KR20240063742A - 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치 - Google Patents

테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치 Download PDF

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KR20240063742A
KR20240063742A KR1020230056120A KR20230056120A KR20240063742A KR 20240063742 A KR20240063742 A KR 20240063742A KR 1020230056120 A KR1020230056120 A KR 1020230056120A KR 20230056120 A KR20230056120 A KR 20230056120A KR 20240063742 A KR20240063742 A KR 20240063742A
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terahertz waves
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purification device
dust collection
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KR1020230056120A
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정영수
김단
박혜리
명현지
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숙명여자대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은, 본체, 상기 본체를 이동시키기 위한 주행부, 주행영역에 대한 지도를 저장하는 저장부, 상기 본체에 적어도 하나가 마련되되, 전방의 오브젝트를 감지하는 라이다(lidar), 부유하고 있는 비말을 함유하고 있는 외기에 대하여 테라헤르츠파를 발신하는 송신부, 비말로부터 전송된 상기 테라헤르츠파를 수신하는 수신부, 및 상기 주행영역 내 이동경로를 따라 주행토록 상기 주행부를 제어하고, 상기 수발신된 상기 테라헤르츠파를 이용하여 비말에 포함된 세균의 종류와, 밀집도를 검출하는 제어부를 포함하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치를 제공한다.

Description

테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치 {APPARATUS FOR SENSING AND PURIFYING DROPLET USING TERAHERTZ WAVE}
본 발명은, 테라헤르츠파를 이용하여, 공중에 부유하고 있는 비말을 감지하고 이를 정화할 수 있는 장치에 관한 것이다.
코로나19로 인해 팬데믹 기간이 늘어나며, 공기 중 비말로 인한 바이러스의 전파가 감염의 주원인이 되었다. 특히, 전북대학교 의과대학의 연구에 따르면, 에어컨이 돌아가는 실내 공간에서는 6.5m의 거리에서도 코로나19 감염이 가능하다는 사실이 2020년 12월 1일 밝혀졌다. 이에 따라 코로나19 환자는 가족과 함께 생활하는 집에서는 따로 방에서 자가 격리를 하거나, 병원에서도 음압병실에서 재실하며 공기 감염을 최소화한다. 이에 따라 바이러스와 공존하는 세상에서, 바이러스에 대해 최소한의 영향을 받으며 자유롭게 생활할 수 있는 환경에 대한 소비자의 니즈가 커지고 있다.
종래 한국특허공개번호 제2022-0060065호 등에서는 설정범위 내에서 자율적으로 이동하면서 방역을 실시하되, 설정범위의 오염도에 따라 지속적 또는 집중적으로 방역함으로써 방역효율성을 향상시킬 수 있는 이동식 방역기 등이 제시되고 있지만, 이들은 여전히 단순 오염된 공기를 정화시키는 것에 머무르고 있는 실정에 있다.
KR 10-2022-0060065 A
본 발명은, 소정의 공간 내 테라헤르츠 대역의 주파수를 가진 파(wave)를 쏘아 비말을 감지하고, 세균의 종류 및 밀집도를 검출하되, 최적화된 경로를 따라 이동함으로써 공간을 효율적으로 정화시킬 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 본체, 상기 본체를 이동시키기 위한 주행부, 주행영역에 대한 지도를 저장하는 저장부, 상기 본체에 적어도 하나가 마련되되, 전방의 오브젝트를 감지하는 라이다(lidar), 부유하고 있는 비말을 함유하고 있는 외기에 대하여 테라헤르츠파를 발신하는 송신부, 비말로부터 전송된 상기 테라헤르츠파를 수신하는 수신부, 및 상기 주행영역 내 이동경로를 따라 주행토록 상기 주행부를 제어하고, 상기 수발신된 상기 테라헤르츠파를 이용하여 비말에 포함된 세균의 종류와, 밀집도를 검출하는 제어부를 포함하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치를 제공한다.
일 실시예에 따라, 세균을 살균하여 공기를 정화하기 위한 살균모듈을 더 포함하고, 상기 제어부는, 공기 중 부유하고 있는 비말을 감지하고, 기 설정된 세균의 종류가 감지되었을 때, 상기 살균모듈을 이용하여 공기를 정화할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 테라헤르츠파는, 0.1 ~ 10 THz의 주파수를 가질 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 본체 상에 마련되되, 외기가 도입되는 외기도입구와, 정화된 공기가 배출되는 정화공기배출구를 가진 외함, 상기 외함에 형성된 복수 개의 모듈장착홈 각각에 슬라이딩 방식으로 탈장착 가능하되, 상기 모듈장착홈에 장착시 내측에 공기가 유동하는 유로를 마련하는 복수 개의 프레임, 상기 복수의 프레임 중 어느 하나인 제1 프레임에, 상기 송신부와 상기 수신부가 마련된 오염공기감지모듈, 및 상기 복수의 프레임 중 또 다른 하나인 제2 프레임에, 세균을 살균하기 위해 자외선광을 발하는 적어도 하나의 자외선발광수단을 포함한 살균모듈을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 검출된 세균의 종류에 따라, 상기 자외선발광수단을 통해 발생된 상기 자외선광의 주파수대역을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 검출된 세균의 밀집도에 따라, 상기 자외선발광수단을 통해 발생된 상기 자외선광의 세기나 조사시간을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제2 프레임의 내측면에 마련된 상기 자외선발광수단과 인접한 두 면이 이루는 각도는, 상기 자외선발광수단의 광각과 상응할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 복수의 프레임 중 또 다른 하나인 제3 프레임에, 외기에 포함된 먼지를 필터링하여 수집하는 집진모듈을 더 포함하되, 상기 집진모듈은, 상기 집진모듈의 전후방 각각에 마련되어, 상기 유로를 차단하는 한 쌍의 스크린을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 스크린은, 상기 제3 프레임의 전후방 각각에 마련되어 상하 방향으로 슬라이드 이동 가능하되, 상기 스크린은, 상기 집진모듈이 상기 모듈장착홈에 삽입될 때 상기 제3 프레임의 상기 유로를 개방하고, 상기 집진모듈이 상기 모듈장착홈에 이탈될 때 상기 제3 프레임의 상기 유로를 폐쇄할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제3 프레임의 전후방 각각에 마련된 상기 스크린은, 외측 방향으로 돌출되도록 연장 형성된 돌출바를 포함하고, 상기 집진모듈이 장착되는 상기 모듈장착홈의 내측에는 상기 