KR100539749B1 - 초음파 센서의 진동 차폐 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 센서의 진동 차폐 장치에 관한 것으로, 본 발명은 초음파를 발신하고 수신하는 센서본체와; 센서본체를 삽입하여 고정하도록 관통 형성하는 센서고정부와, 센서고정부의 바깥쪽에 소정의 공기층공간을 두고 연장 형성하는 연장지지부를 구비하는 방진부재와; 방진부재를 삽입 고정하는 고무고정부와, 고무고정부의 일측에 연장 형성하여 기기의 케이싱에 고정하는 홀더고정부를 구비하는 홀더부재;를 포함함으로써, 초음파 센서에서 발생하는 진동이 상기한 방진고무와 공기층 그리고 다시 홀더와 공기층을 지나면서 상당히 감쇄됨에 따라 이웃하는 다른 센서로 진동이 전달되는 것을 미연에 차단할 수 있고 이를 통해 센서간 진동 전달로 인한 감지 성능의 저하를 방지하여 이를 장착한 각종 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

초음파 센서의 진동 차폐 장치{ULTRASONIC SENSOR FOR AVOIDING DIRECT-PROPAGATION}

도 1은 종래 초음파 센서를 구비한 자동 주행 청소기의 일례를 보인 사시도,

도 2는 종래 초음파 센서의 조립 상태를 보인 평면도,

도 3은 본 발명 초음파 센서를 분해하여 보인 사시도,

도 4는 본 발명 초음파 센서의 조립 상태를 보인 평면도,

도 5는 본 발명 초음파 센서 간 진동전달 양태를 보인 개략도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10 : 센서본체 20 : 방진고무

21 : 센서고정부 22 : 연장지지부

21a : 걸림돌기 30 : 센서홀더

31 : 홀더고정부 32 : 고무고정부

S1 : 제1 공기층공간 S2 : 제2 공기층공간

본 발명은 초음파 센서의 진동 차폐 장치에 관한 것으로, 특히 송신센서와 수신센서를 개별적으로 사용할 때 그 두 센서 사이의 직접적인 진동 전달로 인한 신호를 제거할 수 있는 초음파 센서의 진동 차폐 장치에 관한 것이다.

일반적으로 주변 환경에 대한 거리 정보 측정용 센서로는 초음파 센서, 적외선 센서, 레이저 센서 및 이미지 센서를 주로 사용하고 방위 정보 측정용 센서로는 자이로 센서와 이미지 센서를 사용하고 있다.

초음파 센서는 적외선 센서에 비해 측정영역이 길고 레이저 센서에 비해 측정영역은 좁으나 비용이 저렴하며 이미지 센서에 비하여는 측정 과정이 단순하고 자이로 센서에 비하여는 방위정보와 거리정보를 모두 수행할 수 있어 기능적으로 다양하다는 장점이 있다.

이러한 초음파 센서는 감지 거리를 기준으로 원거리용 초음파 센서와 근거리용 초음파 센서로 구분할 수 있는데, 가정에서 사용하는 자동 주행 청소기 등에는 주로 감지 거리가 짧은 근거리용 초음파 센서를 적용하고 있다.

도 1은 종래 초음파 센서를 구비한 자동 주행 청소기의 일례를 보인 사시도이고, 도 2는 종래 초음파 센서의 조립 상태를 보인 평면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 청소용 로봇은 팬 모터와 흡입관 그리고 필터 등을 구비하는 청소기 본체(1)와, 청소기 본체(1)의 바닥면 좌우 양측에 회전 가능하게 설치하여 상기한 청소기 본체(1)를 이동시키는 복수 개의 구동륜(2)과, 청소기 본체(1)의 외주면에 일정 간격을 두고 고정 설치하여 주변 상황을 감지하는 초음파 센서(3)로 구성하고 있다.

초음파 센서(3)는 전술한 바와 같이 발신부와 수신부를 함께 구비하여 청소 기 본체(1)에 구비한 센서장착구멍(1a)에 삽입 고정하는 센서본체(3a)와, 이 센서본체(3a)를 감싸 진동을 흡수하도록 스폰지와 같은 재질로 형성하여 상기 센서본체(3a)와 청소기 본체(1)의 센서장착구멍(1a) 사이에 긴밀하게 삽입하는 밀봉부재(3b)로 이루어져 있다.

