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WO2015083848A1 - 유리창 청소 장치 - Google Patents

유리창 청소 장치 Download PDF

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Publication number
WO2015083848A1
WO2015083848A1 PCT/KR2013/011103 KR2013011103W WO2015083848A1 WO 2015083848 A1 WO2015083848 A1 WO 2015083848A1 KR 2013011103 W KR2013011103 W KR 2013011103W WO 2015083848 A1 WO2015083848 A1 WO 2015083848A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cleaning
window
module
magnetic
unit
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/011103
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
류만현
김동규
Original Assignee
주식회사 일심글로발
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 일심글로발 filed Critical 주식회사 일심글로발
Publication of WO2015083848A1 publication Critical patent/WO2015083848A1/ko

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Classifications

    • 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
    • A47L1/06—Hand implements
    • A47L1/12—Hand implements for cleaning both sides simultaneously

Definitions

  • the present invention relates to a device for cleaning a window.
  • the glass windows installed on the wall of the building is easily contaminated by external dust, pollution, etc., so it is easy to damage the aesthetics or deteriorate the skylight. Therefore, it is desirable to frequently clean the windows installed on the outer wall of the building.
  • An object of the present invention is to provide a window cleaning apparatus that can improve the efficiency and stability of the cleaning operation.
  • the window cleaning apparatus of this embodiment comprises a first cleaning unit and a second cleaning unit which are attached to both surfaces of the window and move by magnetic force, and include a first magnetic module included in the first cleaning unit; A second magnetic module included in the second cleaning unit; A cleaning module provided in at least one of the first and second cleaning units; A pressure sensing unit measuring a pressure applied to the cleaning module; And a controller configured to control the position of the cleaning module based on the pressure measured by the pressure sensing unit, wherein at least one of the first and second magnetic modules includes a magnet having a circular cross-sectional shape.
  • the window cleaning apparatus attached to both sides of the glass window and moving while cleaning by magnetic force, by controlling the position of the cleaning module based on the pressure applied to the cleaning module including a cleaning pad, cleaning,
  • the increase or decrease of the friction force between the module and the windshield can prevent the device from being difficult to move or the cleaning effect is reduced.
  • the magnet included in the magnetic module for generating the magnetic force has a circular cross-sectional shape, it is possible to operate stably regardless of the direction of the polarity during the rotation of the window cleaning apparatus.
  • FIG. 1 is a perspective view briefly showing the configuration of a window cleaning apparatus.
  • FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the configuration of the first cleaning unit disposed inside the glass window.
  • FIG 3 is a plan view showing an embodiment of the configuration of the second cleaning unit disposed on the outside of the glass window.
  • Figure 4 is a block diagram briefly showing the configuration of the magnetic force control device provided in the window cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the configuration of the magnetic modules according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a first embodiment of a method of controlling the operation of the window cleaning apparatus.
  • FIG. 7 is a block diagram schematically showing the configuration of the window cleaning apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a second embodiment of a method of controlling the operation of the window cleaning apparatus.
  • FIG. 9 is a block diagram schematically showing the configuration of a window cleaning apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a third embodiment of a method of controlling the operation of the window cleaning apparatus.
  • FIG. 11 is a view showing an embodiment of a partial configuration for controlling the position of the cleaning module of the window cleaning apparatus according to the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a fourth embodiment of a method of controlling the operation of the window cleaning apparatus.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a simplified configuration of a window cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention, the window cleaning apparatus shown includes two cleaning units (100, 200) disposed on both sides of the glass window, respectively.
  • 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 first cleaning unit 100 and the second cleaning unit 200 may be attached to face both sides of the glass window using magnetic modules having magnetic force therein, respectively.
  • 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 user can attach the cleaning device to the glass window by using two detachable members, that is, two handles, provided in the first and second cleaning units 100 and 200, respectively, when the glass cleaning device is used.
  • the handles may be used to separate the first and second cleaning units 100 and 200 from the glass window.
  • the window cleaning apparatus may further include a remote controller (remote controller, not shown) for allowing a user to control the operation of the first and second cleaning units (100, 200). have.
  • a remote controller remote controller, not shown
  • the second cleaning unit 200 is dependently moved by the magnetic force in accordance with the movement of the first cleaning unit 100, the user of the first cleaning unit 100 using a remote controller (not shown)
  • the movement may be controlled to control the driving of the window cleaning apparatus including the first and second cleaning units 100 and 200.
  • a remote controller (not shown) that can be operated in a wireless manner is configured for the convenience of the user.
  • the remote controller (not shown) according to the present invention may be used in a manner of operating by wire or manually by a user.
  • the window cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention, more specifically, the first cleaning unit 100 disposed inside the glass window is a sensor that can move along a predetermined movement path, or detect dust or the like (not shown) It is also possible to determine and move the moving path that can be provided to improve the cleaning efficiency.
  • FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the configuration of the first cleaning unit 100 and illustrates a configuration of an upper surface of the first cleaning unit 100 in contact with a glass window.
  • 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.
  • the first frame 110 forms the body of the first cleaning unit 100, so that the plurality of first wheel members 120 and the plurality of first magnetic modules 130 are coupled to the first frame 110. Can be fixed.
  • 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
  • the first magnetic module 130 may include the first cleaning unit 100 and the second cleaning unit 200.
  • the first magnetic module 130 and the second magnetic module by rotating the first magnetic control of the first magnetic module 130) ( 233) the magnetic force between the liver can be adjusted.
  • 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.
  • the magnetic modules 130 and 233 may be configured using an electromagnet in addition to the permanent magnet, or may be provided with a permanent magnet and an electromagnet as another embodiment.
