KR20230023849A

KR20230023849A - 자율 살균 로봇

Info

Publication number: KR20230023849A
Application number: KR1020210105199A
Authority: KR
Inventors: 장경석; 이상엽
Original assignee: (주)원익로보틱스
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2023-02-20

Abstract

자율 살균 로봇이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 공기 살균 로봇은 외부로부터 유입된 공기중의 이물질을 여과하는 공기정화필터 및 222nm 파장에서 피크 세기의 분포를 나타내는 자외선을 방출하는 적어도 하나의 자외선(UV) 램프를 포함하고, 상기 공기정화필터와 일정하게 이격된 거리에서 상기 공기정화필터를 향하여 자외선을 조사함으로써 상기 공기정화필터의 살균을 수행하는 필터 살균 램프를 포함한다.

Description

자율 살균 로봇{Autonomous Disinfection Robot}

본 발명은 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공간 이동 및 자외선 살균을 통해 살균을 수행하는 로봇에 관한 것이다.

공기/공간의 오염정화 시스템은 광범위한 영역에 대해 살균매체(예를 들어,자외선 광)을 일정하게 투여하게 되는데, 이는 광범위한 영역에 균일한 살균효율을 얻을 수는 있으나, 임의 특정 영역 및 표면의 집중 살균효과를 얻기는 힘들다. 특히, 광범위한 영역의 살균처리 뿐만 아니라 특정 공간(예를 들어, 건물 로비 또는 다중이용시설)이나 바이러스 감염자의 이동 동선에 대한 집중 살균 효과도 필수적으로 요구된다.

최근 전세계적으로 코로나 바이러스(COVID-19) 등 바이러스의 감염이 심각한 문제를 일으켰지만, 대부분 여전히 인력에 의한 원시적인 방법으로 바이러스나 세균의 살균 작업을 수행함으로써 소독원의 손이 미치지 아니하는 실내 바닥 등 사각영역에 바이러스가 잔존하게 되고 그로 인한 바이러스의 감염확산이라는 전세계적인 비상사태로 번지게 되어 심각한 경제적 사회적 문제를 유발하게 되었다.

이러한 상황에서 건물의 로비 또는 다중이용시설과 같이 다수의 사람들이 이용하거나 유동인구가 많은 공간에 대해서는 지속적으로 바이러스 등을 살균하여야 할 필요가 있다.

바이러스 및 기타 여러 병원균을 살균하는데에 자외선(UV)이 효과적인 것은 여러 논문들과 종래기술에서 개시되었다. 그러나 자외선 장치를 인간이 직접 소지하여 조사하는 것은 인체가 자외선에 노출되어 여러 문제를 발생시킬 수 있다. 본 기술분야에서는 자외선을 인체에 노출시키지 않으면서 살균을 수행할 수 있는 여러 가지 기술이 제안되었으나 진공청소기 등에 자외선 조사 기능을 부가하는 등의 수준에 그치고 있다.

이와 관련하여, 한국등록특허 10-1724481호(등록일: 2017년 4월 3일) "자외선 살균시스템"은 360도로 회전 가능한 자외선 램프가 이동하며 자외선 광을 방출하여 공기를 살균한다. 이러한 장치는 무인으로 동작할 수 있어 인체에 자외선이 노출시키지 않을 수 있다는 장점이 있으나, 자외선 광을 방출하는 로봇 근처에 사람이 위치해 있는 경우 여전히 자외선에 노출될 수 있는 위험이 있다.

따라서, 본 기술분야에서는 자외선을 이용하여 바이러스 등을 살균하되 인체가 자외선에 노출되지 않도록 할 수 있는 기술이 요구되고 있는 실정이다.

한국등록특허 제10-1724481호, 2017년 4월 3일 등록(명칭: 자외선 살균시스템)

본 발명의 기술적 과제는 인체에 유해한 화학 물질 또는 자외선을 노출시키지 않고 바닥면 또는 공기중의 유해균 및 바이러스를 효과으로 살균할 수 있는 살균 로봇을 제공하기 위함에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 자율 주행을 통하여 사각영역 없이 실내 공기의 유해균 및 바이러스를 효과적으로 살균할 수 있는 살균 로봇을 제공하기 위함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 인체에 무해한 바닥 살균 로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 인체에 무해한 공기 살균 로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 인체에 무해한 바닥 및 공기 살균 로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면 공기 살균 로봇이 제공된다. 상기 공기 살균 로봇은 외부로부터 유입된 공기중의 이물질을 여과하는 공기정화필터 및 222nm 파장에서 피크 세기의 분포를 나타내는 자외선을 방출하는 적어도 하나의 자외선(UV) 램프를 포함하고, 상기 공기정화필터와 일정하게 이격된 거리에서 상기 공기정화필터를 향하여 자외선을 조사함으로써 상기 공기정화필터의 살균을 수행하는 필터 살균 램프를 포함하여 구현된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 공기 살균 로봇은, 복수개의 바퀴, 및 상기 복수개의 바퀴의 축에 결합되는 모터를 더 포함하여 구현된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 공기 살균 로봇은, 외부 공기를 상기 공기 살균 로봇의 내부로 유입시키기 위한 유입구를 제공하는 흡입부, 팬의 회전을 통해 상기 외부 공기가 상기 흡입부를 통하여 상기 공기 살균 로봇의 내부로 유입되도록 하는 흡기팬 및 상기 흡기팬에 의해 흡입된 외부 공기가 상기 공기 살균 로봇의 외부로 배출될 수 있는 통로를 제공하는 공기 배출관을 더 포함하여 구현된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 공기 살균 로봇은, 사람이 임계 거리 이내에 접근하였음을 감지하는 적어도 하나의 센서 및 상기 필터 살균 램프, 상기 모터를 제어함으로써 상기 공기 살균 로봇의 이동 및 살균 동작을 제어하고, 상기 센서를 기반으로 상기 공기 살균 로봇의 이동을 중단하도록 제어하는 제어기를 더 포함하여 구현된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 공기 살균 로봇은, 상기 필터 살균 램프에 전원을 공급하는 배터리를 더 포함하여 구현된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 공기 살균 로봇은, 상기 필터 살균 램프가 활성화되어 상기 공기정화필터의 살균을 수행하고 있는지 여부를 색깔로 표시하는 살균 상태 표시부를 더 포함하여 구현된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 살균 상태 표시부는 상기 바닥 살균 로봇의 전후에 구비되어 상기 공기 살균 로봇의 전진 또는 후진을 지시하여 구현된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 제어기는 상기 공기 살균 로봇이 자율 주행을 수행하되, 설정된 공간을중복하여 살균하지 않고 골고루 이동하도록 상기 모터를 제어하여 구현된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 공기 살균 로봇은, 상기 바닥면의 기울기를 감지하는 센서를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 공기 살균 로봇이 상기 바닥면과 임계 각도 이상의 각도를 이루는 경우 상기 필터 살균 램프의 전원 공급을 차단하여 구현된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 공기 살균 로봇은, 상기 공기 살균 로봇의 살균 수행의 경과를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하여 구현된다.

본 발명에 따르면, 인체에 유해한 화학 물질 또는 자외선을 노출시키지 않고바닥면 또는 공기중의 유해균 및 바이러스를 효과적으로 살균할 수 있는 살균 로봇이 제공된다.

또한, 자율 주행을 통하여 사각영역 없이 실내 공기의 유해균 및 바이러스를효과적으로 살균할 수 있는 살균 로봇이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 바닥 살균 로봇의 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 바닥 살균 로봇의 저면도를 나타낸다.
도 3은 222nm 파장에서 피크 세기의 분포를 나타내는 자외선 파장 그래프의 일례를 나타낸다.
도 4는 254nm 및 222nm 파장의 자외선의 인체 세포 투과 범위를 비교하여 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥 살균 로봇의 저면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바닥 살균 로봇의 사시도를 나타낸다.
도 7은 도 6의 바닥 살균 로봇의 측면도를 나타낸다.
도 8은 도 6의 바닥 살균 로봇의 저면도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바닥 살균 로봇의 사시도를 나타낸다.
도 10은 도 9의 바닥 살균 로봇의 저면도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 살균 로봇의 사시도를 나타낸다.
도 12는 도 11의 공기 살균 로봇의 내부 구조를 나타낸다.
도 13은 도 11의 공기 살균 로봇의 저면도를 나타낸다.
도 14는 먼지, 세균/박테리아, 바이러스의 입자 크기 범위를 비교하여 나타낸다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 바닥 및 공기 살균 로봇의 사시도를 나타낸다.
도 16은 도 15의 바닥 및 공기 살균 로봇의 내부 구조를 나타낸다.
도 17은 도 15의 바닥 및 공기 살균 로봇의 하부 몸체의 측면도를 나타낸다.
도 18은 도 15의 바닥 및 공기 살균 로봇의 저면도를 나타낸다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

1. 바닥 살균 로봇

이하에서는 바닥 살균 로봇의 다양한 실시예들을 도면을 참고로 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 바닥 살균 로봇의 외형을 나타낸다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 바닥 살균 로봇의 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1의 바닥 살균 로봇의 저면도를 나타낸다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 바닥 살균 로봇(100)은 바닥 살균 램프(110), 로봇(100)의 주행을 위한 복수의 메인 바퀴(120), 로봇(100)을 지지하여 쓰러짐을 방지하는 복수의 캐스터 바퀴(121), 상기 메인 바퀴(120)의 축에 결합된 모터(130), 제어기(150), 몸체(160), 센서부(170), 디스플레이부(180)를 포함한다.

