KR102324204B1

KR102324204B1 - 로봇 청소기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR102324204B1
Application number: KR1020150011305A
Authority: KR
Inventors: 김홍준; 강진우; 송석훈; 이주상; 윤희석; 이기용
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2021-11-10
Also published as: US20160214260A1; US9914219B2; EP3047773B1; KR20160091087A; EP3047773A1

Abstract

벽면추종을 기반으로 하는 로봇 청소기 및 그 제어방법이 개시된다. 개시된 로봇 청소기는 벽면을 감지하여 벽면감지신호를 생성하는 제1 감지부; 상기 벽면과의 접촉에 의해 제1 접촉신호를 생성하는 제2 감지부; 상기 제1 및 제2 감지부가 배치되며, 피청소면을 주행하기 위한 구동부를 포함하는 청소기 본체; 및 상기 청소기 본체에 탑재되어 상기 제1 및 제2 감지부와 상기 구동부에 전기적으로 연결되는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 일 방향으로 이동하는 로봇 청소기가 상기 벽면감지신호에 의해 상기 벽면을 따라 이동하고, 미리 설정한 시간 내에 상기 제1 접촉신호가 생성되지 않으면 상기 로봇 청소기가 상기 벽면과 접촉하도록 제1 방향으로 회전하고, 상기 생성된 제1 접촉신호에 대응하여 상기 로봇 청소기가 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전하여 상기 벽면과 이격되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇 청소기 및 그 제어방법{Robot cleaner and control method thereof}

본 발명은 청소하고자 하는 구역을 스스로 주행하면서 청소를 하는 로봇 청소기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벽면추종을 기반으로 벽면과 로봇 청소기 사이의 영역을 포함하여 전체 청소구역을 고르게 청소할 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

로봇 청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 영역을 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 영역을 자동으로 청소하는 장치이다.

이러한 로봇 청소기는 각종 센서 등을 통해 청소 영역 내에 위치하는 장애물 또는 벽을 감지하고, 감지 결과를 이용하여 로봇 청소기의 주행 경로 및 청소 동작을 제어하게 된다.

로봇 청소기는 미리 설정된 주행 패턴대로 주행하면서 청소 작업을 반복적으로 수행하는바, 청소 영역에 장애물이 존재하거나 일정거리 이상의 벽이 존재하는 경우 벽면추종(wall following)을 하면서 장애물 또는 벽과 바닥이 접하는 부분에 대한 청소 작업을 수행한다.

이러한 벽면추종(wall following)을 위하여 로봇 청소기는 일반적으로 벽면이나 장애물과의 충돌에 의해 범퍼가 눌렸을 때 작동하는 범퍼센서가 사용되거나 거리센서가 사용된다.

로봇 청소기에 범퍼센서가 사용되는 경우, 범퍼센서의 의한 범퍼 신호가 감지되면 로봇 청소기는 후진 후에 다시 벽면에 접근하여 벽면추종을 하므로 시간적으로 비효율적이라는 문제점이 있었다.

로봇 청소기에 거리센서가 사용되는 경우, 벽면이나 장애물에 의해 충돌하지 않고 근접하여 벽면추종을 하지만 센서의 유효 감지 영역이 제한적이고 오차가 있기 때문에 벽면 및 장애물과 로봇 청소기 사이의 일정 영역은 청소하지 못하는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 접촉센서를 이용하여 벽면 또는 장애물과 접촉하여도 후진 없이 접촉센서가 단계별로 생성하는 접촉신호에 따라 각각의 단계에 대응하는 각속도로 회전하여 벽면을 추종함으로써 벽면과 로봇 청소기 사이의 모든 영역을 청소할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는,

벽면을 감지하여 벽면감지신호를 생성하는 제1 감지부; 상기 벽면과의 접촉에 의해 제1 접촉신호를 생성하는 제2 감지부; 상기 제1 및 제2 감지부가 배치되며, 피청소면을 주행하기 위한 구동부를 포함하는 청소기 본체; 및 상기 청소기 본체에 탑재되어 상기 제1 및 제2 감지부와 상기 구동부가 전기적으로 연결되는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 일 방향으로 이동하는 로봇 청소기가 상기 벽면감지신호에 의해 상기 벽면을 따라 이동하고, 미리 설정한 시간 내에 상기 제1 접촉신호가 생성되지 않으면 상기 로봇 청소기가 상기 벽면과 접촉하도록 제1 방향으로 회전하고, 상기 생성된 제1 접촉신호에 대응하여 상기 로봇 청소기가 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 회전하여 상기 벽면과 이격되도록 상기 구동부를 제어하는 로봇 청소기를 제공할 수 있다.

상기 제1 감지부는 상기 청소기 본체의 전방에 배치되는 복수의 거리센서일 수 있다.

상기 제2 감지부는, 상기 청소기 본체에 탄력적으로 힌지 연결되며, 상기 청소기 본체의 외곽보다 더 돌출 되도록 배치되는 복수의 회전유닛; 상기 제1 접촉신호를 생성하는 제1 센서; 및 상기 제1 접촉신호 생성 후 상기 청소기 본체의 내부로 미리 설정된 각도만큼 회동하는 복수의 회전유닛을 감지함에 따라 제2 접촉신호를 생성하는 제2 센서;를 포함할 수 있다.

상기 복수의 회전유닛의 회동구간은 상기 청소기 본체의 외곽보다 더 돌출되는 초기위치부터 상기 청소기 본체 내측으로 인입되어 상기 제2 접촉신호가 생성되는 위치까지일 수 있다.

상기 복수의 회전유닛은 외측면이 만곡 돌출될 수 있다.

상기 제1 센서는 상기 복수의 회전유닛의 외측면에 배치될 수 있다.

상기 제1 센서는 적어도 하나의 촉각센서일 수 있다.

상기 제1 센서는 상기 청소기 본체에 배치되며, 상기 복수의 회전유닛에 대하여 상기 제2 센서 보다 더 가까운 위치에 설정될 수 있다.

상기 제1 센서는 광센서일 수 있다.

상기 제2 센서는 상기 복수의 회전유닛에 의해 가압되어 상기 제2 접촉신호를 생성하는 마이크로 스위치일 수 있다.

상기 제2 센서는 상기 청소기 본체 내부로 인입되는 상기 복수의 회전유닛을 감지하는 광센서일 수 있다.

