KR100504860B1 - 물청소가 가능한 청소용 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물청소가 가능한 청소용 로봇에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 내부에 설치하여 흡입력을 발생하는 팬 모터와, 팬 모터의 흡입측에 결합하여 먼지나 오물을 집진하는 필터와, 필터의 흡입측에 연통하는 흡입관과, 흡입관의 끝단에 연결하고 케이싱의 바닥면에 설치하여 먼지나 오물을 흡입하는 흡입헤드와, 흡입헤드의 내부에 회전 가능하게 설치하여 먼지나 오물의 쓸어 내는 적어도 한 개 이상의 브러시와, 주행방향을 기준으로 브러시의 후위에 위치하여 바닥에 증기를 공급하는 증기공급수단과, 증기공급수단의 출구측 후위에 회전 가능하게 설치하여 바닥에 뿌려진 증기를 먼지와 함께 닦아내도록 그 외주면에 걸레용 천을 구비하는 걸레롤러를 포함함으로써, 심한 먼지나 얼룩을 쉽고 편리하게 청소할 수 있으며 살균효과도 얻을 수 있다. 또, 먼지청소를 수행한 후에 걸레질도 수행함에 따라 사용자의 편의를 더욱 높일 수 있다.

Description

물청소가 가능한 청소용 로봇{CLEANING ROBOT POSSIBLE WASHING}

본 발명은 청소용 로봇에 관한 것으로, 특히 심한 먼지나 얼룩 등을 증기와 물을 이용하여 깨끗하게 청소할 수 있는 물청소가 가능한 청소용 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 청소용 로봇은 스스로 이동하며 청소를 하고, 충전기의 전원이 소진되면 스스로 충전위치로 이동하여 충전을 하며, 충전을 마친 이후에는 다시 청소를 하던 본래의 위치로 되돌아가서 계속 청소를 하는 기기이다.

도 1은 종래의 청소용 로봇을 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 종래의 청소용 로봇은 케이싱(1)의 내측에 흡입력을 발생시키기 위한 팬 모터(2)를 장착하고, 팬 모터(2)의 전방에는 그 팬 모터(2)가 흡입하는 먼지나 오물을 집진하도록 필터(3)를 내장한 필터 컨테이너(4)를 착탈 가능하게 설치하고 있다.

또, 필터 컨테이너(4)의 전면에는 먼지나 오물을 흡입하는 흡입관(5)을 연통 설치하고, 흡입관(5)의 맞은편 끝단에는 소정의 넓이를 가지는 흡입헤드(6)를 연통 설치하며, 흡입헤드의 중앙에는 바닥의 먼지나 오물을 쓸어 올리기 위한 브러시(7)를 회전 가능하게 설치하고 있다.

또, 케이싱(1)의 중앙에는 좌우로 일정 간격을 두고 정 역회전이 가능한 한 쌍의 구동바퀴(8)를 브러시(7)와 치합하여 설치하고, 케이싱(1)의 후위에는 보조바퀴(9)를 설치하고 있다.

또, 케이싱(1)의 후면에는 실내의 벽면에 설치한 전원단자부(20)에 접속하도록 충전단자(11a)를 구비한 충전단자부(11)를 장착하고, 이 충전단자부(11)에 연결하여 충전할 수 있도록 충전용배터리(11b)를 케이싱(1)의 내부에 장착하고 있다.

또, 케이싱(1)의 전면 중앙부에는 초음파를 송신하는 초음파송신부(12a)를 설치하고, 초음파송신부(12a)의 상,하측에는 초음파송신부(12a)에서 송신하고 반사되는 초음파를 수신하여 장애물을 감지하는 다수 개의 초음파수신부(12b)를 일정간격으로 설치하고 있다.

도면중 미설명 부호인 21과 13은 충전단자부를 전원단자부로 유도하기 위한 발광부 및 수광부, 14는 제어수단, 15는 배기실, 15a는 배기구이다.

상기와 같은 종래의 청소용 로봇은 다음과 같이 동작한다.

