KR102486884B1 - Cleaning robot and cleaning system using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세척로봇 및 이를 이용한 세척 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 세척로봇은 상기 세척로봇이 비행할 수 있도록 하는 비행유닛과 상기 비행유닛의 하부에 위치하며 태양전지 패널에 대한 세척 작업을 수행하는 세척유닛을 포함한다. 비행유닛은 세척유닛에 대해 각도가 조절된다. 그리고 상기 세척유닛은 세척로봇을 태양전지 패널에 대해 흡착시키는 흡착부를 구비한다.
이에 따라, 고층 건물의 유리창이나 태양전지 패널에 밀착되어 이동하면서 세척 작업을 효과적으로 하는 것이 가능하다.The present invention relates to a washing robot and a washing system using the same.
The washing robot according to the present invention includes a flight unit that allows the washing robot to fly, and a washing unit that is located under the flight unit and performs a cleaning operation for a solar cell panel. The flight unit is angled relative to the washing unit. And, the washing unit includes an adsorption unit for adsorbing the washing robot to the solar cell panel.
Accordingly, it is possible to effectively perform a cleaning operation while moving in close contact with a window or a solar cell panel of a high-rise building.
Description
본 발명은 세척로봇 및 이를 이용한 세척 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고층 건물의 유리창이나 태양전지 패널에 밀착되어 이동하면서 세척 작업을 효과적으로 하는 것이 가능한 세척로봇 및 이를 이용한 세척 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a washing robot and a washing system using the same, and more particularly, to a washing robot and a washing system using the same capable of effectively cleaning while moving in close contact with a glass window or a solar cell panel of a high-rise building.
태양광 에너지는 무한하고 사용시 환경오염을 거의 일으키지 않기 때문에 대체 에너지원으로서 많은 연구가 이루어지고 있으며 실용화도 상당히 진행된 상태이다.Because solar energy is infinite and causes little environmental pollution when used, many studies have been conducted as an alternative energy source, and its practical use has also progressed considerably.
태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지셀은 박막형으로 형성되기 때문에 물리·화학적인 변화를 방지하기 위하여 보호막에 의해 보호되며, 보호막은 유리 또는 투명한 플라스틱 재질로 이루어져 빛이 투과할 수 있도록 한다.Since the solar cell that converts sunlight energy into electrical energy is formed in a thin film type, it is protected by a protective film to prevent physical and chemical changes, and the protective film is made of glass or transparent plastic material to allow light to pass through.
그런데 태양전지 패널은 외부에 설치되기 때문에 태양전지 패널이 먼지 등에 의해 오염된 경우 발전 효율이 떨어질 수 있고, 따라서 태양전지 패널에 대해서는 주기적인 세척이 필요하다.However, since the solar cell panel is installed outside, power generation efficiency may decrease when the solar cell panel is contaminated by dust, etc., and therefore, periodic cleaning is required for the solar cell panel.
태양전지 패널의 세척을 위하여 종래에는 태양전지 패널 각각에 세척수단을 형성하는 방법이 사용되기도 하였으나, 이 경우 초기 시설비가 크게 증가하고 세척수단의 관리가 어려워지는 문제점이 있다.Conventionally, a method of forming a washing means for each solar cell panel has been used to clean the solar cell panel, but in this case, there is a problem in that the initial facility cost is greatly increased and the management of the washing means is difficult.
한편, 현대적인 건물의 경우, 조명, 냉난방시설 및 방범시설 등에 대해서는 자동적인 관리가 이루어지고 있으나 외벽 청소는 대부분 여전히 사람에 의해 직접 이루어지고 있어 인명 사고의 원인이 되고 있다.On the other hand, in the case of modern buildings, lighting, air conditioning and crime prevention facilities are automatically managed, but most of the outer wall cleaning is still performed directly by people, which causes human accidents.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다수의 태양전지 패널 사이를 이동하면서 세척 작업이 가능하여 태양전지 패널의 관리 비용을 절감할 수 있는 세척로봇 및 이를 이용한 세척 시스템을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such conventional problems, and a washing robot and a washing system using the same can reduce the management cost of solar cell panels by performing cleaning work while moving between a plurality of solar cell panels. is in providing
또한, 경사지거나 수직한 태양전지 패널 등에 대해서도 우수한 세척 효율을 발휘하는 것이 가능한 세척로봇 및 이를 이용한 세척 시스템을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a washing robot capable of exhibiting excellent washing efficiency even for inclined or vertical solar cell panels and a washing system using the same.
상기한 목적은 비행유닛과 세척유닛을 구비하는 세척로봇에 의해 달성될 수 있다.The above object can be achieved by a washing robot having a flight unit and a washing unit.
상기 비행유닛은 세척유닛에 대해 각도 조절이 가능하도록 하여 세척로봇이 경사진 태양전지 패널에 대해 안정적으로 이·착륙하도록 할 수 있다.The flight unit can adjust the angle of the washing unit so that the washing robot can stably take off and land on an inclined solar cell panel.
상기 세척유닛은 이동수단, 세척수단 및 흡착수단을 구비할 수 있다.The washing unit may include a moving means, a washing means, and an adsorbing means.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 세척로봇과 상기 세척로봇을 따라 이동하면서 세척로봇에 전원을 공급하는 이동 스테이션을 구비하는 세척 시스템이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a washing system including a washing robot and a moving station for supplying power to the washing robot while moving along with the washing robot.
본 발명에 의한 세척로봇은 태양전지 패널들 사이를 자유롭게 이동하면서 태양전지 패널을 세척할 수 있다.The cleaning robot according to the present invention can clean solar cell panels while freely moving between solar cell panels.
상기 세척로봇은 경사진 태양전지 패널에 대해서도 안정적으로 이·착륙할 수 있으며, 세척 작업시 태양전지 패널에 밀착되어 태양전지 패널을 효과적으로 세척할 수 있다.The washing robot can stably take off and land even on an inclined solar cell panel, and can effectively clean the solar cell panel by being in close contact with the solar cell panel during the washing operation.
또한, 상기 세척로봇은 이동 스테이션에서 수시로 전원과 세척액을 공급 받으면서 사람의 간섭 없이도 계속적으로 태양전지 패널에 대한 세척 작업을 진행할 수 있다.In addition, the cleaning robot can continuously perform cleaning of the solar cell panel without human intervention while being supplied with power and cleaning liquid from the mobile station at any time.
세척로봇은 태양전지 패널뿐만 아니라 건축물의 외피에 대하여 세척 작업을 할 수도 있다.The washing robot may perform cleaning work not only on the solar cell panel but also on the outer skin of the building.