상기 복수의 회전유닛은 저면에 보조브러시유닛이 회전 가능하게 결합할 수 있다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어방법은, 일 방향으로 이동하는 로봇 청소기에 의해 벽면이 감지되는 (a)단계; 상기 벽면을 따라 로봇 청소기를 이동시키는 (b)단계; 상기 벽면과의 접촉에 의해 로봇 청소기에 구비된 제1 센서가 온되거나, 미리 설정한 시간 내에 상기 제1 센서가 온되지 않으면 상기 로봇 청소기를 상기 벽면과 접촉하도록 제1 방향으로 회전시켜 상기 제1 센서를 온시키는 (c)단계; 상기 로봇 청소기를 이동 중에 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 제1 각속도로 회전시켜 상기 제1 센서를 오프시키는 (d)단계; 및 상기 제1 센서 오프 후, 미리 설정된 시간 내에 제1 센서가 온되지 않으면 상기 로봇 청소기를 상기 벽면과 접촉하도록 상기 제1 방향으로 회전시켜 상기 제1 센서를 온시키는 (e)단계;를 포함할 수 있다.

상기 (d)단계에서 상기 제1 센서가 오프되지 않고 상기 로봇 청소기에 구비된 제2 센서가 온되면, 상기 제1 각속도보다 큰 제2 각속도로 상기 제2 방향으로 회전시켜 상기 제2 센서 및 제1 센서를 순차적으로 오프시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 (d)단계에서 상기 제1 센서가 오프되지 않고 상기 로봇 청소기에 구비된 제2 센서가 온된 후, 상기 제2 센서의 온상태가 미리 설정된 시간을 초과하여 지속되면 상기 로봇 청소기를 후진시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 각속도는 각각 선형적으로 증감할 수 있다.

상기 제1 및 제2 각속도는 각각 선형적으로 증감하는 각가속도에 따라 증감할 수 있다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어방법은, 일 방향으로 이동하는 로봇 청소기에 의해 벽면이 감지되는 (a)단계; 상기 벽면을 따라 로봇 청소기를 이동시키는 (b)단계; 상기 벽면과의 접촉에 의해 로봇 청소기에 구비된 제1 센서가 온되거나, 미리 설정한 시간 내에 상기 제1 센서가 온되지 않으면 상기 로봇 청소기를 상기 벽면과 접촉하도록 제1 방향으로 회전시켜 상기 제1 센서를 온시키는 (c)단계; 상기 로봇 청소기를 이동 중에 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 제1 각속도로 회전시켜 상기 제1 센서를 오프시키는 (d)단계; 및 상기 제1 센서 오프 후, 미리 설정된 시간 내에 제1 센서가 온되지 않으면 상기 로봇청소기를 상기 벽면과 접촉하도록 상기 제1 방향으로 회전시켜 상기 제1 센서를 온시키는 (e)단계;를 포함하며, 상기 (b)단계 내지 (e)단계에서 상기 벽면에 접하지 않은 상기 로봇 청소기의 일측에 배치되어 장애물과의 접촉을 감지하는 제3 센서 또는 제4 센서가 온되면, 상기 로봇 청소기를 후진시킨 후 상기 일측 방향으로 회전시킬 수 있다.

상기 일측 방향으로 회전시킨 로봇청소기를 전방으로 이동시켜 상기 벽면에 다시 접근시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 저면도이다.
도 2는 도 1에서 도시된 로봇 청소기를 나타내는 평면도이다
도 3은 도 1에서 도시된 로봇 청소기를 나타내는 측면도이다.
도 4a 및 4b는 도 1에서 도시된 로봇 청소기의 A부분을 확대한 저면도이다.
도 5a 및 5b는 도 4a 및 4b에서 도시한 A부분의 다른 실시예를 확대한 저면도이다.
도 6은 도 1에서 도시된 보조브러시유닛을 나타내는 평면도이다.
도 7은 제1 및 제2 센서의 일 예를 나타내는 광센서을 나타내는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 블록도를 나타내는 도면이다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제1 및 제2 접촉신호 생성을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 벽면추종의 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 벽면추종을 단계를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 11의 벽면추종시 발생하는 궤적을 나타내는 평면도이다.
도 13은 좌측 벽면추종모드를 개시하는 경우의 로봇 청소기의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 우측 벽면추종모드를 개시하는 경우의 로봇 청소기의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 각속도와 각가속도가 증가하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 최초 각속도로부터 최종 각속도에 이르기까지의 각속도와 각가속도의 변화하는 과정을 설명하는 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)를 나타내는 저면도이고, 도 2는 도 1에서 도시된 로봇 청소기(1)를 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 1에서 도시된 로봇 청소기(1)를 나타내는 측면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 제1 감지부(20)가 벽면감지신호를 생성하고, 제2 감지부(100)가 추종하는 벽면과의 접촉에 따라 제1 및 제2 접촉신호를 생성하고, 제1 및 제2 접촉신호 각각에 대응하는 상이한 각속도에 따라 회전하도록 제어함에 따라 벽면을 부드럽게 추종함으로써 벽면과 로봇 청소기(1) 사이의 모든 영역을 효율적으로 청소할 수 있도록 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 벽면을 감지하여 벽면감지신호를 생성하는 제1 감지부(20), 벽면과의 접촉에 의해 제1 및 제2 접촉신호를 생성하는 제2 감지부(100), 제1 및 제2 감지부(20, 100)가 배치되며 피청소면을 주행하기 위한 구동부(40)를 포함하는 청소기 본체(10), 바닥에 존재하는 먼지를 쓸어 흡입구로 유도하는 메인브러시유닛(30), 본체(10)를 구동시키기 위한 구동 전원을 공급하는 전원부(50), 본체(10)를 구동시키는 구동부(40)를 포함한다.

제1 감지부(20)는 로봇 청소기(1)의 전방에 배치되어 복수의 거리센서로 구성될 수 있으며 로봇 청소기(1)가 벽면추종모드에 따라 추종하게 될 벽면을 감지할 수 있다. 예를 들어 로봇 청소기(1)가 정해진 경로 없이 일 방향으로 이동하는 경우, 복수의 거리센서로 구성되는 제1 감지부(20)는 주위의 벽면을 감지하여 벽면감지신호를 생성할 수 있다. 생성된 벽면감지신호에 따라 로봇 청소기(1)는 상기 벽면을 따라 이동할 수 있다. 제1 감지부(20)는 이 밖에 근접 센서 또는 비전 센서를 포함하여 다양한 방식으로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제2 감지부(100)는 청소기 본체에 탄력적으로 힌지 연결되며, 로봇 청소기(1) 본체(10)의 외곽보다 더 돌출 되도록 배치될 수 있다.

이러한 구성에 의한 제2 감지부(100)는 로봇 청소기(1)에 의해 추종되는 벽면에 접촉되어 제1 및 제2 접촉신호를 생성할 수 있다. 이러한 제2 감지부는 촉각센서, 광센서, 마이크로스위치 중 하나를 포함하여 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

한편, 제2 감지부(100)는 보조브러시유닛(140)이 회전가능하게 설치될 수 있다. 이러한 제2 감지부(100)에 대해서는 도 4a 내지 5b를 참조하여 후술하도록 한다.

