KR20160090712A - 청소 로봇 - Google Patents

Abstract

건물의 외측벽 유리창을 청소하는 청소로봇이 개시되며, 상기 청소로봇은 건물에 설치된 유리창프레임에 결합 가능한 하우징; 상기 하우징의 내측에 위치하고, 유리창을 청소하는 세척부를 포함하는 본체; 및 상기 청소로봇을 상기 유리창 프레임을 따라 상하방향으로 이동시키는 로봇구동부를 포함하되, 상기 청소로봇은 유리창 프레임에 형성된 돌출부를 따라 이동한다.

Description

청소 로봇{CLEANING ROBOT}

본원은 청소로봇에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 벽면에 설치된 유리창은 외부의 먼지, 공해 등의 영향으로 쉽게 오염되어 미관을 해치거나 채광성이 떨어지기 쉽다. 따라서, 건물의 외벽에 설치되는 유리창들의 경우 자주 청소를 하는 것이 바람직하다.

건물의 외부에 설치된 유리창을 청소하기 위해 건물의 옥상에 매달린 로프에 의존하거나 곤돌라를 이용하여 작업자가 수작업으로 청소 작업을 수행하였다.

이와 같은 고층 건물의 외벽이나 유리창을 사람이 직접 청소하는 경우 많은 작업 인력이 필요하며, 그 청소 대상 구역이 너무 넓어 곤돌라에서 작업자의 손이 미치지 못하는 부분이 있으며, 청소 작업에 장시간이 소요되며 그 비용 지출이 과대하다는 문제점이 있었다. 또한, 초고층 건물을 사람이 직접 청소 작업을 수행하는 경우에는 안전 사고의 위험을 항상 수반하고 있다.

또한, 일반 가정에서는, 유리창을 청소하기 위해 유리창을 창틀로부터 떼어 내어 유리창을 닦은 후 다시 유리창을 창틀에 장착시켜야 하는 번거로움이 있거나, 유리창 외부면을 닦기 위한 동작에 불편함과 번거로움이 있었다.

이러한 문제들로 인해 일반적으로 건물의 외벽 청소는 자주 이루어지지 못하고 있는 실정이며, 이에 따라 건물의 외관이 다양한 오염 물질로 인해 지저분한 상태로 유지되어 건물 및 도시 미관을 저하시키게 되는 문제가 있었다.

근래에는 건물 외벽 청소를 좀 더 용이하게 수행할 수 있도록 다양한 형태의 청소장치들이 개발되고 있으며, 이러한 청소 장치들은 일반적으로 건물의 외벽에 설치된 가이드 레일을 따라 이동하며 건물 외벽을 청소하는 방식으로 구성되어 있다.

이와 관련하여, 대한민국공개특허 제 10-2006-0122513호(발명의 명칭 : 유리창 청소기)에서는 2층 이상 고층건물의 외벽면의 유리창의 외측면의 청소를 목적으로 한 청소기를 구성하되 상시 설치하여 두고서 필요시 리모콘을 작동시켜 청소할 수 있게 하기를 모터와 벨트, 풀리와 바퀴, 샤시와 슬라이더 등, 기타 일련의 부품의 조합을 통하여 브러쉬가 가로 세로 이동이 용이하게 하여 유리창을 닦을 수 있게 하는 구성이 개시되어 있다.

본원은 안정적으로 무인화 청소작업을 수행할 수 있는 청소로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 청소로봇은, 건물에 설치된 유리창프레임에 결합 가능한 하우징, 상기 하우징의 내측에 위치하고, 상기 유리창을 청소하는 세척부를 포함하는 본체 및 상기 청소로봇을 상기 유리창 프레임을 따라 상하방향으로 이동시키는 로봇구동부를 포함하되, 상기 청소로봇은 유리창 프레임에 형성된 돌출부를 따라 이동한다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 유리창 프레임에 돌출부를 따라 이동하면서 유리창을 청소함에 따라 안정적으로 무인화 청소작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 타원형인 하나 이상의 패드를 구비하여, 한번의 이동으로 미청소영역이 발생하지 않고 유리창을 청소를 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇의 정면도이다.
도 3은 도 2의 A의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브러쉬부의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 패드의 작동예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇의 평면도이다.
도 8은 도 7의 B의 확대도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇의 부분 정면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.

