KR20060032078A - 공압 동력을 이용한 수영장 청소로봇 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수영장 청소로봇에 있어서, 특히 전기와 공압을 활용하되 전기는 로봇의 운용 및 자세제어에 활용하고, 공압은 오염물질을 제거하는데 활용토록 하여 감전사고 예방 및 운용의 편리함을 제공토록 하는 것을 특징으로 하는 공압 동력을 이용한 수영장 청소로봇 장치에 관한 것으로,

내부에 공간부를 갖는 본체와; 상기 본체의 양 사이드에 설치되어 본체를 운반하고 방향을 선회하기 위한 무한궤도와; 상기 본체의 내측에 위치하며 무한궤도의 축과 연결되어 무한궤도에 구동력을 제공하는 모터 드라이브와; 상기 본체의 중앙에 위치하며 공압을 제공받아 자유회전하며, 이물질이 포함된 수영장 물을 펌핑하여 상부로 이동시키는 공압모터와; 상기 공압모터의 외주연에 일정간격을 두고 설치되어 이물질이 포함된 수영장 물이 공압모터로 흡입되는 도중에 이물질을 제거하는 필터와; 상기 필터와 공압모터를 지지하며, 수영장의 물이 흡입되는 통로를 갖는 하부패널과; 상기 모터 드라이브에 케이블을 통하여 전기를 공급하는 전기 제어장치와; 상기 공압모터에 호스를 통하여 공압을 제공하는 에어 컴프레셔를 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.

공압, 동력, 수영장, 청소로봇

Description

공압 동력을 이용한 수영장 청소로봇 장치{A Swimming Pool Cleaning Bobot Using Air Compressor}

도 1은 본 발명의 전체 구성도.

도 2는 본 발명의 공압모터 상세 구성도.

도 3은 본 발명의 외관 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 전원 컨트롤러 20: 에어 컴퓨레셔

30: 연결호스 40: 연결 케이블

50: 케이싱용 호스 60: 무선 통신장치

70: 커플러 100: 청소용 로봇

100a: 청소용 로봇 케이스 110: 무한궤도

120: 모터 드라이브 130: 공압모터

140: 센서 150: 필터

160: 필터 케이스 200: 하부 패널

210: 공압 모터 브라켓

본 발명은 공압 동력을 이용한 수영장 청소로봇에 관한 것으로, 특히 전기와 공압을 활용하되 전기는 로봇의 운용 및 자세제어에 활용하고, 공압은 오염물질을 제거하는데 활용토록 하여 감전사고 예방 및 운용의 편리함을 제공토록 하는 것을 특징으로 하는 공압 동력을 이용한 수영장 청소로봇 장치에 관한 것이다.

일반적으로 원격제어에 의하여 가동되는 청소용 로봇은, 청소용 흡진장치 및 구동장치가 설치되어 있다.

이러한 청소용 로봇으로는 집안을 돌아다니며 자동으로 청소하는 가정용 로봇과 수영장을 돌아다니며 청소하는 수영장용 로봇으로 구분된다.

상기 수영장 청소로봇은, 일반 가정용 청소로봇이 지면에서 움직이는 것과는 달리 수중에서 움직이면서 수중에 포함된 각종 이물질을 걸러내는 장치를 포함하고 있다.

그리고, 적외선 광센서가 수용장 로봇 하우징의 사방에 구비되어 장애물 특히 수영장 내벽에 대한 감지구조를 갖춤으로써, 이동하다가 장애물과 만나게 되면 이를 감지하고 이동경로를 다시 설정하여 다른 방향으로 이동경로를 수정하게 된다.

여기서, 수영장 청소로봇의 감지구조는 적외선 광센서 및 상기 센서에 연결되어 감지신호를 기초로 구동장치(구동모터)를 제어하는 제어장치 등으로 구성된다.