  • the magnets provided in the magnetic modules 130 and 233 may have a cross-sectional shape of a rectangle, a circular shape, or a ring shape, and are provided in the cross-sectional shape of the magnets provided in the first magnetic module 130 and the second magnetic module 233.
  • the shapes of the magnets may be the same or different from each other.
  • the cross-sectional shape of the magnet provided in any one or both of the magnetic module 130, 233 is preferably circular.
  • a magnet having a circular cross-sectional shape may have a higher tensile force than a magnet having a square, ring, or rectangular cross-sectional shape.
  • the magnet having a circular cross-sectional shape is 0.4% to 2.8% stronger than the magnet having a square, ring-shaped or rectangular cross-sectional shape.
  • the force acts equally up and down or left and right so that the window cleaning device according to the embodiment of the present invention is rotated on the opposite side.
  • the two modules located at can rotate equally to each other.
  • the magnet included in the magnetic module for generating a magnetic force has a circular cross-sectional shape, it is possible to operate stably regardless of the direction of the polarity during the rotation of the window cleaning apparatus.
  • the magnets provided in the magnetic modules 130 and 233 may exhibit the strongest tensile force when the thickness ranges from 1.4 times to 1.6 times the diameter.
  • the window cleaning apparatus is not limited to the magnetic modules 130 and 233 as described above, and the first and second cleaning units 100 and 200 are attached to each other by the magnetic force with the glass window interposed therebetween. Various configurations that may be moved may be possible.
  • 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.
  • Figure 2 is for showing the first magnetic module 130 according to an embodiment of the present invention, in the actual use of the first cleaning unit 100, the first magnetic module 130 is covered by a cover or the like There may 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 FIGS. 1 to 3 may provide a magnetic force between the first and second cleaning units 100 and 200 that are attached and moved by magnetic force with the glass window interposed therebetween. 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 adjusting unit 310 checks whether the detected magnetic force satisfies a preset reference value (step S110), and compares the detected magnetic force with the reference value when the reference value is not satisfied (step S120).
  • the magnetic force adjusting unit 310 reduces the magnetic force between the first and second magnetic modules 130 and 233 (S130).
  • 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) (step S130).
  • the reference value is set to include the upper limit value and the lower limit value as described above, when the detected magnetic force is greater than the upper limit value of the reference value, the first and second magnetic modules 130, 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 units (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.
  • the first wheel member 120 provided in the first cleaning unit 100 is driven by the wheel driving unit 121 including a motor and rotated therein, thereby rotating the first cleaning unit (
  • the second cleaning unit 200 is cleaned by the first and second magnetic modules 130 and 233 by the magnetic force of the first and second magnetic modules 130 and 233, respectively.
  • a gap may occur between the positions of the first and second cleaning units 100 and 200.
  • the speed at which the second cleaning unit 100 follows by the magnetic force may not follow the moving speed of the first cleaning unit 100, or may be
  • the second cleaning unit 200 does not move due to an obstacle located on an outer surface, a gap may occur between the positions of the first and second cleaning units 100 and 200, and accordingly, the first and second cleaning units
  • the magnetic force between the fields 100 and 200 may be weakened.
  • a gap may occur at the positions of the first and second cleaning units when the window cleaning apparatus moves.
  • the second cleaning unit 200 may not follow the movement of the first cleaning unit 100 due to various causes such as an obstacle. As a result, a gap may occur between the positions of the first and second cleaning units 100 and 200.
  • the second cleaning unit 200 may not follow the rotation of the first cleaning unit 100 due to various causes such as an obstacle, and thus A gap may occur between the positions of the first and second cleaning units 100 and 200.
  • the first and second cleaning units 100 and 200 are no longer attached to the glass window. If the fall of the second cleaning unit 200 attached to the outer surface of the glass window may cause a great damage to people or objects outside the building.
  • the first and second cleaning units 100 and 200 when the magnetic force between the first and second cleaning units 100 and 200 is out of the normal range, the first and second cleaning units 100 and 200 to prevent the window cleaning apparatus from falling down.
  • the magnetic force between the first and second cleaning units 100 and 200 may be returned to the normal range by correcting the position of at least one of
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a simplified configuration of a window cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention
  • the illustrated window cleaning apparatus may include a magnetic force sensing unit 400 and the control unit 410.
  • the magnetic force detecting unit 400 may detect whether the magnetic force between the first and second cleaning units 100 and 200 is in a normal range.
  • the magnetic force detection unit 400 includes a magnetic force sensor for measuring the magnetic force between the first and second cleaning units 100 and 200, or a value or a specific event measured using one or more sensors. Depending on the magnetic force between the first, second cleaning units (100, 200) may be inferred.
  • the controller 410 moves or rotates at least one of the first and second cleaning units 100 and 200 to clean it.
  • the position of the unit can be corrected.
  • the magnetic force sensing unit 400 and the control unit 410 as shown in Figure 7 is attached to the inner side of the glass window provided in the first cleaning unit 100 responsible for the movement of the window cleaning device Can be.
  • the control unit 410 provided in the first cleaning unit 100 is a magnetic force measured by the magnetic force sensing unit 400 by generating a position difference over a predetermined interval between the first and second cleaning units 100 and 200. If it is weaker than the reference value, by moving or rotating the first cleaning unit 100 in a specific direction by controlling the attitude of the first and second cleaning units 100 and 200 to match, the first and second cleaning units Magnetic forces between (100, 200) can be returned to within the normal range.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a control method of the window cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention. The illustrated control method will be described with reference to the block diagram shown in FIG. 7.
  • the magnetic force detecting unit 400 detects whether the magnetic force between the first and second cleaning units 100 and 200 is in a normal range (S500).
