KR100783156B1 - 로봇청소기 - Google Patents

Abstract

하부에 복수의 구동륜이 설치되는 로봇청소기 본체와, 본체의 전면부에 소정각도 회동가능하게 설치되며 청소면으로부터 이물질 등을 흡입해내는 흡입포트와, 로봇청소기 본체의 하부에 설치되어 그 로봇청소기 본체의 진행방향에 따라 움직이는 조향륜을 가지는 로봇청소기에 있어서, 조향륜과 흡입포트는 상호 연동되게 연결되어, 로봇청소기 본체의 진행 중에 흡입포트가 회동되면서 조향륜을 연동시켜 진행방향을 조정하도록 된 것을 특징으로 하는 로봇청소기가 개시된다.

Description

로봇청소기{Robot cleaner}

도 1은 종래의 로봇청소기를 나타내 보인 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇청소기를 나타내 보인 개략적인 구성도.

도 3은 도 2에 도시된 조향륜의 구조를 설명하기 위한 구성도.

도 4는 도 2의 요부를 설명하기 위한 도면.

도 5는 도 2에 도시된 로봇청소기의 동작을 설명하기 위한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

30..로봇청소기 본체 31,32..구동륜

33..조향륜 35..회전브라켓

39..롤스프링 40..흡입포트

50..연동부재

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로, 자동으로 조향이 가능한 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 거리센서를 통해 청소구역에 설치된 기구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 판별하고, 그 장애물과의 충돌이나 방해를 방지하기 위해 로봇청소기의 좌륜모터와 우륜모터를 선택적으로 구동시킴으로써, 스스로 방향을 전환해가면서 청소구역을 청소한다.

도 1을 참조하면, 종래의 로봇 청소기는, 청소기본체(10)와, 청소기본체(10)의 하부에 설치되는 좌측구동륜(11)과 우측구동륜(12) 및 종동륜(13)을 구비한다. 각각의 구동륜(11)(12)에는 구동모터(17)(18)가 연결되어 제어부(미도시)에 의해 구동 제어된다. 또한, 청소기본체(10)의 선단부에는 청소면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입해내기 위한 흡입포트(14)가 움직임 가능하게 설치된다. 이 흡입포트(14)는 소정 구동모터(20)에 의해 구동된다. 흡입포트(14)의 양측에는 거리센서(15)가 각각 설치되어 장애물로부터의 거리를 측정하고, 측정된 신호를 받은 제어부에서는 상기 각 구동모터들(17,18,20)을 선택적으로 구동시켜 방향을 전환시킴으로써 장애물을 피해서 진행하도록 한다.

이와 같은 구성을 가지는 로봇청소기는 스스로 청소구역을 소정 주행패턴으로 주행하면서 청소면의 이물질을 청소하게 된다. 이 때, 청소구역 내에 마련된 방해물이나 벽면 등을 거리센서(15)에서 감지함으로써 청소기본체(10)가 방해물이나 벽면 등에 충돌하거나 걸리기 전에 로봇청소기의 주행경로를 변경함으로서 안전하 게 운행되도록 한다.

그런데, 상기 구성에서와 같이 상기 거리센서(15)를 채용할 경우, 좌륜과 우륜 및 흡입포트(15) 각각을 거리센서로부터의 신호에 의해 선택적으로 제어할 시스템이 추가로 요구된다. 따라서, 상기 거리센서 및 제어시스템 등의 채용에 따른 비용이 상승하는 문제점이 있다.

한편, 이러한 문제점을 감안하여, 거리센서 및 제어시스템을 채용하지 않을 경우, 비용 및 로봇청소기의 간소화를 꾀할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 로봇청소기가 장애물이나 벽등에 그래도 충돌하거나, 걸릴 경우 진행방향으로 자유롭게 제어할 수 없기 때문에 더 이상 진행하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 진행 중에 장애물이나 벽 등에 닿더라도 자동으로 조향하면서 계속 진행할 수 있도록 구조가 개선된 로봇 청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 하부에 복수의 구동륜이 설치되는 로봇청소기 본체와, 상기 본체의 전면부에 소정각도 회동가능하게 설치되며 청소면으로부터 이물질 등을 흡입해내는 흡입포트와, 상기 로봇청소기 본체의 하부에 설치되어 그 로봇청소기 본체의 진행방향에 따라 움직이는 조향륜을 가지는 로봇청소기에 있어서, 상기 조향륜과 상기 흡입포트는 상호 연동되게 연결되어, 상기 로봇청소기 본체의 진행 중에 상기 흡입포트가 회동되면서 상기 조향륜 을 연동시켜 진행방향을 조정하도록 된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 흡입포트는 흡입구를 가지는 직선형의 몸체와, 상기 몸체에 연결되어 상기 로봇청소기 본체에 회전가능하게 연결되며 측면에 기어이를 가지는 연결부를 가지며, 상기 조향륜의 지지축에 연결되며, 상기 연결부의 기어이에 기어연결되어 연동되도록 외측에 기어이가 형성된 연동부재;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 연결부와 상기 로봇청소기 본체 사이에는 탄성바이어스 부재가 설치되어, 상기 흡입포트의 회전시 원위치로 복귀되게 탄성력을 제공하는 것이 좋다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기를 자세히 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇청소기는, 하부에 복수의 구동륜(31,32)이 설치되는 로봇청소기 본체(30)와, 상기 로봇청소기 본체(30)의 전면부에 설치되는 흡입포트(40)및 연동부재(50)를 구비한다.

