KR101212338B1 - 자동 청소기 - Google Patents

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민영군
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Abstract

본 발명은 자동 청소기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 청소기에는, 청소면의 일측에 이동 가능하게 배치되는 제 1 이동부; 상기 청소면의 타측에 이동 가능하게 배치되는 제 2 이동부; 상기 제 1 이동부 및 제 2 이동부 중 적어도 어느 하나에 구비되는 이동 바퀴; 상기 이동 바퀴에 구동력을 제공하는 제 1 모터; 상기 제 1 이동부 및 제 2 이동부가 상기 청소면에 대하여 상호 고정되도록 하기 위한 고정 수단; 및 상기 제 1 이동부 또는 제 2 이동부의 진행방향 전환을 위하여 구비되는 제 2 모터가 포함된다.

Description

자동 청소기 {An auto cleaner}
본 발명의 실시예는 자동 청소기에 관한 것으로서, 상세하게는 지면에 대하여 경사지게 배치되는 청소면에 대하여 청소 작업을 수행하는 자동 청소기에 관한 것이다.
일반적으로, 자동 청소기는 주택이나 건물의 바닥면을 주행하면서 청소한다. 상기 자동 청소기의 주행을 위한 구동력은 이동 모터에 의하여 발생될 수 있다. 바닥면은 편평한 지면을 이루고 있기 때문에, 자동 청소기가 상기 이동 모터를 이용하여 주행하는 데 큰 무리가 없다.
다만, 청소면이 편평한 지면이 아니라 경사진 청소면, 즉 진행 방향으로 상향 경사진 청소면을 청소할 때에는 상기 자동 청소기의 주행이 제한될 수 있다.
특히, 청소면이 건물에 구비되는 유리창일 경우, 상기 자동 청소기의 사용은 매우 제한된다. 따라서, 유리창은 사용자에 의하여 수동으로 청소되어야 하는 실정이었다.
게다가, 최근에는 고층 건물이 상당히 증가하였다. 유리창 청소의 위험성에 기인하여, 고층 건물의 거주자가 직접 유리창을 청소하는 것이 매우 제한적이었다. 따라서, 유리창을 청소하는 전문 업체가 등장하였다.
그러나, 종래에는 유리창과 같이 지면에 대하여 경사지게 또는 수직하게 배치되는 청소면을 자동으로 청소할 수 있는 자동 청소기가 없다는 문제점이 있었다.
청소 전문 업체가 유리창을 청소하는 경우에도, 작업자가 건물 옥상등에 고정된 로프에 의존하여 이동을 하면서 청소를 하여야 하는 바, 인원 및 장비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.
게다가, 청소 대상구역이 넓어 작업자의 손이 미치지 못하는 부분이 있었으며, 작업자의 안전사고에 대한 위험이 상존하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 경사진 청소면에 이동 가능하게 부착되어 청소 작업을 수행하는 자동 청소기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 방향 전환이 용이한 자동 청소기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동 청소기에는, 청소면의 일측에 이동 가능하게 배치되는 제 1 이동부; 상기 청소면의 타측에 이동 가능하게 배치되는 제 2 이동부; 상기 제 1 이동부 및 제 2 이동부 중 적어도 어느 하나에 구비되는 이동 바퀴; 상기 이동 바퀴에 구동력을 제공하는 제 1 모터; 상기 제 1 이동부 및 제 2 이동부가 상기 청소면에 대하여 상호 고정되도록 하기 위한 고정 수단; 및 상기 제 1 이동부 또는 제 2 이동부의 진행방향 전환을 위하여 구비되는 제 2 모터가 포함된다.
또한, 다른 측면에 따른 자동 청소기에는, 유리창의 일측면에 이동 가능하게 배치되며, 회전판이 구비되는 제 1 이동부; 상기 유리창의 타측면에 이동 가능하게 배치되는 제 2 이동부; 상기 제 1 이동부에 회전 가능하게 제공되는 이동 바퀴; 상기 이동 바퀴에 구동력을 제공하는 이동 모터; 상기 제 2 이동부가 상기 제 1 이동부의 이동에 종속하여 이동되도록 하는 자성 부재; 및 상기 회전판의 회전을 위하여 구동력을 제공하는 방향 전환모터가 포함된다.
또 다른 측면에 따른 자동 청소기에는, 유리창의 일측면에 이동 가능하게 배치되는 구동부; 상기 유리창의 타측면에 배치되며, 상기 구동부의 이동에 따라 움직이는 종동부; 상기 구동부 또는 종동부의 이동을 위하여 구비되는 이동 바퀴; 상기 이동 바퀴에 구동력을 제공하는 이동 모터; 상기 유리창의 양측에 각각 배치되며, 상호 인력이 작용하는 복수의 자성 부재; 상기 이동 바퀴의 배치 방향을 전환시키는 회전판; 및 상기 회전판에 구동력을 제공하는 방향 전환모터가 포함된다.
또 다른 측면에 따른 자동 청소기에는, 청소면의 일측에 이동 가능하게 배치되는 제 1 이동부; 상기 청소면의 타측에 이동 가능하게 배치되는 제 2 이동부; 상기 제 1 이동부에 구비되는 복수의 제 1 이동 바퀴; 상기 제 1 이동 바퀴에 각각 구동력을 제공하는 복수의 이동 모터; 상기 제 1 이동부 및 제 2 이동부가 상기 청소면에 대하여 상호 고정되도록 하기 위한 복수의 자성부재; 및 상기 복수의 이동 모터 중 일 이동 모터는 일방향으로 회전하며, 타 이동 모터는 타방향으로 회전하여, 상기 제 1 이동부의 방향 전환이 이루어지도록 제어하는 제어부가 포함된다.
