KR101292124B1

KR101292124B1 - 로봇청소기 시스템 및 로봇청소기의 외부충전장치 복귀방법

Info

Publication number: KR101292124B1
Application number: KR1020060023908A
Authority: KR
Inventors: 이주상; 정삼종; 송정곤; 고장연; 조영익; 이학봉
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2013-08-09
Also published as: KR20070093703A

Abstract

로봇청소기 시스템 및 로봇청소기의 외부충전장치 복귀방법이 개시된다. 개시된 로봇청소기는, 충전단자와 송신부를 구비한 외부충전장치; 상기 외부충전장치의 전방 바닥에 충전단자와 일직선이 되도록 설치되는 인식표지; 로봇청소기 본체, 로봇청소기 본체를 구동하는 구동부, 로봇청소기 본체에 설치되는 충전배터리, 충전단자와 접속하여 충전배터리로 전원을 공급하는 연결단자, 송신부에서 발생되는 신호를 수신하는 수신부, 전방의 물체와 거리를 측정하는 거리센서, 인식표지를 감지하는 인식표지검출센서 및 구동부를 제어하는 제어부가 구비된 로봇청소기;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 수신부가 상기 송신부로부터 신호를 수신할 경우 상기 구동부를 제어하여 상기 로봇청소기를 상기 외부충전장치 방향으로 이동시킨 후, 상기 로봇청소기가 감지된 상기 인식표지를 따라 상기 외부충전장치 방향으로 전진하여 충전단자와 연결단자가 접속되도록 상기 구동부를 제어한다.

로봇청소기, 외부충전장치, 거리센서, 인식표지, 인식표지검출센서

Description

로봇청소기 시스템 및 로봇청소기의 외부충전장치 복귀방법 {Robot cleaner system and Method for return to external charge apparatus}

도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇청소기를 나타낸 개략적인 사시도이고,

도2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 외부충전장치를 나타낸 개략적인 사시도이고,

도3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇청소기 시스템의 블럭도이고,

도4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 외부충전장치의 송신부에 따른 송신영역과 로봇청소기를 나타낸 도면이고,

도5a~도5d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복귀방법을 설명하기 위한 도면으로서, 로봇청소기가 외부충전장치에 접속하기 위한 로봇청소기의 진행동작을 나타낸 도면이고,

도 6은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇청소기의 외부충전장치 복귀방법을 설명하는 블록도이다.

*도면의 주요부호에 대한 설명*

100 : 로봇청소기 101 : 로봇청소기 본체

110 : 흡진부 115 : 제어부

120 : 구동부 134 : 인식표지검출센서

134a : 제1인식표지 검출센서 134b : 제2인식표지 검출센서

138 : 거리센서 138a : 제1거리센서

138b : 제2거리센서 160 : 연결단자

200 : 외부충전장치 205 : 충전단자

210 : 송신부 220 : 인식표지

230 : 바닥 플레이트

본 발명은 로봇청소기 시스템 및 외부충전장치 복귀방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충전배터리를 구비한 로봇청소기가 충전배터리를 충전시키기 위해 외부충전장치로 복귀하는 로봇청소기 시스템 및 외부충전장치 복귀방법에 관한 것이다.

일반적으로, 로봇청소기는 사용자의 조작없이 일정범위의 작업영역 내를 스스로 주행하면서 피청소면으로부터, 먼지나 이물질을 흡입하는 청소작업을 수행하는 장치를 말한다. 로봇청소기는 센서 및 카메라를 통해 집안이나 사무실과 같은 작업영역 내에 설치된 가구, 사무용품, 벽과 같은 장애물까지의 거리를 판별하고, 판별된 정보를 이용하여 장애물과 충돌되지 않도록 주행하면 지시된 작업을 수행한다.

이러한 로봇청소기는 구동에 필요한 전원을 공급하는 배터리가 설치되어 있는데, 배터리는 전력이 소모된 경우 충전하여 다시 사용할 수 있는 충전배터리를 사용하는 것이 일반적이다. 따라서, 로봇청소기는 필요시 충전배터리에 전원을 충전시킬 수 있도록 외부충전장치로 복귀해야 하며, 외부충전장치로 로봇청소기가 자동으로 복귀할 수 있도록 하기 위해서는 외부충전장치의 위치를 정확하게 파악할 수 있어야 한다.

