KR101271279B1 - 청소 장치용 데브리 센서 - Google Patents

청소 장치용 데브리 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR101271279B1
KR101271279B1 KR1020117022052A KR20117022052A KR101271279B1 KR 101271279 B1 KR101271279 B1 KR 101271279B1 KR 1020117022052 A KR1020117022052 A KR 1020117022052A KR 20117022052 A KR20117022052 A KR 20117022052A KR 101271279 B1 KR101271279 B1 KR 101271279B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
debris
cleaning device
signal
sensor
cleaning
Prior art date
Application number
KR1020117022052A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110110869A (ko
Inventor
그레그 더블유. 란드리
데이비드 에이. 코헨
다니엘 오지크
Original Assignee
아이로보트 코퍼레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아이로보트 코퍼레이션 filed Critical 아이로보트 코퍼레이션
Publication of KR20110110869A publication Critical patent/KR20110110869A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101271279B1 publication Critical patent/KR101271279B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2889—Safety or protection devices or systems, e.g. for prevention of motor over-heating or for protection of the user
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
    • A47L9/281—Parameters or conditions being sensed the amount or condition of incoming dirt or dust
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
    • A47L9/2842—Suction motors or blowers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
    • A47L9/2852—Elements for displacement of the vacuum cleaner or the accessories therefor, e.g. wheels, casters or nozzles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2857—User input or output elements for control, e.g. buttons, switches or displays
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0227—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using mechanical sensing means, e.g. for sensing treated area
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0242—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using non-visible light signals, e.g. IR or UV signals
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0272—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means comprising means for registering the travel distance, e.g. revolutions of wheels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/06—Control of the cleaning action for autonomous devices; Automatic detection of the surface condition before, during or after cleaning

Abstract

데브리 스트라이크에 응답하는 압전 데브리 센서(125L, 125R) 및 관련 신호 프로세서(35)에 의해 자동 또는 비자동 청소 디바이스는 데브리의 존재를 검출하고 이에 응답하여 행동 모드, 동작 조건, 또는 스팟 커버리지 등과 같은 이동 패턴을 선택할 수 있다. 차동 좌/우 데브리 신호들의 검출 또는 발생을 가능하게 함으로써 자동 디바이스를 데브리의 방향으로 조정하는 것을 가능하게 하기 위해 다수의 센서 채널(125, 125R)이 사용될 수 있다.

