브라켓(302)의 내부에 설치되며 그 후면에 길이방향으로 길게 홈이 형성된 가이드레일(304)과, 상기 가이드레일(304)을 따라 좌우이동하는 롤러(303)와, 상기 롤러(303)를 가이드레일(304)에 고정하기 위한 롤러장착부(305)와, 상기 롤러장착부(305)에 연결되어 상기 롤러(303)에 좌우 이동력을 제공하는 롤러구동장치(306)와, 상기 틀체(301)의 후면에 소정 간격을 두고 수직으로 설치되어 유닛박스(201)를 하우징으로부터 이탈시킬 수 있도록 신축구동하는 제1 공압실린더(307)와, 상기 제1 공압실린더(307)의 하단부에 설치되며 그 일단부가 상기 유닛박스(201)에 고정되어 상기 제1 공압실린더(307)의 신축운동에 따라 연동하여 바닥면에 안착하기 위한 지지부재(308)와, 상기 틀체(301)의 중간 프레임에 길이방향으로 설치되어 상기 벽면흡착장치(210)를 소정 각도 예를들어 90°만큼 회동시키기 위한 제2 공압실린더(309)로 구성된다.

여기서, 도8a에 도시한 바와 같이 상기 제1 공압실린더(307)의 수직 왕복운동에 따라 상기 지지부재(308)에 고정된 유닛박스(201)가 하우징(200)으로부터 이탈되어 질 수 있는 것이다.

또한, 상기 롤러장착부(305)는 도10 및 도11 도시한 바와 같이 상기 가이드레일(304)의 내측에 끼워져 슬라이딩 구동하는 롤러지지부재(315)와, 상기 롤러지지부재(315)에 결합되며 그 일면에 다수의 롤러(303)를 부착하기 위한 롤러브라켓(316)으로 이루어져 상기 롤러(303)를 지지하게 된다.

또한, 도9a 및 도9b에 도시한 바와 같이 상기 롤러구동장치(306)는 롤러지지부재(315)의 후면 양측에 그 일단이 고정되며 그 타단은 가이드레일(304)의 홈 밖으로 이탈된 제1 및 제2 고정구(321, 322)와, 상기 가이드레일(304)의 홈 상하부에 각각 고정되며 그 일단이 상기 제1 및 제2 고정구(322)에 고정되어 좌우 신축구동하면서 상기 제1 및 제2 고정구(321, 322)를 밀고 당김에 따라 롤러지지부재(315)를 좌우 이동시킴으로서 상기 롤러(303)의 간격을 조절하는 제1 및 제2 롤러구동 실린더(323, 323')로 구성된다.

따라서, 상기 제1 및 제2 롤러구동 실린더(323, 323')의 신축구동에 의해 제1 및 제2 고정구(321, 322)를 매개로 롤러 지지부재(315)가 좌우로 이동되면서 건물벽체(1101)에 형성된 레일 홈(1101a)의 폭에 맞게 롤러(303)의 폭이 조절되는 것이다.

다음은 도6을 참조하여 클리링장치의 구성에 대하여 설명한다.

먼저, 상기 3단 구조의 유닛박스(201)에 내장되는 클리닝 장치를 구성하는 화학용액 청소부(202)와, 수성세제 청소부(203)와, 물세척부(204)와, 건조부(205) 각각은 건물의 전면에 형성된 벽체면 유리와 건물 측면을 청소할 수 있도록 3단 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 3단 구조의 클리닝 장치는 도5a 내지 도5d에 도시된 회동장치에 의해 90°만큼 회동되는 구조로 되어 있다.

이에 대한 구성을 상세히 설명하면 도5a 및 도5b는 상부회동장치와 하부회동장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도5c 및 도5d는 상, 하 회동장치의 단면도 및 사시도를 나타낸 것이다.

도면에 도시한 바와 같이, 상부 회동장치는 3개로 각각 분할된 제1 내지 제3 지지프레임(331, 332, 333)과, 제1 클램프(335)를 매개로 상기 제2 지지프레임(332)의 상면에 길이방향으로 설치된 제3 공압실린더(334)와, 상기 제1 및 제3 지지프레임(331, 333)의 일단부에 설치되며 상기 제3 공압실린더(334)의 신축구동에 따라 밀려지도록 하여 제1 및 제3 지지프레임(331, 333)을 제2 지지프레임(332)으로부터 소정 길이만큼 이격시키기 위한 고정편(336)과, 상기 제1 및 제3 지지프레임(331, 333)상에 설치되며 그들을 90°회동시킬 수 있도록 모터(337), 감속기(338) 및 베벨기어(339)의 조합으로 이루진 회동어셈블리로 구성된다.

또한, 상기 하부 회동장치는 중간 지지프레임 즉 하부의 제2 지지프레임상에 설치된 제4 공압실린더(340)와, 상기 하부의 제1 및 제3 지지프레임의 중앙부에 설치되어 그들의 회동을 원활히 해주기 위한 베어링박스(341)로 구성된다.

따라서, 도5e 내지 도5g에 도시한 바와 같이 상기 클리닝장치의 브러쉬로 건물전면을 청소하면서 측벽면을 함께 청소할 필요가 있을 경우, 먼저 상기 제2 공압실린더(309)가 압축구동을 하여 벽면흡착장치(210)를 하우징(200)의 틀체(301) 측면으로부터 90°만큼 회동시키고, 이어서 제3 및 제4 공압실린더(334, 340)가 신장되어 상하부의 제1 및 제3 지지프레임(331, 333)을 제2 지지프레임(332)으로부터 이격시킴에 따라 3단구조의 클리닝장치에서 양측 클리닝부가 틀체(301)로부터 이탈된다. 그리고, 상기 모터(337)가 구동하여 베벨기어(339)를 회전시킴으로서 양측 클리닝부가 90°회동하여 건물 측벽면을 닦을 수 있는 상태에 놓이게 되는 것이다.

다음은 클리닝장치의 세부구성을 설명한다.

먼저, 상기 화학용액청소부(202)는 외부의 회전동력을 제공받아 회전하며 창유리면에 그 전면이 접촉되어 문지르기 위한 나팔 브러쉬(1)와, 상기 나팔 브러쉬(1)의 상부에 설치되어 그에 의해 문질러진 창유리를 재차 문지르는 제1 롤러 브러쉬(2)와, 상기 나팔 브러쉬(1)의 축에 연결되어 그에 회전동력을 제공하는 제1 동력제공장치(3)와, 상기 제1 롤러 브러쉬(2)의 양측면에 걸쳐져 그에 회전동력을 제공하는 제2 동력제공장치(4)와, 상기 나팔 브러쉬(1)의 하부에 설치되어 상기 용액저장장치(207)로부터 제공된 화학용액을 건물벽면 또는 창유리면에 분사하는 화학용액 분사장치(5)와, 상기 나팔 브러쉬(1) 및 제1 동력제공장치(3)를 지지하기 위한 3단 구조의 제1 지지프레임(6, 6', 6''; 통합하여 "6"으로 지칭함)과, 상기 제1 지지프레임(6)의 후면에 설치되어 그를 전후진시키는 전후진구동장치(7)로 구성된다.

본 실시예에서의 상기 나팔 브러쉬(1)는 도12에 도시한 바와 같이 횡방향으로 일렬 배치되되, 그의 축이 제1 지지프레임(6)에 끼워지며, 나팔형상으로 모가 심어진 구조를 가지고 회전하면서 외부로부터 공급되는 화학용액으로 창유리의 초벌청소를 실시한다. 통상 화학용액에 의한 세척은 건물의 창유리에 도포된 먼지와 같은 파티클이 오랜 시간이 경과되어 창유리에 고착된 것을 화학반응에 의해 분해시켜 제거하기 위함이다.

상기 제1 동력제공장치(3)는 도13에 도시한 바와 같이 상기 제1 지지프레임(6)에 지지되며 외부로부터 인가되는 전원에 의해 회전력을 제공하는 제1 모터(11)와, 상기 제1 모터(11)의 축에 설치된 베벨원동기어(12)와, 상기 베벨원동기어(12)와 치합되는 베벨종동기어(13)와, 상기 제1 지지프레임(6)을 가로질러 장착되며 그 일측에 상기 베벨종동기어(13)를 끼워 지지하는 메인축(14)과, 상기 메인축(14)의 타측에 끼워진 중간구동편(15)과, 상기 메인축(14)과 연동하는 중간구동편(15)의 회전력을 나팔브러쉬(1) 전체에 전달하는 동력전달기구로 구성된다.

본 실시예에서의 상기 동력전달기구는 공지의 스프로켓구동장치나 벨트구동장치등으로 할 수 있음은 당업자에게 있어서 주지의 시실이다. 일례로 상기 동력전달기구가 스프로켓구동장치일 경우, 상기 나팔브러쉬(1)의 축에는 스프로켓(16)이 끼워지며, 상기 스프로켓(16)을 체인벨트(17)로 연결하여 회전구동할 수 있다. 이때, 상기 중간구동편(15)도 스프로켓으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 제1 동력제공장치(3)의 작동상태를 간략히 설명하면, 상기 제1 모터(11)가 전원인가에 따라 회전하게 되면, 베벨원동기어(12)와 베벨종동기어(13)를 통하여 중간구동편(15)에 전달되고, 상기 제1 중간구동편(15)의 회전력은 체인벨트(17)를 통하여 나팔브러쉬(1)의 축에 끼워져 있는 스프로켓(16)을 회전시킴으로서 나팔브러쉬(1)가 회전하게 된다.