로봇청소기가 외부충전장치의 위치를 파악하고 복귀하는 방법에 관한 기술로는 본 출원인이 선출원한 한국특허공개공보(10-2004-0071001)가 있다. 그러나, 충전명령신호가 수신되면 무조건 벽을 추종하여 외부충전장치를 찾는 기술이어서 복귀하는 시간의 단축과 정확한 충전단자 도킹을 위한 연구를 계속해 왔다.

본 발명의 목적은, 종래기술에 비해 보다 신속하고 정밀하게 로봇청소기가 외부충전장치에 복귀하는 개선된 로봇청소기 시스템 및 로봇청소기의 외부충전장치 복귀방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇청소기 시스템은, 충전단자와, 송신부를 구비한 외부충전장치; 상기 외부충전장치의 전방 바닥에 상기 충전단자와 일직선이 되도록 설치되는 인식표지; 로봇청소기 본체와, 상기 로봇청소기 본체를 구동하는 구동부, 상기 로봇청소기 본체에 설치되는 충전배터리와, 상기 충전단자와 접속하여 상기 충전배터리로 전원을 공급하는 연결단자와, 상기 송신부에서 발생되는 신호를 수신하는 수신부와, 전방의 물체와 거리를 측정하는 거리센서와, 상기 인식표지를 감지하는 인식표지검출센서와, 상기 구동부를 제어하는 제어부가 구비된 로봇청소기;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 수신부가 상기 송신부로부터 신호를 수신할 경우 상기 구동부를 제어하여 상기 로봇청소기를 상기 외부충전장치 방향으로 이동시킨 후, 상기 로봇청소기가 감지된 상기 인식표지를 따라 상기 외부충전장치 방향으로 전진하여 상기 충전단자와 상기 연결단자가 접속되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 로봇청소기가 외부충전장치의 충전단자에 보다 정밀하고 정확히 복귀할 수 있다.

본 발명은, 상기 인식표지가 부착된 바닥플레이트를 더 포함하여, 상기 외부충전장치의 전방 바닥에 설치함으로써, 외부충전장치 및 인식표지의 이동 및 관리가 용이하게 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 로봇청소기에 설치된 상기 인식표지검출센서가 복수 개이고, 이 중 적어도 하나의 센서는 상기 로봇청소기 본체의 저면 중심에 설치되고, 나머지 인식표지검출센서 중 적어도 하나의 센서는 상기 로봇청소기 본체의 저면 전방에 설치하고, 상기 충전단자는 상기 외부충전장치의 전면 중앙부에 설치하며, 상기 거리센서는 상기 외부충전장치와 상기 로봇청소기 본체의 진행방향에 대한 경사각을 산출하기 위하여 제 1 거리센서와 제2 거리센서를 상기 수신부의 양측에 각각 설치할 수 있다.

본 발명에서, 상기 인식표지는 마그네틱 테이프이고, 상기 인식표지 검출센서는 홀센서로 구성할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 로봇청소기는 상기 충전배터리의 충전량을 검출하는 배터리 충전량 검출부를 더 포함하여, 상기 배터리 충전량 검출부로부터 상기 제어부로 충전명령신호가 수신되면 상기 청소작업수행을 중단하고 상기 외부충전장치로 복귀하도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 복 발명의 목적은, 외부충전장치로부터의 신호를 수신하여 이에 따라 로봇청소기가 상기 외부충전장치 방향으로 접근하는 단계; 상기 로봇청소기에 설치된 복수 개의 거리센서를 이용하여 상기 외부충전장치와의 상기 로봇청소기 간의 경사각을 산출하는 단계; 상기 산출한 경사각을 이용하여 상기 외부충전장치와 상기 로봇청소기의 진행방향이 평행이 되도록 상기 로봇청소기를 회전시키는 단계; 상기 로봇청소기가 회전된 후, 바닥에 설치된 인식표지가 감지될 때까지 전진하는 단계; 상기 로봇청소기에 설치된 연결단자가 상기 외부충전장치에 설치된 충전단자와 마주하도록 상기 로봇청소기를 90도 회전시키는 단계; 상기 로봇청소기가 상기 인식표지를 따라 전진하여 상기 연결단자가 상기 충전단자에 접속하는 단계;를 포함하는 로봇청소기의 외부충전장치 복귀방법에 의해서도 달성된다. 이에 의하면, 보다 신속하고 정확하게 로봇청소기가 외부충전장치에 복귀할 수 있다.

