KR100548894B1 - 방향기능을 구비한 로봇청소기 - Google Patents

Abstract

일정공간을 주행하고 바닥면을 청소하면서 방향작용을 하는 로봇청소기가 개시된다. 개시된 본 발명에 따른 로봇청소기는 로봇청소기 본체; 상기 로봇청소기 본체의 하부에 설치된 복수의 바퀴를 구동하는 구동부; 바닥의 먼지를 흡입하는 흡진부; 상기 로봇청소기 본체에 설치되어 향기를 배출하는 향수발생부; 및 제어부;를 포함하며, 피청소면을 자동주행하면서 상기 흡진부에 의한 진공청소 및 상기 향수발생부에 의한 방향작용을 동시에 수행하거나, 상기 진공청소 또는 상기 방향작용을 선택적으로 수행한다. 이에 의하면 자동으로 바닥면을 청소하면서 방향작용으로 공기를 정화하게 되어 위생적인 청소 및 건강과 쾌적한 주거환경에 도움이 된다.

로봇청소기, 자동주행, 공기정화, 향수, 자주식 청소기

Description

방향기능을 구비한 로봇청소기{an robot-cleaner equipped with perfume-sprinkling function}

도 1는 종래의 로봇청소기의 바닥면의 구조를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 방향기능을 구비한 로봇청소기의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 로봇청소기의 내부제어를 나타내 보인 블럭도,

도 4a은 본 발명에 따른 방향기능을 구비한 로봇청소기의 제1실시예로서의 요부 분해 사시도,

도 4b은 본 발명에 따른 방향기능을 구비한 로봇청소기의 제2실시예로서의 요부 분해 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10; 로봇청소기 12; 본체

20; 구동부 16; 흡진부

30; 상방 카메라 32; 전방 카메라

40; 제어부 43; 송/수신부

11;향수발생부 45;플로우팬

47;회전모터 49;향수발생기

51;복수의 필터 59;그릴부재

본 발명은 방향기능을 구비한 로봇청소기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동으로 주행하면서 피청소면의 바닥을 청소함과 아울러 향기를 방향하는 로봇청소기에 관한 것이다.

일반적으로, 로봇 청소기는 사용자가 조작하지 않아도 청소하고자 하는 구역을 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기이다.

이러한 로봇 청소기는 센서를 통해 청소구역에 설치된 기구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 판별하고, 그 장애물과의 충돌이나 방해를 방지하기 위해 로봇청소기의 한쌍의 모터를 선택적으로 구동시킴으로써, 스스로 방향을 전환해가면서 청소구역을 청소한다.

도 1을 참조하면, 로봇청소기는 청소기본체(1)와, 본체의 전방하부의 양측에 설치된 두 개의 종동바퀴(2)와, 후방하부의 양측에 설치된 두 개의 구동바퀴(3), 후방의 두 개의 구동바퀴(3)를 각각 회전 구동시키는 한 쌍의 모터(5) 및 후방 구동바퀴(3)의 동력을 전방의 종동바퀴(2)로 전달할 수 있도록 설치된 타이밍벨트(7)를 포함한다.

또한, 청소기본체(1)의 선단부에는 청소면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입 해내기 위한 흡입포트(9)가 설치된다. 이 흡입포트(9)는 소정 구동모터(미도시)에 의해 구동된다.

이와 같은 구성을 가지는 로봇청소기는 한쌍의 모터(5)를 선택적으로 구동시킴으로써, 스스로 방향을 전환해가면서 움직이게 되며, 이때 상기 흡입포트(9)를 작동시켜 주행하면서 청소면의 이물질을 청소하게 된다.

이러한 종래의 로봇청소기는 단순히 주행하면서 바닥면의 먼지나 오물등을 흡입포트를 통해서 흡입하여 정화한 뒤 배출하는데 그치므로, 청소후 악취나 냄새는 그대로 피청소공간에 잔존하게 된다. 따라서 사용자가 신선한 공기를 원할 경우에는 별도로 청소공간을 일정시간동안 환기해야하는 불편이 있다.

