KR100963753B1 - 자동청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동청소기에 관한 것으로, 상세하게는 흡입모터의 부하전류를 감지하여 감지된 부하전류에 따라 흡입모터의 작동상태 또는 먼지통상태를 파악하는 자동청소기 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

본 발명은 본체 내부에 수용되어 흡인력을 생성하는 흡입모터와, 상기 흡입모터에 의해 집진되는 이물의 수용공간을 제공하는 먼지통과, 상기 흡입모터의 부하전류에 따라 상기 먼지통의 상태를 외부로 도시하는 디스플레이를 포함하여 구성된다. 그리고 본 발명에 의한 자동청소기의 제어방법은 흡입모터의 부하전류가 감지되는 단계와, 상기 부하전류를 전압 값으로 변환하는 단계와, 상기 전압 값에 따라 구분되는 상기 흡입모터의 작동상태 또는 먼지통의 상태가 외부로 도시되는 단계를 포함한다.

이와 같은 본 발명에 의하면 먼지통의 상태를 확인함에 있어서 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

자동청소기, 먼지통, 압력스위치, 흡입모터, 디스플레이

Description

자동청소기 {An automatic vacuum cleaner}

본 발명은 자동청소기에 관한 것으로, 상세하게는 흡입모터의 부하전류를 감지하여 감지된 부하전류에 따라 흡입모터의 작동상태 또는 먼지통상태를 파악하는 자동청소기 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동청소기는 사용자의 지속적인 조작 없이 스스로 이동하면서 정해진 구역 내를 청소하는 것으로, 청소할 구역의 형태를 파악하고 청소구역 내부의 장애물을 감지하여 이를 회피하면서 청소구역을 주행하게 된다.

이를 위해 상기 자동청소기의 내부에는 다양한 종류와 갯수의 감지센서가 구비되고, 이러한 감지센서를 통한 센싱정보는 자동청소기의 본체 내부에 구비되는 제어부로 수집되어 주행 및 청소동작을 제어하게 된다.

그리고, 상기와 같이 장애물을 감지하고 회피하여 청소구역을 주행하게 되는 자동청소기에는, 주행도중 먼지나 이물을 포집하기 위한 흡입부가 본체 하부에 형성되고, 상기 흡입부를 통해 흡입되는 먼지나 이물은 먼지통으로 포집될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기와 같이 먼지 및 이물이 포집되는 먼지통 일측에는 압력스위치가 구비되어 먼지통에 포집된 먼지나 이물로 인한 먼지통의 충진상태를 파악할 수 있도록 구성되며, 이와 같이 파악된 먼지통의 충진상태는 본체 상부에 구비되는 디스플레이를 통해 외부로 도시된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 자동청소기에는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래 기술에 의한 자동청소기에서는 먼지통의 충진상태를 감지하기 위해서 상기와 같이 압력스위치를 사용하게 되는데 이와 같은 압력스위치를 사용할 경우 자동청소기의 생산비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.

그리고, 자동청소기는 특성상 흡입모터의 소비 전력이 일반 진공 청소기 보다 작아서 진공도가 낮고, 먼지통이 먼지나 이물로 꽉 찬다 하더라도 압력스위치가 원활히 작동하지 않는 경우가 발생하는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 흡입모터에서 소비되는 전류량에 따라 흡입모터의 작동상태 또는 먼지통의 상태가 디스플레이를 통해 확인되는 자동청소기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 흡입모터의 부하전류 값이 전압 값으로 변환되고, 변환된 전압 값이 다수 단계로 구분되어 흡입모터의 작동상태 또는 먼지통의 상태를 구분 짓도록 하는 자동청소기의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 본체 내부에 수용되어 흡인력을 생성하는 흡입모터와, 상기 흡입모터에 의해 집진되는 이물의 수용공간을 제공하는 먼지통과, 상기 흡입모터의 부하전류에 따라 상기 먼지통의 상태를 외부로 도시하는 디스플레이를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 본체 내부에는 상기 흡입모터의 작동상태에 따른 부하전류의 전압 값 변환치가 다수의 구간으로 구분되어 보관되며, 상기 흡입모터의 작동에 따른 부하전류를 감지하고 이를 전압 값으로 변환하여, 변환된 전압 값을 보관된 구간과 매칭시키는 제어부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 자동청소기의 제어방법은 흡입모터의 부하전류가 감지되는 단계와, 상기 부하전류를 전압 값으로 변환하는 단계와, 상기 전압 값에 따라 구분되는 상기 흡입모터의 작동상태 또는 먼지통의 상태가 외부로 도시되는 단계를 포 함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 흡입모터의 작동상태는 전압 값이 가장 낮으며, 흡입모터가 정지된 제 1 상태와, 전압 값이 가장 높으며, 외부요인에 의해 상기 흡입모터의 작동이 구속된 제 2 상태를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 먼지통의 상태는 상기 제 1 상태와 제 2 상태 사이의 전압 값을 가지며, 상기 먼지통에 수용공간이 확보되는 제 3 상태와, 상기 제 1 상태와 상기 제 3 상태 사이의 전압 값을 가지며, 상기 먼지통이 가득찬 제 4 상태를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 자동청소기의 먼지통의 상태에 따라 가변되는 흡입모터의 부하전류를 감지하여 이를 전압 값으로 변환시키고, 변환된 전압 값을 먼지통의 상태와 연관시켜 구분 지음으로써 구분된 전압 값을 통해 먼지통의 상태를 확인하게 된다.

