KR100457782B1 - 이동식 공기청정기 - Google Patents

Abstract

일정한 공간 내의 먼지를 흡입하고 저장하는 본체와 본체를 이동 가능하게 지지하는 이동부재로 이루어지며, 실내바닥의 먼지를 흡입하고 흡입된 먼지를 필터링하는 공기청정유닛, 이동부재를 구동시키는 이동부재 구동유닛, 이동부재에 의한 주행시에 장애물과의 충격을 방지하기 위한 한 쌍의 초음파 센서, 전원이 인가되면 이동부재 구동유닛을 구동하여 주행하도록 하면서 초음파 센서로부터 감지되는 감지신호에 의해 장애물을 판단하여 이동부재 구동유닛을 제어하며 주행 중에 공기청정유닛을 동작시키는 마이크로 프로세서를 포함하는 이동식 공기청정기가 개시된다. 따라서, 사용자의 간섭없이 공기청정기 자체가 장애물을 스스로 인식하고 주행하면서 실내의 공기를 청정하기 때문에 전체를 균일하게 청정할 수 있다는 이점이 있다.

Description

이동식 공기청정기{Mobile type air cleaner}

본 발명은 이동식 공기청정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한 쌍의 초음파 센서를 이용하여 장애물에 스스로 인식하여 부딪히지 않고 실내를 주행하면서 실내바닥의 먼지를 흡입하여 청정시키는 이동식 공기청정기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기청정기란 고전압을 소스로 사용하여 음이온을 발생시켜 주변의 공기 중에 양이온의 성격을 띄고 있는 먼지나 냄새분자를 집진하여 주변의 공기를 청결히 하는 기능을 실현시킨 장치이며, 음이온(O₂)을 발생시켜 주변공기 중 부유하고 있는 세균을 살균하는 기능이 부가되는 제품이 선보이고 있다.

이러한 공기청정기는 고정식이고 음이온의 발생거리가 한정되어 있기 때문에 한정된 거리를 반경으로 하는 일정 영역내에서만 정상적인 기능을 수행시킬 수 있으므로 전체 영역에 걸쳐 균일하게 먼지를 흡입하고 청정을 수행하는 것이 곤란하였다.

따라서, 전체의 실내공간에 걸쳐 균일하게 공기청정을 하기 위해서는 공기청정기를 사용자가 일일이 옮겨야 하는 번거로움과 불편함이 뒤따르는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 사용자의 간섭없이 공기청정기 자체가 장애물을 스스로 인식하고 주행하면서 실내의 공기를 청정할 수 있는 이동식 공기청정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 작은 사이즈로 넓은 지역에 걸쳐 공기청정을 수행할 수 있는 이동식 공기청정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전원부족을 스스로 감지한 후, 고정된 충전 스테이션으로 이동하여 전원을 충전할 수 있는 이동식 공기청정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적들과 특징은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 이동식 공기청정기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 본 발명에 적용되는 흡입방식을 설명하는 개요도이다.

도 3은 본 발명에 적용되는 충전스테이션의 구성을 나타내는 블록도이다.

본 발명에 따른 이동식 공기청정기는, 먼지를 흡입하고 저장하는 본체와, 상기 본체를 이동 가능하게 지지하는 이동부재로 이루어지며, 실내바닥에 송풍하여 상기 실내바닥의 먼지를 부양시키는 부양 팬과, 상기 부양된 먼지를 흡입하는 흡입 팬 및 흡입된 먼지를 필터링하는 먼지필터로 이루어져서, 실내바닥의 먼지를 흡입하고, 흡입된 먼지를 필터링하는 공기청정유닛, 이동부재를 구동시키는 이동부재 구동유닛, 이동부재에 의한 주행시에 장애물과의 충격을 방지하기 위한 한 쌍의 초음파 센서, 전원이 인가되면 이동부재 구동유닛을 구동하여 주행하도록 하면서 초음파 센서로부터 감지되는 감지신호에 의해 장애물을 판단하여 이동부재 구동유닛을 제어하며 주행 중에 공기청정유닛을 동작시키는 마이크로 프로세서를 포함한다.

