KR20150117026A - 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 고층 건물의 외벽 창문틀에 형성되는 커트롤(롤러가 이동되는 가이드레일을 말함)을 따라 좌우방향 또는 상하방향으로 이동되는 스키징(squeezing)부 의해 건물 외벽의 유리를 세척할 수 있도록 한 것으로,
본 발명의 일 실시예에 의한 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치는,
건물 외벽의 창문틀에 좌우방향으로 형성되는 제1가이드레일을 따라 이동시 제1스키징에 의해 외벽 유리를 좌우방향으로 세척하는 수평이동로봇과, 상기 창문틀에 상하방향으로 형성되는 제2가이드레일을 따라 이동시 제2스키징에 의해 외벽 유리를 상하방향으로 세척하고, 상기 수평이동로봇이 승,하차되는 수직이동로봇으로 이루어지는 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치에 적용되고,
상기 수직이동로봇의 하부 임의의 위치에 장착되는 구동모터;
상기 구동모터에 연결되어 Y축방향으로 회전되는 볼스크류;
상기 볼스크류에 일단이 이동가능하게 결합되고, 상기 볼스크류 회전시 상하방향으로 임의의 거리만큼 이동되는 연결편;
상기 연결편의 타단에 형성되고, 상기 수평이동로봇의 하부롤러가 수용 또는 이탈되는 하부 가이드레일; 및
상기 수직이동로봇에 형성되는 가이드와 상기 가이드에 슬라이딩이동가능하게 결합되고 상기 하부 가이드레일이 장착되는 슬라이더로 이루어지고, 상기 볼스크류의 회전에 의해 상하방향으로 임의의 거리만큼 이동되는 상기 하부 가이드레일을 지지하는 엘엠가이드;를 구비하여,
상기 수평이동로봇이 상기 제1가이드레일의 일단에서 상기 수직이동로봇에 승,하차할 수 있도록, 상기 수평이동로봇의 상부롤러가 수용 또는 이탈되는 상부 가이드레일을 기준으로 상기 하부 가이드레일을 상하방향으로 임의의 거리만큼 신축조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치를 제공한다.

Description

벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치{variable docking device of robot of wall maintenance}

본 발명은 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치에 관한 것으로, 특히 고층 건물의 외벽 창문틀에 형성되는 커트롤(롤러가 이동되는 가이드레일을 말함)을 따라 좌우방향 또는 상하방향으로 이동되는 스키징(squeezing)부에 의해 건물외벽 유리를 세척할 수 있도록 한 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치에 관한 것이다.

일반적으로, 최근 건물의 대형화로 고층 빌딩과 같은 건물은 고층화되어 가고 있는 실정이며, 상기 고층 빌딩의 외벽을 상당히 많은 유리로 창문이 설치되어 있다. 이와 같은 고층 빌딩이나 건물의 유리 외벽을 청소할 때 종래에는 청소 인력이 빌딩 옥상에 설치된 지지 마스트에 연결된 지탱로프에 매달려 작업을 하거나, 곤돌라 케이지(Cage)에 탑승하여 유리 외벽 창문을 수작업으로 청소하게 되므로 작업 위험성과 효율적인 면에서 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 인력에 의해 유리 외벽을 직접 청소하는 경우, 산업재해와 같은 위험성이 커지는 이유로 인하여 청소인력의 감소를 초래하였다. 이와 같은 인력에 의한 건물외벽의 유리를 청소하는 위험성과 문제점을 해결하기 위해 다양한 유리 세정장치가 제안되었다.

즉, 건물외벽의 유리 창문틀에 좌우방향으로 형성되는 가이드레일을 따라 이동되는 수평이동로봇(유리 세척용 스키징, 세척수 공급용 노즐 등이 구비됨) 및 유리 창문틀에 상하방향으로 형성되는 가이드레일을 따라 이동되고, 상기 수평이동로봇이 승하차되는 수직이동로봇(유리 세척용 스키징, 세척수 공급용 노즐 등이 구비됨)의 스키징부를 이용한 유리 세척장치가 사용되었으나, 시공회사마다 건물 외벽의 상하방향의 가이드레일에 편차가 발생되었다. 이로 인해 상하방향으로 이동되는 수직이동로봇에 좌우방향으로 이동되는 수평이동로봇을 용이하게 승,하차시킬 수 없어 유리 외벽을 세척하는 실용성 및 효율성이 떨어지는 단점을 갖는 실정이다.

대한민국특허출원 10-2012-7962호에 건물 유리 외벽 자동 세정장치가 개시되어 있다.