Description

청소 장치용 데브리 센서{DEBRIS SENSOR FOR CLEANING APPARATUS}
관련 특허 문헌에 대한 상호 참조
본 특허 출원은 참고 문헌인 다음의 공동 소유의 미국 특허 출원 또는 특허와 관련되어 있다:
2001년 1월 24일에 출원되고 발명의 명칭이 로봇 장애물 검출 시스템인 미국 특허 출원 제09/768,773호(미국 특허 제6,594,844호)(Atty.Dkt.DP-4);
2002년 1월 3일에 출원되고 발명의 명칭이 자동 로봇의 청소 메카니즘인 미국 가특허출원 제60/345,764호;
2002년 1월 24일에 출원되고 발명의 명칭이 로봇 국부화 및 제한 방법 및 시스템인 미국 특허 출원 제10/056,804호(Atty Dkt.DP-6);
2002년 6월 12일에 출원되고 발명의 명칭이 자동 로봇의 멀티-모드 커버리지 방법 및 시스템인 미국 특허 출원 제10/167,851호(Atty Dkt. DP-5);
2002년 12월 16일에 출원되고 발명의 명칭이 자동 마루-청소 로봇인 미국 특허 출원 제10/320,729호(Atty Dkt. DP-10);
2003년 9월 12일에 출원되고 발명의 명칭이 로봇 디바이스용 내비게이션 제어 시스템인 미국 특허 출원 제10/661,835호(Atty Dkt. DP-9).
본 발명은 일반적으로 청소 장치에 관한 것으로, 특히 청소 장치의 청소 경로에서 데브리에 의한 즉각적인 스트라이크(strike)를 감지하고 청소 장치의 동작 모드의 제어를 가능하게 하기 위한 데브리 센서에 관한 것이다. 용어 "데브리(debris)"는 여기서는 쓰레기, 먼지, 및/또는 다른 미립자, 또는 자동이든 비자동이든 진공청소기 또는 다른 청소 장치에 의해 수집될 수 있는 물체를 일괄하여 나타내기 위해서 사용된다.
청소 장치용으로 적합한 데브리 센서들은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있다. 데브리 센서는 상기한 특허 출원에 공개된 것과 같은 자동 청소 디바이스들에 유용할 수 있으며, 특히 비자동 청소 디바이스에서는 더러운 영역에 진입하고 있음을 사용자에게 지시하거나, 데브리의 검출에 응답하여 전력 세팅을 증가시키거나, 일부 다른 동작 세팅을 수정하는데 유용할 수 있다.
데브리 센서의 예가 다음의 문헌들에 공개되어 있다:
De Brey 3,674,316
De Brey 3,989,311
De Brey 4,175,892
Kurz 4,601,082
Westergren 4,733,430
Martin 4,733,431
Harkonen 4,829,626
Takashima 5,105,502
Takashima 5,136,750
Kawakami 5,163,202
Yang 5,319,827
Kim 5,440,216
Gordon 5,608,944
Imamura 5,815,884
Imamura 6,023,814
Kasper 6,446,302
Gordon 6,571,422
여기서 공개된 예들 중에서, 많은 이러한 데브리 센서들은 성질이 광학적이며, 광 방출기 및 검출기를 이용한다. 예컨대, 진공청소기에 이용되는 일반적인 설계에 있어서, 광센서의 광 송신기 및 광 수신기는 먼지가 흐르는 흡입 통로 또는 청소 경로에 노출되도록 위치된다. 그러므로, 진공청소기의 사용 중에, 먼지 입자들은 광을 방출 및 검출하는 광 송신기 및 광 수신기의 노출된 표면들에 부착되기 쉬우며, 이는 결국 광 센서의 성능을 저하시킨다.
따라서, 데브리의 부착에 의해 성능이 저하되지 않는 데브리 센서를 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 종래 기술의 일반적인 데브리 센서는 저장소 또는 청소 경로 안에 가득찬 데브리의 수준에 민감하나, 즉각적인 데브리 스트라이크 또는 충돌에는 특별히 민감하지 않다.
그러므로, 데브리 스트라이크를 즉각적으로 감지하여 응답할 수 있고, 공기 흐름의 변동, 순시 전력 또는 청소 디바이스의 다른 동작 조건에는 덜 민감하면서도 청소될 바닥 또는 다른 표면상의 데브리에 즉각 응답하는 데브리 센서를 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 예컨대 데브리 센서에 의해 발생되는 신호에 기초하여 "보다 더러운" 영역 쪽으로 자동 청소 장치를 조정함으로써, 검출된 데브리에 응답하는 동작 모드, 이동 패턴 또는 행동을 갖는 자동 청소 디바이스를 제공하는 것이 유용하다.
또한, 자동 또는 비자동 청소 장치의 동작 모드를 제어, 선택 또는 변경하는데 사용될 수 있는 데브리 센서를 제공하기는 것이 바람직하다.
본 발명은 데브리 센서 및 이와 같은 데브리 센서를 활용하는 장치를 제공하며, 상기 센서는 데브리 스트라이크에 즉각 응답하며, 또한 이러한 센서를 포함하는 자동 또는 비자동 청소 장치의 동작 모드를 제어, 선택 또는 변경하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 일측면은 자동 청소 장치의 이동을 가능하게 하도록 동작 가능한 구동 시스템; 상기 구동 시스템과 통신하는 제어기로서, 상기 청소 장치의 적어도 하나의 이동 패턴을 제공하기 위해 상기 구동 시스템을 제어하도록 동작 가능한 프로세서를 포함하는 상기 제어기; 및 상기 청소 장치가 데브리를 만났음을 나타내는 데브리 신호를 발생하기 위한 데브리 센서를 구비하는 자동 청소 장치이며, 상기 프로세서는 상기 데브리 신호에 응답하여 상기 청소 장치의 미리 결정된 동작 모드들 중에서 하나의 동작 모드를 선택한다.
상기 동작 모드의 선택은 청소 장치의 이동 패턴을 선택하는 것을 포함할 수 있다.
상기 이동 패턴은 데브리를 포함하는 영역의 스팟 커버리지(spot coverage), 또는 데브리를 포함하는 영역 쪽으로 상기 청소 장치를 조정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 데브리 센서는 각각 제 1 및 제 2 데브리 신호를 발생하도록 동작 가능한 이격된 제 1 및 제 2 데브리 감지 소자를 포함할 수 있고, 상기 프로세서는 상기 제 1 및 제 2 데브리 신호에 응답하여, 보다 많은 데브리를 갖는 쪽(예컨대, 좌측 또는 우측)으로 조정하는 것과 같은 이동 패턴을 선택할 수 있다.
상기 데브리 센서는 상기 청소 장치의 청소 경로에 근접 위치되고, 데브리 스트라이크에 응답하여 이와 같은 스트라이크를 나타내는 신호를 발생하는 압전 센서 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 데브리 센서는 또한 비자동 청소 장치에 통합될 수 있다. 본 발명의 이 측면은 청소 경로에 근접 위치되고, 데브리 스트라이크에 응답하여 그와 같은 스트라이크를 나타내는 데브리 신호를 발생하는 압전 센서; 및 상기 데브리 신호에 응답하여 상기 청소 장치의 동작 모드를 변경하는 프로세서를 포함할 수 있다. 동작 모드의 변경은 사용자-인지가능 지시기 광을 발광시키는 것, 전력 세팅을 변경하는 것(예컨대, 보다 많은 데브리를 만날 때에는 보다 높은 전력 세팅), 또는 상기 장치의 이동 속도를 느리게 하거나 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 청소 장치의 청소 경로에 근접 위치되거나 상기 청소 경로 내에 위치되고, 데브리 스트라이크에 응답하여 이와 같은 스트라이크를 나타내는 제 1 신호를 발생하는 압전 소자; 및 상기 청소 장치가 만나는 데브리의 특징을 나타내는 제 2 신호를 발생하기 위해 제 1 신호를 처리하도록 동작 가능한 프로세서를 구비하는 데브리 센서이다. 상기 특징은 예컨대 데브리의 양 또는 부피 파라미터, 또는 상기 청소 장치의 현재 위치로부터 데브리를 포함하는 영역으로의 벡터일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 마루 또는 다른 표면을 횡단하는 자동 청소 디바이스의 움직임을 이용하며, 데브리 구배를 계산하기 위해 청소 디바이스의 이동에 관한 정보와 더불어 데브리 신호를 처리한다. 데브리 구배는 자동 청소 장치가 표면을 따라 이동함에 따른 데브리 스트라이크 카운트의 변화를 나타낸다. 구배의 부호(데브리의 증가 또는 감소와 연관된 포지티브 또는 네가티브)를 검사함으로써, 자동 청소 디바이스 제어기는 데브리 필드를 가장 효과적으로 청소하기 위해 디바이스의 경로 또는 이동 패턴을 연속적으로 조절할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 측면, 특징 및 이점은, 본 발명의 실시예들이 도시되고 예로서 설명된 이하의 설명 및 첨부 도면으로부터 보다 명백해질 것이다.
본 발명이 사용되는 경우, 본 발명에 따라 자동 청소 디바이스는 자신의 동작을 제어할 수 있거나, 예컨대, 데브리 센서에 의해 발생된 신호들에 기초하여 "보다 더러운" 영역 쪽으로 상기 청소 디바이스를 조정함으로써 검출된 데브리에 응답하여 동작 모드, 이동 패턴, 또는 행동 중에서 선택을 할 수 있다.
상기 데브리 센서는 또한, 자동 또는 비자동 청소 장치의 동작 모드를 제어, 선택 또는 변경하기 위해서 비자동 청소 디바이스에 사용될 수 있다.
또한, 공개된 신호 처리 구조 및 회로는 높은 신호대 잡음비를 제공하기 위해 압전 데브리 센서와 더불어 특히 유용하다.
본 발명이 사용되는 경우, 본 발명에 따라 자동 청소 디바이스는 자신의 동작을 제어할 수 있거나, 예컨대, 데브리 센서에 의해 발생된 신호들에 기초하여 "보다 더러운" 영역 쪽으로 상기 청소 디바이스를 조정함으로써 검출된 데브리에 응답하여 동작 모드, 이동 패턴, 또는 행동 중에서 선택을 할 수 있다.
상기 데브리 센서는 또한, 자동 또는 비자동 청소 장치의 동작 모드를 제어, 선택 또는 변경하기 위해서 비자동 청소 디바이스에 사용될 수 있다.
또한, 공개된 신호 처리 구조 및 회로는 높은 신호대 잡음비를 제공하기 위해 압전 데브리 센서와 더불어 특히 유용하다.
그러므로, 데브리 스트라이크를 즉각적으로 감지하여 응답할 수 있고, 공기 흐름의 변동, 순시 전력 또는 청소 디바이스의 다른 동작 조건에는 덜 민감하면서도 청소될 바닥 또는 다른 표면상의 데브리에 즉각 응답하는 데브리 센서를 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 예컨대 데브리 센서에 의해 발생되는 신호에 기초하여 "보다 더러운" 영역 쪽으로 자동 청소 장치를 조정함으로써, 검출된 데브리에 응답하는 동작 모드, 이동 패턴 또는 행동을 갖는 자동 청소 디바이스를 제공하는 것이 유용하다.
또한, 자동 또는 비자동 청소 장치의 동작 모드를 제어, 선택 또는 변경하는데 사용될 수 있는 데브리 센서를 제공하기는 것이 바람직하다.
본 발명은 데브리 센서 및 이와 같은 데브리 센서를 활용하는 장치를 제공하며, 상기 센서는 데브리 스트라이크에 즉각 응답하며, 또한 이러한 센서를 포함하는 자동 또는 비자동 청소 장치의 동작 모드를 제어, 선택 또는 변경하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 일측면은 자동 청소 장치의 이동을 가능하게 하도록 동작 가능한 구동 시스템; 상기 구동 시스템과 통신하는 제어기로서, 상기 청소 장치의 적어도 하나의 이동 패턴을 제공하기 위해 상기 구동 시스템을 제어하도록 동작 가능한 프로세서를 포함하는 상기 제어기; 및 상기 청소 장치가 데브리를 만났음을 나타내는 데브리 신호를 발생하기 위한 데브리 센서를 구비하는 자동 청소 장치이며, 상기 프로세서는 상기 데브리 신호에 응답하여 상기 청소 장치의 미리 결정된 동작 모드들 중에서 하나의 동작 모드를 선택한다.
상기 동작 모드의 선택은 청소 장치의 이동 패턴을 선택하는 것을 포함할 수 있다.
상기 이동 패턴은 데브리를 포함하는 영역의 스팟 커버리지(spot coverage), 또는 데브리를 포함하는 영역 쪽으로 상기 청소 장치를 조정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 데브리 센서는 각각 제 1 및 제 2 데브리 신호를 발생하도록 동작 가능한 이격된 제 1 및 제 2 데브리 감지 소자를 포함할 수 있고, 상기 프로세서는 상기 제 1 및 제 2 데브리 신호에 응답하여, 보다 많은 데브리를 갖는 쪽(예컨대, 좌측 또는 우측)으로 조정하는 것과 같은 이동 패턴을 선택할 수 있다.
상기 데브리 센서는 상기 청소 장치의 청소 경로에 근접 위치되고, 데브리 스트라이크에 응답하여 이와 같은 스트라이크를 나타내는 신호를 발생하는 압전 센서 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 데브리 센서는 또한 비자동 청소 장치에 통합될 수 있다. 본 발명의 이 측면은 청소 경로에 근접 위치되고, 데브리 스트라이크에 응답하여 그와 같은 스트라이크를 나타내는 데브리 신호를 발생하는 압전 센서; 및 상기 데브리 신호에 응답하여 상기 청소 장치의 동작 모드를 변경하는 프로세서를 포함할 수 있다. 동작 모드의 변경은 사용자-인지가능 지시기 광을 발광시키는 것, 전력 세팅을 변경하는 것(예컨대, 보다 많은 데브리를 만날 때에는 보다 높은 전력 세팅), 또는 상기 장치의 이동 속도를 느리게 하거나 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 청소 장치의 청소 경로에 근접 위치되거나 상기 청소 경로 내에 위치되고, 데브리 스트라이크에 응답하여 이와 같은 스트라이크를 나타내는 제 1 신호를 발생하는 압전 소자; 및 상기 청소 장치가 만나는 데브리의 특징을 나타내는 제 2 신호를 발생하기 위해 제 1 신호를 처리하도록 동작 가능한 프로세서를 구비하는 데브리 센서이다. 상기 특징은 예컨대 데브리의 양 또는 부피 파라미터, 또는 상기 청소 장치의 현재 위치로부터 데브리를 포함하는 영역으로의 벡터일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 마루 또는 다른 표면을 횡단하는 자동 청소 디바이스의 움직임을 이용하며, 데브리 구배를 계산하기 위해 청소 디바이스의 이동에 관한 정보와 더불어 데브리 신호를 처리한다. 데브리 구배는 자동 청소 장치가 표면을 따라 이동함에 따른 데브리 스트라이크 카운트의 변화를 나타낸다. 구배의 부호(데브리의 증가 또는 감소와 연관된 포지티브 또는 네가티브)를 검사함으로써, 자동 청소 디바이스 제어기는 데브리 필드를 가장 효과적으로 청소하기 위해 디바이스의 경로 또는 이동 패턴을 연속적으로 조절할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 측면, 특징 및 이점은, 본 발명의 실시예들이 도시되고 예로서 설명된 이하의 설명 및 첨부 도면으로부터 보다 명백해질 것이다. 다음은 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
본 발명의 데브리 센서는 광범위한 자동 청소 디바이스들(실제로, 도 7에 예로서 도시된 비자동 청소 디바이스들)에 통합될 수 있지만, 도 1 내지 도 3에 도시된 예시적인 자동 청소 디바이스의 문맥에서 먼저 설명한다. 이와 같은 자동 청소 디바이스의 구조, 기능 및 행동 모드들의 다른 상세한 사항들은 본 명세서의 참고 문헌인, 위에서 상호 참조 절에서 언급한 특허 출원들에 설명되어 있다. 따라서, 이하의 상세한 설명은 다음의 절들로 구성된다.
I. 예시적인 자동 청소 디바이스
II. 자동 청소 디바이스의 행동 모드
III. 데브리 센서 구조
IV. 신호 처리
V. 결론
I. 자동 청소 디바이스
이제, 여러 도면에 걸쳐서 동일한 참조 번호가 대응 또는 유사한 요소를 나타내는 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 데브리 센서가 통합될 수 있는 예시적인 자동 청소 디바이스(100)의 평면 개략도이다. 도 2는 도 1의 로봇 디바이스(100)의 하드웨어의 블록도이다.
본 발명의 데브리 감지 시스템이 어떻게 사용될 수 있는 지에 대한 보다 완전한 이해를 제공하기 위해서, 미국 매사추세츠 버링톤 소재의 아이로봇 코포레이션(iRobot Corporation)이 상표 ROOMBA로 판매하고 있는 자동 청소 디바이스(100)의 하드웨어 및 행동 모드(청소 동작을 위한 커버리지 행동 또는 이동 패턴; 일시적인 이동 패턴을 위한 탈출 행동; 및 비상 상태를 위한 안전 행동)의 예들에 대해 설명한다. 그러나, 본 발명은 비자동 청소 디바이스에도 이용될 수 있으며, 일 예를 도 7을 참조하여 후술한다.
