WO2013125742A1 - 유리창 청소 장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

유리창 청소 장치 및 그의 제어 방법 Download PDF

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WO2013125742A1
WO2013125742A1 PCT/KR2012/001521 KR2012001521W WO2013125742A1 WO 2013125742 A1 WO2013125742 A1 WO 2013125742A1 KR 2012001521 W KR2012001521 W KR 2012001521W WO 2013125742 A1 WO2013125742 A1 WO 2013125742A1
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WO
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magnetic
magnetic force
cleaning
module
window
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PCT/KR2012/001521
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English (en)
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유만현
김동규
강성혁
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인텔렉추얼디스커버리 주식회사
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L1/00—Cleaning windows
    • A47L1/02—Power-driven machines or devices
    • A47L1/03—Power-driven machines or devices cleaning both sides of a window simultaneously
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Definitions

  • FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the configuration of the first cleaning unit disposed inside the glass window.
  • 9 to 12 are views showing the configuration of the first magnetic module according to an embodiment of the present invention.
  • the first cleaning unit 100 may be disposed on an inner side surface of the glass window, and the second cleaning unit 200 may be disposed on an outer side surface of the glass window to move the first cleaning unit 100. As the second cleaning unit 200 is moved, the window cleaning by the second cleaning unit 200 is performed.
  • the second cleaning unit 200 is respectively attached to the first and second cleaning units (100, 200)
  • the magnetic force between the provided magnetic module may be moved together along the movement of the first cleaning unit 100.
  • the first cleaning unit 100 may include a detachable member 150, for example, a handle 150 as shown in FIG. 1, to allow a user to easily attach and detach the first cleaning unit 100 to a glass window.
  • the second cleaning unit 200 may be provided on the second cleaning unit 200, the removable member (not shown) to facilitate the detachable.
  • the first cleaning unit 100 may include a first frame 110, a plurality of first wheel members 120, and a plurality of first magnetic modules 130.
  • a buffer member 140 may be formed on the edge of the first frame 110 to minimize the impact when a collision with the protruding structure such as the window frame of the glass window during the movement of the window cleaning apparatus.
  • the first cleaning unit 100 may change a movement path.
  • the first cleaning unit 100 may include a plurality of first magnetic modules 130, and the first magnetic module 130 may include the first cleaning unit 100 and the second cleaning unit 200.
  • the first magnetic control unit (see Figs. 9 to 12 and detailed description thereof) of the first magnetic module 130 is rotated
  • the magnetic force between the first magnetic module 130 and the second magnetic module 233 may be adjusted. Detailed description thereof will be described later with reference to FIGS. 9 through 12.
  • the first magnetic module 130 may include a permanent magnet such as a neodium magnet, and may generate magnetic force together with the second magnetic module 233 provided in the second cleaning unit 200. .
  • first magnetic module 130 provided in the first cleaning unit 100 and the second magnetic module 233 provided in the second cleaning unit may include magnets having opposite polarities to each other. Accordingly, the first and second cleaning units 100 and 200 disposed on both side surfaces of the glass window may be attached to the glass window and simultaneously moved by attracting each other by magnetic force.
  • any one of the first and second cleaning units 100 and 200 may include a magnetic material such as a permanent magnet or an electromagnet, and the other may include a metal body which may be attracted by the magnetic force of the magnetic material. It may be.
  • the first magnetic module 130 is configured to have a plurality of magnetic bodies arranged horizontally, and the first magnetic module 130 may be configured in two in the first cleaning unit 100. Can be.
  • One of the magnetic bodies constituting the first magnetic module 130 rotates according to the driving of the motor, and the magnitude of the magnetic force between the first magnetic module 130 and the second magnetic module 233 is adjusted by the rotating magnetic body.
  • first wheel member 120 on the left and right of the first cleaning unit 100 so that a portion thereof is exposed in the upper direction of the first frame 110, for example, left as shown in FIG.
  • a total of two may be provided, one on each of the right side, or a total of four, one on each of the corner parts.
  • the first wheel member 120 may be rotated by a driving unit (not shown) such as a motor installed in the first frame 110.
  • the first cleaning unit 100 may be moved in a predetermined direction as the first wheel member 120 rotates in a state of being attached to the glass window.
  • the first cleaning unit 100 may be capable of moving in a curved direction, that is, changing the moving direction, as well as in the linear direction.
  • the rotation axis of the first wheel member 120 is changed, or the two first wheel members 120 respectively provided on the left and right sides are rotated at different speeds so that the first cleaning unit 100 may be rotated.
  • the direction of movement can be changed.
  • the surface of the first wheel member 120 may be configured by using a material such as fiber, rubber or silicon so that a predetermined friction force may occur with the glass window when the wheel is rotated.
  • the first cleaning unit 100 can be easily moved along the inner surface of the glass window without turning.
  • the surface of the first wheel member 120 may be made of a material that does not cause scratches on the glass window during rotation.
  • the first cleaning unit 100 is attached to one surface of the glass window by the magnetic force of the first magnetic module 130, so that a reaction force formed in a direction perpendicular to the glass window may act on the first wheel member 120. Accordingly, when the first wheel member 120 is rotated by a driving unit (not shown) having a motor or the like, the first cleaning unit 100 may move along the inner surface of the glass window by the frictional force.
  • the second cleaning unit 200 which is attached to the opposite side of the glass window, that is, the outer surface also by the magnetic force first cleaning unit According to the movement of the 100, the cleaning operation can be performed while moving integrally.
  • FIG 3 is a plan view showing an embodiment of the configuration of the second cleaning unit 200, and shows a configuration of the bottom surface of the second cleaning unit 200 in contact with the glass window.
  • the second cleaning unit 200 may include a second frame 210, a plurality of second wheel members 220, and a plurality of cleaning modules 230.
  • the second frame 210 forms the body of the second cleaning unit 200 and has a shape corresponding to the first frame 110 of the first cleaning unit 100 as described above, for example, a rectangular cross section. It may be configured as a plate structure.
  • a plurality of second wheel members 220 are formed on a lower surface of the second frame 210, and the second cleaning unit 200 is movable by magnetic force according to the movement of the first cleaning unit 100. can do.
  • the second wheel member 220 is not connected to a driving unit such as a motor, and the second cleaning member ( It may be provided in a state that is axially connected to the second frame 210 to naturally rotate as the movement of the 200.
  • the second wheel member 220 may rotate to perform a function similar to a bearing.
  • the second wheel member 220 has a cylindrical shape, but the present invention is not limited thereto.
  • the second wheel member 220 may be configured using a spherical member such as a ball bearing.
  • the cleaning module 230 may be formed to be exposed to the lower surface of the second frame 210 to clean one surface of the glass window, for example, an outer surface on which the second cleaning unit 200 is disposed.
  • the cleaning module 230 may include a plurality of modules, for example, a cleaning pad 231 and a detergent injection hole 232.
  • each of the four disk shapes included in the cleaning module 230 may be provided to be rotatable by a driving unit (not shown) such as a motor (not shown).
  • the cleaning module 230 may be formed to protrude at a predetermined interval from the lower surface of the second frame 210, and thus the cleaning module 230 of the cleaning module 230 is attached to the glass window. By rotating, the cleaning operation may be performed on the outer surface of the glass window using the friction force.
  • the cleaning module 230 may be attached on the exposed surface of the pad 231 made of a material such as fiber or rubber so as to easily remove foreign substances in the glass window by the friction force during rotation.
  • the pad 231 may be made of a material of a micro hair structure or a porous structure.
  • the cleaning module 230 may include a detergent inlet 232 for injecting detergent, for example, the detergent inlet 232 is a detergent storage container (not shown) built in the second cleaning unit 200. And a pump (not shown) and the like may be connected by a separate flow path to receive detergent. Accordingly, when cleaning the glass window cleaning module 230 may perform a cleaning operation while spraying the detergent to the glass window using the detergent injection port 232.