본 발명의 실시예는, 좌우방향 또는 상하방향으로 이동되는 스키징부에 의해 고층 건물의 외벽 유리를 세척할 경우, 건물 외벽의 상하방향의 커트롤에 편차가 발생되는 경우에도 수직이동로봇의 상하방향 커트롤의 센터링을 가변 조정할 수 있도록 한 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치와 관련된다.

본 발명의 실시예는, 건물 외벽의 유리 창문틀의 커트롤에 편차가 발생되는 경우에도 수평이동로봇을, 이를 상하방향으로 이동시키는 수직이동로봇에 용이하게 승,하차시킬 수 있도록 한 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치와 관련된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치는,

건물 외벽의 창문틀에 좌우방향으로 형성되는 제1가이드레일을 따라 이동시 제1스키징에 의해 외벽 유리를 좌우방향으로 세척하는 수평이동로봇과, 상기 창문틀에 상하방향으로 형성되는 제2가이드레일을 따라 이동시 제2스키징에 의해 외벽 유리를 상하방향으로 세척하고, 상기 수평이동로봇이 승,하차되는 수직이동로봇으로 이루어지는 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치에 적용되고,

상기 수직이동로봇의 하부 임의의 위치에 장착되는 구동모터;

상기 구동모터에 연결되어 Y축방향으로 회전되는 볼스크류;

상기 볼스크류에 일단이 이동가능하게 결합되고, 상기 볼스크류 회전시 상하방향으로 임의의 거리만큼 이동되는 연결편;

상기 연결편의 타단에 형성되고, 상기 수평이동로봇의 하부롤러가 수용 또는 이탈되는 하부 가이드레일; 및

상기 수직이동로봇에 형성되는 가이드와 상기 가이드에 슬라이딩이동가능하게 결합되고 상기 하부 가이드레일이 장착되는 슬라이더로 이루어지고, 상기 볼스크류의 회전에 의해 상하방향으로 임의의 거리만큼 이동되는 상기 하부 가이드레일을 지지하는 엘엠가이드;를 구비하여,

상기 수평이동로봇이 상기 제1가이드레일의 일단에서 상기 수직이동로봇에 승,하차할 수 있도록, 상기 수평이동로봇의 상부롤러가 수용 또는 이탈되는 상부 가이드레일을 기준으로 상기 하부 가이드레일을 상하방향으로 임의의 거리만큼 신축조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치를 제공한다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예는 아래와 같은 이점을 갖는다.

좌우방향 또는 상하방향으로 이동되는 스키징부 의해 고층 건물의 외벽 유리를 세척할 경우, 건물 외벽의 상하방향의 커트롤에 편차가 발생되는 경우에도 수직이동로봇의 상하방향 커트롤의 센터링을 가변 조정함에 따라, 수평이동로봇을 수직이동로봇에 대해 용이하게 승,하차시킬 수 있어 신뢰성 및 조작성을 향상시킬 수 있다.

또한, 건물 외벽의 유리 창문틀의 커트롤에 편차가 발생되는 경우에도 수평이동로봇을, 이를 상하방향으로 이동시키는 수직이동로봇에 용이하게 승,하차시킴에 따라 건물 외벽의 유리를 세척하는 실용성 및 작업성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치의 요부발췌도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치의 사용상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치는,

건물 외벽의 창문틀(10)에 좌우방향으로 형성되는 제1가이드레일(20)을 따라 이동시 제1스키징(30)에 의해 외벽 유리(G)를 좌우방향으로 세척하는 수평이동로봇(40)과, 상기 창문틀(10)에 상하방향으로 형성되는 제2가이드레일(50)을 따라 이동시 제2스키징(60)에 의해 외벽 유리(G)를 상하방향으로 세척하고, 상기 수평이동로봇(40)이 승,하차되는 수직이동로봇(70)으로 이루어지는 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치에 적용되고,

상기 수직이동로봇(70)의 하부 임의의 위치에 장착되는 구동모터(80);

상기 구동모터(80)에 축연결되는 제1기어(90)(일 예로서 베벨기어가 사용됨) 및 상기 제1기어(90)와 치합되는 제2기어(일 예로서 베벨기어가 사용됨)(100);

상기 제2기어(100)에 연결되어 Y축방향으로 회전되는 볼스크류(110);

상기 볼스크류(110)에 일단이 이동가능하게 결합되고, 상기 볼스크류(110) 회전시 상하방향으로 임의의 거리만큼 이동되는 연결편(120);

