KR100479379B1 - 자동주행 로봇 청소기 - Google Patents

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    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Abstract

개시된 본 발명에 의한 자동주행 로봇 청소기는, 주행을 위한 복수의 구동휠과 흡입포트를 구비한 로봇 본체(10); 구동휠을 구동시키기 위한 모터(70); 흡입포트에 흡입력을 발생시키고, 이에 의해 흡입되는 공기 중에 포함된 각종 오물을 집진하는 흡진부(20); 로봇 본체(10)의 외측 둘레에 유동 가능하게 설치된 범퍼(80); 범퍼(80)에 소정 간격으로 설치되는 장애물 감지센서(90); 및 장애물 감지 센서(90)의 신호를 처리함과 더불어 흡진부(20) 및 모터(70)의 구동을 제어하는 제어부(50);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 장애물과의 충돌 방지를 위해 거리를 감지할 때 오차를 감소시킴으로써 자동주행 로봇 청소기가 장애물과 충돌하여 주행불능 상태에 빠지거나 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동주행 로봇 청소기{ Self-moving robot cleaner }
본 발명은 자동주행 로봇 청소기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장애물과의 거리 감지 오차를 감소시켜 보다 효율적으로 충돌을 방지할 수 있는 자동주행 로봇 청소기에 관한 것이다.
일반적으로, 자동주행 로봇 청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 청소구역 내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지, 이물질을 흡입하는 청소작업을 수행하는 기기를 말한다.
이와 같은 자동주행 로봇 청소기가 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 자동주행 로봇 청소기의 커버 분리 상태 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다.
도시된 바와 같이, 자동주행 로봇 청소기는 로봇 본체(10)와, 흡진부(20)와, 센서부(40)와, 제어부(50) 및 배터리(60)를 포함한다.
로봇 본체(10)에는 도시되지는 않았으나 반구형의 커버가 결합되고, 주행을 위한 복수의 구동휠(11)(12)이 설치된다. 흡진부(20)는 로봇 본체(10)에 형성된 흡입포트(미도시)에 강한 흡입력을 발생시킴으로써 바닥의 먼지를 집진하는 것으로써, 진공모터(미도시)와 이 진공모터의 구동에 의해 흡입포트를 통해 흡입되는 먼지를 집진하는 집진실(미도시)을 포함하여 구성된다. 흡입구(도면중 미도시)는 흡입포트와 연통하도록 로봇 본체(10)의 하면 일측에 설치된다.
또한, 자동주행 로봇 청소기는 센서부(40)를 구비하여 청소 구역내에 설치된 가구, 사무용품, 벽과 같은 장애물까지의 거리를 판별하고, 판별된 정보를 이용하여 장애물과 충돌되지 않도록 제어하면서 청소구역을 청소한다. 센서부(40)는 외부로 신호를 송출하고, 반사된 신호를 수신할 수 있도록 로봇 본체(10) 내부의 측면 둘레에 소정 간격으로 배치되어 있다.
제어부(50)는 송/수신부를 통해 수신된 신호를 처리하고, 각 구성요소를 제어한다. 즉, 제어부(50)는 외부의 제어장치나 리모트 콘트롤러로부터 신호를 수신하여 구동휠(11)(12)을 구동시킴과 아울러 흡진부(20)의 진동모터를 구동시키며, 센서부(40)로부터 수신되는 신호를 이용하여 로봇 본체(10)의 주행을 제어한다.
이러한 자동주행 로봇 청소기는, 센서부(40)에서 송출된 감지파에 의해 주행방향의 장애물을 감지하기 때문에, 주행방향에 센서부(40)의 감지높이보다 낮은 높이의 소형의 장애물이 놓여 있는 경우에는 이를 제대로 감지하지 못하고 충돌하는 경우가 있다. 이와 같이, 주행 중에 장애물과 충돌하게 되면 로봇 본체(10)에 장착된 센서부(40), 제어부(50) 등에 충격이 전달되어 고장이 발생할 수 있다. 따라서, 본체의 외측면에 범퍼(80)를 설치하여 충돌에 의한 충격이 로봇 청소기 내부의 기기에 전달되는 것을 방지할 수 있다.