또한, 상기 수영장 청소로봇의 흡진장치는 내부에 전기모터를 설치하여 이루어지는 것으로, 상기 전기모터를 회동시켜 외부의 물이 청소로봇의 내부를 통과하도록 하고, 상기 내부에 필터를 장착하여 물이 통과되면서 수중에 포함된 이물질이 제거되도록 한다.

한편, 수영장 청소로봇의 흡진장치로 이용되는 전기모터는 물을 순환시키는 역할을 하게되므로 고전압 고전류가 사용되어 감전사고의 발생위험이 높은 문제점이 있다.

또한, 상기와 같이 전기모터를 사용할 경우 무게가 크게 증가하여 들고 이동하기가 적합하지 않은 문제점이 있다.

즉, 상기와 같은 이유로 청소용 로봇의 무게가 대폭 증가되고 감전의 위험이 노출되어 있어 수영장 청소 로봇의 운용자는 숙련된 작업자이어야만 하고 또한 청소용 로봇을 이동하기 위해서는 건장한 신체적 조건을 구비하여야만 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 흡진장치로서 공압모터를 적용하여 수영장 청소로봇에 저전압 저전류만을 이용하여 구동이 가능토록 하고, 동시에 로봇의 무게를 대폭 낮추도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 내부에 공간부를 갖는 본체와; 상기 본체의 양 사이드에 설치되어 본체를 운반하고 방향을 선회하기 위한 무한궤도와; 상기 본체의 내측에 위치 하며 무한궤도의 축과 연결되어 무한궤도에 구동력을 제공하는 모터 드라이브와; 상기 본체의 중앙에 위치하며 공압을 제공받아 자유회전하며, 이물질이 포함된 수영장 물을 펌핑하여 상부로 이동시키는 공압모터와; 상기 공압모터의 외주연에 일정간격을 두고 설치되어 이물질이 포함된 수영장 물이 공압모터로 흡입되는 도중에 이물질을 제거하는 필터와; 상기 필터와 공압모터를 지지하며, 수영장의 물이 흡입되는 통로를 갖는 하부패널과; 상기 모터 드라이브에 케이블을 통하여 전기를 공급하는 전기 제어장치와; 상기 공압모터에 호스를 통하여 공압을 제공하는 에어 컴프레셔를 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 상기 케이블과 호스는 케이싱용 호스에 장착되는 것이 특징이다.

또한, 상기 본체 내부에는 별도의 공간부를 갖는 케이스를 구비하고, 상기 케이스는 호스 입력측과 병렬 연결되며, 상기 호스 입력측에는 3웨이 밸브를 설치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 공압 동력을 이용한 수영장 청소로봇 장치.

또한, 상기 모터 드라이브와 구동 제어신호를 무선 데이터 송수신 신호로서 제공받아 동작토록 무선통신장치를 더 구비하는 것이 특징이다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명은 구성도로서, 도시한 바와 같이 본 발명은 크게 전원 컨트롤러(10)와, 에어 컴프레셔(20)와, 연결호스(30)와, 궤도(110)와 모터 드라이브(120) 및 공압모터(130)를 갖는 수영장 로봇(100)으로 이루어진다.

상기 전원 컨트롤러(10)는 수영장 로봇(100)에 공급되는 AC 220V의 전원을 컨트롤하여 수영장 로봇(100)의 궤도(110)를 작동하는 모터 드라이브(120)에 전원을 공급토록 하는 역할을 한다.

또한, 에어 컴프레셔(20)는 수영장 로봇(100)의 공압모터(130)에 에어를 공급하여 수영장 로봇(100)이 수영장내에 존재하는 이물질을 걸러내도록 하는 역할을 한다.

상기 연결호스(30)는 에어 컴퓨레셔(20)로 부터 제공되는 에어를 수영장 로봇(100)으로 이송시키는 역할을 하고, 아울러 공압모터(130)로부터 에어를 회수토록 하여 공압모터(130)의 회전이 지속되도록 하는 역할을 한다.

또한, 상기 연결호스(30)와 전원공급용 케이블(40)은 케이싱용 호스(50)를 통과되도록 하여 별도의 라인을 확보하지 않고도 연결호스(30) 및 케이블(40)이 케이싱용 호스(50)에 장착되어 정리되도록 하였다.