본체(10)는 로봇 청소기(1)의 외관을 형성하고 로봇 청소기(1)를 작동시키는 각종 부품이 내부에 배치될 수 있다.

메인브러시유닛(30)은 본체(10) 하측의 중앙 영역에서 상방(F)으로 치우친 부분에 형성된 개구(미도시)에 장착된다. 메인브러시 유닛(30)은 본체(10)가 놓여 있는 바닥에 쌓인 먼지 등의 이물질을 청소한다.

메인브러시유닛(30)이 설치되는 본체(10) 하측의 개구는 먼지 유입구(33)가 된다. 메인브러시유닛(30)은 롤러(31)와, 롤러(31)의 외부면에 배치되어있는 메인브러시(32)로 구성될 수 있다.

롤러(31)가 회전함에 따라 메인브러시(32)는 바닥에 쌓인 먼지를 휘저어 먼지 유입구(33)로 유도한다. 롤러(31)는 강체로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

메인브러시(32)는 탄성력을 가지는 다양한 재질로 형성될 수 있다. 도면에 도시되지 않았으나 먼지 유입구(33)의 내부에는 흡입력을 발생시키는 송풍장치(미도시)가 마련되어, 먼지 유입구(33)로 유입된 먼지를 집진장치(미도시)로 이동하게 한다.

전원부(50)는 본체(10)와 본체(10)에 장착된 각종 부품을 구동시키기 위한 각 구동 장치와 전기적으로 연결되어 구동 전원을 공급하는 배터리를 포함한다. 배터리는 재충전이 가능한 2차 배터리로 마련되며, 본체(10)가 청소 과정을 완료하고 도킹스테이션(미도시)에 결합된 경우 도킹스테이션(미도시)으로부터 전력을 공급받아 충전될 수 있다.

구동부(40)(40)는 구동바퀴(41, 42) 및 캐스터(43)를 포함한다.

구동바퀴(41, 42)는 본체(10) 하부의 중앙 영역의 좌우 가장자리에 서로 대칭적으로 두 개가 배치될 수 있다. 구동바퀴(41, 42)는 청소를 수행하는 과정에서 전진, 후진 및 회전주행 등의 이동 동작이 가능할 수 있도록 구성될 수 있다.

주행방향을 기준으로 본체(10) 하부의 전방이나 후방 가장자리에 캐스터(43)가 설치되어, 로봇 청소기(1)가 이동하는 바닥 상태에 따라 회전하는 각도가 변화함으로써 본체(10)가 안정된 자세를 유지할 수 있도록 한다. 구동바퀴(41,42)와 캐스터(43)는 하나의 어셈블리로 구성되어 본체(10)에 착탈 가능하게 장착될 수 있다.

디스플레이부(60)는 로봇 청소기(1)의 상면에 배치되어 로봇 청소기(1)의 각종 상태를 나타낼 수 있다. 예를 들면 배터리 충전 상태 또는 집진장치(55)에 먼지가 가득 찼는지 여부, 로봇 청소기(1)의 청소 모드, 벽면추종모드, 휴면 모드 등을 나타낼 수 있다

또한, 도면에는 도시되지 않았으나 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 입력부를 구비하여 사용자로부터 예를 들면, 청소 모드, 벽면추종모드, 휴면 모드 또는 전원 on/off 등의 명령을 입력받을 수 있다.

도 4a 및 4b는 도 1에서 도시된 로봇 청소기(1)의 A부분을 확대한 도면이다.

도 4a 및 4b를 참조하면, 제2 감지부(100a, 101a)는 예를 들면, 회전유닛(110), 제1 센서(120, 150) 및 제2 센서(130, 150)를 포함한다.

회전유닛(110)은 로봇 청소기(1)의 본체(10) 내측에 탄력적으로 힌지 연결되어 로봇 청소기(1)의 외곽보다 더 돌출되도록 배치될 수 있다.

구체적으로, 회전유닛(110)은 로봇 청소기(1)의 전면 및 일 측면으로부터 돌출될 수 있으며, 본체(10)의 내측에 배치되는 탄성부재에 의해 로봇 청소기(1)의 외측방향으로 지지될 수 있다.

이와 같이 구성된 회전유닛(110)은 로봇 청소기의 본체(10)가 벽면에 접촉하는 순간 로봇 청소기의 본체(10)보다 먼저 벽면과 접촉할 수 있다. 또한, 로봇 청소기 본체(10)의 외곽보다 더 돌출되는 초기위치(A 위치)부터 로봇 청소기 본체(10) 내측으로 최대한 인입된 위치(B 위치)까지 힌지 연결부(114)를 중심으로 왕복 회전할 수 있다.

또한, 회전유닛(110)은 외측면(111)이 만곡 돌출될 수 있다. 구체적으로, 회전유닛(110)은 로봇 청소기(1)의 전면으로부터 일 측면의 외곽을 따라 만곡 돌출되어 연장될 수 있다. 회전유닛(110)은 힌지 연결부(114)가 전면에 배치될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 일 측면에 배치될 수 있다. 이에 따라, 벽면과 로봇 청소기의 이동방향과의 각도가 매우 작은 경우라도 로봇 청소기의 본체(10)보다 회전유닛(110)이 먼저 벽면과 접촉할 수 있다.

또한, 로봇 청소기(1)가 벽면을 계속해서 가압하는 경우 회전유닛(110)은 로봇 청소기(1)의 내측으로 즉, 로봇 청소기(1) 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12) 사이에 인입될 수 있다. 인입된 회전유닛(110)은 로봇 청소기(1)가 더 이상 벽면과 접촉하지 않게 되면, 탄성부재(미도시)에 의해 다시 로봇 청소기(1)의 외측으로 돌출될 수 있다.

제2 감지부(100a)는 예를 들면, 제1 센서(120, 150) 중 회전유닛(110)의 외측면(111)에 배치되며 적어도 하나의 촉각센서(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로 제1 센서(120, 150)를 구성하는 촉각센서(120)는 회전유닛(110)의 외측면(111)을 감싸도록 배치될 수 있으며 이에 따라, 로봇 청소기(1)가 벽면으로 이동하는 경우 벽면과 접촉에 의해 제1 접촉신호를 생성할 수 있다. 이와 같은 촉각센서는 회전유닛(110)의 외측면(111)을 감싸도록 배치됨에 따라 회전유닛(110)의 임의의 지점이 벽면과 접촉하여도 제1 접촉신호를 생성할 수 있다.