도 1은 본 발명에 의한 세척로봇의 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 세척로봇을 구성하는 비행유닛이 세척유닛에 대해 각도가 조절되는 경우에 관한 설명도,
도 3 및 도 6는 본 발명에 의한 세척로봇 세척로봇의 비행유닛과 세척유닛이 탈부착 가능하게 형성되는 경우에 관한 설명도,
도 7은 제1실시예에 의한 세척유닛의 저면도,
도 8은 제1실시예에 의한 세척유닛의 측면도,
도 9는 제1실시예에 의한 세척유닛의 이동부와 세척 브러쉬가 하나의 모터에 의해 구동하는 경우에 관한 설명도,
도 10은 제2실시예에 의한 세척유닛의 개념적인 구성도,
도 11 및 도 12는 제2실시예에 의한 세척유닛의 작동방법에 관한 설명도,
도 13은 제3실시예에 의한 세척유닛의 개념적인 구성도,
도 14 및 도 15는 제3실시예에 의한 세척유닛의 작동방법에 관한 설명도,
도 16은 제4실시예에 의한 세척유닛의 개념적인 구성도,
도 17은 제5실시예에 의한 세척유닛의 개념적인 구성도,
도 18 내지 도 21은 제5실시예에 의한 세척유닛의 작동방법에 관한 설명도,
도 22는 제6실시예에 의한 세척유닛의 개념적인 구성도,
도 23은 제6실시예에 의한 세척유닛의 작동방법에 관한 설명도,
도 24는 본 발명에 의한 세척로봇이 태양전지 패널 위에서 주행하는 방법에 관한 설명도,
도 25는 본 발명에 의한 세척 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a perspective view of a washing robot according to the present invention;
2 is an explanatory diagram of a case in which the angle of the flight unit constituting the washing robot according to the present invention is adjusted with respect to the washing unit;
3 and 6 are explanatory diagrams of the case where the flight unit and the washing unit of the washing robot washing robot according to the present invention are detachably formed;
7 is a bottom view of the washing unit according to the first embodiment;
8 is a side view of the washing unit according to the first embodiment;
9 is an explanatory view of a case in which the moving part of the washing unit and the washing brush are driven by one motor according to the first embodiment;
10 is a conceptual configuration diagram of a washing unit according to a second embodiment;
11 and 12 are explanatory views of the operating method of the washing unit according to the second embodiment;
13 is a conceptual configuration diagram of a washing unit according to a third embodiment;
14 and 15 are explanatory views of the operating method of the washing unit according to the third embodiment;
16 is a conceptual configuration diagram of a washing unit according to a fourth embodiment;
17 is a conceptual configuration diagram of a washing unit according to a fifth embodiment;
18 to 21 are explanatory views of the operating method of the washing unit according to the fifth embodiment;
22 is a conceptual configuration diagram of a washing unit according to a sixth embodiment;
23 is an explanatory view of the operating method of the washing unit according to the sixth embodiment;
24 is an explanatory diagram of a method in which a washing robot according to the present invention travels on a solar cell panel;
25 is a schematic configuration diagram of a washing system according to the present invention.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명은 세척로봇 및 이를 이용한 세척 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 설명시에는 상기 세척로봇이 태양전지 패널을 세척하는 경우를 위주로 하여 설명하나, 본 발명에 의한 세척로봇 및 이를 이용한 세척 시스템은 건축물의 외피를 세척하는 데에도 적용될 수 있다.The present invention relates to a washing robot and a washing system using the same. In the description of the present invention, a case in which the washing robot washes a solar cell panel will be mainly described, but the washing robot and a washing system using the same according to the present invention can also be applied to washing the outer skin of a building.
도 1에는 본 발명에 의한 세척로봇(1)의 사시도가 도시되어 있다. 본 발명에 의한 세척로봇(1)은 크게 비행유닛(10)과 세척유닛(20)으로 이루어진다.1 is a perspective view of a
비행유닛(10)은 서로 이격되어 배치되는 각 태양전지 패널(S)들의 위치로 본 발명에 의한 세척로봇(1)이 자유롭게 이동할 수 있도록 하기 위한 것이다. 상기 비행유닛(10)은 태양전지 패널(S)들 사이에서의 이동과 각 태양전지 패널(S)에 대한 이·착륙이 가능하도록 헬리콥터 형식으로 이루어진다. 도 1에서는 예시적으로 비행유닛(10)이 6개의 프로펠러(11)를 구비하고 있으나, 4개 이하 또는 8개 이상의 프로펠러를 구비할 수도 있다.The
세척유닛(20)은 상기 비행유닛(10)의 하부에 위치하는 것으로, 비행유닛(10)에 의해 본 발명의 세척로봇(1)이 태양전지 패널(S) 위에 안착된 후 태양전지 패널(S) 구석구석으로 세척로봇(1)이 이동하면서 태양전지 패널(S) 표면을 세척할 수 있도록 한다.The
상기 비행유닛(10)은 세척유닛(20)에 대하여 각도가 조절되는 것이 바람직하다. 도 2에는 이에 관한 설명도가 도시되어 있다.It is preferable that the angle of the
태양전지 패널(S)은 태양광을 최대한 흡수할 수 있도록 보통 경사를 가지고 형성되므로, 세척로봇(1)이 태양전지 패널(S) 위에 착륙하는 것이 쉽지 않을 수 있다.Since the solar cell panel S is formed with a normal inclination to maximally absorb sunlight, it may not be easy for the
그런데 세척유닛(20)에 대해 비행유닛(10)의 각도가 조절되도록 형성하면, 세척로봇(1)이 태양전지 패널(S)에 대해 이·착륙하거나 세척 작업을 진행할 때 비행유닛(10)은 지면과 평행을 이루고 세척유닛(20)은 경사진 태양전지 패널(S)과 평행을 이루도록 할 수 있다. 이에 따라, 비행유닛(10)이 거의 수평한 상태로 비행하게 되는 세척로봇(1)에서 이·착륙시 태양전지 패널(S)과 접하게 되는 세척유닛(20) 부분이 태양전지 패널(S)에 의해 전체적으로 지지되면서 경사진 태양전지 패널(S)에 대해 안정적으로 이·착륙할 수 있고, 경사진 태양전지 패널(S) 위에서 비행유닛(10)의 무게 중심이 경사의 하부 방향으로 쏠리게 되는 것을 방지하여 세척로봇(1)이 태양전지 패널(S) 위에서 안정적으로 이동하며 세척 작업을 진행할 수 있다.However, if the angle of the
예를 들어, 비행유닛(10)은 세척유닛(20)의 상면에 고정되는 각도조절 모터(30)의 회전축에 결합함으로써 세척유닛(20)에 대하여 각도가 조절될 수 있다.For example, the angle of the
본 발명에 의한 세척로봇(1)의 비행유닛(10)과 세척유닛(20)은 탈부착 가능하게 형성될 수 있다. 도 3 및 도 4에는 이에 관한 설명도가 도시되어 있다.The
비행유닛(10)은 세척로봇(1)을 서로 다른 태양전지 패널(S) 사이로 이동시키기 위한 것이며, 세척유닛(20)은 태양전지 패널(S) 위에서 이동하면서 태양전지 패널(S)을 세척해주기 위한 것이다. 따라서, 태양전지 패널(S)을 세척하는 과정 중에 비행유닛(10)은 어떠한 역할을 하지 못하고 오히려 그 하중에 의해 세척유닛(20)의 이동을 어렵게 할 수 있다.The
그런데 비행유닛(10)과 세척유닛(20)을 탈부착 가능하게 형성하면, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 비행유닛(10)과 세척유닛(20)을 필요에 따라 결합시키거나 분리시킬 수 있다. 즉, 도 5의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 세척유닛(20)이 태양전지 패널(S)에 대한 세척작업을 할 때에는 비행유닛(10)과 세척유닛(20)을 분리하여 세척유닛(20)이 태양전지 패널(S) 위에서 이동하는 데 필요한 에너지를 줄일 수 있고, 한 태양전지 패널(S)에 대한 세척작업을 완료한 후 다른 태양전지 패널(S)에 대한 세척작업을 하고자 할 때에는 도 5의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 비행유닛(10)과 세척유닛(20)을 결합하여 세척유닛(20)을 다른 태양전지 패널(S)로 이동시킨다. 그리고 세척유닛(20)이 다른 태양전지 패널(S)에 안착된 후에는 도 5의 (c)에 도시되어 있는 바와 같이 비행유닛(10)이 다시 세척유닛(20)에서 분리되어 세척유닛(20)만이 태양전지 패널(S) 위에서 세척작업을 진행한다.However, if the
