KR101123186B1 - 로봇청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 침입자 감지센서, 침입자의 침입을 알리는 알림장치 및 침입자 감지센서로부터 감지신호가 입력되면 알림장치를 작동시키는 제어수단을 포함하기 때문에, 침입자에 의한 각종의 피해를 예방할 수 있는 로봇청소기를 제공한다.

경비, 로봇, 청소기, 침입자

Description

로봇청소기{Robot cleaner}

본 발명은 청소구역을 스스로 주행하면서 청소를 하는 로봇청소기에 관한 것이다.

로봇청소기는 사용자가 직접 조작할 것 없이 입력된 프로그램에 따라 청소하고자 하는 구역을 스스로 주행(장애물 회피주행)하면서 이 청소구역의 바닥을 청소하여 먼지 등의 이물질을 제거하는 기구인바, 사용자가 직접 다루어야만 하는 일반적인 진공청소기와 달리 청소하는 데 따른 수고를 덜 수 있고, 아울러 시간을 유용하게 활용할 수 있다.

그러나 최근 들어서는 로봇청소기에 대한 사용자의 욕구가 점차 높아져 감에 따라 청소기능 외에 다양한 부가기능의 필요성이 대두되고 있는바, 이에 대한 개선책 마련이 시급히 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 경비기능을 포함하는 로봇청소기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 저면에 이물질 흡입구가 형성되고 복수 개의 구동바퀴에 의하여 주행 가능하게 지지되며 청소모드 시 장애물 감지센서로부터 입력되는 감지신호에 따라 제어신호를 출력하는 제어수단의 제어 하에 스스로 이동하면서 청소하는 청소기 보디와; 상기 청소기 보디에 장착되며 경비모드 시 실내의 침입자를 감지하는 침입자 감지센서와; 침입자의 침입을 알리는 알림장치를 포함하고, 상기 제어수단은 상기 침입자 감지센서로부터 감지신호가 입력되면 상기 알림장치를 작동시키는 로봇청소기가 제공된다.

여기에서, 상기 제어수단은 상기 침입자 감지센서가 침입자 감지 시 상기 청소기 보디가 스스로 이동하도록 제어할 수 있다. 또, 상기 장애물 감지센서는 장애물의 움직임을 감지하는 적어도 하나의 동작감지센서를 포함하고, 상기 동작감지센서는 경비모드 시 상기 침입자 감지센서로서 기능할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇청소기의 청소기 보디는 저면 가장자리 중 적어도 앞부분에 외측으로 갈수록 상측으로 기울어지는 경사면이 형성될 수 있다.

여기에서, 상기 앞부분 경사면의 하단 측에는 주행 시 구름운동을 하는 보조바퀴가 적어도 하나 장착될 수 있다. 또, 상기 청소기 보디는 상기 이물질 흡입구로서 메인흡입구와 보조흡입구를 가지며, 상기 메인흡입구는 상기 청소기 보디의 중앙부에 위치되고, 상기 보조흡입구는 상기 앞부분 경사면의 좌우 중 적어도 한쪽에 위치될 수 있다. 그리고 상기 보조흡입구는 상기 앞부분 경사면에 형성된 장착 구멍에 인출 가능하도록 삽입된 흡입관의 선단이고, 상기 흡입관은 흡입관 구동장치에 의하여 삽입되고 인출될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇청소기의 청소기 보디는 저면 가장자리 중 적어도 뒷부분에 외측으로 갈수록 상측으로 기울어지는 경사면이 형성될 수 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇청소기가 도시된 사시도이고, 도 2, 도 3은 도 1의 우측면도와 저면도이며, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇청소기가 도시된 블록도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇청소기의 작동상태도이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 로봇청소기(이하, 제1실시예라 한다)는 모드 선택버튼(도 4 참조)을 가지는바, 이 모드 선택버튼의 조작에 따라 청소모드로 설정되어 청소를 하고 경비모드로 설정되어 실내에 침입자가 침입하였는지를 감시한다. 도시된 바와 같이, 이러한 제1실시예는 하우징형의 청소기 보디(10), 2개의 구동바퀴(20) 및 이 구동바퀴(20)용 구동장치, 보조바퀴(30), 장애물 감지센서(40), 마이크로프로세서(microprocessor)와 같은 제어수단을 포함하는데, 이것들 중 구동바퀴(20)와 보조바퀴(30)는 청소기 보디(10)의 저면에 삼각형 구조로 배치되어 이 청소기 보디(10)를 청소구역의 바닥(F)으로부터 상측으로 이격되도록 지지하고, 장애물 감지센서(40)는 청소구역의 장애물(예를 들어, 실내의 벽이나 장롱, 탁자나 의 자의 다리 등)을 감지하며, 제어수단은 청소기 보디(10)가 장애물을 회피해서 주행하도록 장애물 감지센서(40)로부터 입력되는 감지신호에 따라 구동바퀴(20)용 구동장치의 작동을 컨트롤한다.

