KR100517942B1 - 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절장치 및 그 방법는 청소기의 저면에 요입되게 형성된 요입부의 내측에 배치되는 흡입헤드의 상부 소정위치에 설치되며 흡입헤드를 하측으로 탄력지지하는 탄지부재와, 그 탄지부재의 주변에 구비되어 상기 탄지부재에 의해 하측으로 탄력적으로 지지되는 흡입헤드가 바닥과 일정간격이 유지될 수 있도록 흡입헤드의 높이를 조절하는 높이조정기구로 구성되어, 로봇 청소기를 이용하여 청소를 할때 사용자가 카펫 또는 마루바닥과 같이 형태가 각기 다른 청소영역의 상태에 따라 흡입헤드의 높이를 조정하여 청소를할 수 있도록 함으로써, 깨끗하고 원할한 청소가 이루어진다.

Description

로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING HEIGHT OF SUCTION HEAD IN ROBOT CLEANER AND METHOD THEREOF}

본 발명은 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 청소시에 청소영역의 조건에 따라 흡입헤드의 높이가 자동으로 조절되도록 하여 깨끗하고 원할한 청소가 이루어질 수 있도록 한 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절장치 및 그 방법에 관한 것이다.

로봇 청소기(robot cleaner)는 제어수단의 명령에 의해 센서를 이용하여 청소영역 및 장애물들을 감지하고, 그 청소구역을 주행하며 자동으로 청소를 하며, 기기의 내부에 구비되어 있는 배터리의 전원이 소진되면 소정위치에 별도로 마련되어 있는 충전대로 이동하여 충전을 하며, 충전을 마친 다음에는 다시 청소를 하던 본래의 위치로 복귀하여 청소를 하는 기기이다.

그리고, 상기와 같은 로봇 청소기의 내부에는 팬 모터와 필터가 구비되어 있고 저부에는 바닥의 먼지나 오물을 흡입하기 위한 흡입헤드가 구비되어 있으며, 그 흡입헤드의 주변에는 로봇 청소기를 주행시키기 위해 일정간격을 두고 설치되며 모터에 의해 구동되는 주바퀴와, 그 주바퀴에 의해 주행하는 청소기가 균형을 유지할 수 있도록 지지 및 회전하는 수개의 보조바퀴 및 브러쉬가 구비되어 있다.

즉, 상기와 같이 모터에 의해 구동되는 주바퀴의 회전에 의해 주행이 이루어지고, 그와 같이 주행하는 상태에서 팬 모터의 흡입력에 의해 바닥의 먼지나 오물이 흡입헤드를 통하여 흡입되어 필터에 포집되어진다.

그런데, 상기와 같은 종래의 로봇 청소기의 흡입헤드는 청소기의 저부에 고정되어 있어서, 바닥과 흡입헤드의 높이가 항상 일정하게 유지되므로 청소영역의 조건에 따른 알맞은 청소가 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

즉, 자동청소기를 이용하여 카펫청소할때는 카펫에 브러쉬가 걸려서 정상적인 회전이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 청소영역에 따라 흡입헤드의 높이가 자동으로 조절되도록 하여 깨끗하고 효율적인 청소가 이루어질 수 있도록 하는데 적합한 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 로봇 청소기의 저면에 요입되게 형성된 요입부의 내측에 배치되는 흡입헤드의 상부 소정위치에 설치되어 흡입헤드를 하측으로 탄력지지하는 탄지부재와; 흡입헤드의 상부 소정위치에 설치되는 정,역회전 모터와; 정,역회전 모터의 회전에 연동되어 흡입헤드의 높이가 조절되도록 정,역회전 모터의 회전력을 흡입헤드에 전달하는 동력전달기구를; 포함하여 구성되는 로봇 청소기의 흡입헤드 높이 조절장치를 제공한다.이는, 정,역회전 모터와 그 정,역회전 모터의 회전력을 흡입헤드에 전달하는 동력전달기구를 구비함으로써, 필요에 따라 정,역회전 모터를 정회전 또는 역회전시켜 흡입헤드를 상부 또는 하부로 이동시키도록 하기 위함이다. 또한, 흡입헤드를 하측으로 탄력지지하는 탄지부재를 구비함으로써, 흡입헤드의 높낮이가 정,역회전 모터로 부터 전달된 동력에 의하지 아니하고는 쉽게 움직이지 않도록 하기 위함이다.여기서, 상기 동력전달기구는, 정,역회전모터의 모터축에 고정되는 보빈과, 보빈에 일단부가 고정되고 타단부는 케이스의 요입부에 형성된 통공을 통하여 삽입되어 흡입헤드에 고정되는 와이어를 구비하는데, 이는 정,역회전 모터가 정회전하는 경우에는 와이어가 보빈에 감겨짐으로써 흡입헤드의 높이가 높아지고, 정,역회전 모터가 역회전하는 경우에는 보빈에 감긴 와이어가 풀려짐으로써 흡입헤드의 높이가 낮아지도록 하기 위함이다.