다음 설명에서, 용어 "전방의" 및 "앞으로의"는 로봇 디바이스의 주된 이동 방향(전방)(도 1에서 참조 문자 "FM"으로 나타낸 화살표 참조)을 나타내기 위해 사용된다. 로봇 디바이스(100)의 전/후방 축(FAx)은 로봇 디바이스(100)를 대체로 대칭인 우측 절반부와 좌측 절반부로 나누는 로봇 디바이스(100)의 중앙 직경과 일치하며, 상기 절반부들은 지배적인 쪽(dominant side)과 비지배적인 쪽(non-dominant side)으로 각각 정의된다.
이와 같은 로봇 청소 디바이스(100)의 일 예는 섀시(102) 및 상기 섀시(102)에 확보된 외부 쉘(outer shell; 104)을 포함하는 대체로 디스크형인 하우징 인프라구조를 가지며, 상기 섀시와 외부 쉘은 (가구 아래에서의 이동을 용이하게 하기 위해) 최소 높이의 구조적 엔벌로프를 정의한다. 로봇 디바이스(100)의 하드웨어는 일반적으로 전원 시스템, 원동력 시스템(여기서는 "구동 시스템"이라고도 함), 센서 시스템, 제어 모듈, 측면 브러쉬 어셈블리, 또는 자기 조정 청소 헤드 시스템의 기능 요소들로서 분류되며, 이들 모두는 하우징 인프라구조와 통합된다. 이와 같은 분류된 하드웨어 이외에, 로봇 디바이스(100)는 대체로 아치형인 구조를 갖는 전방 범퍼(106) 및 노우즈-휠(nose-wheel) 어셈블리(108)를 더 포함한다.
전방 범퍼(106)(단일 구성 요소로서 예시되어 있음. 대안으로, 2-세그먼트 구성 요소일 수 있음)는 (변위 가능한 지지 부재 쌍에 의해) 섀시(102)와 이동 가능한 조합으로 통합되어 섀시(102)로부터 바깥쪽으로 확장되어 있다. 로봇 디바이스(100)가 이동 중에 장애물(예컨대, 벽, 가구)과 부딪힐 때마다, 범퍼(106)는 섀시(102) 쪽으로 변위되고(압축되고), 장애물과의 접촉이 종료될 때 확장(동작) 위치로 복귀한다.
노우즈-휠 어셈블리(108)는 청소되고 있는 표면상에서 자유롭게 회전하는 청소 동작 중에 (로봇 디바이스(100)의 무게로 인해) 후퇴된 위치에 있도록 섀시(102)와 바이어싱 조합(biased combination)으로 장착된다. 노우즈-휠 서브어셈블리(108)는 동작 중에 급경사면(예컨대, 내려가는 계단, 난평면 마루(split-level floors))을 만나면 확장 위치로 바이어싱된다.
로봇 디바이스(100)의 전기적으로 동작하는 하드웨어에 전력을 공급하기 위해 에너지를 제공하는 전력 시스템의 하드웨어는 섀시(102)와 통합되는 재충전 가능 배터리 팩(110)(및 도시되지 않은 관련 전도 라인)을 구비한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 원동력 시스템은 로봇 디바이스(100)를 추진시키고, 로봇 디바이스(100)의 이동 중에 청소 메카니즘, 예컨대, 측면 브러쉬 어셈블리 및 자기 조정 청소 헤드 시스템을 동작시키는 수단을 제공한다. 원동력 시스템은 좌측 및 우측 메인 구동 휠 어셈블리들(112L, 112R), 독립적인 관련 전기 모터(114L, 114R), 및 각각 측면 브러쉬 어셈블리 및 자기 조정 청소 헤드 서브시스템의 동작을 위한 전기 모터(116, 118)를 구비한다.
*전기 모터(114L, 114R)는 각각 메인 구동 휠 어셈블리(112L, 112R)에 기계적으로 연결되어, 행동 모드의 구현에 대한 응답으로서 제어 모듈에 의해 발생되는 제어 신호에 의해, 또는 상세히 후술되는 바와 같이 도 1에 도시된 좌측 및 우측 데브리 센서들(125L, 125R)에 의해 발생되는 데브리 신호들에 응답하여, 독립적으로 동작된다.
전기 모터(114L, 114R)의 독립적인 동작에 의해, 메인 휠 어셈블리(112L, 112R)는 (1)직선으로, 즉 전방 또는 후방으로 로봇 디바이스(100)를 추진시키기 위해 동일한 방향과 동일한 속도로 회전될 수 있고; (2)(날카롭고 얕은 회전의 스펙트럼에 걸쳐) 로봇 디바이스(100)에 대한 다양한 우측 및/또는 좌측 회전 패턴을 행하기 위해 다르게 회전될 수 있으며(하나의 휠 어셈블리가 회전하지 않는 상태를 포함); (3)로봇 디바이스(100)의 이동 능력의 광범위한 레퍼토리를 제공하기 위하여 로봇 디바이스(100)를 제자리에서 회전시키기 위해, 즉, "좁은 장소에서 회전시키기 위해" 반대 방향으로 동일한 속도로 회전될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 센서 시스템은 로봇 디바이스(100)의 행동 모드 동작을 제어하는 신호들을 발생하도록 동작하는 다양한 상이한 센서 유닛들을 구비한다. 상기한 로봇 디바이스(100)는 장애물 검출 유닛(120), 클리프(cliff) 검출 유닛(122), 휠 드롭 센서(124), 장애물-추종(obstacle-following) 유닛(126), 가상 벽 전방향성 검출기(128), 스톨(stall)-센서 유닛(130), 메인 휠 엔코더 유닛(132), 및 본 발명에 따라 보다 상세하게 후술되는 좌측 및 우측 데브리 센서(125L, 125R)를 포함한다.
일실시예에서, 장애물("범프(bump)") 검출 유닛(120)은 전방 범퍼(106)의 변위 가능한 지지 부재 쌍과 조합하여 장착되는 IR 브레이크 빔 센서일 수 있다. 이들 검출 유닛(120)은 로봇 디바이스(100)가 장애물과 부딪혀 전방 범퍼(106)가 압축될 때마다 하나 이상의 지지 부재 쌍간의 상대적 변위를 나타내는 하나 이상의 신호를 발생하도록 동작한다. 이들 신호는 로봇 디바이스(100)의 전후방 축(FAx)에 대한 장애물과의 접촉의 근사점(및 구현될 행동 모드(들))을 결정하기 위해 제어 모듈에 의해 처리된다.
클리프 검출 유닛(122)은 전방 범퍼(106)와 조합하여 장착된다. 각 클리프 검출 유닛(122)은 방출기에 의해 하방으로 방출되는 방사광이 검출기가 횡단하면서 검출하는 표면으로부터 반사되도록 초점을 설정하기 위해 구성 및 동작되는 IR 방출기-검출기 쌍을 구비한다. 반사된 방사광이 검출기에 의해 검출되지 않으면, 즉, 급경사면을 만나면, 클리프 검출 유닛(122)은 (하나 이상의 행동 모드들을 구현시키는) 신호를 제어 모듈로 전송한다.
접촉 스위치와 같은 휠 드롭 센서(124)는 메인 구동 휠 어셈블리(112L, 112R) 및 노우즈 휠 어셈블리(108)의 각각과 통합되어, 어느 휠 어셈블리가 확장 위치에 있을 때마다, 즉, 횡단되는 표면과 비접촉 상태일 때마다 신호를 발생하도록 동작한다(이는 제어 모듈에게 하나 이상의 행동 모드를 구현하게 함).
상기한 실시예의 장애물-추종 유닛(126)은 로봇 디바이스(100)의 '지배적인' 쪽(도 1에서 우측)에 장착되는 IR 방출기-검출기 쌍이다. 상기 방출기-검출기 쌍은 클리프 검출 유닛(112)과 구성이 유사하나, 방출기가 로봇 디바이스(100)의 지배적인 쪽으로부터 측방향으로 방사광을 방출하도록 위치된다. 상기 유닛(126)은 방사광이 장애물로부터 반사되어 검출기에 의해 검출됨에 의해 장애물이 검출될 때마다 신호를 제어 모듈에 전송하도록 동작한다. 제어 모듈은 이 신호에 응답하여 하나 이상의 행동 모드를 구현시킨다.
로봇 디바이스(100)의 상기한 실시예와 함께 사용되는 가상 벽 검출 시스템은 외부 쉘(104)의 최상부에 장착되는 전방향성 검출기(128), 및 축방향으로 지향되는 제한 빔(confinement beam)을 송신하는 독립형 송신 유닛(도시되지 않음)을 구비한다. 독립형 송신 유닛은 방출된 제한 빔이 정의된 작업 영역으로 통하는 진입로를 차단하도록 위치되어, 로봇 디바이스(100)의 동작을 상기 정의된 작업 영역 내로 (예컨대, 로봇 디바이스(100)를 청소될 특정 방 안으로 한정하기 위해 출입구내로) 제한한다. 제한 빔의 검출시, 전방향성 검출기(128)는 (로봇 디바이스(100)를 독립형 송신 유닛에 의해 발생된 제한 빔으로부터 떨어져 이동시킬 수 있도록 하나 이상의 행동 모드들이 구현되게 하는) 신호를 제어 모듈에 전송한다.
스톨 센서 유닛(130)은 각 전기 모터(114L, 114R, 116, 118)와 통합되고, 해당 전기 모터에서 전류 변화가 검출될 때(구동되는 대응 하드웨어에서의 기능 장애 상태를 나타냄) 신호를 제어 모듈로 전송하도록 동작한다. 제어 모듈은 이와 같은 신호에 응답하여 하나 이상의 행동 모드를 구현하도록 동작한다.
IR 엔코더 유닛(132)(도 2를 참조)은 각 메인 휠 어셈블리(112L, 112R)와 통합되어, 대응 휠의 회전을 검출하여 대응 신호를 제어 모듈에 전송하도록 동작한다(휠 회전은 로봇 디바이스(100)에 이동 거리의 추정치를 제공하는데 사용될 수 있음).
제어 모듈: 이제 도 2를 참조하면, 제어 모듈은 센서, 및 로봇 디바이스(100)의 제어가능 하드웨어에 연결된 I/O 포트들을 포함하는 마이크로 프로세싱 유닛(135), 마이크로제어기(예컨대, 모토로라 MC9512E128CPV 16-비트 제어기), 및 ROM 및 RAM 메모리를 구비한다. I/O 포트들은 마이크로제어기와 센서 유닛(상세히 후술되는 좌측 및 우측 데브리 센서(125)를 포함)과 제어가능 하드웨어 사이에서 인터페이스로서 기능하며, 센서 유닛들에 의해 발생된 신호를 마이크로제어기에 전송하고 마이크로제어기에 의해 발생되는 제어(명령) 신호를 상기 제어가능 하드웨어에 전송하여 특정 행동 모드를 구현한다.
상기 마이크로제어기는 센서 신호들을 처리하기 위한 명령 세트들을 실행하고, 이와 같은 처리된 신호들에 기초하여 특정 행동 모드를 구현하며, 로봇 디바이스(100)에 대한 구현된 행동 모드에 기초하여 제어가능 하드웨어의 제어(명령) 신호를 발생하도록 동작한다. 로봇 디바이스(100)의 청소 커버리지 및 제어 프로그램들은, 행동 모드, 센서 처리 알고리즘, 제어 신호 발생 알고리즘, 및 어느 행동 모드 또는 모드들이 로봇 디바이스(100)에 의해 제어되어야 하는지를 결정하기 위한 우선 순위화 알고리즘을 포함하는 마이크로 프로세싱 유닛(135)의 ROM에 저장된다. 마이크로 프로세싱 유닛(135)의 RAM은 로봇 디바이스(100)가 현재 동작되고 있는 행동 모드(들)의 ID 및 관련 하드웨어 명령들을 포함해서 상기 로봇 디바이스(100)의 액티브 상태를 저장하는데 사용된다.
도 1을 다시 참조하면, 하우징 인프라구조의 주변 바깥쪽에 있는 미립자를 흡수하여 자기 조정 청소 헤드 시스템 쪽으로 안내하도록 구성되어 동작하는 브러쉬 어셈블리(140)가 도시되어 있다. 측면 브러쉬 어셈블리(140)는 로봇 디바이스가 장애물-추종 행동 모드로 동작할 때 베이스-보드(base-boards)에 인접한 표면을 청소하는 능력을 로봇 디바이스(100)에 제공한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 측면 브러쉬 어셈블리(140)는 바람직하게는 로봇 디바이스(100)의 지배적인 쪽 상에서 전방 4분면(quadrant)에서 섀시(102)와 조합되어 장착된다.
상기한 로봇 디바이스(100)의 자기 조정 청소 헤드 시스템(145)은 2단 브러쉬 어셈블리 및 진공 어셈블리를 구비하고, 각 어셈블리는 전기 모터(도 1의 참조 번호(118)는 실제로 2개의 독립적인 전기 모터, 즉 브러쉬 어셈블리용 전기 모터 및 진공 어셈블리용 전기 모터를 나타냄)에 의해 독립적으로 전원 공급된다. 로봇 디바이스(100)의 청소 능력의 특징은 통상적으로 청소 헤드 시스템(145)의 폭에 있다(도 1의 참조 문자 W 참조).
이제 도 3을 참조하면, 로봇 청소 디바이스의 일실시예에서, 청소 브러쉬 어셈블리는 비대칭의 역회전 플래퍼(flapper) 및 메인 브러쉬 요소(92, 94)를 구비하며, 이들 각각은 진공 어셈블리 입구(84)의 전방에 위치되어, 미립자 데브리(127)를 탈착 가능 먼지 카트리지(86) 안으로 안내하도록 동작한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 자동 청소 장치는 상세하게 후술되는 바와 같이 압전 센서 소자일 수 있는 좌측 및 우측 데브리 센서 소자들(125PS)을 또한 포함할 수 있다. 압전 데브리 센서 소자들(125PS)은 예컨대 청소 헤드의 지붕에 장착된 청소 디바이스의 청소 경로에 배치될 수 있으며, 따라서 브러쉬 요소가 쓸어 모아 진공에 의해 끌어 올려지는 입자들(127)이 스트라이크할 때, 데브리 센서 소자(125PS)는 데브리 충돌 및 따라서 자동 청소 디바이스가 동작하는 영역에 데브리의 존재를 나타내는 전기 펄스를 발생할 수 있다.
특히, 도 3에 도시된 배열에서, 센서 소자(125PS)는 실질적으로, 메인 및 플래퍼 브러쉬들(94, 92)이 만나는 축(AX)에 위치하며, 따라서 입자들은 센서 소자(125PS)를 최대력으로 스트라이크하게 된다.
도 1에 도시되고 상세하게 후술되는 바와 같이, 로봇 청소 디바이스는, 로봇 청소 디바이스에게 "더러운" 영역의 방향으로 회전하도록 시그널링하도록 처리될 수 있는 별도의 좌측 및 우측 데브리 신호들을 발생하기 위한 좌측 및 우측 압전 데브리 센서들을 구비할 수 있다.
청소 디바이스의 행동 모드들의 일반적인 측면에 대해 간단히 설명한 후, 신호 처리, 및 압전 데브리 센서들이 발생하는 데브리 신호에 기초한 행동 모드들의 선택뿐만 아니라, 압전 데브리 센서의 동작에 대해 설명한다.
II. 행동 모드
로봇 디바이스(100)는 정의된 작업 영역을 효과적으로 청소하기 위해 다양한 행동 모드들을 이용할 수 있으며, 여기서 행동 모드들은 병렬 동작될 수 있는 제어 시스템들의 레이어들(layers)이다. 마이크로프로세서 유닛(135)은 센서 시스템으로부터의 입력들에 기초하여 어느 주어진 시나리오에 대해 하나 이상의 지배적인 행동 모드를 식별 및 구현하기 위해 우선 순위화된 중재 기법을 실행하도록 동작한다.
상기한 로봇 디바이스(100)의 행동 모드들은, (1)커버리지 행동 모드; (2)탈출 행동 모드; 및 (3)안전 행동 모드로서 특징지어질 수 있다. 커버리지 행동 모드는 주로, 로봇 디바이스(100)가 효율적이고 효과적인 방식으로 청소 동작을 수행할 수 있도록 설계되고, 탈출 및 안전 행동 모드는 센서 시스템으로부터의 신호가 로봇 디바이스(100)의 정상 동작이 손상됨을, 예컨대, 장애물을 만났음을, 또는 손상될 가능성이 있음을, 예컨대, 급경사면이 검출될 가능성이 있음을 나타낼 때 구현되는 우선 순위 행동 모드이다.
로봇 디바이스(100)의 대표적이고 예시적인 커버리지 행동(청소) 모드는, (1)스팟 커버리지 패턴, (2)장애물-추종(또는 에지-청소) 커버리지 패턴, 및 (3)방 커버리지 패턴을 포함한다. 스팟 커버리지 패턴에 의해, 로봇 디바이스(100)는 정의된 작업 영역 내의 제한된 영역, 예컨대, 높은-트래픽 영역을 청소할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 스팟 커버리지 패턴은 스파이럴 알고리즘(spiral algorithm)에 의해 구현된다(그러나, 다른 타입의 자체 한정된 영역 알고리즘(self-bounded area algorithms), 예컨대, 다각형(polygonal)이 사용될 수 있음). 로봇 디바이스(100)의 외향 스파이럴링 이동(바람직함) 또는 내향 스파이럴링 이동을 야기하는 스파이럴 알고리즘은 회전 반경/반경들을 시간의 함수로서 변화시키기 위해(로봇 디바이스(100)의 스파이럴 이동 패턴을 증가/감소시킴) 마이크로프로세싱 유닛(135)으로부터 메인 휠 어셈블리(112L, 112R)로의 제어 신호에 의해 구현된다.
로봇 디바이스(100)는 미리 결정된 또는 랜덤한 시간 기간 동안, 미리 결정된 또는랜덤한 거리(예컨대, 최대 스파이럴 거리) 동안, 및/또는 특정 이벤트가 발생할 때까지, 예컨대 장애물 검출 유닛들(120) 중 하나 이상의 장애물 검출 유닛이 활성화될 때까지 스팟 커버리지 패턴으로 동작된다. 일단 천이 조건이 일어나면, 로봇 디바이스(100)는 다른 행동 모드, 예컨대, 직선 행동 모드(로봇 디바이스(100)의 바람직한 실시예에서, 직선 행동 모드는 대략 0.306 m/s의 프리세트된 속도로 대략 직선으로 로봇을 추진하는 낮은 우선 순위의 디폴트 행동임) 또는 직선 행동 모드와 조합된 바운스(bounce) 행동 모드를 구현하거나 그 모드로 천이할 수 있다.
