KR100669887B1 - 이동로봇의 구석 청소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동로봇에 관한 것으로 더욱 상세하게는 구동바퀴의 회전력에 의해 실내의 구석 및 모서리를 깨끗하게 청소하도록 한 이동로봇의 구석 청소장치에 관한 것으로서, 본체와: 상기 본체의 하면에 함몰되어 형성되는 바퀴장착부와: 상기 본체를 이동시키도록 상기 바퀴장착부에 삽입되어 회전되는 구동바퀴와: 상기 구동바퀴의 외측면에 결합되고, 상기 구동바퀴의 회전에 따라 상기 바퀴장착부의 내측으로 절곡되면서 삽입되며, 상기 바퀴장착부의 외부에서는 상기 바퀴와 수직을 이루면서 상기 본체의 외측면을 향하는 탄성재질로 형성되어 실내의 구석 및 바닥 모서리를 쓸어내는 구석청소수단:을 포함하여 구성된다.

이에 따라, 바퀴와 인접한 부분 및 바닥과 벽면의 모서리 사이에 끼인 먼지까지도 간편하게 청소할 수 있게 되어 청소 성능이 더욱 증대될 뿐만 아니라, 추가적인 구동수단을 구비하지 않고서도 간편하게 바닥 및 벽면의 청소가 가능해 지는 효과를 가지게 된다.

이동로봇, 구석, 청소, 브러시, 구동바퀴

Description

이동로봇의 구석 청소장치{a corner cleaning apparatus of a moving robot}

도 1은 종래 청소용 이동로봇의 일 예를 보인 사시도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예를 보인 사시도.

도 3은 본 발명의 요부를 보인 도 2의 일부 절개 사시도.

도 4는 도 2의 정면도.

도 5는 도 2의 저면도.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 작동상태를 보인 것으로서,

도 6a는 구석청소수단의 청소 상태를 보인 측면도,

도 6b는 구석청소수단의 수납 상태를 보인 측면도.

도 7은 본 발명의 제2 실시예를 보인 것으로서,

도 7a는 구석청소수단의 삽입 상태를 보인 측면도,

도 7b는 구석청소수단의 돌출 상태를 보인 측면도.

도 8은 본 발명의 제3 실시예를 보인 요부의 정면도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 본체

11 : 감지센서 12 : 보조바퀴

13 : 흡입노즐

20 : 바퀴장착부

30 : 구동바퀴 31 : 수납홈

40 : 구석청소수단

41 : 연결부

42 : 지지부

421 : 제1지지봉 422 : 제2지지봉

423 : 탄지부

43 : 브러시

44 : 브러시구동모터

45 : 착탈부

50 : 벽면

본 발명은 청소를 위한 이동로봇에 관한 것으로 더욱 상세하게는 이동로봇의 구석 청소장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동로봇은 인력을 대체하기 위한 수단으로 다수의 센서에 의해 주변의 장애물을 감지하고, 장애물을 피하면서 제어부의 명령에 의해 독립적으로 이동하는 장치로서, 용도에 맞게 다양한 형태로 개발 및 사용되어지고 있는 실정이다.

이러한 이동로봇 중 특히 청소를 위한 이동로봇은 도 1에서 보인 것과 같이 본체(100)의 하면에 본체를 움직이는 구동바퀴(200) 및 본체의 주행시에 자세가 유지되도록 하기 위한 다수의 보조바퀴(400)를 구비하고, 본체(100)의 외측에 설치된 센서(101)의 신호 감지에 따라, 실내의 벽 및 각종 장애물을 파악하면서 이동하도록 하고 있다.

