KR100629863B1

KR100629863B1 - 로봇의 충전장치 및 방법

Info

Publication number: KR100629863B1
Application number: KR1020020055373A
Authority: KR
Inventors: 노희석; 박성일; 이성빈; 홍찬희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2006-09-29
Also published as: KR20040023924A

Abstract

본 발명은 로봇의 충전장치 및 방법에 관한 것으로, 로봇의 충전시, 원거리에서 충전대 근처까지는 초음파나 적외선 통신을 통하여 이동하다가, 근거리에서는 도킹라인을 따라 충전단자에 도킹함으로써, 신속하고 정확하게 충전대에 도킹하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 작업 공간상을 배터리전압에 의해, 자율적으로 이동하는 로봇과 그 로봇을 수용하여, 그 로봇의 전원을 충전하는 충전대로 구성되는 로봇의 충전장치에 있어서, 상기 충전대의 충전단자로 상기 로봇을 안내하기 위해, 사용자에 의해 임의로 그려지는 도킹라인과; 상기 충전대의 좌우에 부착되어, 원거리로부터 로봇을 상기 도킹라인으로 인도하기 위한 초음파를 발생하는 초음파 발생수단과; 상기 로봇에 탑재되어, 초음파를 수신하여 상기 도킹라인까지의 거리 연산을 위한 정보를 제공하는 초음파 수신수단과; 상기 로봇에 탑재되어, 상기 도킹라인을 감지하는 도킹라인 감지수단을 포함하여 구성한다.

Description

로봇의 충전장치 및 방법{CHARGE APPARATUS AND METHOD FOR ROBOT}

도1은 본 발명 로봇의 충전장치에 대한 일실시예의 구성을 보인 블록도.

도2는 로봇의 충전방법에 대한 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

1:충전대 2:로봇 청소기

3:초음파 발생기 4:충전단자

5:초음파 수신기 6:도킹라인 감지센서

본 발명은 로봇의 충전장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 로봇의 충전시, 원거리에서 충전대 근처까지는 초음파나 적외선 통신을 통하여 이동하다가, 근거리에서는 도킹라인을 따라 충전단자에 도킹함으로써, 신속하고 정확하게 충전대에 도킹하도록 한 로봇의 충전장치 및 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 로봇 청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소한다.

이러한 로봇 청소기는 거리센서를 통해 청소구역내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 판별하고, 이에 따라 로봇 청소기의 좌륜모터와 우륜모터를 선택적으로 구동시킴으로써, 스스로 방향을 전환해가면서 청소구역을 청소한다.