상기한 구성의 실시예에 따른 자동 청소기에 의하면, 복수의 이동부가 자성 부재의 자력에 의하여 청소면에 부착될 수 있으며, 구동부의 구동력에 의하여 용이하게 이동될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 복수의 이동부가 청소면을 사이에 두고 배치되며 이동부와 청소면의 사이에 청소부재가 제공되어, 양 청소면의 청소 작업이 효과적으로 수행될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 이동부에 회전 가능한 회전판이 구비되고, 상기 회전판이 회전되는 과정에서 상기 이동부의 방향 전환이 효과적으로 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 회전판을 회전시키는 방향 전환모터와, 이동부를 이동시키는 이동 모터가 별도로 구비되므로, 상기 이동부의 이동 및 방향 전환이 효과적으로 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
또한, 이동부에 복수의 청소부재가 구비되어 청소가 효과적으로 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
또한, 이동부에 소정의 마찰력을 가지는 이동바퀴가 제공되므로, 이동부의 이동이 원활하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
또한, 자동 청소기에 장애물을 감지하기 위한 센서가 구비되며, 청소면의 테두리를 따라 자동 주행하면서 청소 작업을 수행할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동 청소기가 청소면에 부착된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 이동부의 구성을 보여주는 저면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 이동부의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 이동부의 구성을 보여주는 저면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동 청소기의 주행 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자동 청소기의 주행 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 2 이동부의 구성을 보여주는 저면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 제 1 이동부의 구성을 보여주는 저면 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 제 1 이동부의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 제 1 이동부의 구성을 보여주는 저면 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 자동 청소기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동 청소기가 청소면에 부착된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동 청소기(10)에는, 청소면(20)을 중심으로 양측에 제공되는 제 1 이동부(100) 및 제 2 이동부(200)가 포함된다. 상기 청소면(20)은 지면에 대하여 경사지게 배치된다.
예를 들어, 상기 청소면(20)은 지면에 대하여 수직하게 배치될 수 있으며, 지면은 건물 또는 어떠한 장소의 바닥면에 대응하는 면으로서 이해될 수 있다.
상기 제 1 이동부(100)에는, 상기 청소면(20)의 일측에 이동 가능하게 제공되는 제 1 본체(110)와, 상기 제 1 본체(110)의 하측에 결합되며 상기 제 1 이동부(100)가 상기 제 2 이동부(200)에 대하여 고정되도록 하는 제 1 자성부재(150)가 포함된다.
상기 제 1 자성부재(150)는 복수 개가 구비될 수 있으며, 상기 제 1 본체(110)의 저면부와 상기 청소면(20)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 제 1 이동부(100)에는, 상기 청소면(20)의 일측면에 접촉 가능하게 제공되어 상기 일측면을 청소하는 제 1 청소부재(170)가 더 포함된다. 상기 제 1 청소부재(170)는 상기 제 1 본체(110)의 저면부에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 청소부재(170)는 상기 제 1 본체(110)의 저면부와 청소면(20)의 사이에 배치되며, 상기 제 1 본체(100)가 이동되는 과정에서 상기 청소면(20)의 일측면을 청소할 수 있다.
상기 제 1 청소부재(170)는 먼지를 흡착하고 수분을 흡수할 수 있는 스펀지 또는 천과 같은 소재로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 본체(110)의 저면부에는, 상기 제 1 청소부재(170)가 결합되도록 하는 결합 수단이 제공될 수 있다. 상기 결합 수단에는, 테이프 또는 벨크로(일명 '찍찍이')가 포함될 수 있다.
상기 제 1 이동부(100)에는, 상기 제 1 본체(110)의 이동이 용이하도록 하는 복수의 이동 바퀴(130)가 더 포함된다. 상기 제 1 이동부(100)가 상기 청소면(20)의 일측면에 놓여진 상태에서, 상기 이동 바퀴(130)는 상기 일측면에 접촉될 수 있다.
결국, 상기 제 1 본체(110)가 상기 청소면(20)에 놓여진 상태에서, 상기 이동 바퀴(130) 및 제 1 청소부재(170)는 상기 청소면(20)에 접촉될 수 있다.
상기 제 1 본체(110)의 하부에는, 회전 가능하게 제공되는 회전판(140)이 구비된다. 상기 이동 바퀴(130) 및 제 1 청소부재(170)는 상기 회전판(140)의 하측에 결합될 수 있다.
상기 제 1 본체(110)에는, 상기 자동 청소기(10)의 작동을 위하여 소정 명령을 입력하는 입력부(117)가 구비된다. 상기 입력부(117)에는, 전원 입력부가 포함될 수 있다.
상기 제 2 이동부(200)는 상기 제 1 이동부(100)와 대응되는 형상을 가지며, 상기 청소면(20)을 기준으로 상기 제 1 이동부(100)와 마주보는 위치에 배치된다.
상기 제 2 이동부(200)에는, 상기 청소면(20)의 타측면에 이동 가능하게 제공되는 제 2 본체(210) 및 상기 제 2 본체(210)의 하측에 결합되며 상기 제 2 이동부(200)가 상기 제 1 이동부(100)에 대하여 고정되도록 하는 제 2 자성부재(250)가 포함된다.
상기 제 2 자성부재(250)는 상기 제 1 자성부재(150)와 함께, 상기 제 1 이동부(100) 및 제 2 이동부(200)를 상기 청소면(20)에 대하여 고정시키는 "고정 수단"으로서 이해될 수 있다.
상기 제 2 자성부재(250)는 상기 제 2 본체(210)의 저면부와 상기 청소면(20)의 타측면 사이에 배치될 수 있으며, 복수 개가 구비될 수 있다.
