KR100640753B1 - 이동스테이션이 구비된 로봇청소기 및 그 청소방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기 및 그 청소방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로봇청소기에 있어서; 신호를 송수신하기 위한 제1통신부재 및 제1구동수단과 청소부와 제1제어부가 설치되어 설정된 청소구역의 이물질을 제거하도록 하는 청소기 본체와; 상기 청소기 본체의 제1통신부재와 신호를 주고 받기 위한 제2통신부재 및 제2제어부와 제2구동수단이 설치되어, 상기 청소기 본체의 구동이 개시되기 전에 상기 청소기 본체와는 별도로 동작되어 청소구역의 크기를 측정한 후에 상기 청소기 본체가 설정된 구획을 청소하는 데 기준점이 되는 이동스테이션으로 구성된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 청소구역의 크기를 측정한 후에 상기 청소기 본체가 설정된 구획을 청소하는 데 기준점이 되는 이동스테이션을 사용하게 됨으로 청소구역을 여러 구역으로 균일하게 청소할 수 있게 되어 청소시간이 단축됨과 함께 효율적인 청소가 가능하게 된다.

로봇청소기, 청소기 본체, 이동스테이션, 통신부재

Description

이동스테이션이 구비된 로봇청소기 및 그 청소방법{Robot vacuum cleaner having movable station and it's cleaning method}

도 1은 본 발명 실시예에 의한 이동스테이션이 구비된 로봇청소기를 도시한 도면.

도 2는 본 발명 실시예에 의한 이동스테이션이 구비된 로봇청소기의 블럭구성도.

도 3은 본 발명 실시예에 의한 이동스테이션이 구비된 로봇청소기의 청소방법에 대한 동작순서도.

도 4는 본 발명 실시예에 의한 이동스테이션이 이동되는 동작상태를 도시한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 청소기 본체 3 : 제1전원부

5 : 제1제어부 7 : 제1통신부재

9 : 제1구동수단 11 : 청소부

13,30 : 바퀴 20 : 이동스테이션

22 : 제2통신부재 23 : 제2전원부

24 : 측정센서 26 : 제2구동수단

28 : 제2제어부 29 : 회전부재

30 : 벽

본 발명은 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기 및 그 청소방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 청소기 본체와 별도로 동작되는 이동스테이션을 구비하고, 상기 청소기 본체의 동작 전에 상기 이동스테이션을 이용하여 청소구역의 크기를 측정하고, 상기 청소기 본체가 설정된 구획을 청소하는 데 상기 이동스테이션이 기준점이 되도록 하여 청소시간이 단축됨과 함께 효율적인 청소가 가능하게 되는 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기 및 그 청소방법에 관한 것이다.

일반적으로, 로봇 청소기는 사용자의 조작없이도 청소하고자 하는 영역을 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써 청소영역을 자동으로 청소하는 것이다.

이러한 로봇청소기는 사용자가 동작버튼을 온시키면, 로봇청소기내의 좌륜과 우륜이 구동되어 로봇청소기가 벽면끝에서 끝까지 지그재그로 주행을 시작함과 동시에 흡입모터에 전원이 인가되어 흡입모터가 구동하게 된다.

상기한 흡입모터가 구동되면 흡입모터의 흡입력에 의해 바닥면에 있는 먼지 등의 이물질이 흡입구를 통해 흡입되고, 상기한 흡입구를 통해 흡입된 먼지 등의 이물질은 흡입통로를 거쳐 집진팩 내에 포집되면서 청소가 수행된다.

그러나, 종래의 로봇청소기는 청소영역을 설정하지 않고 벽을 따라 이동하면서 방의 크기를 인식하여 청소를 할때 참고하거나, 기준점으로 부터 원모양을 그리며 바깥쪽으로 돌아나가면서 처음 벽에 부딪히는 순간 램덤 모드로 전환하여 청소하는 방식을 사용하였다.