바닥 살균 램프(110)는 적어도 하나의 UV 램프를 포함하고, 바닥 살균 로봇(100)의 하부 프레임에 구비되어 바닥을 향하여 자외선을 조사함으로써 바닥 살균 로봇(100)이 이동하는 영역의 바닥면의 살균을 수행한다.

바닥 살균 램프(110)는 유지 보수를 위해 교체 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들어 바닥 살균 로봇(100)의 하부 프레임은 바닥 살균 램프(110)를 설치할 수 있는 램프 수용부를 구비할 수 있다. 램프 수용부는 바닥 살균 램프(110)를 슬라이딩 방식으로 삽입하거나, 체결 수단을 이용하여 설치할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

바닥 살균 램프(110)는 예를 들어 가로 45cm, 세로 5cm, 두께 3cm의 UV 램프로 이루어질 수 있다.

바닥 살균 램프(110)는 바닥면과 일정한 거리(예를 들어 5cm) 만큼 이격된 상태를 유지하도록 바닥 살균 로봇(100)의 하부 프레임에 구비될 수 있으며, 이러한 거리는 살균 장소의 특성(세균 또는 바이러스의 밀도 정보)에 맞게 조절될 수 있다. 이를 위해 바닥 살균 로봇(100)의 하부 프레임은 바닥 살균 램프(110)와 바닥면간의 거리를 조절하기 위한 거리 조절부를 더 구비할 수 있다.

바닥 살균 램프(110)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 적정한 세기, 예를 들어 4~5mW/㎠ 세기로 자외선을 방출할 수 있다.

일반적으로 살균을 위해서 254nm의 자외선(UV)을 방출하는 살균 램프가 사용되는데, 유전 독성을 유발하기 때문에 인간의 피부에는 사용할 수 없다. 또한, 종래 기술에 따른 UV 살균 로봇으로 실내외에서 살균 작업을 실시할 때에는 인체 유해성으로 인해 사람들의 출입을 통제하는 등의 불편함을 야기하였다. 그러나 본 실시예에 따른 바닥 살균 램프(110)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 바람직한 UV 대역의 파장, 예를 들어 UV 대역에서 222nm의 파장을 나타내는 자외선을 방출하도록 구성될 수 있다. 222nm UV 광선은 공기 중의 인간 코로나바이러스를 효율적이고 안전하게 비활성화한다. 아래의 도 3 및 도 4와 관련 설명을 참조하면, 254nm의 자외선은 피부 표면을 통과하여 피부 세포에 치명적인 피해를 주어 암 또는 피부병을 유발할 수 있다. 이에 반하여, 222nm의 자외선은 피부의 각질층 및 투명층을 통과하지 못하여 인체 피해가 적고, 일정 수준 이상의 세기(예를 들어, 3mJ/cm²) 로 조사시에는 원거리에서도 살균이 가능하다. 따라서 본 발명에 따른 바닥 살균 램프(110)가 구비된 바닥 살균 로봇(100)은 인체 유해성을 최소화함으로써 공공 장소나 다중 이용 시설에서 사람들의 출입 통제없이 일상 생활을 영위하는 가운데에서도 살균 작업이 가능한 경제적 효과가 있다. 이러한 현저한 효과는 도 3 및 도 4의 실험 결과로부터 확인될 수 있다.

도 3의 실험 결과와 같이, 본 실시예에 따른 바닥 살균 램프(110)는 222nm 파장에서 피크 세기의 분포를 나타내는 자외선을 방출하도록 구성되어, 바닥 살균 로봇(100)이 코로나 바이러스 등의 살균 작업을 수행하는 공간에 있는 주변 사람들의 인체에 영향을 주지 않으면서, 바닥에 분포하는 코로나 바이러스 등을 효과적으로 비활성화시킬 수 있다.

컬럼비아 대학 메디컬 센터(Columbia University Medical Center)의 2020년 NATURE 연구논문 "Far-UVC light (222nm) efficiently and safely inactivates airborne human coronaviruses"에 따르면 222nm UV 광선은 공기 중의 인간 코로나바이러스를 효율적이고 안전하게 비활성화한다. 공기 중 바이러스 전파를 제한하는 직접적인 방법은 바이러스 발생 후 짧은 시간 내에 이를 비활성화하는 것이다. 254nm의 살균 자외선은 바이러스를 짧은 시간 내에 비활성화한다는 측면에서는 효과적이지만 인체에 노출되는 경우 피부 또는 눈에 치명적일 수 있다. 이에 반해, 원거리 UVC 광선(207-222nm)은 노출된 인체 조직에 해를 끼치지 않고 병원체를 효율적으로 사멸시킨다. 222nm의 원거리 UVC 광선이 공기 중의 인플루엔자 바이러스를 효과적으로 사멸시킨다는 것이 이미 입증되었으며 이러한 연구를 확장하여 공기 중의 인간코로나바이러스 알파 HCoV-229E 및 베타 HCOV-OC43에 대한 원거리 UVC 효능을 실험하였다. 실험 결과, 1.7 및 1.2mJ/cm²의 낮은 용량으로도 에어로졸화된 코로나바이러스 229E 및 OC43을 각각 99.9% 비활성화하였다. 모든 인간코로나바이러스는 유사한 게놈 크기를 가지고 있기 때문에 원거리 UVC 광은 SARS-CoV-2를 포함한 다른 인간 코로나바이러스에 대해 유사한 비활성화 효율을 보일 것으로 예상된다. Beta-HCoV-OC43 결과에 따르면, 현재 규제 노출 한도(~3mJ/cm²/hour)에서 점유된 공공 장소에서 지속적으로 원거리 UVC에 노출되면 8분 내에 90%의 바이러스를 비활성화하고, 11분 내에 95%의 바이러스를 비활성화하고, 16분 내에 99%의 바이러스를 비활성화하고, 25분 내에 99.9%의 바이러스를 비활성화한다. 따라서, 현재 규제 노출 한도를 준수하면서 낮은 선량률의 원거리 UVC를 노출시킴으로써 공공 장소에서 대기 중 코로나바이러스를 효율적이고 안전하게 감소시킬 수 있다.

도 4는 종래의 254nm 및 222nm 파장의 자외선의 인체 세포 투과 범위를 비교하여 도시한다. 도 4를 참고하면, 254nm의 자외선은 각질층(stratum corneum), 투명층(stratum lucidum), 과립층(stratum granulosum)을 통과하여 유극층(stratum spinosum)의 유극세포에 치명적인 피해를 주어 암 또는 피부병을 유발할 수 있다. 이에 반하여, 222nm의 자외선은 각질층 및 투명층을 통과하지 못하여 유극층의 유극세포까지 도달하지 못하여 인체 피해가 적고, 일정 수준 이상의 세기(예를 들어, 3mJ/cm²) 로 조사시에는 원거리에서도 살균이 가능하다.

제어기(150)는 상기 바닥 살균 램프(110), 모터(130)를 제어한다.

이 때, 제어기(150)는 기계 및/또는 전자회로와 같은 하드웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 형태(예를 들어, 칩, 프로세서, 램 등)로 구현될 수 있다.

이 때, 제어기(150)는 로봇이 자율주행을 수행하면서 바닥 살균을 수행할 수 있도록 상기 바닥 살균 램프(110), 모터(130)를 제어할 수 있으며, 특정 공간 내의 영역을 중복하여 여러 번 살균하지 않고 설정된 공간을 골고루 이동하도록 설정될 수 있다.

몸체(160)는 바닥 살균 램프(110), 바퀴(120) 및 캐스터 바퀴(121), 모터(130), 제어기(150)를 수납하며, 외부 충격으로부터 상기 바닥 살균 로봇(100)을 보호할 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 몸체(160)는 강화 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

센서부(170)는 공기오염 감지 센서를 포함하여 기 설정되어 있는 공기 오염도의 측정 범위 내에서 외부 공기의 오염도를 실시간으로 측정하고, 이를 디스플레이부(180)에서 실시간으로 디스플레이되도록 구성될 수 있다.

이 때, 상기 공기오염 감지 센서는 미세먼지 농도 측정 센서일 수 있다.

한편, 센서부(170)는 온습도 센서를 더 포함하여 외부 공기의 온습도를 측정하고, 이를 디스플레이부(180)에서 실시간으로 디스플레이되도록 구성될 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 바닥 살균 로봇(100)은 바닥 살균 램프(110), 모터(130), 제어기(150) 등 전원을 이용하여 동작하는 구성 요소에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있으며, 몸체(160)에 구비된 외부전원입력단자를 통해 배터리를 충전할 수 있도록 구성될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바닥 살균 로봇(500)의 저면도를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 바닥 살균 로봇(500)은 바닥 살균 램프(510), 로봇(500)의 주행을 위한 복수의 메인 바퀴(520), 로봇(500)을 지지하여 쓰러짐을 방지하는 복수의 캐스터 바퀴(521), 상기 메인 바퀴(520)의 축에 결합된 모터(530), 살균 상태 표시부(540), 제어기(550) 및 로봇의 몸체(560)를 포함한다.