세척유닛(20)에서 분리된 상태의 비행유닛(10)은 자유롭게 비행이 가능하기 때문에 다른 세척유닛(20)을 태양전지 패널(S)들 사이로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 하나의 비행유닛(10)이 다수 개의 세척유닛(20)을 태양전지 패널(S)들 사이로 이동시킬 수 있어 세척로봇(1) 운용의 효율성을 높이는 것이 가능하다.Since the
비행유닛(10)과 세척유닛(20)이 탈부착 가능하게 형성되는 경우, 비행유닛(10)과 세척유닛(20)은 배터리와 제어수단을 각각 구비한다.When the
비행유닛(10)과 세척유닛(20)은 전자석에 의하여 탈부착 가능하게 형성될 수 있다. 즉, 비행유닛(10)의 하단부에 제1결합판(E)을 배치하고 세척유닛(20)의 상단부에 제2결합판(C)을 배치하며, 상기 제1결합판(E)과 제2결합판(C)을 모두 전자석으로 형성한다. 또는 제1결합판(E)과 제2결합판(C) 중 어느 하나는 전자석으로 형상하고 나머지 하나는 금속판으로 형성한다. 그러면 비행유닛(10)과 세척유닛(20)을 서로 결합시키고자 할 때에는 전자석으로 전류를 공급하여 제1결합판(E)과 제2결합판(C)이 서로 끌어당기도록 할 수 있고, 비행유닛(10)과 세척유닛(20)을 서로 분리하고자 할 때에는 전자석에 대한 전류 공급을 중단하여 제1결합판(E)과 제2결합판(C) 사이에서 인력이 작용하지 않도록 할 수 있다.The
비행유닛(10)과 세척유닛(20)은 위치나 각도가 제어되는 걸쇠(미도시)와 같은 기계적 탈부착 수단(미도시)에 의해 탈부착 가능하게 형성되는 것도 가능하다. 기계적 탈부착 수단은 전자석 대신에 또는 전자석과 함께 사용될 수 있다. 기계적 탈부착 수단과 전자석이 함께 사용되는 경우, 전자석의 인력에 의해 제1결합판(E)과 제2결합판(C)을 밀착시킨 후 기계적 탈부착 수단을 구동시켜 제1결합판(E)과 제2결합판(C)을 기계적으로 결합시킬 수 있으며, 제1결합판(E)과 제2결합판(C)이 기계적으로 결합된 후에는 전자석이 작동하지 않더라도 비행유닛(10)과 세척유닛(20)이 결합된 상태를 유지하는 것이 가능하다. 제1결합판(E) 또는 제2결합판(C)에는 제1결합판(E)과 제2결합판(C)이 밀착되었다는 것을 감지하는 접촉 센서(14)가 구비될 수 있고, 접촉 센서(14)에 의해 제1결합판(E)과 제2결합판(C)이 밀착되었다는 것이 감지되면 기계적 탁부착 수단이 동작하도록 할 수 있다.The
도 6에 도시되어 있는 바와 같이 제1결합판(E)은 실린더 등과 같이 길이가 조절되는 이격수단(12)을 통해 비행유닛(10)과 결합할 수 있다. 그리고 제1결합판(E)과 제2결합판(C) 중 어느 하나가 비행유닛(10) 또는 세척유닛(20)의 몸체에 대해 각도 조절 가능하게 형성될 수 있다.As shown in Figure 6, the first coupling plate (E) can be combined with the
이 경우, 세척유닛(20)과 결합된 상태의 비행유닛(10)이 비행할 때에는 도 6의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 비행유닛(10)의 몸체, 제1결합판(E), 세척유닛(20)의 몸체 및 제2결합판(C)이 모두 평행을 이루도록 하고 이격수단(12)의 길이를 짧게 하여, 세척로봇(1)에 대한 공기저항을 감소시키고 세척로봇(1)이 안정적으로 비행할 수 있도록 한다.In this case, when the
반면, 세척로봇(1)이 태양전지 패널(S)에 대해 이·착륙할 때에는 도 6의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 비행유닛(10)은 지면과 평행을 이루도록 하고 세척유닛(20)은 경사진 태양전지 패널(S)과 경사를 이루도록 하며, 이격수단(12)의 길이는 길게 한다. On the other hand, when the
경사진 태양전지 패널(S)에 대해 이·착륙할 때, 비행유닛(10)의 각도를 지면과 평행하게 조절하고 세척유닛(20)의 각도를 태양전지 패널(S)과 평행하게 조절하면 세척로봇(1)이 태양전지 패널(S)에 대해 안정적으로 이·착륙할 수는 있지만 태양전지 패널(S)의 경사가 급격한 경우에는 비행유닛(10)의 일측이 태양전지 패널(S)과 너무 가까워지는 문제가 발생할 수 있는데, 이격수단(12)의 길이를 길게 하여 비행유닛(10)과 세척유닛(20) 사이의 간격을 크게 하면 급격하게 경사진 태양전지 패널(S) 위에 세척로봇(1)이 이·착륙하는 경우에도 비행유닛(10)이 태양전지 패널(S)과 간섭할 염려가 없다.When taking off and landing on an inclined solar cell panel (S), if the angle of the flight unit (10) is adjusted parallel to the ground and the angle of the washing unit (20) is adjusted to be parallel to the solar cell panel (S), washing Although the
경사진 태양전지 패널(S)에 대해 이·착륙하면서 비행유닛(10)과 세척유닛(20)이 평행을 이루지 않는 경우에도, 제1결합판(E)을 비행유닛(10)의 몸체에 대해 기울어지게 하거나 제2결합판(C)을 세척유닛(20)의 몸체에 대해 기울어지게 하여 제1결합판(E)과 제2결합판(C)이 서로 평행을 이루도록 하면 제1결합판(E)과 제2결합판(C)은 서로 안정적으로 결합할 수 있다.Even when the
제1결합판(E)과 이격수단(12)은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 볼 앤드 소켓 조인트(ball & socket joint)(12b)에 의해 결합되어, 제1결합판(E)과 제2결합판(C)이 접촉하면서 제1결합판(E)에 가해지는 압력에 의해 제1결합판(E)의 각도가 비행유닛(10)의 몸체에 대해 자동적으로 조정되도록 할 수 있다.As shown in FIG. 4, the first coupling plate E and the separation means 12 are coupled by a ball & socket joint 12b, and the first coupling plate E and the second coupling plate E The angle of the first coupling plate (E) can be automatically adjusted with respect to the body of the flight unit (10) by the pressure applied to the first coupling plate (E) while the coupling plate (C) is in contact.
상기 이격수단(12)은 텔레스코픽 실린더로 이루어져 비행유닛(10) 몸체와 세척유닛(20) 사이의 이격 거리를 더 크게 할 수 있다.The separation means 12 is made of a telescopic cylinder, and the separation distance between the body of the
비행유닛(10)과 세척유닛(20)이 탈부착 가능하게 형성되는 경우, 본 발명에 의한 세척로봇(1)은 비행유닛(10)과 세척유닛(20)이 정확하게 결합하기 위한 위치 확인 수단을 구비한다.When the
위치 확인 수단에는 예를 들어, 비행유닛(10)과 세척유닛(20) 각각에 형성되는 지피에스(GPS;Global Positioning System) 수신기(미도시), 비행유닛(10)에 구비되는 거리센서(16), 제1결합판(E)에 형성되는 3차원 카메라(13), 제2결합판(C)의 상면에 도시되는 마커(Cm) 등이 있다.The positioning means includes, for example, a Global Positioning System (GPS) receiver (not shown) formed in each of the
지피에스 수신기에 의해 파악된 비행유닛(10)과 세척유닛(20)의 위치는 정보처리부(미도시)로 전송되고, 정보처리부는 비행유닛(10)과 세척유닛(20)의 위치를 비교하여 비행유닛(10)의 비행 경로를 계산한다.The positions of the
상기 정보처리부는 비행유닛(10)에 구비될 수도 있고, 원격의 중앙 컴퓨터 또는 아래에서 설명할 스테이션(2)에 구비될 수도 있다.The information processing unit may be provided in the
지피에스 수신기에 의해 비행유닛(10)이 세척유닛(20)의 상부로 이동한 후에는 비행유닛(10)이 세척유닛(20)을 향해 서서히 하강하는데, 이때 거리센서(16)를 이용해 태양전지 패널(S)과 비행유닛(10) 사이의 거리를 지속적으로 계측하면서 하강한다. 거리센서(16)에서 비행유닛(10)이 태양전지 패널(S)로부터 일정한 고도, 예를 들어 1m 고도에 이르렀다는 것을 감지하면 이격수단(12)을 작동시켜 제1결합판(E)이 하강하도록 한다.After the
상기 거리센서(16)는 예를 들어, 레이저 센서 또는 초음파 센서 등으로 이루어질 수 있다.The
3차원 카메라(13)는 제1결합판(E)의 중앙에 형성되는 홈 내에 배치되며 비행유닛(10)이 태양전지 패널(S)로부터 일정한 고도 이하가 되었을 때부터 작동하여 세척유닛(20)의 제2결합판(C) 위치를 정확하게 검출한다. 제2결합판(C)의 상면에 형성되는 마커(Cm)는 특정한 형상, 예를 들어 십자 형상으로 형성되어 3차원 카메라(13)가 제2결합판(C)의 위치를 보다 정확하고 빠르게 검출할 수 있도록 한다.The three-
제1결합판(E)과 제2결합판(C)은 서로 맞물리는 곡면 형상으로 이루어져 제1결합판(E)과 제2결합판(C)이 접촉했을 때 곡면의 곡률에 의해 제1결합판(E)이 제2결합판(C) 상에서 슬라이딩 되면서 제1결합판(E)과 제2결합판(C)의 중심이 자동적으로 조정되도록 함으로써 제1결합판(E)과 제2결합판(C) 보다 정확하게 결합하도록 하는 것도 가능하다.The first coupling plate (E) and the second coupling plate (C) are formed in a curved shape that engages each other, and when the first coupling plate (E) and the second coupling plate (C) come into contact, the first coupling is performed by the curvature of the curved surface. As the plate (E) slides on the second coupling plate (C), the centers of the first coupling plate (E) and the second coupling plate (C) are automatically adjusted so that the first coupling plate (E) and the second coupling plate are automatically adjusted. (C) It is also possible to make the coupling more precise.
