KR101234515B1 - 오염도 측정장치, 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템 및 건물외벽 유지 관리방법 - Google Patents

오염도 측정장치, 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템 및 건물외벽 유지 관리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 오염도 측정장치는, 측정대상의 표면으로 빛을 조사하는 발광센서와, 상기 측정대상의 표면에 의해 반사되는 빛을 수집하는 수광센서를 구비하는 감지부; 상기 측정대상의 표면을 따라 상기 감지부를 이송시키는 이송부; 상기 측정대상의 구간별 빛 반사율을 계산하여 상기 측정대상의 구간별 오염도를 산출하되, 빛 반사율이 사전에 설정된 범위를 벗어나는 구간은 데드존으로 판별하여 오염도 산출을 생략하는 제어부;를 포함하여 구성된다. 본 발명에 의한 오염도 측정장치는, 빛 반사율이 비정상적으로 높거나 낮은 구간을 데드존(Dead zone)으로 처리함으로써 건물외벽의 평균 오염도를 정확하게 산출할 수 있고, 오염도를 각 구간별로 저장 및 출력할 수 있다는 장점이 있다.

Description

오염도 측정장치, 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템 및 건물외벽 유지 관리방법{Contamination measuring device, robot system and methode for maintaining outer wall of building}
본 발명은 오염도를 측정하는 장치 및 건물외벽 유지 관리를 위한 로봇 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 오염도가 비정상적으로 측정되는 구간을 데드존으로 처리함으로써 전체적인 오염도를 정확하게 측정할 수 있는 오염도 측정장치와, 각 구간별 세정강도를 오염도에 따라 조정할 수 있는 로봇 시스템 및 유지 관리방법에 관한 것이다.
건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템이란, 주로 고층 건물에서 건물외벽에 대해 세척 및 도장 등의 유지관리작업을 수행하기 위한 로봇 시스템으로, 건물외벽의 유지 관리작업을 수행함에 있어서 인력에 의한 작업을 최소화하여 안전사고를 줄이고 시스템의 효율성 및 경제성을 향상시키는 것을 주된 목적으로 한다.
이러한 건물외벽의 유지 관리를 위해서는 일차적으로 오염도를 검사하는 과정이 요구되는데, 종래의 오염도 측정기술은 시제품 제작 단계의 시편을 검사하는 용도로만 제안되어 왔을 뿐, 건물외벽 오염도를 측정하기 위한 용도로는 현재까지 제안된 바 없다. 이때, 현재까지 주로 제안되고 있는 오염도 측정기술은 오염도를 측정하고자 하는 영역에 빛을 조사하였을 때 반사되는 빛의 양으로 오염도를 산출하도록 구성되는데, 건물의 외벽은 유리창 부분만 존재하는 것이 아니라, 금속 등과 같이 빛 반사율이 높은 재료로 이루어진 부분과, 검정색 외장재와 같이 빛 흡수율이 높은 재료로 이루어진 부분이 존재하게 되는바, 종래의 오염도 측정방법으로는 정확한 오염도 측정이 어렵다는 문제점이 있다. 예컨대, 금속창틀은 오염물질이 다소 묻어있더라도 기준치 이상의 빛 반사율을 가질 수 있으므로, 오염물질이 묻은 금속창틀을 오염되지 아니한 구간으로 인지하는 오류를 범할 수 있다. 또한, 빛 흡수율이 높은 도료가 칠해진 부위는 오염물질이 전혀 묻어있지 아니하더라도 빛 반사율이 기준치 미만으로 측정되므로, 극심하게 오염된 구간으로 판단될 수 있다는 문제점이 있다.
한편, 건물외벽을 자동으로 청소할 수 있도록 구성되는 종래의 로봇 시스템은, 건물외벽 중 심하게 오염된 구간을 집중적으로 세정하지 못하고 건물외벽 전체를 일률적으로 고르게 세정하도록 구성되는바, 시간 및 비용이 불필요하게 과대 사용된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 빛 반사율이 비정상적으로 높거나 낮은 구간을 데드존(Dead zone)으로 처리함으로써 평균 오염도를 보다 정확하게 산출할 수 있는 오염도 측정장치와, 건물외벽 중 오염도가 높은 구간을 집중적으로 세정할 수 있는 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템 및 건물외벽 유지 관리방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 오염도 측정장치는, 측정대상의 표면으로 빛을 조사하는 발광센서와, 상기 측정대상의 표면에 의해 반사되는 빛을 수집하는 수광센서를 구비하는 감지부; 상기 측정대상의 표면을 따라 상기 감지부를 이송시키는 이송부; 상기 측정대상의 구간별 빛 반사율을 계산하여 상기 측정대상의 구간별 오염도를 산출하되, 빛 반사율이 사전에 설정된 범위를 벗어나는 구간은 데드존으로 판별하여 오염도 산출을 생략하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
상기 제어부에서 산출된 측정대상의 구간별 오염도를 저장하는 감지정보 메모리부를 더 포함하여, 사전에 설정된 영역의 오염도 산출이 완료되면, 상기 감지정보 메모리부에 저장된 구간별 오염도를 외부로 전송하도록 구성된다.