돌출바와 간섭을 일으키도록 돌출 형성된 작용돌기를 포함하되, 상기 집진모듈이 상기 모듈장착홈에 삽입될 때, 상기 작용돌기는 상기 집진모듈의 삽입방향과 반대방향으로 작용하여, 상기 스크린이 상기 유로를 개방토록 할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 집진모듈이 상기 모듈장착홈에 삽입될 때, 상기 스크린은, 자중에 의해 하강하여 상기 유로를 폐쇄할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 집진모듈의 상기 제3 프레임의 하단부와, 상기 스크린의 돌출바 중 적어도 하나에는 자석이 마련되어, 상기 유로를 폐쇄한 상태의 상기 스크린은, 상기 자석에 의해 상기 제3 프레임과 서로 인력이 작용할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 주행영역 내 상기 검출된 세균의 종류별로 세균의 밀집도에 따라 세균지도를 생성하여 상기 저장부에 저장할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 세균지도 내 기 입력된 세균의 종류를 근거로 이동하도록 이동경로를 설정하되, 상기 이동경로 중 웨이포인트는 상기 세균의 밀집도 분포를 근거로, 소정 범위 이상의 영역 내 중심점으로 하고, 상기 중심점의 상기 세균의 밀집도에 따라 유류 시간을 설정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 외기도입구가 상기 밀집도 분포의 형상을 근거로 해당 형상의 길이방향과 나란하도록 자세를 갖도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소정의 공간 내 테라헤르츠 대역의 주파수를 가진 파(wave)를 쏘아 비말을 감지하고, 세균의 종류 및 밀집도를 검출하여, 최적화된 경로를 따라 이동함으로써 공간을 효율적으로 정화시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 정해진 바이러스에 특화되어 이를 정화시킬 수 있어, 소정 영역 내 전염 위험성이 높은 바이러스만 선별하여 신속히 제거하여 전염 위험성을 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 본체 외관을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 라이다의 센서범위를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 외함의 외관을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균모듈을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진모듈을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화외함의 일부 외관을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염공기감지모듈을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세균 밀집도 분포가 나타난 지도의 일 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "유닛" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 본체 외관을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 구성도이다.
도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치(이하, "장치"라 약칭할 수 있다)는, 본체(10)와, 상기 본체(10)를 이동시키기 위한 주행부(120)와, 주행영역에 대한 지도를 저장하는 저장부(130)와, 본체에 복수 개가 마련되되 레이저 광을 이용하여 전방의 오브젝트(object)를 감지하는 라이다(lidar)(141)와, 부유하고 있는 비말을 함유하고 있는 외기에 대하여 테라헤르츠파(terahertz wave)를 발신하는 송신부(161)와, 비말로부터 전송된 테라헤르츠파를 수신하는 수신부(162)와, 주행영역 내 이동경로를 따라 주행토록 주행부(120)를 제어하고, 상기 수발신된 테라헤르츠파를 이용하여 비말에 포함된 세균의 종류와, 밀집도를 검출하는 제어부(110)를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 각 구성요소들에 대해 자세히 살펴보기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 소정의 주행영역 내에서 소정의 이동경로를 따라 주행 가능한 본체(10)를 포함할 수 있다. 본체(10)의 형상에 대해 본 발명은 특별히 한정하지 않는다.
본체(10)는 이동하기 위해 주행부(120)를 포함할 수 있고, 여기서 주행부(120)는 본체(10)를 이동시키기 위한 적어도 하나의 바퀴와, 바퀴를 회전 구동시키기 위한 모터 따위를 포함한 구동장치를 포함할 수 있다.
주행부(120)는 전후좌우 방향으로 주행방향을 설정하기 위한 조향장치를 더 포함할 수 있으나, 조향장치를 포함하지 않는 경우 주행부(120)는 조향장치 구비없이 좌우측 각각에 구비된 바퀴의 회전 속도에 차이를 두어 좌측 또는 우측으로 본체의 주행방향을 전환하거나, 본체를 회전구동할 수도 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 본체(10)은 작동 전반에 필요한 전원을 공급하기 위해 전력을 저장할 수 있는 배터리를 포함할 수 있고, 이때 배터리는 충전 가능한 2차전지인 것이 바람직하다.
또한, 저장부(130)는 본체(10)을 제어 또는 구동하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장할 수 있다. 구체적으로 저장부(130)는 주행영역에 대한 지도나, 주행 방식(또는 주행패턴)이나, 후술하는 지도 내 세균의 밀집도 분포 등을 저장할 수 있으며, 이 이외에 오디오정보, 영상정보, 장애물정보, 위치정보 등을 저장할 수도 있다.
저장부(130)는 비휘발성 메모리를 주로 사용할 수 있으며, 여기서, 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지할 수 있는 저장 장치로서, 일 예로, 롬(ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 마그네틱 컴퓨터 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크, 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프), 광디스크 드라이브, 마그네틱 RAM, PRAM 등일 수 있다.
제어부(110)는 장치의 전반적인 동작을 제어하는 수단으로서, 장치의 각 구성요소와 연동하여 각종 응용 프로그램을 실행하고, 그와 관련된 동작을 수행토록 할 수 있다. 즉 제어부(110)는 장치의 구성요소들을 통해 입출력되는 신호 또는 데이터 등을 처리하거나, 저장부(130)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 장치의 각종 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 저장부(130)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 장치의 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다.
제어부(110)는 전방 감지 센서나 장애물 감지 센서 등에 의해 검출된 장애물 정보와 적어도 하나의 카메라 센서에 의해 인식된 위치를 이용하여, 도 9에 도시한 것과 같이, 주행영역에 대한 지도를 생성할 수 있다.