한편, 제2 감지부(101a)는 다른 예를 들면, 제1 센서(120, 150) 중 광센서(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로 광센서(150)는 발광부(151)와 수광부(152)로 구성될 수 있으며 발광부(151)로부터 방출된 후 물체에 반사되어 수광부(152)에 도달하는 방출광의 변화량 또는 수광위치(P1, P2)의 변화에 의해 동작할 수 있다. 이러한 광센서(150)는 청소기 본체(10)에 배치될 수 있으며, 회전유닛(110)의 일면도 배치될 수 있다. 광센서(150)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 7을 참조하여 후술한다.

제1 센서(120, 150)는 촉각센서(120) 또는 광센서(150)로 구성되는 것으로 설명을 하였으나 이에 한정되지 않는다.

제2 감지부(100a)는 예를 들면, 제2 센서(130, 150) 중 로봇 청소기(1)의 내부에 배치되는 마이크로 스위치(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 제2 센서(130, 150)를 구성하는 마이크로 스위치(150)는 로봇 청소기(1)의 내부로 인입하는 회전유닛(110)의 내측면(112)에 가압 되어 제2 접촉신호를 생성할 수 있다.

한편, 제2 감지부(101a)는 다른 예를 들면, 제2 센서(130, 150) 중 로봇 청소기(1)의 내부에 배치되는 광센서(150)로 구성될 수 있다. 이러한 광센서(150)는 제1 센서를 구성하는 광센서(150)의 구성과 동작이 유사하므로 설명을 생략한다.

상술한 제2 센서(130, 150)는 마이크로 스위치(130)로 또는 광센서(150) 중 하나로 구성되는 것을 설명하였으나 이에 한정되지 않는다.

도 5a 및 5b는 도 4a 및 4b에서 도시한 A부분의 다른 실시예를 나타내는 확대 저면도이다.

도 5a 및 5b를 참조하면, 제2 감지부(102a, 103a)는 다른 예를 들면, 회전유닛(110), 제1 센서(120, 150), 제2 센서(130, 150) 및 보조브러시유닛(140)을 포함한다. 제2 감지부(102a, 103a)는 일 예에 따른 제2 감지부(100a, 101a)에 보조브러시유닛(140)이 추가로 포함된다는 점에서 차이를 보인다.

이하, 일 예에 따른 제2 감지부(100a, 101a)와 중복되는 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

다른 실시예에 따른 제2 감지부(102a, 103a)는 저면(113)에 보조브러시유닛(140)이 설치된 회전유닛(110)을 포함한다. 보조브러시유닛(140)이 회전유닛(110)의 저면에 설치되는 것으로 설명을 하였으나 이에 한정되지 않는다.

이러한 구성에 의할 경우, 회전유닛(110)의 저면(113)에 설치된 보조브러시유닛(140) 로봇 청소기(1)가 벽면추종을 하는 동안, 바닥에 쌓인 먼지를 휘저어 먼지 유입구(33)로 유도할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(1)가 벽면추종을 하는 동안 벽면과 로봇 청소기(1) 사이의 영역에 쌓인 먼지를 유입구(33)로 유도하여 청소의 효율을 높일 수 있다. 회전유닛(110)에 설치된 보조브러시유닛(140)은 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6은 도 1에서 도시된 보조브러시유닛(140)을 나타내는 평면도이다.

도 6을 참조하면, 보조브러시유닛(140)은 회전유닛(110)의 저면(113)에 배치될 수 있다. 보조브러시유닛(140)의 반경 방향 외측으로 브러시 암(142)이 연장되어 형성된다. 회전축(143)에는 브러시 암(142)이 결합하고 브러시 암(142)에는 브러시(141)가 결합할 수 있다.

브러시(141)는 제1 센서가 벽면과 원활히 접촉하여 제1 접촉신호를 생성할 수 있도록 부드러운 소재로 구성될 수 있다.

회전축(143)은 모터(미도시)에 전기적으로 연결되어 회전력을 전달받을 수 있다. 회전축(143)을 통하여 모터(미도시)로부터 회전력을 전달받은 보조브러시유닛(140)이 회전함에 따라 벽면 인접부 등에 쌓인 먼지를 본체(10)의 중앙 영역으로 쓸어 모으거나, 분산시키게 된다. 이에 따라, 청소 영역이 넓어져, 벽면 인접부나 바닥의 구석 부분까지 청소할 수 있다.

도 7은 제1 및 제2 센서의 일 예를 나타내는 광센서(150)를 나타내는 측면도이다.

도 7을 참조하면, 광센서(150)는 발광부(151)와 수광부(152)로 구성될 수 있다. 이러한 구성의 광센서(150)는 발광부(151)로부터 방출된 후 물체에 반사되어 수광부(152)에 도달하는 방출광의 광 변화량 또는 수광위치(P1, P2)의 위치 변화를 감지하여 동작할 수 있다.

광센서(150)는 예를 들면, 청소기 본체(10)에 배치되어 피 청소 바닥면(F)으로 방출광을 조사하면, 조사된 방출광은 제1 궤적(153-1)을 따라 피 청소 바닥면으로부터 반사되어 수광부(152)로 입사할 수 있다. 제1 궤적(153-1)을 따라 반사된 방출광은 수광부(152)내의 제1 수광위치(P1)에 상을 맺을 수 있다. 이때, 회전유닛(110)은 벽면과의 접촉에 의해 제1 위치(A)를 이탈하여 로봇 청소기의 내부로 인입하면서 방출광의 제1 궤적(153-1)에 위치하게 될 수 있다. 이에 따라, 청소기 본체(10)에 위치한 광센서(150)의 발광부(151)가 방출한 방출광은 제2 궤적(153-2)을 따라 회전유닛(110)의 일면(113)으로부터 반사되어 수광부(152)로 입사되며, 제2 수광위치(P2)에 상을 맺을 수 있다.

이 경우, 회전유닛(110)은 피청소의 바닥면(F)보다 광센서(150)에 더 근접하여 위치하므로, 회전유닛(110)의 일면(113)으로부터 반사된 방출광의 반사량은 피청소의 바닥(F)면으로부터 반사된 방출광의 반사량보다 더 많을 수 있다. 광센서(150)는 이러한 반사량의 차이를 감지하여 제1 접촉신호를 생성할 수 있다. 또한, 이러한 반사량의 차이를 감지하는 것과 별개로, 광센서(150)는 반사되어 입사하는 방출광의 제1 수광위치(P1)로부터 제2 수광위치(P2)로의 변화를 감지하여 제1 접촉신호를 생성할 수 있다.

즉, 이러한 동작에 의해 광센서는 반사된 방출광의 광 변화량 또는 수광위치(P1, P2)의 위치 변화를 감지하여 제1 접촉신호를 생성할 수 있다.