또한, 상기 본체(100)의 하부측으로는 바닥의 각종 먼지 및 이물질이 흡입모터의 흡입력에 의해 본체의 내부로 끌어올려지도록 하는 흡입노즐(300)이 형성되고, 흡입노즐(300)의 내측으로는 먼지와 이물질을 필터링 하도록 먼지필터가 내장된 필터 카트리지(미도시)가 설치되어진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 이동로봇은 바닥면을 청소하기는 용이한 장점이 있었으나, 바닥과 벽면이 만나는 모서리 등의 구석에는 흡입노즐의 흡입력이 미치지 않아 청소가 깨끗하게 이루어지지 않는 문제점이 있었고, 구석을 청소하기 위해서는 다시 수작업에 의존해야 하는 번거로움이 있었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 구동바퀴의 회전력에 의해 실내의 구석 및 모서리를 깨끗하게 청소하도록 한 이동로봇의 구석 청소장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 구석청소수단이 간단한 구성으로 구동바퀴에 견고히 고정되면서 원활한 청소가 가능해지도록 함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 지지부가 외측방으로 탄성지지되면서 길이가 가변되 도록 함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 이동로봇이 주행할 때, 구석청소수단이 걸리적거리는 것이 최소화되도록 함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 구석청소수단이 공전 및 자전 운동을 동시에 수행하도록 함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 구석청소수단을 필요시에만 구동바퀴에 결합할 수 있도록 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본체와: 상기 본체의 하면에 함몰되어 형성되는 바퀴장착부와: 상기 본체를 이동시키도록 상기 바퀴장착부에 삽입되어 회전되는 구동바퀴와: 상기 구동바퀴의 외측면에 결합되고, 상기 구동바퀴의 회전에 따라 상기 바퀴장착부의 내측으로 절곡되면서 삽입되며, 상기 바퀴장착부의 외부에서는 상기 바퀴와 수직을 이루면서 상기 본체의 외측면을 향하는 탄성재질로 형성되어 실내의 구석 및 바닥 모서리를 쓸어내는 구석청소수단:을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 구석청소수단은: 탄성적으로 절곡 가능하게 형성되어 상기 구동바퀴에 결합되는 연결부;와 상기 연결부의 외측방으로 연장되어 형성되고 외측면에 구석 및 바닥을 쓸어내는 브러시가 부착된 지지부;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지부는; 상기 연결부가 일체로 연장되어 형성되는 제1지지봉과, 상기 제1지지봉의 외측면에 삽입되고, 외측면에 상기 브러시가 부착되며 상기 제1지지봉을 따라 돌출 및 삽입되는 제2지지봉과, 상기 제2지지봉을 상기 구동바퀴 의 외측방으로 탄성적으로 돌출 지지하는 탄지부로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동바퀴의 외측면에 상기 구석청소수단이 삽입되는 수납홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동바퀴의 내부에 브러시구동모터가 삽입되고, 상기 구석청소수단이 상기 브러시구동모터와 결합되어 회전되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구석청소수단이 상기 구동바퀴의 외측면에 고정 및 분리되도록 하는 착탈부가 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예를 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명의 요부를 보인 도 2의 일부 절개 사시도이며, 도 4는 도 2의 정면도이고, 도 5는 도 2의 저면도로서, 도시된 바와 같이 본 발명은 구동바퀴(30)의 회전력에 의해 실내의 구석 및 모서리를 깨끗하게 청소하도록 이동로봇의 본체(10)와, 상기 본체(10)의 하면에 함몰되어 형성되는 바퀴장착부(20)와, 상기 본체(10)를 이동시키도록 상기 바퀴장착부(20)에 삽입되어 회전되는 구동바퀴(30)와, 상기 구동바퀴(30)의 외측면에 결합되고 상기 구동바퀴(30)의 회전에 따라 상기 바퀴장착부(20)의 내측으로 절곡되면서 삽입되며 상기 바퀴장착부(20)의 외부에서는 상기 바퀴와 수직을 이루면서 상기 본체(10)의 외측면을 향하는 탄성재질로 형성되어 실내의 구석 및 바닥 모서리를 쓸어내는 구석청소수단(40)을 포함하여 구성된다.

상기 본체(10)는 이동로봇의 몸체를 이루는 것으로서, 외측면에 다수의 감지센서(11)를 구비하여 이동로봇의 주행 중에 장애물을 감지하도록 하고, 본체(10)의 내측으로는 청소를 위한 흡입모터와 구동모터 및 이동로봇의 제어부가 구비되며, 본체(10)의 하면에는 함몰되어 형성되는 바퀴장착부(20)가 형성되어 후술되는 구동바퀴(30)가 회전 가능하게 삽입되어 고정되도록 하고, 상기 흡입모터와 연결되어 청소면의 먼지와 이물질을 흡입하는 흡입노즐(13) 및 청소기의 주행시에 자세를 제어하는 보조바퀴(12)가 구비된다.