즉, 동작버튼(미도시)을 누르면 충전용배터리(11b)의 전원이 팬 모터(2)에 인가되어 팬 모터(2)가 구동하면서 필터 컨테이너(4)에 흡입력이 발생하고, 이와 동시에 구동바퀴(8)에도 전원이 인가되어 회전을 하면서 청소할 위치로 주행한다. 이때, 구동바퀴(8)에 치합한 브러시(7)가 함께 회전하면서 바닥의 먼지나 오물을 쓸어모으고 이를 팬 모터(2)의 흡입력에 의해 흡입헤드(6)와 흡입관(5)을 통해 필터(3)로 포집하는 일련의 과정을 수행한다.

또, 자동청소를 수행하는 동안 전압감지부(미도시)가 충전용배터리(11b)의 전압레벨을 감지하고, 이를 제어수단(14)에서 설정한 전압레벨과 비교하여 그 이하가 되면 자동청소기의 동작을 정지하는 한편 현재의 위치를 기억한 후 별도의 복귀지령을 하달하여 실내의 벽면에 구비한 전원단자부(20)와 청소기 케이싱(1)에 구비한 충전단자부(11)가 접속하도록 청소기를 전원단자부(20)쪽으로 이동시켜 충전한다.

이후, 전압감지부에서 충전이 완료되었음을 인식하면 다시 구동바퀴(8)를 동작시켜 청소하던 위치로 다시 이동한 후 청소작업을 계속 수행하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 청소용 로봇에 있어서는, 브러시(7)가 바닥의 먼지나 오물을 쓸어 올리는 역할을 하나, 카페트 또는 일부 먼지가 많은 곳에서는 브러시(7)만으로 쓸어 올리는 것만으로는 청소상태가 불량하고 특히 청소용 로봇으로 일차 먼지를 제거한 후에 다시 사람이 물걸레질을 하여야 하므로 청소용 로봇의 편리성이 반감되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 청소용 로봇이 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 심한 먼지나 얼룩을 쉽고 편리하게 제거할 수 있고 먼지제거에서 걸레질까지 수행할 수 있는 물청소가 가능한 청소용 로봇을 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 설치하여 흡입력을 발생하는 팬 모터와, 팬 모터의 흡입측에 결합하여 먼지나 오물을 집진하는 필터와, 필터의 흡입측에 연통하는 흡입관과, 흡입관의 끝단에 연결하고 케이싱의 바닥면에 설치하여 먼지나 오물을 흡입하는 흡입헤드와, 흡입헤드의 내부에 회전 가능하게 설치하여 먼지나 오물의 쓸어 내는 적어도 한 개 이상의 브러시와, 주행방향을 기준으로 브러시의 후위에 위치하여 바닥에 증기를 공급하는 증기공급수단과, 증기공급수단의 출구측 후위에 회전 가능하게 설치하여 바닥에 뿌려진 증기를 먼지와 함께 닦아내도록 그 외주면에 걸레용 천을 구비하는 걸레롤러를 포함한 물청소가 가능한 청소용 로봇을 제공한다.

이하, 본 발명 물청소가 가능한 청소용 로봇을 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명 청소용 로봇의 일례를 보인 종단면도이고, 도 3은 도 2의 요부를 보인 종단면도이며, 도 4는 도 3의 "A"부를 확대하여 보인 상세도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 청소용 로봇은, 케이싱(111)의 내부에 설치하여 흡입력을 발생하는 팬 모터(112)와, 팬 모터(112)의 흡입측에 설치하여 먼지나 오물을 집진하도록 필터(113)를 구비하는 필터 컨테이너(114)와, 필터 컨테이너(114)의 입구측에 연통 설치하는 흡입관(115)과, 흡입관(115)의 입구단에 연통하고 케이싱(111)의 바닥면에 설치하여 실내의 먼지나 오물을 흡입하는 흡입헤드(116)와, 흡입헤드(116)의 안쪽에 회전 가능하게 설치하여 바닥의 먼지나 오물을 쓸어내는 복수 개의 브러시(117)(118)와, 브러시(117)(118)의 후위에 위치하여 바닥에 증기를 공급하는 증기공급장치(130)와, 증기공급장치(130)의 출구측 후위에 회전 가능하게 설치하여 증기와 함께 먼지나 오물을 닦아내는 걸레롤러(140)를 포함한다.

