KR100619727B1

KR100619727B1 - Moving apparatus of robot cleaner

Info

Publication number: KR100619727B1
Application number: KR1020020064683A
Authority: KR
Inventors: 김세완; 박성일; 이성빈; 임형빈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2006-09-05
Also published as: KR20040035513A

Abstract

본 발명 로봇 청소기의 주행장치는 자동으로 충전과 청소가 이루어지는 로봇 청소기에서, 청소기 본체(1)의 하면 외측에 3개의 옴니 드라이빙 휠(101)을 설치하되, 중심을 향하도록 방사형으로 설치하고, 그 각각의 옴니 드라이빙 휠(101)을 각각 구동하는 것에 의해 전후진과 회전 및 좌우이동을 즉시 수행할 수 있도록 하여, 청소시 기동성이 증대되고, 그에 따라 청소효율이 향상되어 진다.The traveling device of the robot cleaner of the present invention automatically installs three omni driving wheels 101 on the outside of the lower surface of the cleaner body 1 in a robot cleaner which is charged and cleaned, and radially installed to face the center thereof. By driving each of the omni driving wheels 101, it is possible to immediately perform forward and backward movements, rotation, and horizontal movement, thereby increasing maneuverability during cleaning, thereby improving cleaning efficiency.

Description

Driving device for robot cleaner {MOVING APPARATUS OF ROBOT CLEANER}

도 1은 종래 로봇 청소기의 구조를 보인 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a conventional robot cleaner.

도 2는 도 1의 저면도.2 is a bottom view of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 주행장치를 가지는 로봇 청소기의 저면도.3 is a bottom view of the robot cleaner having the traveling device of the present invention.

도 4는 본 발명의 옴니 드라이빙 휠을 보인 사시도.Figure 4 is a perspective view of the omni driving wheel of the present invention.

도 5는 본 발명의 주행장치를 가지는 로봇 청소기의 동작을 보인 평면도.Figure 5 is a plan view showing the operation of the robot cleaner having a traveling device of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 청소기 본체 101 : 옴니 드라이빙 휠1: cleaner body 101: Omni driving wheel

111 : 메인 휠 112 : 보조 휠111: main wheel 112: auxiliary wheel

본 발명은 로봇 청소기의 주행장치에 관한 것으로, 특히 청소시 전후, 좌우 및 회전동작을 즉시 수행할 수 있도록 하여 청소기의 기동성이 향상되도록 한 로봇 청소기의 주행장치에 관한 것이다.The present invention relates to a traveling device for a robot cleaner, and more particularly, to a traveling device for a robot cleaner to improve the maneuverability of the cleaner by immediately performing front, rear, left, and right rotation operations during cleaning.

로봇 청소기는 스스로 이동하며 청소를 하고, 충전기의 전원이 소진되면 스스로 충전대로 이동하여 충전을 하며, 충전을 마친 다음에는 다시 청소를 하던 본 래의 위치로 되돌아가서 계속 청소를 하는 기기이다.The robot cleaner moves and cleans itself, and when the charger runs out of power, it moves to the charging station to charge itself, and after the charging is completed, the robot cleaner returns to the original position where it was cleaned and continues to clean.

도 1은 종래의 로봇 청소기를 보인 종단면도이고, 도 2는 도 1의 저면도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view showing a conventional robot cleaner, Figure 2 is a bottom view of FIG.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 로봇 청소기는 청소기 본체(1)의 내측에 흡입력을 발생시키기 위한 팬 모터(2)가 장착되어 있고, 그 팬 모터(2)의 전방에는 팬 모터(2)에 의해 흡입되는 먼지나 오물을 집진하는 필터(3)가 내장된 필터 컨테이너(4)가 착,탈가능하게 설치되어 있다.As shown therein, the conventional robot cleaner is equipped with a fan motor 2 for generating a suction force inside the cleaner body 1, and in front of the fan motor 2 by the fan motor 2. A filter container 4 having a built-in filter 3 for collecting dust and dirt to be sucked in is detachably installed.

그리고, 상기 필터 컨테이너(4)의 전면에는 흡입되는 먼지나 오물이 흡입되는 흡입관(5)이 연통되도록 설치되어 있고, 그 흡입관(5)의 하단부에는 바닥(6)의 먼지나 오물을 쓸어 올리기 위한 브러쉬(7)가 회전가능하게 설치된 흡입헤드(8)가 구비되어 있다.In addition, the front of the filter container (4) is installed so that the suction pipe (5) is sucked in the dust or dirt sucked in, the lower end of the suction pipe (5) for sweeping up the dust or dirt of the bottom (6) The suction head 8 is provided with the brush 7 rotatably installed.