  • the magnetic force detecting unit 400 measures the magnetic force between the first and second cleaning units 100 and 200, and when the measured magnetic force is smaller than a preset reference value, the first and second cleaning units ( It may be determined that the magnetic force is reduced due to a position difference over a predetermined interval between 100 and 200).
  • light emitted from the light emitting unit may not be detected by the light receiving unit by using one or more light emitting units and one or more light receiving units provided in each of the first and second cleaning units 100 and 200. If not, it may be determined that a position difference of more than a predetermined interval occurs between the first and second cleaning units 100 and 200.
  • control unit 410 corrects the position of the cleaning unit (step S510).
  • step S510 the controller 410 corrects the position of the cleaning unit by moving at least one of the first and second cleaning units, for example, the first cleaning unit 100 in a direction opposite to the direction in which it was previously moved. can do.
  • the magnetic force detection unit 400 After correcting the position in the step S510 (or during position correction), the magnetic force detection unit 400 periodically detects whether the magnetic force between the first and second cleaning units 100 and 200 is in the normal range (S520). In operation S530, when the magnetic force is not within the normal range, the controller 410 checks whether a preset posture correction time t has elapsed from the initial position correction start time.
  • the controller 410 repeats steps S510 and S520 until the magnetic force between the first and second cleaning units 100 and 200 is within a normal range. Calibration can be performed.
  • the controller 410 stops the position correction and outputs a user notification (step S540).
  • the window cleaning apparatus when the window cleaning apparatus is moved while the cleaning module 230, more specifically, the cleaning pad 231 provided in the cleaning module 230 is in contact with the glass window, the cleaning pad 231 and If the friction force between the windows is stronger than the normal range, the movement of the window cleaning device may be difficult.
  • the cleaning module including a cleaning pad not only in the second cleaning unit 200 but also in the first cleaning unit 100 responsible for the movement of the window cleaning apparatus. It may be necessary even if it is provided.
  • the window cleaning apparatus controls the position of the cleaning module 230 based on the pressure applied to the cleaning module 230 including the cleaning pad 231 and the like, thereby cleaning the cleaning module 230.
  • the increase or decrease of the friction force between the glass and the window can prevent the device from being difficult to move or the cleaning effect is reduced.
  • the window cleaning apparatus may include a pressure sensing unit 401, a control unit 410 and a cleaning module 230. have.
  • the pressure detector 401 may measure the pressure applied to the cleaning module 230.
  • the controller 410 may control the position of the cleaning module 230 based on the pressure measured by the pressure detector 401.
  • the controller 410 checks whether the pressure measured by the pressure detector 401 is in a preset normal range, and when the pressure is not in the normal range, moves the cleaning module 230 upward or downward. Direction so that the pressure applied to the cleaning module 230 is within the normal range.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a third embodiment of a method of controlling the operation of the window cleaning apparatus, and the control method shown in FIG. 10 will be described with reference to the block diagram shown in FIG. 9.
  • the pressure detector 401 measures the pressure applied to the cleaning module 230 (step S600), and the controller 410 checks whether the measured pressure is in a normal range (step S610). ).
  • controller 410 adjusts the position of the cleaning module 230 according to the check result in step S610 (step S620).
  • the window cleaning apparatus may include a driving module (not shown) for moving the cleaning module 230 up and down under the control of the controller 410.
  • the control unit 410 continuously measures the pressure applied to the cleaning module 230 through the pressure sensing unit 401 while adjusting the position of the cleaning module 230 so that the pressure applied to the cleaning module 230 is increased. Can be controlled to be in the normal range.
  • the performance of the cleaning operation may be reduced, so that the cleaning module 230, more specifically, the cleaning pad 231 is closer to the glass window.
  • the pressure applied to the cleaning module 230 can be increased by moving in the direction (eg, downward direction).
  • the pressure applied to the cleaning module 230 is greater than the normal range, the movement of the window cleaning apparatus may become difficult, so that the cleaning pad 231 is moved further away from the window (for example, upward direction), thereby cleaning Pressure applied to module 230 may be reduced.
  • the friction force between the cleaning pad 231 and the glass window may be reduced, thereby making it easier to move the window cleaning apparatus.
  • FIG. 11 is a view illustrating an embodiment of some components for controlling the position of the cleaning module of the window cleaning apparatus according to the present invention.
  • the cleaning module among the first cleaning unit 100 and the second cleaning unit 200 may include a driving module 411 and a pressure sensing module ( 402).
  • the driving module 411 may move the position of the cleaning pad 231 up and down under the control of the controller 410.
  • the pressure sensing module 402 measures the pressure applied to the cleaning pad 231 and may be positioned between the cleaning pad 231 and the driving module 411 for that purpose.
  • the cleaning module 230 may further include a pad attaching portion 235 attached to the cleaning pad 231, and the pad attaching portion 235 may be attached to the cleaning pad 231.
  • Velcro may be used to facilitate this.
  • moving support structures 421 and 422 may be provided to support the cleaning pad 231 attached to the pad attaching portion 235.
  • the moving support structures 421 and 422 may include the cleaning pad 231.
  • upper ends of the driving module 411 and the moving support structures 421 and 422 may be a part of at least one of the first cleaning unit 100 and the second cleaning unit 200 provided with the cleaning module 230. It can be fixed to.
  • the driving module 411 may move the cleaning pad 231 up and down based on the bottom surface a of at least one of the first and second cleaning units 100 and 200.
  • the driving module 411 may move the position of the cleaning pad 231 up and down between the bottom surface a and the window surface b of the cleaning unit under the control of the controller 410.
  • the drive module 411 cleans the pad 231 until the pressure is in a normal range even when the cleaning pad 231 is in contact with the glass window. ) Can be moved downward.