  • the second magnetic module 233 is positioned inside the cleaning module 230, that is, in the second cleaning unit 200.
  • the second magnetic module 233 may have a shape corresponding to the first magnetic module 130 provided in the first cleaning unit 100, but is not limited thereto.
  • the first and second cleaning units 100 and 200 may be used. ) Generates magnetic force so that it can be attached to both sides of the window.
  • the second magnetic module 233 may be made of a magnetic body or a metal body such as a permanent magnet, an electromagnet, etc., so that the first and second cleaning units 100 and 200 disposed on both sides of the glass window are attracted to each other by magnetic force. By pulling it can be attached to the window and moved simultaneously.
  • a continuous force acts on the cleaning module 230 in the glass window direction by the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233, thereby increasing the frictional force with the glass window when the cleaning module 230 rotates.
  • the cleaning performance can be improved.
  • the second cleaning unit 200 may include a plurality of auxiliary cleaning modules 240 formed at corner portions. Since the cleaning module 230 may be formed inside the second frame 210 to make it difficult to clean the edge of the glass window, the second cleaning unit may include auxiliary cleaning modules 240 to cover the window frame such as the window frame. It can be cleaned more easily.
  • the auxiliary cleaning module 240 may include a roller member (not shown) rotatably installed, and a brush may be formed on an outer circumferential surface of the roller member. Accordingly, when the second cleaning unit 200 moves along the window frame, the auxiliary cleaning modules 240 may remove foreign substances in the window frame part while rotating by the friction force with the window frame.
  • the auxiliary cleaning modules 240 have the same function as the buffer member 140 provided in the first cleaning unit 100 as described above, that is, minimizes the impact when colliding with the projecting structure, such as a window frame, It can also be used to detect shocks using a built-in sensor.
  • the structure of the window cleaning apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention has been described with reference to FIGS. 1 to 3, in which the window cleaning apparatus cleans only one surface, for example, an outer surface of the glass window. Since only one embodiment, the present invention is not limited thereto.
  • the first cleaning unit 100 may also include a cleaning module 230 as provided in the second cleaning unit 200, so that the window cleaning apparatus according to the present invention simultaneously covers both sides of the glass window. You may want to clean it.
  • the window cleaning apparatus as shown in Figures 1 to 3 is a magnetic force between the first and second cleaning units (100, 200) attached and moved by the magnetic force with the glass window in between. And sense the magnetic force to satisfy a preset reference value.
  • the magnetic force sensing unit 300 detects magnetic force or physical tension between the first and second cleaning units 100 and 200 attached to each other with the glass window therebetween, and cleans the first and second cleaning devices for them.
  • At least one of the units 100 and 200 may include a magnetic sensor (not shown) capable of sensing magnetic force and physical tension.
  • the magnetic force between the first and second cleaning units 100 and 200 is a force for attaching the first and second cleaning units 100 and 200 with the glass window interposed therebetween. It may be a magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 respectively provided in the 200.
  • the magnetic force control unit 310 may adjust the magnetic force of the magnetic module 130 so that the sensed magnetic force meets a predetermined reference value.
  • the window cleaning apparatus may be stably attached to the window, whereas the first and second cleaning units 100 and 200 and the window The friction between the increase may cause a problem that the movement of the window cleaning device becomes difficult.
  • the reference value of the magnetic force can be set in consideration of the attachment stability and mobility of the window cleaning apparatus as described above, and more specifically, the upper window has a maximum magnetic force that can easily move the window cleaning apparatus, the window cleaning The device can be set to have a minimum magnetic force that can be stably attached to the window as a lower limit.
  • the magnetic force control unit 310 is a magnetic force and physical tension between the first and second cleaning units (100, 200) detected by the magnetic force sensing unit 300 is the range of the reference value, that is, between the upper and lower limits If not, the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 may be adjusted to fall within the reference value range.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining an embodiment of the magnetic force control method, the magnetic module (130, 233) of the configuration of the first and second cleaning units (100, 200) attached to both sides of the glass window (G), respectively It is briefly shown in the following.
  • the thicknesses of the glass window G cleaned by the window cleaning apparatus according to the embodiment of the present invention may be different from each other.
  • the glass window G of various thicknesses d may be installed according to a building, a location or a desired function of the glass window G installed therein.
  • the magnetic forces of the first and second magnetic modules 130 and 233 provided in each of the first and second cleaning units 100 and 200 are the same, between the first and second magnetic modules 130 and 233
  • the magnetic force may vary depending on the thickness d of the glass window G.
  • the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 increases, and as the thickness d of the glass window G increases, the first and second magnetic modules increase.
  • the magnetic force between 130 and 233 can be reduced.
  • the thickness d1 of the glass window G shown in (a) of FIG. 5 is thinner than the thickness d2 of the glass window G shown in (b), the thickness d1 of FIG. Compared to the case illustrated in (b), the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 may be greater.
  • the first magnetic module 130 mounted in the first cleaning unit may include first to third magnetic bodies 132a and 132b, 132c).
  • the first magnetic body 132a positioned in the center is configured to rotate according to the driving of the motor, and the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 may be adjusted by the rotation of the first magnetic body 132a. Can be.
  • the window cleaning apparatus may not be stably attached to the glass window.
  • the window cleaning apparatus may not be stably attached to the glass window.
  • the magnetic force control unit 310 is a magnetic force.
  • the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 may be adjusted such that the magnetic force sensed by the detector 300 satisfies the reference value.
  • the magnetic force control unit 310 controls the first magnetic module 130 provided in the first cleaning unit 100 to adjust the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 as an example.
  • the magnetic force adjusting method according to the embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited thereto.
  • the magnetic force adjusting unit 310 may control the second magnetic module 130 provided in the second cleaning unit 200 according to the magnetic force detected by the magnetic force sensing unit 300, and further, the first and second The first and second magnetic modules 130 and 233 may be controlled together so that the magnetic force between the magnetic modules 130 and 233 satisfies the reference value.
  • the window cleaning robot As described above, by adjusting the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 to fall within a preset reference value range, the window cleaning robot according to the embodiment of the present invention has a thickness d of various glass windows G. All of them can be attached stably and can be easily moved to perform cleaning.
  • the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 is different according to the thickness d of the glass window G, but the first and second magnetic modules 130 and 233 are described.
  • the magnetic force between) may be varied for other causes, for example, the power supply state, the state of the surface of the glass window (G), the cleaning operation step or the weather condition.
  • the first The first magnetic body 132a of the magnetic module is rotated so that the polarity opposite to the polarity of the second magnetic module 233 is located.
  • mutual attraction is generated because the second magnetic body 132b and the third magnetic body 132c are still opposite polarities with the second magnetic module 233 facing each other, but the first magnetic body 132a is the second magnetic body 132a. Since the same polarity as the magnetic module 233 faces each other, repulsive force is generated therebetween.
  • the attraction force between the second and third magnetic bodies 132b and 132c and the second magnetic module 233 is somewhat reduced by the repulsive force between the first magnetic body 132a and the second magnetic module 233.
  • the attraction force between the first magnetic module 130 and the second magnetic module 233 may be smaller than that shown in FIG. 5 (b).
  • the first magnetic material 132a also faces the second magnetic module 233 so that the attraction force is opposite. Can be formed.
  • the magnetic force control unit 310 may store information on the magnetic force between the first and second magnetic modules according to the rotation angle of the first magnetic body 132a, and according to the size of the magnetic force required The amount of rotation of the magnetic body 132a is adjusted.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a control method of the window cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention. The control method shown in FIG. 6 will be described with reference to the block diagram shown in FIG. 4.
  • the magnetic force detecting unit 300 provided in the window cleaning apparatus detects the magnetic force between the first and second cleaning units 100 and 200 (S100).