본원은 건물 유리창(20)을 청소하는 청소로봇(10)에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇(10)의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇(10)의 정면도이며, 도 3은 도 2의 A의 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇(10)의 측면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브러쉬부(211)의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 패드(212)의 작동예시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇(10)의 평면도이고, 도 8은 도 7의 B의 확대도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소로봇(10)의 부분 정면도이다.

우선, 도 1을 참조하여, 본원의 일 실시예에 따른 청소로봇(10)(이하 '본 청소로봇(10)'라 함)에 대해 설명한다.

본 청소로봇(10)은 유리창 프레임(30)에 결합되어, 유리창 프레임(30)을 따라 상부 또는 하부방향으로 이동하면서 건물의 유리창(20)의 외측면을 청소한다.

유리창 프레임(30)은 건물의 상하방향으로 연장형성되고, 소정의 거리가 이격되어 복수의 유리창 프레임(30)이 위치하며, 유리창 프레임(30) 사이에 유리창(20)이 위치할 수 있다.

상술한 상부 또는 하부방향이란 건물의 상측 또는 하측방향 및 도 1의 상부 또는 하부방향일 수 있다.

이하, 도 2 및 도 3를 참조하여, 본 청소로봇(10)에 대해 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 청소로봇(10)은 하우징(100), 본체(200), 및 로봇구동부(300)를 포함한다.

하우징(100)은 내부에 소정의 공간이 구비되고, 건물에 설치된 유리창 프레임(30)에 결합이 가능하다.

다시 말해, 하우징(100)은 유리창 프레임(30) 사이에 위치하고, 상하방향으로만 이동가능하도록 유리창 프레임(30)에 결합될 수 있다. 예시적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 본체(200)가 구비되고, 직사각형 형태로 제작될 수 있다.

또한, 본체(200)는 유리창(20)의 면에 대하여 수직방향으로 승하강되도록 하우징(100)에 설치될 수 있다.

본체(200)는 유리창(20)의 면에 대하여 수직방향으로 이동시키는 본체구동부(미도시)를 포함하고, 본체(200)와 하우징(100) 사이에는 가이드부(220)가 위치되며, 가이드부(220)를 따라 유리창(20)의 면에 대하여 수직방향으로 이동될 수 있다.

좀 더 상세하게는, 도 3을 참조하면, 가이드부(220)는 일측면이 하우징(100)의 내측면에 고정되고, 타측면에 고정부가 돌출형성될 수 있으며, 본체(200)는 외측면에 고정부가 삽입되는 홈이 형성되어, 홈에 고정부가 삽입되어, 본체(200)가 고정부를 따라 유리창(20)의 면에 대하여 수직방향으로 이동될 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않고, 가이드부(220)는 타측면이 본체(200)의 외측면에 고정되고, 일측면에 고정부가 돌출형성될 수 있으며, 하우징(100)은 내측면에 고정부가 삽입되는 홈이 형성되어, 본체(200)가 홈을 따라 유리창(20)의 면에 대하여 수직방향으로 이동될 수도 있다.

예시적으로, 청소로봇(10)이 하부방향으로 이동하면서 청소할 경우, 층과 층 사이에 좌우방향으로 형성된 창틀과 같은 장애물이 발생할 경우, 본체(200)를 유리창(20)의 면에 대하여 수직방향으로 승강시켜 이동할 수 있다.

또한, 청소로봇(10)을 유리창 프레임(30)에 결합할 경우, 본체(200)가 승강된 상태로 결합한 후, 후술되는 패드(212) 및 스퀴징부(214)가 유리창(20)에 밀착될 수 있도록 본체(200)를 유리창(20)이 위치한 방향으로 하강시킬 수 있다.