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또한, 본 발명은, 로봇 청소기의 흡입헤드의 높이를 조절하는 방법에 있어서, 로봇 청소기의 저면에 설치된 높이감지센서가 흡입헤드의 높낮이값을 검출하는 높낮이값 검출단계와; 검출된 높낮이값을 설정된 기준값과 비교하는 높낮이값 비교단계와; 비교결과, 검출된 높낮이값이 기준값 보다 낮으면 제어수단이 정,역회전 모터를 정회전시켜서 흡입헤드를 상승시키고, 검출된 높낮이값이 기준값 보다 높으면 제어수단이 정,역회전 모터를 역회전시켜서 흡입헤드의 높이를 하강시키는 흡입헤드높낮이조정단계를; 순차적으로 수행하는 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절방법을 제공한다.이는, 흡입헤드의 높낮이값을 검출하는 높이감지센서와 높이감지센서로부터 받은 신호로 정,역회전 모터를 정회전 또는 역회전시키는 제어수단을 이용하여 자동으로 로봇 청소기의 흡입헤드의 높이를 조절하도록 하기 위함이다.

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이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절장치 및 그 방법을 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 정면도이고, 도 2는 도 1의 종단면도이며, 도 3는 도 1의 저면도이고, 도 4는 도 3의 A-A'를 절취한 부분단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 로봇 청소기는 본체 케이스(1)의 내측에 설치되어 흡입력을 발생시키기 위한 팬 모터(2)와, 그 팬 모터(2)의 전방에 설치되어 팬 모터(2)에 의해 흡입되는 먼지나 오물을 포집하기 위한 필터(3)를 구비하는 필터 컨테이너(4)와, 상기 본체 케이스(1)의 하측에 구비되어 필터 컨테이너(4)와 연결관(5)으로 연결되고 바닥의 먼지나 이물질을 흡입하기 위한 흡입헤드(6)와, 그 흡입헤드(6)의 내부에 설치되어 회전되는 브러쉬(7)와, 상기 흡입헤드(6)의 주변에 설치되어 흡입헤드(6)의 높이를 조절하기 위한 높이조절장치(8) 및 제어수단(11)을 구비한다.

그리고, 상기 본체 케이스(1)의 하측에는 모터(9)에 의해 구동이 되는 한쌍의 주바퀴(9)가 일정간격을 두고 설치되어 있고, 그 주바퀴(9)의 전,후측에는 본체 케이스(1)를 지지함과 아울러 수평을 유지하는 수개의 보조바퀴(10)가 설치되어 있다.

또한, 상기 본체 케이스(1)의 내부에는 충방전이 이루어지는 배터리(21)가 설치되어 있고, 후면에는 충전단자(22)를 구비한 충전단자부(23)가 구비되어 있으며, 실내의 벽면(24)에 설치된 전원단자부(25)에는 접속단자(26)가 설치되어 있어서, 충전단자(22)가 접속단자(26)에 접속된 상태에서 본체 케이스(1)의 내부에 설치된 배터리(21)의 충전이 이루질 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 본체 케이스(1)의 전면 중앙부 내측에는 초음파를 송신하는 초음파 송신부(31)가 설치되어 있고, 그 초음파송신부(31)의 상측과 하측에는 초음파송신부(31)에서 송신된 초음파가 장애물에서 반사되는 것을 감지하기 위한 초음파수신부(32)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 전원단자부(25)의 하측에는 청소기의 본체 케이스(1)를 전원단자부(25)로 유도하기 위한 광신호를 발광하는 발광부(41)가 설치되어 있고, 상기 충전단자부(23)의 하측에는 상기 발광부(41)에서 발광되는 광신호를 수광할 수 있는 수광부(42)가 설치되어 있다.