바닥 살균 램프(510)는 적어도 하나의 UV 램프를 포함하고, 바닥 살균 로봇(500)의 하부 프레임에 구비되어 바닥을 향하여 자외선을 조사함으로써 바닥 살균 로봇(500)이 이동하는 공간의 바닥면의 살균을 수행한다.

바닥 살균 램프(510)는 유지 보수를 위해 교체 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들어 바닥 살균 로봇(500)의 하부 프레임은 바닥 살균 램프(510)를 설치할 수 있는 램프 수용부를 구비할 수 있다. 램프 수용부는 바닥 살균 램프(510)를 슬라이딩 방식으로 삽입하거나, 체결 수단을 이용하여 설치할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

바닥 살균 램프(510)는 예를 들어 가로 45cm, 세로 5cm, 두께 3cm의 UV 램프로 이루어질 수 있다.

바닥 살균 램프(510)는 바닥면과 일정한 거리(예를 들어 5cm) 만큼 이격된 상태를 유지하도록 바닥 살균 로봇(500)의 하부 프레임에 구비될 수 있으며, 이러한 거리는 살균 장소의 특성(세균 또는 바이러스의 밀도 정보)에 맞게 조절될 수 있다. 이를 위해 바닥 살균 로봇(500)의 하부 프레임은 바닥 살균 램프(510)와 바닥면간의 거리를 조절하기 위한 거리 조절부를 더 구비할 수 있다.

바닥 살균 램프(510)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 적정한 세기, 예를 들어 4~5mW/㎠ 세기로 자외선을 방출할 수 있다.

바닥 살균 램프(510)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 바람직한 UV 대역의 파장, 예를 들어 UV 대역에서 222nm의 파장을 나타내는 자외선을 방출하도록 구성될 수 있다.

살균 상태 표시부(540)은 바닥 살균 램프(510)가 활성화되어 바닥의 살균을 수행하고 있는지 여부를 색깔로 표시할 수 있다. 살균 상태 표시부(540)은 예를 들어 LED로서 구비될 수 있다. 일반적인 UV는 가시광선에 비하여 파장이 짧아 바닥 살균 램프(510)가 점등되어 살균을 수행하는지 여부를 사용자가 직접적으로 확인하기가 어렵다. 이 때, 살균 상태 표시부(540)은 바닥 살균 램프(510)가 활성화되어 있는 동안에 함께 점등되어 사용자는 바닥 살균 램프(510)가 정상적으로 동작하여 바닥을 살균 중인지 여부를 시각적으로 확인할 수 있다.

이 때, 살균 상태 표시부(540)은 바닥 살균 램프(510)와 같이 지면의 바닥을 향해 빛을 조사하도록 구성될 수 있으며, 일부는 몸체부(560)의 측면에 배치되어 바닥 살균 로봇의 측면에서도 바닥 살균 램프(510)의 동작 여부를 확인할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 살균 상태 표시부(540)는 하나의 일체형 구조로서 바닥 살균 로봇의 하부 프레임의 둘레(예를 들어 4면)을 모두 감싸도록 구성될 수 있으며, 2개 또는 4개의 살균 상태 표시 모듈들이 바닥 살균 로봇의 하부 프레임의 전후 또는 좌우에 각각 구비되어 로봇의 이동 방향에 대응하는 살균 상태 표시 모듈만이 점등되도록 구성될 수 있다.

한편, 도 5에서는 살균 상태 표시부(540)가 바닥 살균 로봇의 앞, 뒤, 좌, 우의 4면을 둘러싸고 있는 것으로 도시되었지만, 살균 상태 표시부(540)는 로봇의 앞뒤 또는 좌우의 2개의 면에 배치되거나 한 개의 면에만 배치될 수도 있다.

제어기(550)는 상기 바닥 살균 램프(510), 모터(530), 살균상태 표시부(540)를 제어한다.

이 때, 제어기(550)는 기계 및/또는 전자회로와 같은 하드웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 형태(예를 들어, 칩, 프로세서, 램 등)로 구현될 수 있다.

이 때, 제어기(550)는 로봇이 자율주행을 수행하면서 바닥 살균을 수행할 수 있도록 상기 바닥 살균 램프(510), 모터(530), 및 살균 상태 표시부(540)를 제어할 수 있으며, 특정 공간 내의 영역을 중복하여 여러 번 살균하지 않고 설정된 공간을 골고루 이동하도록 설정될 수 있다.

상기 로봇의 몸체(560)는 외부로부터 상기 바닥 살균 로봇을 보호할 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 몸체(560)는 강화 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 바닥 살균 로봇(500)은 바닥 살균 램프(510), 모터(530), 살균 상태 표시부(540), 제어기(550) 등에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있으며, 몸체(560)에 구비된 외부전원입력단자를 통해 배터리를 충전할 수 있도록 구성될 수도 있다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바닥 살균 로봇(600)을 나타낸다. 도 6은 본 실시예에 따른 바닥 살균 로봇(600)의 사시도를 나타내고, 도 7은 본 실시예에 따른 바닥 살균 로봇(600)의 측면도를 나타내고, 도 8은 본 실시예에 따른 바닥 살균 로봇(600)의 저면도를 나타낸다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 바닥 살균 로봇(600)은 바닥 살균 램프(610), 로봇(600)의 주행을 위한 복수의 메인 바퀴(620), 로봇(600)을 지지하여 쓰러짐을 방지하는 복수의 캐스터 바퀴(621), 상기 메인 바퀴(620)의 축에 결합된 모터(630), 살균 상태 표시부(650), 제어기(660), 몸체(670), 센서부(680), 디스플레이부(690)를 포함한다. 한편, 본 실시예에서는 바닥 살균 램프(610) 및 살균 상태 표시부(650)가 몸체(670)로부터의 돌출부(680)에 수납되어 구성될 수 있다. 이 때, 바닥 살균 로봇(600)은 돌출부(680)가 형성된 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.

바닥 살균 램프(610)는 적어도 하나의 UV 램프를 포함하고, 바닥 살균 로봇(600)의 돌출부(680)에 구비되어 바닥을 향하여 자외선을 조사함으로써 바닥 살균 로봇(600)이 이동하는 영역의 바닥면의 살균을 수행한다.

바닥 살균 램프(610)는 유지 보수를 위해 교체 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들어 바닥 살균 로봇(600)의 돌출부(680)는 바닥 살균 램프(610)를 설치할 수 있는 램프 수용부를 구비할 수 있다. 램프 수용부는 바닥 살균 램프(610)를 슬라이딩 방식으로 삽입하거나, 체결 수단을 이용하여 설치할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

바닥 살균 램프(610)는 예를 들어 가로 45cm, 세로 5cm, 두께 3cm의 UV 램프로 이루어질 수 있다.

바닥 살균 램프(610)는 바닥면과 일정한 거리(예를 들어 5cm) 만큼 이격된 상태를 유지하도록 바닥 살균 로봇(600)의 돌출부(680)에 구비될 수 있으며, 이러한 거리는 살균 장소의 특성(세균 또는 바이러스의 밀도 정보)에 맞게 조절될 수 있다. 이를 위해 바닥 살균 로봇(600)의 돌출부(680)는 바닥 살균 램프(610)와 바닥면간의 거리를 조절하기 위한 거리 조절부를 더 구비할 수 있다.

바닥 살균 램프(610)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 적정한 세기, 예를 들어 4~5mW/㎠ 세기로 자외선을 방출할 수 있다.

바닥 살균 램프(610)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 바람직한 UV 대역의 파장, 예를 들어 UV 대역에서 222nm의 파장을 나타내는 자외선을 방출하도록 구성될 수 있다.

살균 상태 표시부(650)는 바닥 살균 램프(610)가 활성화되어 바닥의 살균을 수행하고 있는지 여부를 색깔로 표시할 수 있다. 살균 상태 표시부(650)은 예를 들어 LED로서 구비될 수 있다. 일반적인 UV는 가시광선에 비하여 파장이 짧아 바닥 살균 램프(610)가 점등되어 살균을 수행하는지 여부를 사용자가 직접적으로 확인하기가 어렵다. 이 때, 살균 상태 표시부(650)은 바닥 살균 램프(610)가 활성화되어 있는 동안에 함께 점등되어 사용자는 바닥 살균 램프(610)가 정상적으로 동작하여 바닥을 살균 중인지 여부를 시각적으로 확인할 수 있다.

살균 상태 표시부(650)는 돌출부(680)의 기울어진 빗면 상에 배치되어 바닥 살균 로봇(600)의 전방 상측을 향하도록 배치된다.

도 6에서는 살균 상태 표시부(650)가 돌출부(680)의 빗면 상에서 바닥 살균 로봇(600)의 외부를 향하여 빛을 조사하도록 도시되었으나, 살균 상태 표시부(650)는 바닥 살균 램프(610)와 같이 지면의 바닥을 향해 빛을 조사하도록 구성될 수 있다.

한편, 살균 상태 표시부(650)는 유지 보수를 위해 교체 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들어 바닥 살균 로봇(600)의 돌출부(680)는 살균 상태 표시부(610)를 설치할 수 있는 램프 수용부를 구비할 수 있다. 램프 수용부는 살균 상태 표시부(650)를 슬라이딩 방식으로 삽입하거나, 체결 수단을 이용하여 설치할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

제어기(660)는 상기 바닥 살균 램프(610), 모터(630), 살균상태 표시부(650)를 제어한다.