브러시(117)(118)는 케이싱(111)의 주행방향에 대해 전위에 배치하여 그 주행방향에 순방향으로 회전하는 제1 브러시(117)와, 제1 브러시(117)의 후위에 위치하여 상기한 주행방향에 역방향으로 회전하는 제2 브러시(118)로 이루어진다.

제1 브러시(117)와 제2 브러시(118)는 그 축부(117a)(118a)의 외주면에 조밀하게 솔모(117b)(118b)가 삽입되는 점을 감안하여 솔모(117b)(118b)가 청소할 바닥면에 접촉하는 높이로 회전 가능하게 설치한다. 이 각각의 브러시(117)(118)는 구동바퀴(119)와 기어식으로 결합하여 함께 회전하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또, 제2 브러시(118)의 후위, 즉 제2 브러시(118)와 증기발생장치(120)의 출구 사이에는 브러시(117)(118)로 청소하고 남은 먼지나 오물을 쓸어내도록 탄성재로 된 주스퀴지(120)를 청소할 바닥면에 면접촉하게 설치한다.

증기공급장치(130)는 케이싱(111)의 내부에 입구와 출구를 가지는 물수용공간(131a)을 형성하는 물저장통(131)과, 물저장통(131)의 입구에 개폐 가능하게 설치하여 상기한 물수용공간(131a)으로 의 물공급을 조절하는 물공급용 밸브콕(132)과, 물저장통(131)의 일 측에 설치하여 증기를 발생하는 증기발생기(133)와, 물저장통(131)의 출구에 연통 형성하여 제2 브러시(118)와 걸레롤러(140) 사이로 증기를 안내하는 증기안내관(134)과, 증기안내관(134)의 중간에 설치하여 증기의 배출여부를 조절하는 증기조절용 체크밸브(135)로 이루어진다.

물저장통(131)은 본 실시예에서와 같이 케이싱(111)을 소정의 형상에 맞게 성형하여 일체로 형성할 수도 있으나 경우에 따라서는 별개로 형성하여 착탈 가능하게 결합할 수도 있다.

물공급용 밸브콕(132)은 도 3 또는 도 4에서와 같이 복수 개의 물공급구멍(132a)을 구비하여 물저장통(131)의 입구에 회전 가능하게 결합한다. 또, 물저장통(131)의 물이 새나가지 못하도록 고무나 석면 등으로 패킹 처리하는 것이 바람직하다.

증기발생기(133)는 물저장통(131)의 물을 가열하도록 열판이나 코일로 된 히터(133a)와, 이 히터(133a)에 의해 데펴진 물을 초음파로 진동하여 증기를 발생하도록 하는 초음파 진동자(133b)로 이루어진다.

증기안내관(134)은 그 출구가 청소기 케이싱(111)의 바닥면으로 향하도록 형성하고, 출구측은 가급적이면 출구쪽으로 갈수록 좁게 형성하는 것이 증기의 배출속도를 높이는데 바람직하다.

체크밸브(135)는 고무로 형성하여 증기안내관(134)의 중간을 개폐하는 증기조절밸브(135a)와, 이 밸브(135a)의 후방을 탄력 지지하여 물저장통(131)의 압력이 일정 압력 이상일 경우 압축되면서 증기조절밸브(135a)를 여는 반면 일정 압력 이하 인 경우 복원되면서 증기조절밸브(135a)로 증기안내관(134)을 닫도록 압축코일스프링으로 된 밸브스프링(135b)으로 이루어진다.