  • FIG. 12 is a flow chart illustrating another embodiment of a method of controlling the operation of the window cleaning apparatus based on pressure, and the control method shown in FIG. 12 is combined with some components of the window cleaning apparatus shown in FIG. Let's explain.
  • an initialization step is performed to allow the window cleaning apparatus to normally perform the cleaning operation (S700). step).
  • the control unit 410 checks whether the current state of the window cleaning apparatus is moving in one of up, down, left and right directions (S710).
  • the window cleaning apparatus moves in one of the up, down, left, and right directions, or in an oblique direction having a predetermined angle instead of up, down, left, or right, and then, the window cleaning apparatus must be rotated by the corresponding angle and then moved in one of the up, down, left, and right directions.
  • the pressure is applied to the cleaning pad 231 by being in close contact with the glass window, and as the cleaning pad 231 is raised, the pressure is applied to the cleaning pad 231 by being less in close contact with the glass window. It is assumed that the pressure decreases.
  • the controller 410 moves the pressure sensing module 402 while lowering the cleaning pad 231 downward through the driving module 411 (step S720). Check whether the pressure applied to the cleaning pad 231 to be measured is in the normal range (step S730).
  • control unit 410 stops the lowering of the cleaning pad 231 (step S740) and cleans the glass window. Control to start the cleaning operation of the device (step S750).
  • control unit 410 raises the cleaning pad 231 upward through the drive module 411 (step S760), and controls the window cleaning apparatus to be rotated (S770). step).
  • the controller 410 is a bottom surface of at least one of the first and second cleaning units 100 and 200 provided with the cleaning pad 231 ('a' position shown in FIG. 11). After raising to), the first cleaning unit 100 may be rotated.
  • control unit 410 of the cleaning module 230 by using the method described with reference to FIGS. 10 to 12 every predetermined period during the initialization step or cleaning operation as described above. You can control the position.
  • control method as described with reference to FIGS. 10 to 12 may be more effective when the cleaning module is provided in each of the first and second cleaning units to clean both sides of the glass window.
  • the invention has applicability in the industry related to window cleaning and mobile robots.

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Abstract

본 실시예의 유리창 청소 장치는, 자력으로 유리창의 양면에 각각 부착되어 이동하는 제1 청소유닛 및 제2 청소유닛을 포함하여 구성되며, 제1 청소유닛에 포함되는 제1 마그네틱 모듈; 제2 청소유닛에 포함되는 제2 마그네틱 모듈; 제1, 2 청소 유닛들 중 적어도 하나에 구비되는 클리닝 모듈; 클리닝 모듈에 가해지는 압력을 측정하는 압력 감지부; 및 압력 감지부에서 측정된 압력에 기초하여 클리닝 모듈의 위치를 제어하는 제어부를 포함하고, 제1, 2 마그네틱 모듈 중 적어도 하나는 원형의 단면 형상을 가지는 자석을 포함한다.

Description

유리창 청소 장치
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 외면의 경우 내벽에 비하여 청소 작업이 곤란하고, 특히 주거 건물이 점점 고층화됨에 따라 유리창 외면을 닦는 일은 고도의 위험을 수반할 수 밖에 없었다.
또한, 유리창 내면의 경우에도, 사람의 손이 닿지 않는 높은 위치는 청소가 용이하지 않다.
본 발명은 청소 동작의 효율성 및 안정성을 개선할 수 있는 유리창 청소 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시예의 유리창 청소 장치는 자력으로 유리창의 양면에 각각 부착되어 이동하는 제1 청소유닛 및 제2 청소유닛으로 구성되며, 상기 제1 청소유닛에 포함되는 제1 마그네틱 모듈; 상기 제2 청소유닛에 포함되는 제2 마그네틱 모듈; 상기 제1, 2 청소 유닛들 중 적어도 하나에 구비되는 클리닝 모듈; 상기 클리닝 모듈에 가해지는 압력을 측정하는 압력 감지부; 및 상기 압력 감지부에서 측정된 압력에 기초하여 상기 클리닝 모듈의 위치를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제1, 2 마그네틱 모듈 중 적어도 하나는 원형의 단면 형상을 가지는 자석을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자력으로 유리창의 양면에 각각 부착되어 이동하면서 청소하는 유리창 청소 장치에서, 청소 패드 등을 포함하는 클리닝 모듈에 가해지는 압력에 기초하여 클리닝 모듈의 위치를 제어함으로써, 클리닝 모듈과 유리창 사이의 마찰력의 증감에 의해 장치의 이동이 어려워지거나 또는 청소 효과가 감소되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 자력을 발생시키기 위한 마그네틱 모듈에 포함되는 자석이 원형의 단면 형상을 가짐으로써, 유리창 청소 장치의 회전시 극성의 방향에 관계없이 안정적으로 동작할 수 있다.
도 1은 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 유리창 청소 장치의 동작을 제어하는 방법에 대한 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리창 청소 장치의 구성을 간략하게 도시한 블록도이다.
도 8은 유리창 청소 장치의 동작을 제어하는 방법에 대한 제2 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리창 청소 장치의 구성을 간략하게 도시한 블록도이다.
도 10은 유리창 청소 장치의 동작을 제어하는 방법에 대한 제3 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명에 따른 유리창 청소 장치 중 클리닝 모듈의 위치를 제어하는 일부 구성에 대한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 12는 유리창 청소 장치의 동작을 제어하는 방법에 대한 제4 실시예를 나타내는 흐름도이다.
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 자력조절가 회전되는 것에 의하여 상기 제 1 마그네틱 모듈(130)과 제 2 마그네틱 모듈(233) 간의 자력이 조절될 수 있다.
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.