상기 구동바퀴(30)는 상기 바퀴장착부(20)의 내측에 회전 가능하게 장착되고, 상술한 구동모터와 연결되어 구동모터의 동력에 의해 회전하면서 본체(10)를 이동시키는 것으로서, 통상의 바퀴 형상으로 한 쌍이 서로 이격되면서 구비되어 구동바퀴(30)의 정,역 회전에 의해 본체(10)가 전,후 및 좌,우 방향으로 이동하도록 한다.

상기 구석청소수단(40)은 상기 구동바퀴(30)의 외측면에 결합되어 상술한 흡입노즐(13)의 흡입력이 미치지 않는 실내의 구석 및 바닥과 벽면(50)의 모서리를 청소하도록 하는 것으로서, 상기 바퀴 회전축을 기준으로 편심되는 외측면에 탄성적으로 절곡 가능하게 결합되고, 바퀴의 회전에 따라 절곡되어 상술한 바퀴장착부(20)의 내측으로 삽입되면서, 바퀴장착부(20)의 외측에서는 구동바퀴(30)와 수직 방향으로 돌출되어 구동바퀴(30)의 회전력에 벽면(50) 및 모서리를 쓸어내면서 청소하도록 한다.

또한, 상기 구석청소수단(40)은 탄성적으로 절곡 가능하게 형성되어 상기 구 동바퀴(30)에 부착되는 연결부(41)와, 상기 연결부(41)의 외측방으로 연장되어 형성되고 외측면에 먼지 및 이물질을 쓸어내는 브러시(43)가 장착된 지지부(42)로 구성되도록 하여 구동바퀴(30)가 회전하여 구석청소수단(40)이 바퀴장착부(20)의 내측으로 삽입될 때에는 연결부(41)가 절곡되어 브러시(43)가 바퀴장착부(20)의 내측으로 삽입되도록 함으로써 구동바퀴(30)의 회전에 영향이 최소화되도록 하고, 바퀴장착부(20)의 외측으로 구석청소수단(40)이 돌출될 때에는 브러시(43)가 바닥면 및 모서리와 맞닿아 먼지와 이물질을 쓸어내도록 하는 것이 바람직하다.

더불어, 상기 지지부(42) 또한 상기 연결부(41)와 마찬가지로 탄성적으로 절곡되는 연질의 재질로 형성함으로써, 구동바퀴(30)가 회전할 때 원심력에 의해 지지부(42)가 휘어지면서 브러시(43)가 바닥면 및 모서리에 밀착되도록 함으로써, 청소력이 더욱 증대되도록 하는 것도 무방하다.

또한, 상기 브러시(43)는 먼지를 쓸어내는 통상의 브러시(43)를 이용하는 것이 바람직하나, 용도에 따라 먼지를 밀어내는 스퀴지 형태의 브러시(43)를 이용하는 것도 무방하다.

더불어, 상기 구석청소수단(40)은 연결부(41)의 끝단에 돌기(451)를 형성하고, 구동바퀴(30)의 외측면에 상기 돌기(451)가 삽입되는 홈(452)으로 구성된 착탈부(45)를 형성하여 구석청소수단(40)을 사용하지 않을 때에는 구석청소수단(40)을 구동바퀴(30)에서 분리하여 별도로 보관함으로써, 구동바퀴(30)의 작동이 더욱 원활하게 이루어지게 될 뿐만 아니라, 구석청소수단(40)의 작동과정에서 발생하는 각종 소음을 선택적으로 방지할 수 있게 되는 것이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 작동상태를 보인 것으로서, 도 6a는 구석청소수단(40)의 청소 상태를 보인 측면도이고, 도 6b는 구석청소수단(40)의 수납 상태를 보인 측면도로서, 본 발명은 상술한 바와 같이 따라, 상기 구동바퀴(30)의 외측면에 결합된 구석청소수단(40)은 연결부(41)가 바퀴장착부(20)의 외측으로 노출된 상태에서는 연결부(41)의 탄성에 의해 지지부(42)의 외측 끝단이 벽면(50)을 향하게 되어 브러시(43)가 바닥면에 간헐적으로 밀착되면서 먼지와 이물질을 쓸어내게 되고, 연결부(41)가 바퀴장착부(20)의 내측으로 삽입될 때에는 탄성적으로 절곡되면서 지지부(42) 및 브러시(43)가 바퀴장착부(20)의 내측으로 삽입되어 구동바퀴(30)가 원활하게 회전하면서 이동로봇의 원활한 주행이 가능해 지게 되는 것이다.