상기 발광센서 및 수광센서는, 적외선을 조사 및 수집하도록 구성된다.
상기 발광센서 및 수광센서는 이송방향을 따라 쌍을 이루도록 배열되며, 쌍을 이루는 발광센서와 수광센서는 이송방향과 직각을 이루는 방향으로 두 쌍 이상 병렬 배열된다.
상기 제어부에서 산출된 측정대상의 구간별 오염도를 저장하는 감지정보 메모리부를 더 포함한다.
본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템은, 측정대상의 표면으로 빛을 조사하는 발광센서 및 상기 측정대상의 표면에 의해 반사되는 빛을 수집하는 수광센서를 구비하는 감지부와, 상기 측정대상의 표면을 따라 상기 감지부를 이송시키는 이송부와, 상기 측정대상의 구간별 빛 반사율을 계산하여 상기 측정대상의 구간별 오염도를 산출하되 빛 반사율이 사전에 설정된 범위를 벗어나는 구간은 오염도 산출을 생략하는 제어부와, 상기 제어부에서 산출된 측정대상의 구간별 오염도를 저장하는 감지정보 메모리부를 구비하는 오염도 측정장치; 및 건물외벽을 세정하기 위한 세정부와, 건물외벽을 따라 상기 세정부를 이동시키는 이동부와, 상기 감지정보 메모리부로부터 구간별 오염도를 전달받아 저장하는 동작신호 메모리부와, 상기 동작신호 메모리부에 저장된 각 구간별 오염도에 따라 상기 세정부의 세정강도를 각 구간별로 조정하는 세정제어부를 구비하는 건물외벽 세정장치;를 포함하여 구성된다.
상기 오염도 측정장치와 건물외벽 세정장치는 일체로 결합되되, 상기 오염도 측정장치는 상기 건물외벽 세정장치의 이동방향 선단측에 구비된다.
상기 오염도 측정장치와 상기 건물외벽 세정장치는 각각 독립적으로 건물외벽을 따라 이동 가능하도록 구성되며, 상기 건물외벽 세정장치는, 상기 감지정보 메모리부로부터 구간별 오염도를 전달받아 저장하는 동작신호 메모리부를 더 포함하고, 상기 세정제어부는, 상기 세정부가 동작될 때 상기 동작신호 메모리부에 저장된 각 구간별 오염도에 비례하여 상기 세정부의 각 구간별 세정강도를 조정하도록 구성된다.
상기 세정부는 회전브러시를 포함하고, 상기 세정제어부는, 각 구간별 오염도에 따라 상기 회전브러시의 가압력 또는 상기 회전브러시의 회전속도를 가변시키도록 구성된다.
상기 세정부는, 세정액 분사수단을 더 포함하고, 상기 세정제어부는, 각 구간별 오염도에 따라 세정액 분사량을 가감하도록 구성된다.
상기 세정제어부는, 각 구간별 오염도에 따라 상기 세정부의 이동속도를 가감하도록 구성된다.
본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리방법은, 오염도 측정장치를 이용하여 건물외벽의 오염도를 측정한 후, 건물외벽 세정장치를 이용하여 건물외벽을 세정하는 관리방법에 있어서, 건물외벽 상에서 상기 오염도 측정장치를 이동시켜 가면서 건물외벽의 구간별 오염도를 측정하는 제1 단계; 측정된 오염도가 설정범위 이내인 경우 해당 구간의 오염도를 저장하는 제2 단계; 건물외벽의 구간별 오염도 측정이 완료되면, 상기 구간별 오염도를 건물외벽 세정장치로 전송하는 제3 단계; 건물외벽 상에서 상기 건물외벽 세정장치를 이동시켜 가면서 건물외벽을 세정하되, 상기 구간별 오염도에 따라 세정강도를 조정해 가면서 건물외벽을 세정하는 제4 단계; 를 포함한다.