상기 마그네틱 모듈(130, 233)에 구비되는 자석은 사각형, 원형 또는 링형의 단면 형상을 가질 수 있으며, 제 1 마그네틱 모듈(130)에 구비되는 자석의 단면 형상과 제 2 마그네틱 모듈(233)에 구비되는 자석의 형상은 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 마그네틱 모듈(130, 233) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 구비되는 자석의 단면 형상은 원형인 것이 바람직하다.
상기 자석의 단면 형상들인 사각형, 원형, 링형의 접촉 면적과 부피를 동일하다고 가정하는 경우, 원형의 단면 형상을 가지는 자석이 정사각, 링형 또는 직사각형의 단면 형상을 가지는 자석보다 인장력이 강할 수 있다. 구체적으로, 원형의 단면 형상을 가지는 자석이 정사각, 링형 또는 직사각형의 단면 형상을 가지는 자석보다 인장력이 0.4% 내지 2.8% 강하다.
또한, 원형(또는 링형)의 단면 형상을 가지는 자석이 서로 마주보고 있는 경우, 상하 또는 좌우로 힘이 동일하게 작용하여 본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 장치가 회전할 때 유리창을 사이에 두고 반대편에 위치하는 두 모듈들이 서로 동일하게 회전할 수 있다.
반면, 사각형의 단면 형상을 가지는 자석을 사용하는 경우, 극성의 방향에 따라 유리창 청소 장치가 특정 방향으로 회전할 때 반대편에 위치하는 두 모듈들이 서로 어긋나는 문제가 발생할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 자력을 발생시키기 위한 마그네틱 모듈에 포함되는 자석이 원형의 단면 형상을 가짐으로써, 유리창 청소 장치의 회전시 극성의 방향에 관계없이 안정적으로 동작할 수 있다.
한편, 상기 마그네틱 모듈(130, 233)에 구비되는 자석은 단면 형상 및 밑면의 면적이 동일할 경우 자석의 두께가 증가하면 인장력이 증가할 수 있으며, 자석의 부피가 동일할 경우 두께만 증가하게 되면 측면에서 가해지는 힘에 약해지는 현상이 발생할 수 있다.
그에 따라, 상기 마그네틱 모듈(130, 233)에 구비되는 자석은 두께가 지름의 1.4배 내지 1.6배 범위를 가질 때 가장 강한 인장력을 발휘할 수 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.
상기에서는 클리닝 모듈(230)이 유리창 외측의 제2 청소유닛(200)에 구비도는 것을 예로 들어 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 클리닝 모듈(230)과 같은 기능을 하는 또 다른 클리닝 모듈이 유리창 내측의 제1 청소유닛(100)에도 구비될 수 있으며, 이 경우 유리창의 내외면 모두에 대한 청소가 가능해질 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.
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 단계). 상기 제 1, 2 청소 유닛들(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 단계), 상기 기준치를 만족하지 못하는 경우 상기 감지된 자력과 상기 기준치를 비교한다(S120 단계).
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 단계).
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 제1, 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 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 제1 청소유닛(100)에 구비된 제1 바퀴 부재(120)가 모터 등을 포함하는 바퀴 구동부(121)에 의해 구동되어 회전하면서 제1 청소유닛(100)이 이동되면, 제1, 2 청소유닛들(100, 200)에 각각 구비된 제1, 2 마그네틱 모듈들(130, 233)에 의한 자력에 의해 제2 청소유닛(200)이 제1 청소유닛(100)의 이동을 따라 이동되는 경우, 제1, 2 청소유닛들(100, 200)의 위치 사이에 간격이 발생할 수 있다.
예를 들어, 제1 청소유닛(100)이 빠르게 이동함에 따라 제2 청소유닛(100)이 자력에 의해 추종하는 속도가 제1 청소유닛(100)의 이동속도를 따라가지 못하거나, 또는 유리창의 외면에 위치하는 장애물 등에 의해 제2 청소유닛(200)이 이동하지 못하는 경우, 제1, 2 청소유닛들(100, 200)의 위치 사이에 간격이 발생할 수 있으며, 그에 따라 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력이 약해질 수 있다.
즉, 유리창 청소 장치의 이동시 제1, 2 청소유닛들 위치에 간격이 발생할 수 있다.
예를 들어, 제1 청소유닛(100)이 우측 방향으로 이동하는 도중, 장애물 등의 다양한 원인에 의하여 제2 청소유닛(200)이 제1 청소유닛(100)의 이동을 따라가지 못할 수 있으며, 그로 인해 제1, 2 청소유닛들(100, 200)의 위치 사이에 간격이 발생할 수 있다.
또한, 제1 청소유닛(100)이 시계 방향으로 회전하는 도중, 장애물 등의 다양한 원인에 의하여 제2 청소유닛(200)이 제1 청소유닛(100)의 회전을 따라가지 못할 수 있으며, 그로 인해 제1, 2 청소유닛들(100, 200)의 위치 사이에 간격이 발생할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 원인에 의해 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력이 일정 값 이하로 감소되는 경우, 제1, 2 청소유닛들(100, 200)이 더이상 유리창에 부착되어 있지 못하게될 수 있으며, 특히 유리창 외면에 부착된 제2 청소유닛(200)의 추락되는 경우 건물 외부의 사람 또는 물건에 큰 피해를 입힐 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력이 정상 범위를 벗어나는 경우, 유리창 청소 장치의 추락을 방지하기 위해 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 중 적어도 하나의 위치를 보정하여 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력을 정상 범위로 복귀시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 유리창 청소 장치의 간략한 구성을 블록도로 도시한 것으로, 도시된 유리창 청소 장치는 자력감지부(400) 및 제어부(410)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 자력감지부(400)는 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력이 정상 범위에 있는지 여부를 감지할 수 있다.