하지만 벽을 따라 로봇청소기가 이동할때 가구등의 장애물 때문에 동작오류가 발생하기도 하며, 원모양을 그리며 바깥쪽으로 돌아나가는 방식은 방의 크기와 무관하게 청소를 하게 됨으로, 랜덤방식에 의하여 청소하는 것과 비교시 향상된 점이 없다.

상기와 같은 방식을 사용하는 종래 로봇청소기는 청소를 한 부분과 청소를 하지 않은 부분을 명확하게 인식하지 못하고 램덤하게 청소하게 됨으로 청소를 하지 않는 부분이 발생되며, 청소시간도 길어지게 된다.

그리고, 상기 로봇청소기가 청소하기 위한 공간을 2차원상에서 맵핑(mapping)하여 로봇청소기에게 위치 정보를 전달하는 방식은 구조가 복잡하여 구현하기 어려운 문제점이 있다.

상기 열거된 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 로봇청소기가 청소대상 영역을 정확히 측정하지 못하게 됨으로 청소를 못하는 공간이 발생되며 청소시간이 길어지게 되는등 청소작업의 효율이 저하되는 문제점과 청소대상 공간을 용이하게 파악하지 못하게 됨으로 발생되는 문제점을 해결하기 위한 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기 및 그 청소방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 로봇청소기에 있어서; 신호를 송수신하기 위한 제1통신부재 및 제1구동수단과 청소부와 제1제어부가 설치되어 설정된 청소구역의 이물질을 제거하도록 하는 청소기 본체와; 상기 청소기 본체의 제1통신부재와 신호를 주고 받기 위한 제2통신부재 및 제2제어부와 제2구동수단이 설치되어, 상기 청소기 본체의 구동이 개시되기 전에 상기 청소기 본체와는 별도로 동작되어 청소구역의 크기를 측정한 후에 상기 청소기 본체가 설정된 구획을 청소하는 데 기준점이 되는 이동스테이션을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동스테이션으로 구성된다.

바람직하게, 상기 제1통신부재와 제2통신부재의 통신은 적외선 통신을 사용하게 된다.

그리고, 상기 이동스테이션에는 회전부재가 회동가능하게 설치되며, 상기 회전부재에는 거리를 측정하기 위한 측정센서가 장착되며, 상기 측정센서는 초음파센서임을 특징으로 하게 된다.

그리고, 상기 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기의 청소방법에 있어서;

청소시작 신호 및 청소모드 신호를 입력하는 입력단계와; 상기 입력단계 후 에 이동스테이션이 동작되어 청소구역의 크기를 측정하는 측정단계와; 상기 측정단계 후에 상기 이동스테이션이 이동하여 상기 청소기 본체가 청소하기 위한 기준점이 되는 설정단계와; 상기 설정단계 후에 상기 이동스테이션을 기준으로 설정된 공간을 상기 청소기 본체가 청소하는 청소단계와; 상기 청소단계 후에 청소구역의 청소가 완료되었는지를 판단하여, 청소가 완료되었으면 청소를 종료하고, 청소가 완료되지 않았으면 상기 이동스테이션이 다시 이동되어 상기 청소기 본체가 청소하기 위한 기준점이 되도록 하는 청소완료 판단단계를 포함하게 된다.

바람직하게, 상기 측정단계의 이동스테이션은 상기 청소구역의 벽을 따라 이동하면서 청소구역의 크기를 측정하게 된다.