또한, 상기 팬 모터(2)의 하측에는 정,역회전이 가능한 한쌍의 구동바퀴(9)가 일정간격으로 두고 설치되어 있고, 상기 흡입헤드(8)의 후위에는 청소기 본체(1)의 후위를 지지하도록 보조바퀴(10)가 설치되어 있다.In addition, a pair of drive wheels 9 capable of forward and reverse rotation are provided below the fan motor 2 at regular intervals, and the rear of the suction head 8 is provided with the rear of the cleaner body 1. Auxiliary wheel 10 is installed to support.

그리고, 상기 청소기 본체(1)의 후면에는 충전단자(11)를 구비한 충전단자부(12)가 설치되어 있고, 실내의 벽면(13)에 설치된 전원단자부(14)에는 충전단자부(12)에 접속될 수 있도록 접속단자(15)가 구비되어 있어서, 충전단자(11)가 접속단자(15)에 접속된 상태에서 본체(1) 내측의 충전 밧데리(16)에 충전을 할 수 있도록 되어 있다.In addition, a charging terminal unit 12 having a charging terminal 11 is installed at a rear surface of the cleaner main body 1, and a charging terminal unit 12 is connected to a power terminal unit 14 installed at a wall surface 13 in the room. The connection terminal 15 is provided so that the charging battery 16 inside the main body 1 can be charged while the charging terminal 11 is connected to the connection terminal 15.

또한, 상기 청소기 본체(1)의 전면 중앙부에는 초음파를 송신하는 초음파 송신부(17)가 설치되어 있고, 그 초음파송신부(17)의 상,하측에는 초음파송신부(17)에서 송신된후 반사되는 초음파를 수신하여 장애물을 감지하기 위한 다수개의 초음파수신부(18)가 일정간격으로 두고 설치되어 있다. In addition, an ultrasonic transmitter 17 for transmitting ultrasonic waves is provided at the front center portion of the cleaner body 1, and ultrasonic waves reflected from the ultrasonic transmitter 17 are reflected on the upper and lower sides of the ultrasonic transmitter 17. A plurality of ultrasonic receivers 18 for receiving and detecting obstacles are installed at regular intervals.

그리고, 상기 전원단자부(14)의 하측에는 충전단자부(12)를 전원단자부(14)쪽으로 유도하기 위한 광신호를 발광하는 발광부(19)가 설치되어 있고, 상기 충전단자부(12)의 하측에는 상기 발광부(19)에서 발광되는 광신호를 수광할 수 있도록 수광부(20)가 설치되어 있다.A light emitting unit 19 for emitting an optical signal for guiding the charging terminal unit 12 toward the power terminal unit 14 is provided below the power terminal unit 14, and below the charging terminal unit 12. The light receiving unit 20 is installed to receive the light signal emitted from the light emitting unit 19.

도면중 미설명 부호 21은 제어수단이고, 22는 배기구이다.In the figure, reference numeral 21 denotes a control means, and 22 denotes an exhaust port.

상기와 같은 구성되어 있는 종래의 로봇 청소기를 이용하여 청소를 할때는, 사용자가 동작버튼을 누르면 충전 밧데리(16)의 전원이 팬 모터(2)에 인가되어 팬 모터(2)가 구동이 되어 지는데, 그와 같이 구동되어지는 팬 모터(2)에 의해 필터 컨테이너(4)에 흡입력이 발생되고, 그 흡입력에 의해 바닥(6)의 먼지나 오물이 흡입헤드(8)로 흡입된 후, 흡입관(5)을 통하여 필터(3)에서 포집되어 진다.When cleaning using a conventional robot cleaner configured as described above, when the user presses the operation button, the power of the charging battery 16 is applied to the fan motor 2 to drive the fan motor 2, A suction force is generated in the filter container 4 by the fan motor 2 driven as described above, and dust or dirt on the bottom 6 is sucked into the suction head 8 by the suction force. Is collected by the filter (3).

또한, 제어수단(21)의 제어신호에 의해 구동바퀴(9)를 구동시켜서 청소기 본체(1)를 이동시킴에 따라 일정영역의 청소가 자동으로 이루어지게 된다.In addition, the cleaning of a predetermined area is automatically performed by moving the cleaner body 1 by driving the driving wheel 9 by the control signal of the control means 21.