여기서, 상기 경사각을 산출하는 단계는, 상기 로봇청소기의 전면 양측에 설치된 두 개의 거리센서가 외부충전장치와의 거리를 측정하는 단계; 상기 측정된 외부충전장치와의 각각의 거리에 따른 차와 상기 각각의 거리센서의 설치위치의 거리차를 이용하여 상기 외부충전장치와 상기 로봇청소기의 진행방향에 대한 경사각을 연산하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기 시스템에 대하여 설명한다.

도1 내지 도 3을 참조하면, 로봇청소기 시스템은 로봇청소기(100)와 외부충전장치(200) 및 인식표지(220)를 포함한다.

로봇청소기(100)는 로봇청소기 본체(111), 흡진부(110), 구동부(120), 장애물검출센서(130), 주행거리센서(132), 거리센서(138), 인식표지검출센서(134), 연결단자(160), 수신부(170), 제어부(115)를 포함한다.

흡진부(110)는 외부의 공기를 흡입하면서 피청소면의 먼지를 집진할 수 있도록 로봇청소기 본체(111)상에 설치되어 있다. 이러한 흡진부(110)는 알려진 다양한 방식에 의해 구성될 수 있다. 이러한 흡진부(110)는 통상적으로 사용되는 흡입모터(미도시)와, 흡입모터(미도시)의 구동에 의해 피청소면과 마주하는 흡입구(미도시) 또는 흡입관(미도시)을 통해 유입된 먼지를 집진하는 집진실(미도시)을 구비한다.

구동부(120)는 로봇청소기 본체(111)의 좌우측에 설치된 바퀴(미도시)와, 상기 바퀴를 각각 회전 구동시키는 구동모터(미도시)를 포함한다. 구동부(120)는 제어부의 제어신호에 따라 각 모터를 독립적으로 정방향 또는 역방향으로 회전 구동시킨다. 로봇청시기의 회전각도나 주행방향은 각 구동모터(미도시)의 회전수를 다르게 제어함으로써 결정된다.

장애물 검출센서(130)는 전방 또는 주행방향의 장애물이나 벽 등을 감지하기 위하여 적외선 센서 또는 초음파 센서등을 이용한다.

주행거리 검출센서(132)는 바퀴의 회전수를 검출하는 회전검출센서가 적용될 수 있다. 예컨데. 회전검출센서는 모터의 회전수를 검출하도록 설치된 로터리 엔코더가 사용될 수 있다.

연결단자(160)는 후술될 외부충전장치(200)의 충전단자(205)와 접속되기 위해서 연결단자(160)의 일부가 로봇청소기 본체(111)의 외부로 돌출되고, 본체(111) 전면 중앙부에 설치된다. 다시 말해, 도1 및 도2에서 보는 바와 같이 충전단자(205)는 피청소면의 바닥면으로부터 높이 H인 위치에 설치되고, 이와 대응되게 연결단자(160)도 피청소면의 바닥면으로부터 높이 H인 위치에 설치되는 것이다.

거리센서(138)는 후술될 외부충전장치(200)와의 거리를 측정하기 위하여 연결단자(160)와 일정간격을 두고 양측에 설치되며, 제1거리센서(138a)와 연결단자(160)와 제2거리센서(138b)를 포함한다.

인식표지 검출센서(134)는 도 5a를 참조하면, 바닥플레이트(230)에 부착된 인식표지(220)를 검출할 수 있도록 로봇청소기 본체(111)의 저면에 설치되며, 본 실시 예에서는 제 1인식표지 검출센서(134a)와 제2인식표지 검출센서(134b)를 포함하며, 제1인식표지 검출센서(134a)와 제2인식표지 검출센서(134b)는 로봇청소기의 진행방향을 지나고, 로봇청소기 본체(111)의 중심축상을 지나도록 설치된다. 제 2인식표지 검출센서(134b)는 로봇청소기 본체(111)의 중심에 설치되고, 제1인식표지 검출센서는 로봇청소기(100)의 진행방향에 따른 로봇청소기 본체(111)의 저면 전방에 설치된다. 한편, 인식표지 검출센서(134)는 후술될 인식표지(220)의 자력을 검출할 수 있는 홀센서로 이루어진 것이 바람직하다. 인식표지 검출센서(134)와 연결단자(160)는 상기 로봇청소기(100)가 외부충전장치(200)에 접속하기 위하여 도 5a 에 도시된 바와 같이, 동심축(2) 상에 설치된다.

