KR930011144B1 - 공기 조화 덕트의 청소 로봇 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공기 조화 덕트의 청소 로봇

제1도는 청소 로봇의 전체를 조립한 측면도.

제2도는 제1도의 평면도.

제3도는 청소 로봇의 선단 부분의 측면도.

제4도는 제3도의 정면도.

제5도는 선도차의 측면도.

제6도는 제5도의 정면도.

제7도는 낙진기구 및 처리기구의 측면도.

제8도는 낙진기구에 사용되는 공기분배단자로서, 제8a도는 평면도, 제8b도는 정면도.

제9도는 처리기구에 사용되는 분무기로서, 제9a도는 평면도, 제9b도는 정면도.

제10도는 종전 방법에 의한 청소 작업을 보여주는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 구동차체 11, 12 : 차륜

13 : 자석발전기 14 : 선도차

15, 18 : 차축 16 : 안내륜

17 : 지지륜 19 : 베어링

20 : 텔레비젼 카메라 21 : 라이트

22 : 낙진기구 23, 30 : 마개본체

24 : 공기분배단자 25 : 접속구

26 : 가느다란 관 27 : 공기공급관

28 : 캡타이어 케이블 29 : 처리기구

31 : 분무기 32 : 약액공급관

40 : 원형 덕트 41 : 각형 덕트

본 발명은 공기 조화 덕트(空氣調和 duct)내의 청소 작업을 하는 청소 로봇에 관한 것이다.

종전의 공기 조화 덕트는 내부를 청소하는 일이 거의 없어서 덕트내에 분진이 쌓이고, 그것때문에 분진에 섞여 있는 미생물이 금속이나 플라스틱을 부식시킬 뿐아니라, 인체의 건강도 훼손시키는 원인이 되고 있다. 그러나, 덕트 내부의 청소의 중요성이 인식되게 되어 청소 방법도 조금씩 개발되고 있다.

제10도는 출원인으로 되어 있는 일본국 소재 원톤사에서의 종래 기술의 청소 방법을 설명한 것으로, 덕트(1)는 천정(2)의 내측에 설치되어 있고, 덕트 내부에 실내로 부터 각종 기구가 장입될 수 있는 안내구(3)가 덕트(1)와 천정(2)의 사이에 설비되어 있으며, 안내구(3)는 덕트(1)와 실내를 연통하는 통로를 확보하고 있다.

청소기구는 공기층(4)에 접속된 공기관(5), 그리고 공기관(5)의 선단에 접속된 가느다란 관(6)으로서, 이들 관들은 어느것이나 탄력성이 있는 자재로 구성되어 있다. 그리하여, 상기한 안내구(3)로 부터 가느다란 관(6)과 동시에 공기관(5)을 장입시켜 공기관(5)에 7kg/cm²정도의 압력공기를 공급하면 가느다란 관(6)은 덕트(1)내에서 회초리질 현상(털이개로 분진을 터는 작업과 유사함)을 하여 덕트내의 분진을 털 수가 있다.

종전 기술에서는 덕트내를 관찰할 수가 없기 때문에 청소 작업은 작업자의 경험에 의한 감각으로 시행되었다. 이 때문에, 청소 작업을 완전히 하였는지의 여부를 확인할 수 없고, 청소하지 않은 곳이 남는다는 문제가 있었다.

이들 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 일본국 실용신안 출원 소61-118786호(제1출원), 동 실용신안 출원 소62-28554호(제2출원), 동 실용신안 출원 소62-79427호(제3출원)을 제안하였다.

상기한 제1출원의 고안은 원격조작에 의하여 주행하는 자주차에 텔레비젼 카메라를 탑재함과 동시에 자주차에 공기공급관을 시설하고, 그 공기공급관에 탄성자재로 된 가느다란 관을 접속한 것으로서, 공기공급관에 압력 공기를 보냄으로써 가느다란 관을 회초리와 같이 난타시켜 덕트내의 먼지를 털어내고, 동시에 텔레비젼 카메라로 덕트내의 영상을 관찰하면서 청소 작업을 하는 것이다.

또한, 제2, 제3출원의 고안은 청소 작업이 종료한 덕트내를 소독하는 처리기구를 제1출원의 고안에 부가한 것이다.

상기한 고안에 의하여 덕트내는 구석구석까지 청소할 수 있도록 되어 있는 동시에 덕트내의 소독도 할 수 있게 되었다.