그리고 사용자가 상쾌한 향기나 쾌적한 방안공기를 조성하려면, 별도로 방향제를 구입하거나 방향액을 분문해야 하고, 이러한 방향제나 방향액을 사용할 때도 사용자가 일일히 소정공간을 돌아다니면서 상기 방향제나 방향액을 사용해야 하는 불편이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 일정공간을 자동주행하면서, 진공청소 및 향수나 방향물질에 의한 공기청정(淸淨)을 동시에 수행하거나, 진공청소 또는 공기청정을 선택적으로 할수 있는 로봇청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 방향기능을 구비한 로봇청소기 는, 피청소면을 자동 주행하는 로봇청소기 본체; 상기 로봇청소기 본체의 하부에 설치된 복수의 바퀴를 구동하는 구동부; 바닥의 먼지를 흡입할 수 있도록 상기 로봇청소기 본체에 설치된 흡진부; 상기 로봇청소기 본체에 설치되어 향기를 배출하는 향수발생부; 및 지정된 주행패턴에 따라 상기 로봇청소기가 이동하도록 상기 구동부를 제어하며 상기 향수발생부를 작동시키는 제어부;를 포함하며, 피청소면을 자동주행하면서 상기 흡진부에 의한 진공청소 및 상기 향수발생부에 의한 방향작용을 동시에 수행하거나, 진공청소 또는 방향작용을 선택적으로 수행한다.

그리고 상기 향수발생부는 플로우팬; 전원을 공급받아 상기 플로우팬을 회전시켜 상기 로봇청소기 본체의 공기를 방출시키는 회전모터; 상기 로봇청소기 본체의 공기가 배출되는 배출덕트; 상기 배출덕트의 일단에 설치되며 복수개의 구멍이 형성된 그릴부재; 상기 그릴부재에 설치되며 상기 배출덕트에서 방출되는 공기에 방향물질을 발생하는 향수발생기;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 향수발생부는, 공기에 포함된 먼지를 포집하는 복수의 필터;를 더 포함하며, 상기 로봇청소기 본체와 결합하는 본체커버의 일측에 상기 그릴부재의 위치에 대응하여 형성된 배출포트를 통하여 공기가 소정공간으로 방출되는 것이 좋다.

그리고 상기 복수의 필터는, 흡입된 공기중 입자가 큰 먼지를 걸러주는 제1차필터; 및 미세힌 먼지 및 악취를 제거하는 제2차필터;를 포함하는 것이 좋으며, 상기 방향물질은 고체로 형성될 수도 있고, 상기 방향물질은 액체로 형성될 수도 있으며 상기 향수발생기는 상기 액체로 된 방향물질을 분무하여 작은 입자상태로 만드는 분무장치;를 더 포함하고 상기 로봇청소기의 제어부는 상기 분무장치를 소정시간 간격으로 작동하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 구동부는, 상기 로봇청소기의 본체에 설치되어 각각 공급된 전원에 의해 구동되는 한 쌍의 구동모터; 상기 한 쌍의 구동모터에 의해 회전되는 한 쌍의 구동바퀴; 상기 한 쌍의 구동바퀴를 추종하는 한 쌍의 종동바퀴; 및 상기 구동바퀴와 상기 종동바퀴를 연동시키는 동력전달수단;을 포함하는 것이 좋으며, 상기 동력전달수단은 타이밍 벨트인 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇청소기를 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 방향기능을 구비한 로봇청소기의 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 로봇청소기의 내부제어를 나타내 보인 블럭도, 그리고 도 4a은 본 발명에 따른 방향기능을 구비한 로봇청소기의 제1실시예로서의 요부 분해 사시도, 도 4b은 본 발명에 따른 방향기능를 구비한 로봇청소기의 제2실시예로서의 요부 분해 사시도이다.

도 2 내지 도4b를 참조하면, 로봇청소기는 크게 본체(12), 상기 본체(12)와 결합하는 본체커버(14), 흡진부(16), 구동부(20), 상방 카메라(30), 전방 카메라(32), 장애물검출센서(34), 제어부(40), 향수발생부(11), 기억장치(41), 및 송/수신부(43)를 포함한다. 다만, 참조부호 I는 로봇청소기의 전방을 나타낸다.

상기 흡진부(16)는 공기를 흡입하면서 대향되는 바닥의 먼지를 집진할 수 있도록 본체(12) 상에 설치되어 있다. 이러한 흡진부(16)는 알려진 다양한 방식에 의 해 구성될 수 있다. 일예로서, 흡진부(16)는 흡입모터(미도시)와, 흡입모터의 구동에 의해 바닥과 대향되게 형성된 흡입구 또는 흡입관을 통해 흡입된 먼지를 집진하는 집진실을 구비한다.