천이 조건이 로봇 디바이스(100)가 장애물을 만나는 것이면, 로봇 디바이스(100)는 상이한 행동 모드로의 천이 대신에 다른 동작을 취할 수 있다. 로봇 디바이스(100)는 장애물을 회피하거나 탈출하기 위해 행동 모드를 즉각 구현할 수 있고, 스파이럴 알고리즘의 제어로 동작을 재개할 수 있다(즉, 동일한 방향으로 계속 스파이럴링함). 대안으로, 로봇 디바이스(100)는 장애물을 회피 또는 탈출하기 위해 행동 모드를 바로 구현하여 스파이럴 알고리즘의 제어로 동작을 재개할 수 있다(그러나, 반대 방향에서는, 반사 스파이어링).
장애물-추종 커버리지 패턴에 의해, 로봇 디바이스(100)는 정의된 작업 영역의 주변, 예컨대, 벽에 의해 경계가 형성된 방, 및/또는 정의된 작업 영역 내의 장애물(예컨대, 가구)의 주변을 청소할 수 있다. 바람직하게, 도 1의 로봇 디바이스(100)는 장애물, 예컨대, 벽, 가구에 대해 자신의 위치를 연속적으로 유지하는데 장애물-추종 유닛(126)(도 1 참조)을 이용하며, 따라서 로봇 디바이스(100)의 움직임으로 장애물에 인접 이동하여 장애물의 주변을 따라 동시에 청소할 수 있다. 장애물-추종 행동 패턴을 구현하는데 장애물-추종 유닛(126)의 다른 실시예들이 이용될 수 있다.
제 1 실시예에서, 장애물-추종 유닛(126)은 장애물의 존재 또는 부재를 검출하도록 동작된다. 대안적인 실시예에서, 장애물-추종 유닛(126)은 장애물을 검출하여 장애물과 로봇 디바이스(100)간의 미리 결정된 거리를 유지시키도록 동작된다. 제 1 실시예에서, 마이크로 프로세싱 유닛(135)은 장애물에 대해 자신의 위치를 유지하기 위해 장애물-추종 유닛으로부터의 신호들에 응답하여 작은 CW 또는 CCW 회전을 구현하도록 동작한다. 로봇 디바이스(100)는, 자신이 장애물 검출로부터 비검출로 (반사로부터 비반사로) 천이할 때 작은 CW을 구현하고, 비검출로부터 검출로 (비반사로부터 반사로) 천이할 때 작은 CCW 회전을 구현한다. 장애물로부터 미리 결정된 거리를 유지하기 위해 유사한 회전 행동들이 로봇 디바이스(100)에 의해 구현된다.
로봇 디바이스(100)는 미리 결정된 또는랜덤한 시간 기간 동안에, 미리 결정된 또는랜덤한 거리(예컨대, 최대 또는 최소 거리) 동안에, 및/또는 지정된 이벤트가 발생할 때까지, 예컨대, 장애물 검출 유닛들(120) 중 하나 이상의 장애물 검출 유닛들이 미리 결정된 회수만큼 활성화될 때까지(일괄하여 천이 조건이라함) 장애물-추종 행동 모드로 동작된다. 특정 실시예들에서, 마이크로프로세서(135)는 장애물-추종 행동 모드에서의 장애물-검출 유닛(120)의 활성화시 로봇 디바이스로 하여금 정렬 행동 모드를 구현하도록 할 것이며, 이 모드에서 로봇 디바이스(100)를 장애물과 정렬시키기 위해 최소각 CCW 회전이 구현된다.
방 커버리지 패턴은 벽, 계단, 장애물 또는 다른 장벽(예컨대, 가상 벽 유닛)에 의해 경계가 형성된, 어느 정의된 작업 영역을 청소하기 위해 로봇 디바이스(100)에 의해 사용될 수 있다. 방 커버리지 패턴에 대한 바람직한 실시예는 직선 행동 모드와 조합된 랜덤-바운스 행동 모드를 구비한다. 초기에, 로봇 디바이스(100)는 장애물을 만날 때까지는 직선 행동 모드의 제어로, 즉, 직선 알고리즘의 제어로 이동한다(메인 구동 휠 어셈블리(112L, 112R)가 동일한 회전 속도와 동일한 방향으로 동작함). 장애물 검출 유닛들(120) 중 하나 이상 장애물 검출 유닛들의 활성화시, 마이크로 프로세싱 유닛(135)은 활성화된 장애물 검출 유닛(들)(126)에 기초하여 새로운 방향의 받아들일 수 있는 범위를 계산하도록 동작한다. 마이크로 프로세싱 유닛(135)은 받아들일 수 있는 범위 내로부터 새로운 헤딩(heading)을 선택하고, 최소 이동으로 새로운 헤딩을 달성하기 위해 CW 또는 CCW 회전을 구현한다. 일부 실시예에서, 로봇 디바이스(100)의 청소 효율을 증가시키기 위해 새로운 회전 헤딩 다음에 전방 이동이 이어질 수 있다. 새로운 헤딩은 헤딩의 받아들일 수 있는 범위에 걸쳐 또는 일부 통계적 선택 기법, 예컨대, 가우시안 분포에 기초하여 랜덤하게 선택될 수 있다. 방 커버리지 행동 모드의 다른 실시예들에서, 마이크로 프로세싱 유닛(135)은 센서 시스템으로부터의 입력 없이도 헤딩을 랜덤하게 또는 미리 결정된 시간에 변경하도록 프로그래밍될 수 있다.
로봇 디바이스(100)는 미리 결정된 또는 랜덤한 시간 기간 동안에, 미리 결정된 또는 랜덤한 거리(예컨대, 최대 또는 최소 거리) 동안에, 및/또는 지정된 이벤트가 발생할 때까지, 예컨대, 장애물-검출 유닛(120)이 미리 결정된 회수만큼 활성화할 때까지(일괄하여 천이 조건이라함) 방 커버리지 행동 모드로 동작된다.
예로서, 로봇 디바이스(100)는 4개의 탈출 행동 모드, 즉 회전 행동 모드, 에지 행동 모드, 휠 드롭 행동 모드, 및 슬로우 행동 모드를 포함할 수 있다. 로봇 디바이스(100)에 의해 다른 행동 모드들이 활용될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 이들 행동 모드들 중 하나 이상의 행동 모드들은, 예컨대,낮은 또는 높은 스톨 임계값 이상의, 측면 브러쉬 어셈블리(140) 또는 2단 브러쉬 어셈블리의 전기 모터(116, 118) 중의 하나에서의 전류 상승, 결정된 시간 기간 동안 압축된 위치에 있는 전방 범퍼(106), 휠-드롭 이벤트의 검출에 응답하여 구현될 수 있다.
상기 회전 행동 모드에서, 로봇 디바이스(100)는 랜덤한 방향으로 제자리에서 회전하는데, 높은 속도(예컨대, 정상 회전 속도의 2배)로 시작하여 낮은 속도(정상 회전 속도의 1/2)까지 감소한다. 즉, 작은 패닉(panic) 회전 및 큰 패닉 회전을 행한다. 낮은 패닉 회전은 바람직하게 45°에서 90°의 범위이고, 큰 패닉 회전은 바람직하게 90°에서 270°의 범위이다. 회전 행동 모드는 로봇 디바이스(100)가 방의 장애물, 예컨대, 카페트에서의 높은 스팟, 경사진 램프 베이스에 붙거나, 방의 장애물 아래에, 예컨대, 소파 아래에 붙거나 한정된 영역에 갇히는 것을 방지한다.
에지 행동 모드에서, 장애물 검출 유닛들(120) 중 어떤 장애물 검출 유닛의 활성화 없이 로봇 디바이스가 미리 결정된 각도, 예컨대, 60°만큼 회전할 때까지, 또는 에지 행동 모드의 개시 후 로봇 디바이스가 미리 결정된 각도, 예컨대, 170°만큼 회전할 때까지 장애물의 에지를 따라 이동한다. 에지 행동 모드에서, 로봇 디바이스(100)는 갇힌 영역으로부터 탈출하기 위해 가장 작은 가능한 개구를 통해 이동할 수 있다.
휠 드롭 행동 모드에서, 마이크로프로세서(135)는 메인 휠 구동 어셈블리(112L, 112R)의 방향을 즉각 반전시킨 다음에 메인 휠 구동 어셈블리(112L, 112R)를 정지시킨다. 활성화된 휠 드롭 센서(124)가 미리 결정된 시간 내에 활성 해제되면, 마이크로프로세서(135)는 휠 드롭 센서(124)의 활성화 전에 실행되고 있던 행동 모드를 재구현한다.
특정 이벤트, 예컨대, 휠 드롭 센서(124) 또는 클리프 검출기(122)의 활성화에 응답하여, 슬로우 행동 모드는 미리 결정된 거리 동안 로봇 디바이스(100)의 속도를 떨어뜨린 다음에 정상 동작 속도까지 증가시키도록 구현된다.
센서 서브시스템, 예컨대, 대응 전기 모터들을 일시적으로 사이클 오프시키는(cycled off) 일련의 브러쉬 또는 휠 스톨, 미리 결정된 시간 기간 이상으로 활성화되는 휠 드롭 센서(124) 또는 클리프 검출 센서(122)에 의해 안전 조건이 검출될 때, 로봇 디바이스(100)는 일반적으로 오프 상태로 사이클링된다. 또한, 들을 수 있는 알람이 발생될 수도 있다.
로봇 디바이스(100)의 행동 모드의 상기한 설명은 단순히 로봇 디바이스(100)에 의해 구현될 수 있는 동작 모드의 타입을 나타낸다. 상기한 행동 모드는 다른 조합 및/또는 환경에서 구현될 수 있고 다른 행동 모드 및 이동 패턴도 가능함을 당업자는 이해할 것이다.
III. 데브리 센서 구조 및 동작
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라, 자동 청소 디바이스(유사하게, 도 7에 예로서 도시된 비자동 청소 디바이스)는 데브리 센서의 포함에 의해 구현될 수 있다. 도 1 및 도 3에 예시된 실시예에서, 데브리 센서 서브시스템은 청소 디바이스에 근접 위치되거나 청소 디바이스의 청소 경로 내에 배치된 좌측 및 우측 압전 감지 소자들(125L, 125R), 및 마이크로프로세서(135) 또는 다른 제어기로의 전송을 위해 상기 센서로부터의 데브리 신호를 처리하기 위한 전자 회로를 구비한다.
자동 로봇 청소 디바이스에 사용될 때, 행동 모드를 선택하고(예컨대 스팟 청소 모드로의 진입), 동작 조건(예컨대 속도, 전력 등)을 변경하고, 데브리의 방향으로 조종하고(특히, 이격된 좌측 및 우측 데브리 센서들이 차동 신호를 생성하는데 이용될 때), 또는 다른 동작들을 취하기 위해, 데브리 센서로부터의 데브리 신호가 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 데브리 센서는 또한 비자동 청소 디바이스에 통합될 수 있다. 예컨대, 도 7에 도시된 것과 같은 다른 비교적 종래의 진공청소기(700)와 같은 비자동 청소 디바이스에 사용될 때, 디바이스의 청소 또는 진공 경로 내에 배치된 압전 데브리 센서(704PS)에 의해 발생되는 데브리 신호(706)는 (예컨대 광(710)을 발광함으로써) 사용자-인지가능 신호를 발생하기 위해, 전원 시스템(703)으로부터의 전력을 증가시키기 위해, 또는 동작들의 일부 조합(예컨대, "고전력" 광을 발광함과 동시에 전력을 증가시키는 동작)을 취하기 위해 진공청소기(702)의 몸체 내의 제어 마이크로프로세서(708)에 의해 이용될 수 있다.
데브리 센서 서브시스템의 동작의 알고리즘 측면은 도 8에 요약되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은, 데브리 스트라이크, 따라서, 데브리의 존재, 양 또는 부피 및 방향을 나타내는 좌측 및 우측 데브리 신호를 검출하는 것(802); 데브리 신호 값에 기초하여 동작 모드 또는 이동 패턴(예컨대, 스팟 커버리지)을 선택하는 것(804); 차동 좌측/우측 데브리 신호에 기초하여 이동 방향을 선택하는 것(예컨대, 보다 많은 데브리를 가진 쪽으로 조종하는 것)(806); (예컨대, 사용자-인지가능 LED를 발광시킴으로써) 데브리 또는 다른 특징의 존재를 나타내는 사용자 인지 가능 신호를 발생하는 것(808); 또는 전력과 같은 동작 조건을 변경 또는 제어하는 것(810)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 마루 또는 다른 표면을 횡단하는 자동 청소 디바이스의 움직임을 이용하여, 데브리 구배(도 8의 812)를 계산하기 위해 청소 디바이스의 이동에 관한 정보와 함께 데브리 신호를 처리한다. 데브리 구배는 자동 청소 장치가 표면을 따라 이동함에 따른 데브리 스트라이크 카운트의 변화를 나타낸다. 구배의 부호(데브리의 증가 또는 감소와 연관된 포지티브 또는 네가티브)를 검사함으로써, 자동 청소 디바이스 제어기는 데브리 필드를 가장 효과적으로 청소하기 위해 디바이스의 경로 또는 이동 패턴을 연속적으로 조절할 수 있다(812).
압전 센서: 위에서 언급한 바와 같이, 압전 변환기 요소가 본 발명의 데브리 센서 서브시스템에서 사용될 수 있다. 압전 센서는 데브리 스트라이크에 대한 즉각적인 응답을 제공하고, 종래 기술의 일반적인 광 데브리 센서의 성능을 저하시키는 부착에 상대적으로 영향을 받지 않는다.
압전 변환기(125PS)의 일 예가 도 4에 도시되어 있다. 이제, 도 4를 참조하면, 압전 센서 소자(125PS)는 두께가 0.20 밀리미터이고 직경이 20 밀리미터인 하나 이상의 황동 디스크(402)를 포함할 수 있으며, 이 디스크는 압전 재료 및 위쪽에 본딩된 전극들을 가지고 있고(총 두께가 0.51 mm임), 엘라스토머(elastmer) 패드(404), 플라스틱 쓰레기 센서 캡(406), 관련 전자 회로를 갖는 데브리 센서 PC 보드(408), 접지된 금속 실드(410)에 장착되고, 장착 나사(또는 볼트 등)(412) 및 엘라스토머 그로밋(grommet; 414)에 의해 유지된다. 엘라스토머 그로밋은 압전 센서 소자(125PS)와 청소 디바이스 사이에서 진동 완충 또는 격리의 정도를 제공한다.
도 4에 도시된 예에서는, 일반적으로 저가의 사운더(sounder)로서 사용되는 타입의 단단한 압전 디스크가 사용될 수 있다. 그러나, 플렉시블 압전 막이 유리하게 사용될 수도 있다. 상기 막은 임의의 형상으로 생성될 수 있으므로, 이 막의 사용은, 예컨대 상기 디스크들이 위치될 수 있는 선택된 영역 내에서의 감도보다는, 청소 디바이스의 전체적인 청소 폭에 걸친 데브리에 대한 감도의 가능성을 제공한다. 그러나, 반대로, 상기 막은 현재 상당히 더 고가이며 시간에 따라 열화된다. 대조적으로, 황동 디스크는 매우 강한 것으로 증명되었다.
도 4에 도시된 예시적인 장착 구성은 실질적으로, 도 3에 도시된 것과 같은 자동 진공청소기와 같은, 기계적으로 매우 시끄러운 플랫폼 내에서의 사용을 위해 최적화되어 있다. 이와 같은 디바이스에서는, 센서의 진동 완충 또는 격리가 매우 유용하다. 그러나, 도 7에 도시된 것과 같은 상자형 진공청소기와 같은 비자동 청소 디바이스를 포함하는 응용에서는, 도 4의 장착 시스템의 완충 측면이 필요하지 않을 수 있다. 비자동 청소 장치에서, 대안적인 장착 시스템은 압전 소자를 그 하우징에 직접 히트 스테이킹(heat staking)하는 것을 포함할 수 있다. 어느 경우에도, 개선된 성능을 달성하기 위한 중요한 고려 사항은 압전 소자를 클램핑, 볼트 조임, 또는 제자리에 유지하는데 필요한 표면 영역의 감소이다. 이 클램핑된 "데드 존(dead zone)의 범위(footprint)가 작을수록, 압전 소자는 보다 민감하게 될 것이다.
동작시, 청소 브러쉬 어셈블리(예컨대, 도 3의 브러쉬(94))에 의해 올려지거나 청소 디바이스(예컨대, 도 3의 진공실(104)) 내의 청소 경로를 통해 흐르는 데브리는 바닥, 즉, 센서(125PS)의 전부 황동으로 된 측면을 스트라이크할 수 있다(도 3 참조). 자동 청소 디바이스에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 데브리 센서(125PS)는 실질적으로 메인 브러쉬(94) 및 플래퍼 브러쉬(92)가 만나는 축(AX)에 위치되어, 입자들(127)이 올려지거나 센서(125PS)를 최대력으로 스트라이크할 수 있다.
잘 알려진 바와 같이, 압전 센서는 기계 에너지(예컨대, 데브리 스트라이크의 운동 에너지 및 황동 디스크의 진동)를 전기 에너지로 변환하고, 이 경우에, 데브리가 스트라이크할 때마다 전기 펄스를 발생하며, 이 전기 펄스는 본 발명에 따라 동작 모드를 제어하거나 변경하기 위해 처리되어, 시스템 제어기(예컨대, 도 1 및 도 2의 제어기(135) 또는 도 8의 708)에 전송될 수 있다. 압전 소자는 일반적으로 예컨대, 비프 톤을 발생하는 오디오 변환기로서의 사용을 위해 설계된다. AC 전압이 인가되면, 압전 소자들은 AC 파형의 계단 형태로 기계적으로 진동하고, 들을 수 있는 출력을 발생한다. 역으로, 압전 소자들은 기계적으로 진동하는 경우, AC 전압 출력을 생성한다. 이것이 압전 소자들이 본 발명에서 사용되는 방식이다. 특히, 물체가 먼저 센서의 황동면을 스트라이크하면, 디스크가 안쪽으로 휘게 되어, 전압 펄스를 생성한다.
