KR100585040B1 - 음이온발생기를 구비한 로봇청소기 - Google Patents

Abstract

일정공간을 주행하고 바닥면을 청소하면서 음이온을 발생하는 로봇청소기가 개시된다. 개시된 본 발명에 따른 로봇청소기는 로봇청소기 본체, 로봇청소기 본체의 하부에 설치된 복수의 바퀴를 구동하는 구동부, 바닥의 먼지를 흡입하는 흡진부, 로봇청소기 본체에 설치되어 음이온을 발생하는 음이온 발생부 및 제어부를 포함하며, 피청소면을 자동주행하면서 흡진부에 의한 진공청소 및 음이온 발생부에 의한 공기청정(淸淨)을 동시에 수행하거나, 진공청소 또는 상기 공기청정을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면 자동으로 바닥면을 청소하면서 음이온발생으로 공기를 정화하게 되어 위생적인 청소 및 건강과 쾌적한 주거환경에 도움이 된다.

로봇청소기, 자동주행, 공기정화, 음이온, 자주식 청소기

Description

음이온발생기를 구비한 로봇청소기{An robot cleaner having a negative-ion generator}

도 1는 종래의 로봇청소기의 바닥면의 구조를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 음이온발생기를 구비한 로봇청소기의 사시도,

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

도 4은 본 발명에 따른 음이온 발생부를 구비한 로봇청소기의 요부 분해 사시도, 그리고,

도 5는 본 발명에 따른 접지 처리된 음이온 발생부를 구비한 로봇청소기의 측면도이다.

<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; 음이온 발생부 45; 플로우팬

47; 회전모터 49; 음이온 생성장치

51; 복수의 필터 59; 그릴부재

본 발명은 음이온 발생부를 구비한 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 흡입해내기 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 구동시 킴으로써, 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, 청소공간의 먼지는 그대로 남아 있게 된다.

그리고, 청소하는 도중에 바닥의 먼지가 공기중으로 비산하게 되어 청소후에도 일정시간동안 청소공간을 환기할 필요가 있다. 또한, 공기를 정화하기 위해서는 별도의 공기청정기를 구입해야 하는 번거로움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 일정공간을 자동주행하면서, 진공청소 및 음이온에 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 음이온발생기를 구비한 로봇청소기는, 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 음이온을 발생하는 음이온 발생부; 및 지정된 주행패턴에 따라 상기 로봇청소기가 이동하도록 상기 구동부를 제어하며 상기 음이온 발생부를 작동시키는 제어부;를 포함하며, 피청 소면을 자동주행하면서 상기 흡진부에 의한 진공청소 및 상기 음이온 발생부에 의한 공기청정(淸淨)을 동시에 수행하거나, 상기 진공청소 또는 상기 공기청정을 선택적으로 수행한다.

그리고, 상기 음이온 발생부는 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 음이온을 발생시키는 음이온 생성장치;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 음이온 생성장치는, 공기에 포함된 먼지를 포집하는 복수의 필터와 상기 그릴부재의 위치에 대응되게 형성된 배출포트를 포함할 수 있다.

이와 동시에, 상기 복수의 필터는, 흡입된 공기중 입자가 큰 먼지를 걸러주는 1차필터; 및 미세힌 먼지 및 악취를 제거하는 2차필터;를 포함하는 것이 좋다.

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 포함하며, 상기 동력전달수단은 타이밍 벨트인 것이 좋다.

그리고, 상기 그릴부재는 로봇청소기 본체에 접지 되는 것이 좋으며, 양전하를 띠지 않도록 대정방지 레진으로 구비되는 것이 바람직하다.

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

도 2은 본 발명에 따른 음이온발생기를 구비한 로봇청소기의 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 로봇청소기의 내부제어를 나타내 보인 블럭도, 그리고, 도 4는 본 발명에 따른 음이온 발생부를 구비한 로봇청소기의 요부 분해 사시도이다.