예를 들어, 자력감지부(400)는 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력을 측정하기 위한 자력 센서를 포함하거나, 하나 또는 그 이상의 센서들을 이용하여 측정한 값 또는 특정 이벤트에 따라 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력을 유추할 수도 있다.
한편, 제어부(410)는 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력이 정상 범위를 벗어나는 경우, 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 중 적어도 하나를 이동 또는 회전시켜 청소 유닛의 위치를 보정할 수 있다.
본 발명의 일실시예로서, 도 7에 도시된 바와 같은 자력감지부(400) 및 제어부(410)는 유리창의 내변에 부착되어 유리창 청소 장치의 이동을 담당하는 제1 청소유닛(100)에 구비될 수 있다.
이 경우, 제1 청소유닛(100)에 구비된 제어부(410)는 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이에 일정 간격 이상의 위치 차이가 발생하여 자력감지부(400)에서 측정된 자력이 기준치 보다 약해지는 경우, 제1 청소유닛(100)을 특정 방향으로 이동시키거나 회전시켜 제1, 2 청소유닛들(100, 200)의 자세가 일치되도록 제어함으로써, 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력이 정상 범위내로 복귀되도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 유리창 청소 장치의 제어 방법을 흐름도로 도시한 것으로, 도시된 제어 방법을 도 7에 도시된 블록도와 결부시켜 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 자력감지부(400)는 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력이 정상 범위에 있는지 여부를 감지한다(S500 단계).
예를 들어, 자력감지부(400)는 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력을 측정하여, 상기 측정된 자력이 미리 설정된 기준 값보다 작은 경우 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이에 일정 간격 이상의 위치 차이가 발생하여 자력이 감소한 것으로 판단될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 각각에 구비되는 하나 이상의 발광부들 및 하나 이상 수광부를 이용하여, 상기 발광부로부터 나오는 광이 상기 수광부에 의해 감지되지 않는 경우 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이에 일정 간격 이상의 위치 차이가 발생한 것으로 판단될 수도 있다.
상기한 바와 같은 자력이 정상 범위를 벗어나는 경우, 제어부(410)는 청소유닛의 위치를 보정한다(S510 단계).
상기 S510 단계에서, 제어부(410)는 제1, 2 청소유닛들 중 적어도 하나, 예를 들어 제1 청소유닛(100)을 이전에 이동하고 있던 방향의 반대 방향으로 이동시켜 청소유닛의 위치를 보정할 수 있다.
상기 S510 단계에서 위치를 보정한 이후(또는 위치 보정 중), 자력감지부(400)는 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력이 정상 범위인지 여부를 주기적으로 감지하고(S520 단계), 자력이 정상 범위가 아닌 경우 제어부(410)는 최초 위치 보정 시작 시점으로부터 미리 설정된 자세 보정 시간(t)을 경과하였는지 여부를 확인한다(S530 단계).
상기 자세 보정 시간(t)이 경과되지 않은 경우, 제어부(410)는 상기 S510 단계 및 S520 단계를 반복하여 제1, 2 청소유닛들(100, 200) 사이의 자력이 정상 범위에 있을 때까지 위치 보정을 수행할 수 있다.
그러나, 상기 자세 보정 시간(t)이 경과되면, 제어부(410)는 위치 보정을 중단하고 사용자 알림을 출력한다(S540 단계).
한편, 상기한 바와 같이 클리닝 모듈(230), 보다 상세하게는 클리닝 모듈(230)에 구비되는 청소 패드(231)가 유리창에 접촉된 상태에서 유리창 청소 장치가 이동되는 경우, 청소 패드(231)와 유리창 사이의 마찰력이 정상 범위보다 강하면 유리창 청소 장치의 이동이 어려울 수 있다.
반대로, 청소 패드(231)와 유리창 사이의 마찰력이 정상 범위보다 약하면 유리창 청소 장치의 이동은 용이하나, 청소 작업의 성능이 감소될 수 있다.
따라서 유리창의 두께나 오염도 등의 요인에 관계 없이, 청소 패드(231)와 유리창 사이의 마찰력이 정상 범위로 유지시키는 것이 매우 중요하다.
즉, 청소 패드(231)에 강한 압력을 가해 청소 패드(231)와 유리창 사이의 마찰력이 강해질 수록 청소 작업시 유리창의 오염 물질이 보다 잘 제거될 수 있다.
한편, 청소 패드(231)에 강한 압력을 가해 청소 패드(231)와 유리창 사이의 마찰력이 강해질 수록, 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명한 바와 같은 자력 조절의 범위가 줄어들어 적용 가능한 유리창의 두께가 감소될 수 있으며, 유리창 청소 장치의 이동이 어려워질 수 있다.
또한, 청소 패드(231)의 종류에 따라 두께 및 마찰 계수 등의 차이가 있어, 청소 패드(231)에 가해지는 압력, 그에 따른 청소 패드(231)와 유리창 사이의 마찰력을 조절하는 것이 필요하다.
상기한 바와 같은 청소 패드(231)와 유리창 사이의 마찰력의 조절은, 제2 청소 유닛(200) 뿐 아니라 유리창 청소 장치의 이동을 담당하는 제1 청소 유닛(100)에도 청소 패드를 포함하는 클리닝 모듈이 구비되는 경우에 있어 더욱 필요할 수 있다.
그를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 유리창 청소 장치는 청소 패드(231) 등을 포함하는 클리닝 모듈(230)에 가해지는 압력에 기초하여 클리닝 모듈(230)의 위치를 제어함으로써, 클리닝 모듈(230)과 유리창 사이의 마찰력의 증감에 의해 장치의 이동이 어려워지거나 또는 청소 효과가 감소되는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리창 청소 장치의 간략한 구성을 블록도로 도시한 것으로, 유리창 청소 장치는 압력 감지부(401), 제어부(410) 및 클리닝 모듈(230)을 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 압력 감지부(401)는 클리닝 모듈(230)에 가해지는 압력을 측정할 수 있다.
