KR20220169045A - 오염상태를 감지하여 오존수 또는 이온수를 분사하는 자율주행 방역 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오존수를 분사하는 자율주행 방역로봇에 관한 것으로서, 자외선 램프를 이용하는 소독로봇과 소독용액을 분사는 소독로봇의 단점을 해소하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 구동 휠(50)과, 상기 구동 휠(50)의 상부에 구비되는 본체와, 상기 본체의 측면에 구비되는 분사 노즐(90)을 포함하여 이루어지는 자율주행 방역로봇에 있어서, 상기 분사 노즐(90)은 수돗물을 오존화시킨 오존수를 분사하는 것을 특징으로 한다.

Description

오염상태를 감지하여 오존수 또는 이온수를 분사하는 자율주행 방역 로봇{AUTONOMOUS DRIVING QUARANTINE ROBOT INJECTING OZONATED WATER OR IONIZED WATER WHEN DETECTING CONTAMINATION BY GERMS}

본 발명은 대기의 오염상태가 감지되면 오존수 또는 이온수를 자동으로 분사하는 자율주행 방역 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 실내에서 자율적으로 주행하면서 방역소독을 하는 로봇에 병원균 감지센서를 구비하고, 병원균이 감지될 경우 자동으로 오존수 또는 이온수를 분사하여 자율적으로 방역소독을 수행할 수 있도록 한 자율주행 방역 로봇에 관한 것이다.

최근 코로나 19의 전세계적인 확산에 따라 소독 및 방역에 대한 중요성이 강조되고 있다.

또한 근래에는 병원 내에서 각종 세균이나 바이러스(이하 '병원균'이라 통칭하기로 한다)에 감염되는 사례가 증가하고 있다.

이렇게 병원 내에서 병원균 감염이 발생하게 되면, 의료의 질을 저하시키고 환자의 치료를 지연시키게 될 뿐만 아니라, 환자에 대한 의료진의 소극적 대응과 같은 문제를 초래할 수 있다.

따라서 병원 등과 같이 병원균의 확산이 우려되는 곳에서는, 정해진 기준에 따라 정기적으로 소독을 실시하고 있다.

가장 일반적인 소독 방식은, 사람이 분무기를 들고 소독할 대상 주위에 소독수를 분무하는 것이다.

그런데 상기와 같은 수동식 소독 방법은, 소독 약품이 사람에게 누출되어 건강을 위협할 수 있고, 사람이 직접 소독작업을 수행하므로 다수의 인력을 필요로 한다는 단점이 있다.

한편 무균실과 같은 밀폐된 공간에서, 소독 대상물에 자외선 또는 적외선을 주사하여 소독하는 방식도 있다.

그런데 이러한 방식은, 무균실을 별도로 설치하여야 하고, 소독 대상물을 무균실로 이동 및 반출하는 작업이 번거롭다는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 사람이 직접 소독을 하지 않고 로봇을 이용하는 방식이 제안된 바 있다.

그 일예로 한국 등록특허 제10-1742489호의 "자외선 살균 이동로봇 장치 및 시스템"이 있다.

상기한 종래의 자외선 살균 이동로봇(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부가 개폐 가능하게 형성되는 본체(180); 본체(180)의 외주면에 형성되어 외부 지형 및 외부 물체와의 거리를 감지하는 센서부(120); 본체(180)의 내부에 형성되고, 본체의 상부가 개방되면 외부로 노출되어 자외선을 조사하는 자외선 살균부(150); 본체의 바닥면에 형성되고, 이동경로에 따라 이동을 하는 이송부; 및 센서부(120)에서 감지된 데이터를 이용하여 이송부의 이동경로를 제어하고, 자외선 살균부(150)의 자외선 살균을 제어하는 제어부(140);를 포함하여 구성된다.

또한 상기 본체(180)에는, 디스플레이부(160) 및 전원부(130)가 구비되고, 본체의 하부에는 통신부(110)와 전원충전부(170)가 구비된다.

여기서 상기 자외선은, 파장이 280~100nm인 UVC가 주로 사용되고 있다,

상기한 자외선 살균 이동로봇에 의하면, 이동로봇의 내부에 자외선 살균램프(151)를 구비하여 자외선으로 박테리아 및 바이러스와 같은 세균을 제거할 수 있고, 사용자가 소독 약품에 노출되는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

이로써 병원 내에서의 병원균 감염을 효과적으로 방지할 수가 있다.