도 2 내지 도 5를 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), 음이온 발생부(11), 기억장치(41), 및 송/수신부(43)를 포함한다. 단, 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 의해 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 수신할 수 있도록 몸체의 측면 둘레에 소정 간격으로 배치되어 있다. 상기 장애물 검출 센서(34)는 광센서 또는 초음파 센서를 사용하는 것이 가능하다. 상기 장애물 검출센서(34)는 장애물 또는 벽과의 거리를 측정하는데도 이용될 수 있다.

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 엔코더로 구비될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하여 음이온 발생부(11)를 설명하면 다음과 같다.

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

상기 플로우팬(45)은 로봇청소기 본체(12)의 일측면에 설치되며, 상기 본체(12)의 내부공기를 외부로 배출한다.

상기 회전모터(47)는 전원공급부(미도시)로부터 전원을 공급받아 상기 플로우팬(45)를 회전시킨다.

상기 음이온 생성장치(49)는 고압의 전원을 인가하여 음이온을 생성한다. 여기서 음이온이란 쉽게 말하자면 전기를 띈 눈에 보이지 않는 미립자를 말한다. 여러가지 형태을 지닌 물질의 최소구성 단위인 원자와 그 원자의 집합체인 분자가 전기를 수반한 상태를 이온이라고 하며, 이중 (-)전기를 띈 것을 음이온이라 한다. 그리고, 안정한 분자가 어떤 원인에 의해 전자를 공급받아 전기를 띄게 된경우를 음이온화 되었다고 하는데, 산소, 염소등이 쉽게 이러한 성질을 띄게된다. 그리고, 물질의 표면으로부터 전자가 튀어나오는 현상을 전자방출이라고 하는데, 음이온 발생이란 이러한 원리를 이용하여 전자를 다량 발생시켜 주위물질을 이온화하는 장치를 말한다.

따라서 수천볼트의 전압을 이용하여 음전압을 걸면 공기층의 절연이 파괴되는 코로나 방전에 의해 음전기를 띈 전자가 전리를 일으킬 수 있을 정도의 에너지를 가지고 고속으로 공기중에 방출되어 공기를 음이온화시킨다. 이와 같이 생성된 음이온은 상기 플로우팬(45)을 통해 로봇청소기 내부의 공기와 함께 방출되면서 공기중에 부유중인 먼지와 같은 오염물질 또는 냄새분자들에 흡착된다. 음이온이 흡착된 공기중에 부유중인 오염물질 또는 냄새분자들은 바닥으로 낙하되므로 이러한 음이온 생성장치(49)에 의해 공기가 정화되는 효과를 얻을 수 있다.

상기 배출덕트(57)는 상기 로봇청소기 본체의 공기가 배출되는 통로가 되며, 상기 그릴부재(59)는 상기 배출덕트(57)의 일단에 결합되어 로봇청소기 내부 공기와 음이온을 로봇청소기 외부로 방출한다. 그리고, 상기 그릴부재(59)를 통과한 공기는 상기 본체커버(14)의 일측에 상기 그릴부재(59)의 위치에 대응하여 형성된 배출포트(63)를 통하여 로봇청소기 외부로 방출된다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 그릴부재(59)는 접지유닛(65)에 의해 청소기 본체(12)에 접지되는 것이 좋다. 상기 그릴부재(59)에 양(+)전하가 생성될 경우 상기 음이온 생성장치(49)에서 방출되는 음이온이 상기 그릴부재(59)에 흡착되어 음이온 방출효율이 떨어질 수 있기 때문이다. 이와 같이 그릴부재(59)에 음이온이 흡착되는 것을 방지하기 위해 상기와 같이 본체(12)에 접지하는 것에 더하여 상기 배출포트(63)의 재질을 대전방지 레진을 사용하는 것도 가능하다.

상기 복수의 필터(51)는 상기 그릴부재(59)의 일측에 설치되어 상기 배출덕트(57)로 배출되는 공기를 정화시키는 역활을 하며 1차필터(53) 및 2차필터(55)를 포함한다.