필터링: 그러나, 센서 소자(125PS)는 장착 시스템(도 3 및 도 4 참조)을 통해 청소 디바이스 섀시 또는 몸체와 직접 또는 간접 접촉하므로, 청소 디바이스가 기능하고 있을 때에는 통상적으로 모터, 브러쉬, 팬 및 다른 가동부에 의해 기계적 진동이 생성된다. 이 기계적 진동으로, 센서는 센서를 스트라이크하는 작고 낮은 다량의 데브리(예컨대, 분쇄된 후추)에 의해 생성되는 신호보다 진폭이 클 수 있는 바람직하지 않은 잡음 신호를 출력할 수 있다. 최종적으로, 상기 센서는 저주파 잡음 성분(최고 대략 16kHz) 및 고주파수의 보다 낮은 진폭의 데브리-스트라이크 성분(30kHz 이상, 최고 수백 kHz)으로 구성된 복합 신호를 출력한다. 따라서, 외부 신호를 필터링하는 방법을 제공하는 것이 유용하다.
따라서, 후술되는 바와 같이, 신호대 잡음 성능을 개선하기 위해 저주파 신호 성분을 크게 감쇠시키는데 전자 필터가 사용된다. 다음에, 이와 같은 필터링 및 신호 처리 요소들의 구조 및 회로의 예들에 대해 도 5 및 6을 참조하여 설명한다.
IV. 신호 처리
도 5는 본 발명의 일실시예에서 데브리 센서 서브시스템의 신호 처리 요소들의 개략도이다.
위에서 언급한 바와 같이, 데브리 센서의 한가지 목적은 자동 청소 장치가 데브리를 픽업할 때 또는 데브리 필드를 만날 때를 감지할 수 있도록 하는 것이다. 이 정보는, 청소 행동을 변화시키거나 자동 청소 장치가 데브리를 만날 때 예컨대 상기한 스팟 청소 모드와 같은 선택된 동작 또는 행동 모드로 진입하도록 하기 위한 입력으로서 사용될 수 있다. 도 7에 도시된 것과 같은 비자동 청소 장치에서는, 데브리 센서(704PS)로부터의 데브리 신호(706)는 사용자-인지가능 광(710)이 발광되도록 하기 위해(예컨대, 데브리를 만났음을 사용자에게 시그널링하기 위해), 전력 시스템(703)으로부터 청소 시스템으로 출력되는 전력을 상승시키기 위해, 또는 일부 다른 동작 변화 또는 변화들의 조합(예컨대, 사용자-인지가능한 "고전력" 광을 발광함과 동시에 전력을 상승시키는 것)을 일으키기 위해 사용될 수 있다.
또한, 위에서 언급한 바와 같이, 자동 청소 디바이스가 청소 헤드 어셈블리의 우측과 좌측에서 픽업되는 데브리의 양들 간의 차를 감지하도록 하는데 2개의 데브리 센서 회로 모듈들(즉, 도 1의 좌측 및 우측 채널형 데브리 센서들(125L, 125R))이 사용될 수 있다. 예컨대, 로봇이 좌측에서 쓰레기 필드를 만나면, 좌측 데브리 센서는 데브리 히트(debris hits)를 나타낼 수 있고, 우측 센서는 데브리 히트 없음(또는 낮은 비율의 데브리 히트)를 나타낸다. 이 차동 출력은, 디바이스를 데브리의 방향으로 조정하기 위해(예컨대, 좌측 데브리 센서가 우측 데브리 센서보다 높은 신호 값들을 발생하고 있는 경우에는 좌측으로 조정하기 위해), 또는 데브리의 방향으로 벡터를 선택하기 위해, 또는 스팟 커버리지와 같은 이동 패턴 또는 행동 패턴을 선택하기 위해, 자동 청소 디바이스의 마이크로프로세서 제어기(예컨대, 도 1 및 도 2의 제어기(135))에 의해 사용될 수 있다.
이와 같이, 도 5는 좌측 채널 및 우측 채널을 포함할 수 있는 데브리 센서 서브시스템의 한 채널(예컨대, 좌측 채널)을 예시한다. 우측 채널은 실질적으로 동일하며 따라서 그 구조 및 동작은 이하의 설명으로부터 이해될 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 좌측 채널은 센서 소자(압전 디스크)(402), 음향 진동 필터/RFI 필터 모듈(502), 신호 증폭기(504), 기준 레벨 발생기(506), 감쇠기(508), 감쇠기의 출력과 기준 레벨 발생기의 출력을 비교하기 위한 비교기(510), 및 펄스 확장기(512)로 구성된다. 펄스 확장기의 출력은 도 2에 도시된 프로세서(135)와 같은 시스템 제어기, 즉, 행동을 선택할 때 사용하기에 적합한 제어기에 입력되는 논리 레벨 출력 신호이다.
음향 진동 필터/RFI 필터 블록(502)은 상당한 감쇠(일실시예에서, -45dB 볼트보다 양호함)을 제공하고, 고주파의 고속 변화 데브리-스트라이크 신호를 통과시키면서 저주파의 저속 변화 기계적 진동 신호의 대부분을 차단하도록 설계될 수 있다. 그러나, 이들 고주파 신호는 필터를 통과하더라도 감쇠되며, 따라서 신호 증폭기 블록(504)에 의해 증폭되어야 한다.
원하는 고주파수 데브리 스트라이크 신호를 증폭하는 외에, 필터를 통과하는 매우 작은 잔류 기계 잡음 신호도 또한 증폭기 자체에 의해서 발생된 전기 잡음, 및 모터에 의해서 발생되어 대기를 통해 방사되거나 센서 및 그 전도 배선에 의해 픽업된 무선 주파수 간섭(RFI) 성분과 함께 증폭된다. 신호 증폭기의 고주파 응답은 초고주파 RFI의 증폭을 최소화하도록 설계된다. 원하는 데브리 스트라이크 신호보다 훨씬 낮은 주파수 성분을 갖는 이 일정한 배경 잡음 신호는 기준 레벨 발생기 블록(506)에 공급된다. 모듈(506)의 목적은 잡음 신호의 순시 피크 값, 즉 엔벌로프를 추종하는 기준 신호를 생성하는 것이다. 관심 있는 신호, 즉, 데브리가 센서를 스트라이크할 때의 신호가 이 블록에 공급됨을 도 5에서 알 수 있다. 따라서, 기준 레벨 발생기 블록 회로는 이들 신호의 순시 피크 값을 추적할 수 있도록 고주파수의 고속 변화 데브리-스트라이크 신호에 응답하지 않도록 설계된다. 결과적인 기준 신호는 후술되는 바와 같은 비교를 행하는데 사용될 것이다.
도 5를 다시 참조하면, 증폭기(504)로부터의 신호는 감쇠기 블록에 공급됨을 알 것이다. 이는 기준 레벨 발생기(506)에 입력되는 신호와 동일하며, 따라서, 관심 있는 고주파 신호(즉, 데브리가 센서를 스트라이크할 때) 및 저주파 잡음을 포함하는 복합 신호이다. 감쇠기(508)는 이 신호의 진폭을, 통상적으로 데브리가 센서 소자를 스트라이크하고 있지 않을 때 기준 레벨 발생기(506)로부터의 신호의 진폭 이하가 되도록 감소시킨다.
비교기(510)는 감쇠기(508)로부터의 신호의 순시 전압 진폭 값을 기준 레벨 발생기(506)로부터의 신호와 비교한다. 통상적으로, 청소 디바이스가 구동되고 있고 데브리가 센서 소자를 스트라이크하지 않는 경우에는, 기준 레벨 발생기(506)에서 나오는 순시 전압은 감쇠기 블록(508)에서 나오는 전압보다 높게 된다. 따라서, 비교기 블록(510)은 하이 논리 레벨 신호(논리 1)를 출력할 수 있고, 이 신호는 로우 논리 레벨 신호(논리 0)를 생성하기 위해 펄스 확장기 블록(512)에 의해 반전된다.
그러나, 데브리가 센서를 스트라이크할 때에는, 감쇠기(508)로부터의 전압이 기준 레벨 발생기(506)로부터의 전압을 초과하며(이 회로는 증폭기(504)로부터의 고주파의 고속 변화 신호 성분을 추적할 수 없으므로), 데브리 스트라이크에 의해 생성된 신호는 음향 진동 필터(502)에 의해 보다 심각하게 감쇠된 일정한 배경 기계 잡음 신호보다 전압 진폭이 높다. 따라서, 비교기는 상태를 논리 레벨 0으로 즉각 변화시킬 수 있다. 펄스 확장기 블록(512)은, 상기 신호를 샘플링하기에 충분한 시간을 시스템 제어기(예컨대, 도 2의 제어기(135))에 제공하기 위해, 이 매우 짧은 (일반적으로, 10 마이크로초 이하) 이벤트를 일정한 1 밀리초(+0.3mS, -OmS) 이벤트까지 확장한다.
시스템 제어기가 이 1 밀리초 논리 0 펄스를 "보면(see)", 이벤트를 데브리 스트라이크로서 해석한다.
이제, 음향 진동 필터/RFI 필터 블록(502)의 RFI 필터부를 참조하면, 이 필터는 모터 및 모터 구동기 회로에 의해 발생되는 초고주파 방사 전기 잡음(RFI)을 감쇠시키는 역할을 한다.
요컨대, 상기 센서 소자에 접속된 예시된 회로는 센서 소자에 의해 픽업된 노멀 배경 기계 잡음 및 모터 및 모터 구동기 회로에 의해 생성되는 방사된 무선 주파수 전기 잡음으로부터 데브리 스트라이크(청소 디바이스가 데브리를 픽업함을 나타냄)를 구별하기 위해 진폭 및 주파수 정보를 이용한다. 바람직하지는 않지만, 양호한 신호대 잡음비를 유지하면서 불량 데브리-스트라이크 지시를 방지하는 동적 기준을 설정하는데 일정한 노멀 배경 잡음이 사용된다.
실제로, 센서 소자(도 4 참조)의 기계적 장착 시스템은 또한, 센서 소자에 영향을 주는 기계적 음향 잡음 진동 커플링을 최소화하는데 도움이 되도록 설계된다.
신호 처리 회로: 도 6은 예시적인 데브리 센서 회로의 상세한 개략도이다. 당업자는 다른 실시예들에서는 신호 처리가 마이크로제어기(135)의 소프트웨어 내에 부분적으로 또는 전체적으로 포함되어 실행될 수 있음을 이해할 것이다. 도 6을 참조하면, 적합한 신호 처리 회로의 예는 다음의 설명에 따라 동작하는 다음 요소들을 포함한다:
압전 센서 디스크(도 4의 압전 디스크(402) 참조)로부터의 접지 참조된 복합 신호가 커패시터(C1)에 공급되고, 장착 시스템을 통해 센서 내로 전도되는 저주파의 음향 기계적 진동을 감쇠시키도록 설계된 5-폴 고역 통과 수동 R-C 필터에 입력된다. 이 필터는 -lOOdB/Decade에서 21.5kHz, -3dB의 코너 주파수를 갖는다. 이 필터의 출력은 초고주파 RFI를 감쇠시키도록 설계된 단일폴 저역 통과 수동 R-C 필터에 공급된다. 이 필터는 -20dB/Decade에서 1.06MHz, -3dB의 코너 주파수를 갖는다. 이 필터의 출력은 센서 소자가 증폭기의 공급 레일보다 큰 전압 펄스를 발생하는 심각한 스트라이크를 받는 경우 높은 과도 전압으로부터 U1을 보호하기 위해 D1 및 D2에 의해 다이오드 클램핑된다. 증폭기 체인 및 후속 비교기 회로의 신호 공급 동작에 필요한 DC 바이어싱이 R5 및 R6에 의해 생성된다. 이들 2개의 저항기 값들은 필터의 제 5 폴 주파수 응답을 올바르게 유지하기 위해 테브닌 임피던스가 C5과 함께 기능하도록 선택된다.
U1A, U1B 및 관련 구성 요소들은 441의 이론적인 AC 이득을 갖는, 2단의 ac 연결된 비 반전 증폭기를 형성한다. C9 및 C10은 저주파수에서 이득을 최소화하는 반면에, C7 및 C8는 RFI 주파수에서 이득을 제공하도록 기능한다. 필터 입력으로부터 증폭기 출력으로의 순수한 이론적인 주파수 응답은 32.5kHz에서 -3dB(-100dB/Decade)인 단일 폴 고역 통과 응답 및 100kHz(-32dB/Decade) 및 5.4MHz(-100dB/Decade)의 브레이크 주파수들을 갖는 2-폴 저역 통과 응답이며, 함께 대역 통과 필터를 형성한다.
증폭기로부터의 출력은 분리되며, 하나의 출력은 R14에 입력되고, 다른 출력은 U1C의 비반전 입력에 입력된다. R14에 입력된 신호는 R14-R15 전압 분배기에 의해 감쇠된 다음에, 비교기(U2A)의 반전 입력에 공급된다. UIB의 출력으로부터의 다른 신호는 증폭기(U1C)의 비반전 입력에 공급된다. U1D와 함께 U1C 및 (도 2에 도시된 바와 같은) 이들 간의 구성 요소들은 반파의 포지티브 피크 검출기를 형성한다. 공격 시간 및 감쇠 시간은 각각 R13 및 R12에 의해 설정된다. 이 회로로부터의 출력은 R16을 통해 U2A의 비반전 입력에 공급된다. R19와 함께 R16은 스위칭 시간 및 잡음 면역을 향상시키기 위해 히스테리시스를 제공한다. U2A는 피크 검출기의 출력과 R14-R15 감쇠기의 출력 간의 순시값을 비교하는 기능을 한다.
통상적으로, 데브리가 센서를 스트라이크하고 있지 않을 때는, 피크 검출기의 출력은 감쇠기 회로망의 출력보다 진폭이 클 것이다. 데브리가 센서를 스트라이크할 때에는, U1A에 입력되는 하이엔드 고역 통과 필터에서 나오는, 저주파 기계 잡음 신호 성분보다 높은 진폭을 갖는 고주파 펄스가 생성된다. 이 신호는 R14-R15 감쇠기 회로망으로부터 나온 후에도 피크 검출기에서 나오는 신호보다 진폭이 클 것이며, 이는 피크 검출기가 R13, C11, R12 회로망에서의 구성 요소 값들로 인해 고속 펄스를 추적할 수 없기 때문이다. 다음에, 데브리-스트라이크 펄스의 진폭이 피크 검출기에서 나오는 동적의 잡음 발생된 기준-레벨 신호보다 높게 유지되는 한, 상기 비교기는 상태를 하이에서 로우로 변화시킨다. 이 비교기 출력 펄스는 시스템 제어기가 보기에는 너무 짧을 수 있으므로, 펄스 확장기가 사용된다.
펄스 확장기는 타임 아웃 기간의 끝까지 재트리거를 방지하기 위해 잠금 메커니즘을 갖는 1회(one-shot) 단안정 설계이다. U2A로부터의 출력은 C13과 Q1의 접점에 공급된다. C13은 상기 신호를 U2C 및 연관된 구성 요소에 의해 형성되는 단안정 요소에 연결한다. 상기 단안정이 타임 아웃될 때까지 Q1은 U2A의 출력을 낮게 유지함으로써 잠금 수단으로서 기능한다. 타임아웃 기간은 R22, C12 및 R18과 R20-R21 전압 분배기에 의해 설정된 기준 레벨에 의해 형성되는 시정수에 의해 설정된다. 이 시간은 제어기/프로세서에 의해 사용되는 소프트웨어의 요건에 따라 1 mS, +0.3 mS, -0.00 mS 동안 조절될 수 있다.
데브리 센서 회로를 위한 전력은 U3 및 관련 구성 요소에 의해 제공된다. U3은 5-볼트 출력을 제공하는 저전력 선형 레귤레이터이다. 로봇의 온보드 배터리로부터의 레귤레이팅되지 않은 전압이 전력 입력을 제공한다.
필요한 경우, 회로 조절은 R14 및 R12에 의해 설정될 수 있다. 이들 조절은 회로 응답이 짧은 시간 기간 내에 튜닝되는 것을 가능하게 할 것이다.
이 종류의 제조 디바이스에서는, 데브리 센서 회로 인쇄 회로 기판(PCB)에 공급되는 전력 및 상기 인쇄 회로 기판로부터의 신호는 실드 케이블을 통해 메인 보드로 전송될 것으로 기대된다. 대안으로, 잡음 필터는 실드 케이블의 사용을 위해 대체될 수 있어 배선 비용이 감소된다. 케이블 실드 드레인 배선은 상기 센서 회로 PCB 측에서만 접지될 수 있다. 실드는 접지 전류를 운반하는 것이 아니다. 케이블 내부의 별도의 도체가 전력 접지를 운반할 것이다. 잡음을 줄이기 위해, 제조 센서 PCB는 바닥측의 고체 접지 평면의 위쪽에 모든 구성 요소를 갖고 있어야 한다. 상기 센서 PCB는 로봇의 모터로부터 픽업된 방사 잡음으로부터 구성 요소들을 차폐하기 위해 보드의 윗쪽을 덮는 접지된 금속 실드를 갖는 장착 어셈블리 내에 하우징되어야 한다. 압전 센서 디스크는 잡음 면역을 위해 접속 리드들을 가능한 한 짧게 유지하기 위해 도 4에 도시된 것과 같은 적절한 기계적 장착 시스템 상의 센서 회로 PCB 아래에 장착될 수 있다.
V. 결론
본 발명은 데브리의 부착에 의해 성능이 저하되지 않고 데브리 스트라이크를 즉각 감지하고 그 데브리 스트라이크에 응답할 수 있으며, 따라서 공기 흐름의 변동, 순시 전력, 또는 청소 디바이스의 다른 동작 조건에 대한 민감도를 줄이면서 청소될 마루 또는 다른 표면상의 데브리에 즉각 응답할 수 있는 데브리 센서를 제공한다.
본 발명이 여기서 설명한 바와 같이 사용되는 경우, 본 발명에 따라 자동 청소 디바이스는 자신의 동작을 제어할 수 있거나, 예컨대, 데브리 센서에 의해 발생된 신호들에 기초하여 "보다 더러운" 영역 쪽으로 상기 청소 디바이스를 조정함으로써 검출된 데브리에 응답하여 동작 모드, 이동 패턴, 또는 행동 중에서 선택을 할 수 있다.
상기 데브리 센서는 또한, 자동 또는 비자동 청소 장치의 동작 모드를 제어, 선택 또는 변경하기 위해서 비자동 청소 디바이스에 사용될 수 있다.
또한, 공개된 신호 처리 구조 및 회로는 높은 신호대 잡음비를 제공하기 위해 압전 데브리 센서와 더불어 특히 유용하다.
본 발명의 광범위한 수정 및 변경이 가능하며 본 발명의 범위에 속함을 당업자는 이해할 것이다. 데브리 센서는 또한 여기서 설명한 것과는 다른 목적을 위해 그리고 여기서 설명한 것과는 다른 디바이스에 사용될 수 있다. 따라서, 이상의 설명은 단지 예로서 제시된 것이며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
100: 청소 디바이스 102: 섀시
104: 외부 쉘 106: 전방 범퍼
108: 노우즈-휠 어셈블리 110: 배터리 팩
112L, 112R: 좌측 및 우측 메인 구동 휠 어셈블리
114L, 114R: 독립적인 관련 전기 모터
116,118: 자기 조정 청소 헤드 서브시스템의 동작을 위한 전기 모터
122: 클리프(cliff) 검출 유닛 124: 휠 드롭 센서
125L, 125R: 데브리 센서 126: 장애물-추종 유닛
128: 가상 벽 전방향성 검출기 130: 스톨-센서 유닛
132: 메인 휠 엔코더 유닛 135: 마이크로 프로세싱 유닛
140: 브러쉬 어셈블리