그런데, 이와 같이 장애물과 충돌시 충격을 흡수하기 위하여 로봇 본체(10)의 외측면에는 범퍼(80)가 설치되고, 외부 장애물과의 거리를 감지하는 센서부(40)는 도 1 및 도 2 에 도시하는 바와 같이 범퍼(80)로 부터 소정거리 후퇴되어, 범퍼(80) 상측 상의 본체 내부에 설치된다. 따라서, 센서부(40)는 범퍼(80) 및 범퍼(80) 보다 낮은 위치에 있는 장애물에 대한 검출 능력이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 보다 넓은 범위를 감지할 수 있도록 감지센서의 설치위치를 개선한 자동주행 로봇 청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동주행 로봇 청소기는, 주행을 위한 복수의 구동휠이 하부에 설치되며, 청소면의 이물질을 흡입하는 흡입포트를 구비한 로봇 본체; 구동휠을 구동시키기 위한 모터; 흡입포트에 흡입력을 발생시키고, 이에 의해 흡입되는 공기 중에 포함된 각종 오물을 집진하는 흡진부; 로봇 본체의 외측 둘레에 수평 방향으로 진퇴 유동 가능하게 설치된 범퍼; 및 범퍼에 설치되는 장애물 감지센서; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 로봇 본체의 외측부에는 결합공이 형성되고, 상기 범퍼는, 로봇 본체의 외측부를 감싸는 범퍼 몸체; 결합공에 삽입되도록 상기 결합공에 대응하는 위치에 설치된 결합돌기; 및 상기 범퍼 몸체에 형성되어 장애물 감지센서를 수용 및 지지하는 센서홈을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 의하면, 범퍼는 몸체에 다수개의 관통공이 형성되고 로봇 본체의 외측 둘레에 수평방향 진퇴 유동 가능하게 설치되며, 장애물 감지 센서는, 범퍼 몸체에 형성된 관통공에 대응하는 위치의 로봇 본체의 외측 둘레에 설치되어 상기 관통공에 끼워지는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동주행 로봇 청소기에 대해 상세하게 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명함에 있어서, 종래와 그 구성 및 작용이 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동주행 로봇 청소기의 분리 상태 사시도이고, 도 4는 도 3의 자동주행 로봇 청소기의 조립 상태를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 자동주행 로봇 청소기의 분리상태 사시도로, 본 발명에 의한 자동주행 로봇 청소기는 일부 구성을 제외하고 상기 종래의 자동주행 로봇 청소기와 유사하다.
도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 자동주행 로봇 청소기는, 로봇 본체(10)와, 범퍼(80)와, 장애물 감지 센서(90) 및 제어부(50)를 포함한다.
로봇 본체(10)는 대략 원판형의 형상을 가지며, 도시되지는 않았으나 로봇 본체(10)에는 대략 반구형의 커버가 결합된다. 로봇 본체(10)의 전측부, 즉, 로봇 본체(10)의 주행방향측 외측부에는 결합공(13)이 형성되며, 로봇 본체(10)의 양측부에는 상기 범퍼(80)의 유동을 가이드하기 위한 가이드리브(14)가 설치된다. 또한, 로봇 본체(10)에는 구동휠(11)(12)과, 흡진부(20), 및 배터리(60)가 설치된다.
구동휠(11)(12)은 로봇 본체(10)에 복수개가 설치되며, 배터리(60)로부터 전원을 공급받는 모터(70)에 의해 구동된다. 흡진부(20)는 로봇 본체(10)에 형성된 흡입포트(미도시)에 강한 흡입력을 발생시킴으로써 바닥의 먼지를 집진하는 것으로써, 진공모터(미도시)와 이 진공모터의 구동에 의해 흡입포트를 통해 흡입되는 먼지를 집진하는 집진실(미도시)을 포함하여 구성된다. 흡입구(미도시)는 상기 흡입포트와 연통하도록 로봇 본체(10)의 하면 일측에 설치된다.
범퍼(80)는 범퍼 몸체(81)와, 결합돌기(82), 및 탄성부재(83)를 포함한다. 여기서, 범퍼 몸체(81)는 로봇 본체(10) 둘레의 대략 반을 커버하도록 로봇 본체(10)의 전측부에 결합된다. 그리고, 결합돌기(82)는 범퍼 몸체(81)에 설치되며 그 일부가 로봇 본체(10)의 결합공(13)에 유동 가능하게 삽입됨으로써 범퍼(80)가 로봇 본체(10)에 대해 수평방향으로 진퇴 유동되도록 한다. 탄성부재(83)는 결합돌기(82)에 설치되어 범퍼 몸체(81)를 로봇 본체(10)에 대해 소정 간격 이격되도록 탄성지지한다. 범퍼 몸체(81)의 양측단부에는 상기 로봇 본체(81)의 가이드리브(14)에 접하여 유동되는 가이드리브(84)가 설치된다. 이러한 가이드리브(14)(84)는 범퍼(80)가 로봇 본체(10)에 대해 어느 한 쪽으로 치우침없이 진퇴 유동할 수 있도록 범퍼(80)의 유동을 가이드한다. 또한, 범퍼 몸체(81)에는 장애물 감지 센서(90)를 수용 및 지지하는 센서 홀더(86)가 소정 갯수 형성된다. 센서 홀더(86)는 범퍼 몸체(81) 전면에 소정 간격으로 함몰 형성되고 장애물 감지 센서(90)가 내측에 설치된다.
범퍼 몸체(80)의 센서 홀더(86)에 설치된 장애물 감지 센서(90)는 외부로 신호를 송출하고, 반사된 신호를 수신할 수 있도록 범퍼(80) 전면에 소정 간격으로 배치된다. 이러한 장애물 감지 센서(90)는 소정의 센싱각도 범위 내에 있는 장애물을 검출한다. 장애물 감지 센서(90)는 적외선 센서 또는 초음파 센서 등이 이용된다.