그런데 상기한 자외선 살균 로봇은, 자외선 램프를 이용한 방식이어서 살균효과에 한계가 있다. 특히 임의의 특정 영역이나 표면을 집중적으로 살균하기가 어렵다는 문제가 있다.

또한 로봇을 이용하여 소독약품을 분사하는 방식이 제안된 바 있는데, 도 2는 그 일예를 나타낸 것이다.

도 2에 도시된 종래의 로봇은, 소독용액을 분사하는 자율주행 소독로봇으로서, 가습액 또는 소독액을 무인 분무하며 자율주행이 가능한 자율주행 소독로봇(200); 상기 로봇으로부터 가습액 또는 소독액의 분무 제어와 상기 로봇의 자율주행에 대한 데이터를 전송받는 서버(210) 및 상기 서버(200)로부터 전송되는 데이터를 수신하는 사용자 단말(220)을 포함하고, 상기 서버는, 상기 사용자 단말로부터 수신되는 제어 신호를 수신하고 상기 로봇으로 전송하여 상기 제어 신호에 따라 상기 로봇이 소정의 제어동작을 수행하도록 하고 있다.

상기한 방식의 자율주행 소독로봇에 의하면, 무인 분무가 가능하여 사용자가 소독약품에 노출되는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한 사용자 단말의 어플리케이션을 통해 소독로봇을 모니터링할 수 있어, 소독로봇의 상태에 따라 유동적인 제어가 가능하다는 장점이 있다.

그런데 상기한 방식의 소독로봇은, 고가의 소독용액을 계속 구매하여야 한다는 문제가 있다.

상기 소독용액으로는 차아염소산나트륨이 주로 사용되고 있는데, 상기 소독용액은 현재 20리터당 약 145,000원에서 550,000에 판매되고 있어 경제적인 부담을 주고 있다.

이로써 방역소독이 절실한 시점임에도 소독로봇이 널리 보급되지 못하고 있다.

그리고 상기한 소독용액 분사방식은, 소독 대상물에 약품성분에 의한 얼룩이 남게 되므로, 소독용액이 분사된 후 소독대상물에 생긴 얼룩을 일일이 닦아내야 한다는 문제가 있다.

이로써 얼룩 청소를 위한 인건비가 추가로 소요되어, 자율주행 로봇의 장점을 살리지 못한다는 문제점이 지적되고 있다.

한국 등록특허 제10-1742489호(2017. 6. 2. 공고) 한국 등록특허 제10-1724481호(2017. 4. 11. 공고) 한국 공개특허 제10-2019-0065569호(2019. 6. 12. 공개)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자외선을 부사하는 소독로봇과 소독약품을 분사는 소독로봇의 단점을 해소하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 자외선 램프 방식의 소독로봇이 살균하기 어려운 공간도 소독이 이루어지도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 소독 효율을 높이면서 소독로봇의 유지관리 비용을 최대한 낮추도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 소독용액을 분사한 후 소독 대상물에 얼룩이 생기지 않도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 소독로봇의 유지관리 비용을 최소화하여 방역 로봇의 보급이 확산되도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 방역로봇이 청소로봇의 기능도 같이 수행할 수 있도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 구동 휠과, 상기 구동 휠의 상부에 구비되는 본체와, 상기 본체의 측면에 구비되는 분사 노즐을 포함하여 이루어지는 자율주행 방역로봇에 있어서, 상기 본체에 대기 오염상태를 감지하기 위한 감지센서가 구비되고, 상기 감지센서가 오염상태를 감지하면, 상기 분사 노즐이 수돗물을 오존화시킨 오존수 또는 수돗물을 이온화시킨 이온수를 분사하여 방역소독을 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 감지센서는, 병원균을 감지하는 병원균 감지센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 본체의 내부에 산소 공급장치 및 오존 발생기가 내장되어 오존수를 자체적으로 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 본체의 내부에 오존수 발생장치가 내장되어 이온수를 자체적으로 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 본체의 외부에 카메라와 터치 스크린이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 카메라는, CCD형 카메라 또는 CMOS형 카메라로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 본체의 내부에 방역 로봇의 주행을 제어하기 위한 제어부가 구비되고, 상기 제어부는, 메인 컴퓨터와 메인 PCB를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 리모트 컨트롤러에 의해 상기 제어부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 방역로봇의 자율주행 데이터를 전송받는 서버와, 상기 서버로부터 전송되는 데이터를 수신하는 사용자 단말기를 더 포함하고, 사용자 단말기로부터 전송되는 신호를 방역 로봇으로 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 본체의 바닥부에 청소모듈이 더 구비되어 방역과 청소를 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 청소모듈은, 브러시를 회전시키는 브러시 모터와 오물을 흡입하기 위한 석션 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 방역로봇의 작동시, 스피커 또는 경광등에 의해 방역이 진행되고 있음을 알려주는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 수돗물을 오존화시킨 오존수 또는 수돗물을 이온화시킨 이온수를 사용하여 소독을 하는 방식이므로, 고가의 소독용액을 구매하지 않아도 되는 효과가 있다.