바람직하게, 공기청정유닛은 흡입된 먼지를 필터링하고 고압방전으로 냄새를 제거하는 필터유닛을 더 포함한다.

또한, 마이크로 프로세서에 의해 전압용량이 체크되어 충전모드로 변환되는 경우, 충전스테이션에 충전신호를 송출하는 RF송신모듈을 구비하며, 충전스테이션에 분리 가능하게 접속되어 본체에 구비된 배터리에 충전을 수행하는 셀프 충전유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 적용되는 충전스테이션은 RF송신모듈로부터 송신되는 충전신호를 수신하는 RF수신모듈, 본체로 방향유도를 위해 초음파를 송신하는 한 쌍의 초음파 발생기, 접근한 본체의 셀프 충전유닛과 후기의 충전회로를 접속시키는 솔레노이드 접속유닛, AC/DC 인버터를 거쳐 직류로 변환된 전원을 이용하여 셀프 충전유닛을 통하여 배터리를 충전하는 충전회로 및 RF송신모듈로부터 충전신호를 수신하면 초음파 발생기를 구동하여 본체를 유도하고 솔레노이드 접속유닛을 구동하여 본체의 셀프 충전유닛과 충전회로를 전기적으로 연결시키는 스테이션 마이크로 프로세서를 포함한다.

바람직하게, 공기청정기는 실내공간의 산소량을 측정하는 산소량 측정센서를 더 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동식 청정기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이, 이동식 청정기를 구성하는 각각의 유닛들은 마이크로 프로세서(10)에 의해 제어되는 바, 구제적인 제어동작에 대해서는 후술한다.

도시되지는 않았지만, 본 발명에 따른 이동식 청정기의 외형적인 구성을 살펴보면, 일정한 공간 내의 먼지를 흡입하는 본체와 본체를 이동 가능하게 지지하는 이동부재로 이루어진다.

본체의 형상은 다양하게 제시될 수 있으며, 이동부재도 바퀴나 무한궤도 등을 채택할 수 있으며, 이용되는 환경에 적합하게 선택될 수 있다. 특히, 본체의 가장자리와 바퀴에는 고무 등의 탄성부재를 적용하여 주행 중의 소음이나 장애물과의 충돌 등에 대비할 수 있다.

공기청정유닛(110)은 실내바닥의 먼지를 흡입하고, 흡입된 먼지를 필터링하는 역할을 수행한다.

도 1의 점선으로 구획된 공기청정유닛(110)은 실내바닥에 송풍하여 실내바닥의 먼지를 부양시키는 부양 팬(112)과, 부양된 먼지를 흡입하는 흡입 팬(114) 및 흡입된 먼지를 필터링하는 먼지필터(115)를 포함하며, 고압방전으로 냄새를 제거하는 필터유닛(116)을 포함한다.

부양 팬(112)과 흡입 팬(114)은 각각 마이크로 프로세서(10)의 제어를 받는 팬 구동모터(100)에 의해 구동된다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 적용되는 먼지흡입 방식이 설명되어 있다.

부양 팬(112)이 실내바닥에 바람을 불어넣어 와류를 발생시켜 실내바닥에 쌓여 있는 먼지를 부양시키면, 흡입 팬(114)은 부양된 먼지를 흡입하여 먼지필터(115)에서 필터링된다. 따라서, 정전기 등에 의해 실내바닥에 붙어 있는 먼지도 효과적으로 제거할 수 있다.

주행구동모터(50)는 상기한 바퀴나 무한궤도에 연결되어 마이크로 프로세서(10)의 제어하에 바퀴나 무한궤도를 구동시킨다. 구동속도는 적용되는 환경에 따라 차이가 있으며, 대략 2㎞/h 이하의 속도를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 청정기 본체의 회전을 위하여 각각의 바퀴의 속도는 독립적으로 제어될 수 있다.

본 발명의 이동식 공기청정기는 이동부재에 의한 주행시에 장애물과의 충격을 방지하기 위한 한 쌍의 초음파 센서(22, 24)를 갖는다.

