KR101220848B1 - 접촉 감지 장치 및 이를 이용한 청소 로봇 - Google Patents

접촉 감지 장치 및 이를 이용한 청소 로봇 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접촉 위치를 디지털 신호로 출력하여 정확한 접촉 위치의 검출이 가능한 접촉 감지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 본 발명은 접촉 감지 장치로서, 상면에는 상부 접점이 형성되고, 저면에는 하부 접점이 형성되며, 상기 상부 접점이 물체와 접촉하면 탄성 변형되어 상기 하부 접점이 이동되도록 가압하는 상부 스위치부; 상기 상부 스위치부의 저면 하부 접점에 설치되어 접촉 검출용 전원이 인가되도록 하는 전원 라인부; 및 상기 상부 스위치부의 하부에 설치되고, 다수의 접점이 박막의 상부에 미리 설정된 패턴으로 형성되며, 상기 상부 스위치부가 탄성 변형함에 따라 상기 전원 라인부와 상기 접점을 형성한 패턴이 직교하여 접촉된 위치에 따라 서로 다른 전기 신호가 출력되도록 하는 하부 스위치부를 포함한다. 본 발명은 접촉시 발생하는 디지털 신호를 검출하여 제공함으로써, 별도의 A/D 컨버터를 사용하지 않고도 정확한 접촉 위치를 확인할 수 있는 장점이 있다.

Description

접촉 감지 장치 및 이를 이용한 청소 로봇{APPARATUS FOR DETECTING CONTACT AND CLEANING ROBOT USING THE SAME}
본 발명은 접촉 감지 장치 및 이를 이용한 청소 로봇에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 접촉 위치를 디지털 신호로 출력하여 정확한 접촉 위치의 검출이 가능하고, 주행 중 발생한 접촉 지점을 정확하게 인식하여 다음 주행시 효율적인 주행이 가능한 청소 로봇에 관한 것이다.
최근 기술의 발달로 인하여 가사를 보조하는 다양한 가정용 로봇이 출시되고 있으며, 특히 청소 로봇은 대중화되어 가고 있는 추세이다.
이와 같은 청소 로봇은 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역 내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기이다.
이러한 청소 로봇은 몸체의 전면부에 설치된 다수개의 적외선 센서 또는 초음파 센서에 의해 장애물의 존재 유무를 판별하여 가구, 사무용품, 벽 등의 장애물이 감지되면 주행방향을 전환하여 장애물을 회피하도록 구성되어 있다.
그러나, 이러한 청소 로봇에 적용되는 적외선 및 초음파 센서에 의한 장애물 감지는 물체의 반사면이 굴곡을 지니거나 일정한 각도로 면이 기울어진 상태 또는 장애물의 폭이 좁은 물체 등에 대해서는 감지가 용이하지 못한 문제점이 있다.
따라서, 청소 로봇의 주행 중에 장애물과 청소 로봇이 서로 접촉하는 현상이 발생되고, 이로 인해 청소 로봇의 몸체에 손상이 발생하게 된다.
또한, 장애물과의 접촉으로 인해 몸체에 설치된 각종 센서에 이상이 발생하여 청소 로봇의 주행 자체에 문제가 발생하는 등 여러 가지 문제점이 있다.
또한, 청소 로봇은 자율적인 청소작업의 수행을 핵심으로 하고 있으나 장애물을 회피하지 못할 경우 그 능력이 현저히 저하되어 사용이 불편하고 청소 효율이 저하되는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 다양한 접촉 감지 센서에 대한 개발이 이루어지고 있으나, 비접촉식 센서의 경우 설치가 용이한 장점은 있지만 상기에서와 같이 감지 능력에 한계가 있고, 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 접촉식 센서의 경우 검출 수단에 구비된 탄성부재의 탄성력에 따라 오동작이 검출되는 문제점이 있고, 스위치 형태의 센서를 다수 설치할 경우 복잡한 구성으로 인한 부품의 유지관리와 조립성이 저하되는 등의 문제점이 있다.
