KR100854144B1 - Robot cleaner - Google Patents

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KR100854144B1
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이성빈
박성일
노희석
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 구석부위에 대한 청소가 가능한 청소로봇에 관한 것으로, 본 발명에 따른 청소로봇은 주행작용을 수행하는 주행장치와, 흡입헤드(12) 및 상기 흡입헤드(12)를 통해 흡입된 먼지를 집진하는 집진실(14)과, 흡입헤드(12)를 통해 먼지가 흡입되도록 부압을 형성하는 팬모터(16)로 구성된 흡진장치와, 상기 주행장치 및 흡진장치의 작동을 제어하는 제어장치와, 상기 각 장치의 작동에 필요한 전원을 공급하는 축전기와, 장애물을 감지하는 거리센서(19) 및 상기 거리센서(19)를 통해 입력된 정보를 분석하는 마이크로 프로세서로 구성된 장애물 인식 시스템과, 청소구역내에서 벽이나 가구가 실내바닥과 접하여 이루는 구석부위를 효과적으로 청소하는 구석청소수단을 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a cleaning robot capable of cleaning a corner, the cleaning robot according to the present invention is a traveling device for performing a driving action, the suction head 12 and the dust sucked through the suction head 12 A dust collecting device (14) comprising a dust collecting chamber (14) for collecting dust, a fan motor (16) for forming a negative pressure such that dust is sucked through the suction head (12), a control device for controlling the operation of the traveling device and the dust collecting device; An obstacle recognition system comprising a capacitor for supplying power required for the operation of each device, a distance sensor 19 for detecting an obstacle, and a microprocessor for analyzing information input through the distance sensor 19, and in a cleaning area It comprises a corner cleaning means for effectively cleaning the corners of the wall or furniture in contact with the interior floor.

상기 구석청소수단은 브러쉬(201)가 부착된 구조로서 몸체(10)의 일측에 회동 가능하게 장착된 브러쉬 헤드(20)와, 상기 브러쉬 헤드(20)를 회동시키는 액츄에이터(22)와, 몸체(10) 내부에 장착되어 상기 브러쉬 헤드(20) 측으로 배기작용을 행하는 팬모터(16)와, 상기 팬모터(16)의 배기측에서 브러쉬 헤드(20) 측으로 형성되는 몸체(10) 내부의 배기유로(10a)와, 상기 브러쉬 헤드(20)에 부착되어 장애물과 접하게 되며, 마이크로 프로세서와 연결되어 몸체의 진행방향을 조정하는 압전센서(24)로 이루어진다.The corner cleaning means has a brush 201 attached to the brush head 20 rotatably mounted on one side of the body 10, the actuator 22 for rotating the brush head 20, the body ( 10) a fan motor 16 mounted inside and exhausting toward the brush head 20, and an exhaust flow path inside the body 10 formed from the exhaust side of the fan motor 16 to the brush head 20 side; 10a and a piezoelectric sensor 24 attached to the brush head 20 to be in contact with an obstacle and connected to a microprocessor to adjust a traveling direction of the body.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 청소로봇에 의하면 구석청소수단을 이용하여 청소구역 내의 장애물이 실내바닥과 접하여 이루는 구석부위를 용이하게 청소할 수 있게 됨으로써 청소효과가 향상된다는 이점이 있다.According to the cleaning robot according to the present invention as described above there is an advantage that the cleaning effect is improved by being able to easily clean the corner area formed by the obstacle in the cleaning area in contact with the indoor floor using the corner cleaning means.

Description

청소로봇{Robot cleaner} Robot cleaner

도 1은 일반적인 청소로봇의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a general cleaning robot.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 청소로봇의 구조를 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the structure of the cleaning robot according to an embodiment of the present invention.