그런데, 덕트의 단면 형상은 원형 또는 각형인데, 내경(內徑)치수는 다종류이며, 내경이 150mm 정도의 덕트도 사용되고 있다. 또한, 덕트 보(beam), 기타의 설비를 피하기 위하여 축방향에 대하여 수직방향으로 구부려 설치되어 있는 곳이 있어 이들의 덕트내를 청소하기 위하여는 청소 로봇은 진행방향을 향하여 상하(上下)로 된 커어브를 주행하게 된다. 따라서, 청소 로봇은 작은 직경의 덕트 등에서도 커어브가 구부러질 수 있는 크기로 설계되는 것이 요구되게 된다.

한편, 청소 로봇은 차체에 차륜의 구동용 모우터를 탑재하고 있는 외에, 차체 전방에 텔레비젼 카메라, 라이트 및 청소기기를 장착하고 있으며, 그리고 또, 청소 로봇은 전원 코오드와 일체가 되어 있는 공기관, 약액관(藥液 pipe) 등도 잡아당기면서 주행하기 때문에 차체에 설치하는 차륜은 4륜 구동으로 구성되어 있다. 그 때문에 각 차축에 구동 모우터를 설치하면 가령 소형이고, 고성능인 모우터를 사용하여도 현재 시판되고 있는 기재를 이용하면 차축의 전후 간격은 150mm 정도가 되어 버린다.

상기와 같이 차체에는 각종 기기가 장착되어 있기 때문에 이들 기기를 계산하면 청소 로봇의 전장은 차축 간격의 약 2배는 필요한 것으로, 이것으로는 차축간 거리와 거의 같은 내경의 덕트로서는 청소 로봇이 커어브 부분에서 주행불능이 된다는 문제가 생겼다.

본 발명의 종전 기술의 문제점을 해결하는 동시에, 먼저 본원 발명자가 제안한 고안을 또다시 개량한 것으로서, 원격조작에 의하여 주행하는 차체와, 텔레비젼 카메라, 라이트, 청소기기를 조합 형성한 선도차를 중앙축에 의하여 상하방향으로 회동 가능하게 연결함으로써 차축간 거리와 거의 동일한 내경을 가진 덕트의 커어브 부분을 주행할 수 있는 청소 로봇을 제공하고저 하는 것이다.

제1도로 부터 제9도가 본 발명의 실시예이다. 이들의 도면에서 청소 로봇의 주체가 되는 구동차체(10)는 4륜 구동형의 차륜(11),(11)과 내부에 이들 차륜을 구동하는 모우터를 구비하고 있다. 구동차체(10)는 덕트내를 주행하나 덕트는 단면형상이 원형 혹은 각형이 있으므로 상기한 차륜(11),(11)은 쌍방의 덕트에 적합할 수 있는 외측에 아암형 차륜(12),(12)이 설비되어 있다. 또한, 차륜(11),(11)의 원주면에는 자석발전기(13),(13)가 점착되어 있고, 구동차체(10)가 상하방향인 경사부분에서 미끄러져 떨어지지 않도록 되어 있다.

상기한 구동차체(10)의 전방에는 선도차(14)가 구동차체의 차륜(11)과 평행방향으로 설비된 중앙축(15)에 위하여 위쪽으로 회동이 자유롭게 연결되어 있다. 선도차(14)는 선단에 설비된 바퀴가 하나인 안내륜(16)과, 연결부근의 양측부에 설비한 지지륜(17),(17)을 가지고 있으며, 청소 로봇은 수직방향의 커어브, 즉 상하방향의 경사면의 주행이 용이하게 되어 있다.

상기한 지지륜(17),(17)은 청소 로봇을 정면에서 볼 때 2개의 차륜의 접지부분(摺地部分)을 통하는 수평면에 대하여 상호 42°경사하여 회전하는 차축(18),(18)이 베어링(19),(19)에 장착되어 있다.

이와 같이, 선도차(14)는 바퀴가 하나인 안내륜(16)과, 바퀴가 2개인 지지륜(17),(17)의 3륜으로 주행하도록 되어 있기 때문에, 각형 덕트내를 주행할 때는 안내륜(16), 지지륜(17),(17)의 3륜이 전부 접지하지만, 원형 덕트에서는 지지륜(17),(17)만이 덕트내벽에서 접지되어 있고 선단의 안내륜(16)은 부상한 상태에서 주행하게 되는데(제4도), 이것에 의하여 선도차(14)는 선단이 하향으로 경사함이 없이 평지를 주행하는 것과 동일한 각도로 원형 덕트내를 주행할 수 있게 되는 것이다.