한편, 자동청소를 수행하는 동안 충전 밧데리(16)의 전압레벨이 도시생략된 전압감지부를 통해 감지되고, 제어수단에서 전압감지부를 통해 감지된 충전 밧데리(16)의 전압레벨이 설정된 소정레벨 이하로 되면 제어수단에 의해 자동청소기의 청소가 정지되는 한편, 제어수단은 현재위치를 내부 메모리에 기억시킨 다음, 메모리에 저장되어 있는 복귀조정에 의해 청소기를 복귀시키기 위한 제어신호를 발 생한다.Meanwhile, during the automatic cleaning, the voltage level of the charging battery 16 is detected through the voltage sensing unit, not shown, and the voltage level of the charging battery 16 detected by the voltage sensing unit in the control unit is lower than or equal to the predetermined level. When the cleaning means is stopped by the control means, the control means stores the current position in the internal memory, and then generates a control signal for returning the cleaner by the return adjustment stored in the memory.

따라서, 제어수단의 제어신호에 의해 청소기 본체(1)가 전원단자부(14)측으로 이동되고, 청소기 본체(1)가 전원단자부(14)의 근처에 이르면, 전원단자부(14)의 하측에 설치된 발광부(19)에서 발광되는 광신호가 충전단자부(12)의 하측에 설치된 수광부(20)에서 수광되고, 그 수광부(20)에서 수광되는 광신호에 의해 제어수단이 구동바퀴(9)를 구동제어함으로써, 충전단자부(12)가 전원단자부(14)측으로 접근된다.Therefore, when the cleaner main body 1 is moved toward the power terminal 14 by the control signal of the control means, and the cleaner body 1 reaches the vicinity of the power supply terminal 14, light emission provided under the power supply terminal 14 is emitted. The optical signal emitted from the unit 19 is received by the light receiving unit 20 provided below the charging terminal unit 12, and the control means drives and controls the driving wheel 9 by the optical signal received by the light receiving unit 20. The charging terminal part 12 approaches the power terminal part 14 side.

그 다음, 충전단자부(12)의 충전단자(11)가 전원단자부(14)의 접속단자(15)에 접촉이 되고, 전원단자부(14)에 의해 공급되어지는 전원에 의해 청소기 본체(1) 내의 충전 밧데리(16)의 충전이 이루어진다.Then, the charging terminal 11 of the charging terminal unit 12 is brought into contact with the connection terminal 15 of the power supply terminal unit 14, and the inside of the cleaner main body 1 by the power supplied by the power supply terminal unit 14. The charging battery 16 is charged.

한편, 청소기 본체(1) 내의 충전 밧데리(16)가 충전되는 동안, 전압감지부를 통해 충전 밧데리(16)에 충전되는 전압레벨이 감지되어 제어수단으로 제공되고, 제어수단은 전압감지부를 통해 감지되는 충전 밧데리(16)의 전압레벨이 설정된 소정레벨 이상이 되면 구동바퀴(9)를 구동제어함으로써, 청소기 본체(1)가 전원단자부(14)로부터 분리된 다음, 청소기 본체(1)의 내부 메모리에 저장된 위치로 이동되어 청소작업을 계속 수행하게 된다.On the other hand, while the charging battery 16 in the cleaner body 1 is being charged, the voltage level charged in the charging battery 16 through the voltage sensing unit is detected and provided to the control means, and the control means is sensed through the voltage sensing unit. When the voltage level of the charging battery 16 reaches a predetermined level or more, the drive wheel 9 is driven to be controlled so that the cleaner main body 1 is separated from the power supply terminal unit 14 and then stored in the internal memory of the cleaner main body 1. It will be moved to the saved location to continue cleaning.