상기 연결편(120)의 타단에 형성되고, 상기 수평이동로봇(40)의 하부롤러(40a)가 수용 또는 이탈되는 하부 가이드레일(130); 및

상기 수직이동로봇(70)에 형성되는 가이드(140)와, 상기 가이드(140)에 슬라이딩이동가능하게 결합되고 상기 하부 가이드레일(130)이 장착되는 슬라이더(150)로 이루어지고, 상기 볼스크류(110)의 회전에 의해 상하방향으로 임의의 거리만큼 이동되는 상기 하부 가이드레일(130)을 지지하는 엘엠가이드(LM GUIDE)(160);를 구비하여,

상기 수평이동로봇(40)이 상기 제1가이드레일(20)의 일단에서 상기 수직이동로봇(70)에 승,하차할 수 있도록, 상기 수평이동로봇(40)의 상부롤러(40b)가 수용 또는 이탈되는 상부 가이드레일(170)을 기준으로 상기 하부 가이드레일(130)을 상하방향으로 임의의 거리만큼 신축조정할 수 있다.

도면중 미 설명부호 70a 및 70b는 상기 제2가이드레일(50)을 따라 이동되어 수직이동로봇(70)을 승강시키는 하부롤러 및 상부롤러이고, 180은 상기 수평이동로봇(40)이 상기 수직이동로봇(70)에 도킹할 수 있는 위치에 이동됨을 검출하고, 검출신호를 상기 구동모터(80)의 구동부에 전송하는 센서(일 예로서 근접센서가 사용될 수 있음)이며, 190은 상기 수직이동로봇(70)을 윈치드럼(미 도시됨)에 권선되는 와이어(w)에 의해 승강시키는 윈치(winch)이다.

이하에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치의 사용예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에서와 같이, 건물 외벽의 상기 창문틀(10)에 좌우방향으로 형성된 제1가이드레일(20)을 따라 이동되는 상부롤러(40b) 및 하부롤러(40a)에 의해 상기 수평이동로봇(40)을 좌우방향으로 이동시킬 수 있다. 이로 인해 상기 수평이동로봇(40)에 장착된 제1스키징(30) 및 노즐(미 도시된 세척수 공급용 노즐을 말함)에 의해 외벽 유리(G)를 좌우방향으로 세척할 수 있다.

또한, 상기 창문틀(10)에 상하방향으로 형성된 제2가이드레일(50)을 따라 이동되는 상부롤러(70b) 및 하부롤러(70a)에 의해 상기 수직이동로봇(70)을 상하방향으로 이동시킬 수 있다. 이로 인해 상기 수직이동로봇(70)에 장착된 제2스키징(60) 및 노즐(미 도시된 세척수 공급용 노즐을 말함)에 의해 외벽 유리(G)를 좌우방향으로 세척할 수 있다. 이때 좌우방향으로 이동되는 수평이동로봇(40)의 제1스키징(30) 및 상하방향으로 이동되는 수직이동로봇(70)의 제2스키징(60)에 의해 외벽 유리(G)를 세척하는 구성은, 당해분야에서 사용되는 기술내용이므로 이들의 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 창문틀(10)에 형성된 제1가이드레일(20)의 상하방향의 간격은 건물의 시공회사마다 편차를 갖게 된다. 이때 본 발명의 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치에 의해 이들 편차를 용이하게 보정할 수 있게 된다.

이를 상세하게 설명하면, 도 3의 도면상 상부에 위치하는 상기 제1가이드레일(20)과 제1가이드레일(20) 사이의 중심간격(C1)과, 도 3의 도면상 하부에 위치하는 상기 제1가이드레일(20)과 제1가이드레일(20) 사이의 중심간격(C2)이 상이한 경우, 상기 수평이동로봇(40)의 하부롤러(40a)는 탄성부재에 의해 탄설됨에 따라(하부롤러(40a)를 상하방향으로 임의의 거리만큼 유동시킬 수 있도록 지지함), 상기 수평이동로봇(40)은 제1가이드레일(20)을 따라 좌우방향으로 이동될 수 있다.

한편, 도 3의 도면상 하부에 위치하는 상기 제1가이드레일(20)과 제1가이드레일(20) 사이의 중심간격(C2)이, 상기 수직이동로봇(70)의 상부가이드레일(170)과 하부가이드레일(130) 사이의 중심간격(C3)보다 큰 경우(C2 〉C3), 상기 수평이동로봇(40)은 상기 수직이동로봇(70)에 도킹할 수 없게 된다.