상기 제 2 자성부재(250)가 상기 제 2 본체(210)의 저면부로부터 상기 청소면(20)을 향하여 돌출되어, 상기 제 1 자성부재(150)에 가깝게 위치됨으로써, 자력의 효과를 극대화할 수 있다는 효과가 있다.
결국, 상기 제 1 이동부(100) 및 제 2 이동부(200)는 상기 제 1 자성부재(150) 및 제 2 자성부재(250)에 의하여 서로 고정되도록 구성될 수 있다.
상기 제 1 자성부재(150)와 제 2 자성부재(250)의 사이에는, 인력이 작용한다. 상기 인력은 상기 제 1 이동부(100)와 제 2 이동부(200)를 상기 청소면(20)의 양측에 고정되도록 할 수 있는 정도의 크기를 가진다.
상기 제 2 이동부(200)에는, 상기 청소면(20)의 타측에 접촉 가능하게 제공되며 상기 청소면(20)의 타측면을 청소하는 제 2 청소부재(270)가 더 포함된다.
상기 제 2 청소부재(270)는 상기 제 2 본체(210)의 저면부 및 상기 제 2 자성부재(250)의 저면에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 청소부재(170) 및 제 2 청소부재를 이물을 닦아내는 "흡착부재"라 이름할 수 있을 것이다.
상기 제 2 자성부재(250)가 상기 제 2 본체(210)의 하측으로 돌출된 것에 기인하여, 상기 제 2 청소부재(270) 중 상기 제 2 자성부재(250)에 대응하는 부분의 두께는 타 부분의 두께에 비하여 얇게 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 제 2 이동부(200)에도 이동 바퀴가 구비될 수 있다. 상기 이동 바퀴에 의하여, 상기 제 2 이동부(200)의 이동이 원활해질 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 이동부의 구성을 보여주는 저면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 이동부의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 이동부의 구성을 보여주는 저면 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 이동부(100)에는, 제 1 저면부(112)를 가지는 제 1 본체(110) 및 상기 제 1 본체(110)의 상측에 결합되는 제 1 커버(118)가 포함된다.
상기 제 1 본체(110)와 제 1 커버(118)가 결합된 상태에서, 상기 제 1 이동부(100)는 육면체의 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 저면부(112)에는, 회전 가능한 회전판(140)이 결합된다. 상기 회전판(140)은 원판 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제 1 저면부(112)에는 상기 회전판(140)에 대응하는 개구부(111)가 형성되며, 상기 개구부(111)의 테두리에는 상기 회전판(140)이 안착되는 회전판 안착부(119)가 제공된다.
상기 회전판(140)이 상기 회전판 안착부(119)에 결합된 상태에서, 상기 회전판(140)은 상기 제 1 본체(110)의 하측으로 노출될 수 있다.
상세히, 상기 회전판(140)에는, 상기 제 1 이동부(100)의 원활한 이동을 위하여 구비되는 이동바퀴(130) 및 상기 이동바퀴(130)에 구동력을 제공하는 이동 모터(135)가 제공된다.
상기 이동 모터(135)는 양방향 회전이 가능한, 싱크로노스 모터(Synchronous Motor)일 수 있다.
그리고, 상기 이동바퀴(130)와 이동 모터(135)의 사이에는, 상기 이동 모터(135)의 구동력을 상기 이동바퀴(130)에 전달하는 구동 축(136)이 제공된다.
상기 이동바퀴(130)는 상기 회전판(140)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 이동바퀴(130)의 적어도 일부분은 상기 회전판(140)의 상측으로 돌출되며, 나머지 부분은 상기 회전판(140)의 하측으로 돌출된다.
즉, 상기 이동바퀴(130)는 상기 회전판(140)을 관통하도록 배치될 수 있다.
상기 이동 모터(135) 및 구동 축(136)은 상기 회전판(140)의 상측에 결합되어, 상기 제 1 이동부(100)의 외부에 노출되지 않을 수 있다.
상기 이동바퀴(130)와 이동 모터(135)는 상기 회전판(140)의 양측에 복수 개가 구비될 수 있다.
상기 이동 바퀴(130)의 외주면에는, 상기 청소면(20)에 대하여 소정의 마찰력이 유지되도록 하기 위한 미끄럼 방지홈(132)이 형성된다.
상기 이동 바퀴(130)는 상기 미끄럼 방지홈(132)에 의하여 상기 청소면(20)에서의 미끄럼이 방지될 수 있으며, 상기 이동 바퀴(130)가 회전되는 과정에서, 상기 제 1 본체(110)는 상기 청소면(20) 위에서 이동될 수 있다.
상기 회전판(140)에는, 상기 회전판(140)을 소정 방향으로 회전시키기 위하여 구동력을 제공하는 방향 전환모터(142) 및 상기 방향 전환모터(142)와 회전판(140)을 연결하는 모터 축(144)이 구비된다.
상기 회전판(140)에는, 상기 모터 축(144)이 결합되는 축 결합부(148)가 포함된다. 상기 축 결합부(148)는 상기 회전판(140)의 중심에 제공되어, 상기 회전판(140)의 회전 중심부를 형성할 수 있다.
상기 방향 전환모터(142)가 상기 회전판(140)에 결합된 상태에서, 상기 모터 축(144)은 상기 회전판(140)에 대하여 수직한 방향으로 연장된다. 그리고, 상기 모터 축(144)의 연장선은 상기 구동축(136)의 연장선과 수직하게 교차한다.