Claims (12)

  1. 자동 청소 장치에 있어서,
    상기 청소 장치의 이동을 가능하게 하도록 동작 가능한 구동 시스템;
    상기 구동 시스템과 통신하고, 상기 청소 장치의 적어도 하나의 동작모드를 마련하기 위해 상기 구동 시스템을 제어하도록 동작 가능한 프로세서를 구비하는 제어기; 및
    상기 청소 장치가 데브리(debris)를 만났음을 나타내는 데브리 신호를 발생시키기 위한 데브리 임팩트에 응답하는 데브리 센서를 포함하고,
    상기 데브리 신호는 상기 데브리 신호가 발생된 때에 상기 자동 청소 장치가 작동하였던 데브리 포함 영역으로 상기 자동 청소 장치를 즉각적으로 조정하기 위하여 상기 자동 청소 장치에 신호를 주는 상기 프로세서에 의하여 처리되되,
    상기 데브리 센서는 상기 청소 장치의 청소 경로에 근접 위치되고, 데브리 스트라이크(strike)에 응답하고 상기 스트라이크와 수집되는 데브리를 나타내는 신호를 발생하는 압전 센서 소자를 포함하는 자동 청소 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데브리 센서는 각각 제 1 및 제 2 데브리 신호를 발생하도록 동작 가능하고 이격된 제 1 및 제 2 데브리 감지 소자를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 각각의 제 1 및 제 2 데브리 신호에 응답하여 동작 모드를 선택하고 상기 청소 장치를 상기 데브리 포함 영역으로 이동시키는 자동 청소 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 데브리 신호를 수신하고, 상기 청소 장치가 이동함에 따른 데브리 스트라이크의 변화와 수집되는 데브리 변화량을 나타내는 데브리 증분을 상기 데브리 신호로부터 계산하도록 동작 가능한 자동 청소 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 데브리 증분의 부호에 응답하여 동작 모드를 선택하는 자동 청소 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전 센서 소자는 플렉시블 압전 막을 포함하는 자동 청소 장치.
  7. 자동 청소 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 청소 장치의 이동을 조정하고 상기 청소 장치의 적어도 하나의 이동 패턴을 제공하기 위해 상기 청소 장치의 구동 시스템을 제어하는데 프로세서를 사용하는 단계;
    상기 청소 장치가 데브리를 만났음을 나타내는 데브리 신호를 발생하기 위해 상기 프로세서와 통신하고 데브리 임팩트에 반응하는 데브리 센서를 사용하는 단계; 및
    데브리 신호가 발생된 때에 상기 자동 청소 장치가 작동하였던 데브리 포함 영역으로 상기 자동 청소 장치를 즉각적으로 조정하기 위하여 상기 데브리 신호에 응답하는 프로세서를 사용하는 단계를 포함하되,
    상기 데브리 임팩트에 반응하는 데브리 센서는 상기 청소 장치의 청소 경로에 근접 위치되고, 데브리 스트라이크에 응답하고 이 같은 스트라이크를 나타내는 신호를 발생하는 압전 센서 소자를 포함하는 자동 청소 장치의 동작 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 데브리 임팩트에 반응하는 데브리 센서는 각각 제 1 및 제 2 데브리 신호를 발생하도록 동작 가능하고 이격된 제 1 및 제 2 데브리 감지 소자를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 각각의 제 1 및 제 2 데브리 신호에 응답하여 동작 모드를 선택하고 상기 청소 장치를 상기 데브리 포함 영역으로 이동시키는 자동 청소 장치의 동작 방법.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 데브리 신호를 수신하고, 상기 청소 장치가 이동함에 따른 데브리 스트라이크의 변화를 나타내는 데브리 증분을 상기 데브리 신호로부터 계산하도록 동작 가능한 청소 장치의 동작 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 데브리 증분의 부호에 응답하여 동작모드를 선택하는 청소 장치의 동작 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 압전 센서 소자는 플렉시블 압전 막을 구비하는 청소 장치의 동작 방법.
KR1020117022052A 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서 KR101271279B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2004/002353 WO2005083541A1 (en) 2004-01-28 2004-01-28 Debris sensor for cleaning apparatus