  • the magnetic force between the first and second cleaning units 100 and 200 may include a magnetic sensor (not shown) provided in the magnetic force sensing unit 300 provided in the first and second cleaning units 100 and 200, respectively.
  • the magnetic force between the one and two magnetic units 130 and 233 may be sensed.
  • the magnetic force sensing unit 300 is provided in at least one of the first and second cleaning units 100 and 200, and preferably adjacent to at least one of the first and second magnetic units 130 and 233. Can be arranged.
  • the magnetic force control unit 310 checks whether the detected magnetic force satisfies a preset reference value (S110), and compares the detected magnetic force with the reference value if the reference value is not satisfied (S120).
  • the magnetic force adjusting unit 310 reduces the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 (S130). That is, the magnetic force punishing unit 310 stores the rotation direction and the amount of rotation of the first magnetic body 132a of the first magnetic module 130, and currently, the first magnetic body 132a and the second magnetic module 233. Whether the attraction force or repulsive force is generated and the polarity of the first magnetic body 132a facing the second magnetic module 233 is tracked.
  • the polarity of the first magnetic body 132a facing the second magnetic module 233 is made to be the opposite polarity.
  • the magnetic force control unit 310 increases the magnetic force between the first and second magnetic modules (130, 233) (S130).
  • the magnetic force control unit 310 may detect the first and second magnetic modules 130 when the detected magnetic force is greater than the upper limit value of the reference value. It can be adjusted to fall within the range of the reference value by reducing the magnetic force between the 233).
  • the magnetic force control unit 310 may be adjusted to fall within the range of the reference value by reducing the magnetic force between the first and second magnetic modules (130, 233).
  • the magnetic force adjustment method as described with reference to Figure 6 is when the window cleaning start using the window cleaning robot, that is, the user to the first, second cleaning unit (100, 200) on both sides of the glass window It may be performed at the point of attachment.
  • the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 is set very weakly to a value below the reference value. Accordingly, the user may attach the first and second cleaning units 100 and 200 to both sides of the glass window and then increase the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 using the magnetic force control unit 310. have.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating an embodiment of the configuration of the first and second cleaning units provided in the window cleaning apparatus, and FIG. 7 is a view illustrating the configuration of the first and second cleaning units 100 and 200 shown in FIG. 7. The same descriptions as those described with reference to FIGS. 1 to 6 will be omitted below.
  • the first cleaning unit 100 may include the first magnetic module 130, the display unit 150, the first wireless communication module 160, the main controller 103, and the magnetic force control unit 310.
  • the second cleaning unit 200 may include a second magnetic module 233, a second wireless communication module 260, a main controller 303, a magnetic sensor 301, or a physical tension sensor (not shown).
  • An A / D converter 302 may be included.
  • the magnetic sensor 301 provided in the second cleaning unit 200 measures the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233, the measured magnetic force by the A / D converter 302 Can be converted to digital values.
  • the magnetic sensor 301 can be arranged at a position adjacent to the second magnetic module 233.
  • the first wireless communication module 160 provided in the first cleaning unit 100 and the second wireless communication module 260 provided in the second cleaning unit 200 are short-range such as Bluetooth or Zigbee. Wireless communication can be used to send and receive signals.
  • the second wireless communication module 260 wirelessly transmits the magnetic force converted into the digital value to the first wireless communication module 160 provided in the first cleaning unit 100, so that the first cleaning unit 100 is The magnetic force value detected by the second cleaning unit 200 may be received.
  • the magnetic force value received by the first wireless communication module 160 is input to the magnetic force control unit 310, and the magnetic force control unit 310 controls the first magnetic module 130 according to the input magnetic force value to generate a first magnetic force value.
  • the magnetic force between the two magnetic modules 130 and 233 can be adjusted.
  • the magnetic force control unit 310 rotates the first magnetic body 132a of the first magnetic module 130 to vary the polarity facing the second magnetic module, so that the first and second magnetic modules 130 and 233 are rotated. You can adjust the magnetic force between.
  • a first magnetic module is provided in the first cleaning unit 100, and is rotatable to adjust the magnetic force between the first and second magnetic modules while configuring the first magnetic module.
  • the driving member 133 to rotate the first magnetic body is mounted, and a gear 135 for transmitting the rotational force generated from the driving member 133 to the first magnetic body.
  • the first to third magnetic bodies are accommodated in a module case, and the second and third magnetic bodies 132b and 132c are positioned to have opposite polarities to opposite polarities of the second magnetic modules facing each other. There is always an attraction force between the magnetic material and the second magnetic module.

Landscapes

  • Cleaning In General (AREA)
  • Window Of Vehicle (AREA)

Abstract

본 실시예의 유리창 청소 로봇은, 자력으로 유리창의 양면에 각각 부착되어 이동하는 제 1 청소유닛 및 제 2 청소유닛을 포함하는 유리창 청소 로봇으로서, 상기 제 1 청소유닛에 포함되는 제 1 마그네틱 모듈; 상기 제 2 청소유닛에 포함되는 제 2 마그네틱 모듈; 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 감지하는 자력 감지부; 및 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 조절하는 자력 조절부;를 포함하고, 상기 제 1 마그네틱 모듈은, 회전가능하게 장착되는 제 1 자성체와, 상기 제 1 자성체의 양측에 배치되는 제 2 및 제 3 자성체를 포함하고, 상기 자력 조절부는 상기 제 1 자성체를 회전시킴으로써, 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 조절한다.

Description

유리창 청소 장치 및 그의 제어 방법
본 발명은 유리창을 청소하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 건물의 벽면에 설치되는 유리창은 외부의 먼지, 공해 등의 영향으로 쉽게 오염되어 미관을 해치거나 채광성이 떨어지기 쉽다. 따라서, 건물의 외벽에 설치되는 유리창들의 경우 자주 청소를 하는 것이 바람직하다.
다만, 유리창 외벽의 경우 내벽에 비하여 청소 작업이 곤란하고, 특히 주거 건물이 점점 고층화됨에 따라 유리창 외벽을 닦는 일은 고도의 위험을 수반할 수 밖에 없었다.
본 발명은 동작의 효율성 및 안정성을 개선할 수 있는 유리창 청소 장치 및 그의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시예의 유리창 청소 로봇은, 자력으로 유리창의 양면에 각각 부착되어 이동하는 제 1 청소유닛 및 제 2 청소유닛을 포함하는 유리창 청소 로봇으로서, 상기 제 1 청소유닛에 포함되는 제 1 마그네틱 모듈; 상기 제 2 청소유닛에 포함되는 제 2 마그네틱 모듈; 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 감지하는 자력 감지부; 및 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 조절하는 자력 조절부;를 포함하고, 상기 제 1 마그네틱 모듈은, 회전가능하게 장착되는 제 1 자성체와, 상기 제 1 자성체의 양측에 배치되는 제 2 및 제 3 자성체를 포함하고, 상기 자력 조절부는 상기 제 1 자성체를 회전시킴으로써, 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 조절한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자력을 이용해 유리창의 내면 및 외면에 각각 부착되어 이동되는 내외측 청소유닛들을 이용하여 유리창을 청소함에 있어, 상기 내외측 청소유닛들 사이의 자력을 감지하여 상기 감지된 자력에 따라 청소유닛에 구비된 자성체의 자력을 조절할 수 있다.
따라서 유리창의 두께 또는 장치의 동작 단계 등에 따라 그에 적합한 자력으로 상기 내외측 모듈이 부착되어 이동하게 할 수 있으며, 그로 인해 유리창 청소 장치의 성능 및 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유리창 청소 장치의 구성을 간략하게 나타내는 사시도이다.