그리고, 청소기가 이동할때는 2개의 구동바퀴(9)를 동시에 정,역회전시켜서 전진 또는 후진이 이루어지고, 청소기가 회전할때는 1개의 구동바퀴(9)는 고정시키고 다른쪽의 구동바퀴(9)를 회전시켜서 원하는 방향으로 회전시키며, 다른 방향으로 전진 또는 후진시킬때는 회전동작을 먼저 실시한 후에 전진 또는 후진을 하게되 는데, 이와 같이 청소기가 다른 방향으로 이동을 할 때 반드시 회전동작을 실시한 후에 이동을 하여야 하므로 신속한 기동성을 확보하도록 설계하는데 어려움이 있는 문제점이 있었다.Then, when the cleaner moves, two driving wheels 9 are simultaneously rotated forward and backward to move forward or backward. When the cleaner rotates, one driving wheel 9 is fixed and the other driving wheel 9 is fixed. Rotate in the desired direction, and when moving forward or backward in the other direction, the rotation operation is performed first, and then forward or backward. When the cleaner moves in the other direction, it must be moved after the rotation operation. Therefore, there was a problem in designing to ensure fast maneuverability.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 청소기의 전후진과 회전 및 다른방향으로의 이동을 즉시 실시할 수 있도록 하여 기동성이 증대되어 지도록 하는데 적합한 로봇 청소기의 주행장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention devised in view of the above problems is to provide a traveling device for a robot cleaner suitable for increasing mobility by allowing the cleaner to immediately move forward and backward and rotate and move in different directions.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 자동으로 충전과 청소가 이루어지는 로봇 청소기에 있어서, 상기 청소기 본체의 하면 외측에 120˚ 간격을 두고 상기 청소기 본체의 중심을 향하는 방사상으로 설치되어 정위치에서 회전하는 3개의 회전축과; 상기 3개의 회전축에 각각 결합되는 3개의 옴니 드라이빙 휠을 포함하여 구성되어 전후이동과 회전 및 좌우이동이 즉시 수행될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 주행장치가 제공된다.In the robot cleaner which is automatically charged and cleaned in order to achieve the object of the present invention as described above, it is installed radially toward the center of the cleaner body at a 120 ° interval on the outside of the lower surface of the cleaner body to rotate in place Three rotating shafts; The robot cleaner cleaner includes three omni driving wheels respectively coupled to the three rotation shafts so that forward and backward movements and rotation and left and right movements can be performed immediately.

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이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 로봇 청소기의 주행장치를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the embodiment of the accompanying drawings, the traveling device of the present invention robot cleaner configured as described above in detail as follows.

도 3은 본 발명의 주행장치를 가지는 로봇 청소기의 저면도이고, 도 4는 본 발명의 옴니 드라이빙 휠을 보인 사시도로서, 도시된 바와 같이 로봇 청소기를 이루는 기본적인 구성은 도 1과 동일하므로 동일부분에 대하여는 동일부호를 부여하 고 자세한 설명은 생략한다.Figure 3 is a bottom view of the robot cleaner having a traveling device of the present invention, Figure 4 is a perspective view of the omni driving wheel of the present invention, as shown in the basic configuration of the robot cleaner as shown in Figure 1 the same part The same reference numerals are used for the description, and detailed description is omitted.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 먼지흡입구조는 청소기 본체(1)의 하면 가장자리에 각각 별도로 구동되는 3개의 옴니 드라이빙 휠(101)을 중심을 향하도록 방사형으로 설치하여 구성된다.As shown, the dust suction structure of the robot cleaner according to the present invention is configured by radially installing three omni driving wheels 101 which are driven separately on the bottom edge of the cleaner body 1 toward the center.

상기 옴니 드라이빙 휠(101)은 원판체로된 메인 휠(111)과, 그 메인 횔(111) 보다 직경이 작으며 메인 휠(111)의 외주면을 따라 회전가능하게 직교되도록 설치되는 다수개의 보조 휠(112)로 구성되어 있다. The omni driving wheel 101 has a main wheel 111 made of a disc, and a plurality of auxiliary wheels having a diameter smaller than that of the main wheel 111 and rotatably orthogonal along the outer circumferential surface of the main wheel 111 ( 112).

상기 옴니 드라이빙 휠(101)은 각각 120°간격으로 설치되는 것이 바람직하다.The omni driving wheels 101 are preferably installed at 120 ° intervals, respectively.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명에 따른 주행장치를 가지는 로봇 청소기에 의한 자동청소가 이루어지는 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of automatic cleaning by the robot cleaner having the traveling device according to the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 사용자가 동작버튼을 누르면 충전 밧데리(16)의 전원이 팬 모터(2)에 인가되어 팬 모터(2)가 구동이 되고, 그와 같이 구동되어지는 팬 모터(2)에 의해 필터 컨테이너(4)에 흡입력이 발생되며, 그 흡입력에 의해 바닥(6)의 먼지나 오물이 청소기 본체(1)의 하면 중앙부에 형성된 흡입헤드(8)를 통하여 흡입되어 지고, 그와 같이 흡입된 먼지나 오물은 흡입관(5)을 통하여 필터(3)에서 포집되어 진다.First, when the user presses the operation button, the power of the charging battery 16 is applied to the fan motor 2 so that the fan motor 2 is driven, and the filter container ( 4) A suction force is generated, and dust or dirt on the bottom 6 is sucked through the suction head 8 formed at the center of the lower surface of the cleaner main body 1 by the suction force. Is collected in the filter (3) through the suction pipe (5).