센서본체(3a)는 통상 90°간격을 가지도록 청소기 본체(1)의 외주면에 고정 설치하거나 필요하면 그 이상의 개수를 원주방향을 따라 일정 간격으로 설치하여 이루어져 있다.

상기와 같은 종래 자동 주행 청소기에서 정소기 본체(1)가 구동륜(2)의 회전방향을 따라 주행을 하는 중에 그 청소기 본체(1)의 외주면에 고정한 초음파 센서(3)가 초음파를 발생하면 이웃하는 다른 초음파 센서(3)가 주변에 반사되어 되돌아오는 초음파를 감지하여 현재 청소기 본체(1)의 위치와 주변의 상황을 인식하고 이를 토대로 하여 청소기 본체(1)의 주행방향이나 주행거리 등을 결정하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 초음파 센서에 있어서는, 초음파를 발생하는 센서본체(3a)의 진동 전달 범위가 넓어 이웃하는 다른 센서본체에 영향을 미쳐 자칫 감지 불능을 유발할 수 있음에도 불구하고 센서본체(3a)를 단순한 밀봉부재(3b)로만 감싸 초음파 센서간 진동 전달 신호를 효과적으로 차단하지 못하는 한편, 센서간 진동 전달을 감안하여 이웃하는 초음파 센서를 멀리 배치하는 경우에는 두 센서 사이에 존재하는 장애물을 정확하게 감지하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래 초음파 센서가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 센서간 진동 전달을 효과적으로 차단하여 센서의 설치간격을 좁힐 수 있고 이를 통해 센서를 장착한 기기의 위치정보를 보다 정확하게 인식할 수 있도록 하는 초음파 센서의 진동 차폐 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명에 목적을 달성하기 위하여, 초음파를 발신하고 수신하는 센서본체와; 센서본체를 삽입하여 고정하도록 관통 형성하는 센서고정부와, 센서고정부의 바깥쪽에 소정의 공기층공간을 두고 연장 형성하는 연장지지부를 구비하는 방진부재와, 방진부재를 삽입 고정하는 고무고정부와, 고무고정부의 일측에 연장 형성하여 기기의 케이싱에 고정하는 홀더고정부를 구비하는 홀더부재를 포함한 초음파 센서의 진동 차폐 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 자동 주행 청소기의 위치정보 인식장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 초음파 센서를 분해하여 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명 초음파 센서의 조립 상태를 보인 평면도이며, 도 5는 본 발명 초음파 센서 간 진동전달 양태를 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 초음파 센서는, 초음파를 발신하고 수신하는 센서본체(10)와, 센서본체(10)를 삽입하여 지지하는 방진고무(20)와, 방진고무(20)를 삽입하여 고정하고 청소기 본체(1)에 삽입하여 지지하는 센서홀더(30)로 구성한다.

방진고무(20)는 도 3에서와 같이 그 중앙부에 관통 형성하여 상기한 센서본체(10)를 삽입 고정하는 센서고정부(21)와, 센서고정부(21)의 바깥쪽에 소정의 제1 공기층공간(S1)을 두고 연장 형성하는 연장지지부(22)로 이루어진다.

센서고정부(21)의 전방단은 도 4에서와 같이 센서본체(10)의 형상에 맞게 테이퍼지게 형성하는 반면 후방단에는 상기한 센서본체(10)를 지지하도록 걸림돌기(21a)를 형성하는 것이 바람직하다.

센서홀더(30)는 정면투영시 직사각형 모양으로 형성하여 상기한 청소기 본체(1)의 센서장착구멍(1a) 안쪽에 나사(B)로 고정하는 홀더고정부(31)와, 홀더고정부(31)의 중앙에 관통 형성하여 상기한 방진고무(20)를 압입 고정하는 고무고정부(32)로 이루어진다.

고무고정부(32)는 평면투영시 전방측으로 돌출 형성하여 원통모양으로 형성하고, 이 고무고정부(32)가 상기한 청소기 본체(1)의 센서장착구멍(1a)에 소정의 제2 공기층공간(S2)을 가지도록 그 외경을 센서장착구멍(1a)의 내경 보다 작게 형성하는 것이 바람직하다.