이때, 상기 수직이동로봇(70)의 상부 가이드레일(170)과 상기 창문틀(10)에 형성된 제1가이드레일(20)의 상호 중심은, 상기 윈치(190) 구동에 의해 상기 수직이동로봇(70)을 상기 제2가이드레일(50)을 따라 임의의 거리만큼 승강시켜 일치시킬 수 있다.

따라서, 상기 구동모터(80)의 구동에 의한 회전력이 치합된 상기 제1,2기어(90,100)를 통해 상기 볼스크류(110)를 회전시킨다. 상기 볼스크류(110)의 회전시, 볼스크류(110)의 회전방향에 따라 상승 또는 하강되는 연결편(120)에 의해 상기 하부 가이드레일(130)을 상승 또는 하강시킨다. 이때 상기 하부 가이드레일(130)은 상기 엘엠가이드(160)에 의해 상방향 또는 하방향으로 임의의 거리만큼 슬라이딩이동된다.

일 예로서, 상기 구동모터(80)의 구동에 의해 상기 하부 가이드레일(130)을 임의의 거리만큼 하강시킴에 따라, 상기 제1가이드레일(20)과 제1가이드레일(20) 사이의 중심간격(C2)과, 상기 수직이동로봇(70)의 상부가이드레일(170)과 하부가이드레일(130) 사이의 중심간격(C3)을 일치시킬 수 있다(즉 C2 = C3). 이때 상기 수직이동로봇(70)의 하부 가이드레일(130)의 중심과, 상기 제1가이드레일(20)의 중심이 일치될 경우, 이를 상기 센서(180)에 의해 검출하고, 검출신호는 상기 구동모터(80)의 구동부에 전송되므로 구동모터(80)의 구동을 정지시키게 된다.

이로 인해, 상기 제1가이드레일(20)을 따라 좌우방향으로 이동되는 수평이동로봇(40)은 상기 수직이동로봇(70)의 하부 가이드레일(130)을 따라 계속하여 이동되므로, 상기 수평이동로봇(40)이 수직이동로봇(70)에 탑승할 수 있게 된다.

이로 인해, 상기 윈치(190)의 구동에 의해 상기 수직이동로봇(70)을 다음 세척작업구간으로 이동시켜 외벽유리(G)를 세척할 수 있게 된다.

10; 창문틀
20; 제1가이드레일
30; 제1스키징
40; 수평이동로봇
50; 제2가이드레일
60; 제2스키징
70; 수직이동로봇
80; 구동모터
90; 제1기어
100; 제2기어
110; 볼스크류
120; 연결편
130; 하부 가이드레일
140; 가이드
150; 슬라이더
160; 엘엠가이드
170; 상부 가이드레일
180; 센서

Claims (1)

1. 건물 외벽의 창문틀에 좌우방향으로 형성되는 제1가이드레일을 따라 이동시 제1스키징에 의해 외벽 유리를 좌우방향으로 세척하는 수평이동로봇과, 상기 건물 외벽의 창문틀에 상하방향으로 형성되는 제2가이드레일을 따라 이동시 제2스키징에 의해 외벽 유리를 상하방향으로 세척하고, 상기 수평이동로봇이 승,하차되는 수직이동로봇으로 이루어지는 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치에 적용되고,
   상기 수직이동로봇의 하부 임의의 위치에 장착되는 구동모터;
   상기 구동모터에 연결되어 Y축방향으로 회전되는 볼스크류;
   상기 볼스크류에 일단이 이동가능하게 결합되고, 상기 볼스크류 회전시 상하방향으로 임의의 거리만큼 이동되는 연결편;
   상기 연결편의 타단에 형성되고, 상기 수평이동로봇의 하부롤러가 수용 또는 이탈되는 하부 가이드레일; 및
   상기 수직이동로봇에 형성되는 가이드와 상기 가이드에 슬라이딩이동가능하게 결합되고 상기 하부 가이드레일이 장착되는 슬라이더로 이루어지고, 상기 볼스크류의 회전에 의해 상하방향으로 임의의 거리만큼 이동되는 상기 하부 가이드레일을 지지하는 엘엠가이드;를 구비하여,
   상기 수평이동로봇이 상기 제1가이드레일의 일단에서 상기 수직이동로봇에 승,하차할 수 있도록, 상기 수평이동로봇의 상부롤러가 수용 또는 이탈되는 상부 가이드레일을 기준으로 상기 하부 가이드레일을 상하방향으로 임의의 거리만큼 신축조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 벽면 유지관리 로봇의 가변 도킹장치.

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