상기 로봇청소기 본체(30) 내에는 상기 흡입포트(40)에 흡입력을 발생시키는 구동모터(미도시)와 흡입된 공기로부터 먼지를 제거하는 필터(미도시)등이 설치된다. 또한, 상기 구동륜(31,32) 각각을 구동시키기 위한 모터가 설치된다. 또한, 본체(30)의 하부에는 진행방향을 조향하는 조향륜(33)이 설치된다.

상기 조향륜(33)은 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 로봇청소기 본체(30)의 진행방향을 자유롭게 조정할 수 있도록 본체(30)에 대해 회전가능하게 설치되는 회전브라켓(35)에 회전가능하게 설치된다. 상기 회전브라켓(35)에는 상기 연동부재(50)가 연결된다.

상기 흡입포트(40)는 일반적인 진공청소기 등에 채용되는 것과 마찬가지로, 상기 구동모터의 흡입력을 제공받아 청소면의 먼지와 같은 이물질 등을 흡입하기 위한 것이다. 이러한 흡입포트(40)는 흡입구를 가지는 직선형의 몸체(41)와, 그 몸체(41)의 중앙부에 마련되어 상기 본체(30)에 대해 소정 각도 회동 가능하게 연결되는 연결부(43)를 가진다.

상기 연결부(43)는 반원형상을 가지며, 외측에는 기어이(43a)가 형성된다. 상기 기어이(43a)는 상기 연동부재(50)에 마련된 기어이(51)에 맞물린다. 또한, 상기 연결부(43)에는 축홈(43a)이 형성되고, 그 축홈(43a)의 중심은 연결축(37)에 의해 본체(30)와 연결된다. 따라서, 흡입포트(40)는 연결축(37)을 중심으로 좌우로 소정 각도 회동될 수 있다.

또한, 상기 연결부(43)와 본체(30) 사이에는 탄성바이어스부재가 설치된다. 도 4를 참조하면, 상기 탄성바이어스부재는, 로봇청소기 본체(30)의 주행 중에 흡입포트(40)가 장애물 또는 벽 등에 닿을 경우, 진행되는 힘에 의해 흡입포트(40)를 소정 각도 회전되도록 하여 그 장애물 또는 벽을 따라 계속해서 진행될 수 있도록 하고, 그 벽을 벗어나면 흡입포트(40)가 원위치로 복귀될 수 있도록 탄성력을 제공하기 위한 것이다. 이러한 탄성바이어스 부재는 상기 연결축(37)을 감싸도록 설치되는 소위 롤스프링(39)인 것이 바람직하다.

상기 롤스프링(39)은 소정 폭을 가지며, 소정 횟수 감긴 상태로 축홈(43b)에 설치된다. 즉, 롤스프링(39)은, 그 일단이 연결축(37)에 고정되고, 타단은 축홈(43b)의 내측에 고정된다. 따라서, 흡입포트(40)가 왼쪽으로 회동되면 롤스프링(39)이 풀리는 상태로 이완되어 흡입포트(40)가 오른쪽으로 회전되게 토션력을 제공한다. 반대로 흡입포트(40)가 오른쪽으로 회동되면 롤스프링(39)이 감기면서 흡입포트(40)가 왼쪽으로 원위치되게 토션력을 제공하게 된다.

상기 연동부재(50)는 조향륜(33)을 지지하는 회전브라켓(35)에 결합되며, 그 외측에는 상기 연결부(43)의 기어이(43a)에 대응되는 기어이(51)를 가진다. 이 연동부재(50)도 반원판 형상을 가지며, 따라서 원주면에 기어이(51)기 마련된다. 따라서, 상기 흡입포트(40)가 회전되면, 연결부(43)와 연동부재(50)가 연동되어 조향륜(33)의 진행방향을 변화시킨다.

