KR100677275B1 - 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치 및 방법에 관한 것으로, 로봇 청소기가 에지테이터의 속도를 감지하여 그 감지된 속도를. 에지테이터 속도지령치와 비교하고 그 비교결과에 근거하여 에지테이터의 회전속도를 조절함으로써 에지테이터에 걸리는 부하에 의해 에지테이터를 구동하는 모터가 손상되는 것을 방지하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 구동제어신호에 의해, 회전하는 모터와; 로봇 청소기의 흡입헤드 내측에 회전가능하게 배치되며 모터의 회전에 의해 회전되는 에지테이터와; 상기 에지테이터의 회전수를 검출하고, 그 검출된 회전수를 이용하여 속도를 검출하는 속도검출수단과; 상기 속도검출수단에서 출력되는 속도검출신호와 사용자에 의해 기설정된 속도지령치를 비교하고, 그 비교결과에 근거한 구동제어신호를 출력하는 제어수단을 포함하여 구성한다.

Description

로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치 및 방법{AGITATOR DRIVING CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR ROBOT CLEANER}

도 1은 종래 로봇 청소기의 구조를 보인 평면도.

도 2는 종래 에지테이터의 일예를 보인 사시도.

도 3은 본 발명 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치에 대한 일실시예의구성을 보인 블록도.

도 4는 본 발명 로봇 청소기의 에지테티어 구동제어방법에 대한 일실시예의 동작흐름도.

도 5는 본 발명 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치에 대한 다른 실시예의구성을 보인 블록도.

도 6은 본 발명 로봇 청소기의 에지테티어 구동제어방법에 대한 다른 실시예의 동작흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 제어수단 200 : 모터

300 : 에지테이터 400 : 속도검출수단

500 : 저장수단 600 : 바닥감지수단

본 발명은 로봇 청소기의 에지테이터에 관한 것으로, 특히 로봇 청소기가 에지테이터의 속도를 감지하여 그 감지된 속도를 속도지령치와 비교하고,그 비교결과에 근거하여 에지테이터의 회전속도를 조절함으로써, 에지테이터에 걸리는 부하에 의해 에지테이터를 구동하는 모터가 손상되는 것을 방지하도록 한 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치 및 방법에 관한 것이다.

로봇 청소기(robot cleaner)는 제어부의 제어에 의해 청소기에 설치된 센서를 이용하여 청소영역과 장애물들을 감지하고, 그 청소영역을 주행하며 자동으로 청소를 하며, 기기의 내부에 구비되어 있는 배터리의 전원이 소진되면 소정 위치에 별도로 마련되어 있는 충전대로 이동하여 충전을 한 후, 다시 청소를 하던 본래의 위치로 복귀하여 청소를 하는 기기이다.

그리고, 상기와 같은 로봇 청소기는 저부에 에지테이터가 설치되어 있어서 주행을 하며 청소시에 에지테이터가 회전되어 바닥의 먼지나 오물들을 흡입이 용이하도록 쓸어내게 된다.

상기와 같은 종래의 로봇 청소기가 도 1에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 로봇 청소기는 바닥의 먼지나 오물을 흡입하여 제거할 수 있도록 흡입헤드와 팬 모터 및 필터가 내부에 구비되어 있는 청소기 본체(1)와, 그 청소기 본체(1)의 하측에 설치되어 청소기가 주행할 수 있도록 구동 되는 구동바퀴(2)와, 그 구동바퀴(2)의 주변에 설치되어 바닥의 먼지나 오물을 흡입하기 위한 흡입헤드(3)와, 그 흡입헤드(3)의 내측에 회전가능하게 설치되며 바닥에 부착된 먼지나 오물을 흡입이 용이하도록 쓸어내는 에지테이터(agitator)(4)를 구비하여 구성되어 있다.

도 2는 종래 에지테이터의 일예를 보인 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 종래의 에지테이터(4)는 소정직경과 길이를 가지는 원형 봉상의 에지테이터 몸체(11)와, 그 에지테이터 몸체(11)의 외주면에 돌출되게 고정되어 있는 다수개의 브러쉬(12)로 구성되어 있으며, 청소시에 에지테이터 몸체(11)가 회전되면 에지테이터 몸체(11)에 설치되어 있는 브러쉬(12)들에 의해 바닥의 먼지들을 쓸어내게 된다.