수신부(170)는 로봇청소기 본체(111)의 전방에 장착되어 외부충전장치(200)의 송신부(210)에서 보내는 서로 다른 코드를 갖는 발신신호를 수신한다. 충전배터리(140)는 로봇청소기 본체(111)내부에 설치되며, 연결단자(160)와 전기적으로 연결되어 있다. 연결단자(160)가 후술될 외부충전장치(200)의 충전단자(205)와 접속되면, 상용교류전원에 의해 충전배터리(140)가 충전된다.

배터리 충전량 검출부(142)는 충전배터리(140)의 충전량을 검출하고 검출된 충전량이 설정된 레벨의 이하로 떨어지면 충전요청신호를 제어부(115)에 송출한다.

제어부(115)는 구동부(120), 수신부(170)를 통해 수신된 신호 및 상술한 각 센서(130, 132, 134, 138)들에 발생된 신호를 처리하고, 필요에 따라 상기 센서들에서 발생된 신호값을 이용하여 연산하도록 로봇청소기 본체(111)의 내부에 설치된다.

외부충전장치(200)는, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 충전단자(205), 송신부(210)를 포함한다.

충전단자(205)는 케이블을 통하여 외부전원(206)에 연결되어 있으며, 로봇청소기(100)의 연결단자(160)와 접속하여 충전배터리(140)에 전력을 공급한다. 충전단자(205)는 로봇청소기(100)의 연결단자(160)와 접속하여 충전배터리(140)에 전력을 공급하기 위하여 로봇청소기(100)의 연결단자와 같은 높이(H)를 유지하도록 외부충전장치(200)에 설치된다. 충전단자(205)는 상용교류전원이 3상인 경우에는 3개의 충전단자로 이루어진다.

송신부(210)는, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 로봇청소기(100)의 수신부(170)가 송신부(210)에서 발송하는 신호를 인식할 수 있도록 외부충전장치(200)의 전면 및 측면에 설치되며, 서로 다른 코드를 갖고 또한, 각기 세기를 달리하는 신호를 보내는 제1 내지 제6 송신부(210a~210f)를 포함한다. 제1 내지 제4송신부(210a~210d)는 외부충전장치(200) 전면에 설치되어 있고, 그중 제1 및 제2 송신부는 외부충전장치의 전면 중앙에 높이 차를 두고 설치되며, 제 3 및 제 4 송신부(210c, 210d)는 전면 양측에 설치된다. 또한, 제 5 및 제6 송신부(210e, 210f)는 외부충전장치(200) 측면에 설치되어 있다. 제1송신부(210a) 및 제2송신부(210b)는 상기 로봇청소기(100)의 제어부(115)가 충전명령신호를 수신하면 외부충전장치(200)가 있는지 검색하기 위한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 송신부(210a, 210b)는 제3 및 제4 송신부(210c, 210d)에 비해 장거리 송신범위를 가지고 있다. 제 3 및 제4 송신부(210c, 210d)는 연결단자(160)와 충전단자(205)의 접속을 위해, 제 1 및 제2송신부(210a, 210b)에 비하여 단거리의 송신범위를 가지고 있다. 상기 제3 및 제4송신부(210c 210d)의 송신범위는 바닥플레이트의 길이와 거의 비슷한 범위를 커버한다. 이로인해, 로봇청소기(100)의 수신부(170)가 제 3 및 제4 송신부(210c, 210d)의 신호를 수신하게 되면 이때부터 로봇청소기(100)의 연결단자(160)가 외부충전기(200)의 충전단자(205)로 접속하기 위한 로봇청소기의 외부충전장치 복귀방법이 수행된다. 제 5 및 제 6의 송신부(210e, 210f)는 로봇청소기(100)가 상기 제1 송신부(210a)의 송신범위를 벗어난 경우를 위해서 설치되며, 이는 제 5 및 제6의 송신부(210e, 210f)의 발신 신호를 수신부(170)가 수신할 경우, 제어부(115)는 제1송신부(210a)에서 발신하는 적외선신호를 찾기 위해서 이동하도록 구동부(120)를 제어한다. 한편, 송신부(210)는 적외선신호를 발생하는 적외선 발광소자인 것이 바람직하며, 일반적으로 사용되는 LED를 적용할 수 있다.