상기 방향 전환모터(142)가 구동되면, 상기 회전판(140)은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다. 예를 들어, 상기 회전판(140)이 90도 만큼 회전되면, 복수의 이동바퀴(130)를 잇는 연장선은 회전 전의 연장선에 대하여 90도의 각도를 형성한다.
상기 방향 전환모터(142)는 양방향 회전이 가능한, 싱크로노스 모터(Synchronous Motor)일 수 있다.
상기 이동 모터(135)를 "제 1 구동모터"라 하고, 상기 방향 전환모터(142)를 "제 2 구동모터"라 이름할 수 있을 것이다.
상기 회전 판(140)의 하측에는, 제 1 청소부재(170)가 분리 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제 1 청소부재(170)의 하면은 상기 이동 바퀴(130)의 하단부와 동일한 높이를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 제 1 청소부재(170)와 이동 바퀴(130)는 상기 청소면(20)의 일측면에 동시에 접촉될 수 있다.
상기 제 1 본체(110)에는, 상기 제 1 이동부(100)의 이동 경로상에서, 장애물의 감지가 이루어지도록 하는 제 1 감지 센서(115) 및 제 2 감지 센서(116)가 더 포함된다. 상기 제 1 감지 센서(115) 및 제 2 감지 센서(116)는 "감지부"라 이름할 수 있다.
상기 제 1 감지 센서(115) 및 제 2 감지 센서(116)는 상기 제 1 본체(110)의 전후면 및 좌우면에 복수 개로 제공될 수 있다.
상기 제 1 감지 센서(180)는 상기 청소면(20)의 테두리부, 예를 들어 상기 청소면(20)이 유리창일 경우 상기 유리창의 상측으로 돌출한 유리창 프레임을 감지할 수 있다.
상기 제 1 이동부(100)의 이동 방향으로, 상기 제 1 본체(110)의 전면부와 장애물(일례로, 유리창 프레임)간의 거리가 소정 거리 이내인 것으로 감지되면, 상기 제 1 이동부(100)는 이동을 멈추고 방향 전환이 이루어질 수 있다.
상기 제 1 이동부(100)의 방향 전환은, 상기 회전판(140)의 회전으로서 이해될 수 있다. 상기 방향 전환모터(142)가 구동되면 상기 회전판(140)이 회전됨으로써 상기 제 1 이동부(100)의 이동 방향이 전환될 수 있다.
그리고, 상기 이동 바퀴(130)는 상기 방향 전환모터(142)의 구동에 따라, 그 배치방향이 전환되는 것으로 이해될 수 있다.
예를 들어, 상기 회전판(140) 및 이동 바퀴(130)가 90도 회전되면, 상기 제 1 이동부(100)는 이전 이동 방향에 대하여 수직한 방향으로 이동할 수 있다.
상기 제 2 감지 센서(116)는 상기 제 1 저면부(112)에 제공되며, 상기 제 1 이동부(100)의 이동 경로상에서 턱 또는 절곡부(경로가 끊어지는 부분)의 존재를 감지할 수 있다.
상기 제 2 감지 센서(116)가 상기 턱 또는 절곡부를 감지하면, 상기 제 1 이동부(100)는 이동을 멈추고 상기한 방향 전환이 이루어질 수 있다.
상기 제 1 이동부(100)의 이동 방향에 따라, 4방향에 제공되는 다수의 제 1,2 감지 센서(115,116) 중 어느 하나가 작동될 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 제 1 감지센서(115) 및 제 2 감지센서(116)는 상기 제 2 이동부(200)에 구비될 수도 있을 것이다.
즉, 상기 제 1,2 감지센서(115,116)는 상기 제 1 이동부(100) 및 제 2 이동부(200) 중 어느 하나 이상에 구비될 수 있다.
상기 제 2 이동부(200)의 제 2 본체(210)에는 저면을 형성하는 제 2 저면부(212)가 포함된다. 상기 제 2 저면부(212)에는, 제 2 자성부재(250) 및 제 2 청소부재(270)가 구비된다.
상기 제 2 자성부재(250)는 상기 제 1 자성부재(150)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 제 1 이동부(100)는 이동 모터의 구동력에 의하여 이동하는 "구동부"라 이름할 수 있고, 제 2 이동부(200)는 상기 구동부의 구동력 및 상기 자성부재(150,250)의 인력에 의하여 이동하는 "종동부"라 이름할 수 있을 것이다.
상기 제 1 이동부(100)와 제 2 이동부(200)가 상기 청소면(20)에 대하여 고정되어 있는 상태에서, 상기 이동 모터(135)가 구동되어 상기 이동바퀴(130)가 회전되면 상기 제 1 이동부(100)는 소정 방향으로 이동하게 된다.
그리고, 상기 제 2 이동부(200)는 상기 제 1,2 자성부재(150,250)간의 인력에 의하여 상기 제 1 이동부(100)에 종속하여 이동될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동 청소기의 주행 모습을 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동 청소기(10)는 청소면(20)에 부착된 상태에서 이동하면서, 상기 청소면(20)의 이물을 청소할 수 있다.
상기 청소면(20)은 유리창일 수 있으며, 상기 유리창의 테두리부에는 상기 유리창의 테두리부(경계면)를 형성하는 프레임(25)이 제공된다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 상기 청소면(20)은 사각 형상일 수 있으며, 상기 프레임(25)의 내부면적이 청소 면적으로서 규정될 수 있다.
상기 제 1 이동부(100)는 상기 청소면(20)의 상부 좌측으로부터 우측 방향을 향하여 이동될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 청소면(20)의 반대측에는 상기 제 2 이동부(200)가 위치될 수 있다.
상기 제 1 이동부(100)에 전원이 인가되어 상기 이동 모터(135)가 구동되면, 상기 제 1 이동부(100)는 우측 방향을 향하여 이동된다.