이 때, 제어기(660)는 기계 및/또는 전자회로와 같은 하드웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 형태(예를 들어, 칩, 프로세서, 램 등)로 구현될 수 있다.

이 때, 제어기(660)는 로봇이 자율주행을 수행하면서 바닥 살균을 수행할 수 있도록 상기 바닥 살균 램프(610), 모터(630), 살균 상태 표시부(650)를 제어할 수 있으며, 특정 공간 내의 영역을 중복하여 여러 번 살균하지 않고 설정된 공간을 골고루 이동하도록 설정될 수 있다.

상기 로봇의 몸체(670)는 외부로부터 상기 바닥 살균 로봇을 보호할 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 몸체(670)는 강화 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

센서부(680)는 공기오염 감지 센서를 포함하여 기 설정되어 있는 공기 오염도의 측정 범위 내에서 외부 공기의 오염도를 실시간으로 측정하고, 이를 디스플레이부(690)에서 실시간으로 디스플레이되도록 구성될 수 있다.

한편, 센서부(680)는 온습도 센서를 더 포함하여 외부 공기의 온습도를 측정하고, 이를 디스플레이부(690)에서 실시간으로 디스플레이되도록 구성될 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 바닥 살균 로봇(600)은 바닥 살균 램프(610), 모터(630), 살균 상태 표시부(650), 제어기(660), 센서부(680), 디스플레이부(690) 등에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있으며, 몸체(670)에 구비된 외부전원입력단자를 통해 배터리를 충전할 수 있도록 구성될 수도 있다.

도 9 및 도 10는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바닥 살균 로봇(900)을 나타낸다.

도 9(a)는 본 실시예에 따른 바닥 살균 로봇(900)을 전방에서 비스듬히 바라본 사시도이고, 도 9(b)는 본 실시예에 따른 바닥 살균 로봇(900)을 후방에서 비스듬히 바라본 사시도이다. 한편, 도 10은 본 실시예에 따른 바닥 살균 로봇(900)의 저면도이다.

도 9 내지 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 바닥 살균 로봇(900)은 바닥 살균 램프(910), 복수의 메인 바퀴(920), 로봇(900)을 지지하여 쓰러짐을 방지하는 복수의 캐스터 바퀴(921), 상기 메인 바퀴(920)의 축에 결합된 모터(930), 제1 및 제2 살균 상태 표시부(950, 955), 제어기(960), 하부 몸체(970), 돌출부(980), 상부 몸체(985), 디스플레이부(990) 및 센서부(995)를 포함한다.

본 실시예에서는 바닥 살균 램프(910) 및 제1 살균 상태 표시부(950)가 하부몸체(970)로부터의 돌출부(980)에 수납되어 구성될 수 있다. 이 때, 바닥 살균 로봇(900)은 돌출부(980)가 형성된 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.

바닥 살균 램프(910)는 적어도 하나의 UV 램프를 포함하고, 바닥 살균 로봇(900)의 돌출부(980)에 구비되어 바닥을 향하여 자외선을 조사함으로써 바닥 살균 로봇(900)이 이동하는 영역의 바닥면의 살균을 수행한다.

바닥 살균 램프(910)는 유지 보수를 위해 교체 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들어 바닥 살균 로봇(900)의 돌출부(980)는 바닥 살균 램프(910)를 설치할 수 있는 램프 수용부를 구비할 수 있다. 램프 수용부는 바닥 살균 램프(910)를 슬라이딩 방식으로 삽입하거나, 체결 수단을 이용하여 설치할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

바닥 살균 램프(910)는 예를 들어 가로 45cm, 세로 5cm, 두께 3cm의 UV 램프로 이루어질 수 있다.

바닥 살균 램프(910)는 바닥면과 일정한 거리(예를 들어 5cm) 만큼 이격된 상태를 유지하도록 바닥 살균 로봇(900)의 돌출부(980)에 구비될 수 있으며, 이러한 거리는 살균 장소의 특성(세균 또는 바이러스의 밀도 정보)에 맞게 조절될 수 있다. 이를 위해 바닥 살균 로봇(900)의 돌출부(980)는 바닥 살균 램프(910)와 바닥면간의 거리를 조절하기 위한 거리 조절부를 더 구비할 수 있다.

바닥 살균 램프(910)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 적정한 세기, 예를 들어 4~5mW/㎠ 세기로 자외선을 방출할 수 있다.

바닥 살균 램프(910)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 바람직한 UV 대역의 파장, 예를 들어 UV 대역에서 222nm의 파장을 나타내는 자외선을 방출하도록 구성될 수 있다.

제1 및 제2 살균 상태 표시부(950, 955)는 바닥 살균 램프(910)가 활성화되어 바닥의 살균을 수행하고 있는지 여부를 색깔로 표시할 수 있다. 제1 및 제2 살균 상태 표시부(950, 955)은 예를 들어 LED로서 구비될 수 있다. 일반적인 UV는 가시광선에 비하여 파장이 짧아 바닥 살균 램프(910)가 점등되어 살균을 수행하는지 여부를 사용자가 직접적으로 확인하기가 어렵다. 이 때, 제1 및 제2 살균 상태 표시부(950, 955)는 바닥 살균 램프(910)가 활성화되어 있는 동안에 함께 점등되어 사용자는 바닥 살균 램프(910)가 정상적으로 동작하여 바닥을 살균 중인지 여부를 시각적으로 확인할 수 있다.

제1 살균 상태 표시부(950)는 돌출부(980)의 기울어진 빗면 상에 배치되어 바닥 살균 로봇(900)의 전방 상측을 향하도록 배치된다.

도 9에서는 제1 살균 상태 표시부(950)가 돌출부(980)의 빗면 상에서 바닥 살균 로봇(900)의 외부를 향하여 빛을 조사하도록 도시되었으나, 제1 살균 상태 표시부(950)는 바닥 살균 램프(910)와 같이 지면의 바닥을 향해 빛을 조사하도록 구성될 수 있다.

제2 살균 상태 표시부(955)는 도 9에 도시된 바와 같이 상부 몸체(985)의 전면 및 후면에 2개의 LED가 쌍으로 구성될 수도 있고, 상부 몸체(985)의 전면 또는 후면에 1개의 LED만이 구성될 수도 있다.

한편, 제1 및 제2 살균 상태 표시부(950, 955)는 유지 보수를 위해 교체 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들어 바닥 살균 로봇(900)의 돌출부(980) 및 상부 몸체(985)는 각각 제1 및 제2 상태 표시부(950, 955)를 설치할 수 있는 램프 수용부를 구비할 수 있다. 램프 수용부는 제1 및 제2 살균 상태 표시부(950, 955)를 슬라이딩 방식으로 삽입하거나, 체결 수단을 이용하여 설치할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

제어기(960)는 상기 바닥 살균 램프(910), 모터(930), 제1 및 제2 살균상태 표시부(950, 955)를 제어한다.

이 때, 제어기(960)는 기계 및/또는 전자회로와 같은 하드웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 형태(예를 들어, 칩, 프로세서, 램 등)로 구현될 수 있다.

이 때, 제어기(960)는 로봇이 바닥 살균을 수행하면서 살균 상태를 표시할 수 있도록 상기 바닥 살균 램프(910), 모터(930), 제1 및 제2 살균 상태 표시부(950, 955)를 제어할 수 있으며, 특정 공간 내의 영역을 중복하여 여러 번 살균하지 않고 설정된 공간을 골고루 이동하도록 설정될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 제어기(960)가 바닥 살균 로봇(900)의 하부 몸체(970)의 내부에 구비되어 있는 것으로 도시되었으나, 제어기(960)는 바닥 살균 로봇(900)의 상부 몸체(985)의 내부에 구비될 수도 있다.

하부 몸체(970) 및 상부 몸체(985)는 외부로부터 상기 바닥 살균 로봇을 보호할 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 몸체(970) 및 상부 몸체(985)는 강화 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

디스플레이부(990)는 살균 수행의 경과 등을 디스플레이하고, 바닥 살균 로봇(900)의 조작을 위한 터치 화면을 제공한다. 예를 들어, 디스플레이부(990)는 실내 공간의 전체 면적(m²), 현재 살균 수행을 완료한 공간의 면적(m²), 실내 공간의 전체 면적 대 현재 살균 수행을 완료한 공간의 면적 비율(%)을 표시할 수 있다.

센서부(995)는 바닥 살균 로봇(900)의 자율 주행을 위한 공간 영역 및 사람의 접근 여부를 감지한다. 센서부(995)는 공간 및 사람의 접근 여부를 감지하기 위하여 예를 들어, 카메라 또는 라이다(LIDAR) 센서 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(995)는 사람이 임계 거리 이내에 접근하였음을 감지하여, 제어기(960)에 신호를 전송하고, 제어기(960)는 바닥 살균 로봇(900)의 주행을 중단함으로써 바닥 살균 로봇(900)이 사람과 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 센서부(995)는 장애물과 접촉하는 경우 이를 인식하는 센서 또는 바닥면의 기울기를 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 바닥 살균 로봇(900)이 바닥면을 주행하다가 장애물 등에 의해 바닥면과 임계 각도 이상의 각도를 이루게 되면, 센서부(995)가 이를 감지하여, 제어기(960)에 신호를 전송하고 신호를 수신한 제어기(960)에 의해 주행을 중단하고, 바닥 살균 램프(910)에 전원이 차단되어 바닥 살균 램프(910)는 OFF상태가 된다. 따라서, 로봇의 전복 및 충돌이 발생하는 것을 막고, 전원이 방전되는 것을 방지할 수 다있다.