상기 로봇 청소기에서 충전기의 위치를 추적하는 방법은, 충전기가 고주파신호를 발생하고, 상기 로봇 청소기가 상기 충전기에서 발생된 고주파신호를 수신하여 수신된 고주파신호의 세기에 따라 충전기의 위치를 찾도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같이 고주파신호의 세기를 이용하여 충전기를 찾는 종래의 로봇 충전방법은, 고주파신호의 세기가 외부요인(반사파, 방해파 등)에 의해 변동됨에 따라 충전기의 위치를 정확하게 찾을 수 없게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 로봇의 충전시, 원거리에서 충전대 근처까지는 초음파나 적외선 통신을 통하여 이동하다가, 근거리에서는 도킹라인을 따라 충전단자에 도킹함으로써, 신속하고 정확하게 충전대에 도킹하도록 한 로봇의 충전장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 작업 공간상을 배터리전압에 의해, 자율적으로 이동하는 로봇과 그 로봇을 수용하여, 그 로봇의 전원을 충전하는 충전대로 구성되는 로봇의 충전장치에 있어서, 상기 충전대의 충전단자로 상기 로봇을 안내하기 위해, 사용자에 의해 임의로 그려지는 도킹라인과; 상기 충전대의 좌우에 부착되어, 원거리로부터 로봇을 상기 도킹라인으로 인도하기 위한 초음파를 발생하는 초음파 발생수단과; 상기 로봇에 탑재되어, 초음파를 수신하여 상기 도킹라인까지의 거리 연산을 위한 정보를 제공하는 초음파 수신수단과; 상기 로봇에 탑재되어, 상기 도킹라인을 감지하는 도킹라인 감지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 작업 공간상을 배터리전압에 의해, 자율적으로 이동하는 로봇과 그 로봇을 수용하여, 그 로봇의 전원을 충전하는 충전대로 구성되는 로봇의 충전장치에 있어서, 작업을 수행하면서, 배터리전압을 기준전압과 비교하는 제1 과정과; 상기 제1 과정의 비교결과, 배터리전압이 기준전압보다 작아지면 충전모드로 전환한 다음, 상기 충전대와 초음파를 송수신하여 그 충전대의 대략적인 위치를 파악하는 제2 과정과; 상기 제2 과정에서 파악된 충전대의 대략적인 위치로 이동하다가, 도킹라인이 감지되면, 그 도킹라인에 의해 인도되어 충전단자에 도킹하는 제3 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 로봇의 충전장치 및 방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명 로봇의 충전장치에 대한 일실시예의 구성을 보인 개략도로서, 이에 도시한 바와같이, 작업 공간상을 배터리전압에 의해, 자율적으로 이동하는 로봇 청소기(2)와 그 로봇 청소기(2)를 수용하여, 그 로봇 청소기(2)의 전원을 충전하는 충전대(1)로 구성되는 로봇 청소기의 충전장치에 있어서, 상기 충전대(1)의 충전단자(4)로 상기 로봇 청소기(2)를 안내하기 위해, 사용자에 의해 임의로 그려지는 도킹라인과; 상기 충전대(1)의 좌우끝에 부착되어, 로봇 청소기(2)를 상기 도 킹라인으로 인도하기 위한 초음파를 발생하는 초음파 발생기(3)와; 상기 로봇 청소기(3)에 탑재되어, 초음파를 수신하여 상기 도킹라인까지의 거리 연산을 위한 정보를 제공하는 초음파 수신기(5)와; 상기 로봇 청소기(2)에 탑재되어, 상기 도킹라인을 감지하는 도킹라인 감지센서(6)를 포함하여 구성한다.

도2는 본 발명 로봇 청소기의 충전방법에 대한 동작 흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 청소 작업을 수행하면서, 배터리전압을 기준전압과 비교하는 제1 과정 (SP1,SP2)과; 상기 제1 과정의 비교결과, 배터리전압이 기준전압보다 작아지면 충전모드로 전환하여, 충전대와 초음파의 송수신을 통해 그 충전대의 대략적인 위치를 파악하는 제2 과정(SP3,SP4)과; 상기 제2 과정에서 파악된 충전대의 대략적인 위치로 이동하다가, 도킹라인이 감지되면, 그 도킹라인에 의해 인도되어 충전단자에 도킹하는 제3 과정(SP6),(SP7)으로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 로봇 청소기(2)는, 청소작업을 수행하다가, 현재 배터리전압의 잔량이 기준전압보다 작으면, 현재 청소작업을 중단하고 충전모드로 전환한다.

이때, 로봇청소기(2)는 내장되어 있는 초음파수신기(5)를 이용하여 충전대 (1)의 초음파 발생기(3)에서 발생하는 초음파를 수신하여 그 충전대(1)의 대락적인 위치를 파악한후, 그 위치로 이동한다.

이렇게 로봇청소기(2)가 이동하다가, 로봇청소기(2)의 하단에 부착된 도킹라인 감지센서(6)가 도킹라인을 감지하면, 로봇청소기(2)는 초음파 송수신을 중단하고 그 도킹라인을 따라 이동하여 한번에 충전단자(4)에 도킹한다.