상기 구동부(20)는 전방의 양측에 설치된 두 개의 종동바퀴(21)와, 후방의 양측에 설치된 두 개의 구동바퀴(22), 후방의 두 개의 바퀴(22)를 각각 회전 구동시키는 한 쌍의 구동모터(24) 및 후방 바퀴(22)의 동력을 전방의 바퀴(21)로 전달할 수 있도록 설치된 동력전달수단(25)을 포함한다. 상기 동력전달수단(25)는 타이밍벨트로 구성되며, 또한 기어풀리구조로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 구동부(20)는 상기 제어부(40)의 제어신호에 따라 각 모터(24)를 독립적으로 정방향 또는 역방향으로 회전 구동시킨다. 주행방향은 각 모터(24)의 회전수를 다르게 제어함으로써 정해진다.

상기 전방 카메라(32)는 전방의 이미지를 촬상할 수 있도록 본체(12)상에 설치되어 촬상된 이미지를 제어부(40)로 출력한다.

상기 상방 카메라(30)는 상방의 이미지를 촬상할 수 있도록 본체(12)상에 설치되어 촬상된 이미지를 제어부(40)로 출력한다. 바람직하게는 상방 카메라(30)에는 어안렌즈(미도시)가 적용된다.

상기 어안렌즈 구조는 국내 공개특허1996-7005245호, 국내공개특허 1997-48669호, 국내공개특허 1994-22112호 등에 개시되어 있고, 여러 렌즈 제조회사에서 시판하고 있어 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 장애물 검출 센서(34)는 외부로 신호를 송출하고, 반사된 신호를 수신 할 수 있도록 몸체의 측면 둘레에 소정 간격으로 배치되어 있다.

또 다르게는 장애물 검출센서(34)는 초음파를 출사하고, 반사된 초음파을 수신할 수 있도록 된 초음파 센서가 적용될 수 있다. 장애물 검출센서(34)는 장애물 또는 벽과의 거리를 측정하는데도 이용된다.

그리고 상기 제어부(40)에 연결된 주행거리 검출센서(미도시)는 구동바퀴(22) 또는 종동바퀴(21)의 회전수를 검출하는 회전검출 센서가 적용될 수 있다. 예컨대, 회전 검출센서는 모터(24)의 회전수를 각각 검출하도록 설치된 엔코더가 적용될 수 있다.

도 4a,4b를 참조하여 향수 발생부(11)를 설명하면 다음과 같다.

상기 향수 발생부(11)는 플로우팬(45), 회전모터(47) , 향수발생기(49), 배출덕트(57), 그릴부재(59) 및 복수의 필터(51)를 포함한다.

상기 플로우팬(45)는 로봇청소기 본체(12)의 일측면에 형성되며, 상기 본체(12)의 내부공기를 외부로 방출하는 역활을 한다.

상기 회전모터(47)는 전원공급부(미도시)로부터 전원을 공급받아 상기 플로우팬(45)를 회전시켜 본체(12)의 공기를 방출하는 회전력을 제공한다.

그리고 상기 향수 발생기(49)는 상기 플로우팬(45)을 통하여 방출되는 공기에 소정의 방향물질을 발생시켜며, 이때 발생된 방향물질은 배출되는 공기와 함께 배출되어 공기를 정화하게 되거나 소정공간에 향기를 발산하게 된다.

이때, 상기 향수 발생기(49)는 고체로 된 방향물질로 구성될 수 있으며(도 4a), 액체로 된 방향물질과 이러한 액체로 된 방향물질을 분무하여 작은 입자상태 로 만드는 분무장치(61)로 구성될 수도 있다(도 4b). 이러한 방향물질은 일반적으로 시중에서 시판되고 있는 방향제나 방향액이 되며, 기호에 따라, 헤즐넛(Hazelnut) 향, 후루츠(Fruity) 향, 오렌지(Orange) 향 이나 후리지아(Preesia)향 등과 같이 다양한 방향물질로 구성될 수 있다.

그리고 액체로 된 방향물질인 경우에는 상기 로봇청소기의 제어부(40)는 상기 분무장치(61)를 소정시간 간격으로 작동할 수 있으며, 이때 소정시간은 사용자가 상기 외부장치(80)를 통해서 입력할 수 있게 된다. 상기 소정시간은 30분 간격으로 설정할 수도 있으며, 바람직하게는 15분 간격인 것이 좋다.

그리고 상기 배출덕트(57)는 상기 로봇청소기 본체의 공기가 배출되는 통로가 되며, 상기 그릴부재(59)는 상기 배출덕트(57)의 일단에 결합되며 복수개의 구멍이 형성된다. 그리고 상기 그릴부재(59)를 통과한 공기는 상기 본체커버(14)의 일측에 상기 그릴부재(59)의 위치에 대응하여 형성된 배출포트(63)를 통하여 소정공간으로 방출된다.