상기 1차필터(53)는 상기 흡입된 공기중 입자가 큰 먼지를 걸러주며, 2차필터(55)는 큰 먼지가 걸러진 공기에서 미세힌 먼지 및 악취를 제거하는 역활을 한다.

바람직하게는 상기 2차필터(55)는 일반적인 헤파필터(HEPA FILTER)로 구성되어 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 음이온 발생부를 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.

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.

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

즉, 상기 로봇청소기 본체(12)내에 구비된 전원공급부(미도시)를 통해서 전원이 공급되어 상기 음이온 발생부(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 음이온 생성장치(49)를 거쳐서 이온화된 공기가 소정의 청소공간으로 배출된다.

또한, 상기 흡입모터(미도시)와 흡입관을 통해 바닥의 먼지나 오물이 상기 로봇청소기 본체(12)로 흡입되며 정화된 공기가 배출된다.

따라서, 상기 음이온 발생부(11)는 상기 로봇청소기가 일정공간을 주행하는 동안에 바닥청소와 동시에 작동할 수도 있고, 청소작업은 정지한 상태에서 음이온 발생부(11) 만을 작동하여 방안을 이동하면서 음이온을 방출할 수도 있다.

그리고, 사용자가 상기 구동부(20)의 작동을 정지시키는 신호를 외부장치(80)에 입력하게 되면 상기 로봇청소기(10)는 일정공간에 정지한 채로 바닥청소나 음이온을 발생 할 수도 있다.

그리고, 청소작업이나 음이온 발생작업이 완료된 경우 사용자는 작업중지지시를 외부장치(80)를 통해서 입력하게 되면, 상기 로봇청소기(10)의 제어부(40)는 일련의 청소작업과 음이온발생작업을 중지하고 상기 로봇청소기(10)를 초기위치로 복귀한다.

이상에서 설명한 바와 같이 음이온발생기를 구비한 로봇청소기는 피청소면을 자동주행하면서 상기 흡진부에 의한 진공청소 및 상기 음이온 발생부에 의한 공기청정(淸淨)을 동시에 수행하거나, 상기 진공청소 또는 상기 공기청정을 선택적으로 수행할 수 있게 된다. 또한 그릴부재(59)를 접지 시키고 재질을 대전방지 레진을 사용하기 때문에 음이온 생성장치(49)에서 발생된 음이온을 방출과정에서의 그릴부재(59)에 흡착되어 방출효율을 손실을 최소화하여 로봇청소기 외부로 방출할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇청소기는 자동으로 일정공 간을 주행하면서 바닥면 청소나 소정공간에 음이온을 발생하게 되어 건강와 쾌적한 주거환경에 도움이 된다.

또한, 본 발명에 따른 로봇청소기는 별도의 음이온 발생부를 구입해야 하는 부담이 줄어들어 경제적이며 청소를 수행중이거나 이동중인 공간을 로봇청소기가 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 설치되어 로봇청소기의 작동중에 음이온을 발생하는 음이온 발생부; 및

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

   상기 음이온 발생부는

   플로우팬;

   상기 플로우팬을 회전시켜 상기 로봇청소기 본체의 공기를 방출하는 회전모터;

   상기 로봇청소기 본체의 공기가 배출되는 배출덕트;

   상기 배출덕트의 일단에 설치되며 복수개의 구멍이 형성된 그릴부재; 및

   상기 그릴부재와 대응되도록 설치되며 상기 배출덕트에서 방출되는 공기에 음이온을 방출하는 음이온 생성장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 음이온 생성장치는,

   공기에 포함된 먼지를 포집하는 복수의 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 복수의 필터는,

   흡입된 공기중 입자가 큰 먼지를 걸러주는 1차필터; 및

   미세힌 먼지 및 악취를 제거하는 2차필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
5. 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.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 동력전달수단은 타이밍 벨트인 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 음이온 발생부는,

   상기 로봇청소기 본체에 접지된 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 그릴부재는,

   대전방지 레진으로 구비된 것을 특징으로 하는 로봇청소기.

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