그리고, 상기 제 1 이동부(100)의 이동 방향으로, 상기 제 1 이동부(100)의 전면이 상기 프레임(25)에 대하여 소정 거리 이내로 접근하면 상기 제 1 감지센서(115)는 상기 프레임(25)을 감지하며, 상기 제 1 이동부(100)는 정지된다.
상기 제 1 이동부(100)가 정지된 상태에서, 상기 방향 전환모터(142)가 구동되면, 상기 회전판(140) 및 이동바퀴(130)는 A 방향으로 회전된다.
그리고, 상기 이동 모터(135)가 다시 구동되어, 상기 제 1 이동부(100)는 하방으로 이동하게 된다. 상기 제 1 이동부(100)가 상기 청소면(20)의 하부에 다다른 상태에서, 상기 제 1 감지센서(115)는 상기 프레임(25)을 감지한다.
상기 방향 전환모터(142)의 구동에 따라, 상기 회전판(140) 및 이동바퀴(130)는 B 방향으로 회전된다.
그리고, 상기 제 1 이동부(100)는 상기 청소면(20)의 하부 좌측으로 이동되며, 상기 제 1 감지센서(115)가 상기 프레임(25)을 감지하면 정지될 수 있다. 그리고, 상기 방향 전환모터(142)의 구동에 따라 상기 회전판(140) 및 이동바퀴(130)는 C 방향으로 회전된다.
상기 제 1 이동부(100)는 상방으로 이동되며, 최초의 청소 시작위치로 돌아가게 된다.
상기 제 1 이동부(100)는 구동 전에 최초 위치의 좌표를 저장할 수 있으며, 상기 청소면(20)의 테두리를 따라 이동하면서 청소면의 크기 또는 형상등을 인식할 수 있다. 즉, 상기 제 1 이동부(100)는 상기 청소면(20)을 x,y축 좌표값으로 저장할 수 있다.
상기 제 1 이동부(100)가 상기 최초의 청소 시작위치에 도착하게 되면, 상기 이동 모터(135)가 역회전을 하면서 하방(D 방향)으로 이동한다. 그리고, 상기 제 1 이동부(100)는, 도 5에서 점선으로 표시된 경로를 따라 청소를 수행할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 이동부(100)는 상기 청소면(20)의 전체 크기좌표에서 이미 수행된 청소면적을 회피하여 일정 거리만큼 이동 및 방향 전환을 할 수 있다.
즉, 상기 제 1 이동부(100)는, 상기 제 1 감지센서(115)가 상기 프레임(25)을 감지할 수 있는 위치까지 이동하지는 않으며, 이미 청소 작업이 수행된 일정면적, 일례로, 상기 제 1 청소부재(170)의 폭을 제외한 거리만큼 이동할 수 있다.
결국, 상기 제 1 이동부(100)는 상기 프레임(25)으로부터 상기 청소면(20)의 중앙 방향으로 좁혀 가도록 이동하면서, 청소를 수행할 수 있다.
이하에서는, 제 2 내지 5 실시예들을 설명한다. 이들 실시예를 설명함에 있어 제 1 실시예와의 차이점을 위주로 설명하며, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면부호를 원용한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자동 청소기의 주행 모습을 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자동 청소기(10)는 청소면(20)에 부착된 상태에서 이동하면서, 상기 청소면(20)의 이물을 청소할 수 있다. 상기 제 1 이동부(100)의 전면부 및 후면부에는, 제 1 감지센서(115)가 제공될 수 있다.
상기 제 1 이동부(100)는 상기 청소면(20)의 상부 좌측으로부터 우측 방향을 향하여 이동될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 청소면(20)의 반대측에는 상기 제 2 이동부(200)가 위치될 수 있다.
상기 제 1 이동부(100)에 전원이 인가되어 상기 이동 모터(135)가 구동되면, 상기 제 1 이동부(100)는 우측 방향을 향하여 이동된다.
그리고, 상기 제 1 이동부(100)의 이동 방향으로, 상기 제 1 이동부(100)의 전면이 상기 프레임(25)에 대하여 소정 거리 이내로 접근하면 상기 제 1 감지센서(115)는 상기 프레임(25)을 감지하며, 상기 제 1 이동부(100)는 정지된다.
상기 제 1 이동부(100)가 정지된 상태에서, 상기 방향 전환모터(142)가 구동되면, 상기 회전판(140) 및 이동바퀴(130)는 A 방향으로 회전된다.
그리고, 상기 이동 모터(135)가 다시 구동되어, 상기 제 1 이동부(100)는 하방으로 미리 설정된 거리만큼 이동하게 된다.
상기 미리 설정된 거리는, 상기 제 1 청소부재(170)의 폭 또는 직경에 대응될 수 있다. 즉, 상기 제 1 이동부(100)의 방향 전환이 이루어진 후, 상기 제 1 이동부(100)는 상기 제 1 청소부재(170)의 폭만큼 이동된다.
상기 제 1 이동부(100)가 상기 미리 설정된 거리만큼 이동되면, 상기 회전판(140) 및 이동바퀴(130)는 B 방향으로 회전된다.
상기 제 1 이동부(100)는 좌측 방향으로 이동되며, 상기 제 1 이동부(100)의 일면이 상기 프레임(25)에 대하여 소정 거리 이내로 접근하면 상기 제 1 감지센서(115)는 상기 프레임(25)을 감지하며, 상기 제 1 이동부(100)는 정지된다.
상기 제 1 이동부(100)가 정지된 상태에서 상기 방향 전환모터(142)가 구동되면, 상기 회전판(140) 및 이동바퀴(130)는 C 방향 회전된다. 그리고, 상기 제 1 이동부(100)는 하방으로 이동된다.