이러한 구성에 의하는 광센서(150)에 의해 제1 및 제2 센서가 구성되는 경우, 제1 센서는 A위치에 위치한 회전유닛에 대하여 제2 센서보다 더 가까운 위치에 설정될 수 있다. 구체적으로, 로봇 청소기 본체(10)에 배치되는 제1 센서는 A위치로부터 이탈하는 회전유닛(110)을 감지할 수 있도록 A위치에 위치하는 회전유닛(110)에 근접하여 배치될 수 있으며, 제2 센서는 B위치에 도달하는 회전유닛(110)을 감지할 수 있도록 A위치로부터 이격되어 위치하는 B위치에 위치하는 회전유닛(110)에 근접하여 배치될 수 있다.

이하, 상술한 구성에 기초하여 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)의 이동 및 청소 동작에 대하여 자세히 설명하도록 한다

이하 상술할 실시예에서, 로봇 청소기(1)의 주행 중에는 기본적으로 메인 브러시 유닛에 의한 청소가 이루어지는 것으로 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)의 제어 블록도를 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 로봇 청소기(1)의 주위 환경을 포함하여 인접한 벽면을 감지하는 제1 감지부(20), 로봇 청소기(1)가 벽면과 접촉시 제1 및 제2 접촉신호를 생성하는 제2 감지부(100), 제2 감지부(20, 100)의 감지 결과인 제1 및 제2 접촉신호에 따라 구동부(40)의 동작을 제어하는 제어부(300) 및 로봇 청소기(1)의 이동을 담당하는 구동부(40)를 포함한다.

제1 감지부(20)는 상술한 바와 같이 로봇 청소기(1)가 벽면추종모드에 따라 추종하게 될 벽면을 감지할 수 있다. 추종하게 될 벽면을 감지하기 위하여 로봇 청소기(1)의 전면에 배치되어 복수의 거리센서로 구성되는 제1 감지부(20)는 주위의 벽면을 감지하여 벽면감지신호를 생성할 수 있다. 제1 감지부(20)는 이 밖에 근접 센서 또는 비전 센서를 포함하여 다양한 방식으로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제2 감지부(100)는 상술한 바와 같이 로봇 청소기(1)가 벽면과 접촉을 감지할 수 있다. 로봇 청소기(1)와 벽면과의 접촉을 감지하기 위하여 촉각센서, 광센서, 마이크로스위치 중 하나에 의해 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

구동부(40)는 상술한 바와 같이 로봇 청소기(1)를 이동시킬 수 있다. 이를 위하여 구동바퀴(41, 42) 및 캐스터(43)를 포함하는 구동부(40)는 제어부의 제어신호에 따라 로봇 청소기(1)의 전진 및 후진하는 동작뿐만 아니라 단계별 각속도에 따라 회전하는 동작을 수행할 수 있다.

제어부(300)는 제1 및 제2 감지부(20, 100)가 생성하는 신호를 기반으로 하여 구동부(40)를 제어할 수 있다.

도 9a 및 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)의 제1 및 제2 접촉신호 생성을 설명하는 도면이다.

도 9a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)가 벽면 또는 장애물과 접촉시 우선적으로 좌측에 배치된 제2 감지부(100a)의 제1 센서(120)가 장애물과의 접촉을 감지하여 제1 접촉신호를 생성할 수 있다. 이때 제2 감지부(130)를 구성하는 회전유닛(110)은 제1 위치(A) 있게 된다.

도 9b를 참조하면, 로봇 청소기(1)가 장애물과 접촉을 유지하면서 장애물 측으로 더 이동함에 따라, 회전유닛(110)은 제2 위치(B)로 이동할 수 있다. 이에 따라, 제2 센서(130)는 제2 접촉신호를 생성할 수 있다. 이 경우 제1 센서(120)는 온 상태에서 제1 접촉신호를 계속해서 생성할 수 있으나, 제2 센서(130)가 제2 접촉신호를 생성하면 후술하게 될 제어부(130)는 제2 접촉신호를 우선적으로 고려하여 제2 접촉신호에 따라 구동부(40)를 제어할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)의 벽면추종의 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 로봇 청소기(1)는 벽면추종모드를 개시하여 벽면을 따라 직진한다(S1010).

로봇 청소기(1)가 직진을 유지하는 동안, 제1 및 제2 접촉신호가 생성되지 않으면 직진을 유지한다(S1010).

로봇 청소기(1)가 직진을 유지하는 동안, 미리 설정한 시간(t_c) 내에 제1 및 제2 접촉신호가 생성되지 않으면 일정한 각속도를 유지하면서 추종하는 벽면에 접근하는 제1 방향으로 회전하여 벽면에 접근한다(S1020).

로봇 청소기(1)가 직진을 유지하는 동안, 미리 설정한 시간 내에 제1 접촉신호가 생성되면 벽면과 이격하는 제2 방향으로 제1 각속도를 유지하여 회전하되 벽면과 최대 긴 시간 동안 접촉을 유지하기 위하여 충분히 작은 각속도를 유지한다(S1030).

로봇 청소기(1)가 직진을 유지하는 동안 미리 설정한 시간 내에 제1 접촉신호뿐만 아니라 제2 접촉신호가 생성되는 경우 벽면과 이격하는 제2 방향으로 제2 각속도를 유지하여 회전하되 벽면과 최대한 빨리 이격되기 위하여 충분히 큰 각속도를 유지한다(S1040).

한편, 로봇 청소기(1)는 일정한 각속도를 유지하면서 추종하는 벽면에 접근하는 제1 방향으로 회전하여 벽면에 접근한다(S1020).

이때, 로봇 청소기(1)가 벽면에 접근하는 동안 제1 및 제2 접촉신호가 생성되지 않으면 접근하는 동작을 계속 유지한다(S1020).

로봇 청소기(1)가 벽면에 접근하는 동안 제1 접촉신호가 생성되면 벽면과 이격하는 제2 방향으로 제1 각속도를 유지하여 회전하되 벽면과 최대 긴 시간 동안 접촉을 유지하기 위하여 충분히 작은 각속도를 유지한다(S1030).

로봇 청소기(1)가 벽면에 접근하는 동안 제1 접촉신호뿐만 아니라 제2 접촉신호가 생성되면 벽면과 이격하는 제2 방향으로 제2 각속도를 유지하여 회전하되 벽면과 최대한 빨리 이격되기 위하여 충분히 큰 각속도를 유지한다(S1040).

한편, 로봇 청소기(1)는 상술한 바와 같이 제1 접촉신호가 생성되면 벽면과 이격하는 제2 방향으로 제1 각속도를 유지하여 회전하되 벽면과 최대 긴 시간 동안 접촉을 유지하기 위하여 충분히 작은 각속도를 유지한다(S1030).

이때, 제1 및 제2 접촉신호가 생성되지 않는다면 로봇 청소기(1)는 일정한 각속도를 유지하면서 추종하는 벽면에 접근하는 제1 방향으로 회전하여 벽면에 접근한다(S1020).