상기 전후진 구동장치(7)는 제1 지지프레임(6)의 후단 양측부에서 연장되는 연장부재(18)와, 그 양단이 상기 양측 연장부재(18)상에 고정되며 그 중앙부가 힌지(20)를 매개로 연결된 2절링크의 조합으로 이루어져 신축가능하게 구동하는 토글기구(19)와, 상기 토글기구(19)의 선단부에 위치된 힌지(20)와 지지프레임(6)간을 고정하는 고정편(21)과, 상기 토글기구(19)의 후단 일측에 부착된 안내부재(23)와, 상기 토글기구(19)의 타측단에 부착되며 상기 안내부재(23)에 삽입되는 쪽으로 슬라이딩 운동하면서 상기 토글기구(19)를 신축구동시키기 위한 슬라이드 바아(22)와, 상기 틀체(301)에 고정되어 슬라이드 바아(22)에 구동력을 제공하는 제5 공압실린더(24)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 전후진 구동장치(7)의 동작상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 제5 공압실린더(24)가 구동하게 되면 슬라이드 바아(22)가 안내부재(23) 내부를 통과하면서 슬라이딩이동한다. 이에따라, 상기 토글기구(19)가 전후 신축이동하여 제1 지지프레임(6)을 전후 이동시키게 되고, 상기 나팔 브러쉬(1)는 건물벽면 또는 창유리에 밀착되어 청소를 할 수 있게 되는 것이다. 특히, 상기 전후진 구동장치(7)는 건물의 요철부 벽면 청소를 수행할 경우에, 상기 제5 공압실린더(24)의 구동에 의한 토글기구(19)의 전진동작에 따라, 건물 요철부 벽면에 설치된 창유리면에 밀착될 수 있어 청소가 난해한 부분에도 쉽게 접근할 수 있는 것이다.

본 실시예에서는 상기 제5 공압실린더(24)에 의한 신축작용에 의해 토글기구(19)가 상기 제1 지지프레임(6)을 전후진시키는 구조를 제시하고 있지만, 이에 국한하는 것은 아니고, 이 밖에 여러가지 다른 구성으로 변형하여 실시할 수 있음은 당업자에 의해 주지의 사실이다. 예를들어 상기 제5 공압실린더(24) 대신에 피니언이 구비된 모터를 설치하고, 상기 슬라이드 바아(22)에는 랙기어를 설치한 구조로 할수 있다. 이와같이 구성할 경우, 상기 모터의 회전력 제공에 따라 상기 피니언 및 랙기어의 동작에 의해 슬라이드 바아(22)가 좌우 이동하면서 토글기구(19)를 전후 신축시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 구성되어 작용하는 전후진구동장치(7)가 화학용액 청소부(202)에 채용되어 전후진시키는 예에 대해서만 국한하여 설명하였지만, 상기 전후진 구동장치(7)의 구성은 후술할 수성세제 청소부(203), 물세척부(204), 건조부(205), 폐용액회수장치(206) 및 브러쉬장치에도 동일하게 적용되어 전후진 동작을 수행하는 구성으로 되어 있으며, 이에대한 상세한 설명은 생략한다.

다음은 도6에 도시된 화학용액청소부(202)의 일부구성으로서 상기 건물 벽면 또는 창유리에 화학용액을 분사하기 위한 화학용액 분사장치(5)에 대하여 도14 내지 도19를 참조하여 설명한다.

도14에 도시한 바와 같이 상기 화학용액 분사장치(5)는 화학세척장치(202)의 하부에 구비되어 초벌청소를 위한 화학용액을 분사하는 장치로서, 사각 틀체 형상으로 이루어진 제2 지지프레임(31)의 전단부에는 길이방향으로 가로질러 장착되며 그 외주면에 소정 등간격으로 걸림홈(102a)이 형성된 상, 하의 2단 지지바(32)와, 상기 2단 지지바(32)에 소정 간격으로 끼워져 소정 등간격으로 배열되도록 상,하부에 길이방향으로 관통홀(33a)이 형성되고 그 중앙부에 나사홀(33b)이 형성된 다수의 노즐고정판(33)과, 상기 노즐고정판(33)의 홀(33b)에 끼워져 체결되며 창문이나 벽면에 화학용액을 분사하기 위한 분사노즐(34)과, 상기 분사노즐(34)에 연결되며 후술할 용액저장탱크의 배출관에서 분기되어 각 분사노즐(34)에 연결되는 노즐호스(35)와, 상기 노즐고정판(33)의 후단부측에 구비되어 그의 위치를 2단 지지바(32)의 홈(32a) 간격만큼 이동시켜 분사노즐(34)의 용액분사위치를 조절하기 위한 간격조절장치(36)로 구성된다. 또한, 상기 각 노즐(112)의 전단부에는 수성세제 및 물을 창유리에 효과적으로 공급하기 위한 호스가 구비되어질 수 있다.

여기서, 상기 노즐고정판(33)은 도15 및 도16에 도시한 바와 같이 두개의 판이 결합된 구조로 형성되며, 상기 2단지지바(32)가 끼워지는 노즐고정판(33)의 양측 관통홀(33a)의 소정위치에는 제2 베어링(37)이 구비되어 상기 노즐고정판(33)이 2단지지바(32)의 안내에 따라 원활히 이동될 수 있도록 되어 있다.

상기 간격조절장치(36)의 구성은 지렛대의 원리로 상하이동하면서 2단지지바(32)의 홈(32a)에 수납되는 위치결정수단(41)과, 상기 위치결정수단(41)에 상하운동력을 제공하는 상하운동력 제공수단(42)과, 상기 노즐고정판(33)을 2단지지바(32)의 홈(32a) 간격만큼 좌우로 이동시키는 노즐판이송수단(43)으로 구성된다.

상기 위치결정수단(41)은 도16에 도시한 바와 같이 노즐고정판(33)의 양측 소정위치에 형성된 홀(33a) 각각의 내측으로 소정부분만큼 돌출되도록 설치된 제1 및 제2 완충돌기(51,51')와, 상기 제1 및 제2 완충돌기(51, 51')에 탄성력을 제공하는 제1 스프링(52)과, 상기 제1 및 제2 완충돌기(51, 51')에 그 일단부가 각각 결합되는 2절링크 형태의 제1 및 제2 레버(53, 53')와, 상기 제1 및 제2 레버(53, 53')와 연결되며 그 일단부가 상기 2단지지바(32)의 홈(32a)에 걸려 위치고정하는 걸림바아(55)와, 상기 걸림바아(55)에 상기 제1 및 제2 돌기(51, 51')의 운동력을 전달하기 위하여 상기 제1 및 제2 레버(53, 53')의 일단부를 중첩시켜 걸림바아(55)에 고정하는 걸림바아 고정핀(54)과, 상기 걸림바아(125)의 하부에 장착되어 탄성력을 제공하는 제2 스프링(56)으로 구성된다.

상기 위치결정수단(41)에 상하구동력을 제공하는 상하운동력 제공수단(42)은 도17a 및 도17b에 도시한 바와 같이, 정역회전이 가능한 제3 모터(61)와, 상기 제3 모터(61)의 회전력을 감속시키는 제1 감속기(62)와, 상기 제1 감속기(62)로부터 제공되는 회전력에 의해 편심구동하는 캠(63)과, 그 일측에 상기 캠(63)이 내장되며 그 타측에는 상기 노즐고정판(33)의 양측 홀(33a)로 인입되면서 완충돌기(51, 51')를 밀어 끼워지는 돌기(64a)가 구비되어 상기 캠(63)의 편심량만큼 직진이동하는 이송암(64) 및 상기 이송암(64)을 지지하는 지지판(60)으로 구성된다.