제어부(410)는 압력 감지부(401)에서 측정된 압력에 기초하여 클리닝 모듈(230)의 위치를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(410)는 압력 감지부(401)에서 측정된 압력이 미리 설정된 정상 범위에 있는지 여부를 확인하여, 압력이 상기 정상 범위에 있지 아니한 경우 클리닝 모듈(230)을 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동시켜 클리닝 모듈(230)에 가해지는 압력을 상기 정상 범위가 되도록 할 수 있다.
이하, 도 10 내지 도 12를 참조하여 압력에 기초해 유리창 청소 장치의 동작을 제어하는 방법에 대한 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 10은 유리창 청소 장치의 동작을 제어하는 방법에 대한 제3 실시예를 흐름도로 도시한 것으로, 도 10에 도시된 제어 방법을 도 9에 도시된 블록도과 결부시켜 설명하기로 한다.
도 10을 참조하면, 압력 감지부(401)는 클리닝 모듈(230)에 가해지는 압력을 측정하고(S600 단계), 제어부(410)는 상기 측정된 압력이 정상 범위인지 여부를 확인한다(S610 단계).
그 후, 제어부(410)는 상기 S610 단계에서의 확인 결과에 따라 클리닝 모듈(230)의 위치를 조정한다(S620 단계).
그를 위해, 유리창 청소 장치는 제어부(410)의 제어에 따라 클리닝 모듈(230)을 상하로 이동시키기 위한 구동 모듈(미도시)를 구비할 수 있다.
제어부(410)는 클리닝 모듈(230)의 위치를 조정하면서 압력 감지부(401)를 통해 계속하여 클리닝 모듈(230)에 가해지는 압력을 측정하도록 하여, 클리닝 모듈(230)에 가해지는 압력이 상기 정상 범위에 있도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 클리닝 모듈(230)에 가해지는 압력이 정상 범위보다 작은 경우, 청소 작업의 성능이 떨어질 수 있으므로, 클리닝 모듈(230), 보다 상세하게는 청소 패드(231)를 유리창에 더욱 가까워지는 방향(예를 들어 하측 방향)으로 이동시켜, 클리닝 모듈(230)에 가해지는 압력을 증가시킬 수 있다.
클리닝 모듈(230)에 가해지는 압력이 증가될 수록, 청소 패드(231)와 유리창 사이의 마찰력이 증가하여 청소 작업의 성능이 향상될 수 있다.
클리닝 모듈(230)에 가해지는 압력이 정상 범위보다 큰 경우, 유리창 청소 장치의 이동이 어려워질 수 있으므로, 청소 패드(231)를 유리창에 더욱 멀어지는 방향(예를 들어 상측 방향)으로 이동시켜, 클리닝 모듈(230)에 가해지는 압력을 감소시킬 수 있다.
클리닝 모듈(230)에 가해지는 압력이 감소될 수록, 청소 패드(231)와 유리창 사이의 마찰력이 감소하여 유리창 청소 장치의 이동이 보다 용이해 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 유리창 청소 장치 중 클리닝 모듈의 위치를 제어하는 일부 구성에 대한 실시예를 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 유리창 청소 장치, 보다 상세하게는 제1 청소 유닛(100) 및 제2 청소 유닛(200) 중 클리닝 모듈이 구비된 하나 또는 둘 모두는 구동 모듈(411) 및 압력 센싱 모듈(402)을 포함할 수 있다.
구동 모듈(411)은 제어부(410)의 제어에 따라 청소 패드(231)의 위치를 상하로 이동시킬 수 있다.
한편, 압력 센싱 모듈(402)은 청소 패드(231)에 가해지는 압력을 측정하며, 그를 위해 청소 패드(231)와 구동 모듈(411) 사이에 위치할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 클리닝 모듈(230)은 청소 패드(231)의 부착되는 패드 부착부(235)를 더 구비할 수 있으며, 패드 부착부(235)는 청소 패드(231)의 부착이 용이하도록 하기 위하여 벨크로(velcro)를 이용할 수 있다.
또한, 패드 부착부(235)에 부착된 청소 패드(231)를 지지하기 위한 이동 지지 구조물들(421, 422)이 구비될 수 있음, 이동 지지 구조물들(421, 422)은 청소 패드(231)가 상하로 이동시 그를 지지하기 위하여 탄성을 가지는 물체(예를 들어, 스프링)를 이용해 구현될 수 있다.
한편, 구동 모듈(411) 및 이동 지지 구조물들(421, 422)의 상측 끝단은, 클리닝 모듈(230)이 구비되는 제1 청소 유닛(100) 및 제2 청소 유닛(200) 중 적어도 하나의 일부분에 고정될 수 있다.
구동 모듈(411)은 제1, 2 청소 유닛들(100, 200) 중 적어도 하나의 바닥면(a)을 기준으로 청소 패드(231)를 상하로 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 구동 모듈(411)은 제어부(410)의 제어에 따라 청소 패드(231)의 위치를 청소 유닛의 바닥면(a)과 유리창 면(b) 사이에서 상하로 이동시킬 수 있다.
한편, 구동 모듈(411)은 청소 패드(231)에 가해지는 압력을 보다 증가시키기 위하여, 청소 패드(231)가 유리창에 접촉된 상태에서도, 상기 압력이 정상 범위에 있게될 때까지 청소 패드(231)를 하측 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 12는 압력에 기초하여 유리창 청소 장치의 동작을 제어하는 방법에 대한 또 다른 실시예를 흐름도로 도시한 것으로, 도 12에 도시된 제어 방법을 도 11에 도시된 유리창 청소 장치의 일부 구성과 결부시켜 설명하기로 한다.