또한 방역로봇의 유지관리 비용을 대폭 절감하여, 방역 로봇의 보급을 확산시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 분사노즐에 의해 오존수 또는 이온수를 분사하는 방식이므로, 자외선 램프 방식의 소독로봇이 살균하기 어려운 공간도 소독할 수 있는 효과가 있다.

또한 방역 작업 후 소독 대상물에 소독약품에 의한 얼룩이 생기지 않으므로, 소독 대상물을 사람이 다시 청소하지 않아도 되는 효과가 있다.

또한 방역로봇이 청소로봇의 역할을 겸하게 되므로, 방역작업과 청소작업이 동시에 이루어지도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 자외선 램프 방식의 소독로봇을 나타낸 도면.
도 2는 종래기술에 따른 소독용액 분사 방식의 소독로봇을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 오존수 또는 이온수를 분사하는 자율주행 방역로봇을 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

<제1 실시예>

본 발명의 제1 실시예에 따른 자율주행 방역로봇은, 도 3에 도시된 바와 같이, 구동 휠(50)과, 상기 구동 휠(50)의 상부에 구비되는 본체와, 상기 본체의 측면에 구비되는 분사 노즐(90)을 포함하여 이루어지는 자율주행 방역로봇에 있어서, 상기 본체에 대기 오염상태를 감지하기 위한 감지센서가 구비된다.

또한 상기 감지센서가 오염상태를 감지하면, 상기 분사 노즐(90)이 수돗물을 오존화시킨 오존수 또는 수돗물을 이온화시킨 이온수를 분사하여 방역소독을 실시한다.

본 발명에서 사용하는 오존수는, 오존과 수돗물을 혼합한 액상의 오존수를 사용하는데, 상기 오존(Ozone)은 산소 원자 3개로 이루어진 기체로서 상온 대기압에서 푸른 빛을 띈다.

상기 오존은, 강력한 산화력에 의해 살균, 악취제거에 효과가 있고, 대기중에 오존층을 형성하여 보호막의 역할을 하기도 한다.

여기서 상기 오존수는, 본체의 내부에 내장되는 오존수 발생장치에 의해 생성될 수도 있고, 별도의 오존수 발생장치에 의해 생성되어 방역로봇에 공급될 수도 있다.

상기 오존수 발생장치는, 고농도의 산소를 공급하는 산소 공급장치, 산소를 분해하여 기체상의 오존을 발생시키는 오존 발생기를 포함하여 구성된다.

상기 오존수 발생장치 자체는 공지의 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 상기 구동 휠(50)은, 본체의 하부에 구비되어 모터 구동부(60)에 의해 구동된다.

또한 상기 모터 구동부(60)는, 배터리(40)에 의해 구동되며, 상기 배터리는 리튬이온 배터리로 구성될 수 있다.

그리고 상기 분사 노즐(90)은, 소독 대상물을 향해 오존수를 분사한다.

또한 상기 본체의 외부에는, 카메라(10)와 터치 스크린(20)이 구비된다.

상기 카메라(10)는, 장애물을 감지하여 자율주행 방역로봇이 원활하게 이동하도록 하는 역할을 한다.

상기 카메라(10)는, CCD(Charge-Coupled Device)형 카메라 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)형 카메라로 구성될 수 있다.

상기 CCD형 카메라는, 전하 결합 소자(CCD)를 사용하여 영상을 전기 신호로 변환하여 이를 제어부에 전송한다.

또한 상기 CMOS형 카메라는, 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS) 구조를 가진 촬상 소자를 이용한 것으로, 상기 CCD형에 카메라에 비해 소비전력이 낮다는 장점이 있다.

또한 상기 카메라는, 레이저 센서를 포함하여 구성될 수도 있다.