여기서, 상기 제 1 이동부(100)는, 상기한 바와 같이 미리 설정된 거리만큼 이동될 수 있다.
이와 같은 방식으로, 상기 제 1 이동부(100)는 도 6에서 점선으로 표시된 경로를 따라 이동될 수 있다. 결국, 상기 제 1 이동부(100)는 일방향 이동 및 방향 전환을 수행하면서 지그재그(zig-zag) 방식으로 상기 청소면(20)을 청소할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 2 이동부의 구성을 보여주는 저면 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 2 이동부(200)에는, 제 2 저면부(212)에 제공되는 제 2 청소부재(270)가 포함된다. 상기 제 2 청소부재(270)는 제 2 자성부재(250)의 하측에 결합될 수 있다.
상기 제 2 저면부(212)에는, 회전 가능하게 제공되어 상기 청소면(20)의 이물을 털어내는 복수의 아지테이터(245,246)가 제공된다. 상기 아지테이터(246)는 "회전 청소부재"라 이름할 수 있을 것이다.
상기 복수의 아지테이터(245,246)에는, 상기 저면부(212)의 전방에 제공되는 제 1 아지테이터(245) 및 상기 저면부(212)의 후방에 제공되는 제 2 아지테이터(246)가 포함된다.
상기 제 2 청소부재(270)는 상기 제 1 아지테이터(245)와 제 2 아지테이터(246)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 제 2 이동부(200)에는, 상기 제 1 아지테이터(245) 및 제 2 아지테이터(246)를 구동시키기 위한 복수의 구동 모터(237) 및 구동 축(239)이 포함된다.
그리고, 상기 제 2 이동부(200)에는, 상기 구동 모터(237)와 상기 제 1,2 아지테이터(245,246)의 사이에 제공되며 상기 구동 모터(237)의 구동력을 상기 제 1,2 아지테이터(245,246)에 전달하는 동력 전달부재(242)가 포함된다.
상기 동력 전달부재(242)는 상기 구동 축(239)과 상기 제 1,2 아지테이터(245,246)의 축 외주면에 감겨지도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 동력 전달부재(242)에는, 벨트 또는 로프가 포함될 수 있다.
한편, 상기 제 1,2 아지테이터(245,246)는, 하나의 구동 모터(237) 및 구동 축(239)에 의하여 구동될 수도 있을 것이다.
제 2 아지테이터(246)에는, 상기 제 2 아지테이터(246)의 회전을 감지하는 회전 감지부(248)가 제공된다. 다만, 상기 제 2 아지테이터(246)가 아닌, 상기 제 1 아지테이터(245)에 회전 감지부가 제공될 수도 있을 것이다.
상기 제 2 이동부(200)가 이동되는 과정에서, 상기 제 2 아지테이터(246)는 상기 청소면(20)과의 마찰에 의하여 회전될 수 있으며, 상기 회전 감지부(248)는 상기 제 2 아지테이터(246)의 회전을 감지하게 된다.
상기 회전 감지부(248)의 감지 결과에 따라, 상기 제 2 이동부(200)의 제어부(미도시)는 상기 구동 모터(237)를 구동시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 제 1,2 아지테이터(245,246)는 용이하게 회전될 수 있다.
상기 제 1 아지테이터(245) 또는 제 2 아지테이터(246)의 이물 털림 작용 이후에, 상기 제 1 청소부재(170)는 상기 청소면(20)의 이물을 청소할 수 있다.
도 7에 도시되지는 않으나, 상기 제 1 이동부(100)에도 상기 제 1,2 아지테이터가 구비될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 제 1 이동부의 구성을 보여주는 저면 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 제 1 이동부의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 제 1 이동부(300)에는, 제 1 저면부(312)를 가지는 제 1 본체(310) 및 상기 제 1 본체(310)의 상측에 결합되는 제 1 커버(318)가 포함된다.
상기 제 1 본체(310)와 제 1 커버(318)가 결합된 상태에서, 상기 제 1 이동부(300)는 육면체의 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 저면부(112)에는, 회전 가능한 회전판(340)이 결합된다. 상기 회전판(140)은 원판 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제 1 저면부(312)에는 상기 회전판(340)에 대응하는 개구부(311)가 형성되며, 상기 개구부(311)의 테두리에는 상기 회전판(140)이 안착되는 회전판 안착부(319)가 제공된다.
상기 회전판(340)이 상기 회전판 안착부(319)에 결합된 상태에서, 상기 회전판(340)은 상기 제 1 본체(310)의 하측으로 노출될 수 있다.
상세히, 상기 회전판(340)에는, 상기 제 1 이동부(300)의 원활한 이동을 위하여 구비되는 이동바퀴(330) 및 상기 이동바퀴(330)에 구동력을 제공하는 이동 모터(335)가 제공된다.
상기 이동바퀴(330)는 상기 회전판(340)의 대략 중심부에 배치된다.
상기 이동바퀴(330)에는, 제 1 바퀴(331) 및 제 2 바퀴(332)와, 상기 제 1 바퀴(331)와 제 2 바퀴(332)의 사이에 제공되는 연결 축(333)이 포함된다. 상기 제 1 바퀴(331)와 제 2 바퀴(332)는 상기 연결 축(333)에 의하여 서로 이격되도록 배치된다.
상기 이동 모터(335)는 양방향 회전이 가능한, 싱크로노스 모터(Synchronous Motor)일 수 있다.