상기 도킹라인은, 사용자에 의해, 초기 충전대 설치시 충전단자(4)를 기준으로 그려지고, 상기 초음파발생기(3) 및 초음파수신기(5)는, 적외선 발생기 및 적외선 수신기로 대체하여 사용하여도 무방하다.

그리고, 상기 도킹라인 감지센서(6)는,검은색의 도킹라인을 감지하는 적외선센서로 이루어진다.

보다 상세하게, 도2를 참조하여 설명하면, 상기 로봇청소기(2)는, 사용자에 의해 지정된 지역에 대하여 청소작업을 수행하면서(SP1), 현재 배터리전압을 기설정된 기준전압과 비교한다 (SP2).

상기 비교결과, 현재 배터리전압이 기설정된 기준전압보다 높으면 현재 진행중인 청소작업을 계속하여 수행하고, 반면에 현재 배터리전압이 기설정된 기준전압보다 낮으면 청소작업을 중지하여 충전모드로 전환한다(SP3).

이후, 로봇청소기(2)는 상기 충전대(1)와 초음파를 송수신하여 그 충전대(1)의 대략적인 위치를 파악하여(SP4), 그 대략적인 위치로 이동한다(SP5).

이렇게, 로봇청소기(2)는 충전대(1)의 대략적인 위치로 이동하면서, 도킹라인 감지센서(6)에 의해 도킹라인이 감지되면, 초음파 송수신을 중단하고, 그 도킹라인을 따라 이동하여 한번에 충전단자(4)에 도킹한다(SP6),(SP7).

이에 따라, 로봇 청소기(2)는 충전대(1)에 정확하고 신속하게 수용되어, 충전단자(4)를 통해 전압을 충전받게 된다.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시 예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 로봇의 충전시, 원거리에서 충전대 근처까지는 초음파나 적외선 통신을 통하여 이동하다가, 근거리에서는 도킹라인을 따라 충전단자에 도킹함으로써, 신속하고 정확하게 충전대에 도킹하는 효과가 있다.

Claims

작업 공간상을 배터리전압에 의해, 자율적으로 이동하는 로봇과 그 로봇을 수용하여, 그 로봇의 전원을 충전하는 충전대로 구성되는 로봇의 충전장치에 있어서,

상기 충전대의 충전단자로 상기 로봇을 안내하기 위해, 사용자에 의해 임의로 그려지는 도킹라인과;

상기 충전대의 좌우에 부착되어, 로봇을 원거리로부터 상기 도킹라인으로 인도하기 위한 초음파를 발생하는 초음파 발생수단과;

상기 로봇에 탑재되어, 초음파를 수신하여 상기 도킹라인까지의 거리 연산을 위한 정보를 제공하는 초음파 수신수단과;

상기 로봇에 탑재되어, 상기 도킹라인을 감지하는 도킹라인 감지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전 장치.
제1 항에 있어서, 초음파 발생수단 및 초음파 수신수단은,

적외선 발생수단 및 적외선 수신수단으로 대체되는 것을 특징으로 하는 로봇의 충전장치.
제1 항에 있어서, 도킹라인 감지수단은,

검은색의 도킹라인을 감지하는 적외선센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 로봇의 충전장치.
작업 공간상을 배터리전압에 의해, 자율적으로 이동하는 로봇과 그 로봇을 수용하여, 그 로봇의 전원을 충전하는 충전대로 구성되는 로봇의 충전장치에 있어서,

이동로봇이 소정의 작업을 수행하면서, 배터리전압을 기준전압과 비교하는 제1 과정과;

상기 제1 과정의 비교결과, 배터리전압이 기준전압보다 작아지면 충전모드로 전환한 다음, 충전대와 초음파를 송수신하여 그 충전대의 대략적인 위치를 파악하는 제2 과정과;

상기 제2 과정에서 파악된 충전대의 대략적인 위치로 이동하다가, 도킹라인이 감지되면, 그 도킹라인에 의해 인도되어 충전단자에 도킹하는 제3 과정으로 수행함을 특징으로 하는 로봇의 충전방법.