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067016570A Division KR20070003863A (ko) 2006-08-17 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127030616A Division KR101296410B1 (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110110869A KR20110110869A (ko) 2011-10-07
KR101271279B1 true KR101271279B1 (ko) 2013-06-04

Family

ID=34912872

Family Applications (8)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137029339A KR20130131493A (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서
KR1020147018419A KR20140092417A (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서
KR1020117000821A KR20110009270A (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서
KR1020127030616A KR101296410B1 (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서
KR1020117022053A KR101233959B1 (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서
KR1020117022052A KR101271279B1 (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서
KR1020127020795A KR101354369B1 (ko) 2004-01-28 2004-01-28 데브리 센서가 구비된 자동 청소 장치
KR1020137029340A KR101425335B1 (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서

Family Applications Before (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137029339A KR20130131493A (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서
KR1020147018419A KR20140092417A (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서
KR1020117000821A KR20110009270A (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서
KR1020127030616A KR101296410B1 (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서
KR1020117022053A KR101233959B1 (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127020795A KR101354369B1 (ko) 2004-01-28 2004-01-28 데브리 센서가 구비된 자동 청소 장치
KR1020137029340A KR101425335B1 (ko) 2004-01-28 2004-01-28 청소 장치용 데브리 센서

Country Status (5)