그리고, 상기 이동바퀴(330)와 이동 모터(335)의 사이에는, 상기 이동 모터(335)의 구동력을 상기 이동바퀴(330)에 전달하는 구동 축(336)이 제공된다. 상기 구동 축(336)은 상기 연결 축(333)과 대략 평행하게 연장된다.
상기 이동바퀴(330)는 상기 회전판(340)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 이동바퀴(330)의 적어도 일부분은 상기 회전판(340)의 상측으로 돌출되며, 나머지 부분은 상기 회전판(340)의 하측으로 돌출된다.
즉, 상기 이동바퀴(330)는 상기 회전판(340)을 관통하도록 배치될 수 있다.
상기 이동 바퀴(330)의 외주면에는, 상기 청소면(20)에 대하여 소정의 마찰력이 유지되도록 하기 위한 미끄럼 방지홈(332)이 형성된다.
상기 회전판(340)에는, 상기 회전판(340)을 소정 방향으로 회전시키기 위하여 구동력을 제공하는 방향 전환모터(342) 및 상기 방향 전환모터(342)와 회전판(340)을 연결하는 모터 축(344)이 구비된다.
상기 연결 축(333)에는, 상기 모터 축(344)이 결합되는 축 결합부(348)가 포함된다. 상기 축 결합부(348)는 상기 회전판(340)의 중심에 제공되어, 상기 회전판(340)의 회전 중심부를 형성할 수 있다.
상기 모터 축(344)은 상기 연결 축(333) 또는 구동 축(336)에 대하여 수직한 방향으로 연장된다. 즉, 상기 모터 축(344)의 연장선은 상기 연결 축(333) 또는 구동 축(336)의 연장선과 수직하게 교차한다.
상기 방향 전환모터(342)가 구동되면, 상기 이동바퀴(330) 및 회전판(340)은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.
상기 방향 전환모터(342)는 양방향 회전이 가능한, 싱크로노스 모터(Synchronous Motor)일 수 있다.
상기 제 1 저면부(312)에는, 상기 제 1 이동부(300)의 용이한 이동을 위한 다수의 보조 바퀴(350)가 제공된다. 상기 다수의 보조 바퀴(350)는 제 1 본체(310)의 모서리부에 배치될 수 있다.
상기 보조 바퀴(350)는 상기 제 1 이동부(300)의 이동에 따라, 상기 청소면(20)과의 마찰에 의하여 회전될 수 있으며, 상기 제 1 본체(310)의 전후방 또는 좌우 균형을 맞춰주는 기능을 할 수 있다.
상기 회전 판(340)의 하측에는, 제 1 청소부재(370)가 분리 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제 1 청소부재(370)의 하면은 상기 이동 바퀴(130)의 하단부와 동일한 높이를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 제 1 청소부재(170)와 이동 바퀴(130)는 상기 청소면(20)의 일측면에 동시에 접촉될 수 있다.
상기 제 1 본체(310)에는, 상기 제 1 이동부(300)의 이동 경로상에서, 장애물의 감지가 이루어지도록 하는 제 1 감지 센서(315) 및 제 2 감지 센서(316)가 더 포함된다. 상기 제 1 감지 센서(315) 및 제 2 감지 센서(316)는 "감지부"라 이름할 수 있다.
상기 제 1 감지 센서(115) 및 제 2 감지 센서(116)는 상기 제 1 본체(110)의 전후면 및 좌우면에 복수 개로 제공될 수 있다.
상기 감지부의 감지 결과에 따라, 상기 제 1 이동부(300)가 상기 청소면(20)을 이동 또는 방향 전환하는 내용은 제 1 실시예의 설명을 원용한다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 제 1 이동부의 구성을 보여주는 저면 사시도이고, 도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 자동 청소기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 제 1 이동부(400)는 납작한 원기둥 형상을 가진다.
상기 제 1 이동부(400)에는, 저면부(412)를 가지는 제 1 본체(410)가 포함된다. 상기 저면부(412)에는, 상기 제 1 이동부(400)의 이동이 용이하도록 하는 복수의 이동바퀴(430,432)가 포함된다.
상기 복수의 이동바퀴(430,432)에는, 제 1 바퀴(430) 및 제 2 바퀴(432)가 h함된다. 상기 제 1,2 바퀴(430,432)는 각각 제 1 모터(435) 및 제 2 모터(437)에 의하여 구동될 수 있다.
상기 제 1 모터(435) 및 제 2 모터(437)는 양방향 회전이 가능한 싱크로노스 모터(Synchronous Motor)일 수 있다.
상기 제 1,2 바퀴(430,432)의 주변에는, 상기 청소면(20)을 청소하는 제 1 청소부재(470)가 제공된다.
상기 제 1,2 바퀴(430,432)의 하단부는 상기 제 1 청소부재(470)의 저면과 동일한 높이를 형성한다. 따라서, 상기 제 1,2 바퀴(430,432)와 제 1 청소부재(470)는 상기 청소면(20)의 일측면에 동시에 접촉될 수 있다.
상기 제 1 청소부재(470)의 외측에는, 복수의 제 1 자성부재(450)가 제공된다. 그리고, 상기 제 1 본체(410)의 전방에는, 장애물의 감지가 이루어지도록 하는 제 1 감지센서(415)가 제공된다.
제 2 이동부(200)는 상기 청소면(20)을 중심으로 상기 제 1 이동부(400)의 반대편에 위치한다. 상기 제 2 이동부(200)에는, 상기 제 1 자성부재(450)와 함께 자력(인력)을 형성하는 제 2 자성부재(250) 및 상기 청소면(20)의 타측면을 청소하는 제 2 청소부재(270)가 포함된다.
상기 제 1 이동부(400)에는, 상기 제 1 모터(435)와 제 2 모터(437)의 회전 방향 또는 회전수등을 제어할 수 있는 제어부(480)가 포함된다.