상기 제2 단계는, 측정된 오염도가 설정범위를 벗어났을 때 해당 구간을 데드존으로 구분한 후 다음 단계로 넘어가고, 상기 제4 단계는, 상기 건물외벽 세정장치가 상기 데드존을 지날 때 사전에 설정된 표준 세정강도로 상기 데드존을 세정하도록 구성된다.
본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리방법은, 오염도 측정장치와 건물외벽 세정장치가 일체로 결합된 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템을 이용하여 건물외벽을 세정하는 관리방법에 있어서, 상기 오염도 측정장치를 이용하여 건물외벽 중 설정구간의 오염도를 측정하는 제 1 단계; 상기 설정구간의 오염도가 설정범위 이내인 경우 상기 설정구간의 세정강도를 오염도에 따라 조정하여 저장하는 제 2 단계; 상기 건물외벽 세정장치가 상기 설정구간에 위치되었을 때, 사전에 저장된 상기 설정구간의 세정강도로 세정이 이루어지도록 상기 건물외벽 세정장치를 구동시키는 제3 단계;를 포함한다.
상기 제2 단계는, 측정된 오염도가 설정범위를 벗어났을 때 해당 구간을 데드존으로 구분한 후 다음 단계로 넘어가고, 상기 제3 단계는, 상기 건물외벽 세정장치가 상기 데드존을 지날 때 사전에 설정된 표준 세정강도로 상기 데드존을 세정하도록 구성된다.
상기 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템은 세정목표 구간 상에서 연속적으로 이동하며, 상기 제1 단계 내지 제3 단계는 상기 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템이 이동하는 동안 반복된다.
본 발명에 의한 오염도 측정장치는, 빛 반사율이 비정상적으로 높거나 낮은 구간을 데드존(Dead zone)으로 처리함으로써 건물외벽의 평균 오염도를 정확하게 산출할 수 있고, 오염도를 각 구간별로 저장 및 출력할 수 있다는 장점이 있다. 또한 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템 및 건물외벽 유지 관리방법을 이용하면, 각 구간별 오염도에 따라 세정강도를 조정할 수 있으므로 세정에 소요되는 시간 및 비용을 최소화시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 오염도 측정장치의 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 의한 오염도 측정장치의 사시도, 측면도, 평면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 오염도 측정장치의 사용상태도이다.
도 7은 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템의 블록도이다.
도 8은 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템에 포함되는 건물외벽 세정장치의 사시도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리방법의 순서도 및 사용예를 도시한다.
도 11은 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템 제2 실시예의 사시도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리방법 제2 실시예의 순서도 및 사용예를 도시한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 오염도 측정장치, 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템 및 건물외벽 유지 관리방법의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 오염도 측정장치의 블록도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명에 의한 오염도 측정장치의 사시도, 측면도, 평면도이다.
본 발명에 의한 오염도 측정장치(100)는 기본적으로, 측정대상을 향해 빛을 조사한 후 반사되는 빛의 양을 감지하여 측정대상의 오염도를 산출하도록 구성된다. 이와 같이 빛 반사량을 통해 오염 정도를 산출하는 방법을 이용하는 경우에는, 측정대상이 매우 높은 빛 반사율을 갖는 재료로 제작되었을 때 측정 대상에 오염물질이 어느 정도 묻더라도 오염도가 매우 낮게 산출될 수 있고, 측정대상이 무광(無光) 재료로 제작되거나 무광(無光) 도료로 도포되었을 때 오염물질이 전혀 묻지 아니하더라도 오염도가 매우 높게 산출될 수 있다는 문제점이 있다. 본 발명에 의한 오염도 측정장치(100)는 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록, 빛 반사가 비정상적으로 발생되는 부분은 데드존(Death zone)으로 판별하여 오염도 측정에서 제외함으로써, 측정 대상의 오염도를 보다 정확하게 측정할 수 있도록 구성된다는 점에 특징이 있다.