이와 달리, 지도는 이동로봇(10)이 자율적으로 주행하며 생성되지 않고, 외부로부터 제공받아 저장부(130)에 저장할 수도 있다. 주행영역에 대한 지도를 생성하는 방법은 공지의 방법에 따르고, 본 발명에서는 특별히 한정하지 않는다.
본 명세서에서 사용하는 용어 중 '주행영역'은 벽 따위와 같은 장애물에 의해 형성되는 영역으로서 이동로봇(10)이 이동 또는 주행할 수 영역을 가리킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지도는, 복수의 반사체들의 위치를 포함할 수 있다. 반사체는 주행영역 내 절대적인 위치에 고정 배치된 것으로, 지도는 해당 반사체의 절대적인 위치에 대한 좌표값을 가질 수 있다.
즉, 반사체는 주행영역 내 절대적인 위치를 가진 특징점으로서 제어부(110)는 이를 인식함으로써 현재 자기 위치를 측정할 수 있다. 반사체(200)는 라이다(141)에 의해 발사된 레이저 광을 반사하는 물체로서, 주행영역 내 장애물이나 벽 따위로부터 반사되는 반사율과는 구분 가능한 것으로서, 본체에 마련된 라이다(141)의 높이와 상응한 높이에 배치되는 것이 바람직하다.
즉, 제어부(110)는 라이다(141)를 이용하여 파사체에 발사한 레이저 광이 반사되어 돌아올 때, 수신한 레이저 광의 반사율 분포를 계산함으로써, 고반사율을 가진 반사체를 구분 식별할 수 있다.
한편, 제어부(110)는 종래와 같이 본체에 마련된 적어도 하나의 카메라(미도시)에 의해 촬영된 영상데이터를 이용하여 본체(10)의 현재 위치를 인식할 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따라, 현재 위치에 대한 인식 정확도를 높이기 위해 자세센서(142), 엔코더(143), 라이다(141) 등으로부터 출력되는 신호 또는 데이터를 조합할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
통신부(150)는 외부의 단말장치 또는 서버와 통신을 수행하기 위한 것으로서, 통신방식은 유선 또는 무선일 수 있고, 일 예로 상기 통신방식은 WLAN(Wireless LAN), WiFi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등과 같은 무선인터넷방식이나 이동통신방식, 또는 라디오주파수(RF)통신, 블루투스(Bluetooth), 적외선통신(IrDA), 지그비(Zigbee) 등 근거리 무선통신방식 중 하나일 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 제어부(110)는 상기 주행영역 내 일 지점에서 타 지점으로 이동경로를 설정하고, 현재 위치를 인식하여 이동경로를 따라 주행토록 주행부(120)를 제어할 수 있다.
이를 위해, 본체(10)은 사용자로부터 각종 명령이나 입력을 받기 위한 입력부(미도시)를 포함할 수 있다.
입력부는 이동지점설정, 이동경로설정, 또는 수행동작설정 등을 사용자로부터 입력받기 위해 적어도 하나의 버튼 등을 포함할 수 있고, 또한 입력부는 통신부(150)와 연동되어 유무선으로 연결된 외부의 단말장치 또는 서버로부터 각종 명령이나 입력을 전달받을 수도 있다.
구체적으로, 사용자는 원격의 단말기를 이용하여 본체(10)에 대하여 주행영역 내 어느 일 지점으로 이동하도록 이동명령을 생성하여 전달하거나, 또는 적어도 두 지점을 설정하여 그에 따라 생성되는 이동경로를 따라 1회 또는 2회 이상 주행토록 주행명령을 생성하여 전달할 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 제어부(110)는 현재 위치를 측정하기 위해, 센서부(140)의 출력신호를 이용할 수 있다.
센서부(140)는 이동하는 본체(10)이 현재 위치를 측정하기 위해 필요한 정보 또는 데이터를 수집하기 위한 것이면 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 구체적인 예로, 라이다(141), 자세센서(142) 및 휠센서(143) 중 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다.
라이다(lidar)(141)는 레이저 광을 이용하여 전방의 오브젝트(object)를 감지하는 수단으로서, 광을 조사하여 반사되어온 광 신호를 감지하여 거리 및 방향을 측정함으로써 전방의 오브젝트(object)를 감지할 수 있다. 라이다(141)는 본체(10)의 주행방향, 즉 전방, 후방 또는 좌우측방에 배치될 수 있으나, 그 배치를 특별히 한정하는 것은 아니며, 일 예로, 도 3(a)에 도시한 바와 같이, 평면상의 본체 각 모서리부, 구체적으로 전방의 일측단부(141a)와, 이에 대향하는 후방의 타측단부(141b) 각각에 배치되어, 도 3(b)에 도시한 바와 같은 센서범위(R1, R2)를 가질 수 있다.
한편, 센서부(140) 중 자세센서(142)(또는 관성센서(IMU; Inertia Measurement Unit))는 본체(10)의 자세 또는 관성을 감지하기 위한 수단으로서, 가속도센서(acceleration sensor) 및 자이로센서(gyro sensor) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 제어부(110)는 이를 이용하여 이동 거리 및 방향을 연산할 수 있어, 기 인식되거나 설정된 최초 위치를 기준으로 한 상대적인 이동 거리 및 방향을 적용하여 현재 위치를 파악할 수 있다.
가속도센서는 본체(10)의 이동속도 변화를 감지할 수 있으며, 일 예로 가속도센서는 바퀴의 인접 위치에 부착되어, 바퀴의 미끄러짐이나 공회전을 검출할 수 있다. 즉 가속도센서를 통해 검출된 가속도를 이용하여 속도를 연산하고, 지령속도와 비교하여 그 차이에 따라 바닥면에 본체(10)의 미끌어짐을 감지할 수도 있다.
자이로센서는 본체(10)이 주행할 때 회전방향 및/또는 회전각을 감지할 수 있다. 자이로센서는 본체(10)의 각속도를 검출하여 각속도에 비례하는 전압 값을 출력할 수 있고, 제어부(110)는 이를 이용하여 본체(10)의 회전방향 및/또는 회전각을 산출할 수 있다.