도 3의 a, b는 본 발명의 실시예에 따른 청소로봇의 작동상태를 나타낸 상태도이다.Figure 3 a, b is a state diagram showing the operating state of the cleaning robot according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 몸체 10a: 배기유로 10: body 10a: exhaust passage

12: 흡입헤드 14: 집진실 12: suction head 14: dust collecting chamber

16: 팬모터 17: 주행모터 16: fan motor 17: drive motor

18: 구동바퀴 19: 거리센서 18: drive wheel 19: distance sensor

20: 브러쉬 헤드 201: 브러쉬 20: brush head 201: brush

22: 액츄에이터 24: 압전센서 22: actuator 24: piezoelectric sensor

W: 장애물 W: obstacle

본 발명은 청소로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구석부위에 대한 청소 가 가능한 청소로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaning robot, and more particularly to a cleaning robot capable of cleaning the corners.

청소로봇은 사용자가 조작하지 않아도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 먼지등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기로서, 주행작용을 수행하는 주행장치와, 이물질 및 먼지를 흡입하는 흡진장치와, 상기 주행장치 및 흡진장치의 작동을 제어하는 제어장치, 각 장치의 작동에 필요한 전원을 공급하는 축전기 등을 주요구성요소로 하여 이루어진다.The cleaning robot is a device that automatically cleans the area to be cleaned by inhaling foreign substances such as dust while driving itself in the area to be cleaned without the user's operation. The main components include a suction device for suction, a control device for controlling the operation of the traveling device and the reduction device, a capacitor for supplying power for operation of each device, and the like.

상기 흡진장치는 도 1에 나타난 것과 같이 몸체(10)에서 아래로 돌출된 흡입헤드(12)와, 상기 흡입헤드(12)를 통해 흡입된 먼지를 집진하는 집진실(14)과, 흡입헤드(12)를 통해 먼지가 흡입되도록 강한 부압을 형성하는 팬모터(16)로 구성되어 있으며, 흡입헤드(12)에는 집진실(14)로 통하는 흡입구가 형성되고, 상기 흡입구 주위에는 브러쉬(121)가 부착되어 있다.As shown in FIG. 1, the suction device includes a suction head 12 protruding downward from the body 10, a dust collecting chamber 14 for collecting dust sucked through the suction head 12, and a suction head ( 12) is composed of a fan motor 16 for forming a strong negative pressure so that the dust is sucked through, the suction head 12 is formed with a suction port leading to the dust collecting chamber 14, the brush 121 around the suction port Attached.

그리고, 주행장치는 주행모터(17) 및 구동바퀴(18), 주행모터(17)와 구동바퀴(18)를 연결하는 기어수단 등으로 이루어져 있다. In addition, the traveling device includes a driving motor 17 and a driving wheel 18, a gear means for connecting the driving motor 17 and the driving wheel 18.

또한, 청소로봇에는 청소구역내의 가구나 벽 등의 장애물과 충돌하지 않고 주행이 가능토록 하는 장애물 인식 시스템에 갖추어져 있는데, 상기 장애물 인식 시스템은 다양한 형태의 장애물을 효과적으로 인식하기 위해 거리센서(19) 및 상기 거리센서(19)를 통해 입력된 정보를 분석하는 마이크로 프로세서를 포함하여 이루어져 있다.In addition, the cleaning robot is equipped with an obstacle recognition system that enables driving without colliding with obstacles such as furniture or walls in the cleaning area, and the obstacle recognition system includes a distance sensor 19 and the It comprises a microprocessor for analyzing the information input through the distance sensor 19.

이와 같이 구성된 청소로봇은 주행장치를 통해 스스로 주행하면서 청소작동을 수행하게 되는데, 청소작동은 팬모터(16)의 작동으로 집진실(14)내에 부압이 형 성됨으로써 흡입헤드(12)를 통해 실내바닥의 먼지가 집진실(14)로 흡입되는 방식으로 이루어진다.The cleaning robot configured as described above performs a cleaning operation while traveling by itself through a traveling device. The cleaning operation is performed by the fan motor 16 to form a negative pressure in the dust collecting chamber 14, thereby allowing the interior of the cleaning robot to be indoors. The dust on the floor is made in such a way that it is sucked into the dust collecting chamber 14.