이와 같은 기능을 수행하기 위한 본 발명에 의한 오염도 측정장치(100)는, 측정대상의 표면으로 빛을 조사한 후 측정대상의 표면에 반사된 빛의 양을 감지하는 감지부(110)와, 상기 측정대상의 표면을 따라 감지부(110)를 이송시키는 이송부와, 상기 측정대상의 구간별 빛 반사율을 계산하여 상기 측정대상의 구간별 오염도를 산출하되 빛 반사율이 사전에 설정된 범위를 벗어나는 구간은 데드존으로 판별하여 오염도 산출을 생략하는감지제어부(120)를 포함하여 구성된다. 상기 감지부(110)는 측정대상의 표면으로 빛을 조사하는 발광센서(112)와, 상기 측정대상의 표면에 의해 반사되는 빛을 수집하는 수광센서(114)로 구성되되, 전기적 신호 전달을 위한 배선이 형성된 기판(102)에 장착됨이 바람직하다. 또한 상기 이송부는 오염도 측정대상을 따라 기판(102)을 이송시킬 수 있다면 어떠한 구조로도 적용될 수 있다. 즉, 상기 이송부는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 기판(102)의 일측면에 장착된 롤러로 적용될 수도 있고, 기판(102)을 일측으로 이송시키는 리니어모터나 이송벨트로 적용될 수도 있다. 이와 같이 어떠한 대상물을 일측으로 이송시키는 이송부는 이미 여러 분야에서 다양한 구조로 활용되고 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명에 의한 오염도 측정장치(100)는 사전에 설정된 영역의 오염도를 구간별로 산출하는 것에 그치지 아니하고, 산출된 구간별 오염도를 다른 장치에서 활용할 수 있도록 외부로 전송하는 기능까지 추가로 구비할 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 오염도 측정장치(100)는,감지제어부(120)에서 산출된 측정대상의 구간별 오염도 데이터를 저장하는 감지정보 메모리부(130)를 추가로 구비하고, 사전에 설정된 영역의 오염도 산출이 완료되었을 때 감지정보 메모리부(130)에 저장된 구간별 오염도 데이터를 외부로 전송하도록 구성될 수 있다. 이때, 본 발명에 의한 오염도 측정장치(100)는, 저장되어 있던 구간별 오염도 데이터를 유선 방식으로 전송할 수도 있고 무선방식으로 전송할 수도 있다. 이와 같이 본 발명에 의한 오염도 측정장치(100)가 구간별 오염도 데이터를 저장 및 전송까지 가능하도록 구성되면, 구간별 오염도 데이터를 다른 장치에서 활용하거나, 구간별 오염도 데이터를 추후에 활용할 수도 있으므로, 측정 대상물의 구간별 오염도 활용도가 매우 높아진다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 오염도 측정장치(100)가 한 번 이송될 때 넓은 영역의 오염도를 측정할 수 있도록, 발광센서(112)와 수광센서(114)는 이송방향(본 실시예에서는 수평방향)을 따라 쌍을 이루도록 배열되며, 쌍을 이루는 발광센서(112)와 수광센서(114)는 이송방향과 직각을 이루는 방향으로 두 쌍 이상 병렬 배열됨이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 발광센서(112)와 수광센서(114)가 8쌍 구비되는 구조를 도시하고 있으나, 상기 발광센서(112)와 수광센서(114)의 개수는 용도 및 성능에 따라 자유롭게 가감될 수 있다.
한편, 상기 발광센서(112)와 수광센서(114)가 가시광선을 발광 및 수광하도록 구성되면, 발광센서(112)에서 발광된 후 반사된 빛만이 수광센서(114)로 수집되는 것이 아니라, 태양광이나 조명 등과 같은 다른 광원의 빛까지 수광센서(114)로 수집되므로, 정확한 오염도 측정이 어렵다는 문제가 있다. 예를 들어, 오염도 측정대상이 야외에 위치하는 건물외벽에 구비된 유리창(1)인 경우, 유리창(1)의 오염도가 매우 높아 발광센서(112)에서 조사된 빛 중 극히 일부만이 수광센서(114)로 수집되더라도 태양광이 유리창(1)에 반사되어 수광센서(114)로 수집되면, 해당 유리창(1)의 오염도가 매우 낮은 것으로 판정될 수 있다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명에 의한 오염도 측정장치(100)는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 즉, 외부의 가시광선에 의해 영향을 받지 아니하도록, 상기 발광센서(112) 및 수광센서(114)가 적외선을 조사 및 수집하는 적외선센서로 적용될 수 있다. 상기 발광센서(112) 및 수광센서(114)가 적외선센서로 적용되면, 태양광이나 조명에 관계없이 측정대상의 오염도를 정확하게 산출할 수 있으므로, 신뢰도가 현저히 향상된다는 장점이 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 오염도 측정장치(100)의 사용상태도이다.
본 발명에 의한 오염도 측정장치(100)를 이용하여 건물외벽에 구비된 유리창(1)을 가로방향으로 스캔하고자 하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 측정하고자하는 유리창(1)의 상측 및 하측에 이송레일(2)을 설치한다. 이송레일(2) 설치가 완료되면, 오염도 측정장치(100)를 이송레일(2) 상에 장착시킨 후, 도 6에 도시된 바와 같이 일측방향(본 실시예에서는 우측방향)으로 이송시켜가면서 오염도를 측정한다.