또한, 센서부(140) 중 휠센서(wheel sensor)(143)는 바퀴에 연결되어 바퀴의 회전수를 감지할 수 있다. 휠센서는 일 예로 엔코더(encoder)(또는 로터리 엔코더(rotary encoder))일 수 있으며, 엔코더는 본체(10)이 주행할 때, 적어도 어느 하나의 바퀴 회전수를 감지하여 출력할 수 있다.
제어부(110)는 휠센서(143)에 의해 감지된 바퀴의 회전수를 이용하여 회전속도 및 본체(10)의 이동속도를 산출할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 휠센서(143)를 이용하여 산출한 이동속도와 지령속도를 비교하고 그 차이에 따라 바닥면에 본체(10)의 미끌어짐을 감지할 수도 있다.
다만, 자세센서(142) 및/또는 휠센서(143)에 의해 출력되는 정보를 이용하여 최초 위치로부터의 상대적인 위치를 연산하기 때문에, 외력에 의한 본체의 위치가 바뀌거나 바닥의 상태에 따라 미끄러짐이 발생하는 경우 등에는 현재 측위값에 오류가 발생할 수 있는 문제가 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 테라헤르츠파를 발신하는 송신부(161)와, 공기 중 부유하고 있는 비말 따위로부터 전송된 테라헤르츠파를 수신하는 수신부(162)를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 송신부(161)를 이용하여 테라헤르츠파를 방사하고, 수신부(162)를 이용하여 피사체, 구체적으로 공기 중에 부유하고 있는 비말로부터 전송된 테라헤르츠파를 수신하여, 수발신된 테라헤르츠파를 이용함으로써 공기 중 비말의 존부는 물론, 비말에 포함된 세균의 종류와 밀집도를 검출할 수 있다.
여기서, 테라헤르츠파는 고주파의 전자기파로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 테라헤르츠파는 0.1 내지 10 THz의 주파수를 가진 것일 수 있다. 테라헤르츠파는 에너지가 낮은 특성으로 인해 수분에 의해 흡수될 수 있다. 결과적으로 테라헤르츠 시간 영역 분광법(Terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)에 의해 측정 대상의 수분 함량을 변별할 수 있다. THz-TDS 시스템에서 측정 모듈을 전송모드(Transmission mode)로 하여 측정할 경우 전송된 TDS 신호의 진폭은 측정 대상의 수분 함량에 비례한다. 이에 따라 수분을 포함하는 비말 또는 세균의 검출이 가능할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 수신부(162)를 통해 수신된 시간에 따른 테라헤르츠파의 크기(amplitude)의 변화를 측정하거나, 테라헤르츠 주파수(frequency)에 따른 amplitude의 변화를 측정하여 습도에 대한 민감성을 이용함으로써, 공기 중 부유하고 있는 비말의 존재 여부를 검출할 수 있다.
또한, 세균의 종류별 서로 다른 수준의 수화도(hydration level)와 서로 다른 세포 구조를 갖고 있기 때문에, 제어부(110)는 피사체인 비말로부터 전송되어 수신부(162)를 통해 수신된 테라헤르츠파를 근거로, 테라헤르츠파의 민감도 및/또는 흡수도의 차이를 이용함으로써, 세균 종류를 검출할 수 있다. 세균 종류에 따라 세포의 성분 구조가 다름으로 인해 세균 종류별 특징적인 THz 진동 주파수 스펙트럼 지문을 얻을 수 있다. 일 예로, 박테리아의 특징적인 세포벽 구성 물질인 펩티도글리칸(peptidoglycan)과 곰팡이의 특징적인 세포벽 구성물질인 키틴(chitin), 알파글루칸(α-glucan) 및 베타글루칸(α-glucan)은 서로 다른 분자구조로 인해 THz에서 측정되는 유전상수가 상이하고 이로 인해 서로 다른 공진 주파수 편이(resonance-frequency shift)와 THz 주파수 스펙트럼이 나타난다. 박테리아, 곰팡이 또는 바이러스의 종류에 따라서도 세포 구조 및 성분 비율이 다양하여 THz 전송(transmission) 스펙트럼은 세균 종류를 구별하는 지표가 될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 동일한 세균이라고 하더라도 해당 세균의 밀집도(density)를 검출하기 위해, 수신부(162)를 통해 측정된 파장의 주파수 편이를 근거로 세균의 밀집도를 검출할 수 있다. 액적 내 세균의 밀집도의 증가로 인해 주파수 편이가 양의 방향으로 나타날 수 있다. 다만 물보다 높은 유전상수를 가지는 효모(yeast)와 같은 미생물은 주파수 편이가 음의 방향으로 나타나는 것으로 검출이 가능하다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 송수신부(160)를 이용하여, 주영영역 내 소정 패턴의 이동경로를 따라 이동 중 비말이 감지될 때, 그리고 감지된 비말 내 기 설정된 적어도 하나의 세균이 감지될 때, 공기정화동작을 수행함으로써, 소정 영역 내 전염 위험성이 높은 바이러스만 선별하여 세균을 살균하는 등의 공기정화를 함으로써, 상기 소정 영역 내 공기를 통한 병균의 전파 위험성을 낮출 수 있는 효과가 있다.
나아가, 제어부(110)는 세균이 감지될 때, 세균의 밀집도에 따라 해당 위치에 유류 시간을 높여 장시간 공기정화동작을 수행하거나, 또는 살균능력을 높이도록 하거나, 또는 외기도입구(22)로 다량의 공기가 유입되도록 팬(미도시)의 구동속도를 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 외기를 포집하고 이를 정화하기 위해 상기 본체(10) 상에 마련된 외함(20)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외함(20)은 본체(10) 상에 마련되되, 바람직하게는 본체(10) 상에 외함(20)이 회전 및/또는 승강 가능하도록 마련될 수 있다. 다만, 본 발명은, 본체(10) 상에 수직 방향의 회전축을 중심으로 외함(20)을 자전시키기 위한 수단이나, 본체(10) 상에 외함(20)을 승강 이동시키기 위한 수단에 대해 본 발명은 특별히 한정하지 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 외함의 외관을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 외함(20)은 일측에 외기가 도입되는 외기도입구(22)와, 외기도입구(22)를 통해 내부로 유입된 공기를 정화하여 타측으로 배출하는 정화공기배출구(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 도면에 개시하지 않았으나, 상기 외기도입구(22)의 내측 및/또는 외측에는 외기를 내측으로 유도하기 위한 적어도 하나의 팬(미도시)이 마련될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 외함(20)의 내부에는 외기를 포집하여 외기 중 비말을 감지하거나 비말 내 세균의 종류 및/또는 밀집도를 감지하기 위한 오염공기감지모듈(33)과, 오염된 공기를 정화, 구체적으로 세균을 살균시키기 위한 살균모듈(31) 등이 포함될 수 있다.