상기에서 미설명부호 70은 커플러로서 청소용 로봇(100)의 움직임에 따라 케이블이 꼬이지 않도록 전기적 도체로 연결하는 수단이다.

상기 수영장 로봇(100)은 크게 본체(100a)와, 상기 본체(100a)의 양 사이드에 설치되는 무한궤도(110)와, 상기 무한궤도(110)의 움직임 및 속도를 제어하는 모터 드라이브(120)와, 상기 본체(100a)의 하우징 일단에 설치되어 외부 장애물을 감지하는 센서(140)와, 상기 본체(100a)의 중앙에 설치되어 외부의 물을 순환시키는 공압모터(130)와, 상기 공압모터(130)의 외주연에 일정간격을 두고 설치되어 이물질을 거르는 필터(150)를 포함하여 이루어진다.

상기 본체(100a)는 합성수지제로 재작되고, 내부에 각종 장치를 설치할 공간부를 갖는 육면체 형태를 이루며, 테두리의 일정한 지점마다 센서(140)가 설치되어 외부 장애물과의 거리가 적절한 시점에 이르게 되면 방향을 틀도록 하여 본체(100a)의 파손을 방지할 수 있도록 한다.

상기 본체(100a)의 양 사이드에 장착되는 궤도(110)는 탱크등에 설치되는 것과 같은 무한궤도로서 접착지점을 이탈하지 않고 원하는 지점을 이동할 수 있도록 한다.

본 발명에서 수영장 로봇(100)의 이송수단으로서 궤도(110)를 사용하는 이유는 상기 수영장 로봇(100)은 물속을 운행해야 하기 때문에 바닥면과 접착되는 면적을 높여야 미끄러지지 않으면서 원하는 방향으로 움직일 수 있기 때문이다.

상기 궤도(110)를 움직이는 수단으로는 전기 모터 드리이브(120)를 사용하는바, 상기 전기 모터 드라이브(120)는 전원 콘트롤러에 의해서 전원을 공급받아 움 직이며, 유선은 물론 무선통신 장치(60)에 의한 송수신 신호에 의하여 움직임을 제어할 수 있다.

특히, 전기로 궤도(110)를 제어하는 이유는 속도 및 방향선회에 있어서 빠른 제어메커니즘을 갖도록 하기 위함이다.

상기에서 궤도(110)를 이용하여 방향을 선회하는 제어 작동은 일측 궤도를 정지한 상태에서 다른 궤도(110)를 움직이는 방법등으로 가능하며, 이러한 방향선회 제어방법은 궤도를 이용한 기계등에서 널리 사용되는 방법이다.

또한, 본 발명에 적용되는 센서(140)는 적외선 광센서를 활용하는바, 상기 적외선 광센서는 청소용 로봇의 전방으로 빛을 출사하고 되돌아오는 광량의 변화에 따라 장애물을 감지하는 것으로, 적외선 광센서의 출력에 따라서 궤도의 방향을 선회하도록 하여 장애물로부터 청소용 로봇을 보호토록 한다.

또한, 상술한 바와 같이 본 발명의 본체(100a) 내부에는 브라켓(210)을 지지 연결매체로 하여 공압 모터(130)가 장착되고, 상기 공압 모터(130)의 외주연에는 일정간격을 두고 필터(150) 및 필터 케이스(160)가 장착되는바, 상기 공압 모터에(130)는 호스(30)의 입력측(30a)과 출력측(30b)이 각각 결합되어, 상기 입력측(30a)으로부터 제공되는 공기가 공압 모터(130)의 내부 임펠러(도시하지 않음)를 회전시키고 출력측으로 빠져나가면서 축을 회전시키는 구조이며, 상기 축의 끝단에는 프로펠러(131)가 설치되어 있어서, 상기 프로펠러(131)가 회전하면서 하단부에 진공압을 형성시켜 하단부의 물을 상단부로 이송시키게 된다.