이때, 제1 접촉신호가 계속해서 생성되면 상술한 바와 같이 제1 접촉신호가 생성되면 벽면과 이격하는 제2 방향으로 제1 각속도를 유지하여 회전하되 벽면과 최대 긴 시간 동안 접촉을 유지하기 위하여 충분히 작은 각속도를 유지한다(S1030).

이때, 제2 접촉신호가 생성되면 벽면과 이격하는 제2 방향으로 제2 각속도를 유지하여 회전하되 벽면과 최대한 빨리 이격되기 위하여 충분히 큰 각속도를 유지한다(S1040).

한편, 로봇 청소기(1)가 제2 접촉신호가 생성되는 경우 상술한 바와 같이 벽면과 이격하는 방향으로 제2 각속도를 유지하여 회전하되 벽면과 최대한 빨리 이격되기 위하여 충분히 큰 각속도를 유지하면서 제2 방향으로 회전한다(S1040).

이때 제2 접촉신호가 계속해서 생성되면 로봇 청소기(1)는 벽면과 이격하는 제2 방향으로 제2 각속도를 유지하여 회전하되 벽면과 최대한 빨리 이격되기 위하여 충분히 큰 각속도를 유지한다(S1040).

이때 제1 및 제2 접촉신호가 더 이상 생성되지 않으면 로봇 청소기(1)는 추종하는 벽면에 접근하는 제1 방향으로 회전하여 벽면에 접근한다(S1020).

이때 미리 설정한 시간(t_tol)을 초과하여 제2 접촉신호가 계속해서 생성되는 경우 후진하는 동작을 수행한다(S1050).

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)의 벽면추종을 단계를 나타내는 평면도이며, 도 12는 도 11의 벽면추종시 발생하는 궤적(P)을 나타내는 도면이다.

도 11을 참조하면, 로봇 청소기(1)가 벽면추종모드를 개시하여 화살표를 따라 직진한다. 로봇 청소기(1)가 직진하는 동안 제1 및 제2 접촉신호가 생성되지 않으면 직진을 유지하며 회전유닛(110)은 A위치에 있다(S1110).

로봇 청소기(1)가 직진을 유지하는 동안 미리 설정한 시간(t_c) 내에 제1 및 제2 접촉신호가 생성되지 않으면 추종하는 벽면에 접근하는 제1 방향으로 각속도를 유지하면서 벽면에 접근하도록 회전할 수 있으며, 회전유닛(110)은 A위치에 있다(S1120a).

이때, 로봇 청소기(1)가 벽면에 접근하는 동안 제1 접촉신호가 생성되는 경우 벽면과 이격하는 제2 방향으로 제1 각속도를 유지하여 회전하되 벽면과 최대 긴 시간 동안 접촉을 유지하기 위하여 충분히 작은 각속도를 유지한다. 이후, 벽면과 이격되며 회전유닛(110)은 A위치에 있게 된다(S1130).

하지만, 로봇 청소기(1)가 벽면에 큰 접근각도로 접근하는 등의 경우, 제1 접촉신호 생성에 따른 회전동작에도 불구 하고 제2 접촉신호가 생성될 수 있으며 회전유닛은 B위치에 있게 된다(S1120b).

이 경우 벽면과 이격하는 제2 방향으로 제 각속도를 유지하여 회전하되 벽면과 최대한 빨리 이격되기 위하여 충분히 큰 각속도를 유지한다. 이후, 벽면과 이격된다(S103).

도 12를 참조하면, 상술한 바와 같이 벽면에 접촉하여 제1 접촉신호가 발생하면, 로봇 청소기(1)는 벽면과 이격하는 방향으로 제1 각속도를 유지하여 회전하되 벽면과 최대한 접촉을 유지하기 위하여 충분히 작은 각속도를 유지하면서 제1 방향으로 회전한다.

충분히 작은 각속도를 유지하면서 회전한 후 벽면과 이격된 후, 미리 설정한 시간동안 제1 및 제2 접촉신호가 생성되지 않으면, 로봇 청소기(1)는 다시 벽면에 접촉하기 위하여 일정한 각속도를 유지하면서 제1 방향으로 회전한다.

이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 도 12에서 도시된 궤적(P)을 그리면서 이동한다.

이러한 이동에 의하는 경우, 로봇 청소기(1)는 벽면과의 최대 근거리 및 최대 원거리 사이에 위치하는 경우에도 로봇 청소기(1)의 외면으로부터 돌출 및 인입 가능한 회전유닛(110) 및 회전유닛(110)에 설치된 보조브러시유닛(140)에 의해 벽면과 로봇 청소기(1) 사이에 위치한 영역을 청소할 수 있다.

따라서, 로봇 청소기(1)는 벽면과의 사이의 존재하는 대부분의 영역을 거치면서 이동할 수 있으므로 벽면과 로봇 청소기(1) 사이의 존재하는 대부분의 영역을 청소할 수 있고, 벽면과 접촉시 후진하지 않고 제1 및 제2 접촉신호에 따른 단계별 각속도를 유지한 채 회전하면서 벽면을 추종함에 따라 짧은 시간 내에 효율적으로 청소할 수 있다.

도 13는 좌측 벽면추종모드를 개시하는 경우의 로봇 청소기(1)의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 14는 우측 벽면추종모드를 개시하는 경우의 로봇 청소기(1)의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 13을 참조하여 좌측벽면추종의 제어방법을 설명할 것이며 우측벽면추종의 제어방법은 이와 동일한바 좌측벽면추종의 제어방법을 설명을 생략한다.

또한, 좌측벽면추종에 있어서 상술한 제1 방향은 반 시계방향이며 제2 방향은 시계방향이다.

우선, 제1 감지부(20)에 의해 벽면이 감지되면 로봇 청소기(1)는 벽면추종모드를 개시하여 좌측벽면추종을 시작한다(S1310).

로봇 청소기(1)의 좌측벽면추종중 로봇 청소기(1)의 우측에 위치한 제2 감지부(100)에서 제1 및 제2 접촉신호가 생성되는 경우(S1310-Y), 로봇 청소기(1)는 후진하여 우측으로 일정한 각속도를 유지하면서 회전한다(S1310A).

이후, 로봇 청소기(1)는 회전 후 직진을 하여 우측에서 생성된 제1 및 제2 접촉신호에 기초하여 우측에 존재할 것으로 예상되는 장애물을 회피한 후에 다시 벽면에 접근한다(S1310B).

이후, 좌측벽면추종을 만족하는 경우(S1360-Y) 좌측벽면추종을 종료하고 좌측벽면추종을 만족하지 않은 경우(S1360-N) 다시 좌측벽면추종을 시작한다.

한편, 우측에 위치한 제2 감지부(100)에서 제1 및 제2 접촉신호가 발생하지 않은 경우(S1310-N), 로봇 청소기(1)는 좌측 제2 접촉신호 생성 여부를 판단한다(S1320).