상기 노즐판 이송수단(43)은 상기 제3 모터(61)의 상부에 설치되며 정역회전이 가능한 제4 모터(65)와, 상기 제4 모터(65)의 축에 설치되어 수평방향 회전력을 수직방향 회전력으로 변화시키는 베벨기어(66)와, 상기 베벨기어축에 설치되어 수직방향 회전력을 감속시키는 제2 감속기(67)와, 상기 제2 감속기(67)의 축에 설치된 피니언(68)과, 상기 피니언(68)에 치합하는 랙기어가 구비된 가이드바아(69)와, 상기 지지판(60)의 상부에 놓여져 가이드바아(69)의 상기 랙기어에 의해 이동되는 레일판(70)으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 간격조절장치(36)의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 제3 모터(61)의 회전동작에 따라 제1 감속기(62)를 통하여 캠(63)에 회전력이 인가되면, 상기 캠(63)의 편심량만큼 이송암(64)이 직진이동하게 된다. 이에따라, 상기 이송암(64)의 돌기(64a)가 노즐고정판(33)의 홀(33a)측으로 삽입되며, 이 과정에서 상기 이송암(64)의 돌기(64a)가 상기 노즐판(33)에 내장된 완충돌기(51, 51')를 밀게 되어 상승동작을 유발시킨다. 상기 완충돌기(51, 51')의 상승동작에 따라 그에 연결된 제1 및 제2 레버(53, 53')가 꺾여지면서 걸림바아 고정핀(54)을 중심으로 걸림바아(55)가 2단지지바(32)의 홈(32a)으로부터 이탈된다. 그리고, 상기 제4 모터(65)가 구동하여 베벨기어(66) 및 감속기(67)를 통하여 피니언(68)에 회전력을 전달하면, 상기 피니언(68)이 가이드바아(69)의 랙기어를 따라 소정 간격, 즉 2단 지지바(32)의 홈(32a) 간격만큼 이동하게 되어, 결국 이송암(64)의 돌기(64a)에 결합된 노즐고정판(33)이 이송하게 되는 것이다.

반대로, 상기 제3 모터(61)가 역회전을 하게 되면, 캠(63)의 반대회전에 따라 상기 이송암(64)의 돌기(64a)가 노즐고정판(33)의 홀(33a)로부터 이탈된다. 이에따라 상기 노즐판(33)에 내장된 완충돌기(51, 51')가 제1 스프링(52)의 탄성복원력에 의해 원위치되며, 상기 완충돌기(51, 51')의 복원은 제1 및 제2 레버(53, 53')에 회동력을 제공하게 된다. 결국 상기 제1 및 제2 레버(53, 53')의 회동력과 제2 스프링(56)의 복원력에 의해 상기 걸림바아(55)가 2단지지바(32)의 다음 홈에 삽입되어 위치고정되는 것이다.

한편, 상기 분사장치로 제공되는 화학용액, 수성세제, 물 및 공기를 적절히 조절하기 위하여 각 용액저장탱크와 노즐호스(35)를 연결하는 노즐관(35a)의 통로를 개폐시키기 위한 장치가 도18 및 도19에 도시하였다.

도면에 도시한 바와 같이 상기 노즐관(35a)의 소정위치에 설치되며 그와 연통할 수 있는 통과홀(81a)이 형성되되 상기 통과홀(81a)에 직교방향으로 소정크기의 홈(81b)이 형성된 4개의 밸브지지체(81)와, 상기 4개의 밸브지지체(81)의 각 홈(81b)에 끼워지며 그 일측부에 상기 통과홀(81a)과 연통하기 위한 홀(82a)이 형성되어 밸브지지체(81)의 통과홀을 개폐시키는 볼트형상의 밸브(82)와, 상기 밸브(82)의 헤드부에 끼워져 그에 90°방향 회전력을 제공하는 종동기어(83)와, 상기 4개의 밸브(82)의 홀(82a) 상하측 외주면에 구비되어 상기 밸브지지체(81)의 홈(81b)과 밸브(82) 사이를 밀폐시키는 밀폐링(84)과, 상기 종동기어(83)에 치합되는 4개의 중간기어(85)와, 상기 4개의 중간기어(85)를 연결하여 지지하는 기어축(86)과, 상기 중간기어(85)에 치합되는 원동기어(87)와, 상기 원동기어(87)에 정,역회전력을 제공하는 제5 모터(88)로 구성된다. 이때, 상기 제5모터(88)는 90°방향 내에서만 정,역회전을 수행하는 구조로 되어 있다.

따라서, 상기 제5 모터(88)가 정회전하게 되면, 그의 축에 구비된 원동기어(87)와 중간기어(85) 및 종동기어(83)를 통하여 밸브(82)에 전달되어 90°방향으로 회전하게 된다. 이에따라 상기 밸브지지체(81)의 통과홀(81a)과 밸브(82)의 홀(82a)이 연통하게 되어 배출관으로부터 용액 또는 에어가 공급되는 것이다. 반대로, 상기 제5 모터(88)가 역회전하게 되면 상기 밸브(82)는 밸브지지체(81)의 통과홀(81a)을 차단하게 되어 결국 배출관으로부터의 용액 또는 에어의 공급을 차단하게 되는 것이다. 상기와 같이 본 실시예에서의 상기 밸브(82)는 화학용액, 수성세제, 세척수 및 건조공기의 분사에 따라 함께 개폐할 수 있도록 4개의 중간기어를 설치한 구조로 되어 있다.

즉, 상기 제5 모터(88)의 정역회전력이 제공되면 원동기어(87) 및 중간기어(85)를 통하여 각각의 밸브(82)가 90°회전함으로써 상기 각 분사장치의 노즐호스(35)에 연결된 노즐관(35a)을 개폐하게 되는 것이다.

상기 화학용액 청소부(202)에 구비된 화학용액 분사장치(5)와, 수성세제 청소부(203)에 구비된 수성세제 분사장치(53), 물 세척부(204)에 구비된 물 분사장치는 모두 동일한 구조로서 탱크에 저장된 용액을 공급펌프를 통하여 노즐관에 제공하는 구성이며, 상기 건조부(205)에는 외부의 브로어로부터 공기를 송풍하는 구조로 되어 있는데, 이들 구조는 당업자에 의해 용이하게 실시할 수 있는 간단한 구성이므로 본 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.

한편, 상기 화학용액 분사장치의 제2 지지프레임(31) 후단부에도 전술한 전후진 구동장치가 구비되어 제2 지지프레임(31)을 전후진 할 수 있도록 한 구조로 되어 있으며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

다음은, 상기 수성세제 청소부(203)에 대하여 설명한다.

상기 수성세제 청소부(203)는 도6에 도시한 바와 같이 1차 초벌청소가 완료된 창유리면에 수성세제가 공급됨에 따라 상기 창유리면에 그 외주면이 접촉하여 회전하면서 문지르는 제2 롤러 브러쉬(101)와, 상기 제2 롤러 브러쉬(101)의 축에 연결되어 그에 회전동력을 제공하는 제3 동력제공장치(102)와, 상기 제2 롤러브러쉬(101)의 하부에 설치되어 상기 용액저장장치(207)로부터 제공된 수성세제를 창유리면에 분사하는 제2 분사장치(103)로 구성된다.

본 실시예에서의 상기 제1 롤러브러쉬(2)와 제2 롤러브러쉬(101)는 동일한 형상을 가지되, 상기 제1 및 제2 롤러브러쉬(2, 101)는 그의 외주면에 모가 심어진 형태로서 나팔 브러쉬(1)의 모보다 연성의 천을 사용하여 제조한다. 특히, 상기 제1 롤러브러쉬(2)는 외주면에 칫솔형태의 부드러운 폴리에스텔 모가 심어진 형상을 가지며, 상기 제2 롤러브러쉬(101)는 먼지털이개 형태로 봉형상의 축 외주면에 폴리비닐로 된 실형태나 연성의 천이 심어진 형상을 가진다.

상기 제1 및 제2 롤러브러쉬(2, 101)는 3단으로 분리되어 각각 독립적으로 전후진 및 회전구동할 수 있는 구조로 되어 있어 도6a에 도시한 바와 같이 건물 벽면에 형성된 가이드레일 내의 후미진 곳에 창유리가 위치하거나, 브러쉬의 폭보다 작은 폭을 가지는 가이드레일의 안쪽에 창유리가 위치한 경우에도, 쉽게 청소할 수 있도록 한다. 즉, 상기 제1 및 제2 롤러브러쉬(2, 101)는 도20 내지 도22에 도시한 바와 같이 3개로 분할된 원통부의 형상을 가지되 분할된 원통부 각각의 양측단 모서리부가 소정 경사각도로 모따기 처리된 제1 내지 제3 전면브러시(91, 92, 93)와, 상기 제1 및 제3 전면브러쉬(91, 93)의 일측면에 결합되며 그 외주면과 측면에 걸쳐 모가 심어져 창유리의 측면을 닦기 위한 측면브러쉬(94) 및 상기 제1 내지 제3 전면 브러쉬(91, 92, 93)의 회전중심기능을 수행하는 브러쉬축(95)으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 제2 전면 브러쉬(92)는 창유리의 폭에 따라 신축적으로 크기를 줄이거나 늘릴 수 있도록 다수의 분할 구조로 하되, 각각의 분할부에 톱니를 형성하여 서로 끼워맞춤으로 결합할 수 있는 구조로 할 수도 있다. 이는 건물에 따라 크기가 다른 창유리에 적절히 대처할 수 있게 되는 것이다. 또한, 상기 제1 및 제3 전면브러쉬(91, 93) 각각의 일측 외주면에 형성된 모따기부(91d, 93d)와 제2 전면 브러쉬(92)의 양측 외주면에 형성된 모따기부(92a)에 심어진 모는 상세도 "A"에 도시한 바와 같이 서로 중복되게 겹쳐지면서 창유리를 닦아주므로 각 브러쉬의 경계부위의 틈새부분으로 인하여 직립모가 미치지 못하는 창유리면을 신뢰성있게 청소할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에서, 상기 제2 및 제3 동력제공장치(4, 102)는 실질적으로 동일한 구성을 갖으며, 이에 대한 구성중 제3 동력제공장치(102)의 구성에 대해서만 설명한다. 도6 및 도22에 도시한 바와 같이 상기 유닛박스(201)에 고정되며 소정 틀체로 짜여진 제3 지지프레임(111)과, 상기 제3 지지프레임(111)의 일측에 지지되며 외부로부터 전원을 전달받아 회전력을 제공하는 제2 모터(112)와, 그 일측은 상기 제1 내지 제3 전면브러쉬(91, 92, 93) 각각의 경계위치의 브러쉬축(95)에 장착되며 그 타측은 상기 제2 모터(112)의 축에 타측이 장착되어 제2 모터(112)의 회전력을 브러쉬축(95)에 전달하는 스프로킷구동장치로 구성된다.