본체의 전면에 좌우로 배치된 초음파 센서(22, 24)는 전방으로 초음파를 발사하여 장애물로부터 반사되는 반사신호를 감지하여 마이크로 프로세서(10)에 전달하여 마이크로 프로세서(10)가 주행구동모터(50)를 제어하여 주행하거나 회전하도록 한다.

또한, 본 발명은 마이크로 프로세서(10)에 의해 전압용량이 체크되어 충전모드로 변환되는 경우, 충전스테이션에 충전신호를 송출하는 RF송신기(60)를 구비하며, 충전스테이션에 분리 가능하게 접속되어 본체에 구비된 배터리(20)에 스스로 충전을 수행하는 셀프 충전유닛(40)을 포함한다.

충전스테이션은 이동식 공기청정기와는 별도로 독립되어 실내공간에 설치되며, 이동식 공기청정기에 전원을 충전시킨다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 적용되는 충전스테이션의 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 충전스테이션(150)은 이동식 공기청정정기의 RF 송신기(60)로부터 송신되는 충전신호를 수신하는 RF 수신기(154)와, 충전스테이션(150)으로 방향유도를 위해 초음파를 송신하는 한 쌍의 초음파 발생기(158, 159)와, 접근한 공기청정기의 셀프 충전유닛(40)과 접속시키는 솔레노이드 접속유닛(166)과, AC/DC 인버터(162)를 거쳐 직류로 변환된 전원을 이용하여 셀프 충전유닛을 충전하는 충전회로(164) 및 RF송신기(60)로부터 충전신호를 수신하면, 초음파 발생기(158, 159)를 구동하여 공기청정기를 유도하고 솔레노이드 접속유닛(166)을 구동하여 충전회로(164)에 전기적으로 연결시키는 마이크로 프로세서(152)를 포함한다.

도면부호 156과 160은 각각 동작상황을 표시하는 LCD 패널과 동작을 제어하는 기능키패드를 나타낸다.

한편, 본 발명의 공기청정기는 실내공간의 산소량을 측정하는 산소량 측정센서(30)를 더 포함하며, 필터유닛(116)에 고압을 인가하는 고압발생기(90)와, 공기청정기의 동작상황을 표시하는 LCD 패널(80)과 동작을 지시하기 위한 기능키패드(70)를 더 포함한다.

또한, 마이크로 프로세서(10)는, 상기한 바와 같이, 전원이 인가되면, 주행구동모터(50)를 구동하여 주행하도록 하면서 초음파 센서(22, 24)로부터 감지되는 감지신호에 의해 장애물을 판단하여 주행구동모터(50)를 제어하며, 주행 중에 공기청정유닛(110)을 동작시킨다.

이상의 구성은 본 발명의 일실시예에 따른 것으로, 다양한 변경이 가능하고 별도의 구성을 추가할 수 있다.

예를 들어, 양이온 발생유닛을 추가하여 먼지를 집진하고 양이온과 함께 배출도록 할 수 있으며, LCD 패널(80)과 기능키패드(70)를 하나의 유닛으로 통합할 수도 있다. 또한, 공지의 먼지감지 센서를 부가하여 먼지가 감지되는 경우에만 구동하도록 하여 전력소모를 줄이도록 하거나 실내의 온도와 습도를 감지하는 온습도 센서를 부착할 수도 있다.

이하, 상기한 구성에 따른 본 발명의 이동식 공기청정기의 동작을 설명한다.

기능키패드(70)에 배치된 전원스위치를 온(on)하여 배터리(20)의 전원을 인가하면, 마이크로 프로세스(10)는 주행구동모터(50)를 구동함과 동시에 공기청정유닛(110)을 가동하기 위하여 팬 구동모터(100)를 구동하여 부양 팬(112)과 흡입 팬(114)을 동작시킨다. 또한, 고압발생기(90)를 가동하여 필터유닛(116)에 고압을 인가한다. 구동시간은 사용자 설정으로 임의로 정하거나, 상기한 바와 같이, 먼지감지 센서를 부착하여 먼지가 감지되는 경우에만 선택적으로 구동하도록 할 수 있다.