이때, 바닥의 먼지는 바닥을 쓰는 브러쉬(121)의 마찰작용에 의해 들어올려진 다음, 집진실(14)로 흡입된다.At this time, the dust of the floor is lifted by the friction action of the brush 121 to use the floor, and then is sucked into the dust collecting chamber (14).

그리고, 청소로봇의 주행 시에는 장애물 인식 시스템을 이용하여 청소구역내에 설치된 장애물을 인식하여 적절히 대처하게 되는데, 상기 장애물 인식 시스템에 의하면, 거리센서(19)에서 장애물을 감지하고 이러한 상태를 신호로 전환하여, 마이크로 프로세서로 전달하게 되고, 마이크로 프로세서에서는 입력받은 신호를 분석하고, 방향 및 속도 등과 같은 청소로봇의 주행상태를 제어하게 된다.In addition, when the cleaning robot is driven, the obstacle recognition system is used to recognize the obstacle installed in the cleaning area and cope with it properly. According to the obstacle recognition system, the distance sensor 19 detects the obstacle and converts the state into a signal. Then, the microprocessor is transmitted to the microprocessor, and the microprocessor analyzes the input signal and controls the driving state of the cleaning robot such as the direction and the speed.

한편, 집이나 사무실과 같은 실내공간의 장애물은 침대 및 책상과 같은 가구류가 대부분이고, 실내공간의 먼지는 바닥의 중앙부 뿐만 아니라, 가구나 벽이 실내바닥과 접하여 이루는 구석부위에도 많이 쌓이게 되는데, 종래의 청소로봇은 이러한 가구류를 장애물로 인식하여 피하게 된다.On the other hand, the obstacles of indoor spaces such as homes and offices are mostly furnitures such as beds and desks, and the dust of the interior spaces is accumulated not only in the center of the floor but also in the corners of furniture or walls in contact with the indoor floor. The cleaning robot recognizes this furniture as an obstacle and avoids it.

따라서, 이와 같은 종래의 청소로봇에 의하면 가구나 벽이 실내바닥과 접하여 이루는 구석부위에 쌓이는 먼지를 청소하는 이른바 구석청소를 할 수 없기 때문에 청소효과가 감소하는 문제가 발생한다.Therefore, according to the conventional cleaning robot, there is a problem that the cleaning effect is reduced because the so-called corner cleaning for cleaning the dust accumulated in the corner portion of the furniture or the wall in contact with the indoor floor is not possible.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 가구나 벽이 실내바닥과 접하여 이루는 구석부위 또한 효과적으로 청소할 수 있는 청소로봇의 제공을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a cleaning robot that can effectively clean corners of furniture or walls in contact with the indoor floor.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 청소로봇은, 주행작용을 수행하는 주행장치와, 흡입헤드 및 상기 흡입헤드를 통해 흡입된 먼지를 집진하는 집진실과, 흡입헤드를 통해 먼지가 흡입되도록 부압을 형성하는 팬모터로 구성된 흡진장치와, 상기 주행장치 및 흡진장치의 작동을 제어하는 제어장치와, 상기 각 장치의 작동에 필요한 전원을 공급하는 축전기와, 장애물을 감지하는 거리센서 및 상기 거리센서를 통해 입력된 정보를 분석하는 마이크로 프로세서로 구성된 장애물 인식 시스템과, 청소구역내에서 벽이나 가구가 실내바닥과 접하여 이루는 구석부위를 효과적으로 청소하는 구석청소수단을 포함하여 이루어진다.The cleaning robot provided to achieve the above object includes a traveling device that performs a driving action, a suction head and a dust collecting chamber for collecting dust sucked through the suction head, and a negative pressure so that dust is sucked through the suction head. A reduction gear consisting of a fan motor, a control device for controlling the operation of the traveling device and the reduction device, a capacitor for supplying power for the operation of each device, a distance sensor for detecting an obstacle, and the distance sensor. Obstacle recognition system consisting of a microprocessor for analyzing the input information, and the corner cleaning means for effectively cleaning the corners of the wall or furniture in contact with the indoor floor in the cleaning area.