도 12를 참조하면, 사용자가 유리창 청소 장치의 제1, 청소 유닛들(100, 200)을 유리창에 부착시킨 후, 유리창 청소 장치가 청소 작업을 정상적으로 수행할 수 있도록 하는 초기화 단계가 수행된다(S700 단계).
제어부(410)는 유리창 청소 장치의 현재 상태가 상하좌우 중 어느 한 방향으로 이동하는 상태인지 여부를 확인한다(S710 단계).
유리창 청소 장치는 상하좌우 중 어느 한 방향으로 이동하거나, 상하좌우가 아닌 일정 각도를 가지는 비스듬한 방향으로 이동하기 위해서는 먼저 유리창 청소 장치를 해당 각도만큼 회전시킨 후 상하좌우 중 어느 한 방향으로 이동되어야 한다.
이하에서는 청소 패드(231)가 하강될 수록 유리창에 밀착되어 청소 패드(231)에 가해지는 압력이 증가하며, 청소 패드(231)가 상승될 수록 유리창에 덜 밀착되어 청소 패드(231)에 가해지는 압력이 감소하는 것을 가정하여 설명한다.
유리창 청소 장치가 상하좌우 중 어느 한 방향으로 이동하는 경우, 제어부(410)는 구동 모듈(411)을 통해 청소 패드(231)를 하측 방향으로 하강시키면서(S720 단계), 압력 센싱 모듈(402)을 통해 측정되는 청소 패드(231)에 가해지는 압력이 정상 범위에 있는지 여부를 확인한다(S730 단계).
청소 패드(231)가 하강할 수록 청소 패드(231)에 가해지는 압력이 증가하여 미리 설정된 기준치에 도달하면, 제어부(410)는 청소 패드(231)의 하강을 정지시키고(S740 단계), 유리창 청소 장치의 청소 동작이 시작되도록 제어한다(S750 단계).
한편, 유리창 청소 장치가 회전하고자 하는 경우, 제어부(410)는 구동 모듈(411)을 통해 청소 패드(231)를 상측 방향으로 상승시킨 후(S760 단계), 유리창 청소 장치가 회전되도록 제어한다(S770 단계).
예를 들어, 상기 760 단계에서, 제어부(410)는 청소 패드(231)를 구비된 제1, 2 청소 유닛들(100, 200) 중 적어도 하나의 바닥면(도 11에 도시된 'a' 위치)까지 상승시킨 후, 제1 청소 유닛(100)을 회전시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(410)는 상기한 바와 같은 청소 작업 전 초기화 단계 또는 청소 작업 중 일정 주기마다 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 바와 같은 방법을 이용하여 클리닝 모듈(230)의 위치를 제어할 수 있다.
한편, 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 바와 같은 제어 방법은 클리닝 모듈이 제1, 2 청소 유닛들에 각각에 모두 구비되어 유리창의 양면을 청소하는 경우에 보다 효과적일 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 (14)

  1. 자력으로 유리창의 양면에 각각 부착되어 이동하는 제1 청소유닛 및 제2 청소유닛을 포함하는 유리창 청소 장치에 있어서,
    상기 제1 청소유닛에 포함되는 제1 마그네틱 모듈;
    상기 제2 청소유닛에 포함되는 제2 마그네틱 모듈;
    상기 제1, 2 청소 유닛들 중 적어도 하나에 구비되는 클리닝 모듈;
    상기 클리닝 모듈에 가해지는 압력을 측정하는 압력 감지부; 및
    상기 압력 감지부에서 측정된 압력에 기초하여 상기 클리닝 모듈의 위치를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1, 2 마그네틱 모듈 중 적어도 하나는 원형의 단면 형상을 가지는 자석을 포함하는 유리창 청소 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 클리닝 모듈을 상하로 이동시키기 위한 구동 모듈을 더 포함하는 유리창 청소 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 클리닝 모듈은
    상기 유리창에 접촉되는 청소 패드를 포함하는 유리창 청소 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 제1, 2 청소 유닛들 중 적어도 하나의 바닥면을 기준으로 상기 청소 패드를 상하로 이동시키는 유리창 청소 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위치 제어시 상기 클리닝 모듈을 지지하기 위한 탄성을 가지는 이동 지지 구조물을 더 포함하는 유리창 청소 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 유리창 청소 장치가 이동하는 경우, 상기 측정된 압력이 정상 범위에 도달할 때까지 상기 클리닝 모듈을 하강시키는 유리창 청소 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 측정된 압력이 정상 범위에 도달한 후, 상기 클리닝 모듈의 하강을 정지시키고 청소 작업을 시작하도록 제어하는 유리창 청소 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 유리창 청소 장치가 회전하는 경우, 상기 클리닝 모듈을 일정 위치까지 상승시키는 유리창 청소 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 2 마그네틱 모듈들 사이의 자력을 측정하는 자력 감지부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 측정된 자력에 기초하여 상기 제1, 2 마그네틱 모듈들 사이의 자력을 조절하는 유리창 청소 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    청소 작업 전 초기화 단계 또는 청소 작업 중 일정 주기마다 상기 클리닝 모듈의 위치를 제어하는 유리창 청소 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 클리닝 모듈이 유리창에 접촉된 상태에서, 상기 측정된 압력에 따라 상기 클리닝 모듈을 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동시키는 유리창 청소 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 클리닝 모듈은
    상기 제1, 2 청소 유닛들에 각각 구비되는 유리창 청소 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 자석의 두께는 지름의 1.4배 내지 1.6배인 유리창 청소 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 자석의 부피는 무게의 0.7배 내지 1.2배인 유리창 청소 장치.
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