상기와 같이 구성된 종래 로봇 청소기는, 에지테이터에 일정한 부하만 인가되도록 하는 기구를 에지테이터와 그 에지테이터를 구동하는 모터 사이에 장착하여 에지테이터 모터의 손상을 방지하지만, 이러한 종래 로봇 청소기는 에지테이터의 회전속도나 그 에지테이터에 인가되는 부하를 파악할 수 없다.

이에 따라, 상기 종래 로봇 청소기는, 에지테이터의 현재 속도를 알지 못하므로, 에지테이터에 지령한 회전속도로 에지테이터가 동작되는지 알수 없고, 이로 인하여 로봇 청소기의 에지테이터에 부하가 걸려서 에지테이터의 회전속도가 감소되거나 정지되어도 그 에지테이터를 구동하는 모터는 계속하여 동작되어 모터가 손상되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은, 로봇 청소기가 에지테이터의 속도를 감지하여 그 감지된 속도를. 에지테이터 속도지령치와 비교하고 그 비교결과에 근거하여 에지테이터의 회전속도를 조절함으로써 에지테이터에 걸리는 부하에 의해 에지테이터를 구동하는 모터가 손상되는 것을 방지하도록 한 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구동제어신호에 의해, 회전하는 모터와;

로봇 청소기의 흡입헤드 내측에 회전가능하게 배치되며 모터의 회전에 의해 회전되는 에지테이터와;

상기 에지테이터의 회전수를 검출하고, 그 검출된 회전수를 이용하여 속도를 검출하는 속도검출수단과;

상기 속도검출수단에서 출력되는 속도검출신호와 사용자에 의해 기설정된 속도지령치를 비교하고, 그 비교결과에 근거한 구동제어신호를 출력하는 제어수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구동제어신호에 의해, 회전하는 모터와;

로봇 청소기의 흡입헤드 내측에 회전가능하게 배치되며 모터의 회전에 의해 회전되는 에지테이터와;

상기 에지테이터의 회전수를 검출하고, 그 검출된 회전수를 이용하여 속도를 검출하는 속도검출수단과;

바닥을 감지하여 그에 따른 바닥감지신호를 출력하는 바닥감지수단과;

실험에 의해, 청소모드에 따라 각기 최적의 속도지령치가 기저장되는 저장수단과;

상기 저장수단에서, 상기 바닥감지신호에 해당되는 최적의 속도지령치를 선택하고, 그 속도지령치와 상기 속도검출수단에서 출력되는 속도검출신호를 비교하여 그 비교결과에 근거한 구동제어신호를 출력하는 제어수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사용자에 의해, 속도지령치가 발생하면 그 속도지령치에 해당되는 전압을 모터에 인가하여 모터를 구동시키는 과정과;

상기 모터 구동에 의해 에지테이터를 회전시켜 청소를 수행하면서, 그 에지테이터의 회전수로 속도를 검출하는 과정과;

상기 검출속도와 속도지령치의 차이가 일정값 이내의 값이 아닌 상태로 일정시간동안 유지되면 에지테이터를 정지시키거나 에지테이터의 속도를 조절하는 과정을 수행함을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 바닥을 감지하여 그 감지결과에 근거한 청소모드를 선택하고, 그 선택된 청소모드의 속도지령치를 선택하는 과정과;

상기 속도지령치에 따른 속도지령치에 해당되는 전압을 모터에 인가하여 모 터를 구동시키는 과정과;

상기 모터 구동에 의해 에지테이터를 회전시켜 청소를 수행하면서, 그 에지테이터의 회전수로 속도를 검출하는 과정과;

상기 검출속도와 속도지령치의 차이가 일정값 이내의 값이 아닌 상태로 일정시간동안 유지되면 에지테이터를 정지시키거나 에지테이터의 속도를 조절하는 과정을 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치 및 방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치에 대한 일실시예의 구성을 보인 블록도이다.

도3에 도시한 바와같이 본 발명은, 구동제어신호에 의해, 회전하는 모터(200)와; 로봇 청소기의 흡입헤드 내측에 회전가능하게 배치되며 상기 모터(200)의 회전에 의해 회전되는 에지테이터(300)와; 상기 에지테이터(300)의 회전수를 검출하고, 그 검출된 회전수를 이용하여 속도를 검출하는 속도검출수단(400)과; 상기 속도검출수단(400)에서 출력되는 속도검출신호와 사용자에 의해 기설정된 속도지령치를 비교하고, 그 비교결과에 근거한 구동제어신호를 출력하는 제어수단(100)을 구비하며, 이와 같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 사용자가, 해당 지역의 청소모드를 선택하고, 그 선택한 청소모드에 따른 속도지령치를 발생한다.