상기 흡입헤드(6)는 상기 본체 케이스(1)의 저부에 형성된 요입부(1a) 내측에 배치되어 있는데, 먼지나 이물질을 흡입할 수 있도록 하측에 개구부(6a)가 형성되어 있고, 상면 중앙에 형성된 연결부(6b)는 주름관형태의 연결관(5) 하단부가 연결되어 연결관(5)이 상,하방향으로 신축되는 것에 의해 흡입헤드(6)가 상,하방향으로 움직일 수 있도록 되어 있다.

상기 브러쉬(7)는 상기 흡입헤드(6)의 내측에 배치됨과 아울러 회전가능하게 양단부가 고정되고, 모터(53)와 그 모터(53)의 모터축에 고정된 구동풀리(54)와, 브러쉬(7)의 일단부에 설치된 종동풀리(54') 및 구동풀리(54)와 종동풀리(54')에 감겨진 벨트(55)에 의하여 일정속도로 회전되도록 구성되어 있다.

상기 높이조절장치(8)는 상기 흡입헤드(6)의 상면 양측에 하단부가 고정되고, 상단부는 요입부(1a)의 천정에 고정되어 흡입헤드(6)가 하방으로 탄력지지되도록 일정간격을 두고 설치되는 한쌍의 코일스프링(101)과, 흡입헤드(6)의 상부 소정위치에 고정되는 정,역회전 모터(111)와, 정,역회전 모터(111)의 회전력을 흡입헤드(6)에 전달하는 동력전달기구로 구성된다.

상기 동력전달기구는 정,역회전모터(111)의 모터축(111a)에 고정되는 보빈(112)과, 그 보빈(112)에 일단부가 고정되고 타단부는 케이스(1)의 요입부(1a)에 형성된 통공(1a')을 통하여 삽입되어 흡입헤드(6)에 고정되어 있는 와이어(113)로 구성되어 있다.또한, 상기 로봇 청소기의 저면에는 높이감지센서(56)가 구비되어 바닥과 로봇 청소기의 저면 사이의 높낮이를 검출하도록 구성된다.그리고, 상기 제어수단(11)은 높이감지센서(56)로부터 신호를 받아서 정,역회전 모터를 작동시키도록 높이감지센서(56) 및 정,역회전 모터(111)와 전기적으로 연결된다.

상기의 실시예에서는 흡입헤드(6)를 하측으로 탄력지지하기 위해 코일스프링(101)을 설치한 것을 예로들어 설명하였으나, 꼭 그에 한정하는 것은 아니고 토션스프링과 같이 흡입헤드(6)를 하측으로 탄력지지할 수 있는 것이면 어떤것을 설치하여도 무방하다.

도면중 미설명 부호 51은 배기구이고, 52는 모터이며, 56은 높이감지센서이다.

상기와 같이 구성된 본 발명이 구비된 로봇 청소기는 사용자가 동작버튼을 누르면 청소기가 설정된 패턴에 따라 청소영역을 주행하고, 그와 같이 청소기가 청소영역을 주행할때에 팬 모터(2)가 구동이 되며 흡입력이 발생되어 그 발생되는 흡입력에 의해 바닥의 먼지나 오물이 흡입헤드(6)를 통하여 흡입된 후 연결관(5)을 통하여 필터(3)에 포집되어 진다.

그리고, 상기와 같이 청소가 이루어지는 로봇 청소기는 청소영역의 상태에 따라 바닥과 흡입헤드(6)의 높이를 조절하여 자동으로 청소가 이루어진다.

즉, 도 5는 흡입헤드(6)의 높이가 상승된 상태로서, 이와 같은 경우는 사용자가 로봇 청소기를 이용하여 카펫청소를 하는 경우이며, 청소기가 카펫청소를 하는 경우에 높이감지센서(56)에서 높이를 감지하여 높이가 기준값 보다 낮으면 제어수단(11)이 정,역회전모터(111)를 정회전시켜서 와이어(113)가 보빈(112)에 감겨지며 흡입헤드(6)의 코일스프링(101)의 탄력을 이기고 상승하여 높이가 바닥에서 일정 높이로 높아지게 되며, 그와 같이 브러쉬(7)와 카펫(61)간에 적정간격이 유지되어 브러쉬(7)가 회전을 할때 카펫(61)에 걸림이 없이 원할하게 회전이되며 카펫(61)에 끼어있는 먼지나 오물들을 흡입헤드(6)에서 용이하게 흡입될 수 있도록 쓸어내게 된다.