또한, 제1실시예는 청소기 보디(10)의 둘레 중 앞부분을 감싸서 보호하는 범퍼(bumper)(50)와 바닥(F)의 이물질을 흡입하여 제거하는 흡입장치를 더 포함하고, 아울러 이 밖으로는 메인 브러시(main brush)(60) 및 이 메인 브러시(60)용 구동장치, 사이드 브러시(side brush)(70) 및 이 사이드 브러시(70)용 구동장치, 가이드(guide)(80), 그리고 경비모드 시 이용되는 알림장치를 더 포함한다.

청소기 보디(10)는 원반형으로 형성된다. 물론, 실시조건에 따라서는 앞부분은 원형이고 뒷부분은 사각형일 수도 있다. 원반형인 청소기 보디(10)는 그 저면에 이물질의 흡입을 위한 메인흡입구(12)와 보조흡입구(14)가 형성되는데, 메인흡입구(12)는 센터에 위치되고 좌우방향으로 긴 슬롯(slot) 형상으로 형성된다. 메인흡입구(12)를 센터에 위치시킨 것은 이렇게 하면 메인흡입구(12)의 길이를 다른 위치에 형성하는 경우보다 길게 형성할 수 있고, 이에 흡입영역을 좌우로 더 확장할 수 있기 때문이다.

청소기 보디(10)는 또, 그 저면의 가장자리 중 앞부분과 뒷부분에 각각 경사면(16F)(16R)이 형성된다. 이 앞쪽과 뒤쪽의 경사면(16F)(16R)은 둘 모두가 외측으로 갈수록 점차 상측으로 기울어지는 형상을 가지도록 형성된다. 앞쪽과 뒤쪽의 경사면(16F)(16R)은 볼록하거나 오목하도록 만곡할 수도 있다. 앞쪽의 경사면(16F)은 그 좌우 중 적어도 한쪽에 보조흡입구(14)가 배치된다. 여기에서는 보조흡입구(14) 를 좌측(저면도 상에서는 우측)에 배치하여 보았다.

한편, 청소기 보디(10)의 저면은 그 가장자리 전체를 경사면으로 할 수도 있다. 또, 도시된 바 없으나, 모드 선택버튼은 청소기 보디(10)의 상부에 마련된다.

구동바퀴(20)는 메인흡입구(12)의 좌우에 각각 장착된다. 구동바퀴(20)의 개수는 증가될 수도 있다. 구동바퀴(20)는 그 구동장치에 의하여 각각 독립적으로 구동된다. 이 구동바퀴(20)용 구동장치는 구동모터를 포함한다. 구동바퀴(20)용 구동장치는 또, 구동모터의 동력을 구동바퀴(20)에 전하는 전동수단을 더 포함할 수 있는데, 이때 전동수단은 기어를 포함하는 것일 수 있다.

보조바퀴(30)는 청소기 보디(10)의 전후방향 센터라인 상에 위치하도록 앞쪽의 경사면(16F) 하단 측에 장착된다. 이러한 보조바퀴(30)는 청소기 보디(10)의 안정적인 지지를 위하여 2개 이상 구비될 수도 있다.

장애물 감지센서(40)는 장애물과 접촉되었는지를 감지하는 접촉감지센서, 장애물(사람이나 동물을 포함한다)의 움직임을 감지하는 동작감지센서, 전방 및/또는 측방에 위치한 장애물까지의 거리를 측정하는 거리센서, 바닥(F)의 절벽(수평을 이루지 못하여 생긴 낮은 층)을 감지하는 바닥감지센서를 포함하는데, 이들 센서로는 스위치, 적외선센서, 초음파센서 등이 이용될 수 있다.