도 2는 유리창의 내측에 배치되는 제1 청소 유닛의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 유리창의 외측에 배치되는 제2 청소 유닛의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 장치에 구비되는 자력 조절 장치의 구성을 간략하게 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 모듈들의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 장치의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 유리창 청소 장치에 구비되는 제1, 2 청소 유닛의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 마그네틱 모듈의 구성 및 자력 조절을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 마그네틱 모듈의 구성을 보여주는 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이하, 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 실시예의 기술적 범위를 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 장치의 간략한 구성을 나타내는 사시도이고, 도시된 유리창 청소 장치는 유리창의 양 측면에 각각 배치되는 두 개의 청소유닛들(100,200)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 제 1 청소유닛(100)은 유리창의 내측면에 배치될 수 있고, 제 2 청소유닛(200)은 유리창의 외측면에 배치되어서, 상기 제 1 청소유닛(100)의 이동에 따라 상기 제 2 청소유닛(200)이 이동되면서, 상기 제 2 청소유닛(200)에 의한 유리창 청소가 이루어진다.
제 1 청소유닛(100) 및 제 2 청소유닛(200)은 각각 내부에 자력을 가지는 마그네틱 모듈을 이용하여 유리창의 양측면으로 서로 대향되도록 부착될 수 있다.
또한, 제 1 청소유닛(100)이 외부 또는 자체 전원에 의해 유리창의 내측 면에 부착된 상태에서 이동하는 경우, 제 2 청소유닛(200)은 제 1, 2 청소유닛(100, 200)에 각각 구비된 마그네틱 모듈 간의 자력에 의해 제 1 청소유닛(100)의 이동을 따라 함께 이동될 수 있다.
제 1 청소유닛(100)은 사용자가 유리창에 제 1 청소유닛(100)을 용이하게 탈부착할 수 있도록 하는 탈부착 부재(150), 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 손잡이(150)를 구비할 수 있으며, 제 2 청소유닛(200)도 탈부착을 용이하게 하는 탈부착 부재(미도시)가 상기 제 2 청소유닛(200) 상부에 구비될 수 있다.
그에 따라, 사용자는 유리창 청소 장치의 사용시 제 1, 2 청소유닛(100, 200)에 각각 구비된 두 탈부착 부재들, 즉 두 손잡이들을 이용해 유리창에 청소 장치를 부착할 수 있으며, 청소 완료시 상기 두 손잡이들을 이용해 제 1, 2 청소유닛(100, 200)을 유리창으로부터 분리시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 장치는 사용자가 상기 제 1, 2 청소유닛들(100, 200)의 동작을 제어할 수 있도록 하는 리모트 컨트롤러(remote controller, 미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이, 제 2 청소유닛(200)은 제 1 청소유닛(100)의 이동에 따라 자력에 의해 종속적으로 이동되며, 사용자는 리모트 컨트롤러(미도시)를 이용해 제 1 청소유닛(100)의 이동을 조작하여 제 1, 2 청소유닛들(100, 200)로 구성된 유리창 청소 장치의 구동을 제어할 수 있다.
본 실시예에서는 사용자의 편의상 무선 방식으로 조작 가능한 리모트 컨트롤러(미도시)를 구성하였으나, 이는 본 발명에 따른 일실시예로서 유선상으로 조작하거나 사용자가 직접 수동으로 작업하는 방식으로 이용할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 장치, 보다 상세하게는 유리창의 내측에 배치된 제 1 청소유닛(100)은 미리 설정된 이동 경로를 따라 이동하거나, 먼지 등을 검출할 수 있는 센서(미도시)를 구비하여 청소 효율을 향상시킬 수 있는 이동 경로를 결정하여 이동할 수도 있다.
이하, 도 1에 도시된 제 1, 2 청소유닛들(100, 200) 각각의 구체적인 구성에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 제 1 청소유닛(100)의 구성에 대한 일실시예를 평면도로 도시한 것으로, 제 1 청소유닛(100)의 양면 중 유리창과 접촉하는 상면의 구성을 나타내는 것이다.
도 2를 참조하면, 제 1 청소유닛(100)은 제 1 프레임(110), 복수의 제 1 바퀴 부재들(120) 및 복수의 제 1 마그네틱 모듈들(130)을 포함할 수 있다.
제 1 프레임(110)은 제 1 청소유닛(100)의 몸체를 형성하여, 제 1 프레임(110)에 복수의 제 1 바퀴 부재들(120) 및 복수의 제 1 마그네틱 모듈들(130)이 결합되어 고정될 수 있다.
한편, 제 1 프레임(110)의 테두리에는 유리창 청소 장치의 이동 중 유리창의 창틀 등과 같은 돌출된 구조물과의 충돌시 충격을 최소화시킬 수 있도록 완충 부재(140)가 형성될 수 있다. 또한, 완충 부재(140)에 연결된 센서(미도시) 등에 의해 충격이 감지되면, 제 1 청소유닛(100)은 이동 경로를 변경할 수 있다.
한편, 제 1 청소유닛(100)은 복수의 제 1 마그네틱 모듈들(130)을 포함할 수 있으며, 제 1 마그네틱 모듈(130)은 제 1 청소유닛(100)과 제 2 청소유닛(200)이 유리창 양측 면에 부착될 수 있도록 자력을 발생시키는 기능을 하는 것 뿐만 아니라, 상기 제 1 마그네틱 모듈(130)의 제 1 자력조절부(도 9 내지 도 12 및 그에 대한 상세한 설명 참조)가 회전되는 것에 의하여 상기 제 1 마그네틱 모듈(130)과 제 2 마그네틱 모듈(233) 간의 자력이 조절될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은, 도 9 내지 도 12를 참조하여 이후에 보다 상세히 살펴보기로 한다.
그리고, 제 1 마그네틱 모듈(130)은 네오듐 자석과 같은 영구 자석을 포함하여 구성될 수 있으며, 제 2 청소유닛(200)에 구비되는 제 2 마그네틱 모듈(233)과 함께 자력을 발생시킬 수 있다.
좀 더 구체적으로, 제 1 청소유닛(100)에 구비되는 제 1 마그네틱 모듈(130)과 제 2 청소유닛에 구비되는 제 2 마그네틱 모듈(233)은 서로 반대 극성을 가지는 자석을 포함할 수 있으며, 그에 따라 유리창의 양측 면에 각각 배치된 제 1, 2 청소유닛(100, 200)이 자력에 의해 서로 끌어당김으로써 상기 유리창에 부착되어 동시에 이동될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로서 마그네틱 모듈(130, 233)은 상기 영구 자석 이외에 전자석을 이용하여 구성될 수도 있으며, 또 다른 실시예로서 영구 자석 및 전자석을 함께 구비하여 구성될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 장치는 상기한 바와 같은 마그네틱 모듈(130, 233)에 한정되지 아니하며, 제 1, 2 청소유닛들(100, 200)이 유리창을 사이에 두고 자력에 의해 부착 및 이동될 수 있는 다양한 구성이 가능할 수 있다.
예를 들어, 제 1, 2 청소유닛(100. 200) 중 어느 하나는 영구 자석 또는 전자석 등과 같은 자성체를 포함하고, 다른 하나는 상기 자성체의 자력에 의해 끌어당겨 질 수 있는 금속체 등을 포함할 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 마그네틱 모듈(130)은 다수의 자성체들이 가로로 배열되는 모습으로 구성되고, 제 1 마그네틱 모듈(130)은 상기 제 1 청소유닛(100) 내에 두 개 구성될 수 있다.
참고로, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 마그네틱 모듈(130)을 보여주기 위한 것으로서, 제 1 청소유닛(100)의 실제 사용시에는 상기 제 1 마그네틱 모듈(130)은 커버 등에 의해 가려져 있을 수 있다.