로봇구동부(300)는 청소로봇(10)을 유리창 프레임(30)을 따라 상하방향으로 이동시킬 수 있다.

또한, 청소로봇(10)은 유리창 프레임(30)에 형성된 돌출부(31)를 따라 이동한다.

돌출부(31)는 ‘ㄷ’자형 형태로 돌출형성되고, 상하방향으로 연장되어 형성될 수 있으며, 로봇구동부(300)가 돌출부(31)에 접촉되어 청소로봇(10)이 상하방향으로 이동될 수 있다. 로봇구동부(300)의 구동에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 세척부(210)에 대해서 상세히 설명한다.

본체(200)는 하우징(100)의 내측에 위치하고, 유리창(20)을 청소하는 세척부(210)를 포함할 수있다.

세척부(210)는 브러쉬부(211), 패드(212), 분사부(213), 및 스퀴징부(214)를 포함한다.

브러쉬부(211)는 본체(200)의 하부에 위치하고, 유리창(20)에 접촉되어, 1차적으로 유리창(20)에 있는 이물질을 제거할 수 있다.

좀 더 상세하게는, 도 5를 참조하면, 브러쉬부(211)는 원통형으로 제작되고, 유리창(20)의 외주면과 면접촉이 이루어진 상태에서 소정의 속도로 회전되는 브러쉬(2211)와 브러쉬(2211)의 중앙에 설치된 회전축(1211)을 포함할 수 있다. 이때, 회전축(1211)은 유리창(20)과 평행한 평면 상에 위치하고, 청소로봇(10)의 이동방향과 수직된 방향으로 설치될 수 있다.

브러쉬(2211)는 유리창(20)의 손상을 방지하기 위해 펠트로 이루어 질수 있으나, 다른 재질로 변경도 가능할 수 있다.

또한, 세척부(210)는 본체(200)의 내부에 위치하고, 브러쉬부(211)에서 부착된 이물질을 흡입하는 진공흡입부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

다시 말해, 진공흡입부는 브러쉬부(211)와 인접한 부분에 설치되어, 브러쉬부(211)에서 부착된 이물질을 흡입할 수 있으며, 흡입된 이물질을 별도의 공간에 축적할 수 있고, 사용자는 유리창(20) 청소가 끝난 후 흡입된 이물질을 제거할 수 있다.

패드(212)는 하나 이상이 구비되며, 유리창(20)에 면접촉되어 회전할 수 있다.

다시말해, 패드(212)는 판형으로 형성되고, 유리창(20)의 면과 수직되는 축을 중심으로 회전하여, 유리창(20)의 이물질을 제거할 수 있다.

또한, 도 6을 참조하면, 패드(212)는 타원형으로 형성될 수 있으며, 인접하는 패드(212)와 청소영역이 중복되며, 각각의 패드(212)가 회전시 서로 접촉되지 않도록 위상차를 가지고 회전할 수 있다.

다시 말해, 각각의 패드(212)는 서로 접촉되지 않게 회전하도록, 패드(212)의 장축은 인접하는 패드(212)의 장축과 소정의 각도를 가지도록 위상차를 가지게 배치될 수 있다. 예시적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 패드(212-1)와 이에 인접한 패드(212-2)는 90도의 위상을 가지고 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 회전시 서로 접촉되지 않을 각도를 가지고 배치될 수 있다.

분사부(213)는 패드(212)의 상부에 위치할 수 있으며, 유리창(20)을 향해 세척액을 분사할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것이 아니라, 분사부(213)는 패드(212)의 하부 또는 브러쉬부(211)의 하부에 위치할 수도 있다.

분사부(213)는 복수개가 구비되며, 각각의 분사부(213)는 유리창(20)의 일정 영역을 각각 균등하게 커버하고, 이웃한 다른 분사부(213)와 세척영역이 중복되지 않도록 분사가 이루어질 수 있다.