그리고 상기 터치 스크린(20)은, 사용자가 수동으로 방역로봇을 작동시킬 수 있도록 구성된다.

또한 본 발명은, 본체의 외부에 각종 센서들(70)이 구비된다.

상기 센서(70)는, 각종 병원균을 감지하기 위한 병원균 감지센서 뿐만 아니라, 모션 센서, 적외선 센서, 초음파 센서, 광 센서 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.

상기 병원균 감지센서에 의해 병원균이 감지되면, 자율주행 방역로봇이 자동적으로 주행을 시작하면서 오존수 또는 이온수를 분사하게 된다.

또한 본 발명은, 본체에 스피커를 구비하여 방역로봇의 작동상황을 주위의 사람들에게 안내하도록 하는 것이 바람직하다.

즉 방역을 시작할 때 "방역을 시작하겠습니다"라는 멘트를 출력하고, 자율주행하면서 방역할 때에는 "방역 중입니다"라는 멘트를 출력할 수 있다.

그리고 로봇이 주행하면서 방역작업이 진행중일 때, 경광등이 같이 점등되도록 하는 것이 바람직하다.

이로써 주위 사람들에게 대기가 오염되어 방역소독이 진행되고 있음을 인식시킬 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 본체의 내부에 방역 로봇의 주행을 제어하기 위한 제어부를 구비한다.

상기 제어부는, 메인 컴퓨터(30)와, 메인 PCB(80)를 포함하여 구성되어, 각 구성요소에 입력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하여 방역로봇을 전체적으로 제어한다.

즉 병원균 감지, 방역시작, 자율주행, 방역중지, 배터리 관리 등의 기능을 제어한다.

한편, 사용자가 리모트 컨트롤러에 의해 상기 제어부를 제어할 수도 있다.

또한 본 발명은, 방역로봇의 자율주행 데이터를 전송받는 서버와, 상기 서버로부터 전송되는 데이터를 수신하는 사용자 단말기를 무선 인터넷 통신으로 연결할 수도 있다.

이 경우 상기 사용자 단말기는, 센싱부, 입력부, 출력부, 무선통신부, 인터페이스부, 메모리부 등을 포함하여 구성될 수 있다.

또한 본 발명의 방역로봇에는, 딥러닝(Deep Learning) 기술이 적용될 수 있다.

상기 딥 러닝은 기계학습의 한 분야로서, 프로그램에 미리 조건을 확인하고 명령을 설정해두는 방식이 아니라, 다양한 상황에 대해 프로그램이 유사한 판단을 내리도록 하는 기술이다.

상기 딥 러닝에 의해, 컴퓨터가 인간의 뇌와 유사하게 사고할 수 있고, 방대한 양의 데이터 분석이 가능하게 된다.

로봇이 장애물을 피하면서 소독을 하거나 청소를 하는 자율주행 로봇 자체는 공지되어 있다.

그런데 종래의 소독로봇 중 자외선을 주사하는 로봇은, 살균효과에 한계가 있고, 특정 영역을 집중적으로 살균하기가 어렵다.

또한 소독약품을 분사하는 로봇은, 로봇 자체의 가격도 고가이고, 20리터에 수십만원을 하는 고가의 소독용액을 계속 구매하여야 하는 부담이 있다.

이로써 방역이 어느때 보다도 중요해진 시점임에도 불구하고, 방역로봇이 널리 보급되지 못하고 있다.

또한 소독약품 분사방식의 로봇은, 약품의 분사후 소독 대상물에 얼룩이 남게 되므로, 사람이 얼룩을 일일이 지워야 한다는 문제가 있다.

즉 자율주행 로봇을 사용하면서도 사람이 다시 얼룩을 청소해야 하므로, 로봇 사용의 장점을 살리지 못하고 있다.

이에 비해 본 발명은, 수돗물을 이용한 오존수 또는 수돗물을 이온화시킨 이온수를 분사하여 방역을 하는 방식이므로, 고가의 소독약품을 구매하지 않아도 된다.

또한 본 발명은 오존수 또는 이온수를 분사하는 방식이므로, 자외선 램프 방식의 소독로봇이 살균하기 어려운 공간도 완벽하게 소독할 수가 있다.

또한 오존수 또는 이온수를 사용하여 소독을 함으로써, 소독 실시 소독 대상물에 소독약품 성분에 의한 얼룩이 생기지 않는다.