또한, 센서부(995)는 공기오염 감지 센서를 포함하여 기 설정되어 있는 공기 오염도의 측정 범위 내에서 외부 공기의 오염도를 실시간으로 측정하고, 이를 디스플레이부(990)에서 실시간으로 디스플레이되도록 구성될 수 있다.

한편, 센서부(995)는 온습도 센서를 더 포함하여 외부 공기의 온습도를 측정하고, 이를 디스플레이부(990)에서 실시간으로 디스플레이되도록 구성될 수 있다.한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 바닥 살균 로봇(900)은 바닥 살균 램프(910), 모터(930), 제1 및 제2 살균 상태 표시부(950, 955), 제어기(960), 디스플레이부(990), 센서부(995) 등에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있으며, 상부 몸체(985) 또는 하부 몸체(970)에 구비된 외부전원입력단자를 통해 배터리를 충전할 수 있도록 구성될 수도 있다.

2. 공기 살균 로봇

이하에서는 공기 살균 로봇의 다양한 실시예들을 도면을 참고로 상세히 설명한다.

도 11 내지 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 살균 로봇(1100)을 나타낸다.

도 11(a)는 본 실시예에 따른 공기 살균 로봇(1100)을 전방에서 비스듬히 바라본 사시도이고, 도 11(b)는 본 실시예에 따른 공기 살균 로봇(1100)을 후방에서 비스듬히 바라본 사시도이다. 도 12는 본 실시예에 따른 공기 살균 로봇(1100)의 내부 구조를 나타내고, 도 13은 본 실시예에 따른 공기 살균 로봇(1100)의 저면도를 나타낸다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 공기 살균 로봇(1100)은 상부 몸체(1105), 흡입부(1110), 공기정화필터(1115), 적어도 하나 이상의 흡기팬(1120), 필터 살균 램프(1125), 적어도 하나 이상의 살균 램프 안정기(1130), 공기 배출관(1135), 제1 살균 상태 표시부(1140), 디스플레이부(1145), 센서부(1147), 하부 몸체(1150), 로봇(1100)의 주행을 위한 복수의 메인 바퀴(1155), 로봇(1100)을 지지하여 쓰러짐을 방지하는 복수의 캐스터 바퀴(1156), 상기 메인 바퀴(1155)의 축에 결합된 모터(1160), 제어기(1175), 돌출부(1180) 및 제2 살균 상태 표시부(1185)를 포함한다. 한편, 본 실시예에서는 제2 살균 상태 표시부(1185)가 하부 몸체(1150)로부터의 돌출부(1180)에 수납되어 구성될 수 있다.

흡입부(1110)는 외부 공기를 공기 살균 로봇(1100)의 내부로 유입시키기 위한 유입구를 제공한다. 한편, 흡입부(1110)는 망사 형태로 이루어져 입자가 큰 이물질이 공기 살균 로봇(1100)의 내부로 유입되어 기기의 고장이나 오작동을 일으키는 것을 방지한다.

공기정화필터(1115)는 흡입부(1110)를 통해 유입된 외부 공기중의 이물질을 여과한다. 예를 들어, 미세 먼지와 같은 이물질이 공기정화필터(1115)에 의해 여과될 수 있다.

흡기팬(1120)은 팬의 회전을 통해 외부 공기가 흡입부(1110)를 통하여 자외선 살균 로봇의 내부로 유입되도록 한다. 도 11에서는 흡기팬(1120)은 2개로 구성되어 있으나, 흡기팬(1120)은 하나 또는 두개 이상으로 구성될 수 있다. 이 때, 흡기팬(1120)은 흡입부(1110)를 기준으로 공기정화필터(1115)의 후면에 위치할 수 있으며, 흡기팬(1120)의 흡입력에 의하여 흡입부(1110)로 유입된 외부 공기가 공기정화필터(1115)를 통과하여 여과된다.

필터 살균 램프(1125)는 공기정화필터(1115)에 자외선을 방출하여 세균 및 바이러스를 살균한다. 도 14를 참고하면, 일반적인 헤파필터는 일반적인 미세먼지나 초미세먼지, 지름 0.3μm 이상의 세균이나 박테리아를 여과할 수 있지만, 0.125 μm의 COVID-19 바이러스, 0.1 μm의 사스(SARS) 바이러스와 같은 크기가 작은 미생물은 걸러지지 않는다. 고성능 공기청정기에서 사용되는 필터는 0.1 μm의 입자를 99%까지 걸러낼 수 있으나, 이러한 작은 크기의 세균이나 박테리아는 고성능 공기청정기에 의해 걸러진다고 하더라도 헤파필터의 표면에 계속해서 생존해서 잔류하게 된다. 하지만, 대부분의 COVID-19 바이러스 또는 사스 바이러스 등은 단독으로 공기중을 떠돌아다니지 않고, 1 μm 내지 10 μm 의 입자의 크기를 갖는 비말 또는 에어로졸 내에 포함되어 공기 중으로 전파된다. 따라서, 대부분의 COVID-19 바이러스 또는 사스 바이러스 등은 고성능 공기청정기에 사용되는 필터뿐만 아니라 일반적인 헤파필터에 의해서도 걸러질 수 있으며, 이들은 비말 또는 에어로졸과 함께 필터의 표면에 포집된다.

필터 살균 램프(1125)는 이와 같은 공기정화필터(1115) 표면에 잔포집된 입자의 크기가 작은 세균, 박테리아 또는 바이러스들을 살균하기 위해 공기정화필터(1115) 표면을 향하여 자외선을 집중적으로 방출하도록 구성된다.

이 때, 필터 살균 램프(1125)는 공기정화필터(1115)의 공기가 유입되는 면 전체를 커버하는 것이 바람직하다.

필터 살균 램프(1125)는 공기정화필터(1115)와 일정한 거리(예를 들어 5cm) 만큼 이격된 상태를 유지하도록 구비될 수 있으며, 이러한 거리는 살균 장소의 특성(세균 또는 바이러스의 밀도 정보)에 맞게 조절될 수 있다.

필터 살균 램프(1125)는 공기 살균 로봇(1100) 외부의 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 적정한 세기, 예를 들어 4~5mW/㎠ 세기로 자외선을 방출할 수 있다.

필터 살균 램프(1125)는 피크파장이 254 내지 275nm 사이의 범위를 갖거나,또는 피크파장이 222nm 인 UV 대역의 파장을 나타내는 자외선을 방출하는 다양한 UV 램프로 이루어질 수 있다.

일반적으로 살균을 위해서 254nm의 자외선(UV)을 방출하는 살균 램프가 사용되는데, 유전 독성을 유발하기 때문에 인간의 피부에는 사용할 수 없다. 또한, 종래 기술에 따른 UV 살균 로봇으로 실내외에서 살균 작업을 실시할 때에는 인체 유해성으로 인해 사람들의 출입을 통제하는 등의 불편함을 야기하였다. 그러나 본 실시예에 따른 필터 살균 램프(1125)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 바람직한 UV 대역의 파장, 예를 들어 UV 대역에서 222nm의 파장을 나타내는 자외선을 방출하도록 구성될 수 있다. 222nm UV 광선은 공기 중의 인간 코로나바이러스를 효율적이고 안전하게 비활성화한다. 앞서 설명한 도 3 및 도 4와 관련 설명을 참조하면, 254nm의 자외선은 피부 표면을 통과하여 피부 세포에 치명적인 피해를 주어 암 또는 피부병을 유발할 수 있다. 이에 반하여, 222nm의 자외선은 피부의 각질층 및 투명층을 통과하지 못하여 인체 피해가 적고, 일정 수준 이상의 세기(예를 들어, 3mJ/cm²) 로 조사시에는 원거리에서도 살균이 가능하다. 따라서 본 발명에 따른 필터 살균 램프(1125)가 구비된 광간 살균 로봇(1100)은 인체 유해성을 최소화함으로써 공공 장소나 다중 이용 시설에서 사람들의 출입 통제없이 일상 생활을 영위하는 가운데에서도 살균 작업이 가능한 경제적 효과가 있다. 이러한 현저한 효과는 도 3 및 도 4의 실험 결과로부터 확인될 수 있다.

살균 램프 안정기(1130)는 필터 살균 램프(1125)가 안정적으로 동작하도록 외부로부터 유입되는 전류를 정류하여 필터 살균 램프(1125)에 안정적으로 공급한다.

공기 배출관(1135)은 흡기팬(1120)에 의해 흡입된 외부 공기가 공기 살균 로봇(1100)의 외부로 배출될 수 있는 통로를 제공한다.