상기 구석청소수단은 브러쉬가 부착된 구조로서 몸체의 일측에 회동 가능하게 장착된 브러쉬 헤드와, 상기 브러쉬 헤드를 회동시키는 액츄에이터와, 몸체 내부에 장착되어 상기 브러쉬 헤드 측으로 배기작용을 행하는 팬모터와, 상기 팬모터의 배기측에서 브러쉬 헤드 측으로 형성되는 몸체 내부의 배기유로와, 상기 브러쉬 헤드에 부착되어 장애물과 접하게 되며, 마이크로 프로세서와 연결되어 몸체의 진행방향을 조정하는 압전센서로 이루어진다.
The corner cleaning means has a brush attached structure rotatably mounted on one side of the body, an actuator for rotating the brush head, a fan motor mounted inside the body to perform the exhaust action toward the brush head, An exhaust flow path inside the body formed from the exhaust side of the fan motor toward the brush head, and a piezoelectric sensor attached to the brush head and in contact with an obstacle, connected to a microprocessor to adjust the traveling direction of the body.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 2와 도 3을 참조로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

본 발명의 실시예에 따른 청소로봇에는 청소구역내에서 벽이나 가구가 실내바닥과 접하여 이루는 구석부위를 효과적으로 청소하는 구석청소수단을 포함하여 이루어진다.Cleaning robot according to an embodiment of the present invention comprises a corner cleaning means for effectively cleaning the corners of the wall or furniture in contact with the indoor floor in the cleaning area.

구석청소수단은 도 2에 나타난 것과 같이 몸체(10)의 일측에 회동 가능하게 장착된 브러쉬 헤드(20)와, 상기 브러쉬 헤드(20)를 회동시키는 액츄에이터(22)와, 몸체(10) 내부에 장착되어 브러쉬 헤드(20) 측으로 배기작용을 행하는 팬모터(16)(도 3 참조)와, 상기 팬모터(16)의 배기측에서 브러쉬 헤드(20) 측으로 형성되는 몸체(10) 내부의 배기유로(10a)(도 3 참조)와, 상기 브러쉬 헤드(20)에 부착된 압전센서(24)로 이루어진다.Corner cleaning means as shown in Figure 2, the brush head 20 rotatably mounted on one side of the body 10, the actuator 22 for rotating the brush head 20, and the body 10 inside A fan motor 16 (see FIG. 3) mounted and exhausting to the brush head 20 side, and an exhaust passage inside the body 10 formed from the exhaust side of the fan motor 16 to the brush head 20 side; 10a (see FIG. 3), and a piezoelectric sensor 24 attached to the brush head 20. As shown in FIG.

여기서, 상기 브러쉬 헤드(20)는 몸체(10)의 일측모서리에 장착되는 것이 바람직하며, 브러쉬 헤드(20)의 하단에는 먼지 등을 쓸기 위한 브러쉬(201)가 부착되며, 상기 압전센서(24)는 장애물 인식 시스템의 마이크로 프로세서와 연결된다. Here, the brush head 20 is preferably mounted to one side edge of the body 10, a brush 201 for sweeping dust and the like is attached to the lower end of the brush head 20, the piezoelectric sensor 24 Is connected with the microprocessor of the obstacle recognition system.

상술한 바와 같은 본 실시예에 따른 청소로봇의 작동은 흡입헤드(12)를 통한 일반청소작동과, 구석청소수단을 통한 구석청소작동으로 구분되는데, 각 청소작동에 대해 설명하면 다음과 같다.Operation of the cleaning robot according to the present embodiment as described above is divided into a general cleaning operation through the suction head 12 and the corner cleaning operation through the corner cleaning means, each cleaning operation will be described as follows.