부양 팬(112)에 의해 실내바닥에 쌓여 있는 먼지에 와류가 인가되어 부양되면 흡입 팬(114)이 공기와 혼합된 먼지를 빨아들인다. 흡입된 먼지는 먼지필터(115)를 거치면서 제거되고, 악취를 유발하는 작은 입자들은 필터유닛(116)을 통하면서 고압발생기(90)로부터 인가되는 고압에 의해 제거된 후 청정공기만이 배출구로 배출된다.

이때, 동작되는 상황은 LCD 패널(80)에 일목요연하게 표시되는 바, 예를 들어, 구동시간, 주행속도 또는 현재의 온습도 상태, 공기 중 산소량 등의 정보를 표시할 수 있다.

상기한 바와 같이, 청정기의 주행속도는 2㎞/h 이하가 적절하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 부양 팬과 흡입 팬의 회전속도 또는 필터유닛의 처리용량에 따라 적절하게 정해질 수 있다.

주행구동모터(50)가 구동하면서 청정기 본체는 이동을 하는데, 좌우로 배치된 한 쌍의 초음파 센서(22, 24)는 연속적으로 초음파를 발사하여 진행방향에 장애물이 있는지를 감지한다. 진행방향으로 장애물이 감지되는 경우에는 감지신호를 마이크로 프로세서(10)에 전달하고, 마이크로 프로세서(10)는 감지신호에 근거하여 주행구동모터(50)를 제어한다. 즉, 주행구동모터(50)를 정지하거나 각각의 바퀴의 속도를 달리하여 일정방향으로 회전하도록 할 수 있다.

주행방향은 어느 특정한 방향으로 정해지는 것은 아니고 장애물이 감지되면피하고 그렇지 않으면 직진하는 식으로 스스로 판단하여 주행한다. 이 경우에 상기한 바와 같이 먼지감지센서를 부착하는 경우에는 주행하면서 먼지가 감지되는 지역에만 선택적으로 먼지를 흡입하도록 하여 전력소모를 줄일 수 있다.

한편, 공기중 산소량 측정센서(30)는 실내에 존재하는 산소의 양을 계속적으로 체크하여 산소량이 기준치 이하일 경우, 공기청정을 중지시킨다. 즉, 공기청정은 고압을 이용하여 수행되고 고압발생에 의해 산소가 소비되므로 밀폐된 공간에서의 연속적인 공기청정은 실내공간에서의 산소부족을 일으킨다. 따라서, 산소량 측정센서(30)가 실내공간의 산소량을 계속적으로 측정함으로써 실내에 산소가 부족해지는 상황을 방지할 수 있다.

배터리(20)의 전원이 대부분 소모된 경우에는 마이크로 프로세서(10)가 이를 감지하여 충전모드로 변환하여 공기청정유닛의 동작을 중지시킨다. 이와 함께 RF송신기(60)를 통하여 충전스테이션에 충전신호를 송출한다. 상기한 바와 같이, 충전스테이션은 공기청정기와는 별도로 실내공간의 특정지역에 설치되며 고정되어 있다.

충전스테이션(150)의 RF수신기(154)는 공기청정기의 RF송신기(60)로부터 송신되는 충전신호를 수신하여 스테이션 마이크로 프로세서(152)에 전달하면, 스테이션 마이크로 프로세서(152)는 초음파 발생기(158, 159)를 동작시켜 서로 다른 2개의 유도신호를 방사하여 공기청정기의 방향을 유도한다. 초음파 발생기(158, 159)로부터 방사되는 초음파는 초음파 센서(22, 24)에 의해 감지되어 충전스테이션으로 유도된다. 초음파는 공기청정기와 충전스테이션의 접속이 이루어지면 방사가 중지된다.

또한, 스테이션 마이크로 프로세서(152)는 솔레노이드 접속유닛(166)을 가동하여 접근한 공기청정기의 셀프 충전유닛(40)과 충전회로(164)의 전극단자를 물리적으로 접속시키면 로킹장치(166a)에 의해 접속을 유지시킨다.