그리고, 상기 청소완료 판단단계 후에 이동되는 상기 이동스테이션은, 벽으로 이동하여 벽을 따라 설정된 거리만큼 이동한 후에 다시 벽에서 이격되는 방향으로 이동되어 상기 청소기 본체가 청소하기 위한 기준을 형성하게 된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 청소구역의 크기를 측정한 후에 상기 청소기 본체가 설정된 구획을 청소하는 데 기준점이 되는 이동스테이션을 사용하게 됨으로 청소구역을 여러 구역으로 균일하게 청소할 수 있게 되어 청소시간이 단축됨과 함께 효율적인 청소가 가능하게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명 실시예에 의한 이동스테이션이 구비된 로봇청소기를 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명 실시예에 의한 이동스테이션이 구비된 로봇청소기의 블 럭구성도이며, 도 3은 본 발명 실시예에 의한 이동스테이션이 구비된 로봇청소기의 청소방법에 대한 동작순서도이며, 도 4는 본 발명 실시예에 의한 이동스테이션이 이동되는 동작상태를 도시한 도면이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명 실시예에 의한 로봇청소기는 청소기 본체(1)와 이동스테이션(20)으로 구성되며, 상기 청소기 본체(1)와 이동스테이션(20)은 적외선 통신을 이용하는 제1통신부재(7)와 제2통신부재(22)에 의하여 상호간의 신호를 송수신하게 된다.

상기 청소기 본체(1)에는 상기 제1통신부재(7)와 연결되어 수신된 신호를 전달받거나 신호를 보내게 되는 제1제어부(5)가 설치된다.

상기 제1제어부(5)에는 전원을 공급하는 제1전원부(3)가 설치되며, 상기 제1제어부(5)의 신호에 의하여 바퀴(13)를 구동시키는 제1구동수단(9)과 청소를 수행하는 청소부(11)가 상기 청소기 본체(1) 내에 설치된다.

상기 제1전원부(3)는 배터리나 충전지등의 휴대용 전원장치로 구성되며, 상기 청소기 본체(1)의 동작에 필요한 전원을 공급하게 된다.

상기 제어부의 신호에 의하여 동작되는 제1구동수단(9)은 청소기 본체(1)를 주행시키기 위한 구동부로서, 바퀴(13)를 회전시키는 모터 구동부를 포함하여 구성된다.

상기 청소기 본체(1) 내측에 설치된 청소부(11)는 바닥면의 먼지를 흡입하여 집진할 수 있도록 하는 것으로서, 먼지 등의 이물질을 흡입할 수 있도록 하는 흡입 모터와, 먼지 등의 이물질을 수집하는 흡입브러쉬, 먼지 등의 이물질을 흡입하여 집진시킬 수 있도록 유도하는 흡입구와 흡입관, 흡입관으로부터 이송된 먼지 등의 이물질을 집진하는 집진팩 등으로 이루어진다.

상기 청소부(11)의 구성은 통상 당업자가 용이하게 실시할 수 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고, 상기 청소기 본체(1)의 제1통신부재(7)와 신호를 주고 받기 위한 제2통신부재(22)가 설치된 이동스테이션(20)은, 상기 청소기 본체(1)와 별도로 동작되기 위하여 제2전원부(23)와 바퀴(30)를 구동시키기 위한 제2구동수단(26)이 상기 이동스테이션(20) 내부에 설치된다.

그리고, 상기 제2구동수단(26)에 작동명령을 내리기 위한 제2제어부(28)도 상기 이동스테이션(20) 내측에 설치됨으로, 상기 제2통신부재(22)와 제2구동수단(26), 그리고 제2전원부(23)는 상기 제2제어부(28)와 연결이 이루어지게 된다.

상기 이동스테이션(20)의 상측에는 회전부재(29)가 회동가능하게 설치되며, 상기 회전부재(29)에는 거리를 측정하기 위한 측정센서(24)가 장착된다.

상기 회전부재(29)는 구동부재와 기어 연결되어 일정 각도 회전하거나, 스텝모터에 의하여 구동됨으로 일정 각도 회전하게 된다.

그리고, 상기 측정센서(24)로 여러 종류의 거리측정 센서가 사용될 수 있으나, 본 발명 실시예에서는 초음파센서를 사용하기로 한다.

상기 이동스테이션(20)은 상기 측정센서(24)를 이용하여 벽(30)의 윤곽을 측정할 수 있으며, 벽(30)을 타고 직접 이동하게 됨으로 벽(30)의 윤곽을 측정할 수 있다.