제 1 마그네틱 모듈(130)을 구성하는 자성체 중 하나는 모터의 구동에 따라 회전하게 되고, 회전되는 자성체에 의하여 상기 제 1 마그네틱 모듈(130)과 제 2 마그네틱 모듈(233) 사이의 자력 크기가 조절되는 특징이 있다. 이에 대해서는, 관련되는 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
한편, 제 1 바퀴 부재(120)는 일부분이 제 1 프레임(110)의 상측 방향으로 노출되도록 제 1 청소유닛(100)의 좌 우측에 2개 이상, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 좌 우측 각각에 하나씩 총 2개로 구비되거나 또는 모서리 부분들 각각에 하나씩 총 4개로 구비될 수 있다.
예를 들어, 제 1 바퀴 부재(120)는 제 1 프레임(110)에 내장 설치되는 모터 등의 구동부(미도시)에 의해 회전될 수 있다. 제 1 청소유닛(100)은 유리창에 부착된 상태에서 제 1 바퀴 부재(120)가 회전함에 따라 소정 방향으로 이동될 수 있다.
한편, 제 1 청소유닛(100)이 직선 방향의 이동뿐 아니라 곡선 방향의 이동, 즉 이동 방향의 전환이 가능할 수 있다. 예를 들어, 제 1 바퀴 부재(120)의 회전축이 변경되도록 하거나, 또는 좌우측에 각각 구비된 2개의 제 1 바퀴 부재들(120)이 서로 상이한 속도로 회전되도록 하여 제 1 청소유닛(100)의 이동 방향이 변경되도록 할 수 있다.
제 1 바퀴 부재(120)의 표면은 회전시 유리창과 소정의 마찰력이 발생할 수 있도록 섬유, 고무나 실리콘 등의 재질을 이용하여 구성될 수 있으며, 그에 따라 제 1 바퀴 부재(120)가 회전 시 헛돌지 않고 제 1 청소유닛(100)이 유리창 내측 면을 따라 용이하게 이동할 수 있다. 또한, 제 1 바퀴 부재(120)의 표면은 회전시 유리창에 흠집이 발생하지 않도록 하는 재질로 구성될 수 있다.
제 1 청소유닛(100)이 제 1 마그네틱 모듈(130)의 자력에 의해 유리창의 일면에 부착되어, 유리창과 수직 방향으로 형성되는 반력이 제 1 바퀴 부재(120)에 작용할 수 있다. 그에 따라, 모터 등을 구비한 구동부(미도시)에 의해 제 1 바퀴 부재(120)가 회전하면, 제 1 청소유닛(100)이 마찰력에 의해 유리창의 내측 면을 따라 이동할 수 있다.
한편, 제 1 청소유닛(100)이 제 1 바퀴 부재(120)의 회전에 의해 이동하면, 유리창의 맞은 편, 즉 외측 면에 부착된 제 2 청소유닛(200)도 자력에 의해 제 1 청소유닛(100)의 이동에 따라 일체로 이동하면서 청소 작업을 진행할 수 있다.
도 3은 제 2 청소유닛(200)의 구성에 대한 일실시예를 평면도로 도시한 것으로, 제 2 청소유닛(200)의 양면 중 유리창과 접촉하는 하면의 구성을 나타내는 것이다.
도 3을 참조하면, 제 2 청소유닛(200)은 제 2 프레임(210), 복수의 제 2 바퀴 부재들(220) 및 복수의 클리닝 모듈들(230)을 포함하여 구성될 수 있다.
제 2 프레임(210)은 제 2 청소유닛(200)의 몸체를 형성하며, 상기한 바와 같은 제 1 청소유닛(100)의 제 1 프레임(110)과 대응되는 형상, 예를 들어 직사각형 단면을 갖는 플레이트 구조로 구성될 수 있다.
또한, 제 2 프레임(210)의 하면에는 복수의 제 2 바퀴 부재들(220)이 형성되며, 제 1 청소유닛(100)의 이동에 따라 자력에 의해 제 2 청소유닛(200)이 이동 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제 2 바퀴 부재(220)는 제 1 청소유닛(100)에 구비된 제 1 바퀴 부재(120)와 달리 모터 등과 같은 구동부에 연결되지 않고, 제 2 청소 부재(200)의 이동에 따라 자연스럽게 회전하도록 제 2 프레임(210)에 축 연결된 상태로 구비될 수 있다.
그에 따라, 제 2 청소유닛(200)이 제 1 청소유닛(100)과 함께 자력에 의해 이동시, 제 2 바퀴 부재(220)가 회전하여 베어링과 유사한 기능을 수행할 수 있다.
도 3에서는 제 2 바퀴 부재(220)가 원기둥 형상으로 구성되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 예를 들어 볼 베어링과 같이 구형의 부재를 이용하여 구성될 수도 있다.
클리닝 모듈(230)은 제 2 프레임(210)의 하면에 노출되도록 형성되어, 유리창의 일면, 예를 들어 제 2 청소유닛(200)이 배치된 외측 면을 청소할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 클리닝 모듈(230)은 복수의 모듈들, 예를 들어 청소 패드(231) 및 세제 분사구(232)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 클리닝 모듈(230)에 구비된 4개의 디스크 형상들 각각은 모터(미도시) 등과 같은 구동부(미도시)에 의해 회전 가능도록 구비될 수 있다. 또한, 클리닝 모듈(230)은 제 2 프레임(210)의 하면으로부터 소정 간격을 가지고 돌출 되도록 형성될 수 있으며, 그에 따라 제 2 청소유닛(200)이 유리창에 부착된 상태에서 클리닝 모듈(230)의 회전에 의해 마찰력을 이용하여 유리창의 외측면에 대한 청소 작업을 진행할 수 있다.
클리닝 모듈(230)은 회전시 마찰력에 의해 유리창의 이물질을 용이하게 제거할 수 있도록 섬유 또는 고무 등의 재질로 이루어진 패드(231)가 노출된 면 상에 부착될 수 있다. 이 경우, 유리창 청소 장치의 청소 성능을 향상시킬 수 있도록, 패드(231)는 미세모 구조 또는 다공성 구조의 재질로 구성될 수 있다.
또한, 클리닝 모듈(230)은 세제를 분사하기 위한 세제 분사구(232)를 구비할 수 있으며, 예를 들어 세제 분사구(232)는 제 2 청소유닛(200)에 내장된 세제 저장용기(미도시) 및 펌프(미도시) 등과 별도의 유로에 의해 연결되어 세제를 공급받을 수 있다. 그에 따라, 유리창 청소시 클리닝 모듈(230)은 세제 분사구(232)를 이용해 유리창으로 세제를 분사하면서 청소 작업을 진행할 수 있다.
한편, 클리닝 모듈(230)의 내측, 즉, 제 2 청소유닛(200) 내에 제 2 마그네틱 모듈(233)이 위치된다. 제 2 마그네틱 모듈(233)은 제 1 청소유닛(100)에 구비된 제 1 마그네틱 모듈(130)과 대응되는 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1, 2 청소유닛(100, 200)이 유리창 양측 면에 부착될 수 있도록 자력을 발생시키는 기능을 한다.
제 2 마그네틱 모듈(233)은 영구 자석, 전자석 등과 같은 자성체 또는 금속체로 구성될 수 있으며, 그에 따라 유리창의 양측 면에 각각 배치된 제 1, 2 청소유닛(100, 200)이 자력에 의해 서로 끌어당김으로써 상기 유리창에 부착되어 동시에 이동될 수 있다.
또한, 제 1, 2 마그네틱 모듈들(130, 233) 사이의 자력에 의해 클리닝 모듈(230)에 유리창 방향으로 지속적인 힘이 작용하며, 그에 따라 클리닝 모듈(230)의 회전시 유리창과의 마찰력이 증가하여 청소 성능이 향상될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제 2 청소유닛(200)은 모서리 부분에 형성되는 복수의 보조 클리닝 모듈들(240)을 구비할 수 있다. 클리닝 모듈(230)은 제 2 프레임(210)의 내측에 형성되어 유리창의 테두리 부분을 청소하기 어려울 수 있으므로, 제 2 청소유닛은 보조 클리닝 모듈들(240)을 구비하여 창틀 등의 유리창 테두리 부분을 보다 용이하게 청소할 수 있다.