분사부(213)는 세척을 위한 세척액이 공급되는 별도의 세척액공급관(미도시) 또는 본체(200)의 내부에 세척액이 충진된 세척액탱크(미도시)를 포함할 수 있다.

또한, 세척부(210)는 세척액을 소정의 온도로 가열하기위한 히팅기(미도시)를 포함할 수 있으며, 히팅기는 겨울철과 같이 외기가 영하의 온도로 하강되는 조건에서 유리창(20)으로 분사되는 세척액의 결빙을 방지하고 유리창(20)에 잔존하는 오염물질에 대한 세척을 보다 용이하게 실시할 수 있다.

상술한 세척액이란, 물, 유리창(20)을 발수 코팅하는 액체, 유리창(20)의 이물질을 제거를 도와주는 세정제일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

스퀴징부(214)는 유리창(20)에 남아 있는 물기를 제거하는 역할을 한다.

이를 위해, 스퀴징부(214)는 선단부가 유리창(20)에 면접촉된 상태로 물기를 제거할 수 있다. 또한, 스퀴징부(214)는 유리창(20)에 밀착되어 물기를 제거하기 위해, 탄력성을 가지는 고무와 같은 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

정리하면, 세척부(210)는 1차적으로 브러쉬부(211)를 이용하여 유리창(20)에 먼지와 같은 이물질을 제거하고, 다음으로 패드(212)를 이용하여 유리창(20)의 이물질을 제거하며, 이물질이 제거된 유리창(20)에 분사부(213)를 통해 세척액을 분사한 후, 세척액을 스퀴징부(214)를 이용하여 제거하여 유리창(20)을 청소를 할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것이 아니라, 분사부(213)는 브러쉬부(211)의 하부 또는 패드(212)의 하부에 위치할 수 있다. 즉, 분사부(213)를 통해 세정액을 유리창(20)에 분사한 후, 브러쉬부(211) 또는 패드(212)를 이용하여 유리창(20)의 이물질을 제거할 수도 있다.

이하, 도 7 내지 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇구동부(300)에 대해서 설명한다.

로봇구동부(300)는 청소로봇(10)의 양측부에 각각 위치할 수 있다.

상술한 청소로봇(10)의 양측부는 도 7의 3시 방향 및 9시방향에 위치한 부분일 수 있다.

로봇구동부(300)는 유리창 프레임(30)의 돌출부(31)의 양측면에 외주연이 각각 밀착되어 회전하는 롤러부(310)를 포함할 수 있다.

상술한 유리창 프레임(30)의 돌출부(31)의 양측면은 유리창(20)과 평행하게 형성되는 측면일 수 있다.

다시 말해, 롤러부(310)는 유리창(20)과 평행하고, 청소로봇(10)의 이동방향과 수직되는 축을 중심으로 회전가능하며, 유리창 프레임(30)의 돌출부(31)의 양측면에 외주연이 각각 밀착될 수 있다. 또한, 롤러부(310)는 하우징(100)이 유리창(20)의 수직된 방향을로 이동되지 못하도록 고정하고, 상하방향으로 이동 가능하도록 가이드역할을 할 수 있다.

또한, 로봇구동부(300)는 유리창 프레임(30)의 돌출부(31)의 외측면에 외주연이 밀착되어 회전하는 회전구동부(320)를 더 포함할 수 있다.

상술한 유리창 프레임(30)의 돌출부(31)의 외측면은 유리창(20)과 수직되고, 청소로봇(10)의 이동방향과 평행한 측면일 수 있다.

회전구동부(320)는 유리창(20)의 수직된 축을 중심으로 회전하며, 외주연이 유리창 프레임(30)의 돌출부(31)의 외측면에 밀착될 수 있다. 또한, 회전구동부(320)가 구동함에 따라, 청소로봇(10)이 프레임의 돌출부(31)를 따라 하부방향으로 이동될 수 있다.