상기 제 1 이동부(400)의 방향 전환이 이루어지는 과정에서, 상기 제어부(480)는 상기 제 1 모터(435) 또는 제 2 모터(437)의 회전 방향 또는 회전수를 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 모터(435)는 전방 회전되고 상기 제 2 모터(437)는 후방 회전될 때, 상기 제 1 이동부(400)는 일방향으로 회전될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 모터(435) 또는 제 2 모터(437)의 회전수를 제어함으로써, 상기 제 1 이동부(400)가 회전되는 속도를 조절할 수 있다.
이와 같이, 이동부에 복수의 이동바퀴가 제공되고, 상기 복수의 이동바퀴가 각각의 구동 모터에 의하여 구동됨으로써, 상기 이동부의 주행 또는 방향 전환이 용이하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
10 : 자동 청소기 100 : 제 1 이동부
130 : 이동 바퀴 150 : 제 1 자성부재
170 : 제 1 청소부재 200 : 제 2 이동부
250 : 제 2 자성부재 270 : 제 2 청소부재

Claims (21)

  1. 청소면의 일측에 이동 가능하게 배치되는 제 1 이동부;
    상기 청소면의 타측에 이동 가능하게 배치되는 제 2 이동부;
    상기 제 1 이동부 및 제 2 이동부 중 적어도 어느 하나에 구비되는 복수의 이동 바퀴;
    상기 복수의 이동 바퀴에 구동력을 제공하는 제 1 구동모터;
    상기 복수의 이동바퀴를 연결하는 연결축;
    상기 제 1 이동부에 구비되며, 상기 제 1 이동부 또는 제 2 이동부의 진행 방향을 전환하도록 구동되는 제 2 구동모터;
    상기 제 2 구동모터로부터 상기 연결축으로 연장되어, 상기 제 2 구동모터의 구동력을 상기 복수의 이동바퀴에 전달하는 모터축;
    상기 복수의 이동바퀴에 결합되어, 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 회전판; 및
    상기 제 1 이동부 및 제 2 이동부가 상기 청소면에 대하여 상호 고정되도록 하기 위한 고정 수단이 자동 청소기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터축은 상기 제 1 구동모터의 구동 축에 대하여 수직한 방향으로 연장되는 자동 청소기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 이동부에는,
    저면부를 가지는 제 1 본체;
    상기 저면부에 결합되는 제 1 자성부재; 및
    상기 제 1 자성부재의 일측에 결합되는 제 1 청소부재가 포함되는 자동 청소기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 이동부에는,
    저면부를 가지는 제 2 본체;
    상기 저면부에 결합되는 제 2 자성부재; 및
    상기 제 2 자성부재의 일측에 결합되는 제 2 청소부재가 포함되는 자동 청소기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 수단에는,
    상기 청소면을 기준으로 양측에 배치되는 복수의 자성 부재가 포함되는 자동 청소기.
  9. 유리창의 일측면에 이동 가능하게 배치되며, 회전 가능한 회전판이 구비되는 제 1 이동부;
    상기 유리창의 타측면에 이동 가능하게 배치되는 제 2 이동부;
    상기 회전판에 결합되어 상기 회전판과 일체로 움직이며, 연결축에 의하여 연결되는 복수의 이동 바퀴;
    상기 복수의 이동 바퀴에 구동력을 제공하는 이동 모터;
    상기 이동 모터를 상기 복수의 이동 바퀴에 결합시키는 구동축;
    상기 제 2 이동부가 상기 제 1 이동부의 이동에 종속하여 이동되도록 하는 자성 부재; 및
    상기 연결축에 결합되어, 상기 연결축을 시계 또는 반시계 방향으로 회전시키는 방향 전환모터가 포함되는 자동 청소기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 방향 전환모터와 상기 연결축을 연결하는 모터축이 더 포함되는 자동 청소기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 구동축의 연장선과 모터축의 연장선은 수직하게 교차하는 자동 청소기.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 자성부재에는,
    상기 제 1 이동부에 결합되며, 상기 제 1 이동부의 외측으로 적어도 일부분이 노출되는 제 1 자성부재; 및
    상기 제 2 이동부에 결합되며, 상기 제 2 이동부의 외측으로 적어도 일부분이 노출되는 제 2 자성부재가 포함되는 자동 청소기.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 유리창의 일측면 또는 타측면의 이물을 닦아내는 흡착부재; 및
    상기 제 1 이동부 또는 제 2 이동부에 회전 가능하게 제공되며, 이물을 털어내는 회전 청소부재가 포함되는 자동 청소기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 회전 청소부재의 회전을 감지하는 회전 감지부; 및
    상기 회전 감지부의 감지 결과에 따라 상기 회전 청소부재에 회전력을 부여하는 구동 모터가 포함되는 자동 청소기.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 이동 바퀴는 상기 회전판에 관통하도록 결합되는 자동 청소기.
  19. 제 9 항에 있어서,
    상기 유리창에는, 청소면 경계를 규정하는 프레임이 더 포함되며,
    상기 방향 전환모터는,
    상기 구동부가 상기 프레임을 따라 방향 전환된 후, 상기 유리창의 중앙부를 향하여 방향 전환이 이루어지도록 구동하는 자동 청소기.
  20. 제 9 항에 있어서,
    상기 유리창에는, 청소면 경계를 규정하는 프레임이 더 포함되며,
    상기 방향 전환모터는,
    상기 구동부가 상기 프레임의 일측으로부터 타측을 향하여 지그-재그 방식으로 방향 전환이 이루어지도록 구동하는 자동 청소기.
  21. 삭제
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