여기서, 본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 바람직한 일 실시예에 따른 외함(20)은 상기 살균모듈(31) 등의 모듈이 슬라이딩 방식으로 삽입 장착되거나 탈착될 수 있도록 적어도 하나, 바람직하게는 복수 개의 모듈장착홈(24)(도 7 참조)을 가질 수 있고, 모듈의 장탈착 용이성을 위해 상기 모듈장착홈(24)은 외함(20)의 상부에 마련될 수 있다. 즉, 사용자의 필요에 따라 상부에 마련된 모듈장착홈(24)을 통해 상기 살균모듈(31)과 같은 모듈은 삽입 장착되거나 탈착될 수 있다.
이렇게 외함(20)에서 모듈장착홈(24)을 통한 상기 모듈의 삽입 방향과 외기도입구(22)를 통한 외기의 도입 방향은 서로 직교할 수 있으나, 이에 대해 본 발명은 특별히 한정하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라 외함(20)의 모듈장착홈(24)을 통해 삽입 장착되는 모듈은, 내부에 중공부를 가져 모듈장착홈(24)에 장착될 때 그 내측에 공기가 유동하는 유로를 마련토록 하는 것이 바람직하다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 모듈장착홈(24)에 장착되는 모듈은, 내측에 중공부를 가져 유로를 마련하는 프레임(310~330)을 포함할 수 있다.
한편, 외함(20)의 모듈장착홈(24)에 장착되는 모듈은, 오염공기를 감지하는 오염공기감지모듈(33)과, 공기 중 오염물질 또는 세균을 정화 또는 살균하는 살균모듈(31)과, 외함(20)의 외기도입구(22)를 통해 내부로 도입되는 공기 중 먼지를 필터링하여 수집하는 집진모듈(32)과, 내측 중공부를 가져 유로만 마련하는 더미(dummy)모듈(미도시) 중 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다.
복수의 모듈장착홈(24)에 삽입 장착되는 모듈의 개수 및 순서는 특별히 한정하지 않으나, 바람직한 일 실시예에 따라 외기도입구(22)를 기준으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 집진모듈(32), 제1 오염공기감지모듈(33a), 살균모듈(31), 그리고 제2 오염공기감지모듈(33b)이 순차로 마련될 수 있다.
이하, 각 모듈에 대해 자세히 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균모듈을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균모듈(31)은, 내측 중공부를 가져 유로(311)를 형성하는 제2 프레임(310)과, 제2 프레임(310)의 내측 유로를 통과하는 공기의 세균을 살균하기 위해 마련된, 구체적인 일 예로서 자외선광을 발광하는 적어도 하나의 자외선발광수단(313a, 313b)을 포함할 수 있다.
이때, 자외선발광수단(313a, 313b)은 세균의 DNA를 파괴하거나 변형시켜 세균을 살균하기 위해 자외선광을 발광하기 위한 수단으로서, 살균하고자 하는 대상 세균의 종류에 따라 발광하는 자외선광의 파장을 달리할 수 있다. 즉, 제어부(110)는 오염공기감지모듈(33)을 통해 감지된 세균의 종류에 따라 자외선발광수단(313a, 313b)의 자외선광의 파장을 달리할 수 있다.
구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선발광수단(313a, 313b)은, 오염공기감지모듈(33)에 의해 감지된 세균의 종류에 따라 해당 세균에 민감하게 반응하는 광을 조사하도록, 일 예로 UV-A 파장대역(315~400nm)이나 UV-C 파장대역(100-280nm)을 선택할 수 있고, 아울러, 제어부(110)는 오염공기감지모듈(33)에 의해 감지된 세균의 밀집도에 따라 자외선광의 세기(또는 조도)나 조사시간을 조절할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균모듈(31)은 제2 프레임(310)과 그 내측에 마련된 자외선발광수단(313a, 313b)을 포함할 수 있다.
이때 제2 프레임(310)은 내측 중공부가 대략 사각형의 형상을 갖되, 사각형의 중공부 중 각 모서리에는 소정의 경사를 가진 안착면(312)이 마련되어, 내측 중공부가 직각의 모서리를 갖지 않고 둔각의 모서리를 형성하도록 하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 도 5(b)에 도시한 바와 같이, 제2 프레임(310)의 내측 중공부의 각 모서리에는 직각이 아닌 소정 각도를 이루도록 안착면(312)이 마련될 수 있고, 이러한 안착면(312)에 자외선발광수단(313a, 313b)이 마련되되, 이때 상기 안착면(312)과 이에 인접한 제2 프레임(310)의 두 내측면이 이루는 각도는, 상기 안착면(312)에 마련된 자외선발광수단(313a, 313b)의 광각(θ)에 상응할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 프레임(310)의 내측면에는 2개의 자외선발광수단(313a, 313b)이 서로 마주하도록 대향 배치될 수 있다.
즉, 각 자외선발광수단(313a, 313b)은 제2 프레임(310)의 내측 중공부에 경사지도록 마련된 상기 안착면(312)에 배치됨으로써, 2개의 자외선발광수단(313a, 313b)으로 제2 프레임(310)의 내측 중공부의 전반에 걸쳐 자외선광을 조사할 수 있다. 다시말해, 제2 프레임(310)에 많은 수의 상기 자외선발광수단(313a, 313b)을 배치하지 않아도, 내측 중공부에 공기가 유동하는 유로 전반에 걸쳐 자외선광을 조사하여 살균할 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오염공기감지모듈을 나타낸 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염공기감지모듈(33)은, 내측 중공부를 가져 유로(331)를 형성하는 제1 프레임(330)과, 제1 프레임(330)의 내측 유로를 통과하는 공기의 비말 및/또는 세균을 검출하고, 이때 세균의 종류와 밀집도를 검출하기 위해 한 쌍의 송수신부(160)를 포함할 수 있다.
