KR20130138953A - 유리창 청소 장치 및 그의 제어방법 - Google Patents

유리창 청소 장치 및 그의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 유리창 청소 장치는, 유리창을 기준으로 서로 반대편에 위치되는 제 1 청소유닛 및 제 2 청소유닛을 포함하고, 상기 제 1 청소유닛 또는 제 2 청소유닛 중 어느 하나는, 상기 유리창에 접촉될 수 있으며, 상기 제 1 청소유닛 또는 제 2 청소유닛의 주행 시의 상하 방향의 슬립을 감지하는 슬립 감지부; 주행이 가능하도록 하기 위한 바퀴부재; 상기 바퀴부재를 구동하기 위한 구동부; 및 상기 슬립 감지부의 슬립 여부에 기초하여 상기 구동부를 제어하기 위한 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 유리창 청소 장치의 제어 방법은, 유리창 청소 장치가 설정된 경로를 따라 주행하는 단계; 상기 유리창 청소 장치의 주행 중, 슬립 센서에서 슬립이 감지되었는지 여부를 판단하는 단계; 및 슬립이 감지된 경우, 상기 유리창 청소 장치의 자세를 교정하는 단계를 포함한다.

Description

유리창 청소 장치 및 그의 제어방법{Window cleaning apparatus and method for controlling the same}
본 발명은 유리창을 청소하는 장치 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 건물의 벽면에 설치되는 유리창은 외부의 먼지, 공해 등의 영향으로 쉽게 오염되어 미관을 해치거나 채광성이 떨어지기 쉽다. 따라서 근래에는 유리창과 같이 지면에 대하여 경사지게 또는 수직하게 배치되는 청소면을 자동으로 청소할 수 있는 자동 청소기가 제안되고 있다.
이하 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 유리창 청소 장치의 구동을 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 유리창 청소 장치의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 유리창 청소 장치는, 유리창(5) 외부에 부착되는 제 1 청소유닛(미도시) 및 상기 유리창(5) 내부에 부착되는 제 2 청소유닛(20)을 포함한다.
상기 제 2 청소유닛(20)은, 복수의 제 1 청소부재(21, 22)와 복수의 제 2 청소부재(23, 24)를 포함할 수 있다. 상기 각 제 1 청소부재(21, 22)의 내측에 상기 각 제 2 청소부재(23, 24)가 위치될 수 있다. 즉, 상기 복수의 제 1 청소부재(21, 22) 사이에 상기 복수의 제 2 청소부재(23, 24)가 위치될 수 있다. 또한 상기 복수의 제 1 청소부재(21, 22)와 상기 복수의 제 2 청소부재(23, 24)는 나란하게 배치될 수 있다.
도 1과 같이 유리창 청소 장치가 청소 시작 위치로 이동한 후에는, 상기 유리창 청소 장치는 일정한 패턴으로 주행하면서 청소를 수행한다. 예시적으로, 상기 유리창 청소 장치는 청소 시작 위치에서 우측으로 수평 이동한다. 상기 유리창 청소 장치가 우측으로 이동하여 정지한 후에는 상기 유리창 청소 장치는 좌측으로 이동하게 된다. 이 때, 상기 유리창 청소 장치는 좌측으로 수평 이동하지 않고, 도 1에 도시된 바와 같이 좌측으로 일정 각도 하향 경사지게 이동하게 된다. 그 이유는 유리창의 전체 영역을 청소할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 유리창 청소 장치에는 각도 센서가 구비되어, 설정된 경사 각도를 유지하면서 주행하게 된다.
그런데, 종래의 유리창 청소 장치에 의하면, 상기 유리창 청소 장치가 실제로 주행할 때 상기 유리창 청소 장치의 슬립으로 인하여, 상기 유리창 청소 장치가 결정된 주행 경로를 이탈하게 되는 문제점이 있었다.