한편, 걸레롤러(140)는 상기한 브러시(117)(118)와 함께 구동바퀴(119)에 기어로 결합하여 회전하는 롤러부재(141)와, 이 롤러부재(141)의 외주면에 감겨 바닥의 먼지나 오물을 닦아내는 걸레용 천(142)으로 이루어진다. 걸레용 천(142)은 젖은 천이나 마른 천 모두 가능하다.

또, 걸레롤러(140)의 후위에는 물걸레질을 한 다음에도 바닥에 남는 먼지나 오물을 쓸어내도록 보조스퀴지(143)를 설치하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 20은 전원단자부, 21은 전원단자, 22는 발광부, 121은 보조바퀴, 122는 충전단자부, 122a는 충전단자, 122b는 충전용배터리, 123a는 초음파송신부, 123b는 초음파수신부, 124는 수광부, 125는 제어수단, 126는 배기실, 126a는 배기구, 136은 물공급호스이다.

상기와 같은 본 발명 청소용 로봇의 브러시먼지 탈거장치가 가지는 작용 효과는 다음과 같다.

먼저, 동작버튼을 누르면 충전용배터리(122b)의 전원이 팬 모터(112)에 인가되어 팬 모터(112)가 구동하면서 필터 컨테이너(114)에 흡입력이 발생하고, 이와 동시에 팬 모터(112)의 흡입력에 의해 흡입헤드(116)와 흡입관(115)을 통해 필터(113)로 포집하며, 이 과정에서 구동바퀴(119)가 제어수단(125)의 지령에 따라 회전하면서 케이싱(111)을 청소위치로 이동시켜 일정영역을 자동으로 청소하는 일련의 과정을 수행한다.

이때, 흡입헤드(116)의 안쪽에 구비한 제1 브러시(117)와 제2 브러시(118)가 서로 반대방향으로 회전을 하면서 바닥의 먼지나 오물를 쓸어 올려 이 먼지나 오물이 좀더 쉽게 흡입관(115)을 통해 필터(113)로 흡입되도록 하는 동시에 증기발생기(133)에서 생성한 증기가 증기안내관(134)을 통해 제2 브러시(118)의 후위로 분사되고 이 증기가 바닥의 먼지나 오물에 달라붙어 이후 걸레롤러(140)에 의해 닦여지게 된다.

이를 보다 상세히 살펴 보면 다음과 같다.

사용자가 물공급용 밸브콕(132)을 열림 방향으로 돌린 후 소정량의 물을 물저장통(131)에 채우고 물청소 모드를 선택하면 별도의 제어회로에 의해 증기발생기(133)의 히터(133a)가 가열되면서 물저장통(131)의 물을 일정온도까지 데핀다.

이후, 초음파 진동자(133b)가 전자회로에서 만들어진 초음파 신호를 특수한 초음파 진동자(압전 세라믹스 등)(133b)에 가함으로써 진동을 만들고 초음파를 발생시킨다. 이 진동자(133b)의 진동 효과로 인해 물이 미세한 알갱이 상태로 튀어나가면서 증기안내관(134)을 채우고 이 증기안내관(134)을 채우는 증기가 일정 압력 이상이 되는 경우 체크밸브(135)의 밸브스프링(135b)을 이기면서 증기조절밸브(135a)를 열고 청소할 바닥면으로 분사된다.

이후, 물청소 모드를 해제하면 히터(133a)와 초음파 진동자(133b)가 정지되면서 물저장통(131)과 증기안내관(134)의 압력이 저하하고 이어서 체크밸브(135)의 밸브스프링(135b)의 복원력에 의해 증기조절밸브(135a)가 닫히면서 증기 배출을 차단한다.

한편, 걸레롤러(140)의 후위에 위치한 보조스퀴지(143)가 바닥면을 쓸어 물청소를 하고 난 후에도 남은 먼지나 오물을 쓸어모으는 것이다.

이렇게, 바닥에 더운 증기를 뿌려주면서 청소를 함으로써 심한 먼지나 얼룩을 쉽고 편리하게 제거할 수 있으며 살균효과도 얻을 수 있다.