이와 같이 접속을 유지하고 있는 상태에서 AC/DC 인버터(162)를 거쳐 직류로 변환된 전원은 충전회로(164)와 셀프 충전유닛(40)을 거쳐 배터리에 충전된다.

충전이 완료되면, 스테이션 마이크로 프로세서(152)는 솔레노이드 접속유닛(166)을 해제하여 셀프 충전유닛(40)과 충전회로(164)의 전극단자의 접속을 해제하고 공기청정기의 마이크로 프로세서(10)는 청정기를 충전모드에서 청정모드로 변환한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였지만, 상기한 바와 같이, 당업자의 수준에서 다양한 변경과 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 한 본 발명의 범위에 속한다고 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기의 실시예에 국한되지 않으며 이하에 기재되는 청구범위로부터 정해져야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 이동식 공기청정기는 많은 이점을 갖고 있다.

먼저, 사용자의 간섭없이 공기청정기 자체가 장애물을 피하여 무작위로 주행하면서 실내의 공기를 청정하기 때문에 전체를 균일하게 청정할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 전력부족을 스스로 감지하여 고정된 충전 스테이션으로 이동하여 전력을 충전함으로써 사용자는 특별한 신경을 쓰지 않아도 되며 관리가 용이하다는 이점이 있다.

또한, 연속적인 공기청정에도 항상 실내 산소량을 체크함으로써 실내공간에 산소가 부족해지는 상태를 방지할 수 있다.

더욱이, 실내바닥에 적층된 먼지를 부양하여 흡입함으로써 종래의 공기청정기로는 제거할 수 없는 먼지를 효과적으로 제거할 수 있다.

Claims (5)

1. 먼지를 흡입하고 저장하는 본체와, 상기 본체를 이동 가능하게 지지하는 이동부재로 이루어지며,

   실내바닥에 송풍하여 상기 실내바닥의 먼지를 부양시키는 부양 팬과, 상기 부양된 먼지를 흡입하는 흡입 팬 및 흡입된 먼지를 필터링하는 먼지필터로 이루어져서, 실내바닥의 먼지를 흡입하고, 흡입된 먼지를 필터링하는 공기청정유닛;

   상기 이동부재를 구동시키는 이동부재 구동유닛;

   상기 이동부재에 의한 주행시에 장애물과의 충격을 방지하기 위한 한 쌍의 초음파 센서;

   전원이 인가되면, 상기 이동부재 구동유닛을 구동하여 주행하도록 하면서 상기 초음파 센서로부터 감지되는 감지신호에 의해 장애물을 판단하여 상기 이동부재 구동유닛을 제어하며, 주행 중에 상기 공기청정유닛을 동작시키는 마이크로 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 공기청정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 공기청정유닛은,

   상기 흡입된 먼지를 필터링하고 고압방전으로 냄새를 제거하는 필터유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 공기청정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서에 의해 전압용량이 체크되어 충전모드로 변환되는 경우, 충전스테이션에 충전신호를 송출하는 RF송신모듈을 구비하며, 상기 충전스테이션에 분리 가능하게 접속되어 상기 본체에 구비된 배터리에 충전을 수행하는 셀프 충전유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 공기청정장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 충전스테이션은

   상기 RF송신모듈로부터 송신되는 충전신호를 수신하는 RF수신모듈;

   상기 본체로 방향유도를 위해 초음파를 송신하는 한 쌍의 초음파 발생기;

   접근한 상기 본체의 셀프 충전유닛과 후기의 충전회로를 접속시키는 솔레노이드 접속유닛;

   AC/DC 인버터를 거쳐 직류로 변환된 전원을 이용하여 상기 셀프 충전유닛을 통하여 상기 배터리를 충전하는 충전회로; 및

   상기 RF송신모듈로부터 충전신호를 수신하면, 상기 초음파 발생기를 구동하여 상기 본체를 유도하고 상기 솔레노이드 접속유닛을 구동하여 상기 본체의 셀프 충전유닛과 상기 충전회로를 전기적으로 연결시키는 스테이션 마이크로 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 공기청정장치.
5. 제 1 항에 있어서, 실내공간의 산소량을 측정하는 산소량 측정센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 공기청정장치.