먼저, 일반청소작동에서는 도 3의 a에 나타난 것과 같이 청소로봇이 정해진 경로를 따라 주행하면서 실내바닥의 먼지나 이물질을 흡입헤드(12)를 통해 흡입하게 되며, 이때 구석청소수단의 브러쉬 헤드(12)는 청소로봇의 주행에 방해가 되지 않도록 접힌 상태를 유지하게 된다.First, in the general cleaning operation, as shown in a of FIG. 3, the cleaning robot travels along a predetermined path and sucks dust or foreign matter from the indoor floor through the suction head 12, and at this time, the brush head 12 of the corner cleaning means. ) Is kept folded so as not to interfere with the cleaning robot's running.

일반청소작동을 수행하는 도중에 장애물 인식 시스템의 거리센서(19)를 통해 장애물을 감지할 경우, 마이크로 프로세서에서 장애물의 종류를 파악하게 되며, 감지된 장애물이 벽이나 책상 등과 같이 구석청소가 필요한 것으로 판단되면, 구석청 소수단을 작동시켜 구석청소작동을 수행하게 된다.When the obstacle is detected by the distance sensor 19 of the obstacle recognition system during the general cleaning operation, the microprocessor detects the type of obstacle and determines that the detected obstacle needs to be cleaned in the corner, such as a wall or a desk. If it is, the corner cleaning is operated to perform the corner cleaning operation.

구석청소작동이 시작되면 청소로봇은 우선, 액츄에이터(22)의 작동으로 브러쉬 헤드(20)를 펼친 다음, 구석을 형성하는 장애물(W)에 접근하게 되는데, 장애물(W)과 근접하여 브러쉬 헤드(20)의 압전센서(24)가 장애물(W)과 닿게 되면, 마이크로 프로세서에서 이러한 상황을 파악하여 장애물과 평행한 방향으로 주행방향을 변경하게 된다.When the corner cleaning operation starts, the cleaning robot first spreads the brush head 20 by the operation of the actuator 22, and then approaches the obstacle W forming the corner. When the piezoelectric sensor 24 of 20 contacts the obstacle W, the microprocessor detects such a situation and changes the driving direction in a direction parallel to the obstacle.

그리고, 청소로봇은 상기 압전센서(24)가 장애물과 접하여 가이드 하는 방향으로 주행하면서, 브러쉬 헤드(20)의 브러쉬(201)를 통해 구석부위의 먼지나 이물질을 쓸게 된다.In addition, the cleaning robot travels in the direction in which the piezoelectric sensor 24 is in contact with the obstacle and guides the dust, and wipes dust or foreign matter from the corners through the brush 201 of the brush head 20.

한편, 본 실시예에 따른 청소로봇에 의하면 구석청소 시에도 팬모터(16)는 계속 작동되며, 팬모터(16)의 작동에 의해 팬모터(16) 후방에서 배기유로(10a)를 통해 브러쉬 헤드(20) 측으로 유동되는 공기가 브러쉬 헤드(20) 일측에서 분출되는 블로어 작용 또한 수행된다.Meanwhile, according to the cleaning robot according to the present embodiment, the fan motor 16 is continuously operated even when the corner is cleaned, and the brush head is disposed through the exhaust passage 10a at the rear of the fan motor 16 by the operation of the fan motor 16. Blower action is also performed in which air flowing to the (20) side is ejected from one side of the brush head (20).

이러한 소위 블로어 작용에 의하면 구석부위에 깊숙이 점착되어 브러쉬(201)에 의해 잘 쓸리지 않는 먼지가 배출공기에 의해 흩날리게 되며, 브러쉬(201)에 의해 쓸리게 된다.According to the so-called blower action, dust is hardly swept by the corners of the corners and scattered by the exhaust air, and is swept by the brush 201.