더불어, 상기 구동바퀴(30)의 외측면에는 연결부(41)가 절곡될 때 상기 지지부(42) 및 브러시(43)가 삽입되어 수납되는 수납홈(31)을 형성함으로써, 구동바퀴(30)의 회전에 구석청소수단(40)이 미치는 영향이 최소화되도록 하고, 상술한 바퀴장착부(20)와 구동바퀴(30) 사이의 간격을 최소화할 수 있게 되어 구동바퀴(30)의 작동이 더욱 정밀하게 이루어지도록 하는 것도 바람직하다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예를 보인 것으로서, 도 7a는 구석청소수단(40)의 삽입 상태를 보인 측면도이고, 도 7b는 구석청소수단(40)의 돌출 상태를 보인 측면도로서, 본 실시예는 상술한 제1 실시예의 구성요소를 모두 포함하고, 상기 지지부(42)를 상기 연결부(41)가 일체로 연장되어 형성되는 제1지지봉(421)과, 상기 제1지지봉(421)의 외측면에 삽입되고 외측면에 상기 브러시(43)가 부착되며 상기 제1 지지봉(421)을 따라 돌출 및 삽입되는 제2지지봉(422)과, 상기 제2지지봉(422)을 상기 구동바퀴(30)의 외측방으로 탄성적으로 돌출 지지하는 탄지부(423)로 구성하여 벽면(50)이 균일하지 않은 경우에도 브러시(43)가 상시 벽면(50) 및 모서리에 밀착되어 청소 성능이 더욱 증대되도록 한다.

상기 제1지지봉(421)은 상술한 연결부(41)의 외측방으로 일체로 연장되어 형성되고, 상기 제2지지봉(422)은 내측에 제1지지봉(421)이 삽입되는 공간부를 형성하고 외측면에는 브러시(43)를 고정하여 제2지지봉(422)이 제1지지봉(421)의 외측방으로 슬라이딩되면서 제2지지봉(422)의 위치가 고정바퀴의 외측방으로 가변되도록 한다.

상기 탄지부(423)는 상기 제1지지봉(421)과 제2지지봉(422)의 사이 공간에 삽입되어 제2지지봉(422)이 외측방으로 상시 탄력적으로 돌출 지지되도록 하는 것으로서, 통상의 스프링 등의 탄성 재질로 형성된다.

이에 따라, 본체(10)가 벽면(50)에 인접한 상태에서 제2지지봉(422)이 탄성에 의해 벽면(50)에 밀착되면 본체(10) 측으로 이동하게 되고, 이 상태에서 벽면(50)의 형상이 돌출되거나 함몰되면 제2지지봉(422)이 탄지부(423)에 의해 탄력적으로 삽입 및 돌출되면서 브러시(43)가 벽면(50)에 밀착되게 되는 것이다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예를 보인 요부의 정면도로서, 본 실시예는 상기 제1 실시예 내지 제2 실시예의 구성요소를 모두 포함하고, 상기 구동바퀴(30)의 내부에 브러시구동모터(44)를 삽입하고, 상기 구석청소수단(40)이 브러시구동모터(44)에 결합되어 회전되도록 구성된다.