따라서, 자동청소기 흡입모터의 작동상태를 파악함과 함께 먼지통의 상태확인이 가능하게 되는 이점이 있으며, 이로 인하여 압력스위치와 같은 별도의 먼지통 상태감지를 위한 추가 구성을 필요치 않게 되는 이점이 있다.

그리고, 먼지통의 상태 감지시, 상기 먼지통에 충진된 먼지나 이물들로 인하여 먼지통의 상태가 오판단되는 것이 방지되며 이로 인하여 제품의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다. 또한, 상기와 같이 먼지통 상태감지를 위한 별도의 추가 구성이 필요치 않게 됨으로써 제품의 생산비용이 절감되는 이점이 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명이 채용된 일실시 예인 자동청소기의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2 는 도 1 에 도시된 자동청소기의 본체 내부구조를 보인 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바에 의하면, 본 발명이 채용된 일실시 예인 자동청소기(100)는 외관을 형성하는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 내부에 구비되어 흡입력을 발생시키는 흡입모터(130)와, 상기 흡입모터(130)의 구동에 의해 바닥의 먼지를 흡입하는 흡입부(미도시)와, 상기 흡입부에서 흡입된 공기 중의 이물을 집진하는 먼지통(140)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 본체(110)의 대략 중앙부에는 흡입된 공기가 배출되는 배출구(112)가 형성된다.

또한, 상기 자동청소기(100)는 상기 본체(110)의 하부 양측에 구비되어 상기 자동청소기(100)의 이동을 가능하도록 하는 구동 바퀴(150)(160)와, 상기 자동청소기(100)의 작동을 제어하는 제어부(180) 및 상기 자동청소기(100)에 전원을 공급하는 배터리(170)가 포함된다.

상기 본체(110)에는 실내의 벽이나 장애물 또는 클리프(Cliff)를 감지하기 위한 다수의 감지센서가 구비되어 상기 자동청소기(100)가 장애물을 회피하면서 주행할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 본체(110)의 상측에는 상기 자동청소기(100)의 작동을 조작할 수 있는 조작 버튼(116)과, 상기 자동청소기(100)의 작동 상태 등을 표시하는 디스플레이(114)가 형성된다.

또한, 상기 디스플레이(114)에는 상기 흡입모터(130)의 부하전류에 따라 상기 흡입모터(130)의 상태 또는 상기 먼지통(140)의 상태가 외부로 도시되며, 이에 관한 설명은 아래에서 상세히 하기로 한다.

상기 제어부(180)는 아날로그 신호를 디지털신호로 바꾸어 처리하는 디지털신호처리장치(Digital Signal Process : DSP)로 A/D컨버터(이하 ADC 라고 함)회로와 소정의 메모리(182)가 포함되어 자동청소기(100)의 동작이 수행되도록 한다.

상기 구동 바퀴(150)(160)는 좌측 및 우측 바퀴(150)(160)가 포함되며, 상기 좌측 및 우측 바퀴(150)(160)는 상기 제어부(180)에 의해 작동되는 좌륜 모터(151)와 우륜 모터(161)가 각각 연결된다.