제1 및 제2 살균 상태 표시부(1140, 1185)은 필터 살균 램프(1125)가 활성화되어 공기정화필터(1115)의 표면에 대한 살균을 수행하고 있는지 여부를 색깔로 표시할 수 있다. 제1 및 제2 살균 상태 표시부(1140, 1185)는 예를 들어 LED로서 구비될 수 있다. 필터 살균 램프(1125)는 상부 몸체(1105)에 의해 둘러싸여 있어 외부에 노출되어 있지 않으며, 외부에 노출되어 있다고 하더라도 일반적인 UV는 가시광선에 비하여 파장이 짧아 필터 살균 램프(1125)가 점등되어 살균을 수행하는지 여부를 사용자가 직접적으로 확인하기 어렵다. 이 때, 제1 및 제2 살균 상태 표시부(1140, 1185)는 필터 살균 램프(1125)가 활성화되어 있는 동안에 함께 점등되어 사용자는 필터 살균 램프(1125)가 정상적으로 동작하여 공기정화필터를 살균 중인지 여부를 시각적으로 확인할 수 있다.

제1 살균 상태 표시부(1140)는 도 11에 도시된 바와 같이 상부 몸체(1105)의 전면 및 후면에 2개의 LED가 쌍으로 구성될 수도 있고, 상부 몸체(1105)의 전면 또는 후면에 1개의 LED만이 구성될 수도 있다.

상기 제1 살균 상태 표시부(1140)는 상기 전면 및 후면의 2개의 LED가 상기 공기 살균 로봇(1100)의 전진 또는 후진을 지시하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 공기 살균 로봇(1100)이 전진하는 경우 상기 제1 살균 상태 표시부(1140)의 전면 LED가 점등되고, 상기 공기 살균 로봇(1100)이 후진하는 경우 상기 제1 살균 상태 표시부(1140)의 후면 LED가 점등되도록 구성될 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 제1 살균 상태 표시부(1140)는 상기 상부 몸체(1105)의 전후 및 좌우에 각각 구비되어 상기 공기 살균 로봇의 이동 방향을 지시하도록 구성될 수 있다.

제2 살균 상태 표시부(1185)는 돌출부(1180)의 기울어진 빗면 상에 배치되어 바닥 살균 로봇(1100)의 전방 상측을 향하도록 배치된다.

한편, 제1 및 제2 살균 상태 표시부(1140, 1185)는 유지 보수를 위해 교체 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들어 공기 살균 로봇(1100)의 상부 몸체(1105) 및 돌출부(1180)는 각각 제1 및 제2 상태 표시부(1140, 1185)를 설치할 수 있는 램프 수용부를 구비할 수 있다. 램프 수용부는 제1 및 제2 살균 상태 표시부(1140, 1185)를 슬라이딩 방식으로 삽입하거나, 체결 수단을 이용하여 설치할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

제어기(1175)는 필터 살균 램프(1125), 모터(1160), 제1 및 제2 살균상태 표시부(1140, 1185)를 제어한다.

이 때, 제어기(1175)는 기계 및/또는 전자회로와 같은 하드웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 형태(예를 들어, 칩, 프로세서, 램 등)로 구현될 수 있다.

이 때, 제어기(1175)는 공기 살균 로봇(1100)이 공기 살균을 수행하면서 살균의 상태를 표시할 수 있도록 상기 필터 살균 램프(1125), 모터(1160),제1 및 제2 살균 상태 표시부(1140, 1185)를 제어할 수 있으며, 특정 공간 내의 영역을 중복하여 머무르지 않고 설정된 공간을 골고루 이동하도록 설정될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 제어기(1175)가 공기 살균 로봇(1100)의 하부 몸체(1150)의 내부에 구비되어 있는 것으로 도시되었으나, 제어기(1175)는 공기 살균 로봇(1100)의 상부 몸체(1105)의 내부에 구비될 수도 있다.

상부 몸체(1105) 및 하부 몸체(1150)는 외부로부터 상기 공기 살균 로봇(1100)을 보호할 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부 몸체(1105) 및 하부 몸체(1150)는 강화 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

디스플레이부(1145)는 살균 수행의 경과 등을 디스플레이하고, 공기 살균 로봇(1100)의 조작을 위한 터치 화면을 제공한다. 예를 들어, 디스플레이부(1145)는 실내 공간의 전체 면적(m²), 현재 살균 수행을 완료한 공간의 면적(m²), 실내 공간의 전체 면적 대 현재 살균 수행을 완료한 공간의 면적 비율(%)을 표시할 수 있다.

센서부(1147)는 공기 살균 로봇(1100)의 자율 주행을 위한 공간 영역 및 사람의 접근 여부를 감지한다. 센서부(1147)는 공간 및 사람의 접근 여부를 감지하기 위하여 예를 들어, 카메라 또는 라이다(LIDAR) 센서 등을 포함할 수 있다.

또한, 센서부(1147)는 장애물과 접촉하는 경우 이를 인식하는 센서 또는 바닥면의 기울기를 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기 살균 로봇(1100)이 바닥면을 주행하다가 장애물 등에 의해 바닥면과 소정의 각도를 이루게 되면, 센서부(1147)가 이를 감지하여, 제어기(1175)에 신호를 송출하고 신호를 수신한 제어기(1175)에 의해 필터 살균 램프(1125)에 전원이 차단되어 필터 살균 램프(1125)는 OFF상태가 될 수 있다. 따라서, 공기 살균 로봇(1100)이 공간을 주행하지 못하게 된 상황에서 계속해서 필터 살균 램프(1125)가 활성화되어 전원이 방전되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 센서부(1147)는 공기오염 감지 센서를 더 포함하여 기 설정되어 있는 공기 오염도의 측정 범위 내에서 외부 공기의 오염도를 실시간으로 측정하고, 이를 디스플레이부(1145)에서 실시간으로 디스플레이되도록 구성될 수 있다.

한편, 센서부(1147)는 온습도 센서를 더 포함하여 외부 공기의 온습도를 측정하고, 이를 디스플레이부(1145)에서 실시간으로 디스플레이되도록 구성될 수 있다.

공기 살균 로봇(1100)의 상부 몸체에서 공기의 살균을 수행하는 원리를 설명하면, 공기 살균 로봇(1100)에 전원이 인가되면, 흡기팬(1120), 필터 살균 램프(1125), 살균 램프 안정기(1130)에 전원이 인가되서 공기 살균을 위한 동작이 시작된다. 흡기팬(1120)에 전원이 인가되면 흡기팬(120)이 회전하여 외부 공기는 공기 흡입부(1110)로 유입된다. 공기 중에는 COVID-19 바이러스 또는 사스 바이러스와 같은 바이러스가 포함될 수 있으며, 이들은 단독으로 공기중을 떠돌아다니지 않고, 1 μm 내지 10 μm 의 입자의 크기를 갖는 비말 또는 에어로졸 내에 포함되어 공기 중으로 전파된다. 따라서, 대부분의 COVID-19 바이러스 또는 사스 바이러스 등은 비말 또는 에어로졸과 함께 공기정화필터(1115)의 표면에 포집된다. 이 때, 필터 살균 램프(1125)는 이와 같은 공기정화필터(1115) 표면에 잔포집된 입자의 크기가 작은 세균, 박테리아 또는 바이러스들을 살균하기 위해 공기정화필터(1115) 표면을 향하여 자외선을 집중적으로 방출하여 이들을 사멸시킨다. 따라서, 공기 살균 로봇(1100)이 실내 공간을 돌아다니며 이러한 바이러스 포집 및 필터의 살균을 반복적으로 수행하면, 공기 살균 로봇(1100)과 같은 실내 공간에 존재하는 사람의 인체에 피해를 주지 않으며 공기의 살균을 수행할 수 있다. 한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 공기 살균 로봇(1100)은 필터 살균 램프(1125), 모터(1160), 제1 및 제2 살균 상태 표시부(1140, 1185), 제어기(1175) 등에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있으며, 상부 몸체(1105) 또는 하부 몸체(1150)에 구비된 외부전원입력단자를 통해 배터리를 충전할 수 있도록 구성될 수도 있다.

3. 바닥 및 공기 살균 로봇

이하에서는 바닥 및 공기 살균 로봇의 다양한 실시예들을 도면을 참고로 상세히 설명한다.

도 15 내지 도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)을 나타낸다.

도 15(a)는 본 실시예에 따른 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)을 전방에서 비스듬히 바라본 사시도이고, 도 15(b)는 본 실시예에 따른 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)을 후방에서 비스듬히 바라본 사시도이다. 도 16은 본 실시예에 따른 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)의 내부 구조를 나타내고, 도 17은 본 실시예에 따른 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)의 하부 몸체의 측면도를 나타낸다. 도 18은 본 실시예에 따른 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)의 저면도를 나타낸다.

도 15 내지 도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 공기 살균 로봇(1500)은 상부 몸체(1505), 흡입부(1510), 공기정화필터(1515), 적어도 하나 이상의 흡기팬(1520), 필터 살균 램프(1525), 적어도 하나 이상의 살균 램프 안정기(1530), 공기 배출관(1535), 제1 살균 상태 표시부(1540), 디스플레이부(1545), 센서부(1547), 하부 몸체(1550), 복수의 메인 바퀴(1555), 로봇(1500)을 지지하여 쓰러짐을 방지하는 복수의 캐스터 바퀴(1556), 상기 메인 바퀴(1555)의 축에 결합된 모터(1560), 제어기(1575), 돌출부(1580), 제2 살균 상태 표시부(1585), 바닥 살균 램프(1590)를 포함한다. 한편, 본 실시예에서는 제2 살균 상태 표시부(1585) 및 바닥 살균 램프(1590)가 하부 몸체(1550)로부터의 돌출부(1580)에 수납되어 구성될 수 있다.