이때, 제어수단(100)은 상기 사용자에 의해 입력되는 속도지령치에 해당되는 모터전압을 모터(200)에 인가하고, 이에 의해 상기 모터(200)는 상기 모터전압에 의해 소정 속도로 회전한다.

이에 따라, 에지테이터(300)는 상기 모터(200)의 회전속도와 대응되게 회전하여 바닥의 먼지들을 쓸어내게 된다.

이러한 상태에서, 속도검출수단(400)은 상기 에지테이터(300)의 회전수를 감지하고, 그 감지된 회전수로 에지테이터(300)의 회전속도를 계산하여 그에 따른 속도검출신호를 상기 제어수단(100)에 인가한다.

여기서, 상기 속도검출수단(400)은, 일예로 엔코더를 이용하여 속도를 검출하도록 구성할 수 있다.

이에 따라, 상기 제어수단(100)은 상기 속도검출수단(400)에서 출력되는 속도검출신호와 사용자에 의해 선택된 속도지령치를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 모터(200)를 구동하는 구동제어신호를 모터(200)에 인가하는데, 즉 상기 제어수단(100)은 속도 검출신호가 속도지령치 보다 일정 범위 이상 크면 모터속도를 감소시키기 위한 구동제어신호를 상기 모터(200)에 인가하고, 속도 지령치가 속도검출신호 보다 일정 범위 이상 크면 모터를 정지시키기 위한 구동제어신호를 상기 모터(200)에 인가한다.

보다 상세하게, 도4를 참조하여 설명하면, 우선 사용자에 의해, 속도지령치가 발생하면(SP1) 그 속도지령치에 해당되는 전압을 모터(200)에 인가하여 모터(200)를 구동시키고(SP2), 상기 모터 구동에 의해 에지테이터(300)를 회전시켜 청소를 수행하면서(SP3), 그 에지테이터(300)의 회전수로 속도를 검출한다(SP4).

그 다음, 상기 에지테이터(300)의 검출속도와 속도 지령치의 차이가 일정값 이내의 값이 아닌 상태로 일정시간동안 유지되면 에지테이터(300)를 정지시키거나 에지테이터(300)의 속도를 조절하는데(SP5~SP7), 즉 속도 검출신호가 속도지령치 보다 일정 범위 이상 크면 모터속도를 감소시켜 에지테이터(300)의 회전속도를 감소시키고, 속도 지령치가 속도검출신호 보다 일정 범위 이상 크면 모터를 정지시켜 에지테이터(300)를 정지시킨다.

즉, 종래에는 에지테이터의 회전속도를 감지하지 않고 속도지령치만 모터에 인가하게 되어 에지테이터에 이물질이 걸려 모터에 부하가 걸리는 것을 감지하지 못함으로써 모터손상이 발생하는 문제점이 있지만, 본 발명은 에지테이터의 회전속도와 속도지령치를 비교함으로써, 모터에 부하가 걸리는 것을 감지하여 모터 손상이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.

도5는 본 발명 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치에 대한 다른 실시예의 구성을 보인 블록도이다.

도5에 도시한 바와같이 본 발명은, 구동제어신호에 의해, 회전하는 모터(200)와; 로봇 청소기의 흡입헤드 내측에 회전가능하게 배치되며 상기 모터(200)의 회전에 의해 회전되는 에지테이터(300)와; 상기 에지테이터(300)의 회전수를 검출하고, 그 검출된 회전수를 이용하여 속도를 검출하는 속도검출수단(400)과; 바닥을 감지하여 그에 따른 바닥감지신호를 출력하는 바닥감지수단(600)과; 실험에 의해, 청소모드에 따라 각기 최적의 속도지령치가 기저장되는 저장수단(500)과; 상기 저장수단(500)에서, 상기 바닥감지신호에 해당되는 최적의 속도지령치를 선택하고, 그 속도지령치와 상기 속도검출수단(400)에서 출력되는 속도검출신호를 비교하여 그 비교결과에 근거한 구동제어신호를 출력하는 제어수단(100)을 구비하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 로봇 청소기는, 바닥감지수단(600)을 이용하여 바닥을 감지하고, 그 감지결과에 근거한 바닥감지신호를 제어수단(100)에 인가한다.