만일에, 가령 선도차(14)를 안내륜(16)만으로 주행시키는 것을 가상하면 안내륜(16)은 중앙에 설치되어 있기 때문에, 구동자체(10)의 차륜(11),(11)은 원호상의 중간위치에 접지하고, 선도차(14)의 안내륜(16)은 원호상의 저부에 접지하게 된다. 이때문에, 안내륜(16)과 차륜(11),(11)의 접지 높이가 상이한 분만큼 선도차(14)의 선단은 하향으로 경사하며, 텔레비젼 카메라에 의한 영상은 덕트의 저부만을 영사하여 내며, 덕트의 내부 전체를 관찰할 수 없게 되는 것이다.

선도차(14)에는 후술하는 텔레비젼 카메라를 탑재하고 있는데, 선도차의 주행각도가 각형, 원형 덕트내에서 변하지 않는 것은 텔레비젼 카메라의 촬영범위를 항상 일정하게 유지할 수가 있고, 따라서 청소 작업의 작업성을 좋게 하고 있는 것이다.

그리하여, 선도차(14)의 전면에는 중앙부에 텔레비젼 카메라(20)와, 그 주위에 4개의 라이트(21),(21)가 설비되어 있다. 또한, 선도차(14)에는 라이트(21),(21)의 위면에 낙진(落塵)기구(22)가 마련되어 있다. 이 낙진기구(22)는 선도차(14)에 마련된 마개본체(23)와, 이 마개본체(23)에 연결된 V자형의 공기분배단자(24)와, 이 공기분배단자(24)의 V자형 선단에 마련된 접속구(25),(25)에 착탈이 자유롭게 장착된 탄성자재로 된 가느다란 관에 의하여 구성되어 있다. (27)은 마개본체(23)에 접속된 공기공급관으로서, 차체(10)의 후방에 연장되는 캡타이어 케이블(28)과 연결되어 있다. 또한, 캡타이어 케이블(28)은 전원 코오드와 공기관을 겸한 구조인 것이다.

또한, 상기한 낙진기구(22)의 상부에 처리기구(29)가 설비되어 있다. 처리기구(29)는 마개본체(23)의 위쪽에 마련된 마개본체(30)와, 이 마개본체(30)에 접속한 분무기(31)에 의하여 구성되어 있다. (32)는 마개본체(30)에 접속한 약액공급관이다.

제5도, 제6도를 참조하여 선도차(14)의 구체적인 예를 설명한다. 기판(33)은 낙진기구(22) 및 처리기구(29)의 마개본체(23),(30)를 장착하기 위한 것으로서, 배면에 중앙축(15)을 장착하는 베어링판(34)이 시설되어 있는 동시에, 전면에 지지륜(17),(17) 및 라이트(21),(21)를 장착하기 위한 선반판(35)이 고정되어 있다.

상기한 지지륜(17)의 베어링(19)은 선반판(35)의 양측면에 고정되고, 또 라이트(21),(21)는 선반판(35)의 상부 양측에 1개씩과 양 측면에 1개씩의 전부 4개가 장착되어 있다. 더욱이, 텔레비젼 카메라(20)는 라이트(21),(21)의 중앙 부분에 위치시켜 기판(33) 및 선반판(35)에 장착되어 있다. 그외에 텔레비젼 카메라(20)의 동체부에 틀본체(36)가 장착되어 있고, 안내륜(16)의 베어링판(37)이 틀본체(36)의 하부끝에 고정되어 있다.

(40),(41)은 덕트로서, (40)은 원형 덕트이고, (41)은 각형 덕트이다.

실시예는 상기한 구조로서 덕트(40) 및 (41)내에 로봇을 장입하고, 라이트(21),(21)를 점등시킴과 동시에 텔레비젼 카메라(20) 또는 구동차체(10)를 원격조작하면서 덕트내를 주행시킨다. 그리하여, 캡타이어 케이블(28)내에 마련한 공기통로로 부터 공기공급관(27)에 압력공기를 공급하고, 공기분배단자(24)를 경유하여 가느다란 관(26)의 선단으로 부터 압력공기를 분사하면, 가느다란 관(26)은 방향성을 잃어버리고 회초리 때리기 현상을 하여 덕트내벽을 격하게 때려서 덕트내벽에 부착되어 있는 분진을 강제적으로 비산시킨다.