따라서, 상기 좌측 및 우측 바퀴(150)(160)가 별개의 모터에 의해 작동되도록 구성됨에 따라 상기 자동청소기(100)의 주행뿐만 아니라, 상기 자동청소기(100)의 방향 전환이 자유롭게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 상기 배터리(170)는 상기 자동청소기(100)가 스스로 주행할 수 있도록 상기 자동청소기(100)에 전원을 공급하는 역할을 한다.

상기 배터리(170)의 충전은 도면에 도시되지는 않았지만 충전장치에 구비되는 한 쌍의 복귀유도센서로부터 송출되는 신호를 수신하여 상기 충전장치로 복귀하여 이루어지게 된다. 따라서, 상기 자동청소기(100)에는 상기 복귀유도센서(미도시)의 신호를 수신하는 한 쌍의 신호수신센서가 구비된다.

또한, 상기 신호수신센서 이외에도 상기 본체(110) 전측(轉側)에는 실내의 장애물을 감지하는 초음파센서(미도시)가 구비되어, 자동청소기(100)의 전방에 구비되는 장애물을 감지한다.

그리고, 상기 본체(110)의 하부 및/또는 측면에는 벽면과 클리프(Cliff) 또는 장애물을 감지하기 위한 피에스디(Position Sensing Device: PSD)가 구비되어, 자동청소기(100)가 벽면을 따라서 주행하도록 하거나, 클리프(Cliff) 등을 회피하여 주행하도록 함으로써 자동청소기(100)의 파손을 방지한다.

또한, 상기 자동청소기(100) 본체(110) 내부에는 장애물과의 충돌 여부를 감지하는 충돌감지 스위치 등이 더 구비된다.

한편, 도 3에는 본 발명의 실시 예에 따른 자동청소기의 제어구조를 도시한 블럭도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 바에 의하면, 본 발명에 의한 일실시 예인 자동청소기(100)의 제어부(180)는 제어명령의 송수신 및 데이터의 연산 처리를 위한 신호처리부(186)와, 데이터의 저장을 위한 메모리(182) 및 상기 신호처리부(186)에 디지털로 변환된 입력신호를 제공하는 ADC(184) 등으로 구성된다.

그리고, 상기 메모리(182) 내부에는 상기 흡입모터(130)의 작동상태에 따른 부하전류의 전압 값 변환치가 다수의 구간으로 구분되어 저장된다.

즉, 상기 흡입모터(130)의 작동상태에 따라 부하전류값이 각각 다르게 측정되므로, 이를 전압 값으로 변환시키고, 변환된 전압 값을 상기 흡입모터(130)의 작동상태와 대응시켜서 다수의 전압 값 범위 구간이 설정되어 상기 메모리(182)에 저 장된다.

또한, 이와 같이 저장된 설정구간은 자동청소기(100)의 작동에 따른 흡입모터(130)의 실시간 부하전류값과 비교되어 작동중인 자동청소기(100)의 흡입모터(130) 상태 또는 먼지통상태를 상기 디스플레이(114)를 통해 도시하도록 구성된다.

이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명에 의한 자동청소기의 제어방법 및 작용에 대하여 설명한다.

도 4 에는 본 발명의 실시 예에 따른 자동청소기의 먼지통 확인방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 자동청소기(100)를 이용하여 청소작업을 수행하기 위해서는 우선, 자동청소기(100)의 전원을 인가한다.

상기와 같이 자동청소기(100)에 전원이 인가되면, 상기 본체(110) 내부에 구비되는 감지센서와 흡입모터(130) 및 구동바퀴(150)(160)가 작동하여 청소구역 내부에 구비된 장애물을 회피주행하면서 청소작업을 수행하게 된다.

청소구역 내부를 주행하는 자동청소기(100)의 흡입모터(130)를 통해 바닥면에 산재한 이물을 흡입하여 상기 먼지통(140)으로 포집하게 되는데, 상기와 같이 이물을 흡입하는 흡입모터(130)에서는 공기의 흡입량과 비례하는 부하전류가 감지된다.