여기에서, 동작감지센서는, 청소모드 시에는 장애물의 위치 파악에 이용되는 데 대하여, 경비모드 시에는 침입자가 침입하였는지를 감지하는 침입자 감지센서로서 이용된다. 이러한 동작감지센서는 1개만 구비하여도 무방하나, 여기에서는 복수 개를 구비하였고, 아울러 청소기 보디(10)의 적소에 배치하였다.

청소기 보디(10)의 일부를 구성하는 것과 동시에 장애물과의 충돌 시 청소기 보디(10)에 가하여지는 충격을 완화시키는 범퍼(50)는 범퍼 보디를 포함한다. 범퍼 보디에는 장애물 감지센서(40) 중 접촉감지센서, 동작감지센서 및 거리센서가 장착될 수 있다. 범퍼(50)는 적어도 1개의 탄성부재를 더 포함할 수 있는데, 이 탄성부재는 범퍼 보디의 후방에 장착되어 청소기 보디(10)와 범퍼 보디 사이에 개재될 수 있다.

청소기 보디(10)에 수용되는 흡입장치는 메인흡입구(12)와 보조흡입구(14)에 각각 연결된 복수 개의 흡입력 발생수단, 이 흡입력 발생수단에 의하여 메인흡입구(12)나 보조흡입구(14)를 통하여 흡입되는 이물질이 모이는 집진함을 포함한다. 각각의 흡입력 발생수단은 진공모터를 포함할 수 있다.

메인 브러시(60)는 롤(roll) 타입의 브러시이며 메인흡입구(12)에 이 메인흡입구(12)와 나란한 축선을 중심으로 하여 회전 가능하도록 수용되고 구동모터를 포함하는 구동장치에 의하여 일정한 속도로 회전하면서 바닥(F)의 이물질을 메인흡입구(12) 측으로 쓸어 올린다.

사이드 브러시(70)는 메인흡입구(12)와 보조흡입구(14)의 사이에 위치하도록 청소기 보디(10)의 저면 좌우 중 적어도 한쪽에 장착된다. 사이드 브러시(70)는 구동모터를 포함하는 구동장치에 의하여 상하방향의 축선을 중심으로 하여 회전한다.

가이드(80)는 사이드 브러시(70)가 쓸어 내는 이물질이 메인흡입구(12) 측으로 모이도록 안내함으로써 비산을 방지한다. 가이드(80)는 청소기 보디(10)의 저면에 장착되고 사이드 브러시(70)의 둘레 중 일부를 둘러싸는 형상으로 형성된다. 도 면에는 가이드(80)가 호형인 것으로 도시되어 있으나, 가이드(80)는 직선형일 수도 있다.

살펴본 바와 같이 구성되는 제1실시예는 주행 중 높이가 비교적 낮은 장애물(예를 들어, 문지방과 같이 높이 5㎝ 이하의 장애물)과 맞닥뜨린 경우 다음과 같이 이 장애물을 넘는다.

우선, 장애물에 앞쪽의 경사면(16F)이 접촉된다.(도 5의 (A) 참조) 이때, 청소기 보디(10)는 앞쪽의 경사면(16F)의 가이드작용에 따라 충격을 받지 않고 그 앞부분이 자연스럽게 들린다. 다음으로, 장애물에 보조바퀴(30)가 접촉되면서 장애물을 넘기 시작하는데, 이 과정에서 청소기 보디(10)는 뒤쪽의 경사면(16R)에 의하여 바닥(F)에 뒷부분이 닿지 않는다.(도 5의 (B) 참조) 따라서 제1실시예는 높이가 비교적 낮은 장애물을 벽과 같이 높이가 비교적 높은 장애물로 인식함이 없이 안정감 있게 넘을 수 있다.

살펴본 바와 같이 구성되는 제1실시예에서, 구동바퀴(20)용 구동장치를 비롯하여 흡입장치, 메인 브러시(60)용 구동장치, 사이드 브러시(70)용 구동장치 및 알림장치는 제어수단의 컨트롤에 따라 다음과 같이 작동된다.

메인흡입구(12)에 연결된 흡입력 발생수단 및 메인 브러시(60)용 구동장치는 청소모드 시 계속적으로 작동되어 바닥(F)의 이물질을 제거할 수 있게 한다.