상기 복수의 필터(51)는 상기 그릴부재(59)의 일측에 설치되어 상기 배출덕트(57)로 배출되는 공기를 정화시키는 역활을 하며 제1차필터(53) 및 제2차필터(55)를 포함한다.

상기 제1차필터(53)는 상기 흡입된 공기중 입자가 큰 먼지를 걸러주며, 제2차필터(55)는 큰 먼지가 걸러진 공기에서 미세힌 먼지 및 악취를 제거하는 역활을 한다.

바람직하게는 상기 제2차필터(55)는 일반적인 헤파필터(HEPA FILTER)로 구성 되어 호흡기 질환 및 알레르기의 원인이 되는 곰팡이, 집먼지, 동물의 미세한 세균, 바이러스를 걸러주는 것이 좋으며, 또한 일반적인 탈취필터로 구성될 수도 있다. 상기 탈취필터는 각종 냄새를 모두 정화시켜 공기를 깨끗하게 하여주는 역활을 한다.

상기 기억장치(41)는 상방 카메라(30)가 촬상한 상방 이미지를 저장한 후 제어부(40)가 위치정보나 주행정보를 산출할 수 있도록 보조한다.

송/수신부(43)는 송신대상 데이터를 상기 제어부(40)에 설치된 송수신장치(미도시)를 통해 외부장치(80)로 송출하고, 송수신장치(미도시)를 통해 수신된 외부장치(80)의 신호를 제어부(40)로 전송한다. 상기 외부장치(80)는 일반적으로 데이터를 입출력할 수 있는 무선중계기(미도시)나 원격제어기(미도시)가 된다. 상기 외부장치(80)는 바람직하게는 리모콘장치로 구성되는 것이 좋다.

상기 제어부(40)는 송/수신부(43)를 통해 수신된 신호를 처리하고, 각 요소를 제어한다. 본체(12)상에 기기의 기능 설정을 조작하기 위한 다수의 키가 마련된 키입력장치(미도시)가 더 구비된 경우 제어부(40)는 키입력장치로부터 입력된 키신호를 처리한다.

상기와 같은 구성을 갖는 방향기능을 구비한 로봇청소기의 동작을 설명하면 다음과같다.

먼저, 제어부(40)는 주행패턴에 따라 작업영역을 주행하도록 구동부(20)를 제어하여 상방 카메라(30)에 의해 촬상된 이미지로부터 상방 영역에 대한 영상지도를 생성하여 기억장치(41)에 저장한다. 또 다르게는 키입력장치 또는 외부로부터 무선으로 작업지시가 수신되면, 작업수행 전에 영상지도 작성을 수행하도록 설정될 수 있다.

그리고 상기 제어부(40)는 영상지도 작성 이후에는, 작업 수행시 작성된 영상지도를 이용하여 위치를 인식한다. 즉, 제어부(40)는 키입력장치 또는 외부로부터 무선으로 작업요청신호가 입력되면, 기억된 영상지도와 상방 카메라(30) 또는 상방 카메라(30) 및 전방카메라(32)로부터 입력된 현재의 이미지를 비교하면서 로봇청소기(10)의 현 위치를 인식하고, 인식된 위치로부터 목적하는 주행 경로에 대응되게 구동부(20)를 제어한다. 여기서 작업요청신호는 청소작업 또는 카메라(30)(32)를 통한 감시작업등을 포함한다.

그리고 목적하는 주행경로를 따라 이동시에는 엔코더로부터 측정된 주행거리와 현재 촬상된 이미지와 기억된 영상지도와의 비교에 의해 인식된 현 위치를 이용하여 주행오차를 산출하고, 오차를 보상하여 목적하는 주행경로를 추적하도록 구동부(15)를 제어한다.

이때, 상기 로봇청소기(10)가 주행하는 동안 제어부(40)에서는 작업신호에 따라 상기 흡진부(16)와 상기 향수발생부(11)를 동시에 또는 선택적으로 작동시키게 된다.

즉, 상기 로봇청소기 본체(12)내에 구비된 전원공급부(미도시)를 통해서 전원이 공급되어 상기 향수발생부(11)의 플로우팬(45)이 작동하게 되고, 상기 배출덕트(57)를 통하여 배출되는 공기가 상기 복수의 필터(51)를 거쳐서 정화되며, 상기 정화된 공기가 배출되면서 상기 향수발생기(49)를 거쳐서 정화된 공기및 방향액 또 는 방향물질이 소정의 청소공간으로 배출된다.