즉, 공기의 흡입량이 증가하면 부하전류가 높아지게 되고, 공기의 흡입량이 낮아지면 부하전류가 낮아지게 되므로, 상기 제어부(180) 내부에는 메모리(182)에 상기와 같이 공기의 흡입량에 따라 가변되는 부하전류값을 디지털 전압값으로 변환시켜 흡입모터(130)의 상태 또는 먼지통상태에 따른 공기흡입량의 차이를 기준으로 하는 다수의 설정구간 값이 내장된다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 메모리(182) 내부에는 전압 값이 가장 낮으며, 상기 흡입모터(130)가 정지된 제 1 상태와, 전압 값이 가장 높으며 외부요인에 의해 상기 흡입모터(130)의 작동이 구속된 제 2 상태와, 상기 제 1 상태와 제 2 상태 사이의 전압 값을 가지며, 상기 먼지통(140)에 수용공간이 확보되는 제 3 상태 및 상기 제 1 상태와 상기 제 3 상태 사이의 전압 값을 가지며 상기 먼지통이 가득찬 제 4 상태 등으로 구분된 설정구간 값이 저장된다.

즉, 상기 제 1 상태에서는 상기 흡입모터(130)의 부하전류값이 가장 낮으며, 이로 인하여 디지털 형태로 변환된 전압 값이 가장 낮은값을 가진다.

그리고, 상기 제 2 상태에서는 상기 흡입모터(130)의 부하전류값이 가장 높으며, 이로 인하여 디지털 형태로 변환된 전압 값이 가장 높은값을 가진다.

또한, 상기 제 3 상태에서는 상기 제 1 상태보다는 높고, 상기 제 2 상태보다는 낮은 전압 값을 가지게 되며, 상기 제 4 상태에서는 상기 제 1 상태보다는 높고 상기 제 3 상태보다는 낮은 전압 값을 가지게 된다.

한편, 상기와 같이 설정구간 값이 내장되는 제어부(180)에서는 상기 자동청소기(100)의 작동이 시작된 이후에 상기 흡입모터(130)의 부하전류값을 감지하게 된다.[S100]

그리고, 상기와 같이 감지되는 부하전류값은 상기 제어부(180)에 구비되는 ADC(184)를 통해서 디지털 전압값으로 변환[S200]되고, 변환된 디지털 전압값은 상기 신호처리부(186)로 제공되어 상기 메모리(182)에 내장된 설정구간 값과 비교된다.[S300]

즉, 상기 자동청소기(100)가 작동하고 있는 상태에서 상기 흡입모터(130)의 부하전류 값은 실시간으로 측정되며, 이와 같이 실시간으로 측정되는 부하전류 값은 상기 ADC(184)를 통해 디지털 형태의 전압 값으로 변환되어 상기 설정구간 값과 비교된다.

한편, 상기와 같이 비교된 전압 값이 설정구간 내부의 전압값과 비교되어 상기 제 1 상태 미만일 경우에는 상기 디스플레이(114)에 흡입모터(130)가 정지상태임이 도시된다. 상기와 같이 흡입모터(130)가 정지상태일 경우에는 상기 흡입모터(130)의 부하전류가 가장 낮은 상태로 상기 먼지통(140)의 상태가 고려되지 않으므로 상기 디스플레이(114)에 먼지통(140)의 상태는 도시되지 않는다.

그리고, 상기 흡입모터(130)에서 측정된 부하전류의 변환된 전압 값이 상기 제 2 상태 미만일 경우에는 상기 디스플레이(114)에 흡입모터(130)가 구속된 상태임이 도시된다. 상기와 같이 흡입모터(130)가 구속된 상태일 경우에는 외부요인에 의해 흡입모터(130)의 작동이 강제적으로 정지된 상태로 이 경우 상기 흡입모터(130)의 부하전류가 가장 높게 측정되며, 이 경우에도 상기 먼지통(140)의 상태가 고려되지 않으므로 상기 디스플레이(114)에는 상기 먼지통(140)의 상태가 도시되지 않는다.

또한, 측정된 부하전류의 변환된 전압 값이 상기 제 3 상태 미만일 경우에는 상기 흡입모터(130)가 정상작동하는 상태가 디스플레이(114)에 도시되며, 상기 먼지통(140)에 수용공간이 확보되어 있는 상태가 상기 디스플레이(114)에 함께 도시된다.

그리고, 측정된 부하전류의 변환된 전압 값이 상기 제 4 상태 미만일 경우에는 상기 흡입모터(130)가 정상작동하는 상태가 디스플레이(114)에 도시되며, 상기 먼지통(140)이 막힘상태로 상기 디스플레이(114)에 도시된다.