또한, 접촉 감지 센서가 설치되지 않은 곳에서 충돌이 발생하면 정확한 접촉 위치를 검출할 수 없어 청소 로봇이 다음 청소를 위해 주행할 경우 동일한 위치에서 추가 접촉이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 접촉 감지 센서는 기계적 접촉으로 인한 아날로그 방식의 신호가 출력되어 실제 사용을 위해서는 디지털 신호로 변환해야 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 접촉 위치를 디지털 신호로 출력하여 정확한 접촉 위치의 검출이 가능한 접촉 감지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 주행중 발생한 접촉 지점을 정확하게 인식하여 다음 주행시 효율적인 주행이 가능한 청소 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 접촉 감지 장치는, 상면에는 상부 접점이 형성되고, 저면에는 하부 접점이 형성되며, 상기 상부 접점이 물체와 접촉하면 탄성 변형되어 상기 하부 접점이 이동되도록 가압하는 상부 스위치부; 상기 상부 스위치부의 저면 하부 접점에 설치되어 접촉 검출용 전원이 인가되도록 하는 전원 라인부; 및 상기 상부 스위치부의 하부에 설치되고, 다수의 접점이 박막의 상부에 미리 설정된 패턴으로 형성되며, 상기 상부 스위치부가 탄성 변형함에 따라 상기 전원 라인부와 상기 접점을 형성한 패턴이 직교하여 접촉된 위치에 따라 서로 다른 전기 신호가 출력되도록 하는 하부 스위치부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 상부 스위치부는 반 원통 형상의 상부 스위치 몸체부; 상기 상부 스위치 몸체부의 상면 길이방향을 따라 상방향으로 일정 길이 돌출된 상부 접점부; 및 상기 상부 접점부와 대칭하여 상기 상부 스위치 몸체부의 저면에 하방향으로 일정 길이 돌출된 하부 접점부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 하부 스위치부는 접점이 노출되는 접점부와, 상기 접점이 절연되도록 하는 절연부가 미리 설정된 크기의 패턴으로 배치된 다수의 접점 패턴부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 접점 패턴부는 상기 접점부 및 절연부가 2n 배 간격으로 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 접점 패턴부는 띠 형상의 전도성 박막인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 하부 스위치부는 2n 비트로 상기 전기 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 피청소면을 주행하면서 피청소면의 오염물을 흡입하는 동작을 수행하는 청소 로봇으로서, 상면에는 상부 접점이 형성되고, 저면에는 하부 접점이 형성되며, 상기 상부 접점이 물체와 접촉하면 탄성 변형되어 상기 하부 접점이 이동되도록 가압하는 상부 스위치부; 상기 상부 스위치부의 저면 하부 접점에 설치되어 접촉 검출용 전원이 인가되도록 하는 전원 라인부; 상기 상부 스위치부의 하부에 설치되고, 다수의 접점이 박막의 상부에 미리 설정된 패턴으로 형성되며, 상기 상부 스위치부가 탄성 변형함에 따라 상기 전원 라인부와 상기 접점을 형성한 패턴이 직교하여 접촉된 위치에 따라 서로 다른 코드의 전기 신호가 출력되도록 하는 하부 스위치부; 상기 상부 스위치부, 전원 라인부 및 하부 스위치가 둘레를 따라 설치되는 몸체부; 및 상기 청소 로봇의 주행 중에 상기 몸체부와 장애물의 접촉으로 인하여 상기 하부 스위치가 출력하는 위치 코드 정보를 검출하고, 상기 검출된 위치 코드 정보에 따라 상기 접촉이 발생한 위치 및 방향 정보를 저장하며, 상기 저장된 정보에 근거하여 상기 청소 로봇이 상기 접촉이 발생한 위치 및 방향을 회피하여 주행되도록 하는 로봇 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 위치 코드 정보는 2n 비트로 출력되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 하부 스위치부와 로봇 제어부 사이에 설치되어 상기 하부 스위치부로부터 출력되는 병렬 코드 정보를 직렬 코드 정보로 변환하여 출력하는 신호 조합부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 접촉시 발생하는 디지털 신호를 검출하여 제공함으로써, 별도의 A/D 컨버터를 사용하지 않고도 정확한 접촉 위치를 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 접촉 감지 장치의 구조를 박막에 정형화된 패턴을 이용해 단순화함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있고 제조 비용을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 접촉 감지 장치가 청소 로봇의 몸체를 둘러싸도록 설치됨으로써, 몸체에서 접촉이 발생한 부분의 정확한 위치 정보와 청소 로봇의 다음 주행시에 접촉이 발생한 방향에 대한 정확한 정보를 제공할 수 있어 청소 로봇이 효율적으로 주행할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 접촉 감지 장치의 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 2 는 도 1의 접촉 감지 장치를 결합한 상태의 구조를 나타낸 단면도.
도 3 은 도 1의 접촉 감지 장치의 동작 상태를 나타낸 단면도.