상기 이동스테이션(20)은 상기 청소기 본체(1)의 구동이 개시되기 전에, 상기 청소기 본체(1)와는 별도로 동작되어 청소구역의 크기를 측정하게 된다.

그리고, 상기 이동스테이션(20)은 설정된 구획으로 이동하여 상기 청소기 본체(1)가 설정된 구획을 청소하는 데 기준점이 된다.

상기 구성을 갖는 본 발명 실시예에 의한 이동스테이션(20)이 구비된 로봇청소기의 청소방법에 대하여 설명하기로 한다.

사용자는 리모콘을 이용하여 원격으로 신호를 입력하거나, 로봇청소기에 직접 청소시작 신호 및 청소모드 신호를 입력하게 되는 입력단계(S10)를 갖게 된다.

상기 입력단계(S10) 후에 이동스테이션(20)이 동작되어 청소구역의 크기를 측정하는 측정단계(S20)를 갖게 된다.

상기 이동스테이션(20)이 청소구역의 크기를 측정함에 있어서 본 발명 실시예에서는 2가지 방법을 사용하게 된다.

첫번째 방법은, 상기 청소기 본체(1)와 이동스테이션(20)이 제1통신부재(7)와 제2통신부재(22)를 통하여 상호간 신호를 주고 받으며, 초기 위치에서 적외선 신호를 기억한 후에 벽(30)을 따라 이동하여 같은 신호가 검출되는 부분에서 이동스테이션(20)이 방을 따라 이동됨을 중지하게 된다.

그리고, 두번째 방법은, 상기 청소기 본체(1)와 이동스테이션(20)이 제1통신부재(7)와 제2통신부재(22)를 통하여 상호간 신호를 주고 받으며, 상기 이동스테이션(20)의 위치를 좌표의 정보로 가지고 있으면서 벽(30)을 따라 이동하여 초기 설 정된 좌표에 상기 이동스테이션(20)이 위치하였을때 청소구역의 크기를 측정하는 작업을 중지하는 것이다.

상기 측정단계(S20) 후에 상기 이동스테이션(20)은 벽(30)에서 일정 거리만큼 떨어진 위치에 가서 정지하게 됨으로 상기 청소기 본체(1)가 청소하기 위한 기준점이 되는 설정단계(S30)를 갖게 된다.

상기 설정단계(S30) 후에 상기 이동스테이션(20)을 기준으로 설정된 공간을 상기 청소기 본체(1)가 청소하는 청소단계(S40)를 갖게 되며, 이를 상세히 설명하면, 상기 청소기 본체(1)는 정지되어 있는 상기 이동스테이션(20)에 근접한 곳으로 이동하게 된다.

그리고, 상기 청소기 본체(1)는 나선형 방식 또는 지그재그 방식등의 일정한 방식으로 주행을 하면서 상기 이동스테이션(20)과 이정한 거리를 벗어나지 않는 구역을 청소하게 된다.

그리고, 일정 시간이 지난 후에는 설정된 공간의 청소가 완료되었다고 가정하고 상기 청소기 본체(1)는 작동을 일시 중지하게 된다.

상기 청소기 본체(1)가 해당구역의 청소를 완료하고 동작을 일시 중지한 후에, 전체 청소구역의 청소가 이루어졌는지 판단하게 되는 청소완료 판단단계(S50)를 갖게 된다.

상기 청소기 본체(1)에 의하여 전체 청소구역의 청소가 완료되었으면 청소기 본체(1)와 이동스테이션(20)의 동작이 종료된다.

그리고, 전체 청소구역의 청소가 완료되지 않았으면, 상기 이동스테이션(20) 은 다시 다른 공간으로 이동되어 상기 청소기 본체(1)가 청소하기 위한 기준점이 된다.

상기 청소완료 판단단계(S50) 후에 이동되는 상기 이동스테이션(20)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 처음 정지된 지점(A)에서 벽(30)으로 이동하여 벽(30)을 따라 설정된 거리만큼 이동한 후에 다시 벽(30)에서 이격되는 지점(B)으로 이동되어 상기 청소기 본체(1)가 청소하기 위한 기준을 형성하게 된다.