상기 종래의 유리창 청소 장치의 경우, 슬립이 발생하는 것을 감지할 수 없었기 때문에, 주행 경로를 이탈한 것을 감지하지 못하였다. 따라서, 설정된 주행 경로에서 벗어난 주행 경로를 따라 유리창 청소 장치가 주행하게 되므로, 청소면 중에서 미청소 영역이 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 유리창의 미청소 발생 부분을 최소화하는 유리창 청소 장치 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 유리창 청소 장치는, 유리창을 기준으로 서로 반대편에 위치되는 제 1 청소유닛 및 제 2 청소유닛을 포함하고, 상기 제 1 청소유닛 또는 제 2 청소유닛 중 어느 하나는, 상기 유리창에 접촉될 수 있으며, 상기 제 1 청소유닛 또는 제 2 청소유닛의 주행 시의 상하 방향의 슬립을 감지하는 슬립 감지부; 주행이 가능하도록 하기 위한 바퀴부재; 상기 바퀴부재를 구동하기 위한 구동부; 및 상기 슬립 감지부의 슬립 여부에 기초하여 상기 구동부를 제어하기 위한 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 유리창 청소 장치의 제어 방법은, 유리창 청소 장치가 설정된 경로를 따라 주행하는 단계; 상기 유리창 청소 장치의 주행 중, 슬립 센서에서 슬립이 감지되었는지 여부를 판단하는 단계; 및 슬립이 감지된 경우, 상기 유리창 청소 장치의 자세를 교정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유리창 청소 장치의 일측에 슬립 감지부를 구비하여 상기 유리창 청소 장치의 주행시 슬립이 발생하는 것을 감지할 수 있다. 또한 슬립 발생시, 상기 유리창 청소 장치의 주행 경로를 보정하여 유리창 전면을 빠짐없이 청소할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 유리창 청소 장치의 동작 과정을 보여주는 도면
도 2는 본 발명에 따른 유리창 청소 장치가 청소면에 부착된 상태를 보여주는 도면
도 3은 본 발명에 따른 유리창 청소 장치의 블록도
도 4는 본 발명에 따른 슬립 감지부의 사시도
도 5는 본 발명에 따른 슬립 감지부의 개념도
도 6은 본 발명에 따른 슬립센서의 신호 감지를 도시한 설명도
도 7은 본 발명에 따른 유리창 청소 장치의 주행 과정을 설명하는 흐름도
도 8은 본 발명에 따른 유리창 청소 장치의 주행을 보정하는 과정을 도시한 도면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이하, 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 실시예의 기술적 범위를 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 유리창 청소 장치가 청소면에 부착된 상태를 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 유리창 청소 장치의 블록도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 유리창 청소 장치는, 제 1 청소유닛(100)과 제 2 청소유닛(200)을 포함한다. 상기 제 1 청소유닛(100)은 일 예로 건물 내측에서 유리창(300)의 일면에 위치하고, 상기 제 2 청소유닛(200)은 건물 외측에서 유리창(300)의 타면에 위치할 수 있다. 따라서 상기 제 1 청소유닛(100)은 내부 모듈로써 주행을 담당하고, 상기 제 2 청소유닛(200)은 외부 모듈로써 청소를 담당한다.
다만, 상기 제 1 및 제 2 청소유닛(100, 200)의 위치가 위의 예에 한정되지 않고, 상기 제 1 청소유닛이 건물 외측에 위치하고 제 2 청소유닛이 건물 내측에 위치되는 것도 가능하다. 또한 상기 제 1 청소유닛(100)이 청소를 담당하는 것도 가능하고 주행과 청소를 모두 담당하는 것도 가능하다.
상기 제 1 청소유닛(100)이 유리창(300)의 일면에 접촉한 상태에서 상기 제 2 청소유닛(200)이 상기 유리창(300)의 타면에 접촉되면, 상기 제 1 청소유닛(100)과 상기 제 2 청소유닛(200)은 상기 제 1 및 제 2 청소유닛(100, 200) 내부에 위치하는 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈(미도시) 사이의 자력에 의해서 위치가 고정될 수 있다.
상기 제 1 청소유닛(100)은, 이동을 담당하는 복수의 바퀴부재(111) 및 사용자가 용이하게 상기 제 1 청소유닛(100)을 취급할 수 있는 손잡이(120)를 포함한다.