상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 로봇청소기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

로봇청소기는 도 2에 도시된 바와 같이, 소정 방향으로 진행하면서 청소작업을 수행한다. 그러다가, 흡입포트(40)가 벽 등의 장애물에 닿게 되면, 진행되는 힘에 의해 흡입포트(40)가 소정 각도 회전된다. 예를 들어, 도 2에서와 같이, 흡입포트(40)의 왼쪽 부분이 벽에 먼저 닿게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 흡입포트(40)는 왼쪽으로 소정 각도 회전되어 벽에 밀착된다. 이 때, 연결부(43)에 기어연결된 연동부재(50)가 연동되어 회전되어, 조향륜(33)이 흡입포트(40)의 몸체(41)와 나란한 방향이 되도록 회전된다. 따라서, 흡입포트(40)가 벽에 밀착된 상태로 로봇청소기 본체(30)가 진행될 수 있으며, 조량륜(33)도 자연스럽게 진행방향을 조정하도록 움직임으로써 자연스럽게 청소작업을 할 수 있다. 특히, 청소구역 의 모서리나 코너부분을 더욱 효과적으로 청소할 수 있게 된다.

또한, 도 4의 상태에서는 롤스프링(39)이 정상상태에서 더 풀려서 이완된 상태로서 흡입포트(40)에 오른쪽으로 회동되게 토션력을 제공하게 된다.

또한, 흡입포트(40)가 벽에서 이격되면, 상기 롤스프링(39)의 복원력에 의해흡입포트(40)가 원위치로 이동되며, 연동부재(50)도 함께 원위치됨으로서 조향륜(33)이 자세로 원위치로 이동된다.

또한, 도시하지는 않았으나, 흡입포트(40)의 오른쪽이 장애물에 닿을 경우, 흡입포트(40)가 오른쪽으로 회전되면서 로봇청소기가 진행하게 되며, 롤스프링(39)은 더 감기는 상태로 변형되어 흡입포트(40)에 왼쪽으로 회동되는 토션력을 제공하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 로봇청소기는 종래와 같은 거리센서를 장착하지 않은 상태로 진행이 가능하며, 특히 장애물에 닿더라도 흡입포트가 자유롭게 회전되면서 그 장애물을 비켜지나갈 수 있게 된다.

또한, 조량륜이 흡입포트의 회전에 따라 연동되어 그 진행방향을 조정할 수 있도록 구성됨으로서 로봇청소기의 진행이 자유롭고 유연하게 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 로봇 청소기에 따르면, 거리센서를 장착하지 않고도 장애물을 효과적으로 비껴서 지나갈 수 있다. 즉, 흡입포트를 위치복원 가능하도록 본체에 회동 가능하게 장착함으로써, 장애물과 접촉시 그 장애물을 따라 자연스럽게 비켜갈 수 있다. 따라서, 종래와는 달리 거리센서나 구동 륜을 제어하는 메카니즘이 불필요하므로 구조가 간단해지고, 생산단가를 낮출 수 있는 이점이 있다.

또한, 흡입포트와 연동되게 조량륜을 설치함으로서 청소시 장애물의 위치에 따라 로봇청소기의 진행방향으로 자유롭게 조정하면서 진행할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 하부에 복수의 구동륜이 설치되는 로봇청소기 본체와, 상기 본체의 전면부에 소정각도 회동가능하게 설치되며 청소면으로부터 이물질 등을 흡입해내는 흡입포트와, 상기 로봇청소기 본체의 하부에 설치되어 그 로봇청소기 본체의 진행방향에 따라 움직이는 조향륜을 가지는 로봇청소기에 있어서,

   상기 조향륜과 상기 흡입포트는 상호 연동되게 연결되어, 상기 로봇청소기 본체의 진행 중에 상기 흡입포트가 회동되면서 상기 조향륜을 연동시켜 진행방향을 조정하도록 된 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡입포트는 흡입구를 가지는 직선형의 몸체와, 상기 몸체에 연결되어 상기 로봇청소기 본체에 회전가능하게 연결되며 측면에 기어이를 가지는 연결부를 가지며,

   상기 조향륜의 지지축에 연결되며, 상기 연결부의 기어이에 기어연결되어 연동되도록 외측에 기어이가 형성된 연동부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
3. 제2항에 있어서, 상기 연결부와 상기 로봇청소기 본체 사이에는 탄성바이어스 부재가 설치되어, 상기 흡입포트의 회전시 원위치로 복귀되게 탄성력을 제공하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.

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