송수신부(160)는 전술한 테라헤르츠파를 발신하는 송신부(161)와, 공기 중 비말로부터 반사된 테라헤르츠파를 수신하는 수신부(162) 쌍을 가리킬 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신부(160) 쌍은, 제1 프레임(330)의 내측에 직선 상에 서로 마주하도록 대향 배치(LOS; Line Of Sight)되는 것이 바람직하나, 이때 제1 프레임(330) 내 배치된 송수신부(160)의 쌍의 개수나 배치 위치에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
구체적인 일 예로서, 제1 프레임(330)은 제2 프레임(310)과 마찬가지로, 내측 중공부가 대략 사각형의 형상을 가질 수 있으나, 사각형의 중공부 중 각 모서리에는 소정의 경사를 가진 안착면(332)이 마련되되, 안착면(332)들 중 마주 배치된 한 쌍의 안착면(332)에는 상기 송수신부(160) 쌍이 마련될 수 있다.
전술한 바와 같이, 외함(20)의 모듈장착홈(24)에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 복수 개의 오염공기감지모듈(33)이 살균모듈(31)의 전후 각각에 마련될 수 있다. 즉, 살균모듈(31)의 위치를 기준으로 외기도입구(22) 측에 제1 오염공기감지모듈(33a)이 마련될 수 있고, 그 반대로 정화공기도출구 측에 제2 오염공기감지모듈(33b)가 마련될 수 있다.
살균모듈(31)의 전후 각각에 마련된 한 쌍의 오염공기감지모듈(33)을 이용하여, 제어부(110)는 살균모듈(31)에 의해 오염 공기 중 세균의 살균 효과를 산출할 수 할 수 있다.
즉, 제어부(110)는 살균모듈(31)의 일측에 마련된 제1 오염공기감지모듈(33a)에 의해 감지된 세균의 종류와 밀집도와, 살균모듈(31)의 타측에 마련된 제2 오염공기감지모듈(33b)에 의해 감지된 세균의 종류와 밀집도를 비교함으로써, 살균모듈(31)에 의해 살균이 이루어지고 있는지, 살균능(또는 살균 효과)를 산출하여, 살균모듈(31)의 고장 여부는 물론, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 살균 능력을 출력할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진모듈을 나타낸 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진모듈(32)은, 내측 중공부를 가져 유로(321)를 형성하는 제3 프레임(320)과, 제3 프레임(320)의 내측 유로를 통과하는 공기 중 포함된 먼지를 필터링하여 수집하는 필터(미도시)를 포함할 수 있다.
필터는 집진모듈(32)의 제3 프레임(320) 내 유로(321)를 통과하는 공기 중 먼지를 걸러내 수집하는 부재로서, 제3 프레임(320)의 내측 중공부 전반에 걸쳐 마련될 수 있다.
다만, 장기간 외함(20) 내 집진모듈(32)을 장착하여 사용하였을 때, 많은 먼지가 필터에 걸러져 수집될 수 있고, 먼지를 털어내어 청소하기 위해 집진모듈(32)을 외함(20)의 모듈장착홈(24)을 통해 인출할 수 있으나, 이러한 인출과정에서 필터에 수집된 먼지가 필터로부터 떨어져서 외함(20) 내부로 유입될 수 있는 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진모듈(32)의 제3 프레임(320)의 전후방 각각에는, 유로를 형성하는 내측 중공부를 차단하는 한 쌍의 스크린(324)을 포함할 수 있다.
내측 중공부 또는 유로를 차단하기 위한 스크린(324)은 먼지를 통과시키지 않은 천이나 부직포 따위의 부재로서, 집진모듈(32)이 모듈장착홈(24)에 장착될 때 스크린(324)은 상기 내측 중공부를 개방토록 하고, 이와 반대로 집진모듈(32)이 모듈장착홈(24)으로부터 이탈될 때 스크린(324)은 상기 내측 중공부를 폐쇄토록 하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 구체적인 일 실시예에 따라 상기 스크린(324)은 일측 바람직하게는 상하 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 마련될 수 있고, 이에 따라, 집진모듈(32)의 상측에는 권취된 스크린(324)이 내부에 수용될 수 있는 공간을 마련하는 스크린수용함(323)이 마련될 수 있다.
또한, 스크린수용함(323)의 내부에 수용된 스크린(324)은 외력이 작용하지 않더라도 자중에 의해 하강하여 제3 프레임(320)의 내측 중공부를 차단 또는 폐쇄할 수 있는 것이 바람직하며, 이를 위해 스크린(324)의 하측 말단부에는 소정 무게를 가진 돌출바(325)를 포함할 수 있다. 아울러, 스크린(324)의 상하 이동을 가이드하기 위해 제3 프레임(320)의 좌우측에는 스크린(324)의 좌우측단이 결합될 수 있는 한 쌍의 레일(미도시)가 마련될 수 있다.
여기서, 본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 상기 돌출바(325)의 무게는 스크린수용함(323) 내 권취스프링에 의해 스크린(324)을 권취하는 탄성복원력보다 커, 돌출바(325)의 자중에 의해 외력이 작용하지 않을 때 스크린(324)은 펼쳐져 집진모듈(32)의 내측 중공부를 차단토록 하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진모듈(32)을 외함(20)의 모듈장착홈(24)으로부터 이탈시킬 때, 스크린(324)이 집진모듈(32)의 내측 중공부에 마련된 필터를 차단함으로써, 필터에 수집된 먼지가 외함(20)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
다만, 집진모듈(32)을 외함(20)의 모듈장착홈(24)에 장착시킬 때, 상기 스크린(324)은 집진모듈(32)의 내측 중공부를 개방시킬 수 있어야 하며, 이를 위해, 상기 모듈장착홈(24)의 내측에는 집진모듈(32)의 돌출바(325)와 간섭을 일으킬 수 있도록 돌출 형성된 적어도 하나의 작용돌기(241~244)를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화외함의 일부 외관을 나타낸 도면으로서, 도 7에 도시한 바와 같이, 외함(20)의 모듈장착홈(24)의 내측에는 내측 방향으로 돌출 형성된 적어도 하나의 작용돌기(241~244)를 포함할 수 있고, 집진모듈(32)이 모듈장착홈(24)에 삽입될 때, 집진모듈(32)의 돌출바(325)는 상기 작용돌기(241~244)에 의해 걸려짐으로써 스크린(324)과 함께 상방, 즉 집진모듈(32)의 삽입방향과 반대방향으로 이동함으로써 스크린(324)이 집진모듈(32)의 내측 중공부를 개방토록 할 수 있다.