또한 상기 제 1 청소유닛(100)은, 제어부(160)와, 복수의 바퀴부재(111)를 구동시키기 위한 구동부(110)와, 유리창 청소 장치의 주행 시의 각도를 감지하기 위한 기울기 센서(161)와, 창틀 사이의 거리를 측정하는 엔코더(162) 및 유리창 청소 장치의 슬립 여부를 감지하기 위한 슬립 감지부(150: 도 4 참조)를 더 포함할 수 있다.
상기 구동부(110)는 다수개로 구비될 수 있고, 각각의 구동부(110)는 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서 상기 각 구동부(110)의 회전 속도를 조절하여 상기 제 1 청소유닛(100)의 전후 이동 및 좌우 회전이 가능하게 된다.
상기 슬립 감지부(150: 도 4 참조)는 슬립 센서(180)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 청소유닛(100, 200)이 유리창(300)을 사이에 두고 대응되는 위치에 부착된 후, 상기 기울기 센서(161)에서 감지된 각도를 이용하여 상기 제1 및 제 2 청소유닛(100, 200)이 청소를 수행한다.
또한 유리창 청소가 수행되는 도중에 슬립센서(180)가 슬립을 감지하면, 상기 제어부(160)는 상기 제 1 및 제 2 청소유닛(100, 200)의 주행 경로를 보정하여, 상기 제 1 및 제 2 청소유닛(100, 200)이 설정된 주행 경로로 복귀하도록 한다.
이하 상기 슬립 감지부(150: 도 4 참조)에 대해 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 슬립 감지부의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 슬립 감지부의 개념도이다. 또한 도 6은 본 발명에 따른 슬립센서의 신호 감지를 도시한 설명도이다.
먼저 도 4 및 도 5를 참조하면, 유리창(300) 일측에 부착되는 제 1 청소유닛(100)은, 내부를 형성하는 본체(170) 및 상기 본체(170)의 일측에 위치하고 슬립 발생 여부를 감지하는 슬립 감지부(150)를 포함한다.
상기 슬립 감지부(150)는, 유리창의 일측과 접촉하는 회전부재(151), 상기 회전부재(151)와 접촉하고 회전 가능하게 구성되는 회전축(153), 상기 회전축(153)의 일측과 연결되고 다수의 슬롯(183) 포함하는 회전 디스크(152), 상기 회전부재(151)의 위치가 유지되도록 하기 위한 아이들러(155) 및 상기 아이들러(155)와 연결되어 상기 회전부재(151)의 외측을 감싸는 커버(154)를 포함한다.
상기 회전부재(151)는 구 모양으로 형성될 수 있고, 상기 회전축(153)은 원기둥 모양으로 형성될 수 있으며 상기 회전 디스크(152)는 원판으로 형성될 수 있다. 다만 상기 회전부재(151), 회전축(153) 및 회전 디스크(152)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 회전 디스크(152)의 일 구성요소인 슬롯(183)은 상기 회전 디스크(152)의 최외측에 위치할 수 있다. 또한 상기 아이들러(155)는 상기 회전부재(151)와 접촉하여 위치할 수도 있고 이격되게 위치할 수도 있다.
슬립 센서(180)는 상기 회전 디스크(152)의 일측에 배치되어 빛을 조사하는 발광센서(181)와, 상기 회전 디스크(152)의 타측에 배치되어 빛을 수광하기 위한 수광센서(182)를 포함한다.
상기 제어부(160)는, 상기 수광센서(182)에서 출력된 신호에 기초하여 유리창 청소 장치의 슬립 여부를 판단한다.
이하 도면을 참조하여 상기 슬립 감지부(150)의 동작 과정을 설명한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제 1 청소유닛(100)의 제어부(160)는 유리창 청소 장치의 주행 경로에 관한 정보를 저장하고, 상기 제어부(160)에 저장된 주행 경로를 따라 유리창 청소가 수행된다. 다만, 청소 수행 중 제 1 청소유닛(100)이 정상 주행 경로를 벗어나서 상하 방향의 슬립이 발생하면, 상기 슬립에 의해 회전부재(151)도 상하 방향으로 회전하게 된다. 상기 회전부재(151)의 외측은 회전축(153)과 접촉하고 있으므로, 상기 회전부재(151)의 회전에 따라 상기 회전축(153)도 회전하게 된다. 상기 회전축(153)의 회전 방향은 상기 회전부재(151)의 회전 방향과 반대 방향이 된다. 상기 회전축(153)의 일측은 회전 디스크(152)와 연결되어 있다. 따라서 상기 회전축(153)의 회전에 따라 상기 회전 디스크(152)도 회전하게 된다. 상기 회전 디스크(152)의 회전 방향은 상기 회전축(153)의 회전 방향과 같은 방향이 된다.