그리고, 상기 이동된 지점에서 청소가 완료되면, 상기 이동스테이션(20)은 상기와 같은 구동방법에 따라 옆의 지점(C)으로 이동된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 청소구역을 설정하는 이동스테이션(20)을 이용하게 됨으로, 청소기 본체(1)가 같은 곳을 반복해서 청소하지 않도록 하여 청소대상 공간이 균일하게 청소될 수 있게 되며, 지도를 맵핑(mapping)하는 복잡한 알고리즘을 사용하지 않고도 청소대상 공간을 균일하게 설정하여 청소할 수 있게 된다.

상기와 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라, 단지 예시로 제시된 것이며, 본 발명의 기술사상 안에서 다양한 실시예가 적용될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기 및 그 청소방법에 의하면, 이동스테이션을 이용하여 청소기 본체가 청소할 공간을 크 기를 측정하고, 청소기 본체가 청소하는 구역을 설정하게 됨으로, 청소대상 공간이 고르게 청소됨과 함께 청소시간이 단축되어 청소작업의 효율이 상승되는 효과를 제공하게 된다.

Claims (7)

1. 로봇청소기에 있어서;

   신호를 송수신하기 위한 제1통신부재 및 제1구동수단과 청소부와 제1제어부가 설치되어 설정된 청소구역의 이물질을 제거하도록 하는 청소기 본체와;

   상기 청소기 본체의 제1통신부재와 신호를 주고 받기 위한 제2통신부재 및 제2제어부와 제2구동수단이 설치되어, 상기 청소기 본체의 구동이 개시되기 전에 상기 청소기 본체와는 별도로 동작되어 청소구역을 측정한 후에 상기 청소기 본체가 설정된 구획을 청소하는 데 기준점이 되는 이동스테이션을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1통신부재와 제2통신부재의 통신은 적외선 통신을 사용하게 됨을 특징으로 하는 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 이동스테이션에는 회전부재가 회동가능하게 설치되며, 상기 회전부재에는 거리를 측정하기 위한 측정센서가 장착됨을 특징으로 하는 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 측정센서는 초음파센서임을 특징으로 하는 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기.
5. 제 1 항에 의한 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기의 청소방법에 있어서;

   청소시작 신호 및 청소모드 신호를 입력하는 입력단계와;

   상기 입력단계 후에 이동스테이션이 동작되어 청소구역을 측정하는 측정단계와;

   상기 측정단계 후에 상기 이동스테이션이 이동하여 상기 청소기 본체가 청소하기 위한 기준점이 되는 설정단계와;

   상기 설정단계 후에 상기 이동스테이션을 기준으로 설정된 공간을 상기 청소기 본체가 청소하는 청소단계와;

   상기 청소단계 후에 청소구역의 청소가 완료되었는지를 판단하여, 청소가 완료되었으면 청소를 종료하고, 청소가 완료되지 않았으면 상기 이동스테이션이 다시 이동되어 상기 청소기 본체가 청소하기 위한 기준점이 되도록 하는 청소완료 판단단계가 포함된 것을 특징으로 하는 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기의 청소방법.
6. 제 5 항에 있어서; 상기 측정단계의 이동스테이션은 상기 청소구역의 벽을 따라 이동하면서 청소구역의 크기를 측정하게 됨을 특징으로 하는 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기의 청소방법.
7. 제 5 항에 있어서; 상기 청소완료 판단단계 후에 이동되는 상기 이동스테이션은, 벽으로 이동하여 벽을 따라 설정된 거리만큼 이동한 후에 다시 벽에서 이격되는 방향으로 이동되어 상기 청소기 본체가 청소하기 위한 기준을 형성하게 됨을 특징으로 하는 이동스테이션이 구비된 로봇 청소기의 청소방법.

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