여기서, 상기 스프로킷 구동장치는 브러쉬축(95)에 설치된 제1 스프로켓(113)과, 상기 제2 모터(112)의 축에 끼워진 제2 스프로켓(115)과, 상기 제1 스프로켓(113)과 제2 스프로켓(115)을 연결하는 체인벨트(117)로 구성된다.

따라서, 상기 제2 모터(112)가 회전하게 되면 제2 스프로켓(115)- 제1 스프로켓(113)을 통한 회전력이 체인벨트(117)를 매개로 전달되어 제1 내지 제3 전면브러쉬(91, 92, 93)가 회전하게 되는 것이다.

또한, 상기 브러쉬축(95)에는 베어링(97) 및 베어링 케이스(98)가 설치되어 스프로켓구동장치를 통한 회전력이 용이하게 브러쉬축(95)에 전달되도록 한다.

다음은, 상기 폐용액회수장치(206)와, 용액저장장치(207)의 구성에 대하여 설명한다.

상기 폐용액회수장치(206) 및 용액저장장치(207)는 상기 화학용액 분사장치(5), 수성세제 분사장치(103), 물세척 분사장치 각각에 동일 구조로 설치되며, 상기 폐용액회수장치(206)로부터 회수된 화학용액, 수성세제 및 물을 각각 저장하기 위한 용액저장장치(207)에 담겨져 재차 분사노즐로 공급하게 된다. 본 발명에서는 화학용액 분사장치(5)에 상기 폐용액회수장치가 설치된 예에 대해서만 설명한다.

도23은 본 발명의 요부인 폐용액 회수장치(206)의 구성을 나타낸 저면 사시도, 도24는 도23에 도시된 폐용액 회수장치에 포함된 트레이의 단면 구성도. 도25은 본 발명의 요부인 용액저장장치의 상세구성도를 각각 나타낸다.

먼저, 도23 및 도245에 도시한 바와 같이 상기 제2 지지프레임(31)의 양측단부에 설치된 측판(121)과, 상기 측판(121)에 의해 지지되며 일측은 차단되고 타측이 수평방향으로 개방된 2단 구조의 트레이(122)와, 상기 트레이(122)의 중간 및 하단 구획판(122a, 122b)의 단부에 설치되며 그 일단이 창유리면에 밀착되어 흘러내린 수성세제나 화학용액을 회수하기 위한 용액받이판(123)과, 상기 트레이(122)의 하단 구획판(122b) 저면에 설치되어 상기 용액받이판(123)으로부터 유입되는 폐용액을 집수하는 집수판(124)과, 상기 각 집수판(124)의 저부에 설치된 다수의 호스니플(125) 및 상기 호스니플(125)에 연결되어 폐용액을 용액저장장치(207)로 송출하기 위한 다수의 연결관(126)으로 구성된다,

여기서, 상기 트레이(122)에 용약받이판(123)을 결합시키는 구성은 다음과 같다.

상기 용액받이판(123)의 일단부에 트레이(122)의 중간 및 하부구획판(122a, 122b)를 끼우기 위한 홈이 형성되고, 상기 홈과 중간 및 하부구획판(122a, 122b)을 관통시켜 고정하는 고정핀(127)이 구비된다.

본 실시예에서의 상기 폐수용액회수장치(206)는 외벽 및 창유리의 폭에 맞춰서 그 크기를 신축적으로 조정가능하도록 수개의 카트리지 형태로 조립할 수 있는 구조로 되어 있다.

상기 용액저장장치(207)는 상기 연결관(126)을 통하여 모여진 폐용액을 이송하는 메인관(131)과, 상기 메인관(131)의 소정위치에 연결되어 그로부터 이송된 용액을 진공력을 이용하여 흡인하는 진공펌프(132)와, 상기 진공펌프(132)에 연결되어 그로부터 이송되는 폐용액을 재사용이 가능하도록 여과하는 필터(133) 및 상기 필터(133)를 통해 여과된 용액을 초기 용액과 함께 저장하는 용액저장탱크(134)로 구성된다.

본 실시예에서의 상기 필터(133)는 폴리프로필렌 단일물질로 제조된 주름형태의 심층여과필터이며, 시간당 1톤을 여과할 수 있는 용량을 가지는 구조를 채택하고 있다.

한편, 상기 유닛박스(201)의 양측면에는 건물에 가이드레일이 없는 경우에 상기 유닛박스를 벽면에 부착시키기 위한 벽면흡착장치(210)가 설치되며, 이에 대한 구성을 도26 및 도27을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시한 바와 같이, 상기 유닛박스(201)가 내장된 유닛틀의 양측면에 소정 길이만큼 돌출되게 설치되며 그의 상하이동에 따라 회동가능한 회동중심축(161)과, 상기 회동중심축(161)의 양측단에 끼워지는 휘일(162)과, 상기 양측 휘일(162)의 지지축에 감겨지되 상기 지지축의 직경보다 작은 폭을 가지고 연결된 궤도레일(163)과, 상기 양측 휘일(162)의 외주면에 걸쳐지며 그 중앙부면에 방사방향 등간격으로 흡착판(165)이 다수 설치된 흡착판벨트(164)와, 상기 흡착판(165)과 궤도레일(163)을 연결하며 진공경로를 제공하는 진공호스(166)와, 상기 회동중심축(161)에 직교방향으로 장착되며 상기 흡착판(165)을 벽면에 밀착시키거나 벽면에 부착된 흡착판(165)을 이탈시키도록 신축작용하는 공압실린더(167)로 구성된다. 본 실시예에서는 상기 흡착판이 궤도반경으로부터 가까워지고 멀어지는 관계로 벽면에 흡착되도록 하는 구조로 되어 있다.

상기와 같이 구성된 벽면 흡착장치의 동작상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 유닛박스(201)가 한쪽 창유리의 청소를 완료한 후에 상승할 때, 진공력이 제거되어 상기 벽면에 부착된 3개의 흡착판(165)이 떨어진다. 이는 벽면에 흡착되어 있던 상기 일측 흡착판에 연결되어 있던 진공을 흡인했던 진공호스가 궤도레일로부터 가깝게 되어 진공을 진공호스 밖으로 배출시킬려고 하는 힘이 작용되어 진공력이 제거되는 것이며, 이와 동시에 상기 공압실린더(167)가 길이를 수축시킴으로써 상기 흡착판(165)의 이탈을 도와주게 된다. 또한, 상기 유닛박스(201)가 상승완료한 후, 다음 차례의 청소위치로 옮겨 하강할 때, 상기 회동중심축(161)의 회동에 따라 다음번 흡착판(165')이 벽면 위치에 오게 되면 진공호스가 궤도레일로부터 멀어지게 되면서 상기 흡착판(165')과 벽면 사이의 공기를 빨아들여 진공시키게 된다. 이에따라 상기 흡착판(165')이 벽면에 부착되는 것이며, 이와 동시에 상기 공압실린더(167)가 길이를 신장시킴으로써 흡착판(165')을 벽면에 밀착시키게 되는 것이다.

상기 유닛박스(201)의 상면에는 작업자가 유지보수를 위한 작업을 수행할 수 있는 공간을 형성할 수 있도록 도28에 도시한 바와 같은 플랫포옴(209)이 설치된다. 상기 플랫포옴(209)은 주변공간을 고려하여 조립식으로 설치되게 되는데, 이의 구성을 도29 및 도30을 참조하여 설명한다.

도29는 플랫포옴(209)의 조립상태를 보여주기 위하여 다단식 난간대를 양측에 설치한 예만을 도시하였다.

도면에 도시한 바와 같이, 상기 유닛박스(201)의 상면 사각부에 소정길이만큼 직립되게 돌출된 중공바(172)와, 상기 중공바(172)에 내장되며 그 상부에 관통된 홈(173a)이 형성된 기준축(173)과, 상기 기준축(173)의 홈(173a)을 수평방향으로 관통하는 힌지핀(174)과, 그 일단부에 상기 힌지핀(174)에 끼워져 접고 펼수 있도록 회동되는 돌기(175a)가 형성되며 그 타측은 안테나식으로 신축되는 다단식 난간대(175)와, 상기 기준축(173)의 외주면에 장착되어 상기 난간대(175)를 접을 경우에는 신장되었다가 상기 기준축(173)에 난간대(175)를 직립시킬 경우에는 상기 중공바(172)의 내측으로 기준축을 당겨 복원시키는 압축스프링(176)으로 구성된다. 여기서, 상기 다단식 난간대(175)의 각 마디에는 볼트(177)가 끼워져 고정될 수 있다.