하우징(100)은 상부면에 위치하는 하나 이상의 고정고리(110)를 포함할 수 있다.

고정고리(110)는 하우징(100)의 상부면에 위치하고, 건물 옥상에 연결된 케이블(미도시)이 체결될 수 있다.

청소로봇(10)에 전원이 차단되거나 청소로봇(10) 자체 문제로 청소로봇(10)이 제어가 힘들 경우, 고정고리(110)에 케이블이 체결되어 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 케이블은 전원 인가를 의한 전원선, 통신케이블, 청소에 필요한 세정액을 공급하기 위한 세정액공급관 등을 포함할 수 있다.

본 청소로봇(10)은 지상 또는 건물 옥상에서 사용자가 청소로봇(10)을 제어하기 위한 리모콘(미도시)이 구비되며, 리모컨의 명령신호에 따라 청소로봇(10)을 제어할 수 있으며, 청소로봇(10)은 리모콘과 유선 또는 무선으로 연결되어 리모컨의 제어신호를 송수신할 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 청소로봇 20 : 유리창
30 : 유리창 프레임 31 :돌출부
100 : 하우징 110 : 고정고리
200 : 본체
210 : 세척부
211 : 브러쉬부 212 : 패드
213 : 분사부 214 : 스퀴징부
220 : 가이드부
300 : 로봇구동부 310 : 롤러부
320 : 회전구동부

Claims (10)

1. 건물의 외측벽 유리창을 청소하는 청소로봇에 있어서,
   건물에 설치된 유리창프레임에 결합 가능한 하우징;
   상기 하우징의 내측에 위치하고, 상기 유리창을 청소하는 세척부를 포함하는 본체; 및
   상기 청소로봇을 상기 유리창 프레임을 따라 상하방향으로 이동시키는 로봇구동부를 포함하되,
   상기 청소로봇은 유리창 프레임에 형성된 돌출부를 따라 이동하는 청소로봇.
2. 제1항에 있어서,
   상기 세척부는
   상기 유리창을 솔질하는 하나 이상의 브러쉬부;
   상기 유리창에 면접촉되어 회전하는 하나 이상의 패드;
   상기 유리창을 향해 세척액을 분사하는 하나 이상의 분사부; 및
   상기 유리창에 남아 있는 물기를 제거하는 스퀴징부를 포함하는 청소로봇.
3. 제2항에 있어서,
   상기 브러쉬부는
   유리창의 외주면과 면접촉되어, 소정의 속도로 회전되는 브러쉬; 및
   상기 유리창의 면과 평행하고, 상기 청소로봇의 이동방향과 수직되는 축을 중심으로 회전하는 회전축을 포함하는 청소로봇.
4. 제2항에 있어서,
   상기 패드는
   판형으로 형성되고, 상기 유리창의 면과 수직되는 축을 중심으로 회전하는 청소로봇.
5. 제3항에 있어서,
   상기 패드는 타원형이고, 인접하는 패드와 청소영역이 중복되며, 각각의 패드가 회전 시 서로 접촉되지 않도록 위상차를 가지고 회전하는 청소로봇.
6. 제2항에 있어서,
   상기 세척부는
   상기 브러쉬부에서 부착된 이물질을 흡입하는 진공흡입부를 더 포함하는 청소로봇.
7. 제1항에 있어서,
   상기 로봇구동부는
   상기 유리창 프레임에 형성된 돌출부의 양측면에 외주연이 각각 밀착되어 회전하는 롤러부를 포함하는 청소로봇.
8. 제7항에 있어서,
   상기 로봇구동부는
   상기 돌출부의 외측면에 외주연이 밀착되어 회전하는 회전구동부를 더 포함하는 청소로봇.
9. 제1항에 있어서,
   상기 본체를 상기 유리창의 면에 대하여 수직방향으로 이동시키는 본체구동부를 포함하는 청소로봇.
10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은
    상부면에 위치하는 하나 이상의 고정고리를 포함하는 청소로봇.

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