이격수단(12)과 제1결합판(E)의 결합부에는 완충 스프링(12a)이 구비될 수 있다. 완충 스프링(12a)은 비행유닛(10)이 하강하여 비행유닛(10)과 세척유닛(20)이 접촉하는 과정에서 비행유닛(10)과 세척유닛(20)에 충격이 발생하게 되는 것을 방지한다.A
비행유닛(10)은 이격수단(12)의 주변으로 다수 개의 다리(15)를 구비할 수 있다. 다리(15)는 비행유닛(10)이 세척유닛(20)과 결합하지 않은 상태에서도 지면 등에 대해 안정적으로 이·착륙할 수 있도록 한다.
다리(15)는 비행유닛(10)과 세척유닛(20)이 결합했을 때 세척유닛(20)과 간섭하지 않도록 배치되어야 할 것이다.The
비행유닛(10)과 세척유닛(20)이 탈부착 가능하게 형성되는 경우, 세척유닛(20)의 상면 중 제1결합판(C)이 배치된 위치 외의 부분에는 태양전지가 구비될 수 있다.When the
세척유닛(20)에서 비행유닛(10)이 분리된 상태에서는 세척유닛(20)의 상면이 태양광에 노출되므로, 이러한 세척유닛(20)의 상면에 태양전지를 배치하면 세척유닛(20) 자체에서 동작에 필요한 에너지를 생산하여 작은 용량의 배터리로 오랜 시간 동안 세척유닛(20)을 작동시키는 것이 가능하다.Since the upper surface of the
세척유닛(20)은 기본적으로 이동수단, 세척수단 및 흡착수단을 구비한다. 이동수단은 태양전지 패널(S) 위에 안착된 세척로봇(1)이 태양전지 패널 표면을 따라 이동할 수 있도록 하는 수단이고, 세척수단은 태양전지 패널(S) 표면에 부착된 이물질을 제거하는 수단이며, 흡착수단은 세척로봇(1)이 태양전지 패널의 경사에 의해 태양전지 패널에서 이탈하지 않고 부착된 상태를 유지할 수 있도록 하는 수단이다. 흡착수단에 의해 세척유닛(20)이 태양전지 패널에 너무 밀착된 경우, 이동수단이나 세척수단의 기능을 방해할 수 있으므로 흡착수단의 기능을 적절히 조절한다.The
이하에서는 세척유닛(20)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the
제1실시예에 의한 세척유닛(20)은 본체 프레임(21), 이동부(22), 세척패드(23) 및 흡착부(24)를 구비할 수 있다. 도 7에는 제1실시예에 의한 세척유닛(20)의 저면도가 도시되어 있고, 도 8에는 제1실시예에 의한 세척유닛(20)의 측면도가 도시되어 있다.The
본체 프레임(21)은 세척유닛(20)의 골격을 형성한다.The
이동부(22)는 본체 프레임(21)의 하부측에 배치되어 세척로봇(1)이 태양전지 패널(S) 위에서 이동할 수 있도록 한다. 이동부(22)는 예를 들어, 이동용 모터(22a)에 의해 회전하는 바퀴로 이루어질 수 있으며, 바퀴의 외주면을 따라서는 고무나 실리콘 재질의 마찰패드(22b)가 부착되어 바퀴와 태양전지 패널(S) 사이의 마찰력을 높여줄 수 있다. 도 6에서는 이동부(22)가 이동용 모터의 회전축에 직접 연결되는 구동 바퀴(22c), 상기 구동 바퀴와 평행하게 배치되는 종동 바퀴(22d), 그리고 구동 바퀴의 회전력을 종동 바퀴에 전달하는 벨트형의 마찰패드(22b)로 이루어진 것을 볼 수 있다.The moving
태양전지 패널(S) 위에서 세척로봇(1)의 이동 방향 전환은 이동부(22)의 바퀴 축을 회전시키거나 비행유닛(10)으로 세척로봇(1)을 약간 띄워 공중에서 프로펠러의 회전을 조절함으로써 이루어질 수 있다.The moving direction of the
세척패드(23)는 상기 본체 프레임(21)의 하부면에 부착되어 세척로봇(1)이 태양전지 패널(S) 위를 이동할 때 태양전지 패널(S)과 마찰하면서 태양전지 패널(S) 표면의 먼지 등의 이물질을 닦아낸다. 세척패드(23)는 부직포나 직물로 이루어질 수 있다.The
흡착부(24)는 흡착용 모터(미도시)를 이용해 본체 프레임(21)의 바닥면으로부터 공기를 빠르게 흡입하여 세척유닛(20)이 태양전지 패널(S)의 표면에 흡착될 수 있도록 한다. 이에 따라, 세척패드(23)가 태양전지 패널(S)에 밀착된 상태에서 이동하면서 이물질을 효과적으로 제거할 수 있고, 세척 작업시 태양전지 패널(S)의 경사에 의해 태양전지 패널(S)에서 세척로봇(1)이 이탈하게 되는 것을 방지할 수 있다.The adsorbing
상기 흡착부(24)에 의해 공기가 유입되는 구멍은 본체 프레임(21)의 바닥 중앙에 형성되고 세척패드(23)는 본체 프레임(21)의 바닥 둘레부에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 세척패드(23)의 두께와 다공성으로 인해 흡착부(24)가 태양전지 패널(S) 표면에 완전히 밀착되는 것을 방지할 수 있으므로, 흡착부(24)의 흡착력에 의해 본체 프레임(21)이 태양전지 패널(S)의 표면에 완전히 밀착되어 태양전지 패널(S) 위에서 세척로봇(1)의 이동이 불가능해지는 것을 방지할 수 있다.It is preferable that a hole through which air is introduced by the
제1실시예에 의한 세척유닛(20)은 세척 브러쉬(25)를 더 구비할 수 있다.The
상기 세척 브러쉬(25)는 본체 프레임(21)의 전방과 후방 중 적어도 어느 한 곳에 배치되며, 이동부(22)가 회전하는 방향과 반대되는 방향으로 회전하여 태양전지 패널(S)의 표면과의 사이에 큰 마찰력을 발생시킴으로써 태양전지 패널(S) 표면에서 이물질을 보다 효과적으로 제거해줄 수 있다.The
세척 브러쉬(25)는 이동용 모터(22a)에 의해 이동부(22)와 함께 구동되어 추가적인 모터에 의해 세척로봇(1)의 자중이 증가하게 되는 것을 방지함으로써 비행하는 데 필요한 에너지를 줄일 수 있도록 한다.The cleaning
하나의 이동용 모터를 이용하여 이동부(22)와 세척 브러쉬(25)를 서로 반대되는 방향으로 회전시키는 것은 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 이동용 모터의 회전력에 의해 서로 맞물려 회전하는 다수 개의 기어(G)를 이용하여 가능하게 할 수 있다.Rotating the moving
이동부(22)의 바퀴와 세척 브러쉬(25)는 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 이동용 모터(22a)에 의해 동일한 축 상에서 서로 반대되는 방향으로 구동할 수도 있다.As shown in FIG. 9 , the wheels of the moving
즉, 이동용 모터(22a)의 회전축에 세척 브러쉬(25)의 축을 직결하되 세척 브러쉬(25)의 축에 선기어(25a)를 형성하고 이동부(22)의 바퀴에는 링기어(R)를 형성하며, 상기 선기어(25a)의 회전력을 유성기어(P)에 의해 링기어(R)로 전달한다. 선기어(25a)에 외접하는 유성기어(P)는 선기어(25a)와 반대되는 방향으로 회전하고 유성기어(P)의 내접기어가 되는 링기어(R)는 유성기어(P)와 동일한 방향으로 회전하므로, 선기어(25a)에 연결된 세척 브러쉬(25)와 링기어(R)에 연결된 이동부(22)의 바퀴는 서로 반대되는 방향으로 회전하게 된다.That is, the shaft of the cleaning
유성기어(P)는 이동용 모터(22a)의 케이스 부분에 고정되어, 선기어(25a)를 중심으로 공전은 하지 않고 제자리 회전만을 한다.The planetary gear P is fixed to the case portion of the moving
제1실시예에 의한 세척유닛(20)은 기울기 방지대(26)를 더 포함할 수 있다.The
기울기 방지대(26)는 본체 프레임(21)의 후방에 배치되며, 하단부에 자유롭게 회전하는 금속 구슬(26a)과 같은 마찰방지수단이 형성된다. 이러한 기울기 방지대(26)는 세척로봇(1)이 기울어진 태양전지 패널(S) 위에 위치할 때 태양전지 패널(S)의 표면에 의해 지지되어, 세척로봇(1)의 후방으로 쏠리는 무게 중심에 의해 이동부(22)의 접지력이 감소하게 되는 것을 방지한다.The
그리고 마찰방지수단은 기울기 방지대(26)와 태양전지 패널(S)이 마찰하는 것을 방지하여 기울기 방지대(26)에 의해 태양전지 패널(S) 위에서 세척로봇(1)의 이동 효율이 떨어지지 않도록 한다.In addition, the anti-friction means prevents the