이와같이 장애물 감지 센서(90)가 범퍼 몸체(81)에 형성된 센서 홀더(86)에 설치되므로 범퍼(80)를 중심으로 허영 센싱 각도에 대응하여 상부 및 하부의 소정 각도까지에 존재하는 장애물을 검출할 수 있게 된다.
제어부(50)는 장애물 감지 센서(90)에서 수신된 신호를 처리하고, 각각의 구성요소를 제어한다. 즉, 제어부(50)는 외부의 제어장치나 리모트 콘트롤러로부터 신호를 수신하여 구동휠(11)(12)을 구동시킴과 아울러 흡진부(20)의 진동모터를 구동시키며, 장애물 감지 센서(90)로부터 신호를 수신하여 로봇 본체(10)의 주행을 제어한다.
도 5 는 본 발명에 의한 다른 실시예로서, 도면에서 도시하는 바와 같이 범퍼 몸체(81)에는, 센서(90)가 설치될 수 있도록 범퍼 몸체(81)를 관통하는 센서 홀(85)이 형성된다. 장애물 감지 센서(90)는 범퍼(80)가 결합하는 로봇 본체(10) 외측 둘레에 설치된다. 센서 홀(85)에 대응하는 위치에 설치되어 범퍼(80)가 장착되면 장애물 감지 센서(90)는 센서 홀(85)에 끼워져 장애물과의 거리를 감지하게 된다.
상기와 같은 자동주행 로봇 청소기는, 장애물 감지 센서(90)를 통해 청소구역내에 설치된 기구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 판별하고, 이에 따라 로봇 본체(10)의 구동휠(11)(12)을 선택적으로 구동시킴으로써, 스스로 방향을 전환해가면서 청소구역을 청소한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동주행 로봇 청소기는 장애물과의 거리를 측정시 센서 설치 위치에 따라 장애물 검출 역역을 최적화 시킬 수 있어 보다 효과적으로 충돌을 방지할 수 있다.
한편, 상기 본 발명의 실시예에서는 자동주행 로봇 청소기에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 특징인 범퍼(80)와, 범퍼(80)에 설치되는 감지 센서(90)는 장애물 감지를 통해 자동주행이 가능한 다양한 장치에 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 장애물 감지 센서(90)가 로봇 본체의 범퍼(80)에 설치되어 장애물 검출 영역을 최적화 시킬 수 있어 충돌 발생율을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 범퍼가 좌우 유동가능하게 설치되어 장애물에 부딪치게 되면, 효과적으로 충격을 흡수할 수 있도록 하여 자동주행 로봇 청소기의 본체 내부가 충돌에 의해 고장을 일의키는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도 1은 일반적인 자동주행 로봇 청소기의 한 예를 나타낸 커버 분리 상태 사시도,
도 2는 도 1의 자동주행 로봇 청소기의 범퍼 결합 상태를 개략적으로 나타낸 평면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동주행 로봇 청소기의 커버 분리 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 도 3의 자동주행 로봇 청소기의 범퍼 결합 상태를 나타낸 평면도, 그리고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 자동주행 로봇 청소기의 커버를 분리한 상태를 나타낸 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10;로봇 본체 11, 12;구동휠
13;결합공 14, 84;가이드리브
20;흡진부 50;제어부
60:배터리 70;모터
80:범퍼 81;범퍼 몸체
82:결합돌기 83;탄성부재
85:센서홀 86:센서 홀더
90:장애물 감지 센서

Claims (4)

  1. 주행을 위한 복수의 구동휠이 하부에 설치되며, 청소면의 이물질을 흡입하는 흡입포트를 구비한 로봇 본체;
    상기 구동휠을 구동시키기 위한 모터;
    상기 흡입포트에 흡입력을 발생시키고, 이에 의해 흡입되는 공기 중에 포함된 각종 오물을 집진하는 흡진부;
    상기 로봇 본체의 외측 둘레에 수평 방향 진퇴 유동 가능하게 설치된 범퍼; 및
    상기 범퍼에 수용되는 장애물 감지센서; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동주행 로봇 청소기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 본체의 외측부에는 결합공이 형성되고,
    상기 범퍼는, 상기 로봇 본체의 외측부를 감싸는 범퍼 몸체;
    상기 결합공에 삽입되도록 상기 결합공에 대응하는 위치에 설치된 결합돌기; 및
    상기 장애물 감지센서를 수용 및 지지하는 센서 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동주행 로봇 청소기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 범퍼에는, 상기 장애물 감지 센서가 끼워질 수 있도록 몸체를 관통하는 센서홀이 형성되고, 상기 장애물 감지 센서는, 상기 범퍼가 장착되는 상기 로봇 본체의 외측면 둘레의 상기 센서홀에 대응하는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동주행 로봇 청소기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 본체와 상기 범퍼 중 적어도 어느 한 쪽에는 범퍼의 유동을 가이드하는 가이드리브가 설치된 것을 특징으로 하는 자동주행 로봇 청소기.
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