상기와 같이 구성된 플랫포옴(209)은 상기 다단식 난간대(175)를 해체할 경우에 상기 난간대(175)를 잡아당겨 중공바(172)로부터 기준축(173)의 상부를 이탈시킨 후 상기 난간대(175)를 꺾어 접도록 하며, 플랫포옴을 형성할 경우에는 상기 난간대(175)를 직립시킴에 따라 압축스프링(176)의 복원력에 의해 중공바(172) 내로 기준축(173)이 삽압되어 상기 난간대(175)가 세워지게 되어 플랫포옴을 형성하게 되는 것이다. 이에따라 작업자가 플래포옴내에서 안전하게 유지보수 작업을 할 수 있을 뿐만 아니라, 분해조립이 용이하여 주변 공간을 차지하지 않는 용이함이 있다.

도31은 클리닝한 용액이 창유리면을 맞고 튀는 것을 방지하기 위한 장치를 도시한 것으로서 이에 대한 구성을 상세히 설명한다.

도면에 도시한 바와 같이 상기 유닛박스(201)의 전면측 가장자리에는 클리닝한 용액이 창유리면을 맞고 튀는 것을 방지하기 위한 브러쉬모(181)가 구비되어 있으며, 상기 브러쉬모(181)의 바깥측 가장자리에는 상기 브러쉬모(181)에 스며들어 맺힌 용액을 유닛박스 내부로 유입될 수 있도록 상기 브러쉬모(181)에 송풍력을 제공하는 에어덕트(182)가 구비된다. 여기서, 상기 에어덕트(182)는 그의 단부가 소정 각도만큼 상기 브러쉬모(181)를 향하여 절곡되어 있으므로, 송풍되는 공기를 브러쉬모를 향해서만 제공할 수 있게 된다.

따라서, 상기 창유리 청소도중 창유리면을 맞고 튀는 용액을 브러쉬모(181)가 차단함으로써 용액이 밖으로 이탈하는 것을 막을 수 있으며, 이어서 상기 에어덕트(182)를 통하여 상기 브러쉬모(182)에 송풍함으로써 상기 브러쉬모(181)에 맺힌 용액이 유닛박스(201) 내부로 유입될 수 있게 되는 것이다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 청소로봇의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 건물의 폭 및 높이와, 건물의 부분 돌출부의 위치좌표와 창유리의 위치좌표 및 개수등을 파악하여 제어부에 입력한다. 그리고, 상기 옥상의 파라펫(1102)에 설치된 주행레일(1103)에서 이동하는 루프카(1104)에 하우징(200)을 매달아 하강시키게 되면, 먼저 건물에 가이드레일(1101a)이 있는 경우는 하우징(200)의 전면측 양부에 설치된 롤러(303)가 상기 가이드레일(1101a)의 안내를 받아 하강이동하게 되며, 상기 건물(1101)에 가이드레일이 없는 경우에는 하우징(200)의 측면에 설치된 벽면흡착장치(210)를 이용하여 벽면에 하우징(200)을 부착시키게 된다.

상기 하우징(200)이 하강하여 창유리측에 위치하게 되면, 먼저 화학용액 청소부(202)가 작동하여 화학용액을 상기 벽면이나 창문에 분사하여 1차 초벌청소를 실시하게 된다. 즉, 도13에 도시된 바와 같이 외부로부터 구동신호를 인가받은 제5 공압실린더(24)가 압축구동함에 따라 슬라이드 바아(22)가 안내부재(23)측으로 이동한다. 이에따라 상기 안내부재(23)의 양단에 그 일측이 장착된 토글기구(19)가 신장되어 제1 지지프레임(6)을 밀게 된다.

이에따라, 상기 제1 지지프레임(6)에 구비되어 있는 상기 제1 분사장치(5)와 다른 지지프레임에 각각 구비된 제2 분사장치(103)와, 물세척부(204) 및 건조부(205)를 창유리면으로 순차 전진이동한다.

그리고, 상기 화학용액 청소부(202), 수성세제 청소부(203) 및 물세척부(204)에 각각 설치된 폐용액회수장치(206)와, 나팔브러쉬(1), 제1 및 제2 롤러 브러쉬(2, 101)가 창유리면에 밀착된다.

다음에, 상기 밸브개폐장치가 구동하여 차폐되어 있던 노즐관(35a)을 개방하게 되고, 용액순환펌프(132)의 구동에 의해 상기 화학용액탱크(134)에 내재된 계면 활성제인 화학용액이 상기 노즐관(35a)과 노즐호스(35)을 통하여 노즐고정판(33)의 분사노즐(34)로 공급되어 창유리에 분사되는 것이다.

여기서, 상기 밸브개폐장치의 동작은 다음과 같다.

상기 제5 모터(88)에 전원이 인가되어 회전하게 되면 그의 축에 구비된 원동기어(87)- 중간기어(85)- 종동기어(83)순으로 회전동력이 전달되어 밸브(82)를 90°회전시키게 된다. 상기 밸브(82)는 그의 일측에 형성된 홀(82a)이 밸브지지체(81)의 통과홀(81a)과 연통함으로써 화학용액, 수성세제, 크린수 및 건조공기의 공급노즐관(35a)을 함께 개폐하게 된다.

상기 창유리에 화학용액이 분사되면 상기 나팔브러쉬(1)의 동력전달장치에 회전력을 제공하기 위한 제1 모터(11)가 회전하게 된다. 상기 제1 모터(11)의 회전은 그의 축에 구비된 원동베벨기어(12)와 그에 치합된 종동베벨기어(13)를 통하여 나팔브러쉬(1)에 회전력이 전달되어 상기 창유리면에 분사된 화학용액을 소정의 회전속도로 문지름으로써 1차 초벌청소를 실시하게 된다. 그리고, 상기 제1 롤러브러쉬(2)에 회전력을 제공하는 모터(11')의 회전력을 스프로킷 및 체인벨트장치를 통하여 제공하게 되며, 상기 제1 롤러브러쉬(2)는 회전하면서 다시 1차 초벌청소된 창유리를 문지르게 되는 것이다.

이때, 상기 나팔 브러쉬(1)의 1차 초벌청소도중 유리면을 타고 흘러내린 폐화학용액은 폐용액회수장치(206)의 용액받이판(123)에 회수되어 용액집수판(124)에 집수된다. 상기 용액집수판(124)에 집수된 폐화학용액은 호스니플(125)에 연결된 연결관(126)을 통하여 메인관(131)으로 흐르게 되며, 이때 순환펌프(132)를 가동시켜 메인관(131)으로 흐르는 폐화학용액을 필터(133)에 통과시켜 여과한 후 다시 화학용액탱크(134)로 회수하게 되는 것이다.

상기 1차 초벌청소가 완료되면, 상기 밸브개폐장치가 노즐관(35a)을 잠시 차단하게 된다. 그리고, 외부의 제어신호에 의해 수성세제 청소부(203)에 구비된 전후진 구동장치(207')의 공압실린더가 압축구동하여 전술한 화학용액 청소부의 전후진 구동장치와 동일하게 구동하여 제2 롤러브러쉬(101)를 창유리면에 밀착시키게 된다. 그리고, 상기 밸브개폐장치가 다시 노즐관(35a)을 개방시키게 된다. 상기 노즐관(35a)이 개방되면 수성세제 탱크(134')로부터 세제가 노즐관(35a)으로 공급되며, 상기 노즐고정판(33)의 분사노즐(34)을 통하여 창유리면에 수성세제가 분사된다. 이때, 상기 제2 롤러브러쉬(101) 구동장치가 구동하게 되는데, 상기 제2 롤러브러쉬 구동장치는 제2 모터의 회전력을 스프로킷 구동장치를 통하여 제2 롤러브러쉬(101)에 전달되며. 상기 제2 롤러브러쉬(101)는 회전하여 창유리면을 닦음으로써 화학용액으로 닦여진 창유리면에 2차 청소를 실시하게 된다. 여기서, 상기 제1 및 제2 롤러브러쉬(2, 101)는 롤링형태로 동작하므로 연속적으로 창유리를 문지름으로써 창유리면에 묻은 파티클을 신뢰성있게 제거하게 된다. 또한, 상기 제1 및 제2 롤러브러쉬(2, 101)는 3단으로 나뉘어져 각각 독립적으로 회전구동을 할 수 있으므로, 상기 3단분리형 제1 내지 제3 전면브러쉬(91, 92, 93)에 형성된 모따기면에 심어진 모에 의해 틈새부분을 신뢰적으로 청소할 수 있는 것이다.