이때, 오염도 측정장치(100)는 이송속도 및 이송시간을 측정하여 현재 어느 구간을 지나고 있는지를 판단할 수 있도록 구성되는바, 오염도를 구간별로 산출할 수 있게 된다. 따라서 본 실시예에 도시된 바와 같이 일부 유리창(1) 즉, 좌측으로부터 2번째 및 4번째 유리창(1)만이 오염도가 매우 높은 경우, 본 발명에 의한 오염도 측정장치(100)는 이송레일(2)을 따라 1회 이송되는 동안 2번째 유리창(1)의 오염도와 4번째 유리창(1)의 오염도가 높은 것으로 판정하고, 각 유리창(1)의 오염도를 데이터화 하여 저장 및 전송하게 된다.
도 7은 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템의 블록도이고, 도 8은 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템에 포함되는 건물외벽 세정장치(200)의 사시도이다.
본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템은, 도 1 내지 도 4에 도시된 구조로 구성되어 건물외벽의 오염도를 측정하는 오염도 측정장치(100)와, 상기 오염도 측정장치(100)로부터 건물외벽의 구간별 오염도를 전송받아 건물외벽의 각 구간을 오염도에 비례하는 세정강도로 세정하는 건물외벽 세정장치(200)를 포함하여 구성된다. 상기 건물외벽 세정장치(200)는, 건물외벽을 세정하기 위한 세정부(210)와, 건물외벽을 따라 상기 세정부(210)를 이동시키는 이동부(240)와, 감지정보 메모리부(130)로부터 구간별 오염도를 전달받아 저장하는 동작신호 메모리부(230)와, 동작신호 메모리부(230)에 저장된 각 구간별 오염도에 따라 상기 세정부(210)의 세정강도를 각 구간별로 조정하는 세정제어부(220)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템은, 세정을 요하는 영역 전체를 동일한 크기의 세정강도로 세정하는 것이 아니라, 오염도가 심한 구간은 큰 세정강도로 세정을 하고, 오염도가 낮은 구간은 낮은 세정강도로 세정을 함으로써, 세정에 소요되는 시간과 자원 효율을 극대화시킬 수 있다는 점에 가장 큰 특징이 있다.
이때, 상기 세정강도는 세정부(210)가 어떠한 구성을 갖는지에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어 본 실시예에서와 같이 세정부(210)가 회전브러시로 적용되는 경우에는, 회전브러시를 세정대상으로 가압하는 가압력의 크기나 회전브러시 회전속도에 따라 세정강도가 가변되므로, 상기 세정제어부(220)는 각 구간별 오염도에 따라 상기 회전브러시의 가압력 또는 상기 회전브러시의 회전속도를 가변시키도록 구성되어야 할 것이다. 이때, 세정부(210)가 느리게 이동하는 구간은 오랜 시간동안 세정되고, 세정부(210)가 빠르게 이동하는 구간은 짧은 시간동안만 세정되므로, 상기 세정제어부(220)는 각 구간의 오염도에 따라 구간별 세정부(210) 이동속도를 가감하도록 구성될 수도 있다. 또한, 상기 세정부(210)가 세정액 분사수단을 구비하는 경우에는, 분사되는 세정액의 양에 따라 세정강도가 가변되므로, 상기 세정제어부(220)는 각 구간별 오염도에 따라 세정액 분사량을 가감하도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템은, 오염도 측정장치(100)와 건물외벽 세정장치(200)가 일체로 결합될 수도 있고, 오염도 측정장치(100)와 건물외벽 세정장치(200)가 각각 독립적으로 작동되도록 구성될 수도 있다. 오염도 측정장치(100)와 건물외벽 세정장치(200)가 각각 독립적으로 건물외벽을 따라 이동 가능하도록 구성되는 경우, 상기 건물외벽 세정장치(200)는 상기 감지정보 메모리부(130)로부터 구간별 오염도를 전달받아 저장하는 동작신호 메모리부(230)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 건물외벽 세정장치(200)가 오염도 측정장치(100)와 독립적으로 작동되며 동작신호 메모리부(230)를 추가로 구비하도록 구성되면, 상기 건물외벽 세정장치(200)가 단독적으로 구동되더라도 각 구간별 오염도를 인지할 수 있으므로, 각 구간별 세정강도를 오염도에 맞춰 조정해 가면서 세정을 수행할 수 있게 된다.