도 4 는 도 1의 접촉 감지 장치의 접촉 위치에 따른 디지털 신호 출력 과정을 나타낸 예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 접촉 감지 장치를 이용한 청소 로봇의 구성을 나타낸 블록도.
도 6 은 도 5의 접촉 감지 장치를 이용한 청소 로봇을 나타낸 사시도.
도 7 은 도 5의 접촉 감지 장치와 신호 조합부의 신호 전달 과정을 나타낸 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 접촉 감지 장치 및 이를 이용한 청소 로봇의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 접촉 감지 장치의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 접촉 감지 장치를 결합한 상태의 구조를 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 1의 접촉 감지 장치의 동작 상태를 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 접촉 감지 장치(100)는 상부 스위치부(110)와, 전원 라인부(120)와, 하부 스위치부(130)를 포함하여 구성된다.
상기 상부 스위치부(110)는 예를 들면, 고무와 같이 유연성과 탄성력을 갖는 재질로 이루어지며, 상면에는 상부 접점이 형성되고, 저면에는 하부 접점이 형성되며, 상기 상부 접점이 물체와 접촉하면 탄성 변형되어 상기 하부 접점이 이동되도록 가압하는 구성으로서, 상부 스위치 몸체부(111)와, 상부 접점부(112)와, 하부 접점부(113)를 포함하여 구성된다.
상기 상부 스위치 몸체부(111)는 반 원통 형상의 부재로서, 평상시에는 반 원통 형상을 유지하고, 물체와의 접촉으로 인해 가압력이 발생하면 변형되며, 상기 물체로부터의 가압력이 제거되면 원래 형상인 반 원통 형상으로 돌아온다.
또한, 상기 상부 스위치 몸체부(111)는 상기 상부 스위치 몸체부(111)의 길이방향 일측에 이웃하여 상부 스위치부(110)가 병렬 연결을 통해 배열되도록 구성된다.
상기 상부 접점부(112)는 물체와 접촉하는 구성으로서, 상기 상부 스위치 몸체부(111)의 상면 중앙부에 상기 상부 스위치 몸체부(111)의 길이방향을 따라 상방향으로 일정 길이 돌출되어 형성된다.
상기 하부 접점부(113)는 상기 상부 접점부(112)와 대칭하여 상기 상부 스위치 몸체부(111)의 저면에 하방향으로 일정 길이 돌출되어 형성된다.
상기 하부 접점부(113)는 상기 상부 접점부(112)가 물체와의 접촉으로 가압력이 발생되면 상기 발생된 가압력에 의해 상기 하부 스위치(130) 방향으로 이동한다.
상기 전원 라인부(120)는 상기 상부 스위치부(110)의 하부에 설치되어 접촉이 발생한 위치에 접촉 검출용 전원(예를 들면, 5V)이 인가되도록 하여 접촉 위치를 검출한다.
또한, 상기 전원 라인부(120)는 전원 라인의 일측으로 다수의 전원 접점부(121)가 병렬로 형성되고, 각각의 전원 접점부(121)는 상기 하부 접점부(113) 저면에 밀착 고정된다.
상기 전원 라인부(120) 및 전원 접점부(121)는 바람직하게 구리 재질의 박막으로 구성된다.
상기 하부 스위치부(130)는 상기 상부 스위치부(110)의 하부에 설치되고, 다수의 접점이 박막의 상부에 미리 설정된 패턴으로 형성되며, 상기 상부 스위치부(110)가 탄성 변형함에 따라 상기 전원 라인부(120)의 전원 접점부(121)와 상기 하부 스위치부(130)에 형성된 접점 패턴이 직교하며 접촉된 위치에 따라 서로 다른 전기 신호가 출력되도록 하는 구성으로 다수의 접점 패턴부(131)와 다수의 접점부(132 내지 135)와 다수의 절연부(136)를 포함하여 구성된다.
상기 접점 패턴부(131)에는 제 1 접점 패턴부(131a)와 제 2 접점 패턴부(131b)와 제 3 접점 패턴부(131c)와 제 4 접점 패턴부(131d)로 이루어진 4개의 접점 패턴부가 형성된다.
상기 제 1 내지 제 4 접점 패턴부(131a, 131b, 131c 및 131d)는 상기 하부 스위치부(130)의 절연체 상면에 띠 형상의 전도성 박막이 미리 설정된 패턴을 갖고 설치되고, 상기 제 1 내지 제 4 접점 패턴부(131a, 131b, 131c 및 131d)의 상면은 상기 전원 접점부(121)와 밀착하여 전기가 통하도록 접점이 노출된 다수의 접점부(132 내지 135)와, 상기 전원 접점부(121)와 밀착하여도 전기가 통하지 않도록 절연된 다수의 절연부(136)가 형성된다.