보조흡입구(14)는 청소구역의 코너에 존재하는 이물질을 보다 효과적으로 제거할 목적으로 마련한 것이다. 따라서 보조흡입구(14)에 연결된 흡입력 발생수단은 청소모드 시 청소기 보디(10)가 코너에 위치한 경우에 한하여 작동될 수 있다. 또, 구동바퀴(20)용 구동장치의 작동을 일정 시간 동안 정지시켜 청소기 보디(10)가 코너에 일시적으로 머무르도록 할 수도 있다. 이때, 보조흡입구(14)는 앞쪽의 경사면(16F)에 형성되어 흡입력이 코너의 바닥(F)과 그 위의 벽에 걸쳐 미치므로,(도 5의 (C) 참조) 제1실시예는 코너의 바닥(F)만이 벽의 이물질도 동시에 제거할 수 있다.

사이드 브러시(70)는 측방의 이물질을 제거할 목적으로 마련한 것이므로, 사이드 브러시(70)용 구동장치는 청소 시 청소기 보디(10)가 장애물(예 : 벽)을 옆에 두고 근접하여 주행하는 동안에 한하여 작동될 수 있다.

청소기 보디(10)에 수용되거나 청소기 보디(10)의 외부에 장착되어 경비모드 시 침입자의 침입을 알리는 알림장치는 경고등과 같은 시각적 알림수단, 버저(buzzer)나 스피커와 같은 청각적 알림수단 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 경비모드 시 침입자 감지센서로서의 역할을 하는 동작감지센서는 움직이는 물체가 있을 시 이를 감지하여 감지신호를 출력하고, 제어수단은 이 동작감지센서로부터 감지신호가 입력되면 해당 제어신호를 출력하여 알림장치를 작동시킨다. 이에, 외출 시나 취침 시 경비모드로 설정해 놓으면 침입자에 의한 각종의 피해를 예방할 수 있다.

한편, 알림장치는 이동통신시스템을 통하여 침입자 감지정보를 사전에 지정하여 둔 사용자의 이동통신단말기나 사용자의 서버(server)로 전송하는 통신모듈을 더 포함할 수도 있다. 또, 제어수단은 경비모드 시 청소모드 시와 마찬가지로 청소기 본체(10)가 주행하도록 구동바퀴(20)용 구동장치의 작동을 제어함으로써 순찰시 킬 수도 있다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇청소기가 도시된 우측면도로, 이 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇청소기(이하, 제2실시예라 한다)는 제1실시예와 비교하여 볼 때 기타 구성 및 작용은 모두 동일한 데 대하여, 보조바퀴(30A)의 장착구조만이 상이하다. 즉, 제2실시예의 보조바퀴(30A)는 청소기 보디(10)의 저면에 이 청소기 보디(10)의 전방으로 약간 튀어나와 있도록 장착되는바, 보조바퀴(30A)용 장착수단으로는 휠 브래킷(wheel bracket) 등이 적용될 수 있다.

이와 같은 보조바퀴(30A)에 의하면, 제2실시예는 높이가 비교적 낮은 장애물과 맞닥뜨린 경우 이 장애물에 보조바퀴(30A)가 우선적으로 접촉되기 때문에, 장애물을 쉽게 넘을 수 있다.

한편, 제2실시예는 앞쪽의 경사면(16F) 없이도 높이가 비교적 낮은 장애물을 넘을 수 있으므로, 앞쪽의 경사면(16F)은 적용되지 않을 수도 있다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 로봇청소기의 주요부가 도시된 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 로봇청소기(이하, 제3실시예라 한다)는 제1실시예와 비교하여 볼 때 기타 구성 및 작용은 모두 동일한 데 대하여, 보조흡입구의 구조만이 상이하다.

제3실시예는 그 앞쪽의 경사면(16F)의 좌우 중 적어도 한쪽에 장착구멍이 형성되고, 이 장착구멍에는 흡입관(90)이 슬라이드 안내수단에 의하여 인출 가능하도록 삽입된다. 즉, 장착구멍에 삽입된 흡입관(90)은 앞쪽의 경사면(16F)으로부터 돌 출되도록 인출할 수 있는 것이다. 이러한 제3실시예는 흡입관(90)의 선단을 보조흡입구로 한다. 그리고 흡입관(90)의 반대쪽 끝에는 보조흡입구용 흡입력 발생수단이 연결된다.