흡입부(1510)는 외부 공기를 자외선 살균 로봇의 내부로 유입시키기 위한 유입구를 제공한다. 한편, 흡입부(1510)는 망사 형태로 이루어져 입자가 큰 이물질이 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)의 내부로 유입되어 기기의 고장이나 오작동을 일으키는 것을 방지한다.

공기정화필터(1515)는 흡입부(1510)를 통해 유입된 외부 공기중의 이물질을 여과한다. 예를 들어, 미세 먼지와 같은 이물질이 공기정화필터(1515)에 의해 여과될 수 있다.

흡기팬(1520)은 팬의 회전을 통해 외부 공기가 흡입부(1510)를 통하여 자외선 살균 로봇의 내부로 유입되도록 한다. 도 16에서는 흡기팬(1520)은 2개로 구성되어 있으나, 흡기팬(1520)은 하나 또는 두개 이상으로 구성될 수 있다. 이 때, 흡기팬(1520)은 흡입부(1510)를 기준으로 공기정화필터(1515)의 후면에 위치할 수 있으며, 흡기팬(1520)의 흡입력에 의하여 흡입부(1510)로 유입된 외부 공기가 공기정화필터(1515)를 통과하여 여과된다.

필터 살균 램프(1525)는 공기정화필터(1515)에 자외선을 방출하여 세균 및 바이러스를 살균한다. 도 14를 참고하면, 일반적인 헤파필터는 일반적인 미세먼지나 초미세먼지, 지름 0.3μm 이상의 세균이나 박테리아를 여과할 수 있지만, 0.125 μm의 COVID-19 바이러스, 0.1 μm의 사스(SARS) 바이러스와 같은 크기가 작은 미생물은 걸러지지 않는다. 고성능 공기청정기에서 사용되는 필터는 0.1 μm의 입자를 99%까지 걸러낼 수 있으나, 이러한 작은 크기의 세균이나 박테리아는 고성능 공기청정기에 의해 걸러진다고 하더라도 헤파필터의 표면에 계속해서 생존해서 잔류하게 된다. 하지만, 대부분의 COVID-19 바이러스 또는 사스 바이러스 등은 단독으로 공기중을 떠돌아다니지 않고, 1 μm 내지 10 μm 의 입자의 크기를 갖는 비말 또는 에어로졸 내에 포함되어 공기 중으로 전파된다. 따라서, 대부분의 COVID-19 바이러스 또는 사스 바이러스 등은 고성능 공기청정기에 사용되는 필터뿐만 아니라 일반적인 헤파필터에 의해서도 걸러질 수 있으며, 이들은 비말 또는 에어로졸과 함께 필터의 표면에 포집된다.

필터 살균 램프(1525)는 이와 같은 공기정화필터(1515) 표면에 잔류하는 입자의 크기가 작은 세균, 박테리아 또는 바이러스들을 살균하기 위해 공기정화필터(1515) 표면을 향하여 자외선을 집중적으로 방출하도록 구성된다.

필터 살균 램프(1525)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 적정한 세기, 예를 들어 4~5mW/㎠ 세기로 자외선을 방출할 수 있다.

필터 살균 램프(1525)는 피크파장이 254 내지 275nm 사이의 범위를 갖거나, 또는 피크파장이 222nm 인 UV 대역의 파장을 나타내는 자외선을 방출하는 다양한 UV 램프로 이루어질 수 있다.

일반적으로 살균을 위해서 254nm의 자외선(UV)을 방출하는 살균 램프가 사용되는데, 유전 독성을 유발하기 때문에 인간의 피부에는 사용할 수 없다. 또한, 종래 기술에 따른 UV 살균 로봇으로 실내외에서 살균 작업을 실시할 때에는 인체 유해성으로 인해 사람들의 출입을 통제하는 등의 불편함을 야기하였다. 그러나 본 실시예에 따른 필터 살균 램프(1525)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 바람직한 UV 대역의 파장, 예를 들어 UV 대역에서 222nm의 파장을 나타내는 자외선을 방출하도록 구성될 수 있다. 222nm UV 광선은 공기 중의 인간 코로나바이러스를 효율적이고 안전하게 비활성화한다. 아래의 도 3 및 도 4와 관련 설명을 참조하면, 254nm의 자외선은 피부 표면을 통과하여 피부 세포에 치명적인 피해를 주어 암 또는 피부병을 유발할 수 있다. 이에 반하여, 222nm의 자외선은 피부의 각질층 및 투명층을 통과하지 못하여 인체 피해가 적고, 일정 수준 이상의 세기(예를 들어, 3mJ/cm²) 로 조사시에는 원거리에서도 살균이 가능하다. 따라서 본 발명에 따른 필터 살균 램프(1525)가 구비된 공기 살균 로봇(1525)은 인체 유해성을 최소화함으로써 공공 장소나 다중 이용 시설에서 사람들의 출입 통제없이 일상 생활을 영위하는 가운데에서도 살균 작업이 가능한 경제적 효과가 있다. 이러한 현저한 효과는 도 3 및 도 4의 실험 결과로부터 확인될 수 있다.

이 때, 필터 살균 램프(1525)는 공기정화필터(1515)의 공기가 유입되는 면 전체를 커버하는 것이 바람직하다.

살균 램프 안정기(1530)는 필터 살균 램프(1525) 및 바닥 살균 램프(1590)가 안정적으로 동작하도록 외부로부터 유입되는 전류를 정류하여 필터 살균 램프(1525)에 안정적으로 공급한다.

공기 배출관(1535)은 흡기팬(1520)에 의해 흡입된 외부 공기가 바닥 및 공기살균 로봇(1500)의 외부로 배출될 수 있는 통로를 제공한다.

제1 살균 상태 표시부(1540)는 필터 살균 램프(1525)가 활성화되어 공기정화필터(1515)의 표면에 대한 살균을 수행하고 있는지 여부를 색깔로 표시할 수 있다. 제1 살균 상태 표시부(1540)는 예를 들어 LED로서 구비될 수 있다. 필터 살균 램프(1525)는 상부 몸체(1505)에 의해 둘러싸여 있어 외부에 노출되어 있지 않으며, 외부에 노출되어 있다고 하더라도 일반적인 UV는 가시광선에 비하여 파장이 짧아 필터 살균 램프(1525)가 점등되어 살균을 수행하는지 여부를 사용자가 직접적으로 확인하기 여렵다. 이 때, 제1살균 상태 표시부(1540)는 필터 살균 램프(1525)가 활성화되어 있는 동안에 함께 점등되어 사용자는 필터 살균 램프(1525)가 정상적으로 동작하여 공기정화필터(1515)를 살균 중인지 여부를 시각적으로 확인할 수 있다.

제2 살균 상태 표시부(1585)는 바닥 살균 램프(1590)가 활성화되어 바닥의 살균을 수행하고 있는지 여부를 색깔로 표시할 수 있다. 제2 살균 상태 표시부(1585)는 예를 들어 LED로서 구비될 수 있다. 일반적인 UV는 가시광선에 비하여 파장이 짧아 바닥 살균 램프(1590)가 점등되어 살균을 수행하는지 여부를 사용자가 직접적으로 확인하기가 어렵다. 이 때, 살균 상태 표시부(1585)는 바닥 살균 램프(1590)가 활성화되어 있는 동안에 함께 점등되어 사용자는 바닥 살균 램프(1590)가 정상적으로 동작하여 바닥을 살균 중인지 여부를 시각적으로 확인할 수 있다.

제1 살균 상태 표시부(1540)는 도 15에 도시된 바와 같이 상부 몸체(1505)의 전면 및 후면에 2개의 LED가 쌍으로 구성될 수도 있고, 상부 몸체(1105)의 전면 또는 후면에 1개의 LED만이 구성될 수도 있다.

제2 살균 상태 표시부(1585)는 돌출부(1580)의 기울어진 빗면 상에 배치되어 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)의 전방 상측을 향하도록 배치된다.

한편, 제1 및 제2 살균 상태 표시부(1540, 1585)는 유지 보수를 위해 교체 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들어 공기 살균 로봇(1500)의 상부 몸체(1505) 및 돌출부(1580)는 각각 제1 및 제2 상태 표시부(1540, 1585)를 설치할 수 있는 램프 수용부를 구비할 수 있다. 램프 수용부는 제1 및 제2 살균 상태 표시부(1540, 1585)를 슬라이딩 방식으로 삽입하거나, 체결 수단을 이용하여 설치할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

제어기(1575)는 필터 살균 램프(1525), 모터(1560), 제1 및 제2 살균상태 표시부(1540, 1585), 바닥 살균 램프(1590)를 제어한다.

이 때, 제어기(1575)는 기계 및/또는 전자회로와 같은 하드웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어가 결합된 형태(예를 들어, 칩, 프로세서, 램 등)로 구현될 수 있다.