또한, 상기 흡입모터(미도시)와 흡입관을 통해 바닥의 먼지나 오물이 상기 로봇청소기 본체(12)로 흡입되며 바닥면 청소작용을 하게 된다.

따라서, 상기 로봇청소기가 일정공간을 주행하는 동안에 바닥청소와 동시에 또는 선택적으로 방향작용이 이루어지게 된다.

그리고 사용자가 상기 구동부(20)의 작동을 정지시키는 신호를 외부장치(80)에 입력하게 되면 상기 로봇청소기(10)는 일정공간에 정지한 채로 바닥청소나 방향작용을 할 수도 있게 된다.

그리고 청소작업이나 방향작업이 완료된 경우 사용자는 작업중지지시를 외부장치(80)를 통해서 입력하게 되면, 상기 로봇청소기(10)의 제어부(40)는 일련의 청소작업과 방향작업을 중지하고 상기 로봇청소기(10)를 초기위치로 복귀시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이 방향기능을 구비한 로봇청소기는 피청소면을 자동주행하면서 상기 흡진부에 의한 진공청소 및 상기 향수발생부에 의한 방향작용 동시에 수행하거나, 상기 진공청소 또는 상기 방향작용 선택적으로 수행할 수 있게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇청소기는 자동으로 일정공간을 주행하면서 바닥면 청소나 소정공간에 방향작용을 하게 되어 건강와 쾌적한 주거환경에 도움이 된다.

또한, 본 발명에 따른 로봇청소기는 별도의 향수발생기를 구입해야 하는 부담이 줄어들어 경제적이며 소정공간을 자동주행하면서 공기를 정화하므로 편리하다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 청구된 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 범주에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (8)

1. 피청소면을 자동 주행하는 로봇청소기 본체;

   상기 로봇청소기 본체의 하부에 설치된 복수의 바퀴를 구동하는 구동부;

   바닥의 먼지를 흡입할 수 있도록 상기 로봇청소기 본체에 설치된 흡진부;

   상기 로봇청소기 본체에 설치된 플로우팬과, 전원을 공급받아 상기 플로우팬을 회전시켜 상기 로봇청소기 본체의 공기를 방출시키는 회전모터와, 상기 로봇청소기 본체의 공기가 배출되는 배출덕트와, 상기 배출덕트의 일단에 설치되며 복수개의 구멍이 형성된 그릴부재 및 상기 그릴부재에 설치되며 상기 배출덕트에서 방출되는 공기에 액상의 방향물질을 분무하는 향수발생기를 포함하는 향수발생부; 및

   지정된 주행패턴에 따라 상기 로봇청소기가 이동하도록 상기 구동부를 제어하며 상기 향수발생부를 작동시키는 제어부;를 포함하며,

   피청소면을 자동주행하면서 상기 흡진부에 의한 진공청소 및 상기 향수발생부에 의한 방향작용을 동시에 수행하거나, 진공청소 또는 방향작용을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 향수발생부는,

   공기에 포함된 먼지를 포집하는 복수의 필터;를 더 포함하며, 상기 로봇청소기 본체와 결합하는 본체커버의 일측에 상기 그릴부재의 위치에 대응하여 형성된 배출포트를 통하여 공기가 소정공간으로 방출되는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 복수의 필터는,

   흡입된 공기중 입자가 큰 먼지를 걸러주는 제1차필터; 및

   미세힌 먼지 및 악취를 제거하는 제2차필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
5. 삭제
6. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 향수발생기는 상기 액체로 된 방향물질을 분무하여 작은 입자상태로 만드는 분무장치;를 더 포함하고 상기 로봇청소기의 제어부는 상기 분무장치를 소정시간 간격으로 작동하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 구동부는,

   상기 로봇청소기의 본체에 설치되어 각각 공급된 전원에 의해 구동되는 한 쌍의 구동모터;

   상기 한 쌍의 구동모터에 의해 회전되는 한 쌍의 구동바퀴;

   상기 한 쌍의 구동바퀴를 추종하는 한 쌍의 종동바퀴; 및

   상기 구동바퀴와 상기 종동바퀴를 연동시키는 동력전달수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 동력전달수단은 타이밍 벨트인 것을 특징으로 하는 로봇청소기.

Images