좌측 제2 접촉신호가 생성되는 경우(S1320-Y) 좌측 제1 접촉신호가 생성되었는지에 관계없이 시계방향 각속력을 증가키며 제2 접촉신호의 생성이 계속되는 시간을 측정한다(S1320A).

이후, 측정된 시간이 미리 설정한 시간(t_tol)을 초과하여 계속해서 생성되는 경우(S1340-Y), 로봇 청소기(1)는 후진하여 우측으로 일정한 각속도를 유지하면서 회전한하며(S1310A) 이후, 다시 직진하여 벽면에 접근하며(S1310B) 이후, 좌측벽면추종을 만족하는 경우(S1360-Y) 좌측벽면추종을 종료하고 좌측벽면추종을 만족하지 않은 경우(S1360-N) 다시 좌측벽면추종을 시작한다.

좌측 제2 접촉신호가 미리 설정한 시간을 초과하지 않은 경우(S1340-Y), 좌측벽면추종을 만족하는 경우(S1360-Y) 좌측벽면추종을 종료하고 좌측벽면추종을 만족하지 않은 경우(S1360-N) 다시 좌측벽면추종을 시작한다.

한편, 상기의 단계 중 좌측 제2 접촉신호 생성 없이(S1320-N) 좌측 제2 접촉신호가 생성되는 경우(S1330-Y), 시계방향으로 약간 증가된 각속도를 유지한 채 회전을 한다(S1330A).

이후, 좌측벽면추종을 만족하면(S1360-Y) 좌측벽면추종을 종료하고 좌측벽면추종을 만족하지 않은 경우(S1360-N) 다시 좌측벽면추종을 시작한다.

한편, 좌측 제1 접촉신호가 생성되지 않은 경우(S1330-N), 좌측 제1 접촉신호가 생성되지 않은 채 유지되는 시간을 측정한다(S1350).

이후, 측정된 지속시간이 미리 설정한 시간(t_tol)를 초과하는 경우(S1350-Y) 반시계방향으로 증가된 각속력를 유지한 채 회전한다(S1350A).

한편, 측정된 지속시간이 미리 설정한 시간(t_tol)를 초과하지 않는 경우(S1350-N)도 마찬가지로 좌측벽면추종을 만족하면(S1360-Y) 좌측벽면추종을 종료하고 좌측벽면추종을 만족하지 않은 경우(S1360-N) 다시 좌측벽면추종을 시작한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 벽면과 로봇 청소기(1) 사이의 존재하는 대부분의 영역을 거치면서 이동할 수 있으므로 벽면과 로봇 청소기(1) 사이의 존재하는 대부분의 영역을 청소할 수 있으며, 벽면과 접촉시 후진하지 않고 제1 및 제2 접촉신호에 따른 단계별 각속도를 유지한 채 회전하면서 벽면을 추종함에 따라 빠른 시간 내에 효율적으로 청소할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 로봇 청소기(1)는 벽면에 접근하거나 벽면으로부터 이격할 때 일정한 각속도를 유지는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 예를 들면, 제1 및 제2 각속도는 각각 미리 설정한 각가속도에 의해 선형적으로 증가하거나, 각각 선형적으로 증가하는 각가속도에 의해 증가하여 목표하는 각속도에 도달할 수 있다.

이에 대해 도 15를 참조하면, 구체적으로 시간(t)의 흐름에 따른 각속도(ω)와 각가속도(α)가 변화하는 과정 중에서 증가하는 과정이 설명되어 있다.

즉, 로봇 청소기(1)는 각가속도가 A'선을 따라 시간에 상관없이 일정한 값을 유지하는 경우, A"선을 따라 선형적으로 증가하는 각속도에 따라 동작할 수 있다. 또한, 로봇 청소기는 각가속도가 B'선을 따라 변화하는 시간에 대해 선형적으로 증가하는 경우, B"선을 따라 2차 함수 곡선의 형태로 증가하는 각속도에 따라 동작할 수 있다.

도 16을 참조하면, 예를 들어 시간(t)의 흐름에 따라 최초 각속도(ω1)로부터 도달하고자하는 최종 각속도(ω2)에 이르기까지의 각속도(ω)와 각가속도(α)의 변화하는 과정이 설명되어 있다.

즉, 로봇 청소기(1)는 최초 각속도(ω1)로 회전하는 상태에서 각속도를 증가시켜 최종 각속도(ω2)에 도달할 필요가 있다고 판단한 경우, 2차 함수 곡선의 형태로 변하는 각속도에 따라 동작할 수 있다. 이 경우 로봇 청소기는(1) 선형적으로 변하는 각속도에 따라 동작하는 경우보다 완만하게 동작할 수 있다.

구체적으로, 도 16을 참조하여 각속도(ω)와 각가속도(α)의 관계를 설명하면 다음과 같다.

각가속도는 t。부터 t₁까지의 구간에서 선형적으로 증가할 수 있으며, 이러한 각가속도에 대응하는 각속도는 최초 각속도(ω1) 상태인 t。부터 매우 서서히 증가하기 시작한다. 이때의 각속도는 일정한 각가속도에 대응하는 각속도보다 더욱 서서히 증가할 수 있으며, t₁에 이르면 각가속도는 최대가 되며 이에 대응하는 각속도는 매우 급격히 증가할 수 있다. 이후, 각가속도는 t₁부터 t₂까지의 구간에서 선형적으로 감소할 수 있으며, 이러한 각가속도에 대응하는 각속도는 t₁에서는 여전히 매우 급격히 증가하지만 점차 감소하여 t₂에 이르면 매우 서서히 증가하여 최종 각속도(ω2)에 도달할 수 있다.