여기서, 상기 바닥감지수단(600)은, 카메라로 이루어져서 그 카메라로 바닥면을 촬상하여 그 촬상된 영상 또는 사진을 바닥감지신호로 제어수단(100)에 전송한다.

이때, 상기 제어수단(100)은 상기 바닥감지신호를 분석하여 청소모드를 선택하고, 그 청소모드에 적합한 최적의 속도지령치를 저장수단(500)에서 선택하여 그 선택된 속도지령치에 해당되는 전압을 모터(200)에 인가한다.

이에 따라 상기 모터(200)는 상기 모터전압에 의해 소정 속도로 회전하고, 에지테이터(300)는 상기 모터(200)의 회전속도와 대응되게 회전하여 바닥의 먼지들을 쓸어내게 된다.

이때, 상기 저장수단은, 실험에 의해, 청소모드에 따라 각기 최적의 속도지령치가 기저장된다.

이러한 상태에서, 속도검출수단(400)은 상기 에지테이터(300)의 회전수를 감지하고, 그 감지된 회전수로 에지테이터(300)의 회전속도를 계산하여 그에 따른 속도검출신호를 상기 제어수단(100)에 인가한다.

여기서, 상기 속도검출수단(400)은, 일예로 엔코더를 이용하여 속도를 검출 하도록 구성할 수 있다.

이에 따라, 상기 제어수단(100)은 상기 속도검출수단(400)에서 출력되는 속도검출신호와 사용자에 의해 선택된 속도지령치를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 모터(200)를 구동하는 구동제어신호를 모터(200)에 인가하는데, 즉 상기 제어수단(100)은 속도 검출신호가 속도지령치 보다 일정 범위 이상 크면 모터속도를 감소시키기 위한 구동제어신호를 상기 모터(200)에 인가하고, 속도 지령치가 속도검출신호 보다 일정 범위 이상 크면 모터를 정지시키기 위한 구동제어신호를 상기 모터(200)에 인가한다.

보다 상세하게, 도6를 참조하여 설명하면, 우선, 로봇 청소기의 바닥 감지수단(600)에 의해, 청소할 영역의 바닥면을 감지하고(SP10), 그 감지된 결과에 근거하여 청소모드를 선택한 다음, 그 선택된 청소모드에 해당되는 속도지령치를 선택한다(SP11).

그 다음, 상기 속도지령치에 해당되는 전압을 모터(200)에 인가하여 모터(200)를 구동시키고(SP12), 상기 모터 구동에 의해 에지테이터(300)를 회전시켜 청소를 수행하면서(SP13), 그 에지테이터(300)의 회전수로 속도를 검출한다(SP14).

그 다음, 상기 에지테이터(300)의 검출속도와 속도 지령치의 차이가 일정값 이내의 값이 아닌 상태로 일정시간동안 유지되면 에지테이터(300)를 정지시키거나 에지테이터(300)의 속도를 조절하는데(SP15~SP17), 즉 속도 검출신호가 속도지령치 보다 일정 범위 이상 크면 모터속도를 감소시켜 에지테이터(300)의 회전속도를 감소시키고, 속도 지령치가 속도검출신호 보다 일정 범위 이상 크면 모터를 정지시켜 에지테이터(300)를 정지시킨다.

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

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 로봇 청소기가 에지테이터의 속도를 감지하여 그 감지된 속도를. 에지테이터 속도지령치와 비교하고 그 비교결과에 근거하여 에지테이터의 회전속도를 조절함으로써 에지테이터에 걸리는 부하에 의해 에지테이터를 구동하는 모터가 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (15)

1. 구동제어신호에 의해, 회전하는 모터와;

   로봇 청소기의 흡입헤드 내측에 회전가능하게 배치되며 모터의 회전에 의해 회전되는 에지테이터와;

   상기 에지테이터의 회전수를 검출하고, 그 검출된 회전수를 이용하여 속도를 검출하는 속도검출수단과;

   상기 속도검출수단에서 출력되는 속도검출신호와 사용자에 의해 기설정된 속도지령치를 비교하고, 그 비교결과에 근거한 구동제어신호를 출력하는 제어수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 에지테이터 구동제어장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 제어수단은,