상기 제 1 접점 패턴부(131a)에는 다수의 제 1 접점부(132) 및 절연부(136)가 24(2의 4승)개인 16개(접점부 8개, 절연부 8개) 형성되고, 상기 제 2 접점 패턴부(131b)에는 다수의 제 2 접점부(133) 및 절연부(136)가 23(2의 3승)개인 8개(접점부 4개, 절연부 4개) 형성되며, 상기 제 3 접점 패턴부(131c)에는 다수의 제 3 접점부(134) 및 절연부(136)가 22(2의 2승)개인 4개(접점부 2개, 절연부 2개)가 형성되고, 상기 제 4 접점 패턴부(131d)에는 제 4 접점부(132) 및 절연부(136)가 21(2의 1승)개인 2개 형성된다.
본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 4개의 접점 패턴부를 예시하였으나 상기 접점 패턴부의 개수는 접촉 위치의 정밀한 측정을 위해 얼마든지 증가시켜 구성할 수 있다.
이때 추가된 접점 패턴부의 접점부와 절연부의 개수는 2n(2의 n승)개 증가하여 구성될 수 있는 것은 당업자에게 있어서 자명할 것이다.
또한, 상기 제 1 접점 패턴부(131a)에 형성된 하나의 제 1 접점부(132)와 절연부(136) 길이의 합은 상기 제 2 접점 패턴부(131b)에 형성된 하나의 제 2 접점부(133) 길이와 같고, 상기 제 2 접점 패턴부(131b)에 형성된 하나의 제 2 접점부(133)와 절연부(136) 길이의 합은 상기 제 3 접점 패턴부(131c)에 형성된 하나의 제 3 접점부(134) 길이와 같으며, 상기 제 3 접점 패턴부(131c)에 형성된 하나의 제 3 접점부(134)와 절연부(136) 길이의 합은 상기 제 4 접점 패턴부(131d)에 형성된 하나의 제 4 접점부(135) 길이와 같다.
따라서, 임의의 위치에서 접촉이 발생하면 상기 전원 라인부(120)의 임의의 전원 접점부(121)와 상기 제 1 내지 제 4 접점 패턴부(131a, 131b, 131c 및 131d)의 접점부(132 내지 134) 또는 절연부(136)가 접촉하여 상기 하부 스위치부(130)는 2n (2의 n승)개의 접점(본 실시예에서는 22개)을 갖는 전기 신호로 출력한다.
도 4는 도 1의 접촉 감지 장치의 접촉 위치에 따른 디지털 신호 출력 과정을 나타낸 예시도이고, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 접촉 감지 장치의 동작과정을 설명한다.
임의의 위치(예를 들면 8번 위치)에서 접촉이 발생하면, 상부 스위치부(110)의 상부 접점부(112)에는 눌림에 의한 가압력이 발생하고, 상기 상부 접점부(112)에 가해지는 가압력으로 인해 상부 스위치 몸체부(111)는 변형이 발생하여 하부 접점부(113)가 접촉 위치로 이동하게 된다.
따라서 상기 하부 접점부(113)에 설치된 전원 접점부(121)와 상기 제 1 내지 제 4 접점 패턴부(131a, 131b, 131c 및 131d)의 접점부(132 내지 134) 또는 절연부(136)가 접촉하게 된다.
이때, 상기 전원 접점부(121)에는 5V의 접촉 검출용 전압이 인가되고 있어서 상기 제 1 내지 제 3 접점 패턴부(131a, 131b 및 131c)의 절연부(136)는 전기가 통하지 않게 되고, 상기 제 4 접점 패턴부(131d)의 제 4 접점부(135)에는 전기가 통하게 되어 제 4 접점 패턴부(131d)만 5V 전압을 검출할 수 있게 된다.
즉 전기가 통하지 않은 제 1 내지 제 3 접점 패턴부(131a, 131b 및 131c)는 로우(Low) 신호인 "0"을 출력하고, 전기가 통한 제 4 접점 패턴부(131d)는 하이이(High) 신호인 "1"을 출력하여 접촉이 발생한 곳의 위치 정보로 "0001"을 확인할 수 있게 된다.
접촉에 의한 가압력이 사라지면, 상기 상부 스위치 몸체부(111)의 탄성력에 의해 상기 상부 접점부(112)와 하부 접점부(113)는 원위치 된다.