상기 회전 디스크(152)가 미회전되는 상태에서는, 상기 수광센서(182)에서 온 신호가 출력되거나 오프 신호가 출력될 수 있다. 예시적으로 상기 수광센서(182)가 상기 발광센서(181)에서 조사된 빛을 수광하는 경우, 온 신호가 출력될 수 있다.
그리고, 상기 회전 디스크(152)가 미회전되는 상태에서, 상기 발광센서(181)의 빛이 상기 슬릿(183)을 통하여 상기 수광센서(182)로 조사되는 것으로 가정한다.
그러면, 도 6과 같이 상기 유리창 청소 장치가 슬립되지 않은 경우에는 상기 수광센서(182)에서 온 신호가 출력된다. 반면, 상기 유리창 청소 장치가 슬립되는 경우, 상기 회전 디스크(152)가 회전되기 때문에, 상기 수광센서(182)에서 오프 신호와 온 신호가 교번하여 출력될 수 있다.
상기 제어부(160)는, 일정 시간(t1) 동안 신호의 변화가 일정 횟수 이상이면, 슬립이 발생하였다고 판단할 수 있다. 이 때, 신호의 변화는 온 신호에서 오프 신호로 변환되는 것과, 오프 신호에서 온 신호로 변환되는 것을 포함한다.
이하에서는 유리창 청소 수행시 발생하는 슬립을 보정하는 과정을 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 유리창 청소 장치의 주행 과정을 설명하는 흐름도이고, 도 8은 본 발명에 따른 유리창 청소 장치의 주행을 보정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 유리창(300) 일측에 제 1 청소유닛(100)을 부착하고 상기 유리창(300) 타측에 제 2 청소유닛(200)을 부착하여 유리창(300) 청소가 수행된다(S100).
상기 청소유닛은 설정된 각도를 유지하면서 청소를 한다. 예시적으로 수평 방향을 기준으로 θ1 만큼 경사지는 방향으로 상기 청소유닛이 주행한다. 이 때, 상기 청소유닛의 주행 시 상기 기울기 센서(161)에서는 상기 청소유닛의 현재 경사 각도가 감지되고, 감지된 각도에 기초하여 상기 청소유닛이 주행한다.
상기 제어부(160)는, 청소가 수행되는 도중에 슬립 감지부(150)에서 슬립이 감지되는지 여부를 판단한다(S200). 상술한 바와 같이, 상기 제어부(160)는, 일정 시간(t1) 동안 신호의 변화가 일정 횟수 이상이면, 슬립이 발생하였다고 판단한다.
단계 S200에서, 상기 제어부(160)가 슬립이 발생하였다고 판단하면, 상기 제어부(160)는 상기 유리창 청소 장치가 설정된 주행 경로로 복귀하도록 상기 유리창 청소 장치를 제어한다.
구체적으로, 상기 유리창 청소 장치가 정상 주행 경로(A)를 따라 이동할 때의 수평 방향을 기준으로 θ1 크기의 각도를 유지하면서 이동하게 된다.
상기 유리창 청소 장치의 주행 중 슬립이 발생하게 되면, 상기 유리창 청소 장치는 수평 방향을 기준으로 θ2 크기의 각도를 가지는 이탈 경로(B) 상에 위치하게 된다.
그러면, 상기 제어부(160)는 슬립을 감지하게 된다. 상기 제어부(160)는 상기 유리창 청소 장치가 보정 경로(C)를 따라 이동하도록 제어한다. 상기 제 1 청소유닛(100)의 정상 주행 방향은 수평 방향을 기준으로 θ1 크기의 각도를 형성하며 이동해야 하므로 상기 제 1 청소유닛(100)은 θ2-θ1 크기의 각도만큼 상 방향으로 이동해야 한다.