또, 홀더고정부(31)의 전방면과 이에 접하는 청소기 본체(1)의 내측면 사이에는 탄성재질로 된 방진부재(미도시)를 더 구비하는 것이 초음파 진동을 줄이는데 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 초음파 센서의 진동 차폐 장치는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

예컨대, 본 발명의 초음파 센서를 자동 주행 청소기에 적용하는 경우에 동작버튼을 누르면 충전용배터리(미도시)의 전원이 팬 모터(미도시)에 인가되어 팬 모터가 구동하면서 흡입력을 발생하고, 이와 동시에 구동륜(도 1에 도시)(2)이 제어부(미도시)의 지령에 따라 회전하면서 청소기 본체(1)를 청소 위치로 이동시켜 일정영역을 자동으로 청소하는 일련의 과정을 수행한다.

또, 청소기의 제어부는 충전용배터리의 충전 레벨을 수시로 체크하여 일정 레벨 이하로 하강된 것으로 판명될 때 청소기의 진행방향을 적절히 조정하면서 구동륜(2)을 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 청소기 본체(1)를 충전기(미도시)가 위치한 장소로 접근시키게 된다.

이때, 청소기 본체(1)가 청소할 위치라든가 충전할 위치를 가늠하기 위하여 초음파 센서가 주변의 상황을 항상 면밀하게 관찰을 하여 주변 환경과 충전대에 대한 위치정보를 인식하는데, 이 과정에서 초음파 센서에서는 진동이 발생하여 청소기 본체(1)를 따라 이웃하는 초음파 센서로 전달될 우려가 있으나, 본 발명과 같이 센서본체(10)를 지지하는 방진고무(20)에 제1 공기층공간(S1)을 형성하거나 센서홀더(30)와 청소기 본체(1) 사이에 제2 공기층공간(S2)을 형성하는 경우에는 도 5에서와 같이 센서본체(10)에서 발생하는 진동이 일차적으로 방진고무(20)에서 감쇄되었다가 그 방진고무(20)의 제1 공기층공간(S1)을 지나면서, 즉 진동이 유체매질에서 고체매질로 이동하면서 반사하여 상기한 초음파 진동을 상당부분 감쇄할 수 있다. 게다가, 센서홀더(30)와 청소기 본체 사이에 제2 공기층공간(S2)을 형성함에 따라 미소한 진동마저도 이 제2 공기층공간(S2)에서 감쇄하여 결국 초음파 센서간 진동 전달을 거의 제거할 수 있게 되는 것이다.

이렇게 하여, 근거리 초음파 센서의 약점인 센서간 진동 전달과 이로 인한 감지 오류를 해소하여 자동 주행 청소기나 기타 위치정보센서를 필요로 하는 제품에 근거리 초음파 센서를 자유롭게 사용할 수 있다. 또, 이 경우에 근거리 초음파 센서의 설치 간격을 좁히더라도 센서간 진동 전달이 유발되지 않음에 따라 센서의 감지 성능을 높여 이를 장착한 제품의 신뢰성을 향상할 수 있다.

본 발명에 의한 초음파 센서의 진동 차폐 장치는, 초음파 센서를 공기층을 가지는 방진고무로 지지하고 이 방진고무를 지지하는 센서홀더를 역시 공기층을 구비하여 청소기 본체에 고정함으로써, 초음파 센서에서 발생하는 진동이 상기한 방진고무와 공기층 그리고 다시 홀더와 공기층을 지나면서 상당히 감쇄됨에 따라 이웃하는 다른 센서로 진동이 전달되는 것을 미연에 차단할 수 있고 이를 통해 센서간 진동 전달로 인한 감지 성능의 저하를 방지하여 이를 장착한 각종 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (4)

1. 초음파를 발신하고 수신하는 센서본체와;

   센서본체를 삽입하여 고정하도록 관통 형성하는 센서고정부와, 센서고정부의 바깥쪽에 소정의 공기층공간을 두고 연장 형성하는 연장지지부를 구비하는 방진부재와;

   방진부재를 삽입 고정하는 고무고정부와, 고무고정부의 일측에 연장 형성하여 기기의 케이싱에 고정하는 홀더고정부를 구비하는 홀더부재;를 포함한 초음파 센서의 진동 차폐 장치.
2. 제1항에 있어서,

   홀더부재의 고무고정부와 기기의 케이싱 사이에도 공기층공간을 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 진동 차폐 장치.
3. 제2항에 있어서,

   홀더부재의 홀더고정부와 이에 접하는 기기의 케이싱 사이에 탄성재질로 된 방진부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 진동 차폐 장치.
4. 제1항에 있어서,

   방진부재는 고무 인 것을 특징으로 하는 초음파 센서의 진동 차폐 장치.

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