도 5는 본 발명에 따른 접촉 감지 장치를 이용한 청소 로봇의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 6은 도 5의 접촉 감지 장치를 이용한 청소 로봇을 나타낸 사시도이며, 도 7은 도 5의 접촉 감지 장치와 신호 조합부의 신호 전달 과정을 나타낸 블록도이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 청소 로봇(200)은 피청소면을 주행하면서 피청소면의 오염물을 흡입하는 동작을 수행하고, 접촉 감지 장치(100)와 몸체부(210)와 신호 조합부(230)와 로봇 제어부(240)와 저장부(250)와 주행부(260)를 포함하여 구성된다.
상기 접촉 감지 장치(100)는 청소 로봇(200)의 진행 중에 장애물과의 접촉 발생시 몸체부(210)와 접촉한 위치를 감지하도록 상기 몸체부(210)의 주위 둘레를 따라 설치된다.
상기 접촉 감지 장치(100)는 상면에 상부 접점이 형성되고, 저면에는 하부 접점이 형성되며, 상기 상부 접점이 물체와 접촉하면 탄성 변형되어 상기 하부 접점이 이동되도록 가압하는 상부 스위치부(110, 도 1 참조)와, 상기 상부 스위치부(110)의 저면 하부 접점에 설치되어 접촉 검출용 전원이 인가되도록 하는 전원 라인부(120, 도 1 참조)와, 상기 상부 스위치부(110)의 하부에 설치되고, 다수의 접점이 박막의 상부에 미리 설정된 패턴으로 형성되며, 상기 상부 스위치부(110)가 탄성 변형함에 따라 상기 전원 라인부(120)와 상기 접점을 형성한 패턴이 직교하여 접촉된 위치에 따라 서로 다른 위치 코드의 전기 신호가 출력되도록 하는 하부 스위치부(130, 도 1 참조)로 구성된다.
상기 몸체부(210)는 원판 형상의 부재로 미리 설정된 기준점(220)에서 몸체부(220)의 주위 둘레를 따라 상기 접촉 감지 장치(100)가 고정되도록 하고, 내부에는 상기 신호 조합부(230)와, 로봇 제어부(240)와, 저장부(250)와 주행부(260) 등이 수납되도록 한다.
상기 신호 조합부(230)는 상기 접촉 감지 장치(100)로부터 출력되는 위치 코드 정보가 예를 들면 4개의 접점을 갖는 전기 신호를 출력하면, 8개의 접점을 갖는 전기 신호로 변환한 병렬 신호를 출력할 수도 있다.
또한, 상기 신호 조합부(230)는 선택적으로 상기 접촉 감지 장치(100)로부터 출력되는 예를 들면, 4개의 접점을 갖는 병렬 신호를 직렬 신호로 변환하여 출력하는 구성으로 대체하여 실시할 수도 있다.
상기 로봇 제어부(240)는 상기 청소 로봇의 주행 중에 상기 몸체부(210)와 장애물의 접촉으로 인하여 상기 접촉 감지 장치(100)의 하부 스위치(130)가 출력하는 위치 코드 정보를 검출하고, 상기 검출된 위치 코드 정보에 따라 상기 접촉이 발생한 위치 및 방향 정보를 저장하며, 상기 저장된 정보에 근거하여 상기 청소 로봇이 상기 접촉이 발생한 위치 및 방향을 회피하여 주행되도록 한다.
상기 위치 코드 정보는 상기 접촉 감지 장치(100)에 설치된 접점 패턴부(131, 도 1 참조)의 개수에 따라 2n 개의 접점을 갖는 전기 신호로 출력된다.
다음은 접촉 감지 장치(100)를 이용한 청소 로봇(200)의 동작을 설명한다.
상기 청소 로봇(200)이 주행중에 접촉 1, 접촉 2 및 접촉 3과 같이 3번의 충돌을 하면, 상기 접촉 감지 장치(100)는 각각의 접촉 위치에 따른 위치 코드 정보를 출력한다.
상기 로봇 제어부(240)는 상기 검출된 위치 코드 정보를 미리 설정된 기준점(220)으로부터 몸체부(210)의 어떤 위치에서 발생하였는지 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 접촉 1, 접촉 2 및 접촉 3이 발생한 위치와 방향을 알 수 있게 된다.