또한, 상기 제1 및 제2 롤러브러시(2, 101)의 측면 브러쉬(94)는 창유리가 설치된 측벽면을 문질러 닦음으로써 창유리와 함께 측벽면도 청소가 가능하게 된다. 이 경우에는 먼저 상기 제2 공압실린더(309)가 압축구동을 하여 벽면흡착장치(210)를 하우징(200)의 틀체(301) 측면으로부터 90°만큼 회동시키고, 이어서 제3 및 제4 공압실린더(334, 340)가 신장되어 상하부의 제1 및 제3 지지프레임(331, 333)을 제2 지지프레임(332)으로부터 이격시킴에 따라 3단구조의 클리닝장치에서 양측 클리닝부를 틀체(301)로부터 이탈시키게 된다. 그리고, 상기 모터(337)가 구동하여 베벨기어(339)를 회전시킴으로서 양측 클리닝부가 90°회동하여 건물 측벽면을 닦을 수 있는 상태에 놓이게 되는 것이다.

상기 제2 롤러브러쉬(101)의 수성세제 청소도중에 창유리로부터 흐르는 수성세제는 폐용액회수장치(206')를 통하여 회수되어 메인관(131')으로 이송되는 폐수성세제를 순환펌프(132')의 구동에 의해 필터(133')를 통과시켜 다시 수성세제탱크(134')로 순환시키게 된다. 또한, 수성세제 청소가 완료된 후에는 전술한 바와 마찬가지로, 밸브개폐장치가 차단되어 더 이상의 수성세제가 분사되지 않도록 한다.

상기 제2 롤러 브러쉬(101)에 의한 수성세제 청소후, 외부의 제어신호가 밸브개폐장치에 인가되면 상기 밸브개폐장치가 개폐되어 세척수 노즐관(35a')을 개방하게 된다. 이에따라 물탱크(134'')로부터 물이 제2 롤러브러쉬(101)의 상부에 위치된 세척수 분사노즐(34'')을 통하여 창유리에 분사되어 수성세제를 제거하게 된다.

또한, 상기 세척수 분사와 동시에 에어 분사노즐(34''')을 통하여 공기가 송풍됨으로써 바로 창유리의 물기를 건조시키게 되는 것이다.

한편, 상기 폐용액회수장치(206)로 회수되는 용액 이외에 창유리에 분사도중 분사압에 의해 외부로 튀기는 용액들은 유닛박스(201)의 전면 가장자리에 설치된 브러쉬모(181)에 의해 차단되며, 또한 상기 유닛박스(201)의 가장자리에 설치된 에어덕트(182)로부터 지속적으로 공기가 브러쉬모(181)를 향하여 송풍됨으로써 물기의 외부로 배출되지 않고 유닛박스측으로만 유입되게 된다. 이에따라 상기 창유리의 청소도중에 물기가 튀겨 외부로 배출되는 사례는 충분히 방지될 수 있다.

상기와 같은 일련의 과정, 즉 화학용액- 수성세제- 세척수- 건조과정을 통하여 창유리 및 창유리 측벽면을 신뢰적으로 청소하게 되며, 또한 각각의 용액이 분사후 창유리를 통하여 흘러내리는 것을 회수하고 여과하여 다시 사용할 수 있도록 함으로써 외부로부터 별도의 용액공급장치가 필요없게 되며 용액소비량도 절감할 수 있게 된다.

상기 청소과정중에서 건물의 1층 밑에는 가이드레일이 통상적으로 설치되어 있지 않으며, 이 경우에는 전술한 벽면흡착장치(210)를 이용하여 벽면에 하우징(200)을 고정시킨후 전술한 일련의 과정으로 창유리를 청소하게 된다.

즉, 하우징(200)의 양측면에 설치된 상기 벽면흡착장치(210)는 먼저, 상기 벽면에 흡착판(165)이 위치함에 따라 궤도레일(163)로부터 멀어진 진공호스(166)를 통하여 벽면과 흡착판(165) 사이의 공기를 빨아들여 진공을 수행하는 것이며, 이와 동시에 공압실린더(167)가 길이를 신장시킴으로써 흡착판(165')을 벽면에 밀착시키게 되는 것이다. 반대로, 상기 유닛박스(201)가 한쪽 창유리의 청소를 완료한 후에 상승할 때에는 상기 흡착판(165)에 연결되어 진공을 흡인했던 진공호스(166)가 궤도레일(163)로부터 가깝게 되어 진공을 진공호스(166) 밖으로 배출시킬려고 하는 힘이 작용되어 진공력이 제거되는 것이며, 이와 동시에 상기 공압실린더(167)가 길이를 수축시킴으로써 상기 흡착판(165)의 이탈을 도와주게 된다.

한편, 상기 하우징(200)의 상면에는 플랫포옴(209)이 설치되어 있어 작업자가 하우징(200)의 상면에서 유지보수를 적절하게 수행하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환과 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 청소유닛이 자동제어에 의해 이루어짐으로써 종래의 작업인부에 의존하던 빌딩청소를 신뢰적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 화학용액, 수성세제, 세척수 및 건조과정을 하나의 유닛내에서 수행함으로써 신속하고 신뢰성있게 고층빌딩의 창유리 및 벽면을 청소할 수 있는 효과가 있다.

Claims (36)

1. 3단으로 분할되게 형성된 유닛박스;

   상기 유닛박스의 하부에 내장되며 창유리에 접촉한 상태에서 화학용액을 분사하여 1차 초벌청소를 수행하는 화학용액 청소수단;

   상기 화학용액 청소수단의 상부에 설치되며 1차 초벌청소가 완료된 창유리에 수성세제를 분사하여 2차 세제청소를 수행하는 수성세제 청소수단;

   상기 수성세제 청소수단의 상부에 설치되며 창유리에 묻은 세제를 제거하여 마무리청소를 수행하는 물세척수단;

   상기 물세척수단의 상부에 설치되어 창유리에 잔재하는 물기를 제거하는 건조수단;

   상기 화학용액 청소수단, 수성세제청소수단 및 물청소수단의 하부에 각각 설치되어 창유리로부터 흘러내린 용액을 받아 회수하는 제1 내지 제3 용액회수수단;

   상기 화학용액 청소수단, 수성세제청소수단 및 물세척수단의 후단부에 각각 설치되어 용액을 공급하는 제1 내지 제3 용액공급수단; 및

   상기 화학용액 청소수단, 수성세제청소수단 및 물청소수단과, 제1 내지 제3 용액회수수단 각각의 후단면에 전후진 이동가능하게 설치되어 그들이 창유리에 밀착되도록 신축구동하는 전후진 구동수단

   을 포함하는 건물 벽면 및 창유리 청소로봇.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유닛박스를 내장하여 지지하는 하우징;

   상기 하우징의 후면에 소정 간격을 두고 수직으로 설치되어 신축구동하는 제1 실린더;

   상기 제1 실린더의 하단부에 설치되어 그의 신축운동에 따라 연동하여 바닥면에 안착하기 위한 지지부재; 및

   상기 하우징의 전면 양측에 설치되어 건물의 벽면에 형성된 가이드레일의 안내에 따라 승강이동하며 폭조절이 가능한 승강수단

   을 더 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
3. 제 2 항에 있어서.

   상기 승강수단은

   상기 하우징의 전면부 상하단에 길이방향으로 구비된 고정브라켓;

   상기 고정브라켓의 내부에 설치되며 그 후면에 길이방향으로 홈이 형성된 가이드레일;

   상기 가이드레일을 따라 좌우이동하는 롤러;

   상기 롤러를 가이드레일에 고정하기 위한 롤러장착수단;

   상기 롤러장착수단에 연결되며 상기 가이드레일을 따라 상기 롤러에 좌우 이동력을 제공하는 롤러구동수단

   을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 롤러 장착수단은

   상기 가이드레일의 내측에 끼워져 슬라이딩 구동하는 롤러지지부재 및 상기 롤러지지부재에 결합되며 그 일면에 다수의 롤러를 부착하기 위한 롤러브라켓을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 롤러 구동수단은

   그 일단이 상기 롤러지지부재의 후면 양측에 설치되며, 그 타단은 상기 가이드레일의 홈 외부로 이탈된 제1 및 제2 고정구; 및

   상기 가이드 레일의 홈 상하부에 각각 설치되며 그 일단부에 상기 제1 및 제2 고정구가 고정되어 좌우 신축구동하면서 상기 제1 및 제2 고정구를 밀고 당겨 롤러지지부재를 좌우 이동시키기 위한 제1 및 제2 롤러구동 실린더

   를 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 하우징의 양측면에 설치되며 진공흡착력에 의해 벽면에 위치고정시키기 위한 벽면흡착수단; 및

   상기 하우징의 후면 중간 프레임에 길이방향으로 설치되어 상기 벽면흡착장치를 소정각도만큼 회동시키기 위한 제2 실린더

   를 더 포함하는 건물 벽면 및 창유리 청소로봇.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 벽면흡착수단은

   상기 하우징의 상하이동에 따라 회동가능한 회동중심축;

   상기 회동중심축의 양측단에 끼워지는 휘일;