보조 클리닝 모듈(240)은 회전 가능하게 설치되는 롤러 부재(미도시)를 포함하며, 상기 롤러 부재의 외주면 등에 브러쉬가 형성될 수 있다. 그에 따라, 제 2 청소유닛(200)이 창틀을 따라 이동 시, 보조 클리닝 모듈들(240)은 창틀과의 마찰력에 의해 회전하면서 창틀 부분의 이물질을 제거하는 것이 가능하다.
한편, 보조 클리닝 모듈들(240)은 상기한 바와 같은 제 1 청소유닛(100)에 구비된 완충 부재(140)와 동일한 기능, 즉 창틀 등과 같은 돌출된 구조물과의 충돌시 충격을 최소화시키고, 구비된 센서를 이용해 충격을 감지하는 기능을 할 수도 있다.
상기에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 유리창 청소 장치가 유리창의 일면, 예를 들어 외측 면만을 청소하는 것을 예로 들어 본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 장치의 구성에 대해 설명하였으나, 이는 본 발명의 일실시예에 불과하므로 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 제 1 청소유닛(100)도 제 2 청소유닛(200)에 구비된 바와 같은 클리닝 모듈(230)을 구비할 수 있으며, 그에 따라 본 발명에 따른 유리창 청소 장치가 유리창의 양면을 동시에 청소하도록 할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 유리창 청소 장치는 유리창을 사이에 두고 자력에 의해 부착 및 이동하는 제 1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력을 감지하고, 상기 감지된 자력이 미리 설정된 기준값을 만족하도록 조절할 수 있다.
도 4를 참조하면, 자력 감지부(300)는 유리창을 사이에 두고 부착된 제 1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력 또는 물리적인 장력을 감지하며, 그를 위해 제 1, 2 청소유닛들(100, 200) 중 적어도 하나에 구비되어 자력 및 물리적 장력을 감지할 수 있는 마그네틱 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 제 1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력은 유리창을 사이에 두고 제 1, 2 청소유닛들(100, 200)을 부착시키는 힘으로, 제 1, 2 청소유닛들(100, 200)에 각각 구비된 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력일 수 있다.
한편, 자력 조절부(310)는 상기 감지된 자력이 미리 설정된 기준치를 만족할 수 있도록 마그네틱 모듈(130)의 자력을 조절할 수 있다.
예를 들어, 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력이 증가할수록 유리창 청소 장치가 유리창에 안정적으로 부착될 수 있으나, 그에 반해 제 1, 2 청소유닛들(100, 200)과 유리창 사이의 마찰력이 증가하여 유리창 청소 장치의 이동이 어려워지는 문제가 발생할 수 있다.
반대로, 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력이 감소할수록 마찰력이 감소하여 유리창 청소 장치의 이동이 용이해질 수 있으나, 그에 반해 유리창 청소 장치의 외부 충격 등에 의해 추락될 수 있는 문제가 있다.
따라서 상기 자력의 기준치는 상기한 바와 같은 유리창 청소 장치의 부착 안정성 및 이동성 등을 동시에 고려하여 설정될 수 있으며, 보다 상세하게는 유리창 청소 장치가 용이하게 이동할 수 있는 최대 자력을 상한값으로 가지며, 유리창 청소 장치가 유리창에 안정적으로 부착될 수 있는 최소 자력을 하한값으로 가지도록 설정될 수 있다.
그에 따라, 자력 조절부(310)는 자력 감지부(300)에서 감지된 제 1, 2 청소유닛들(100, 200)의 사이의 자력 및 물리적 장력이 상기 기준치의 범위, 즉 상기 상한값과 하한값 사이에 속하지 않는 경우, 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력이 상기 기준치 범위에 속하도록 조절할 수 있다.
도 5는 자력 조절 방법에 대한 실시예를 설명하기 위해 도시한 단면도로서, 유리창(G)의 양면에 각각 부착되는 제 1, 2 청소유닛들(100, 200)의 구성을 마그네틱 모듈(130, 233)을 중심으로 간략하게 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 장치에 의해 청소되는 유리창(G)의 두께가 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 유리창(G)이 설치된 건물, 위치 또는 원하는 기능 등에 따라 다양한 두께(d)의 유리창(G)이 설치될 수 있다.
한편, 제 1, 2 청소유닛들(100, 200) 각각에 구비된 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233)의 자력이 동일하다고 가정하면, 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력은 유리창(G)의 두께(d)에 따라 가변될 수 있다.
즉, 유리창(G)의 두께(d)가 감소할수록 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력이 증가하며, 유리창(G)의 두께(d)가 증가할수록 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력이 감소할 수 있다.
예를 들어, 도 5의 (a)에 도시된 유리창(G)의 두께(d1)가 (b)에 도시된 유리창(G)의 두께(d2)보다 얇음에 따라, 도 5의 (a)에 도시된 경우가 (b)에 도시된 경우에 비해 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력이 클 수 있다.
상기한 바와 같이 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력이 증가하면 유리창 청소 장치의 이동이 어려운 문제가 발생할 수 있으므로, 도 5의 (a)에 도시된 경우에 있어 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233)의 자력을 감소시키는 것이 필요할 수 있다.
이와 같이, 제 1, 2 마그네틱 모듈(130,233) 사이의 자력을 조절하기 위한 방안으로서, 상기 제 1 청소유닛 내에 장착되는 제 1 마그네틱 모듈(130)은, 제 1 내지 제 3 자성체(132a,132b,132c)를 포함한다. 여기서, 가운데에 위치하게 되는 제 1 자성체(132a)는 모터의 구동에 따라 회전되도록 구성되어, 상기 제 1 자성체(132a)의 회전에 의하여 제 1, 2 마그네틱 모듈(130,233) 사이의 자력이 조절될 수 있다.
한편, 제 1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력이 감소하면 유리창 청소 장치가 유리창에 안정적으로 부착되지 못할 수 있으므로, 도 5의 (b)에 도시된 경우에 있어 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233)의 자력을 증가시키는 것이 필요할 수 있다.
따라서 본 발명의 일실시예에 따르면, 제 1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력이 유리창(G)의 두께(d)에 따라 상이해질 수 있으므로, 자력 조절부(310)는 자력 감지부(300)에서 감지된 자력이 상기 기준치를 만족할 수 있도록 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력을 조절할 수 있다.
상기에서는 자력 조절부(310)가 제 1 청소유닛(100)에 구비된 제 1 마그네틱 모듈(130)을 제어해 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력을 조절하는 것을 예로 들어 본 발명의 실시예에 따른 자력 조절 방법을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
즉, 자력 조절부(310)는 자력 감지부(300)에서 감지된 자력에 따라 제 2 청소유닛(200)에 구비된 제 2 마그네틱 모듈(130)을 제어할 수도 있으며, 더 나아가 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력이 상기 기준치를 만족하도록 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233)을 함께 제어할 수도 있다.
상기와 같이 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력을 미리 설정된 기준치 범위에 속하도록 조절함에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 로봇이 두께(d)가 다양한 유리창(G)들에 모두 안정적으로 부착됨과 동시에 용이하게 이동하여 청소를 수행하게 할 수 있다.
한편, 상기에서는 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력이 유리창(G)의 두께(d)에 따라 상이해지는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 상기 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력은 그 이외에 다른 원인들, 예를 들어 전력 공급 상태, 유리창(G) 표면의 상태, 청소 작업 단계 또는 기상 상황 등에 가변될 수도 있다.