한편, 오염도 측정장치(100)와 건물외벽 세정장치(200)가 일체로 결합되는 실시예는 이하 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리방법의 순서도 및 사용예를 도시한다.
본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리방법은, 도 7 및 도 8에 도시된 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템을 이용한 건물외벽 세정방법 즉, 오염도 측정장치(100)를 이용하여 건물외벽의 오염도를 측정한 후 건물외벽 세정장치(200)를 이용하여 건물외벽을 세정하는 관리방법으로서, 건물외벽 상에서 상기 오염도 측정장치(100)를 이동시켜 가면서 건물외벽의 구간별 오염도를 측정하는 제1 단계(S11)와, 측정된 오염도가 설정범위 이내인지를 판단하여(S12) 측정된 오염도가 설정범위 이내인 경우 해당 구간의 오염도를 저장하는 제2 단계(S13)와, 건물외벽의 구간별 오염도 측정이 완료되었는지를 판단하여(S14) 오염도 측정이 완료된 경우 상기 구간별 오염도를 건물외벽 세정장치(200)로 전송하는 제3 단계(S15)와, 건물외벽 상에서 상기 건물외벽 세정장치(200)를 이동시켜 가면서 건물외벽을 세정하되(S16), 건물외벽 세정장치(200)의 현재위치를 감지하여(S17) 구간별 오염도에 따라 세정강도를 조정해 가면서 건물외벽을 세정하는 제4 단계(S18)를 포함한다. 이때, 건물외벽의 오염도를 측정할 때에는 도 6에 도시된 바와 같이 오염도 측정장치(100)만을 이송레일(2)에 장착시킨 후, 상기 오염도 측정장치(100)를 수평방향으로 이동시켜 가면서 건물외벽의 각 구간별 오염도를 측정한다. 또한, 건물외벽을 세정할 때에는 도 10에 도시된 바와 같이 건물외벽 세정장치(200)만을 이송레일(2)에 장착시킨 후, 상기 건물외벽 세정장치(200)를 수평방향으로 이동시켜 가면서 건물외벽의 각 구간을 서로 다른 세정강도로 세정한다.
한편, 측정된 오염도가 설정범위 이내인지를 판단하는 과정(S12)에서 측정된 오염도가 설정범위를 벗어나면 해당 구간을 데드존으로 구분하여, 데드존의 오염도는 저장하지 아니하고 오염도 측정이 완료되었는지를 판단하는 과정(S14)로 넘어가게 된다. 이때, 건물외벽을 세정하는 제4 단계(S18)는, 상기 건물외벽 세정장치(200)가 상기 데드존을 지날 때 사전에 설정된 표준 세정강도로 상기 데드존을 세정하도록 함으로써, 과도한 세정이나 미진한 세정이 이루어지지 아니하도록 함이 바람직하다.
도 11은 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템 제2 실시예의 사시도이다.
상기 오염도 측정장치(100)와 건물외벽 세정장치(200)가 일체로 결합되는 경우, 세정이 이루어지기 이전에 오염도 측정이 선행될 수 있도록, 상기 오염도 측정장치(100)는 상기 건물외벽 세정장치(200)의 이동방향 선단측에 구비됨이 바람직하다.
본 실시예에서는 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템(10)이 좌측이나 우측 어느 방향으로도 이송되더라도 오염도 측정 및 세정을 수행할 수 있도록, 오염도 측정장치(100)가 건물외벽 세정장치(200)의 좌우측에 각각 구비되는 구조만을 도시하고 있으나, 이송 방향이 좌측이나 우측 중 어느 일측으로 한정되는 경우 상기 오염도 측정장치(100)는 건물외벽 세정장치(200)의 좌측이나 우측 중 어느 한쪽에만 구비될 수 있다.
한편, 도 11에 도시된 바와 같이 오염도 측정장치(100)가 건물외벽 세정장치(200)에 일체로 결합되면, 상기 오염도 측정장치(100)는 항상 건물외벽 세정장치(200)와 함께 이동하게 되므로 이송부가 생략될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리방법 제2 실시예의 순서도 및 사용예를 도시한다.