청소로봇이 장애물(W)을 벗어나게 되면, 압전센서(24)가 이 같은 상황을 감지하고, 마이크로 프로세서는 액츄에이터(22)를 작동시켜 브러쉬 헤드(20)를 접은 다음, 쓸려 모아진 먼지를 흡입헤드(12)를 통해 집진실(14)로 흡입함으로써 구석청소작동을 마무리하게 된다.When the cleaning robot is out of the obstacle (W), the piezoelectric sensor 24 detects such a situation, the microprocessor operates the actuator 22 to fold the brush head 20, and then collect the dust collected by the suction head ( 12) by the suction into the dust collecting chamber 14 to finish the corner cleaning operation.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 청소로봇에 의하면 구석청소수단을 이용하여 청소구역 내의 장애물이 실내바닥과 접하여 이루는 구석부위를 용이하게 청소할 수 있게 됨으로써 청소효과가 향상된다는 이점이 있다.As described above, according to the cleaning robot according to the embodiment of the present invention, the cleaning effect is improved by being able to easily clean the corner area formed by the obstacle in the cleaning area in contact with the indoor floor by using the corner cleaning means.

Claims (3)

주행작용을 수행하는 주행장치와, A traveling device that performs a driving action; 흡입헤드 및 상기 흡입헤드를 통해 흡입된 먼지를 집진하는 집진실과, 흡입헤드를 통해 먼지가 흡입되도록 부압을 형성하는 팬모터로 구성된 흡진장치와, A dust collecting device including a suction head and a dust collecting chamber for collecting dust sucked through the suction head, and a fan motor for forming a negative pressure to suck dust through the suction head; 상기 주행장치 및 흡진장치의 작동을 제어하는 제어장치와, A control device for controlling the operation of the traveling device and the reduction device; 상기 각 장치의 작동에 필요한 전원을 공급하는 축전기와,A capacitor for supplying power for the operation of each device; 장애물을 감지하는 거리센서 및 상기 거리센서를 통해 입력된 정보를 분석하는 마이크로 프로세서로 구성된 장애물 인식 시스템과, An obstacle recognition system comprising a distance sensor detecting an obstacle and a microprocessor analyzing information input through the distance sensor; 청소구역내에서 벽이나 가구가 실내바닥과 접하여 이루는 구석부위를 효과적으로 청소하는 구석청소수단이 포함되며,Corner cleaning means for effectively cleaning the corners of the wall or furniture in contact with the indoor floor in the cleaning area, 상기 구석청소수단에는,The corner cleaning means, 브러쉬가 부착된 구조로서, 몸체의 일측에 회동 가능하게 장착되는 브러쉬 헤드가 포함되는 청소로봇. Brush is attached to the structure, the cleaning robot including a brush head that is rotatably mounted on one side of the body. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 구석청소수단에는,The corner cleaning means, 상기 브러쉬 헤드를 회동시키는 액츄에이터와,An actuator for rotating the brush head, 몸체 내부에 장착되어 상기 브러쉬 헤드 측으로 배기작용을 행하는 팬모터와, A fan motor mounted inside the body to exhaust the brush head; 상기 팬모터의 배기측에서 브러쉬 헤드 측으로 형성되는 몸체 내부의 배기유로와, An exhaust passage in the body formed from the exhaust side of the fan motor to the brush head side; 상기 브러쉬 헤드에 부착되어 장애물과 접하게 되며, 마이크로 프로세서와 연결되어 몸체의 진행방향을 조정하는 압전센서가 더 포함되는 청소로봇.And a piezoelectric sensor attached to the brush head to be in contact with an obstacle and connected to a microprocessor to adjust a traveling direction of the body. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 브러쉬 헤드는 상기 거리센서에 의하여 장애물이 감지되면, 상기 몸체로부터 외측으로 펼쳐지는 것을 특징으로 하는 청소로봇.The brush head is a cleaning robot, characterized in that when the obstacle is detected by the distance sensor, outward from the body.
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