따라서, 상기 로봇 제어부(240)는 상기 검출된 접촉 1 내지 3의 위치 코드 정보에 근거하여 다음 주행시 상기 접촉 1 내지 3이 발생한 위치에서의 회피 주행을 할 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 접촉 감지 장치 110 : 상부 스위치부
111 : 상부 스위치 몸체부 112 : 상부 접점부
113 : 하부 접점부 120 : 전원 라인부
121 : 전원 접점부 130 : 하부 스위치부
131 : 접점 패턴부 131a : 제 1 접점 패턴부
131b : 제 2 접점 패턴부 131c : 제 3 접점 패턴부
131d : 제 4 접점 패턴부 132 : 제 1 접점부
133 : 제 2 접점부 134 : 제 3 접점부
135 : 제 4 접점부 136 : 절연부
200 : 청소 로봇 210 : 몸체부
220 : 기준점 230 : 신호 조합부
240 : 로봇 제어부 250 : 저장부
260 : 주행부

Claims (9)

  1. 접촉 감지 장치로서,
    상면에는 상부 접점이 형성되고, 저면에는 하부 접점이 형성되며, 상기 상부 접점이 물체와 접촉하면 탄성 변형되어 상기 하부 접점이 이동되도록 가압하는 상부 스위치부;
    상기 상부 스위치부의 저면 하부 접점에 설치되어 접촉 검출용 전원이 인가되도록 하는 전원 라인부; 및
    상기 상부 스위치부의 하부에 설치되고, 다수의 접점이 박막의 상부에 미리 설정된 패턴으로 형성되며, 상기 상부 스위치부가 탄성 변형함에 따라 상기 전원 라인부와 상기 접점을 형성한 패턴이 직교하여 접촉된 위치에 따라 서로 다른 전기 신호가 출력되도록 하는 하부 스위치부를 포함하는 접촉 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 스위치부는 반 원통 형상의 상부 스위치 몸체부;
    상기 상부 스위치 몸체부의 상면 길이방향을 따라 상방향으로 일정 길이 돌출된 상부 접점부; 및
    상기 상부 접점부와 대칭하여 상기 상부 스위치 몸체부의 저면에 하방향으로 일정 길이 돌출된 하부 접점부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 스위치부는 접점이 노출되는 접점부와, 상기 접점이 절연되도록 하는 절연부가 미리 설정된 크기의 패턴으로 배치된 다수의 접점 패턴부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 접점 패턴부의 상기 접점부 및 절연부는 각각 2n(2의 n승, n은 자연수)개 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 접점 패턴부는 띠 형상의 전도성 박막인 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 스위치부는 2n (2의 n승, n은 자연수)개의 접점을 갖는 전기 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  7. 피청소면을 주행하면서 피청소면의 오염물을 흡입하는 동작을 수행하는 청소 로봇으로서,
    상면에는 상부 접점이 형성되고, 저면에는 하부 접점이 형성되며, 상기 상부 접점이 물체와 접촉하면 탄성 변형되어 상기 하부 접점이 이동되도록 가압하는 상부 스위치부;
    상기 상부 스위치부의 저면 하부 접점에 설치되어 접촉 검출용 전원이 인가되도록 하는 전원 라인부;
    상기 상부 스위치부의 하부에 설치되고, 다수의 접점이 박막의 상부에 미리 설정된 패턴으로 형성되며, 상기 상부 스위치부가 탄성 변형함에 따라 상기 전원 라인부와 상기 접점을 형성한 패턴이 직교하여 접촉된 위치에 따라 서로 다른 코드의 전기 신호가 출력되도록 하는 하부 스위치부;
    상기 상부 스위치부, 전원 라인부 및 하부 스위치가 둘레를 따라 설치되는 몸체부; 및
    상기 청소 로봇의 주행 중에 상기 몸체부와 장애물의 접촉으로 인하여 상기 하부 스위치가 출력하는 위치 코드 정보를 검출하고, 상기 검출된 위치 코드 정보에 따라 상기 접촉이 발생한 위치 및 방향 정보를 저장하며, 상기 저장된 정보에 근거하여 상기 청소 로봇이 상기 접촉이 발생한 위치 및 방향을 회피하여 주행되도록 하는 로봇 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치를 이용한 청소 로봇.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 위치 코드 정보는 2n (2의 n승, n은 자연수)개의 접점을 갖는 전기 신호로 출력되는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치를 이용한 청소 로봇.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 하부 스위치부와 로봇 제어부 사이에 설치되어 상기 하부 스위치부로부터 출력되는 병렬 코드 정보를 직렬 코드 정보로 변환하여 출력하는 신호 조합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치를 이용한 청소 로봇.
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