따라서 도 8을 기준으로 상기 제 1 청소유닛(100)의 상측에 위치되는 제 1 바퀴부재와, 상기 제 1 청소유닛(100)의 하측에 위치되는 제 2 바퀴부재의 속도를 서로 다르게 제어하여야 한다. 구체적으로, 상기 제 2 바퀴부재의 속도를 상기 제 1 바퀴부재의 속도보다 더 크게 제어하여 상기 제 1 청소유닛(100)을 θ2-θ1 크기의 각도만큼 상 방향으로 이동시킨다. 이 때, 제 1 청소유닛(100)이 상 방향으로 이동하는 거리는, 상기 신호 변화의 횟수에 기초하여 결정된다.
상기 보정 경로(C)를 따라 이동한 후에는, 상기 제 1 청소유닛(100)은 기울기 센서(161)에서 감지되는 값이 θ1이 되도록 자세를 교정한다. 즉, 상기 제어부(160)는 기울기 센서(161)에서 감지되는 값이 설정된 각도가 되도록 상기 구동부(110)를 제어한다.
그리고, 최종적으로, 제 1 청소유닛(100)이 정상 주행 경로(A)를 따라 이동하면서 청소를 수행한다.
본 발명에 따르면 슬립 감지부(150)가 유리창 청소 장치의 슬립을 감지할 수 있으므로, 상기 유리창 청소 장치의 경로를 제어할 수 있게 되어, 유리창에서 미청소 영역이 발생하는 것이 방지될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 제 1 청소유닛 200: 제 2 청소유닛

Claims (9)

  1. 유리창을 기준으로 서로 반대편에 위치되는 제 1 청소유닛 및 제 2 청소유닛을 포함하고,
    상기 제 1 청소유닛 또는 제 2 청소유닛 중 어느 하나는,
    상기 유리창에 접촉될 수 있으며, 상기 제 1 청소유닛 또는 제 2 청소유닛의 주행 시의 상하 방향의 슬립을 감지하는 슬립 감지부;
    주행이 가능하도록 하기 위한 바퀴부재;
    상기 바퀴부재를 구동하기 위한 구동부; 및
    상기 슬립 감지부의 슬립 여부에 기초하여 상기 구동부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 유리창 청소 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬립 감지부는,
    유리창의 일측과 접촉하는 회전부재, 상기 회전부재와 접촉하고 회전 가능하게 구성되는 회전축, 상기 회전축의 일측과 연결되는 회전 디스크 및 상기 회전 디스크의 회전을 감지하는 슬립센서를 포함하는 유리창 청소 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 디스크에는,
    다수의 슬롯이 일정 간격으로 형성되는 유리창 청소 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬립센서는, 상기 회전 디스크의 일측에 위치하는 발광센서와, 상기 회전 디스크의 타측에 위치하는 수광센서를 포함하는 유리창 청소 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    주행 시 기울기를 감지하기 위한 기울기 센서를 더 포함하고,
    상기 슬립 센서에서 슬립이 감지되면, 상기 제어부는 상기 제 1 청소유닛 또는 제 2 청소유닛이 상 방향으로 이동하도록 상기 구동부를 제어하는 유리창 청소 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 청소유닛 또는 제 2 청소유닛이 상 방향으로 이동한 후에, 상기 제어부는 상기 기울기 센서에서 감지된 각도가 설정 각도가 되도록 상기 구동부의 작동을 제어하는 유리창 청소 장치.
  7. 유리창 청소 장치가 설정된 경로를 따라 주행하는 단계;
    상기 유리창 청소 장치의 주행 중, 슬립 센서에서 슬립이 감지되었는지 여부를 판단하는 단계; 및
    슬립이 감지된 경우, 상기 유리창 청소 장치의 자세를 교정하는 단계를 포함하는 유리창 청소 장치의 제어방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    설정된 경로를 따라 주행하는 단계에서는, 기울기 센서에서 감지되는 각도가 일정 각도를 유지하도록 상기 유리창 청소 장치가 주행하는 유리창 청소 장치의 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    자세를 교정하는 단계에서는, 상기 기울기 센서에서 감지된 각도를 참조하여, 제 1 청소유닛 또는 제 2 청소유닛의 일측에 구비되는 각각의 바퀴부재의 속도를 다르게 제어하는 유리창 청소 장치의 제어방법.
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