예를 들어, 도 5(a)에서와 같이, 유리창(G)의 두께가 작아서(d1＜d2) 제 1, 2 마그네틱 모듈(130,233) 사이의 자력을 감소시킬 필요가 있는 경우에는, 상기 제 1 마그네틱 모듈의 제 1 자성체(132a)를 회전시켜 마주보는 제 2 마그네틱 모듈(233)의 극성과 반대 극성이 위치하도록 한다. 이러한 경우에, 제 2 자성체(132b)와 제 3 자성체(132c)는 마주보는 제 2 마그네틱 모듈(233)과 여전히 반대극성이기 때문에 상호 인력이 발생되지만, 상기 제 1 자성체(132a)는 상기 제 2 마그네틱 모듈(233)과 동일한 극성이 마주보고 있기 때문에, 그 사이에 척력이 발생한다.
따라서, 상기 제 2, 3 자성체(132b,132c)와 제 2 마그네틱 모듈(233) 사이의 인력은, 상기 제 1 자성체(132a)와 제 2 마그네틱 모듈(233)사이의 척력에 의하여 다소 감소하게 되며, 전체적으로 제 1 마그네틱 모듈(130)과 제 2 마그네틱 모듈(233) 사이의 인력은 도 5(b)에 도시된 경우보다 작게 형성될 수 있다.
반대로, 유리창의 두께가 두꺼워서 제 1,2 마그네틱 모듈(130,233) 사이에 강한 인력이 요구되는 경우에는, 상기 제 1 자성체(132a) 역시 제 2 마그네틱 모듈(233)과 반대극성이 마주보도록 하여 인력이 형성되도록 할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 자성체(132)의 회전량(회전각도)이 변화될수록 제 1, 2 마그네틱 모듈(130,233) 사이의 자력은 조절될 수 있다. 이를 위하여, 상기 자력 조절부(310)는 상기 제 1 자성체(132a)의 회전각도에 따른 제 1,2 마그네틱 모듈 사이의 자력에 대한 정보를 보관할 수 있으며, 요구되는 자력의 크기에 맞추어 상기 제 1 자성체(132a)의 회전량을 조절하도록 한다.
이하, 도 6 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 장치의 자력 조절 방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 장치의 제어 방법을 흐름도로 도시한 것으로, 도 6에 도시된 제어 방법을 도 4에 도시된 블록도와 결부시켜 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 유리창 청소 장치에 구비된 자력 감지부(300)는 제 1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력을 감지한다(S100). 상기 제 1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력은 자력 감지부(300)에 구비된 마그네틱 센서(미도시)가 제 1, 2 청소유닛들(100, 200)에 각각 구비된 제 1, 2 마그네틱 유닛들(130, 233) 사이의 자력을 측정함에 의해 감지될 수 있다.
그를 위해, 자력 감지부(300)는 제 1, 2 청소유닛들(100, 200) 중 적어도 하나에 구비되고, 바람직하게는 제 1, 2 마그네틱 유닛들(130, 233) 중 적어도 하나에 인접하도록 배치될 수 있다.
자력 조절부(310)는 상기 감지된 자력이 미리 설정된 기준치를 만족하는지 여부를 확인하고(S110), 상기 기준치를 만족하지 못하는 경우 상기 감지된 자력과 상기 기준치를 비교한다(S120).
상기 비교 결과, 상기 감지된 자력이 기준치보다 큰 경우, 자력 조절부(310)는 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력을 감소시킨다(S130). 즉, 자력 조벌부(310)는 상기 제 1 마그네틱 모듈(130)의 제 1 자성체(132a)의 회전방향과 회전량 등을 기억하여, 현재 제 1 자성체(132a)와 제 2 마그네틱 모듈(233) 사이에 인력이 발생하는지 척력이 발생하는지 여부와, 제 2 마그네틱 모듈(233)을 마주보는 제 1 자성체(132a)의 극성을 추적한다.
그리고, 자력을 감소시키기 위해서, 제 2 마그네틱 모듈(233)을 마주하는 제 1 자성체(132a)의 극성이 반대극성이 되도록 한다.
한편, 상기 감지된 자력이 기준치보다 작은 경우, 자력 조절부(310)는 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력을 증가시킨다(S130).
예를 들어, 상기 기준치가 상기한 바와 같은 상한값과 하한값을 포함하도록 설정되었다고 가정하면, 자력 조절부(310)는 상기 감지된 자력이 상기 기준치의 상한값보다 큰 경우 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력을 감소시켜 상기 기준치의 범위 내에 속하도록 조절할 수 있다.
또한, 상기 감지된 자력이 상기 기준치의 하한값보다 작은 경우, 자력 조절부(310)는 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력을 감소시켜 상기 기준치의 범위 내에 속하도록 조절할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 도 6을 참조하여 설명한 바와 같은 자력 조절 방법은 유리창 청소 로봇을 이용한 유리창 청소 시작시, 즉 사용자가 제 1, 2 청소유닛(100, 200)을 유리창의 양면에 부착시키는 시점에서 수행될 수 있다.
예를 들어, 유리창 청소 작업이 시작되기 이전에는 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력이 상기 기준치 미만의 값으로 매우 약하게 설정되어 있다. 그에 따라, 사용자는 제 1, 2 청소유닛(100, 200)을 유리창의 양면에 부착시킨 후 자력 조절부(310)를 이용해 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력을 증가시킬 수 있다.
도 7은 유리창 청소 장치에 구비되는 제 1, 2 청소유닛들의 구성에 대한 일실시예를 블록도로 도시한 것으로, 도 7에 도시된 제 1, 2 청소유닛들(100, 200)의 구성 중 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 제 1 청소유닛(100)은 제 1 마그네틱 모듈(130), 디스플레이부(150), 제 1 무선 통신 모듈(160), 메인 컨트롤러(103) 및 자력 조절부(310)를 포함할 수 있으며, 제 2 청소유닛(200)은 제 2 마그네틱 모듈(233), 제 2 무선 통신 모듈(260), 메인 컨트롤러(303), 마그네틱 센서(301) 또는 물리적 장력센서(미도시) 및 A/D컨버터(302)를 포함할 수 있다.
먼저, 제 2 청소유닛(200)에 구비된 마그네틱 센서(301)가 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력을 측정하고, 상기 측정된 자력은 A/D컨버터(302)에 의해 디지털 값으로 변환될 수 있다. 그를 위해, 마그네틱 센서(301)는 제 2 마그네틱 모듈(233)에 인접한 위치에 배치될 수 있다.
제 1 청소유닛(100)에 구비된 제 1 무선 통신 모듈(160)과 제 2 청소유닛(200)에 구비된 제 2 무선 통신 모듈(260)은 블루투스(bluetooth) 또는 지그비(Zigbee) 등과 같은 근거리 무선 통신을 방식을 이용해 신호를 송수신할 수 있다.
제 2 무선 통신 모듈(260)은 상기 디지털 값으로 변환된 자력을 제 1 청소유닛(100)에 구비된 제 1 무선 통신 모듈(160)로 무선 전송하고, 그에 따라 제 1 청소유닛(100)은 상기 제 2 청소유닛(200)에서 감지된 자력 값을 전달받을 수 있다.
제 1 무선 통신 모듈(160)에서 수신된 자력값은 자력 조절부(310)로 입력되며, 자력 조절부(310)는 상기 입력된 자력 값에 따라 제 1 마그네틱 모듈(130)을 제어하여 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력을 조절할 수 있다.
이 경우, 자력 조절부(310)는 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한 바와 같은 방법을 이용하여 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력을 조절할 수 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
예를 들어, 자력 조절부(310)는 제 1 마그네틱 모듈(130)의 제 1 자성체(132a)를 회전시켜 제 2 마그네틱 모듈을 마주하는 극성을 가변시켜 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 자력을 조절할 수 있다.
좀더 구체적으로, 도 8을 참조하여 본 실시예의 자력 조절 구조에 대해서 설명한다.