이 때, 제어기(1575)는 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)이 자율주행을 수행하면서 공기정화필터(바닥 살균을 수행할 수 있도록 상기 필터 살균 램프(1525), 모터(1560), 제1 및 제2 살균 상태 표시부(1540, 1585)를 제어할 수 있으며, 특정 공간 내의 영역을 중복하여 머무르지 않고 설정된 공간을 골고루 이동하도록 설정될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 제어기(1575)가 공기 살균 로봇(1500)의 하부 몸체(1550)의 내부에 구비되어 있는 것으로 도시되었으나, 제어기(1575)는 공기 살균 로봇(1500)의 상부 몸체(1505)의 내부에 구비될 수도 있다.

상부 몸체(1505) 및 하부 몸체(1550)는 외부로부터 상기 공기 살균 로봇(1500)을 보호할 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부 몸체(1505) 및 하부 몸체(1550)는 강화 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

디스플레이부(1545)는 살균 수행의 경과 등을 디스플레이하고, 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)의 조작을 위한 터치 화면을 제공한다. 예를 들어, 디스플레이부(1545)는 실내 공간의 전체 면적(m²), 현재 살균 수행을 완료한 공간의 면적(m²), 실내 공간의 전체 면적 대 현재 살균 수행을 완료한 공간의 면적 비율(%)을 표시할 수 있다.

센서부(1547)는 공기 살균 로봇(1500)의 자율 주행을 위한 공간 영역 및 사람의 접근 여부를 감지한다. 센서부(1547)는 공간 및 사람의 접근 여부를 감지하기 위하여 예를 들어, 카메라 또는 라이다(LIDAR) 센서 등을 포함할 수 있다.

또한, 센서부(1547)는 장애물과 접촉하는 경우 이를 인식하는 센서 또는 바닥면의 기울기를 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)이 바닥면을 주행하다가 장애물 등에 의해 바닥면과 소정의 각도를 이루게 되면, 센서부(1547)가 이를 감지하여, 제어기(1575)에 신호를 송출하고 신호를 수신한 제어기(1575)에 의해 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)의 주행을 중단함으로써사람과 충돌하는 것을 방지하여 안전성이 향상된다는 장점이 있다.

한편, 센서부(1547)는 공기오염 감지 센서를 더 포함하여 기 설정되어 있는 공기 오염도의 측정 범위 내에서 외부 공기의 오염도를 실시간으로 측정하고, 이를 디스플레이부(1545)에서 실시간으로 디스플레이되도록 구성될 수 있다.

한편, 센서부(1547)는 온습도 센서를 더 포함하여 외부 공기의 온습도를 측정하고, 이를 디스플레이부(1145)에서 실시간으로 디스플레이되도록 구성될 수 있다.

공기 살균 로봇(1500)의 상부 몸체에서 공기의 살균을 수행하는 원리를 설명하면, 공기 살균 로봇(1500)에 전원이 인가되면, 흡기팬(1520), 필터 살균 램프(1525), 살균 램프 안정기(1530)에 전원이 인가되서 공기 살균을 위한 동작이 시작된다. 흡기팬(1520)에 전원이 인가되면 흡기팬(1520)이 회전하여 외부 공기는 공기 흡입부(1510)로 유입된다. 공기 중에는 COVID-19 바이러스 또는 사스 바이러스와 같은 바이러스가 포함될 수 있으며, 이들은 단독으로 공기중을 떠돌아다니지 않고, 1 μm 내지 10 μm 의 입자의 크기를 갖는 비말 또는 에어로졸 내에 포함되어 공기 중으로 전파된다. 따라서, 대부분의 COVID-19 바이러스 또는 사스 바이러스 등은 비말 또는 에어로졸과 함께 공기정화필터(1515)의 표면에 포집된다. 이 때, 필터 살균 램프(1525)는 이와 같은 공기정화필터(1515) 표면에 잔포집된 입자의 크기가 작은 세균, 박테리아 또는 바이러스들을 살균하기 위해 공기정화필터(1515) 표면을 향하여 자외선을 집중적으로 방출하여 이들을 사멸시킨다. 따라서, 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)이 실내 공간을 돌아다니며 이러한 바이러스 포집 및 필터의 살균을 반복적으로 수행하면, 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)과 같은 실내 공간에 존재하는 사람의 인체에 피해를 주지 않으며 공기의 살균을 수행할 수 있다.

바닥 살균 램프(1590)는 적어도 하나의 UV 램프를 포함하고, 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)의 하부 프레임에 구비되어 바닥을 향하여 자외선을 조사함으로써 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)이 이동하는 공기의 바닥면의 살균을 수행한다.

바닥 살균 램프(1590)는 유지 보수를 위해 교체 가능하도록 구비될 수 있다. 예를 들어 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)의 하부 프레임은 바닥 살균 램프(1590)를 설치할 수 있는 램프 수용부를 구비할 수 있다. 램프 수용부는 바닥 살균 램프(1590)를 슬라이딩 방식으로 삽입하거나, 체결 수단을 이용하여 설치할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

바닥 살균 램프(1590)는 예를 들어 가로 45cm, 세로 5cm, 두께 3cm의 UV 램프로 이루어질 수 있다.

바닥 살균 램프(1590)는 바닥면과 일정한 거리(예를 들어 5cm) 만큼 이격된 상태를 유지하도록 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)의 하부 프레임에 구비될 수 있으며, 이러한 거리는 살균 장소의 특성(세균 또는 바이러스의 밀도 정보)에 맞게 조절될 수 있다. 이를 위해 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)의 하부 프레임은 바닥 살균 램프(1590)와 바닥면간의 거리를 조절하기 위한 거리 조절부를 더 구비할 수 있다.

바닥 살균 램프(1590)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 적정한 세기, 예를 들어 4~5mW/㎠ 세기로 자외선을 방출할 수 있다.

바닥 살균 램프(1590)는 인체에 무해하면서 일정 거리(예를 들어 5cm)에 존재하는 세균이나 바이러스를 제거할 수 있는 바람직한 UV 대역의 파장, 예를 들어 UV 대역에서 222nm의 파장을 나타내는 자외선을 방출하도록 구성될 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 바닥 및 공기 살균 로봇(1500)은 필터 살균 램프(1525), 모터(1560), 제1 및 제2 살균 상태 표시부(1540, 1585), 제어기(1575) 등에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있으며, 상부 몸체 (1505) 또는 하부 몸체(1550)에 구비된 외부전원입력단자를 통해 배터리를 충전할 수 있도록 구성될 수도 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 자외선 살균 로봇은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims

공기 살균 로봇에 있어서,
외부로부터 유입된 공기중의 이물질을 여과하는 공기정화필터; 및
222nm 파장에서 피크 세기의 분포를 나타내는 자외선을 방출하는 적어도 하나의 자외선(UV) 램프를 포함하고, 상기 공기정화필터와 일정하게 이격된 거리에서 상기 공기정화필터를 향하여 자외선을 조사함으로써 상기 공기정화필터의 살균을 수행하는 필터 살균 램프
를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 로봇.
제1항에 있어서,
상기 공기 살균 로봇은,
복수개의 바퀴; 및
상기 복수개의 바퀴의 축에 결합되는 모터
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 로봇.
제1항에 있어서,
상기 공기 살균 로봇은,
외부 공기를 상기 공기 살균 로봇의 내부로 유입시키기 위한 유입구를 제공하는 흡입부;
팬의 회전을 통해 상기 외부 공기가 상기 흡입부를 통하여 상기 공기 살균 로봇의 내부로 유입되도록 하는 흡기팬; 및
상기 흡기팬에 의해 흡입된 외부 공기가 상기 공기 살균 로봇의 외부로 배출될 수 있는 통로를 제공하는 공기 배출관
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 로봇.
제1항에 있어서,
상기 공기 살균 로봇은,
사람이 임계 거리 이내에 접근하였음을 감지하는 적어도 하나의 센서; 및
상기 필터 살균 램프, 상기 모터를 제어함으로써 상기 공기 살균 로봇의 이동 및 살균 동작을 제어하고, 상기 센서를 기반으로 상기 공기 살균 로봇의 이동을 중단하도록 제어하는 제어기
를 더 포함하는 공기 살균 로봇.
제1항에 있어서,
상기 공기 살균 로봇은,
상기 필터 살균 램프에 전원을 공급하는 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 로봇.
제1항에 있어서,
상기 공기 살균 로봇은,
상기 필터 살균 램프가 활성화되어 상기 공기정화필터의 살균을 수행하고 있는지 여부를 색깔로 표시하는 살균 상태 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 로봇.
제6항에 있어서,
상기 살균 상태 표시부는 상기 바닥 살균 로봇의 전후에 구비되어 상기 공기 살균 로봇의 전진 또는 후진을 지시하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어기는 상기 공기 살균 로봇이 자율 주행을 수행하되, 설정된 공간을 중복하여 살균하지 않고 골고루 이동하도록 상기 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 로봇.
제1항에 있어서,
상기 공기 살균 로봇은,
상기 바닥면의 기울기를 감지하는 센서를 더 포함하고,
상기 제어기는 상기 공기 살균 로봇이 상기 바닥면과 임계 각도 이상의 각도를 이루는 경우 상기 필터 살균 램프의 전원 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 로봇.
제1항에 있어서,
상기 공기 살균 로봇은,
상기 공기 살균 로봇의 살균 수행의 경과를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 로봇.