기울기 방지대(26)는 본체 프레임(21)의 후방에만 배치될 수도 있으나, 세척로봇(1)이 태양전지 패널(S) 상에서 다양한 방향으로 이동하는 것에 대비하여 본체 프레임(21)의 전방에도 배치될 수 있다.The
세척로봇(1)의 무게 중심이 후방으로 쏠리는 것을 방지하기 또 다른 방법으로는 세척유닛(20) 내의 부품을 무게에 따라 다른 위치에 배치하는 방법이 있다. 예를 들어, 상대적으로 무게가 무거운 배터리는 세척유닛(20)의 전단부에 배치하고, 상대적으로 무게가 가벼운 제어보드는 세척유닛(20)의 후단부에 배치한다.Another way to prevent the center of gravity of the
도 10에는 제2실시예에 의한 세척유닛(20)의 개념적인 구성도가 도시되어 있다.10 shows a conceptual configuration diagram of the
제2실시예에 의한 세척유닛(20)은 제1실시예에 의한 세척유닛(20)과 마찬가지로 이동부(22), 세척패드(23), 흡착부(24) 및 세척 브러쉬(25) 등을 구비하되, 각 구성의 배치 방법을 달리한다.Like the
제2실시예에 의한 세척유닛(20)에서는 가상의 정사각형이 있다고 하였을 때, 이동부(22)를 구성하는 바퀴(22e)가 사각형의 네 모서리 부분에 각각 형성되며 각 바퀴(22e)의 회전축은 사각형의 대각선 방향으로 형성된다. 참고로, 사각형은 세척유닛(20)을 구성하는 부재들의 배치위치를 쉽게 설명하기 위한 가상의 것이며 세척유닛(20)의 실제 구성이 되는 것은 아니다.In the
각 바퀴(22e)에서 사각형의 중심을 향하는 방향으로는 세척 브러쉬(25)가 배치될 수 있다. 상기 세척 브러쉬(25)는 도 9에서와 같이 선기어, 링기어 및 유성기어를 이용하여, 바퀴(22e)와 함께 이동용 모터(22a)에 의해서 구동하되 바퀴(22e)와 서로 반대되는 방향으로 구동하도록 할 수 있다.A cleaning
세척패드(23)는 사각형의 네 변 중간에 배치되고 흡착부(24)는 사각형의 중심 부분에 배치된다.The
이러한 제2실시예의 세척유닛(20)은 도 11 및 도 12에 도시되어 있는 바와 같이 각 바퀴(22e)의 구동 방향을 조절함으로써 태양전지 패널 상에서의 움직임을 조절하는 것이 가능하다.As shown in FIGS. 11 and 12 , the
즉, 세척로봇(1)을 특정한 방향으로 이동시키고자 하는 경우에는 도 11의 (a) 내지 (d)에 도시되어 있는 바와 같이, 일 축 상의 두 바퀴(22e)를 동일한 방향으로 회전시키고, 세척로봇(1)을 이동시키고자 하는 방향의 축을 기준으로 타 축 상의 두 바퀴(22e)를 일 축 상의 두 바퀴(22e)와 대칭되게 회전시킨다. 그리고 일 축과 타 축 상의 바퀴(22e)들은 세척로봇(1)을 이동시키고자 하는 방향의 성분을 갖는 구동력을 발휘하도록 회전시킨다. 예를 들어, 도 11의 (a)에서는 일 축 상의 두 바퀴(22e)가 전방 및 좌측 방향 성분의 구동력을 갖도록 회전하고 타 축 상의 두 바퀴(22e)가 전방 및 우측 방향 성분의 구동력을 갖도록 회전하는데, 좌측 방향 성분과 우측 방향 성분의 구동력이 서로 상쇄되므로 세척로봇이 전방으로 이동할 수 있다. 참고로, 도 11의 (b)는 세척로봇이 후방으로 이동하는 경우, 도 11의 (c)는 좌측으로 이동하는 경우, 도 11의 (d)는 우측으로 이동하는 경우에 있어 각 바퀴(22e)의 회전 방향이 설명되어 있다.That is, when it is desired to move the
세척로봇을 제자리에서 회전시키고자 하는 경우에는 도 12에 도시되어 있는 바와 같이 네 바퀴(22e) 모두가 시계방향 성분의 구동력을 갖도록 회전시키거나, 네 바퀴(22e) 모두가 반시계방향 성분의 구동력을 갖도록 회전시킨다.When the washing robot is to be rotated in place, as shown in FIG. 12, all four
도 13에는 제3실시예에 의한 세척유닛(20)의 개념적인 구성도가 도시되어 있다.13 shows a conceptual configuration diagram of the
제3실시예에 의한 세척유닛(20) 또한 이동부(22), 세척패드(23), 흡착부(24) 및 세척 브러쉬(25) 등을 구비한다.The
제3실시예에 의한 세척유닛(20)에서 이동부(22)의 바퀴(22e)는 일 축 상에서 2개가 이격되어 배치되고, 상기 일 축과 평행한 타 축 상에서 2개가 이격되어 배치된다. 각 바퀴(22e)는 일 축 및 타 축과 평행한 회전축을 갖는다.In the
일 축에 배치된 두 바퀴(22e) 사이, 그리고 타 축에 배치된 두 바퀴(22e) 사이에는 세척 브러쉬(25)가 배치된다. 세척 브러쉬(25)는 링기어 및 유성기어에 의해, 바퀴(22e)와 함께 이동용 모터(22a)에서 구동력을 얻되 바퀴(22e)와 서로 반대되는 방향으로 구동하도록 할 수 있다.A cleaning
흡착부(24)는 세척유닛(20)의 중앙부에 배치되고, 세척패드(23)는 각 바퀴(22e)가 형성된 일 축과 타 축 사이에서 흡착부(24)를 중간에 두고 2개 형성된다.The
제3실시예에 의한 세척유닛(20)은 도 14에 도시되어 있는 바와 같이 바퀴(22e)를 모두 동일한 방향의 구동력을 갖도록 회전시킴으로써 태양전지 패널 상에서 이동할 수 있다. 참고로, 도 14의 (a)는 세척로봇이 전진하는 경우, 도 14의 (b)는 후진하는 경우, 도 14의 (c)는 좌측으로 이동하는 경우, 도 14의 (d)는 우측으로 이동하는 경우에 있어 각 바퀴(22e)의 회전 방향을 나타내고 있다.As shown in FIG. 14 , the
그리고 도 15에 도시되어 있는 바와 같이 일 축에 배치된 두 바퀴(22e)를 서로 반대되는 방향으로 회전시킴으로써 세척유닛(20)을 제자리에서 회전시킬 수 있다. 이때, 타 축 상의 두 바퀴(22e)는 일 축 상의 두 바퀴(22e)와 마찬가지로 서로 반대되는 방향으로 회전하되 인접하는 일 축 상의 바퀴(22e)와 동일한 방향으로 회전하도록 조절된다. 도 15의 (a)는 세척로봇이 제자리에서 시계 방향으로 회전하는 경우이고, 도 15의 (b)는 반시계 방향으로 회전하는 경우이다.And, as shown in FIG. 15, the
도 16에는 제4실시예에 의한 세척유닛(20)의 개념적인 평면도와 측면도가 도시되어 있다.16 shows a conceptual plan view and a side view of the
제4실시예에 의한 세척유닛(20)은 흡착수단으로서의 흡착부(24)와 이동수단이자 세척수단으로서의 제1세척부(28)를 포함하다.The
흡착부(24)는 세척유닛(20)의 중앙에 설치되며, 바닥면으로부터 공기를 빠르게 흡입하여 세척유닛(20)이 태양전지 패널(S)의 표면에서 떨어지지 않도록 하는 역할과 제1세척부(28)를 지지하는 역할을 한다.The
흡착부(24)는 보다 구체적으로 수평한 중심판(24a), 상기 중심판(24a)의 하부에 위치하며 하단부로 갈수록 확장되는 깔때기(24b) 형상을 가지는 흡착 깔때기(24b), 상기 중심판(24a)의 상부에 위치하며 흡착 깔때기(24b)를 통해 공기가 유입되도록 하는 흡착용 모터(24c)를 구비한다. 흡착 깔때기(24b)의 바닥면 둘레부에는 부직포나 직물 재질의 슬립 패드를 부착함으로써 흡착 깔때기(24b)가 태양전지 패널(S)의 표면에 완전히 밀착되어 세척로봇(1)의 이동이 불가능해지는 것을 방지하고, 태양전지 패널(S) 표면의 이물질을 제거한다.The
제1세척부(28)는 태양전지 패널(S) 표면의 이물질을 제거하는 역할과 함께 세척유닛(20)을 태양전지 패널(S) 표면을 따라 이동시키는 역할을 한다.The
제1세척부(28)는 각각 상기 중심판(24a)의 좌우측 단부에 고정되는 원판형의 세척판(W)과 상기 세척판을 회전시키는 세척용 모터(m)로 이루어진다. 각 세척판(W)은 서로 반대되는 방향으로 회전하며, 수평하게 설치되는 것이 아니라 흡착부(24)에서 멀리 떨어진 부분이 더 아래에 위치하도록 기울어진 상태로 설치되어 좌측의 세척판(W)은 좌측 단부에서 태양전지 패널(S)과 접하고 우측의 세척판(W)은 우측 단부에서 태양전지 패널(S)과 접한다.The