본 발명은 본체(100a)의 하단부에 이물질이 포함된 수영장의 물을 흡입하는 공간부를 갖는 패널(200)이 존재하고, 상기 패널(200)의 상부에 필터 케이스(160)와 필터(150)및 모터(130)가 각각 장착되어, 수영장의 물은 패널(200)의 공간부(a)와, 필터(150)와 필터 케이스(160) 사이 공간부(b)와, 필터(150)를 통과하여 모터(130) 주변으로 모인후에 상기 모터(130)의 상부에 설치된 프로펠러(150)의 상부로 빠져나가게 되며, 이때 상기 필터(150)에 이물질이 모아져 수영장 물속에 존재하는 각종 오염물질을 모두 제거할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 별도의 공압모터의 사이드에 별도의 공간부를 갖는 케이스를 별도로 장착하고, 상기 케이스에 공압을 제공하여 내부에 공기가 차도록 하여 청소용 로봇을 물위로 띄울 수도 있는바, 이를 위해서 입력측 호스에 3웨이 밸브를 장착하여 이물질을 제거할 경우에는 공압모터 내부의 임펠러로 공압을 제공하고, 청소용 로봇을 물위로 띄울 경우에는 케이스에 공기를 주입하여 청소용 로봇의 무게를 저감시켜 물위로 로봇을 이동시킬 수 있다.

결국, 본 발명은 오염물질 제거를 공압모터로서 해결하고, 궤도 운전을 전기모터로서 해결하는 이원화된 구조를 갖도록 하여, 비교적 전기공급이 최소화되는 궤도운전에만 전기를 공급토록 함으로써 전기감전사고를 미연에 예방하고, 궤도의 방향선회 및 속도를 최적화할 수 있는 장점을 제공한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 수영장 청소로봇에 공압모터 및 전기모터를 설치하여, 공압모터로서 이물질을 제거하고, 전기모터로서 궤도를 움직이도록 하여, 전기적 제어에 따른 신속한 청소로봇의 이동이 가능함은 물론 실제로 수영장내의 오염물질을 제거하는 역할을 하는 오염물질 제거수단으로서 전기를 사용하지 않은 공압모터를 사용함으로서 감전사고를 예방할 수 있게 된다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (4)

1. 내부에 공간부를 갖는 본체와;

   상기 본체의 양 사이드에 설치되어 본체를 운반하고 방향을 선회하기 위한 무한궤도와;

   상기 본체의 내측에 위치하며 무한궤도의 축과 연결되어 무한궤도에 구동력을 제공하는 모터 드라이브와;

   상기 본체의 중앙에 위치하며 공압을 제공받아 자유회전하며, 이물질이 포함된 수영장 물을 펌핑하여 상부로 이동시키는 공압모터와;

   상기 공압모터의 외주연에 일정간격을 두고 설치되어 이물질이 포함된 수영장 물이 공압모터로 흡입되는 도중에 이물질을 제거하는 필터와;

   상기 필터와 공압모터를 지지하며, 수영장의 물이 흡입되는 통로를 갖는 하부패널과;

   상기 모터 드라이브에 케이블을 통하여 전기를 공급하는 전기 제어장치와;

   상기 공압모터에 호스를 통하여 공압을 제공하는 에어 컴프레셔를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공압 동력을 이용한 수영장 청소로봇 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이블과 호스는 케이싱용 호스에 장착되는 것을 특징으로 하는 공압 동력을 이용한 수영장 청소로봇 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 본체 내부에는 별도의 공간부를 갖는 케이스를 구비하고, 상기 케이스는 호스 입력측과 병렬 연결되며, 상기 호스 입력측에는 3웨이 밸브를 설치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 공압 동력을 이용한 수영장 청소로봇 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 모터 드라이브와 구동 제어신호를 무선 데이터 송수신 신호로서 제공받아 동작토록 무선통신장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 공압 동력을 이용한 수영장 청소로봇 장치.

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