이에 따라, 브러시(43)는 구동바퀴(30)에 의한 공전 운동 뿐만 아니라, 브러시구동모터(44)에 의한 자전 운동까지 수행하게 되어 청소 능력이 더욱 증대되게 되어, 벽면(50) 모서리 구석에 끼인 먼지들을 더욱 효과적으로 청소할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 구동바퀴의 회전력에 의해 구석청소수단이 공전하면서 실내의 벽면 및 모서리를 깨끗하게 청소하도록 한 이동로봇의 구석 청소장치를 제공함으로서, 바퀴와 인접한 부분 및 바닥과 벽면의 모서리 사이에 끼인 먼지까지도 간편하게 청소할 수 있게 되어 청소 성능이 더욱 증대될 뿐만 아니라, 추가적인 구동수단을 구비하지 않고서도 간편하게 바닥 및 벽면의 청소가 가능해 지는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 구석청소수단이 연결부와 지지부의 간단한 구성으로 구동바퀴에 견고히 고정되면서 바퀴장착부의 내측으로 삽입 및 돌출되면서 원활한 청소가 가능해지도록 함으로서, 제작이 간편하고 반복되는 작동에 의한 브러시의 파손을 방지하면서 효과적인 청소를 수행할 수 있는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 지지부를 제1지지봉과 제2지지봉 및 탄지부로 구성하여 외측방으로 탄성지지되면서 길이가 가변되도록 함으로서, 벽면이 균일하지 않은 경우에도 브러시가 벽면의 굴곡을 따라 길이가 가면되면서 벽면에 밀착되어 더욱 청결한 청소가 가능해지는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 구동바퀴의 외측면에 수납홈을 형성하여 이동로봇이 주행할 때 구석청소수단이 걸리적거리는 것이 최소화되도록 함으로서, 구석청소수단이 구동바퀴의 회전에 미치는 영향을 최소화 할 뿐만 아니라, 구석청소수단이 바퀴장착부의 내부에 삽입될 때 발생하는 소음 및 충격을 최소화하는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 구동바퀴의 내부에 브러시구동모터를 삽입하여 구석청소수단이 공전 및 자전 운동을 동시에 수행하도록 함으로서, 구석청소수단이 먼지와 이물질을 더욱 효과적으로 쓸어내는 작동이 가능해져 청소 능력이 더욱 증대되는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 착탈부를 형성하여 구석청소수단을 필요시에만 구동바퀴에 결합할 수 있도록 함으로서, 구석청소수단을 이용하지 않을 경우에는 구석청소수단에 의한 구동바퀴의 작동력 저하 및 소음 발생이 최소화되는 효과를 가지게 된다.

Claims (6)

1. 본체:와

   상기 본체의 하면에 함몰되어 형성되는 바퀴장착부:와

   상기 본체를 이동시키도록 상기 바퀴장착부에 삽입되어 회전되는 구동바퀴:와

   상기 구동바퀴의 외측면에 결합되고, 상기 구동바퀴의 회전에 따라 상기 바퀴장착부의 내측으로 절곡되면서 삽입되며, 상기 바퀴장착부의 외부에서는 상기 바퀴와 수직을 이루면서 상기 본체의 외측면을 향하는 탄성재질로 형성되어 실내의 벽면 및 바닥 모서리를 쓸어내는 구석청소수단:을 포함하는 이동로봇의 구석 청소장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구석청소수단:은

   탄성적으로 절곡 가능하게 형성되어 상기 구동바퀴에 결합되는 연결부;와

   상기 연결부의 외측방으로 연장되어 형성되고 외측면에 벽면 및 바닥을 쓸어내는 브러시가 부착되는 지지부;로 구성된 것을 특징으로 하는 이동로봇의 구석 청소장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 지지부는;

   상기 연결부가 일체로 연장되어 형성되는 제1지지봉과,

   상기 제1지지봉의 외측면에 삽입되고, 외측면에 상기 브러시가 부착되며 상기 제1지지봉을 따라 돌출 및 삽입되는 제2지지봉과,

   상기 제2지지봉을 상기 구동바퀴의 외측방으로 탄성적으로 돌출 지지하는 탄지부가 포함된 이동로봇의 구석 청소장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 구동바퀴의 외측면에 상기 구석청소수단이 삽입되는 수납홈이 형성된 것을 특징으로 하는 이동로봇의 구석 청소장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 구동바퀴의 내부에 브러시구동모터가 삽입되고;

   상기 구석청소수단이 상기 브러시구동모터와 결합되어 회전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 이동로봇의 구석 청소장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서;

   상기 구석청소수단이 상기 구동바퀴의 외측면에 고정 및 분리되도록 하는 착탈부가 형성된 것을 특징으로 하는 이동로봇의 구석 청소장치.

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