도 5는 상기와 같이 청소기에서 청소가 이루어질 때 청소영역을 주행하는 동작을 보인 것으로, 청소기가 직진을 할 때는 a)와 같이 맨 앞의 옴니 드라이빙 휠(101')은 구동되지 않고 뒤쪽 2개의 옴니 드라이빙 휠(101")(101"')들은 회전을 하여 전진 또는 후진을 하며, 이때 맨 앞의 옴니 드라빙 휠(101')은 메인 휠(111) 은 구동되지 않는 상태에서 보조 휠(112)만 구르게 된다.5 shows an operation of driving the cleaning area when the cleaning is performed in the cleaner as described above, when the cleaner goes straight, the first omni driving wheel 101 'is not driven as shown in a). The driving wheels 101 " and 101 " 'are rotated to move forward or backward. In this case, the front omni driving wheel 101' has the auxiliary wheel 112 without the main wheel 111 being driven. Only rolls.

그리고, 청소기가 회전을 할 때는 b)와 같이 1개의 옴니 드라이빙 휠(101"')의 구동을 멈춘 상태에서 나머지를 회전하고자 하는 방향의 옴니 드라이빙 휠(101')(101")을 구동시켜서 청소기 본체(1)를 회전시키게 된다.When the cleaner rotates, the omni driving wheels 101 'and 101 " are driven in the direction in which one of the omni driving wheels 101 "' is stopped as shown in b). The main body 1 is rotated.

또한, 청소기가 우측방향으로 이동을 할 때는 c)와 같이 우측에 있는 옴니 드라이빙 휠(101"')의 구동을 멈추고, 나머지 2개의 옴니 드라이빙 휠(101')(101")을 구동시켜서 우측으로 이동을 하고, 이때 구동을 멈춘 드라이빙 휠(101"')은 메인 휠(111)이 구동되지 않은 상태에서 보조 휠(112)만 구르게 된다.In addition, when the cleaner moves to the right direction, the driving of the omni driving wheel 101 "'on the right side as shown in c) is stopped, and the other two omni driving wheels 101' and 101" are driven to the right. In this case, the driving wheel 101 ″ ′ that stops driving rolls only the auxiliary wheel 112 in a state in which the main wheel 111 is not driven.

청소기가 좌측방향으로 이동을 할 때는 상기 우측으로 이동할때의 반대로 동작이 된다.When the cleaner moves to the left side, the cleaner moves in the opposite direction to the right side.

즉, 청소기가 다른 방향으로 이동을 할 때는 이동하고자 하는 방향으로 회전을 하지 않고도 옴니 드라이빙 휠(101)들을 구동시켜서 즉시 이동함으로써, 기동성있는 청소가 이루어지게 된다. That is, when the cleaner moves in the other direction, the omni driving wheels 101 are driven immediately without being rotated in the direction to be moved, thereby making the mobile cleaning possible.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 로봇 청소기의 주행장치는 청소기 본체의 하면 외측에 3개의 옴니 드라이빙 휠을 설치하되, 중심을 향하도록 방사형으로 설치하고, 그 각각의 옴니 드라이빙 휠을 각각 구동하는 것에 의해 전후진과 회전 및 좌우이동을 즉시 수행할 수 있도록 하여, 청소시 기동성이 증대됨에 따라 청소효율이 향상되는 효과가 있다.As described above in detail, the traveling device of the robot cleaner according to the present invention is provided with three omni driving wheels on the outer side of the lower surface of the cleaner body, radially installed to face the center, and driving the respective omni driving wheels. As a result, since the forward and backward movements and rotation and the left and right movements can be performed immediately, the cleaning efficiency is improved as the maneuverability is increased during cleaning.

Claims

In the robot cleaner 1, which is automatically charged and cleaned,

Three rotating shafts (102) rotated in a radially installed position toward the center of the cleaner body at an interval of 120 ° outside the lower surface of the cleaner body;

It is formed of a plurality of auxiliary wheels 112, the main wheel 111 of the disc body and at equal intervals so as to be orthogonal along the outer circumferential surface of the main wheel 111 and having a smaller diameter than the main wheel 111, Including an omni driving wheel 101 coupled to the rotary shaft 102,

The traveling device of the robot cleaner, characterized in that configured to be able to immediately move back and forth and rotation and left and right movement.

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