   속도 검출신호가 속도지령치 보다 일정 범위 이상 크면 모터속도를 감소시키기 위한 구동제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치.
3. 제1 항에 있어서, 상기 제어수단은,

   속도 지령치가 속도검출신호 보다 일정 범위 이상 크면 모터를 정지시키기 위한 구동제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치.
4. 구동제어신호에 의해, 회전하는 모터와;

   로봇 청소기의 흡입헤드 내측에 회전가능하게 배치되며 모터의 회전에 의해 회전되는 에지테이터와;

   상기 에지테이터의 회전수를 검출하고, 그 검출된 회전수를 이용하여 속도를 검출하는 속도검출수단과;

   바닥의 상태를 감지하여 그에 따른 바닥감지신호를 출력하는 바닥감지수단과;

   청소 모드에 따라 각기 최적의 속도지령치가 기저장되는 저장수단과;

   상기 저장수단에서, 상기 바닥감지신호에 해당되는 최적의 속도지령치를 선택하고, 그 속도지령치와 상기 속도검출수단에서 출력되는 속도검출신호를 비교하여 그 비교결과에 근거한 구동제어신호를 출력하는 제어수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치.
5. 제4 항에 있어서, 상기 제어수단은,

   속도 검출신호가 속도지령치 보다 일정 범위 이상 크면 모터속도를 감소시키기 위한 구동제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치.
6. 제4 항에 있어서, 상기 제어수단은,

   속도 지령치가 속도검출신호 보다 일정 범위 이상 크면 모터를 정지시키기 위한 구동제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치.
7. 제4 항에 있어서, 상기 바닥 감지수단은,

   바닥면의 영상을 촬영하는 카메라로 이루어진 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어장치.
8. 속도지령치가 발생하면 그 속도지령치에 해당되는 전압을 모터에 인가하여 모터를 구동시키는 과정과;

   상기 모터 구동에 의해 에지테이터를 회전시켜 청소를 수행하면서, 그 에지테이터의 회전수로 속도를 검출하는 과정과;

   상기 검출속도와 속도지령치의 차이가 일정값 이내의 값이 아닌 상태로 일정시간동안 유지되면 에지테이터를 정지시키거나 에지테이터의 속도를 조절하는 과정을 수행함을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어방법.
9. 제8 항에 있어서, 상기 에지테이터의 속도를 조절하는 과정은,

   속도 검출신호가 속도지령치 보다 일정 범위 이상 크면 모터속도를 감소시켜 에지테이터의 회전속도를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어방법.
10. 제8 항에 있어서, 상기 에지테이터의 속도를 조절하는 과정은,

    속도 지령치가 속도검출신호 보다 일정 범위 이상 크면 모터를 정지시켜 에지테이터를 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어방법.
11. 바닥의 상태를 감지하여 그 감지결과에 근거한 청소모드를 선택하고, 그 선택된 청소모드의 속도지령치를 선택하는 과정과;

    상기 속도지령치에 따른 속도지령치에 해당되는 전압을 모터에 인가하여 모터를 구동시키는 과정과;

    상기 모터 구동에 의해 에지테이터를 회전시켜 청소를 수행하면서, 그 에지테이터의 회전수로 속도를 검출하는 과정과;

    상기 검출속도와 속도지령치의 차이가 일정값 이내의 값이 아닌 상태로 일정시간동안 유지되면 에지테이터를 정지시키거나 에지테이터의 속도를 조절하는 과정을 수행함을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어방법.
12. 제11 항에 있어서, 상기 에지테이터의 속도를 조절하는 과정은,

    속도 검출신호가 속도지령치 보다 일정 범위 이상 크면 모터속도를 감소시켜 에지테이터의 회전속도를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어방법.
13. 제11 항에 있어서, 상기 에지테이터의 속도를 조절하는 과정은,

    속도 지령치가 속도검출신호 보다 일정 범위 이상 크면 모터를 정지시켜 에지테이터를 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어방법.
14. 제11 항에 있어서,

    청소모드에 따른 속도지령치를 기저장하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어방법.
15. 제11 항에 있어서, 상기 청소모드의 속도지령치를 선택하는 과정은,

    카메라를 이용하여 바닥면을 촬영하고, 그 촬영된 영상을 분석하여 바닥의 상태를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 에지테이터 구동제어방법.

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