   상기 양측 휘일의 지지축에 걸쳐지되 상기 지지축의 직경보다 작은 폭을 가지고 연결된 궤도레일;

   상기 양측 휘일의 외주면에 걸쳐지며 그 중앙부면에 방사방향 등간격으로 흡착판이 다수 설치된 흡착판벨트;

   상기 흡착판과 궤도레일을 연결하되, 상기 궤도레일 반경의 변화에 따라 상기 흡착판에 진공력을 제공하는 진공호스; 및

   상기 회동중심축에 직교방향으로 장착되며 상기 흡착판을 벽면에 밀착시키거나 벽면에 부착된 흡착판을 이탈시키도록 신축작용하는 제3 실린더

   를 포함하는 건물 벽면 및 창유리 청소로봇.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 3단 유닛박스의 양측단을 소정 각도만큼 회동시키기 위한 회동수단을

   더 포함하되,

   상기 회동수단은

   상기 유닛박스의 상,하부에 장착되며 제1 내지 제3 지지프레임으로 분할된 상부 및 하부 프레임;

   제1 클램프를 매개로 상기 상, 하부 프레임의 제2 지지프레임 상면에 길이방향으로 각각 설치된 제4 실린더;

   상기 상부프레임의 제1 및 제3 지지프레임 일단부에 설치되며 상기 제4 실린더의 신축구동에 따라 밀려지도록 하여 제1 및 제3 지지프레임을 제2 지지프레임으로부터 소정 길이만큼 이격시키기 위한 고정편;

   모터, 감속기 및 베벨기어의 조합으로 이루어져 상기 상부프레임의 제1 및 제3 지지프레임상에 설치되며 그들을 90°회동시키기 위한 회동어셈블리; 및

   상기 하부프레임의 양측 제1 및 제3 지지프레임을 관통하여 설치되며 그의 회동을 원활히 해 주기 위한 베어링박스를 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 화학용액 청소수단은

   창유리면에 그 전면이 접촉하여 회전하면서 문지르도록 나팔형상으로 모가 심어진 나팔 브러쉬;

   상기 나팔 브러쉬의 상부에 설치되어 그에 의해 문질러진 창유리를 재차 문지르며, 3단으로 분할된 롤링형상의 제1 롤러브러쉬;

   상기 나팔 브러쉬의 축에 연결되어 그에 회전동력을 제공하는 제1 동력제공수단;

   상기 제1 롤러브러쉬의 양측면에 걸쳐져 그에 회전동력을 이동하는 제2 동력제공수단;

   상기 나팔브러쉬의 하부에 설치되어 상기 용액공급수단으로부터 제공된 용액을 창유리면에 분사하는 제1 분사수단

   을 포함하는 건물 벽면 및 창유리 청소로봇.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 수성세제 청소수단은

    창유리면에 그 외주면이 접촉하여 회전하면서 문지르며, 3단으로 분할된 제2 롤러브러쉬;

    상기 제2 롤러브러쉬의 축에 연결되어 그에 회전동력을 제공하는 제3 동력제공수단; 및

    상기 제2 롤러브러쉬의 하부에 설치되어 상기 용액공급수단으로부터 제공된 수성세제를 창유리면에 분사하는 제2 분사수단

    을 포함하는 건물 벽면 및 창유리 청소로봇.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 제1 동력제공수단은

    틀체로 형성되어 유닛박스에 고정되는 제1 지지프레임;

    상기 제1 지지프레임에 지지되며 외부로부터 인가되는 전원에 의해 회전력을 제공하는 제1 모터;

    상기 제1 모터의 축에 설치된 베벨원동기어;

    상기 베벨원동기어와 치합되는 베벨종동기어;

    상기 제1 지지프레임을 가로질러 장착되며 그 일측에 상기 베벨종동기어를 끼워 지지하는 메인축;

    상기 메인축의 타측에 끼워진 중간구동편; 및

    상기 메인축과 연동하는 중간구동편의 회전력을 나팔브러쉬 전체에 전달하는 제1 동력전달수단

    을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제1 동력전달수단은

    상기 나팔브러쉬에 구비된 다수의 축에 각각 끼워지는 다수의 스프로켓; 및

    상기 다수의 스프로켓을 연결하는 체인벨트를 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 제2 및 제3 브러쉬는

    3개로 분할된 원통부의 형상을 가지되, 분할된 원통부 각각의 양측단 모서리부가 소정 경사각도로 모따기 처리되어 있으며, 외주면 및 모따기면에 모가 심어진 구조로 설치된 제1 내지 제3 전면브러시;

    상기 제1 및 제3 전면브러쉬의 일측면에 결합되며 그 외주면과 측면에 걸쳐 모가 심어져 창유리의 측면을 닦기 위한 측면브러쉬; 및

    상기 제1 내지 제3 전면 브러쉬의 회전중심기능을 수행하는 브러쉬축을 포함하되,

    상기 제1 및 제3 전면 브러쉬의 홈을 이루는 바깥측 외주면에 결합돌기가 구비되고, 상기 결합돌기에 대응하는 측면브러쉬의 외주면에 고정홀이 형성되어 서로 끼워맞춤결합을 이루며,

    상기 제2 전면 브러쉬는 소정개수로 분할되되, 상기 분할면에는 톱니가 형성되어 서로 치합되는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 제2 및 제3 브러쉬는 그의 외주면에 심어진 모가 연성의 천으로 이루어진 건물벽면 및 창유리 청소장치.
15. 제 13 항에 있어서,

    상기 제2 및 제3 동력제공수단은

    상기 유닛박스에 고정되며 소정 틀체로 짜여진 제3 지지프레임;

    상기 제3 지지프레임의 일측에 지지되며 외부로부터 전원을 전달받아 회전력을 제공하는 제2 모터;

    그 일측은 상기 제1 내지 제3 전면브러쉬 각각의 경계위치의 브러쉬축에 장착되며 그 타측은 상기 제2 모터의 축에 타측이 장착되어 제2 모터의 회전력을 브러쉬축에 전달하는 제2 동력전달수단

    을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
16. 제 13 항에 있어서,

    상기 제2 동력전달수단은

    상기 브러쉬축에 설치된 제1 스프로켓;

    상기 지지프레임의 중앙부에 설치된 중간축;

    상기 중간축에 끼워진 제2 스프로켓;

    상기 제2 모터의 축에 끼워진 제3 스프로켓; 및

    상기 제1 스프로켓과 제2 스프로켓 및 제2 스프로켓과 제3 스프로켓을 각각 연결하는 체인벨트를 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
17. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 분사수단은

    유닛박스의 양측단부에 설치되며 그 일측에 수직방향으로 다수의 관통홀이 형성된 측판;

    상기 측판의 관통홀에 끼워지며 그 외주면에 등간격으로 홈이 형성된 지지바;

    상기 지지바에 소정 등간격으로 설치되며, 그 중앙부에 노즐구멍이 형성된 노즐고정판;

    상기 노즐고정판의 노즐구멍에 체결되는 분사노즐; 및

    상기 분사노즐과 상기 용액공급수단간을 연결하여 용액을 공급하는 노즐관을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.
18. 제 1 항에 있어서,

    상기 물세척수단은

    유닛박스의 양측단부에 설치되며 그 일측에 수직방향으로 다수의 관통홀이 형성된 측판;

    상기 측판의 관통홀에 끼워지며 그 외주면에 등간격으로 홈이 형성된 지지바;

    상기 지지바에 소정 등간격으로 설치되며, 그 중앙부에 노즐구멍이 형성된 노즐고정판;

    상기 노즐고정판의 노즐구멍에 체결되는 분사노즐; 및

    상기 분사노즐과 상기 용액공급수단간을 연결하여 세척수를 공급하는 노즐관을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.
19. 제 1 항에 있어서,

    상기 건조수단은

    유닛박스의 양측단부에 설치되며 그 일측에 수직방향으로 다수의 관통홀이 형성된 측판;

    상기 측판의 관통홀에 끼워지며 그 외주면에 등간격으로 홈이 형성된 지지바;

    상기 지지바에 소정 등간격으로 설치되며, 그 중앙부에 노즐구멍이 형성된 노즐고정판;

    상기 노즐고정판의 노즐구멍에 체결되는 분사노즐; 및

    상기 분사노즐과 상기 용액공급수단간을 연결하여 외부로부터 제공되는 공기를 공급하는 에어노즐관을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.
20. 제 17 항에 있어서,

    상기 용액노즐관에 직교방향으로 관통되게 설치되어 90°방향회전에 따라 용액노즐관의 통로를 개폐시키는 노즐관 개폐수단을 더 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 노즐관 개폐수단은

    상기 노즐관의 소정위치에 설치되며 그와 연통할 수 있는 통과홀이 형성되되 상기 통과홀에 직교방향으로 소정크기의 홈이 형성된 4개의 밸브지지체;

    상기 4개의 밸브지지체의 각 홈에 끼워지며 그 일측부에 상기 통과홀과 연통하기 위한 홀이 형성되어 밸브지지체의 통과홀을 개폐시키는 밸브;