이때, 모듈장착홈(24)을 통해 집진모듈(32)이 삽입 장착될 때, 작용돌기(241~244)가 스크린(324)의 돌출바(325)를 상방으로 가압함과 동시에, 스크린수용함(323) 내 권취스프링의 탄성복원력에 의해 스크린(324)은 권취될 수 있다.
한편, 본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 집진모듈(32)의 스크린(324)이 하강하여 그 내측 중공부를 폐쇄하였을 때, 스크린(324)이 집진모듈(32)의 일면과 유격을 최소화할 수 있도록, 집진모듈(32)의 제3 프레임(320)의 일면 하단부에는, 스크린(324)의 돌출바(325)와 인력이 작용하도록 마련된 적어도 하나의 자석(326)이 마련될 수 있다(도 6 참조).
전술한 바와 같이, 집진모듈(32)의 스크린(324)은 자중에 의해 펼쳐져 제3 프레임(320)의 내측 중공부를 폐쇄할 수 있으나, 돌출바(325)가 하사점으로 이동하였을 때 돌출바(325)가 자석(326)과 인력에 의해 상호 부착됨으로써, 스크린(324)이 제3 프레임(320)의 내측 중공부를 폐쇄한 상태를 유지할 수 있다.
물론, 자석(326)에 스크린(324)의 돌출바(325)가 부착되더라도, 집진모듈(32)이 외함(20)의 모듈장착홈(24)에 삽입 장착될 때, 돌출바(325)는 작용돌기(241~244)에 의해 삽입 방향과 반대 방향인 상방으로 가압되어, 집진모듈(32)의 내측 중공부를 개방케 하는 것이 바람직하다.
한편, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세균 밀집도 분포가 나타난 지도의 일 예시도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는, 송수신부(160) 쌍을 이용하여 공기 중 검출된 세균의 종류별로 세균의 밀집도에 따라 세균지도를 생성하여 저장부(130)에 저장할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어 중 '세균지도'는 벽 따위와 같은 장애물에 의해 형성되는 주행영역의 지도(M) 내에 형성되는 세균분포를 나타낸 지도로서, 어느 한 세균의 종류에 대하여 그 세균의 밀집도를 도식화한 것일 수 있다.
구체적인 일 예로, 제어부(110)는 주행영역 내 소정 패턴으로 주행하면서 송수신부(160) 쌍을 이용하여 산출한 어느 한 세균의 밀집도를 수집 이용하되, 동일 수준의 밀집도를 나타내고 있는 위치를 동일 선상에 표시(l)함으로써, 마치 등고선과 같이 나타내어질 수 있다.
원격의 단말기는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 통신부(150)를 통해 세균지도를 수신하고 이를 디스플레이수단에 표시함으로써, 사용자는 소정의 주행영역 내 공기 오염도를 세균 종류 별로 시각적으로 확인하거나, 이를 근거로 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 정화효과를 시각적으로 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는, 상기 세균지도를 이용하여, 상기 주행영역 내 이동경로를 설정할 수 있다.
제어부(110)는 주행영역 내 기 설정된 패턴에 따라 이동경로를 설정할 수 있지만, 이와 다르게 이동경로 중 웨이포인트(way point)로서 세균의 밀집도 분포를 근거로 소정 범위 이상의 영역 내의 중심을 설정할 수 있다.
구체적으로, 도 9에 도시한 바와 같이, 제어부(110)는 세균의 밀집도 분포를 나타낸 세균지도 내 세균의 밀집도에 따라 소정의 영역을 구획할 수 있고, 나누어진 각 구획 내에서 세균의 밀집도가 가장 높은 영역의 중심점인 w1, w2 및 w3 중 적어도 하나를 웨이포인트로 설정할 수 있고, 이를 이용하여 주행영역 내 이동경로를 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 장치는 상기 중심점에서 해당 위치의 세균의 밀집도에 따라 유류 시간을 달리 설정할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 세균지도에서 세균의 밀집도 분포에 따라 구획된 각 영역 중, 세균의 밀집도가 가장 높은 영역의 중심점인 w1, w2 및 w3에서 소정의 유류 시간 동안 머무를 수 있으며, 여기서 상기 유류 시간은 해당 위치인 중심점에서의 정량적인 밀집도를 근거로 하여 설정되되, 세균의 밀집도가 높을수록 유류 시간을 높게, 반대로 세균의 밀집도가 낮을수록 유류 시간을 낮게 설정할 수 있다.
더욱 바람직한 일 실시예에 따른 제어부(110)는, 세균지도에서 세균의 밀집도 분포의 형상에 따라, 즉 동일 수준의 밀집도를 가진 선에 의해 형성되는 모양에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 자세를 달리할 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 세균지도에서 세균의 밀집도 분포 형상은 예외적으로 방향성이 없을 수 있지만 문이나 창문 따위가 마련되어 기류가 형성되는 소정의 주행영역 내에는 어느 한 방향으로 길게 형성될 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 세균의 밀집도 분포 형상을 이용하여, 해당 형상의 길이방향과 상응하도록, 즉 나란한 방향으로 외기도입구(22)가 향하거나 본체(10)가 향하도록 자세(P1~P3)를 가져, 오염공기의 정화 효과를 높이도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는, 세균지도에서 세균의 밀집도 분포 형상의 면적에 따라, 즉 동일 수준의 밀집도를 가진 선에 의해 형성되는 모양의 면적에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 팬의 구동속도를 달리할 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 세균지도에서 세균의 밀집도 분포 형상의 면적은 서로 다를 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 상기 중심점에 위치하여 살균을 통한 공기 정화시, 외기도입구(22)에 마련된 팬의 구동속도를 조절함으로써 효율적인 공기정화동작을 수행토록 하는 것이 바람직하다.