도 8에는 제 1 청소유닛의 제 1 마그네틱 모듈(130)과, 상기 제 1 마그네틱 모듈(130)을 감싸는 모듈 케이스(131)가 도시되어 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 제 1 마그네틱 모듈(130)은 모터 등의 구동수단에 의하여 회전가능한 제 1 자성체(132a)와, 상기 제 1 자성체(132a)를 중심으로 양측에 배치되는 제 2 자성체(132b), 제 3 자성체(132c)를 포함한다.
상기 제 2, 3 자성체(132b,132c)는 마주보는 제 2 마그네틱 모듈(233)의 극성와 반대극성이 위치하도록 배치되어, 상기 제 2,3 자성체(132b,132c)와 제 2 마그네틱 모듈(233) 사이에는 항상 인력이 발생되도록 한다.
그리고, 상기 제 1 자성체(132a)는 회전이 가능하기 때문에, 회전방향 또는 회전량에 따라 상기 제 2 마그네틱 모듈(233) 사이에 인력 또는 척력이 발생할 수 있다.
그리고, 상기 제 1,2,3 자성체(132a,132b,132c)의 양측면과 상부면을 감싸는 형상으로 모듈 케이스(131)가 구비되며, 상기 제 1 내지 3 자성체는 상기 모듈 케이스(131)의 측면부보다 소정 길이 더 돌출되도록 설계된다. 즉, 상기 모듈 케이스(131)는 상기 제 2 및 제 3 자성체(132b,132c)의 측면부 길이보다는 작게 형성되어, 상기 자성체들이 소정 길이 돌출되도록 형성된다.
상기 모듈 케이스(131)의 측면부가 상기 자성체들 보다 더 큰 경우에, 상기 모듈 케이스(131)는 철판 등으로 이루어지기 때문에, 철판이 자석의 면과 같거나 돌출될 경우에 자계의 방향이 분산 또는 철판의 얇은 면적에 집중되는 문제가 있기 때문이다. 예를 들면, 상기 모듈 케이스(131)의 측면부는 상기 자성체들이 1mm 정도(d3) 더 돌출되도록 설계된다.
도 8(b)는, 도 8(a)의 제 1 자성체(132a)가 시계방향으로 45도 정도 회전된 경우를 나타내고 있으며, 제 1 마그네틱 모듈과 마주하는 제 2 마그네틱 모듈의 극성이 N극인 경우가 예시된다. 제 2 자성체(132b)와 제 3 자성체(132c)는 S극이 제 2 마그네틱 모듈(233)을 향하도록 배치되기 때문에, 인력이 형성되지만, 제 1 자성체(132a)의 회전에 의하여 제 1 자성체(132a)의 N극 일부가 제 2 마그네틱 모듈(233)을 마주하게 되므로, 이 경우는, 제 1 자성체(132a)와 제 2 마그네틱 모듈간에는 상호 척력이 형성된다.
이렇게 발생된 척력은 상기 제 2,3 자성체(132b,132c)와 제 2 마그네틱 모듈(233)간의 인력에 비하여 작기 때문에, 전체적으로 제 1, 2 마그네틱 모듈은 인력이 작용하지만, 도 8(a)의 경우에 비해서는 그 인력이 작게 형성된다.
그리고, 제 1,2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 더욱 줄이기 위한 경우에는, 도 8(c)에 도시된 바와 같이, 제 1 자성체(132a)의 N극이 제 2 마그네틱 모듈을 향하도록 배치된다면, 도 8(b)의 경우보다 제 1,2 마그네틱 모듈 간의 자력이 감소될 것이다.
이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여 제 1, 2 마그네틱 모듈(130, 233) 사이의 간격을 가변시켜 자력을 조절하기 위한 구조 및 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 실시예의 제 1 마그네틱 모듈 구조를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 제 1 청소유닛(100) 내에는 제 1 마그네틱 모듈이 구비되며, 상기 제 1 마그네틱 모듈을 구성하면서 제 1,2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 조절하기 위하여 회전가능하도록 장착되는 제 1 자성체를 회전시키기 위하여 구동부재(133)와, 상기 구동부재(133)로부터 발생된 회전력을 상기 제 1 자성체로 전달하는 기어(135)를 포함한다.
그리고, 모듈 케이스(131)의 측면부들은 그 내부에 수용된 제 1 내지 3 자성체들의 두께보다 작게 형성되어, 제 1 내지 제 3 자성체들이 상기 모듈 케이스(131)의 측면보다 다소 돌출되도록 위치하게 된다.
그리고, 도 10과 도 11에 도시된 바와 같이, 모터의 구동에 의하여 회전력을 발생시키는 구동부재(133)에는 피니언(134)이 구비되고, 상기 피니언(134)의 회전력은 상기 기어(135)를 통하여 전달되어, 상기 기어(135)와 연결되어 있는 제 1 자성체(132a)가 회전하게 된다. 앞서 설명한 자력 조절부는, 상기 구동부재, 피니언 및 기어 등이 될 수 있다. 상기 기어(135)는 상기 피니언(134)의 나사산과 치합되도록 구성된다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 제 1 내지 제 3 자성체들은 모듈 케이스 내에 수용되며, 상기 제 2 및 3 자성체(132b,132c)는 마주보는 제 2 마그네틱 모듈의 극성과 반대극성이 위치하도록 하여 제 2, 3 자성체와 제 2 마그네틱 모듈 사이에는 항상 인력이 작용하도록 한다.
또한, 상기 제 1 자성체(132a)의 일측과 타측 단부에는 베어링들(135a,135b)이 구비되어, 상기 제 1 자성체(132a)의 회전이 보다 원활하도록 할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명에 따른 유리창 청소 장치의 제어 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 제어 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 유리창 청소 및 이동가능한 로봇과 관련되는 산업에 이용가능성이 있다.

Claims (5)

  1. 자력으로 유리창의 양면에 각각 부착되어 이동하는 제 1 청소유닛 및 제 2 청소유닛을 포함하는 유리창 청소 로봇으로서,
    상기 제 1 청소유닛에 포함되는 제 1 마그네틱 모듈;
    상기 제 2 청소유닛에 포함되는 제 2 마그네틱 모듈;
    상기 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 감지하는 자력 또는 장력 감지부; 및
    상기 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 조절하는 자력 조절부;를 포함하고,
    상기 제 1 마그네틱 모듈은, 회전가능하게 장착되는 제 1 자성체와, 상기 제 1 자성체의 양측에 배치되는 제 2 및 제 3 자성체를 포함하고,
    상기 자력 조절부는 상기 제 1 자성체를 회전시킴으로써, 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 조절하는 유리창 청소 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자력 조절부는,
    상기 감지된 자력이 기준치보다 큰 경우에, 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 감소시키고, 상기 감지된 자력이 기준치보다 작은 경우에는 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 증가시키는 유리창 청소 로봇.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 청소유닛에는,
    상기 제 1 자성체에 연결되는 기어와, 상기 기어와 치합되는 피니언과, 상기 피니언으로 회전력을 전달하는 구동부재를 포함하는 유리창 청소 로봇.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 자성체의 양측 단부에는 베어링이 더 형성되는 유리창 청소 로봇.
  5. 자력으로 유리창의 양면에 각각 부착되어 이동되는 제 1 청소유닛 및 제 2 청소유닛을 포함하는 유리창 청소 로봇의 제어 방법으로서,
    상기 제 1 및 제 2 청소유닛들에 각각 구비되는 제 1 마그네틱 모듈과 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 감지하는 단계;
    상기 감지된 자력과 기저장된 기준치를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 따라, 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 조절하는 단계;를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 마그네틱 모듈 사이의 자력을 조절하는 단계는,
    상기 제 1 마그네틱 모듈을 구성하는 복수의 자성체들 중 어느 하나를 회전시킴으로써 수행되는 유리창 청소 로봇의 제어 방법.
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