반대로, 도 6은 흡입헤드(6)의 높이가 낮아진 상태로서, 이와 같은 경우는 사용자가 로봇 청소기를 이용하여 마루바닥(62)을 청소할때 흡입헤드(6)가 낮아진 상태이며, 청소기의 높이감지센서(56)에서 높이가 감지되어 기준값 보다 높으면 제어수단(11)이 정,역회전모터(111)를 역회전시키고 와이어(113)가 보빈(112)에서 풀리며 흡입헤드(6)는 코일스프링(101)의 탄력에 의해 하강하여 마루바닥(62)과 흡입헤드(6)의 사이가 좁아진 상태에서 큰 흡입력으로 청소가 이루어지게 된다.

도 7은 본 발명의 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절방법의 순서도로서, 이를참조하여 본 발명에서 높이가 조절되는 동작을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.

청소기가 청소영역을 주행하는 과정에서 바닥의 높낮이값이 변동되면 높이감지센서(56)에서 그 높낮이값을 검출하는 높낮이검출단계(S2)를 수행한다.

다음, 상기 높낮이값을 검출하는 단계에서 검출된 높낮이값을 설정된 기준값과 비교하는 높낮이값 비교단계(S3)를 수행한다.

다음, 상기 비교결과 검출된 높낮이값이 기준값 보다 낮으면 제어수단(11)이 정,역회전 모터(111)를 정회전시키는 단계(S4)를 수행하여 도 5와 같이 흡입헤드(6)의 높이를 설정치만큼 상승시키거나, 검출된 높낮이값이 기준값 보다 높으면 제어수단(11)이 정,역회전 모터(111)를 역회전시키는 단계(S5)를 수행하여 도 6과 같이 흡입헤드(6)의 높이를 설정치만큼 하강시켜서 바닥과 흡입헤드(6)가 적정간격이 유지되도록 조절하는 흡입헤드높낮이조정단계(S6)를 수행한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절장치 및 그 방법은 로봇 청소기를 이용하여 청소를 할때 사용자가 카펫청소 또는 마루바닥의 청소와 같이 청소영역의 형태에 따라 흡입헤드의 높이가 자동으로 조절되어 청소가 이루어짐으로써 깨끗하고 원활한 청소가 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 정면도.

도 2는 도 1의 종단면도.

도 3은 도 1의 저면도.

도 4는 도 3의 A-A'를 절취한 부분단면도.

도 5는 본 발명의 높이조절장치에 의해 흡입헤드의 높이가 높아진 상태의 종단면도.

도 6은 본 발명의 높이조절장치에 의해 흡입헤드의 높이가 낮아진 상태의 종단면도.

도 7은 본 발명의 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절방법의 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 케이스 1a : 요입부

1a' : 통공 101 : 코일스프링

111 : 정,역회전모터 111a : 모터축 112 : 보빈 113 : 와이어

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Claims (5)

1. 로봇 청소기의 저면에 요입되게 형성된 요입부의 내측에 배치되는 흡입헤드의 상부 소정위치에 설치되어 흡입헤드를 하측으로 탄력지지하는 탄지부재와;

   상기 흡입헤드의 상부 소정위치에 설치되는 정,역회전 모터와;

   상기 정,역회전 모터의 회전에 연동되어 상기 흡입헤드의 높이가 조절되도록 상기 정,역회전 모터의 회전력을 상기 흡입헤드에 전달하는 동력전달기구를;

   포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 탄지부재는

   코일 스프링인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 탄지부재는

   토션 스프링인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 동력전달기구는,

   상기 정,역회전모터의 모터축에 고정되는 보빈과;

   상기 보빈에 일단부가 고정되고 타단부는 케이스의 요입부에 형성된 통공을 통하여 삽입되어 상기 흡입헤드에 고정되는 와이어를;

   포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절장치.
5. 제 1항 내지 제 4항에 따른 로봇 청소기의 흡입헤드의 높이를 조절하는 방법에 있어서,

   상기 로봇 청소기의 저면에 설치된 높이감지센서가 상기 흡입헤드의 높낮이값을 검출하는 높낮이값 검출단계와;

   검출된 높낮이값을 설정된 기준값과 비교하는 높낮이값 비교단계와;

   비교결과 검출된 높낮이값이 기준값 보다 낮으면 제어수단이 정,역회전 모터를 정회전시켜서 흡입헤드를 상승시키고, 검출된 높낮이값이 기준값 보다 높으면 제어수단이 정,역회전 모터를 역회전시켜서 흡입헤드의 높이를 하강시키는 흡입헤드높낮이조정단계를;

   순차적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 흡입헤드 높이조절방법.