또, 먼지청소를 수행한 후에 걸레질도 이어서 수행함으로써 청소용 로봇을 사용하는 본래의 목적을 더한층 높일 수 있다.

본 발명에 의한 물청소가 가능한 청소용 로봇은, 케이싱의 내부에 먼지흡입용 브러시와 걸레롤러 그리고 증기공급장치를 함께 설치함으로써, 심한 먼지나 얼룩을 쉽고 편리하게 청소할 수 있으며 살균효과도 얻을 수 있다.

또, 먼지청소를 수행한 후에 걸레질도 수행함에 따라 사용자의 편의를 더욱 높일 수 있다.

도 1은 종래 청소용 로봇의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 본 발명 청소용 로봇의 일례를 보인 종단면도,

도 3은 도 2의 요부를 보인 종단면도,

도 4는 도 3의 "A"부를 확대하여 보인 상세도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

117,118 : 제1,제2 브러시 120 : 주스퀴지

130 : 증기발생장치 131 : 물저장통

131a : 물저장공간 132 : 물공급용 밸브콕

132a : 물공급구멍 133 : 증기발생기

133a : 히터 133b : 초음파 진동자

134 : 증기안내관 135 : 증기조절용 체크밸브

135a : 증기조절밸브 135b : 밸브스프링

140 : 걸레롤러 141 : 롤러부재

142 : 걸레용 천 143 : 보조스퀴지

Claims (6)

1. 삭제
2. 케이싱의 내부에 설치하여 흡입력을 발생하는 팬 모터와, 팬 모터의 흡입측에 결합하여 먼지나 오물을 집진하는 필터와, 필터의 흡입측에 연통하는 흡입관과, 흡입관의 끝단에 연결하고 케이싱의 바닥면에 설치하여 먼지나 오물을 흡입하는 흡입헤드와, 흡입헤드의 내부에 회전 가능하게 설치하여 먼지나 오물의 쓸어 내는 적어도 한 개 이상의 브러시와, 주행방향을 기준으로 브러시의 후위에 위치하여 케이싱의 내부에 입구와 출구를 가지는 물수용공간을 형성하는 물저장통과, 물저장통의 입구에 개폐 가능하게 설치하여 상기한 물수용공간으로의 물공급을 조절하는 물공급용 밸브콕과, 물저장통의 일 측에 설치하여 증기를 발생하는 증기발생기와, 물저장통의 일 측에 연통 형성하여 브러시의 후위로 증기를 안내하는 증기안내관과, 증기안내관의 중간에 설치하여 증기의 배출여부를 조절하는 증기조절용 체크밸브와, 증기안내관의 출구측 후위에 회전 가능하게 설치하여 바닥에 뿌려진 증기를 먼지와 함께 닦아내도록 그 외주면에 걸레용 천을 구비하는 걸레롤러를 포함한 물청소가 가능한 청소용 로봇.
3. 제2항에 있어서,

   증기발생부는 물저장부의 물을 가열하는 히터와, 이 히터에 의해 데펴진 물을 초음파로 진동하여 증기를 발생하도록 하는 초음파 진동자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물청소가 가능한 청소용 로봇.
4. 제2항에 있어서,

   걸레롤러는 케이싱의 주행방향에 대해 순방향으로 회전 가능하게 설치하는 것을 특징으로 하는 물청소가 가능한 청소용 로봇.
5. 제2항에 있어서,

   브러시의 후위에는 청소면에 솔질 이후에도 남아 있는 먼지나 오물을 쓸어내는 주스퀴지를 구비하는 것을 특징으로 하는 물청소가 가능한 청소용 로봇.
6. 제2항 또는 제5항에 있어서,

   걸레롤러의 후위에는 청소면에 걸레질 이후에도 남아 있는 먼지나 오물을 쓸어내는 보조 스퀴지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 물청소가 가능한 청소용 로봇.