이로써 소독후 소독 대상물에 생긴 얼룩을 청소할 필요가 없으므로 인건비를 절감할 수 있고, 자율주행 로봇의 장점을 살릴 수가 있다.

또한 방역로봇의 유지관리 비용을 최대한 낮출 수 있으므로, 방역로봇의 보급을 널리 확산시킬 수가 있다.

<제2 실시예>

본 발명의 제2 실시예는, 상기한 제1 실시예에서 본체의 내부에 이온수 발생장치를 더 구비한 것이다.

본 발명의 제2 실시예에 의하면, 소독 대상물에 오존수와 이온수를 선택적으로 분사할 수 있다. 여기서 상기 이온수는 이온수 발생장치에 의해 수돗물을 전기분해하여 얻을 수 있다.

상기 이온수 발생장치 자체는 공지의 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그 이외의 사항은 상기한 제1 실시예의 경우와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

<제3 실시예>

본 발명의 제3 실시예는, 상기한 제1 실시예에서 상기 본체의 바닥부에 청소모듈을 더 구비한 것이다. 즉 방역로봇에 공지의 청소용 로봇의 기능을 더 추가한 것이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 청소모듈은, 브러시 모터(Brush Motor)와 석션 모터(Suction Motor)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 브러시 모터는 브러시를 회전시키고, 상기 석션 모터는 바닥의 먼지나 오물을 흡입하는 역할을 한다.

본 발명의 제3 실시예에 의하면, 1대의 방역로봇에 의해 방역작업과 청소작업을 동시에 수행하도록 할 수 있다.

그 이외의 사항은 상기한 제1 실시예의 경우와 동일하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 카메라(Camera) 20: 터치 스크린(Touch Screen)
30: 메인 컴퓨터(Main Computer) 40: 배터리(Battery)
50: 구동 휠(Wheel) 60: 모터 구동부
70: 병원균 감지센서 80: 메인 피씨비(PCB)
90: 분사 노즐(Nozzle)

Claims (12)

1. 구동 휠(50)과, 상기 구동 휠(50)의 상부에 구비되는 본체와, 상기 본체의 측면에 구비되는 분사 노즐(90)을 포함하여 이루어지는 자율주행 방역로봇에 있어서,
   상기 본체에 대기 오염상태를 감지하기 위한 감지센서가 구비되고,
   상기 감지센서가 오염상태를 감지하면, 상기 분사 노즐(90)이 수돗물을 오존화시킨 오존수 또는 수돗물을 이온화시킨 이온수를 분사하여 방역소독을 실시하는 것을 특징으로 하는 자율주행 방역로봇.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 감지센서는, 병원균을 감지하는 병원균 감지센서(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 방역로봇.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체의 내부에, 산소 공급장치 및 오존 발생기가 내장되어 오존수를 자체적으로 생성하는 것을 특징으로 하는 자율주행 방역로봇.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체의 내부에, 이온수 발생장치가 내장되어 이온수를 자체적으로 생성하는 것을 특징으로 하는 자율주행 방역로봇.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체의 외부에, 카메라(10)와 터치 스크린(20)이 구비되는 것을 특징으로 하는 자율주행 방역로봇.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 카메라(10)는, CCD형 카메라 또는 CMOS형 카메라로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자율주행 방역로봇.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체의 내부에, 방역 로봇의 주행을 제어하기 위한 제어부가 구비되고,
   상기 제어부는, 메인 컴퓨터(30)와, 메인 PCB(80)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자율주행 방역로봇.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어부는, 리모트 컨트롤러에 의해 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행 방역로봇.
9. 제 1 항에 있어서,
   방역로봇의 자율주행 데이터를 전송받는 서버와, 상기 서버로부터 전송되는 데이터를 수신하는 사용자 단말기를 더 포함하고,
   상기 서버는, 사용자 단말기로부터 전송되는 신호를 방역 로봇으로 전송하는 것을 특징으로 하는 자율주행 방역로봇.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체의 바닥부에, 청소모듈이 더 구비되어 방역과 청소를 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 자율주행 방역로봇.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 청소모듈은, 브러시를 회전시키는 브러시 모터와, 오물을 흡입하기 위한 석션 모터를 포함하여 구성되는 것을 자율주행 방역로봇.
12. 제 1 항에 있어서,
    방역 로봇의 작동시, 스피커 또는 경광등에 의해 방역이 진행되고 있음을 알려주는 것을 특징으로 하는 자율주행 방역로봇.

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