Country Link
EP (4) EP3287863B1 (ko)
JP (1) JP2007519468A (ko)
KR (8) KR20130131493A (ko)
AU (2) AU2004316426B2 (ko)
WO (1) WO2005083541A1 (ko)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8788092B2 (en) 2000-01-24 2014-07-22 Irobot Corporation Obstacle following sensor scheme for a mobile robot
US8412377B2 (en) 2000-01-24 2013-04-02 Irobot Corporation Obstacle following sensor scheme for a mobile robot
US6956348B2 (en) 2004-01-28 2005-10-18 Irobot Corporation Debris sensor for cleaning apparatus
US6690134B1 (en) 2001-01-24 2004-02-10 Irobot Corporation Method and system for robot localization and confinement
US7571511B2 (en) 2002-01-03 2009-08-11 Irobot Corporation Autonomous floor-cleaning robot
US8396592B2 (en) 2001-06-12 2013-03-12 Irobot Corporation Method and system for multi-mode coverage for an autonomous robot
US7429843B2 (en) 2001-06-12 2008-09-30 Irobot Corporation Method and system for multi-mode coverage for an autonomous robot
US9128486B2 (en) 2002-01-24 2015-09-08 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US8428778B2 (en) 2002-09-13 2013-04-23 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US8386081B2 (en) 2002-09-13 2013-02-26 Irobot Corporation Navigational control system for a robotic device
US7332890B2 (en) 2004-01-21 2008-02-19 Irobot Corporation Autonomous robot auto-docking and energy management systems and methods
WO2005098476A1 (en) 2004-03-29 2005-10-20 Evolution Robotics, Inc. Method and apparatus for position estimation using reflected light sources
US20060009879A1 (en) 2004-06-24 2006-01-12 Lynch James K Programming and diagnostic tool for a mobile robot
US8972052B2 (en) 2004-07-07 2015-03-03 Irobot Corporation Celestial navigation system for an autonomous vehicle
US7706917B1 (en) 2004-07-07 2010-04-27 Irobot Corporation Celestial navigation system for an autonomous robot
ATE523130T1 (de) 2005-02-18 2011-09-15 Irobot Corp Selbstfahrender flächenreinigungsroboter für nass-und trockenreinigung
US8392021B2 (en) 2005-02-18 2013-03-05 Irobot Corporation Autonomous surface cleaning robot for wet cleaning
US8930023B2 (en) 2009-11-06 2015-01-06 Irobot Corporation Localization by learning of wave-signal distributions
DE102005046639A1 (de) * 2005-09-29 2007-04-05 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Selbständig verfahrbares Bodenstaub-Aufsammelgerät
KR101300492B1 (ko) * 2005-12-02 2013-09-02 아이로보트 코퍼레이션 커버리지 로봇 이동성
EP2270620B1 (en) * 2005-12-02 2014-10-01 iRobot Corporation Autonomous Coverage robot
US8584305B2 (en) 2005-12-02 2013-11-19 Irobot Corporation Modular robot
EP2816434A3 (en) * 2005-12-02 2015-01-28 iRobot Corporation Autonomous coverage robot
EP2065774B1 (en) 2005-12-02 2013-10-23 iRobot Corporation Autonomous coverage robot navigation system
EP2533120B1 (en) 2005-12-02 2019-01-16 iRobot Corporation Robot system
EP2548489B1 (en) 2006-05-19 2016-03-09 iRobot Corporation Removing debris from cleaning robots
US8417383B2 (en) 2006-05-31 2013-04-09 Irobot Corporation Detecting robot stasis
EP3031375B1 (en) 2007-05-09 2021-11-03 iRobot Corporation Compact autonomous coverage robot
WO2011103198A1 (en) 2010-02-16 2011-08-25 Irobot Corporation Vacuum brush
JP5832553B2 (ja) 2010-12-30 2015-12-16 アイロボット コーポレイション カバレッジロボットナビゲーション
US9483055B2 (en) * 2012-12-28 2016-11-01 Irobot Corporation Autonomous coverage robot
KR102015325B1 (ko) 2013-01-29 2019-08-28 삼성전자주식회사 청소 로봇 및 그 제어 방법
DE102015109775B3 (de) 2015-06-18 2016-09-22 RobArt GmbH Optischer Triangulationssensor zur Entfernungsmessung
DE102015114883A1 (de) 2015-09-04 2017-03-09 RobArt GmbH Identifizierung und Lokalisierung einer Basisstation eines autonomen mobilen Roboters
CN105248004A (zh) * 2015-10-27 2016-01-20 黄凤章 一种农用遥控机械
DE102015119501A1 (de) 2015-11-11 2017-05-11 RobArt GmbH Unterteilung von Karten für die Roboternavigation
DE102015121666B3 (de) 2015-12-11 2017-05-24 RobArt GmbH Fernsteuerung eines mobilen, autonomen Roboters
DE102016102644A1 (de) 2016-02-15 2017-08-17 RobArt GmbH Verfahren zur Steuerung eines autonomen mobilen Roboters
KR101655366B1 (ko) 2016-03-23 2016-09-22 (주)효명 완충구조가 강화된 가드레일장치
DE102016108513A1 (de) 2016-05-09 2017-11-09 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh System und ein Verfahren zur Reinigung eines Fußbodens mit einem Reinigungsroboter
DE202017007602U1 (de) 2016-10-28 2023-07-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Reinigungsvorrichtung für Oberflächen
DE102017109111A1 (de) 2016-10-28 2018-05-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Reinigungsvorrichtung für Oberflächen
CN110709790A (zh) 2017-03-02 2020-01-17 罗博艾特有限责任公司 用于控制自主移动机器人的方法
DE102017118381A1 (de) 2017-08-11 2019-02-14 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Verfahren zum Betrieb eines sich selbsttätig fortbewegenden Bodenbearbeitungsgerätes
DE102017118383A1 (de) 2017-08-11 2019-02-14 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Verfahren zum Betrieb eines sich selbsttätig fortbewegenden Reinigungsgerätes
DE102017118382A1 (de) 2017-08-11 2019-02-14 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Verfahren zum Betrieb eines sich selbsttätig fortbewegenden Reinigungsgerätes
EP3700403A4 (en) * 2017-10-25 2021-08-11 Bissell Inc. AUTONOMOUS SURFACE CLEANING DEVICE WITH MULTIPLE CONTROL UNITS
DE102017127180A1 (de) * 2017-11-17 2019-05-23 RobArt GmbH Bodenbearbeitung mittels eines autonomen mobilen Roboters
SE543943C2 (en) * 2020-04-21 2021-09-28 Husqvarna Ab Automower fender and robotic work tool including a fender
GB2616659A (en) * 2022-03-17 2023-09-20 Dyson Technology Ltd Dust distribution mapping

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5613261A (en) * 1994-04-14 1997-03-25 Minolta Co., Ltd. Cleaner
US5910700A (en) * 1997-03-20 1999-06-08 Crotzer; David R. Dust sensor apparatus
KR20040003088A (ko) * 2002-06-25 2004-01-13 삼성광주전자 주식회사 로봇 청소기 시스템

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3989311A (en) 1970-05-14 1976-11-02 Debrey Robert J Particle monitoring apparatus
US3674316A (en) 1970-05-14 1972-07-04 Robert J De Brey Particle monitor
US4175892A (en) 1972-05-10 1979-11-27 Brey Robert J De Particle monitor
DE3431164A1 (de) 1984-02-08 1985-08-14 Gerhard 7262 Althengstett Kurz Staubsauger
FI74829C (fi) 1986-10-01 1988-03-10 Allaway Oy Foerfarande foer styrning av en anlaeggning saosom dammsugare, centraldammsugare, maskinellt luftkonditioneringssystem eller motsvarande.
US4733430A (en) 1986-12-09 1988-03-29 Whirlpool Corporation Vacuum cleaner with operating condition indicator system
US4733431A (en) 1986-12-09 1988-03-29 Whirlpool Corporation Vacuum cleaner with performance monitoring system
KR910006887B1 (ko) 1988-06-15 1991-09-10 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 전기소제기의 쓰레기 검지장치
JPH0779791B2 (ja) 1988-11-07 1995-08-30 松下電器産業株式会社 電気掃除機
AU639215B2 (en) * 1988-12-02 1993-07-22 Hoover Plc Vacuum cleaners having dirt sensors
JPH0824652B2 (ja) 1988-12-06 1996-03-13 松下電器産業株式会社 電気掃除機
JPH03186243A (ja) * 1989-12-15 1991-08-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd アップライト型電気掃除機
KR930003937Y1 (ko) 1991-08-14 1993-06-25 주식회사 금성사 진공청소기의 오물흡입감지장치
JPH0638912A (ja) * 1992-07-22 1994-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 塵埃検知装置およびそれを用いた掃除機
US5440216A (en) 1993-06-08 1995-08-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Robot cleaner
EP0759157B1 (de) * 1994-05-10 1999-07-07 Heinrich Iglseder Verfahren zum nachweis von partikeln in einer 2-phasen-strömung, verwendung des verfahrens und staubsauger
US5507067A (en) * 1994-05-12 1996-04-16 Newtronics Pty Ltd. Electronic vacuum cleaner control system
US5608944A (en) 1995-06-05 1997-03-11 The Hoover Company Vacuum cleaner with dirt detection
US5815884A (en) 1996-11-27 1998-10-06 Yashima Electric Co., Ltd. Dust indication system for vacuum cleaner
JP4282772B2 (ja) * 1997-08-25 2009-06-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 音響式表面タイプ検出器を有する電気表面処理デバイス
US6023814A (en) 1997-09-15 2000-02-15 Imamura; Nobuo Vacuum cleaner
CN1183427C (zh) * 1997-11-27 2005-01-05 阳光及自动化公司 移动机器人及其控制系统的改进
JP3478476B2 (ja) * 1998-08-18 2003-12-15 シャープ株式会社 掃除ロボット
US6446302B1 (en) 1999-06-14 2002-09-10 Bissell Homecare, Inc. Extraction cleaning machine with cleaning control
US6571422B1 (en) 2000-08-01 2003-06-03 The Hoover Company Vacuum cleaner with a microprocessor-based dirt detection circuit
US6832407B2 (en) * 2000-08-25 2004-12-21 The Hoover Company Moisture indicator for wet pick-up suction cleaner
JP3674481B2 (ja) * 2000-09-08 2005-07-20 松下電器産業株式会社 自走式掃除機
JP4479101B2 (ja) * 2001-01-12 2010-06-09 パナソニック株式会社 自走式掃除機
JP2002369778A (ja) * 2001-04-13 2002-12-24 Yashima Denki Co Ltd ゴミ検出装置及び電気掃除機
JP3926209B2 (ja) * 2002-05-27 2007-06-06 シャープ株式会社 自走式掃除機
JP4515738B2 (ja) * 2003-09-30 2010-08-04 セイコーエプソン株式会社 インク組成物

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5613261A (en) * 1994-04-14 1997-03-25 Minolta Co., Ltd. Cleaner
US5910700A (en) * 1997-03-20 1999-06-08 Crotzer; David R. Dust sensor apparatus
KR20040003088A (ko) * 2002-06-25 2004-01-13 삼성광주전자 주식회사 로봇 청소기 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
EP2546714A1 (en) 2013-01-16
KR101425335B1 (ko) 2014-08-01
KR20130131494A (ko) 2013-12-03
KR20130004377A (ko) 2013-01-09
EP1711873A1 (en) 2006-10-18
EP3287863B1 (en) 2019-06-19
EP1711873A4 (en) 2011-03-30
EP2853976A2 (en) 2015-04-01
AU2004316426A1 (en) 2005-09-09
KR20110110870A (ko) 2011-10-07
EP3287863A1 (en) 2018-02-28
WO2005083541A1 (en) 2005-09-09
EP2853976A3 (en) 2015-04-08
EP1711873B1 (en) 2012-12-19
KR101296410B1 (ko) 2013-08-13
KR20110110869A (ko) 2011-10-07
KR20120104428A (ko) 2012-09-20
KR101233959B1 (ko) 2013-02-15
AU2004316426B2 (en) 2010-08-19
KR101354369B1 (ko) 2014-01-22
JP2007519468A (ja) 2007-07-19
AU2010235871B2 (en) 2011-11-17
AU2010235871A1 (en) 2010-11-11
EP2546714B1 (en) 2014-07-23
KR20140092417A (ko) 2014-07-23
EP2853976B1 (en) 2017-10-04
KR20110009270A (ko) 2011-01-27
KR20130131493A (ko) 2013-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101271279B1 (ko) 청소 장치용 데브리 센서
US10595695B2 (en) Debris sensor for cleaning apparatus
JP2018086499A (ja) デブリセンサを備えた清浄装置
JP4959759B2 (ja) デブリセンサ及び清浄装置を操作する方法
AU2016265962B2 (en) Debris sensor for cleaning apparatus
JP2017051861A (ja) デブリセンサを備えた清浄装置
JP2016052607A (ja) デブリセンサを備えた清浄装置
KR20070003863A (ko) 청소 장치용 데브리 센서

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160512

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170504

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180427

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190422

Year of fee payment: 7