즉, 상기 흡입모터(130)의 부하전류는 전술한 바와 같이 공기의 흡입량과 비례하는데, 상기 제 4 상태일 경우에는 상기 먼지통(140)이 이물에 의해 막히게 되어, 공기의 순환이 원활하게 이루어지지 못하므로 상대적으로 상기 흡입모터(130)의 작용이 원활하게 이루어지지 못하게 된다.

이에 반해 상기 제 3 상태일 경우에는 상기 먼지통(140)에 이물의 수용공간이 확보되므로 공기의 순환이 원활하게 이루어지게 된다. 따라서 상기 제 4 상태에서보다 높은 전압 값을 가지게 되어 상기 먼지통(140)에 수용공간이 확보됨을 확인할 수 있게 된다.

따라서, 제 1 상태, 제 4 상태, 제 3 상태, 제 2 상태 순서로 높아지는 전압 값을 통해 상기 흡입모터(130)의 작동상태 또는 먼지통(140)의 상태가 구분가능하게 되므로, 이를 디스플레이(114)에 도시함으로써 사용자가 외부에서 흡입모터(130)의 작동상태와 먼지통(140)의 상태를 확인할 수 있게 된다.

한편, 상기 자동청소기(100)의 본체(110)에 상기 먼지통(140)이 장착되지 않을 경우에는 상기 먼지통(140)이 장착되었을 경우보다 넓은 공간이 확보되므로 상 기 먼지통(140)이 장착된 상태에서 이물의 수용공간이 확보된 경우보다 공기의 순환이 보다 활발하게 이루어지게 된다.

따라서, 이와 같은 경우 상기 흡입모터(130)의 부하전류 값이 상기 제 3 상태보다 높아지게 되며, 이로 인하여 변환된 전압 값도 상기 제 3 상태보다 높아지게 되므로 상기 제 2 상태와 상기 제 3 상태 사이의 전압 값이 측정된 경우에는 상기 자동청소기(100)에 상기 먼지통(140)의 미장착 상태가 상기 디스플레이(114)에 도시된다.

도 1 은 본 발명이 채용된 자동청소기의 외관을 보인 사시도.

도 2 는 도 1 에 도시된 자동청소기의 본체 내부구조를 보인 사시도.

도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 자동청소기의 제어구조를 도시한 블럭도.

도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 자동청소기의 먼지통 확인방법을 도시한 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100..... 자동청소기 110..... 본체

114..... 디스플레이 130..... 흡입모터

140..... 먼지통 150,160. 구동바퀴

170..... 배터리 180..... 제어부

182..... 메모리 184..... ADC

186..... 신호처리부

Claims (10)

1. 본체 내부에 수용되어 흡인력을 생성하는 흡입모터(130);

   상기 흡입모터에 의해 집진되는 이물의 수용공간을 제공하는 먼지통(140);

   상기 흡입모터의 부하전류에 따라 상기 먼지통 또는 흡입모터의 상태를 외부로 도시하는 디스플레이(114);

   상기 부하전류에 대응하는 전압에 대한 다수의 설정 구간값이 저장되는 메모리(182); 및

   상기 흡입모터의 작동에 따른 부하전류를 감지하여 이를 전압값으로 변환하며, 상기 전압값을 상기 설정 구간값과 비교하여 상기 디스플레이의 작동을 제어하는 제어부(180)가 포함되며,

   상기 설정 구간값에는,

   상기 흡입모터가 정지된 상태를 규정하기 위한 제 1 상태;

   상기 제 1 상태보다 높은 전압값을 가지며, 외부요인에 의해 상기 흡입모터의 작동이 구속된 상태를 규정하기 위한 제 2 상태;

   상기 제 1 상태와 제 2 상태 사이의 전압값을 가지며, 상기 먼지통에 수용공간이 확보되는 상태를 규정하기 위한 제 3 상태; 및

   상기 제 1 상태와 상기 제 3 상태 사이의 전압값을 가지며, 상기 먼지통이 가득찬 상태를 규정하기 위한 제 4 상태가 포함되는 자동청소기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 상태와 제 2 상태에서는 상기 먼지 통 내부에 수용되는 먼지량이 고려되지 않는 것을 특징으로 하는 자동청소기.
10. 제 1 항에 있어서,

    자동청소기에 상기 먼지통이 장착되지 않을 경우에는 상기 제 2 상태와 상기 제 3 상태 사이의 전압 값이 감지되는 것을 특징으로 하는 자동청소기.

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