이에 따라, 각 세척판이 태양전지 패널(S)과 접하는 접점(P)에서는 태양전지 패널(S)과의 마찰에 의해, 도 16의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 좌우방향의 힘(V3, V4)과 전후방향(V1, V2)의 힘이 작용하는데, 각 세척판이 반대되는 방향으로 회전하므로 서로 크기가 같고 방향이 반대인 좌우방향 힘은 상쇄되고, 크기와 방향이 동일한 전후방향 힘은 상쇄되지 않아 세척로봇(1)을 태양전지 패널(S) 위에서 이동시키게 된다. 각 세척판과 태양전지 패널(S)의 접점 부분에서 세척 작용이 이루어짐은 당연하다.Accordingly, at the contact point P where each washing plate comes in contact with the solar cell panel S, friction with the solar cell panel S results in left-right force V3, as shown in (a) of FIG. V4) and forward and backward (V1, V2) forces act. Since each washing plate rotates in the opposite direction, left and right forces equal in magnitude and opposite directions cancel each other, and forward and backward forces equal in magnitude and direction cancel each other. This causes the
제4실시예에 의한 세척유닛(20)이 이동하는 방향의 전환은 각 세척판의 회전 속도를 서로 다르게 조절하거나 비행유닛(10)으로 세척로봇(1)을 약간 띄워 공중에서 프로펠러의 회전을 조절함으로써 이루어질 수 있다.The change of the direction in which the
제4실시예에 의한 세척유닛(20)은 중심판(24a)의 전후방향 단부에 각각 고정되는 제2세척부(29)를 더 구비할 수 있다.The
제2세척부(29)는 제1세척부(28)와 마찬가지로 세척판(W)과 상기 세척판을 회전시키는 세척용 모터(m)로 이루어지고 각 세척판은 서로 반대되는 방향으로 회전하되, 각 세척판이 중심판(24a)과 평행을 이루도록 설치되어 바닥면이 전체적으로 태양전지 패널(S)과 접한다. 이러한 제2세척부(29)는 세척유닛(20)과 태양전지 패널(S)이 접하는 면적을 넓혀 세척의 효율을 향상시킬 수 있다. 제2세척부(29)의 각 세척판은 태양전지 패널(S)과 전체적으로 접하면서 서로 반대되는 방향으로 회전하므로, 각 세척판과 태양전지 패널(S)이 마찰하면서 발생하는 힘은 모두 상쇄되어 세척유닛(20)이 이동하는 방향의 결정에는 영향을 미치지 않는다.Like the
도 17에는 제5실시예에 의한 세척유닛(20)의 개념적인 평면상 구성도와 단면상 구성도가 도시되어 있다.17 shows a conceptual plan view and a cross-sectional view of the
제5실시예에 의한 세척유닛(20)은 사각형의 네 모서리 위치 상에 세척패드(23)를 구비하고, 사각형의 네 변 중간 위치 상에 흡착부(24)를 구비하며, 사각형의 중심 위치 상에 흡입부(27)를 구비한다.The
세척패드(23)는 도 4실시예에 의한 세척유닛(20)에서와 유사하게 이동수단이자 세척수단으로서의 역할을 하되, 태양전지 패널과 접하는 접점(P)이 조절될 수 있다. 즉, 제5실시예에서 세척패드(23)는 세척판(W), 상기 세척판(W)의 상부에 위치하며 세척판(W)을 회전시키는 세척용 모터(m) 및 상기 세척용 모터(m)의 상부에 위치하며 세척판(W)의 기울기 정도와 방향을 조절하는 접점 변경용 모터(m2)를 포함한다.The
이러한 제5실시예에 의한 세척유닛(20)은 세척판(W)의 회전 방향, 기울기 정도 및 기울기 방향을 조절함으로써 태양전지 패널 위에서의 움직임을 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 18의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 전방 왼쪽에 위치하는 세척판(W)은 반시계 방향으로 회전시키고 세척판(W)의 우측 단부에서 태양전지 패널과 접점(P)을 형성하도록 하여 전방과 좌측 방향 성분을 갖는 구동력을 발휘하도록 하며, 전방 오른쪽에 위치하는 세척판(W)은 시계 방향으로 회전시키고 세척판(W)의 좌측 단부에서 태양전지 패널과 접점(P)을 형성하도록 하여 전방과 우측 방향 성분을 갖는 구동력을 발휘하도록 하면, 두 세척판(W)의 구동력 중 좌측 방향 성분과 우측 방향 성분은 서로 상쇄되어 세척로봇이 전방으로 이동할 수 있다. 이때, 후방에 위치하는 세척판(W)들은 왼쪽에 위치하는 세척판(W)을 시계 방향으로 회전시키고 좌측 단부에서 태양전지 패널과 접점(P)을 형성하도록 하여 전방과 우측 방향 성분을 갖는 구동력을 발휘하도록 하고, 오른쪽에 위치하는 세척판(W)을 반시계 방향으로 회전시키고 세척판(W)의 우측 단부에서 태양전지 패널과 접점(P)을 형성하도록 하여 전방과 좌측 방향 성분을 갖는 구동력을 하여, 후방에 위치하는 두 세척판(W)의 구동력 중 좌측 방향 성분과 우측 방향 성분은 서로 상쇄되고 전방 성분은 세척로봇을 움직이는데 이용되도록 할 수 있다. 도 18의 (b)는 세척로봇이 후진하는 경우, 도 18의 (c)는 좌측으로 이동하는 경우, 도 18의 (d)는 우측으로 이동하는 경우에 있어 세척판(W)의 상태를 설명한다.The
도 19에는 제5실시예에 의한 세척유닛(20)을 이용해 세척로봇의 움직임을 조절하는 또 다른 방법이 설명되어 있다. 예를 들어, 세척로봇을 전진시킬 때에는 도 19의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 후방에 위치하는 세척판(W)들 또한 전방에 위치하는 세척판(W)들과 마찬가지로 왼쪽에 위치하는 것을 반시계 방향으로 회전시키고 우측 단부에서 태양전지 패널과 접점(P)을 형성하도록 하며, 오른쪽에 위치하는 것을 시계 방향으로 회전시키고 좌측 단부에서 태양전지 패널과 접점(P)을 형성하도록 할 수도 있다. 도 19의 (b)는 세척로봇을 후진시키는 경우, 도 19의 (c)는 좌측으로 이동시키는 경우, 도 19의 (d)는 우측으로 이동시키는 경우에 관한 설명도이다.19 illustrates another method of controlling the movement of the washing robot using the
제5실시예에 의한 세척유닛(20)은 도 20에 도시되어 있는 바와 같이 세척로봇을 대각선 방향으로 이동시킬 수도 있으며, 도 21에 도시되어 있는 바와 같이 제자리에서 회전시킬 수도 있다.The
제5실시예에 의한 세척유닛(20)에서 흡입부(27)는 태양전지 패널 위의 먼지 등을 흡입하여 제거하는 역할을 한다.In the
도 22에는 제6실시예에 의한 세척유닛(20)의 개념적인 평면상 구성도와 단면상 구성도가 도시되어 있다.22 shows a conceptual plan view and a cross-sectional view of the
제6실시예에 의한 세척유닛(20)은 사각형의 네 모서리 위치에 각각 세척패드(23)를 구비하고, 각 세척패드(23)의 중심 위치에 흡착부(24)를 구비하며, 사각형의 중심 위치에 흡입부(27)를 구비한다.The
제6실시예에 의한 세척유닛(20)에서 세척패드(23)는 제5실시예에 의한 세척유닛(20)에서와 마찬가지로 세척판(W), 상기 세척판(W)의 상부에 위치하며 세척판(W)을 회전시키는 세척용 모터(m) 및 상기 세척용 모터(m)의 상부에 위치하며 세척판(W)의 기울기 정도와 방향을 조절하는 접점 변경용 모터(m2)를 포함한다.In the
도 23에 도시되어 있는 바와 같이, 제6실시예에 의한 세척유닛(20)은 세척판(W)의 회전 방향, 기울기 정도 및 기울기 방향을 조절함으로써 태양전지 패널 위에서의 움직임을 조절할 수 있다. 즉, 제6실시예에 의한 세척유닛(20)이 태양전지 패널 상에서 이동하는 방법은 제5실시예에 의한 세척유닛(20)과 거의 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.As shown in FIG. 23 , the