상술한 각속도에 따르는 로봇 청소기(1)는 회전속도를 증가시키는 동작을 완만하게 시작하여 완만하게 마칠 수 있으므로, 선형적으로 변화하는 각속도를 따라 동작하는 경우보다 로봇 청소기(1)의 구동부(40)가 받는 하중을 감소시키는 효과를 발생시킬 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

1:로봇 청소기 20:제1 감지부
30: 메인브러시 유닛 40: 구동부
50:전원부 60: 디스플레이부
100:제2 감지부 110: 회전유닛
120: 제1 센서 130: 제2 센서
140: 보조브러시유닛 300:제어부

Claims

벽면을 감지하여 벽면감지신호를 생성하는 제1 감지부;
상기 벽면과의 접촉에 의해 제1 접촉신호를 생성하는 제2 감지부;
상기 제1 및 제2 감지부가 배치되며, 피청소면을 주행하기 위한 구동부를 포함하는 청소기 본체; 및
상기 청소기 본체에 탑재되어 상기 제1 및 제2 감지부와 상기 구동부가 전기적으로 연결되는 제어부;를 포함하며,
상기 제2 감지부는,
상기 청소기 본체에 탄력적으로 힌지 연결되며, 상기 청소기 본체의 외곽보다 더 돌출 되도록 배치되는 복수의 회전 유닛;
상기 복수의 회전 유닛의 외측면이 상기 벽면과 접촉하면 상기 제1 접촉신호를 생성하는 제1 센서; 및
상기 제1 접촉신호 생성 후, 상기 청소기 본체의 내부로 미리 설정된 각도만큼 회동하는 복수의 회전유닛을 감지함에 따라 제2 접촉신호를 생성하는 제2 센서;를 포함하고,
상기 제어부는,
일 방향으로 이동하는 로봇 청소기가 상기 벽면감지신호에 의해 상기 벽면을 따라 이동하고, 미리 설정한 시간 내에 상기 제1 접촉신호가 생성되지 않으면 상기 로봇 청소기가 상기 벽면과 접촉하도록 제1 방향으로 회전하고,
상기 미리 설정한 시간 내에 상기 제1 접촉신호가 생성되면, 상기 로봇 청소기가 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 제1 각속도로 회전하여 상기 벽면과 이격되고,
상기 미리 설정한 시간 내에 상기 제1 접촉신호 및 상기 제2 접촉신호가 생성되면, 상기 로봇 청소기가 상기 제2 방향으로 상기 제1 각속도보다 큰 제2 각속도로 회전하여 상기 벽면과 이격되도록 상기 구동부를 제어하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제1 감지부는 상기 청소기 본체의 전방에 배치되는 복수의 거리센서인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 복수의 회전유닛의 회동구간은 상기 청소기 본체의 외곽보다 더 돌출되는 초기위치부터 상기 청소기 본체 내측으로 인입되어 상기 제2 접촉신호가 생성되는 위치까지인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,
상기 복수의 회전유닛은 외측면이 만곡 돌출되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제1 센서는 상기 복수의 회전유닛의 외측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제6항에 있어서,
상기 제1 센서는 적어도 하나의 촉각센서인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제1 센서는 상기 청소기 본체에 배치되며, 상기 복수의 회전유닛에 대하여 상기 제2 센서보다 더 가까운 위치에 설정되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기
제8항에 있어서,
상기 제1 센서는 광센서인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제2 센서는 상기 복수의 회전유닛에 의해 가압되어 상기 제2 접촉신호를 생성하는 마이크로 스위치인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제2 센서는 상기 청소기 본체 내부로 인입되는 상기 복수의 회전유닛을 감지하는 광센서인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서, 상기 복수의 회전유닛은 저면에 보조브러시유닛이 회전 가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
일 방향으로 이동하는 로봇 청소기에 의해 벽면이 감지되는 (a)단계;
상기 벽면을 따라 로봇 청소기를 이동시키는 (b)단계;
상기 벽면과의 접촉에 의해 로봇 청소기에 구비된 제1 센서가 온되거나, 미리 설정한 시간 내에 상기 제1 센서가 온되지 않으면 상기 로봇 청소기를 상기 벽면과 접촉하도록 제1 방향으로 회전시켜 상기 제1 센서를 온시키는 (c)단계;
상기 로봇 청소기를 이동 중에 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 제1 각속도로 회전시켜 상기 제1 센서를 오프시키는 (d)단계; 및
상기 제1 센서 오프 후, 미리 설정된 시간 내에 제1 센서가 온되지 않으면 상기 로봇 청소기를 상기 벽면과 접촉하도록 상기 제1 방향으로 회전시켜 상기 제1 센서를 온시키는 (e)단계;를 포함하고,
상기 (d)단계에서,
상기 미리 설정된 시간 내에 상기 제1 센서가 오프되지 않고 상기 로봇 청소기에 구비된 제2 센서가 온되면, 상기 제1 각속도보다 큰 제2 각속도로 상기 제2 방향으로 회전시켜 상기 제2 센서 및 제1 센서를 순차적으로 오프시키는 단계를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어방법.
제13항에 있어서,
상기 (d)단계에서 상기 제1 센서가 오프되지 않고 상기 로봇 청소기에 구비된 제2 센서가 온되면, 상기 제1 각속도보다 큰 제2 각속도로 상기 제2 방향으로 회전시켜 상기 제2 센서 및 제1 센서를 순차적으로 오프시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기 제어방법.
제13항에 있어서,
상기 (d)단계에서,
상기 미리 설정된 시간 내에 상기 제1 센서가 오프되지 않고 상기 로봇 청소기에 구비된 제2 센서가 온된 후, 상기 제2 센서의 온상태가 미리 설정된 시간을 초과하여 지속되면 상기 로봇 청소기를 후진시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 및 제2 각속도는 각각 선형적으로 증감하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 및 제2 각속도는 각각 선형적으로 증감하는 각가속도에 따라 증감하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어방법.
일 방향으로 이동하는 로봇 청소기에 의해 벽면이 감지되는 (a)단계;
상기 벽면을 따라 로봇 청소기를 이동시키는 (b)단계;
상기 벽면과의 접촉에 의해 로봇 청소기에 구비된 제1 센서가 온되거나, 미리 설정한 시간 내에 상기 제1 센서가 온되지 않으면 상기 로봇 청소기를 상기 벽면과 접촉하도록 제1 방향으로 회전시켜 상기 제1 센서를 온시키는 (c)단계;
상기 로봇 청소기를 이동 중에 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 제1 각속도로 회전시켜 상기 제1 센서를 오프시키는 (d)단계; 및
상기 제1 센서 오프 후, 미리 설정된 시간 내에 제1 센서가 온되지 않으면 상기 로봇 청소기를 상기 벽면과 접촉하도록 상기 제1 방향으로 회전시켜 상기 제1 센서를 온시키는 (e)단계;를 포함하며,
상기 (b)단계 내지 (e)단계에서 상기 벽면에 접하지 않은 상기 로봇 청소기의 일측에 배치되어 장애물과의 접촉을 감지하는 제3 센서 또는 제4 센서가 온되면, 상기 로봇 청소기를 후진시킨 후 상기 일측 방향으로 회전시키고,
상기 (d)단계에서,
상기 미리 설정된 시간 내에 상기 제1 센서가 오프되지 않고 상기 로봇 청소기에 구비된 제2 센서가 온되면, 상기 제1 각속도보다 큰 제2 각속도로 상기 제2 방향으로 회전시켜 상기 제2 센서 및 제1 센서를 순차적으로 오프시키는 단계를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어방법.
제18항에 있어서,
상기 일측 방향으로 회전시킨 로봇 청소기를 전방으로 이동시켜 상기 벽면에 다시 접근시키는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어방법.