작업중은 덕트용 공기조화기 선풍기로서 공기를 로봇의 진행방행에 급송하고, 비산 분진은 공기조화기의 기류를 타고 부근의 불어내는 출구로 부터 집진관에 회수된다. 이때문에, 청소 작업중에 비산한 분진에 의하여 로봇에 탑재한 텔레비젼 카메라의 영상이 불선명하게 되는 일은 없다.

다음에, 덕트내의 분진을 제거한 후에는 구동차체(10)를 덕트의 구석진 안속으로 부터 후퇴 주행시킴과 동시에, 약액공급관(32)으로 부터의 약액을 분무기(31)로 부터 분출시켜서 덕트내를 살포하여 덕트 내벽을 소독한다.

이들의 작업에서 로봇의 진행방향에 대하여 상하방향의 커어브에 이르르면 선도차(14)는 중앙축(15)에 의하여 선단이 상하로 회동하고, 이때문에 로봇은 커어브에 따라서 굴곡하면서 주행한다. 그리하여, 덕트가 원형일 때는 바퀴가 2개인 지지륜(17),(17)이 원호상의 중도에 접촉하여 선도차(14)를 지지하기 때문에 안내륜(16)은 덕트 밑부분에 접지 않은채로 떠있는 상태로 주행하는데, 이것때문에 선도차(14)의 선단은 하향하여 목부분을 내려트린 자세가 되지 않는다.

따라서, 텔레비젼 카메라(20)의 촬영범위는 평지(각형 덕트)를 주행하는 경우와 별다른 것 없이 텔레비젼 카메라의 영상에 의한 청소 상황의 감찰이 충분하게 이행되고 확실한 청소 작업을 할 수 있게 되는 것이다.

또한, 실시예에서는 가느다란 관을 외경이 6mm, 깊이 30∼50cm로 하고, 공기공급관으로 부터 급송되는 공기압을 7kg/cm²정도로 하면 가느다란 관은 공기압에 의하여 방향성을 잃어버리고, 회초리질 현상(털이개로 먼지를 터는 작업에 흡사함)이 일어나며, 턱트내벽의 분진을 털어내게 된다.

본 발명은 구동기구를 구비한 구동차체와, 텔레비젼 카메라, 라이트, 낙진기구, 처리기구를 구비한 선도차를 중앙축에 의하여 상하로 회동이 자유롭게 연결한 청소 로봇이기 때문에, 로봇은 작은 직경 덕트의 커어브 부분에서는 선도차가 중앙축을 중심으로 회동하여 주행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 선도차는 선단에 마련한 바퀴가 하나인 안내륜과 구동차체의 연결부 근방의 양측에 시설한 지지륜을 가지고 있어 지지륜은 접지부분이 원호상으로 형성되어 있으므로 원형의 덕트를 주행할 때는 안내륜이 덕트 저벽으로 부터 떨어지게 되나, 지지륜이 선도차를 지지하게 되어, 이때문에 선도차의 선단은 하향이 되지 않고, 텔레비젼 카메라에 의한 영상은 원형 또는 각형의 어느 덕트일지라도 동일 영상을 얻을 수 있게 되며, 따라서 청소 작업의 작업성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 내부에 구동기구를 구비한 구동차체와, 그 구동차체의 전방에 중앙축에 의한 상하로 회동이 자유롭게 연결된 선도차를 가지고, 선도차에는 텔레비젼 카메라, 라이트, 마개본체에 착탈이 자유롭게 장착된 탄성자재로 된 가느다란 관을 구비한 낙진기구, 마개본체에 장착된 분무기를 구비한 처리기구를 설치함과 동시에, 낙진기구의 마개본체에는 공기공급관이, 처리기구의 마개본체에는 약액공급관이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 조화 덕트의 청소 로봇.
2. 제1항에 있어서, 선도차는 선단에 마련한 바퀴가 하나인 안내륜과, 구동차체의 연결부 근방의 양측에 시설한 지지륜을 지니고 있으며, 이 지지륜은 접지부분이 원호상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 조화 덕트의 청소 로봇.

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