일 예로, 세균의 밀집도 분포 형상의 면적이 넓을 때, 팬의 구동속도를 높여, 넓은 범위의 오염공기를 정화토록 하고, 이와 반대로 면적이 좁을 때, 팬의 구동속도를 낮춰, 배터리 소비량을 최소화하는 것이 바람직하다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 본체 110: 제어부
120: 주행부 130: 저장부
140: 센서부 141: 라이다
142: 자세센서 143: 휠센서
150: 통신부 20: 외함
21: 외함프레임 22: 외기도입구
24: 모듈장착홈 241~244:작용돌기
31: 살균모듈 310: 제2 프레임
311: 유로 312: 안착면
313: 자외선발광수단 32: 집진모듈
320: 제3 프레임 321: 유로
323: 스크린수용함 324: 스크린
325: 돌출바 326: 자석
33: 오염감지모듈 330: 제1 프레임
331: 유로 332: 안착면
333a, 333b: 송수신부

Claims (15)

  1. 본체;
    상기 본체를 이동시키기 위한 주행부;
    주행영역에 대한 지도를 저장하는 저장부;
    상기 본체에 적어도 하나가 마련되되, 전방의 오브젝트를 감지하는 라이다(lidar);
    부유하고 있는 비말을 함유하고 있는 외기에 대하여 테라헤르츠파를 발신하는 송신부;
    비말로부터 전송된 상기 테라헤르츠파를 수신하는 수신부; 및
    상기 주행영역 내 이동경로를 따라 주행토록 상기 주행부를 제어하고, 상기 수발신된 상기 테라헤르츠파를 이용하여 비말에 포함된 세균의 종류와, 밀집도를 검출하는 제어부;
    를 포함하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    세균을 살균하여 공기를 정화하기 위한 살균모듈;
    을 더 포함하고,
    상기 제어부는, 공기 중 부유하고 있는 비말을 감지하고, 기 설정된 세균의 종류가 감지되었을 때, 상기 살균모듈을 이용하여 공기를 정화하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 테라헤르츠파는, 0.1 ~ 10 THz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체 상에 마련되되, 외기가 도입되는 외기도입구와, 정화된 공기가 배출되는 정화공기배출구를 가진 외함;
    상기 외함에 형성된 복수 개의 모듈장착홈 각각에 슬라이딩 방식으로 탈장착 가능하되, 상기 모듈장착홈에 장착시 내측에 공기가 유동하는 유로를 마련하는 복수 개의 프레임;
    상기 복수의 프레임 중 어느 하나인 제1 프레임에, 상기 송신부와 상기 수신부가 마련된 오염공기감지모듈; 및
    상기 복수의 프레임 중 또 다른 하나인 제2 프레임에, 세균을 살균하기 위해 자외선광을 발하는 적어도 하나의 자외선발광수단을 포함한 살균모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 검출된 세균의 종류에 따라, 상기 자외선발광수단을 통해 발생된 상기 자외선광의 주파수대역을 조절하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 검출된 세균의 밀집도에 따라, 상기 자외선발광수단을 통해 발생된 상기 자외선광의 세기나 조사시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 프레임의 내측면에 마련된 상기 자외선발광수단과 인접한 두 면이 이루는 각도는, 상기 자외선발광수단의 광각과 상응하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 프레임 중 또 다른 하나인 제3 프레임에, 외기에 포함된 먼지를 필터링하여 수집하는 집진모듈;
    을 더 포함하되,
    상기 집진모듈은, 상기 집진모듈의 전후방 각각에 마련되어, 상기 유로를 차단하는 한 쌍의 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스크린은, 상기 제3 프레임의 전후방 각각에 마련되어 상하 방향으로 슬라이드 이동 가능하되,
    상기 스크린은, 상기 집진모듈이 상기 모듈장착홈에 삽입될 때 상기 제3 프레임의 상기 유로를 개방하고, 상기 집진모듈이 상기 모듈장착홈에 이탈될 때 상기 제3 프레임의 상기 유로를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제3 프레임의 전후방 각각에 마련된 상기 스크린은, 외측 방향으로 돌출되도록 연장 형성된 돌출바를 포함하고,
    상기 집진모듈이 장착되는 상기 모듈장착홈의 내측에는 상기 돌출바와 간섭을 일으키도록 돌출 형성된 작용돌기를 포함하되,
    상기 집진모듈이 상기 모듈장착홈에 삽입될 때, 상기 작용돌기는 상기 집진모듈의 삽입방향과 반대방향으로 작용하여, 상기 스크린이 상기 유로를 개방토록 하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 집진모듈이 상기 모듈장착홈에 삽입될 때, 상기 스크린은, 자중에 의해 하강하여 상기 유로를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 집진모듈의 상기 제3 프레임의 하단부와, 상기 스크린의 돌출바 중 적어도 하나에는 자석이 마련되어,
    상기 유로를 폐쇄한 상태의 상기 스크린은, 상기 자석에 의해 상기 제3 프레임과 서로 인력이 작용하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 주행영역 내 상기 검출된 세균의 종류별로 세균의 밀집도에 따라 세균지도를 생성하여 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 세균지도 내 기 입력된 세균의 종류를 근거로 이동하도록 이동경로를 설정하되,
    상기 이동경로 중 웨이포인트는 상기 세균의 밀집도 분포를 근거로, 소정 범위 이상의 영역 내 중심점으로 하고,
    상기 중심점의 상기 세균의 밀집도에 따라 유류 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 본체 상에 마련되되, 외기가 도입되는 외기도입구와, 정화된 공기가 배출되는 정화공기배출구를 가진 외함;
    을 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 외기도입구가 상기 밀집도 분포의 형상을 근거로 해당 형상의 길이방향과 나란하도록 자세를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치.
KR1020230056120A 2022-11-03 2023-04-28 테라헤르츠파를 이용한 비말 감지 및 정화 장치 KR20240063742A (ko)

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