세척유닛(20)이 다수 개의 흡착부(24)를 구비하는 경우, 각 흡착부(24)의 흡착력은 독립적으로 조절되어 일부 흡착부(24)의 흡착력이 저하되더라도 세척로봇이 태양전지 패널 상에 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.When the
그리고 세척유닛(20)의 구성 중 태양전지 패널과 거의 평행하게 접하게 되는 세척패드(23), 흡착부(24)의 하단 모서리 부분은 상향 경사지게 형성하여 태양전지 패널의 프레임 등과 같이 요철이 있는 부분을 이동할 때 용이하게 이동하도록 할 수 있다.And, among the components of the
본 발명에 의한 세척로봇(1)은 세척로봇(1) 주변의 장애물이나 태양전지 패널(S)의 위치를 확인할 수 있도록 해주는 센서부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 상기 센서부로는 카메라 또는 거리 센서가 사용될 수 있다. 세척로봇(1)에 구비된 카메라는 세척로봇에 의한 태양전지 패널의 세척작업을 모니터링 하는 데 사용될 수도 있으며, 이 경우 세척로봇(1)에 무선통신모듈을 추가하여 컴퓨터나 스마트폰 등으로 태양전지 패널의 세척작업을 실시간으로 모니터링 하거나 세척로봇(1)을 실시간으로 제어해주는 것도 가능하다.The
본 발명에 의한 세척로봇(1)이 센서부를 더 구비하는 경우, 세척로봇(1)은 도 24에 도시되어 있는 바와 같이 태양전지 패널(S) 위에서 이동할 수 있다.When the
태양전지 패널(S) 위에 세척로봇(1)이 착륙할 때에는 센서부로 태양전지 패널(S)의 위치를 인식하고 태양전지 패널(S)의 중앙부를 계산하여, 도 24의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 태양전지 패널(S)의 중앙부에 착륙한다. 이 경우, 세척유닛(20)이 전체적으로 태양전지 패널(S)과 접하면서 세척로봇(1)이 안정적으로 착륙할 수 있다.When the
착륙한 후에는 세척로봇(1)을 태양전지 패널(S)의 한 모서리 부분으로 이동시킨다. 즉, 도 24의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 세척로봇(1)을 태양전지 패널(S)의 둘레 부분에 접하도록 직선 이동시킨 후, 도 24의 (c)에 도시되어 있는 바와 같이 세척로봇(1)을 태양전지 패널(S)의 둘레 부분 중에서도 모서리가 위치하는 부분으로 직선 이동시킨다. 또는, 세척로봇(1)을 태양전지 패널(S)의 태양전지 패널(S)의 중앙부에서 모서리 부분으로 대각선 방향으로 이동시킨다.After landing, the
그리고 세척로봇(1)을 도 24의 (d)에 도시되어 있는 바와 같이 태양전지 패널(S)의 한 모서리 부분에서 반대편 모서리 부분까지 사형(蛇形)으로 이동시키면서 세척 작업을 진행함으로써 세척로봇(1)이 태양전지 패널(S)을 구석구석 세척할 수 있도록 한다. 세척 작업시 세척로봇(1)은 태양전지 패널(S)의 한 모서리 부분에서 중앙부까지 소용돌이 형상으로 이동할 수도 있다.And, as shown in (d) of FIG. 24, the washing robot ( 1) makes it possible to wash the solar cell panel (S) in every corner. During the washing operation, the
본 발명에 의한 세척로봇(1)은 세척액 분사부(미도시)를 더 구비할 수 있다.The
이 경우, 세척액 분사부에서 태양전지 패널(S)에 세척액을 분사하여 태양전지 패널(S)의 세척을 보다 효과적으로 할 수 있다.In this case, the solar cell panel S can be washed more effectively by spraying the cleaning solution onto the solar cell panel S from the cleaning solution spraying unit.
본 발명에 의한 세척로봇(1)은 작은 태양전지 패널을 구비하여 전원을 수시로 공급받도록 형성될 수도 있다.The
이하에서는 세척로봇(1)을 이용한 세척 시스템에 대하여 설명하도록 한다. 본 발명에 의한 세척 시스템에 대해 설명하면서 상기 세척로봇(1)의 설명시 언급된 사항에 대해서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.Hereinafter, a washing system using the
본 발명에 의한 세척 시스템은 상기의 세척로봇(1)과 스테이션(2)을 포함한다. 도 25에는 본 발명에 의한 세척 시스템의 개략적인 구성이 도시되어 있다.The washing system according to the present invention includes the
스테이션(2)은 전기가 저장된 전원부를 구비하는 부분으로서 세척로봇(1)에 전원부의 전원을 공급하는 역할을 한다. 이러한 스테이션(2)은 태양전지 패널(S)의 모서리 부분에 고정되게 설치될 수도 있으나, 도 25에 도시되어 있는 바와 같이 무인 운행 차량으로 형성되어 태양전지 패널(S)들이 설치된 부지에서 태양전지 패널(S)들 사이를 이동하면서 세척로봇(1)에 전원을 수시로 공급해 주는 것이 바람직하다.The station 2 is a part having a power supply unit in which electricity is stored and serves to supply power to the power unit to the
이동형의 스테이션(2)은 스테이션(2)에 세척로봇(1)이 착륙하는 경우 세척로봇(1)의 배터리 단자와 스테이션(2)의 전원부 단자가 접촉하여 유선으로 전원을 공급하거나 전원부에서 유도전류를 발생시켜 무선으로 전원을 공급한다. 또는, 스테이션(2)과 세척로봇(1)이 긴 케이블에 의해 연결되어 스테이션(2)이 계속적으로 세척로봇(1)에 전원을 공급해 줄 수도 있다.In the mobile station (2), when the washing robot (1) lands on the station (2), the battery terminal of the washing robot (1) and the power supply terminal of the station (2) are in contact to supply power by wire or induced current from the power supply unit. to supply power wirelessly. Alternatively, the station 2 and the
이에 따라, 사람이 세척로봇(1)의 배터리를 충전해주지 않더라도 세척로봇(1)이 배터리를 수시로 충전하면서 태양전지 패널(S)들을 세척할 수 있다.Accordingly, even if a person does not charge the battery of the
상기 스테이션(2)은 지피에스(GPS; Global Positioning System) 신호, 레이더 또는 초음파 등의 무선 신호를 수신하거나 영상 센서를 구비하여 입력된 경로를 따라 자율주행 하거나, 원격의 중앙 컴퓨터에서 발신하는 무선 신호에 의해 태양전지 패널(S)들 사이를 이동할 수 있다. 스테이션(2)의 이동 경로는 스테이션(2) 자체가 구비하는 저장부 또는 중앙 컴퓨터에 저장될 수 있다.The station 2 receives wireless signals such as GPS (Global Positioning System) signals, radar, or ultrasonic waves, or has an image sensor to autonomously drive along an input route, or responds to wireless signals transmitted from a remote central computer. It can move between the solar cell panels (S) by. The movement path of the station 2 may be stored in a storage unit provided by the station 2 itself or in a central computer.