    상기 밸브의 헤드부에 끼워져 그에 90°방향 회전력을 제공하는 종동기어;

    상기 종동기어에 치합되는 4개의 중간기어;

    상기 4개의 중간기어를 연결하여 지지하는 기어축;

    상기 중간기어에 치합되는 원동기어; 및

    90°방향 내에서 상기 원동기어에 정,역회전력을 제공하는 모터

    를 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
22. 제 18 항 또는 제 19항에 있어서,

    상기 세척수 노즐관 및 에어노즐관에 직교방향으로 관통되게 설치되어 90°방향회전에 따라 상기 세척후 노즐관 및 에어노즐관의 통로를 개폐시키는 노즐관 개폐수단을 더 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.
23. 23. 제 22 항에 있어서,

    상기 노즐관 개폐수단은

    상기 노즐관의 소정위치에 설치되며 그와 연통할 수 있는 통과홀이 형성되되 상기 통과홀에 직교방향으로 소정크기의 홈이 형성된 4개의 밸브지지체;

    상기 4개의 밸브지지체의 각 홈에 끼워지며 그 일측부에 상기 통과홀과 연통하기 위한 홀이 형성되어 밸브지지체의 통과홀을 개폐시키는 밸브;

    상기 밸브의 헤드부에 끼워져 그에 90°방향 회전력을 제공하는 종동기어;

    상기 종동기어에 치합되는 4개의 중간기어;

    상기 4개의 중간기어를 연결하여 지지하는 기어축;

    상기 중간기어에 치합되는 원동기어; 및

    90°방향 내에서 상기 원동기어에 정,역회전력을 제공하는 모터

    를 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
24. 제 1 항에 있어서,

    상기 폐용액회수수단은

    상기 제2 지지프레임의 양측단부에 설치된 측판;

    상기 측판에 의해 지지되며 일측은 차단되고 타측이 수평방향으로 개방된 2단 구조의 트레이;

    상기 트레이의 중간 및 하단 구획판의 단부에 설치되며 그 일단이 창유리면에 밀착되어 흘러내린 수성세제나 화학용액을 회수하기 위한 용액받이판;

    상기 트레이에 용약받이판을 결합시키는 결합수단;

    상기 트레이의 하단 구획판 저면에 설치되어 상기 용액받이판으로부터 유입되는 폐용액을 집수하는 집수판; 및

    상기 각 집수판의 저부에 설치된 다수의 호스니플 및 상기 호스니플에 연결되어 폐용액을 용액저장장치로 송출하기 위한 다수의 연결관

    을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
25. 제 24 항에 있어서,

    상기 결합수단은

    상기 용액받이판의 일단부에 형성되어 트레이의 중간 및 하부구획판에 끼워지기 위한 홈; 및 상기 홈과 중간 및 하부구획판을 관통시켜 고정하는 고정핀을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
26. 제 1 항에 있어서,

    상기 용액저장장치는

    상기 폐용액회수장치의 연결관을 통하여 모여진 폐용액을 이송하는 메인관;

    상기 메인관의 소정위치에 연결되어 그로부터 이송된 용액을 흡인하여 순환시키기 위한 순환펌프;

    상기 순환펌프에 연결되어 그로부터 이송되는 폐용액을 재사용이 가능하도록 여과하는 필터; 및

    상기 필터를 통해 여과된 용액을 초기 용액과 함께 저장하는 용액저장탱크

    를 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
27. 제 1 항에 있어서,

    상기 유닛박스의 상면에 작업자의 탑승공간을 확보하기 위해 조립가능하게 설치된 플랫포옴을 더 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
28. 제 27 항에 있어서,

    상기 플랫포옴은

    상기 유닛박스의 상면 사각부에 소정길이만큼 직립되게 돌출된 중공바;

    상기 중공바에 내장되며 그 상부에 관통된 홈이 형성된 기준축;

    상기 기준축의 홈을 수평방향으로 관통하는 힌지핀;

    상기 힌지핀에 끼워져 접고 펼수 있도록 회동되는 돌기가 그 일단부에 형성되며 그 타측은 다단으로 신축되는 난간대; 및

    상기 기준축의 외주면에 장착되어 상기 난간대를 접을 경우에는 신장되었다가 상기 기준축에 난간대를 직립시킬 경우에는 상기 중공바의 내측으로 기준축을 당겨 복원시키는 압축스프링

    을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소로봇.
29. 제 1 항에 있어서,

    상기 유닛박스의 전면측 가장자리에 설치되어 클리닝도중에 창유리로부터 용액이 유닛박스 외부로 튀는 것을 차단하기 위한 브러쉬모; 및

    상기 브러쉬모 바깥측의 유닛박스 가장자리면에 설치되어 상기 브러쉬모에 의해 차단된 용액이 외부로 이탈하는 것을 차단하기 위해 상기 브러쉬모에 송풍력을 제공하는 에어덕트를 더 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.
30. 제 13 항에 있어서,

    상기 전후진 구동수단은

    상기 화학용액 청소수단, 수성세제청소수단 및 물청소수단과, 제1 내지 제3 용액회수수단 각각에 구비된 지지프레임의 후단 양측부에서 연장되는 연장부재;

    그 양단이 상기 양측 연장부재상에 고정되며 그 중앙부가 힌지를 매개로 연결된 2절링크의 조합으로 이루어져 신축가능하게 구동하는 토글기구;

    상기 토글기구의 선단부에 위치된 힌지와 상기 지지프레임간을 고정하는 고정편;

    상기 토글기구의 후단 일측에 부착된 안내부재;

    상기 토글기구의 타측단에 부착되며 상기 안내부재에 삽입되는 쪽으로 슬라이딩 운동하면서 상기 토글기구를 신축구동시키기 위한 슬라이드 바아;

    상기 유닛박스에 고정되어 슬라이드 바아에 구동력을 제공하는 제5 실린더

    를 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.
31. 제 17 항에 있어서,

    상기 다수의 노즐고정판 후면에 설치되어 그의 위치를 지지바의 홈간격만큼 이동시켜 분사노즐의 용액분사위치를 조절하기 위한 간격조절수단을 더 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.
32. 제 31 항에 있어서,

    상기 간격조절수단은

    지렛대의 원리로 상하이동하면서 지지바의 홈에 수납되는 위치결정수단;

    상기 위치결정수단에 상하운동력을 제공하는 상하운동력 제공수단;

    상기 노즐고정판을 지지바의 홈 간격만큼 좌우로 이동시키는 노즐판이송수단

    을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.
33. 제 32 항에 있어서,

    상기 위치결정수단은

    상기 노즐고정판의 양측 소정위치에 형성된 홀 각각의 내측으로 소정부분만큼 돌출되도록 설치된 제1 및 제2 완충돌기;

    상기 제1 및 제2 완충돌기에 탄성력을 제공하는 제1 스프링;

    상기 제1 및 제2 완충돌기에 그 일단부가 각각 결합되는 2절링크 형태의 제1 및 제2 레버;

    상기 제1 및 제2 레버와 연결되며 그 일단부가 상기 지지바의 홈에 걸려 위치고정하는 걸림바아;

    상기 걸림바아에 상기 제1 및 제2 돌기의 운동력을 전달하기 위하여 상기 제1 및 제2 레버의 일단부를 중첩시켜 걸림바아에 고정하는 걸림바아 고정핀; 및

    상기 걸림바아의 하부에 장착되어 탄성력을 제공하는 제2 스프링

    을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.
34. 제 32 항 또는 제 33 항에 있어서,

    상기 상하운동력 제공수단은

    정역회전이 가능한 제3 모터;

    상기 제3 모터의 회전력을 감속시키는 제1 감속기;

    상기 제1 감속기로부터 제공되는 회전력에 의해 편심구동하는 캠;

    그 일측에 상기 캠이 내장되며 그 타측에는 상기 노즐고정판의 양측 홀로 인입되면서 완충돌기를 밀어 끼워지는 돌기가 구비되어 상기 캠의 편심량만큼 직진이동하는 이송암; 및

    상기 이송암을 지지하는 지지판

    을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.
35. 제 32 항 또는 제 33 항에 있어서,

    상기 노즐판 이송수단은

    상기 제3 모터의 상부에 설치되며 정역회전이 가능한 제4 모터;

    상기 제4 모터의 축에 설치되어 수평방향 회전력을 수직방향 회전력으로 변화시키는 베벨기어;

    상기 베벨기어의 축에 설치되어 수직방향 회전력을 감속시키는 제2 감속기;

    상기 제2 감속기의 축에 설치된 피니언과,

    상기 피니언에 치합하는 랙기어가 구비된 가이드바아; 및

    상기 지지판의 상부에 놓여져 가이드바아의 상기 랙기어에 의해 이동되는 레일판

    을 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.
36. 제 1 항에 있어서,

    상기 화학용액 청소수단, 수성세제청소수단, 물청소수단, 제1 내지 제3 용액회수수단, 제1 내지 제3 용액공급수단 및 전후진 구동수단의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 건물벽면 및 창유리 청소장치.