본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리방법은, 오염도 측정장치(100)와 건물외벽 세정장치(200)가 일체로 결합된 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템(10)을 이용하여 건물외벽을 세정하도록 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 건물외벽 유지 관리방법은, 오염도 측정장치(100)를 이용하여 건물외벽 중 설정구간의 오염도를 측정하는 제 1 단계(S21)와, 설정구간의 오염도가 설정범위 이내인지를 판별하여(S22) 설정구간의 오염도가 설정범위 이내인 경우 설정구간의 세정강도를 오염도에 따라 조정하여 저장하는 제 2 단계(S23)와, 건물외벽 세정장치(200)가 상기 설정구간에 위치되었을 때 사전에 저장된 상기 설정구간의 세정강도로 세정이 이루어지도록 상기 건물외벽 세정장치(200)를 구동시키는 제3 단계(S24)를 포함하도록 구성될 수 있다. 한편, 측정된 오염도가 설정범위 이내인지를 판단하는 과정(S22)에서 측정된 오염도가 설정범위를 벗어나면 해당 구간을 데드존으로 구분하여, 데드존의 오염도를 저장하지 아니하고 건물외벽을 세정하는 제3 단계(S24)로 넘어가게 된다. 이때, 건물외벽을 세정하는 제3 단계(S24)는, 상기 건물외벽 세정장치(200)가 상기 데드존을 지날 때 사전에 설정된 표준 세정강도로 상기 데드존을 세정하도록 함으로써, 과도한 세정이나 미진한 세정이 이루어지지 아니하도록 함이 바람직하다.
또한, 건물외벽을 세정하는 제3 단계(S24)가 완료되면, 세정하고자 하는 영역이 모두 세정되었는지를 판단하여, 세정하고자 하는 영역이 모두 세정되었으면 모든 단계를 종료하고, 세정하고자 하는 영역이 모두 세정되지 아니하였으면 상기 제1 단계(S21)로 되돌아가 상기 제1 단계 내지 제3 단계를 반복한다. 이때, 세정하고자 하는 영역이 모두 세정되었는지는 다양한 방법으로 판단될 수 있다. 즉, 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템(10)이 사전에 설정한 거리만큼 이송되었을 때 세정하고자 하는 영역이 모두 세정된 것으로 판단될 수도 있고, 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템(10)이 사전에 설정된 위치에 이르렀을 때 세정하고자 하는 영역이 모두 세정된 것으로 판단될 수도 있다. 이와 같이 세정하고자 하는 영역이 모두 세정되었는지를 판단하는 방법은 세정대상물의 특성 및 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템(10)의 특성 등에 따라 자유롭게 변경될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 : 오염도 감지장치 110 : 감지부
120 : 감지제어부 130 : 감지정보 메모리부
140 : 이송부 200 : 건물외벽 세정장치
210 : 세정부 220 : 세정제어부
230 : 동작신호 메모리부 240 : 이동부

Claims (15)

  1. 측정대상의 표면으로 빛을 조사하는 발광센서와, 상기 측정대상의 표면에 의해 반사되는 빛을 수집하는 수광센서를 구비하는 감지부;
    상기 측정대상의 표면을 따라 상기 감지부를 이송시키는 이송부;
    상기 측정대상의 구간별 빛 반사율을 계산하여 빛 반사율이 사전에 설정된 범위 이내인 구간은 구간별 오염도를 산출하고, 빛 반사율이 사전에 설정된 범위를 벗어나는 구간은 데드존으로 판별하여 오염도 산출을 생략하는 감지제어부;
    상기 감지제어부에서 산출된 측정대상의 구간별 오염도를 저장하는 감지정보 메모리부;
    를 포함하여, 사전에 설정된 영역의 오염도 산출이 완료되면, 상기 감지정보 메모리부에 저장된 구간별 오염도를 외부로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오염도 측정장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광센서 및 수광센서는, 적외선을 조사 및 수집하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오염도 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광센서 및 수광센서는 이송방향을 따라 쌍을 이루도록 배열되며,
    쌍을 이루는 발광센서와 수광센서는 이송방향과 직각을 이루는 방향으로 두 쌍 이상 병렬 배열되는 것을 특징으로 하는 오염도 측정장치.