스테이션(2)의 전원부는 세척로봇(1)의 배터리보다 큰 용량을 가지는 배터리일 수도 있고, 휘발유나 태양광 등에 의해 전기를 발생시키는 발전기일 수도 있다.The power supply unit of the station 2 may be a battery having a larger capacity than the battery of the
세척로봇(1)이 세척액 분사부를 더 구비하는 경우, 스테이션(2)은 세척로봇(1)에 세척액을 공급하는 역할도 할 수 있다. 세척액은 케이블에 의하여 세척로봇(1)의 세척액 분사부로 공급되어야 할 것이다.When the
본 발명에 의한 세척로봇(1)이 건물의 외벽 청소를 위해 사용되는 경우, 스테이션(2)은 청소용 리프트에 설치될 수 있다.When the
1 : 세척로봇 2 : 스테이션
10 : 비행유닛 11 : 프로펠러
20 : 세척유닛 21 : 본체 프레임
22 : 이동부 22a : 이동용 모터
22b : 마찰패드 22c : 구동 바퀴
22d : 종동 바퀴 23 : 세척패드
24 : 흡착부 24a : 중심판
24b : 흡착 깔때기 24c : 흡착용 모터
25 : 세척 브러쉬 26 : 기울기 방지대
27 : 흡입부 28 : 제1세척부
29 : 제2세척부
m : 세척용 모터 m2 : 접점 변경용 모터
w : 세척판 P : 접점
S : 태양전지 패널1: washing robot 2: station
10: flight unit 11: propeller
20: washing unit 21: body frame
22: moving
22b:
22d: driven wheel 23: washing pad
24:
24b: adsorption funnel 24c: adsorption motor
25: washing brush 26: anti-tilt
27: suction part 28: first washing part
29: second cleaning unit
m: Motor for cleaning m2: Motor for changing contacts
w: washing plate P: contact
S: solar panel
Claims (7)
상기 비행유닛의 하부에 위치하며, 평면이나 곡면을 세척할 수 있도록 형성되는 세척유닛;을 포함하며,
상기 비행유닛은 상기 세척유닛에 대하여 기울기가 조절 가능하도록 결합하고,
상기 비행유닛과 상기 세척유닛은 탈부착 가능하게 형성되고,
상기 비행유닛의 하단부에 배치되는 제1결합판; 및
상기 세척유닛의 상단부에 배치되고, 상기 제1결합판에 탈부착 가능하게 결합되는 제2결합판;을 더 포함하고,
상기 제1결합판은 상기 비행유닛에 대해 각도 조절 가능하게 형성되고,
상기 제1결합판은 상기 제2결합판과 접촉되며 가해지는 압력에 의해 상기 비행유닛에 대한 각도가 조정되는 것을 특징으로 하는 세척로봇.
Flight unit having a plurality of propellers; and
A cleaning unit located at the lower part of the flight unit and formed to clean a flat or curved surface; includes,
The flight unit is coupled so as to be able to adjust the inclination with respect to the washing unit,
The flight unit and the cleaning unit are detachably formed,
A first coupling plate disposed at the lower end of the flight unit; and
A second coupling plate disposed on the upper end of the washing unit and detachably coupled to the first coupling plate; further comprising,
The first coupling plate is formed to be angularly adjustable with respect to the flight unit,
The first coupling plate is in contact with the second coupling plate and the washing robot, characterized in that the angle with respect to the flight unit is adjusted by the applied pressure.
상기 제1결합판은 길이가 조절 가능한 이격수단에 의해 상기 비행유닛과 결합되는 것을 특징으로 하는 세척로봇.
According to claim 1,
The washing robot, characterized in that the first coupling plate is coupled to the flight unit by a spacer having an adjustable length.
상기 세척유닛은,
본체 프레임;
상기 본체 프레임의 하부에 배치되고, 이동용 모터에 의해 회전하는 바퀴를 구비하는 이동부;
상기 본체 프레임의 하부에 부착되어 태양전지 패널의 표면의 이물질을 닦아내는 세척패드; 및
상기 이동부의 상기 바퀴와 서로 반대되는 방향으로 회전되며 상기 태양전지 패널의 표면의 이물질을 제거하는 세척 브러쉬;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세척로봇.
According to claim 1,
The washing unit,
body frame;
a moving unit disposed below the body frame and having a wheel rotated by a moving motor;
a washing pad attached to the lower portion of the body frame to wipe away foreign substances on the surface of the solar cell panel; and
and a cleaning brush rotating in opposite directions to the wheels of the moving unit and removing foreign substances from the surface of the solar cell panel.
상기 이동부의 상기 바퀴는 일 축 상에서 2개가 이격되어 배치되고, 타 축 상에서 2개가 이격되게 배치되고,
상기 일 축에 배치된 2개의 상기 바퀴 사이와, 상기 타 축에 배치된 2개의 상기 바퀴 사이에는 한 쌍의 상기 세척 브러쉬가 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 세척로봇.
According to claim 3,
Two of the wheels of the moving unit are spaced apart on one axis and two are spaced apart on the other axis,
The cleaning robot of claim 1 , wherein a pair of cleaning brushes are respectively disposed between the two wheels disposed on one axis and between the two wheels disposed on the other axis.
상기 일 축과 상기 타 축은 가상의 사각형의 서로 다른 대각선에 배치되거나, 서로 평행한 것을 특징으로 하는 세척로봇.
According to claim 4,
The washing robot, characterized in that the one axis and the other axis are disposed on different diagonals of an imaginary square or are parallel to each other.
상기 세척유닛은,
중심판;
상기 중심판의 하부에 위치하며, 하단부로 갈수록 직경이 확장되는 흡착 깔때기;
상기 중심판의 상부에 위치하며, 상기 흡착 깔때기를 통해 공기가 유입되도록 하는 흡착용 모터;
상기 중심판의 좌우측 단부에 고정되고, 태양전지 패널의 표면의 이물질을 제거하는 한 쌍의 세척판; 및
한 쌍의 상기 세척판을 서로 반대되는 방향으로 회전시키는 세척용 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세척로봇.
According to claim 1,
The washing unit,
central plate;
an adsorption funnel located below the center plate and having a diameter extending toward the lower end;
an adsorption motor located above the center plate and allowing air to flow through the adsorption funnel;
a pair of washing plates fixed to left and right ends of the central plate and removing foreign substances from the surface of the solar cell panel; and
and a washing motor for rotating the pair of washing plates in opposite directions.
상기 세척유닛은,
태양전지 패널과 접점을 형성하는 세척판;
상기 세척판의 상부에 위치하며, 상기 세척판을 회전시키는 세척용 모터; 및
상기 세척용 모터의 상부에 위치하며, 상기 세척판의 기울기를 조절하는 접점 변경용 모터;를 포함하는 특징으로 하는 세척로봇.According to claim 1,
The washing unit,
Washing plate forming a contact with the solar cell panel;
a washing motor positioned above the washing plate and rotating the washing plate; and
The washing robot comprising a; contact change motor located above the washing motor and adjusting the inclination of the washing plate.
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