제3실시예는 제어수단의 제어신호에 따라 작동하는 흡입관(90)용 구동장치를 더 포함한다. 흡입관(90)을 삽입하고 인출하는 구동장치는 대향하도록 배치된 전자석(92)과 자석(94)을 포함한다. 전자석(92)과 자석(94) 중 하나는 흡입관(90)에 장착되고 나머지는 주변의 고정부품에 장착된다. 전자석(92)과 자석(94) 사이에는 전자석(92)의 극성 변화에 따라 인력과 척력이 작용하는데, 척력 작용 시에는 흡입관(90)이 장착구멍으로부터 인출되고,(도 7의 (B) 참조) 반대로 인력 작용 시에는 흡입관(90)이 삽입된다.(도 7의 (A) 참조) 이때, 바람직하게는 장착구멍에 삽입된 흡입관(90)이 앞쪽의 경사면(16F)과 동일평면을 이루도록 구성된다. 흡입관(90)용 구동장치는 전자석(92)과 자석(94) 대신, 리니어 모터를 포함하는 것일 수도 있다.

이와 같은 제3실시예에서, 흡입관(90)용 구동장치는 청소기 보디(10)가 코너에 위치한 경우에 한하여 흡입관(90)이 인출되도록 작동될 수 있는바, 코너에 보조흡입구가 보다 근접되므로 코너에 대하여 한층 향상된 청소효율을 기대할 수 있다.

한편, 제3실시예는 제1실시예를 기본으로 하는 것이 아닌, 제2실시예를 기본으로 하여 구성될 수도 있다.

이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇청소기가 도시된 사시도이다.

도 2는 도 1의 우측면도이다.

도 3은 도 1의 저면도이다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇청소기가 도시된 블록도이다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇청소기의 작동상태가 도시된 측면도이다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇청소기가 도시된 우측면도이다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 로봇청소기의 주요부가 도시된 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 청소기 보디 12 : 메인흡입구

14 : 보조흡입구 16F : 앞쪽의 경사면

16R : 뒤쪽의 경사면 20 : 구동바퀴

30 : 보조바퀴 40 : 장애물 감지센서

50 : 범퍼 60 : 메인 브러시

70 : 사이드 브러시 80 : 가이드

Claims (8)

1. 저면에 이물질 흡입구가 형성되고 복수 개의 구동바퀴에 의하여 주행 가능하도록 지지되며 청소모드 시에 장애물 감지센서로부터 입력되는 감지신호에 따라 제어신호를 출력하는 제어수단의 제어 하에 스스로 이동하면서 청소하는 청소기 보디와; 상기 청소기 보디에 장착되며 경비모드 시에 실내의 침입자를 감지하는 침입자 감지센서와; 침입자의 침입을 알리는 알림장치를 포함하고,

   상기 청소기 보디는, 저면 가장자리 중 적어도 앞부분에 외측으로 갈수록 상측으로 기울어지는 경사면이 형성되며, 상기 이물질 흡입구로서 메인흡입구와 보조흡입구를 가지되, 상기 메인흡입구는 상기 청소기 보디의 중앙부에 위치되고, 상기 보조흡입구는 상기 앞부분 경사면의 좌우 중 적어도 한쪽에 위치되며,

   상기 보조흡입구는, 상기 앞부분 경사면에 형성된 장착구멍에 인출 가능하도록 삽입된 흡입관의 선단이고,

   상기 흡입관은, 흡입관 구동장치에 의하여 삽입되고 인출되며,

   상기 제어수단은, 상기 침입자 감지센서로부터 감지신호가 입력되면 상기 알림장치를 작동시키는 로봇청소기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제어수단은, 상기 침입자 감지센서가 침입자 감지 시 상기 청소기 보디가 스스로 이동하도록 제어하는 로봇청소기.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 장애물 감지센서는, 장애물의 움직임을 감지하는 적어도 하나의 동작감지센서를 포함하고,

   상기 동작감지센서는, 경비모드 시 상기 침입자 감지센서로서 기능하는 로봇청소기.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 앞부분 경사면의 하단 측에는, 주행 시 구름운동을 하는 보조바퀴가 적어도 하나 장착된 로봇청소기.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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