  5. 측정대상의 표면으로 빛을 조사하는 발광센서 및 상기 측정대상의 표면에 의해 반사되는 빛을 수집하는 수광센서를 구비하는 감지부와, 상기 측정대상의 표면을 따라 상기 감지부를 이송시키는 이송부와, 상기 측정대상의 구간별 빛 반사율을 계산하여 빛 반사율이 사전에 설정된 범위 이내인 구간은 구간별 오염도를 산출하고 빛 반사율이 사전에 설정된 범위를 벗어나는 구간은 오염도 산출을 생략하는 제어부와, 상기 제어부에서 산출된 측정대상의 구간별 오염도를 저장하는 감지정보 메모리부를 구비하는 오염도 측정장치; 및
    건물외벽을 세정하기 위한 세정부와, 건물외벽을 따라 상기 세정부를 이동시키는 이동부와, 상기 감지정보 메모리부로부터 구간별 오염도를 전달받아 저장하는 동작신호 메모리부와, 상기 동작신호 메모리부에 저장된 각 구간별 오염도에 따라 상기 세정부의 세정강도를 각 구간별로 조정하는 세정제어부를 구비하는 건물외벽 세정장치;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 오염도 측정장치와 건물외벽 세정장치는 일체로 결합되되,
    상기 오염도 측정장치는 상기 건물외벽 세정장치의 이동방향 선단측에 구비되는 것을 특징으로 하는 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 오염도 측정장치와 상기 건물외벽 세정장치는 각각 독립적으로 건물외벽을 따라 이동 가능하도록 구성되며,
    상기 건물외벽 세정장치는, 상기 감지정보 메모리부로부터 구간별 오염도를 전달받아 저장하는 동작신호 메모리부를 더 포함하고,
    상기 세정제어부는, 상기 세정부가 동작될 때 상기 동작신호 메모리부에 저장된 각 구간별 오염도에 비례하여 상기 세정부의 각 구간별 세정강도를 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 세정부는 회전브러시를 포함하고,
    상기 세정제어부는, 각 구간별 오염도에 따라 상기 회전브러시의 가압력 또는 상기 회전브러시의 회전속도를 가변시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 세정부는, 세정액 분사수단을 더 포함하고,
    상기 세정제어부는, 각 구간별 오염도에 따라 세정액 분사량을 가감하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 세정제어부는, 각 구간별 오염도에 따라 상기 세정부의 이동속도를 가감하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템.
  11. 오염도 측정장치를 이용하여 건물외벽의 오염도를 측정한 후, 건물외벽 세정장치를 이용하여 건물외벽을 세정하는 관리방법에 있어서,
    건물외벽 상에서 상기 오염도 측정장치를 이동시켜 가면서 건물외벽의 구간별 오염도를 측정하는 제1 단계;
    측정된 오염도가 설정범위 이내인 경우 해당 구간의 오염도를 저장하는 제2 단계;
    건물외벽의 구간별 오염도 측정이 완료되면, 상기 구간별 오염도를 건물외벽 세정장치로 전송하는 제3 단계;
    건물외벽 상에서 상기 건물외벽 세정장치를 이동시켜 가면서 건물외벽을 세정하되, 상기 구간별 오염도에 따라 세정강도를 조정해 가면서 건물외벽을 세정하는 제4 단계;
    를 포함하는 건물외벽 유지 관리방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 단계는, 측정된 오염도가 설정범위를 벗어났을 때 해당 구간을 데드존으로 구분한 후 다음 단계로 넘어가고,
    상기 제4 단계는, 상기 건물외벽 세정장치가 상기 데드존을 지날 때 사전에 설정된 표준 세정강도로 상기 데드존을 세정하도록 구성되는 건물외벽 유지 관리방법.
  13. 오염도 측정장치와 건물외벽 세정장치가 일체로 결합된 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템을 이용하여 건물외벽을 세정하는 관리방법에 있어서,
    상기 오염도 측정장치를 이용하여 건물외벽 중 설정구간의 오염도를 측정하는 제 1 단계;
    상기 설정구간의 오염도가 설정범위 이내인 경우 상기 설정구간의 세정강도를 오염도에 따라 조정하여 저장하는 제 2 단계;
    상기 건물외벽 세정장치가 상기 설정구간에 위치되었을 때, 사전에 저장된 상기 설정구간의 세정강도로 세정이 이루어지도록 상기 건물외벽 세정장치를 구동시키는 제3 단계;
    를 포함하는 건물외벽 유지 관리방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 단계는, 측정된 오염도가 설정범위를 벗어났을 때 해당 구간을 데드존으로 구분한 후 다음 단계로 넘어가고,
    상기 제3 단계는, 상기 건물외벽 세정장치가 상기 데드존을 지날 때 사전에 설정된 표준 세정강도로 상기 데드존을 세정하도록 구성되는 건물외벽 유지 관리방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템은 세정목표 구간 상에서 연속적으로 이동하며, 상기 제1 단계 내지 제3 단계는 상기 건물외벽 유지 관리용 로봇 시스템이 이동하는 동안 반복되는 것을 특징으로 하는 건물외벽 유지 관리방법.
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