인식표지(220)는, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 로봇청소기(100)가 인식표지 검출센서(134)를 이용하여 외부충전장치(200)의 위치를 인식할 수 있도록 외부충전장치(200)의 전방 바닥에 설치되는 것이 가능하다. 본 실시예에서는 외부충전장치(200)의 전방바닥에 바닥플레이트(230)가 고정되어 설치되며, 바닥플레이트(230)상에 인식표지(220)가 설치된다. 이때, 인식표지(220)는 인식표지 검출센서(134)가 정확하게 외부충전장치(200)의 위치를 검출할 수 있도록 외부충전장치(200)와 수직을 이루며, 외부충전장치(200)의 중앙에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 충전단자(205)에 인식표지(220)는 충전단자(205)의 동일축선상(L)에 설치됨으로써, 로봇청소기(100)가 인식표지를 따라 전진하여 로봇청소기(100)의 연결단자(160)가 충전단자(205)에 접속하게 된다. 이때, 바닥 플레이트(230)가 외부충전장치(200)에 고정되어 설치됨으로써, 외부충전장치(200)를 이동하여 재설치할 경우에도 외부충전장치(200)의 충전단자(205)에 로봇청소기(100)의 연결단자(160)가 정확하게 접속할 수 있도록 인식표지(220)가 외부충전장치(200)의 충전단자(205)와 동일축선상(L1)에 위치되는 것이 가능하다. 한편, 인식표지(220)는 인식표지 검출장치(134)로써 사용되는 홀센서가 인식표지(220)를 감지하기 위한 마그네틱 테이프이다.

이하, 본 발명에 따른 로봇청소기의 외부충전장치 복귀방법을 도5a 내지 도5d 및, 도 6을 참조하여 설명한다.

청소작업 지시신호가 수신되면, 로봇청소기(100)는 사용자의 명령에 의해 정해진 청소영역에서 청소작업을 수행한다. 청소작업을 진행하다가, 로봇청소기(100)의 충전배터리(140)의 충전량이 일정레벨 이하에 도달하던지 아니면 작업자의 강제적인 지시에 의해 충전명령신호가 수신되면 로봇청소기(100)는 외부충전장치(200)로 복귀하기 위한 복귀주행으로 전환하게 된다. 복귀주행으로 전환될 시, 로봇청소기(100)가 외부충전장치(200)의 제 1송신부(210a)에서 보내는 적외선신호의 발신범위에 내에 있으면 곧 바로 송신위치를 추적하여 외부충전장치(200) 방향으로 이동하고, 제 1송신부(210a)에서 보내는 적외선신호의 발신범위를 벗어난 위치에 있는 경우에는 랜덤식으로 이동하면서 적외선신호를 찾은 후 외부충전장치(200) 방향으로 이동한다(S1). 로봇청소기(100)가 외부충전장치(200)와 가까워지면 제 3 및 제 4송신부(210c, 210d)에서 송신하는 다른 세기를 갖는 적외선신호를 수신하게 된다.

로봇청소기(100)가 외부충전장치(200)의 제3 및 제4송신부(210c, 210d)의 발신범위에 진입한 상태에서 외부충전장치(200)의 전면과 로봇청소기(100)의 진행방향과의 경사각(θ)을 산출하기 위하여 제1거리센서(138a) 및 제2거리센서(138b)는 외부충전장치(200)와의 거리를 측정하고 측정신호를 제어부(115)로 전달한다(S2,S3). 경사각(θ)을 측정하기 위한 방법을 설명하면, 제1거리센서(138a)에서 외부충전장치(200)와의 거리 H2, 제2거리센서(138b)에서 외부충전장치(200)와의 거리 H1를 측정한다(S2). 고정값인 제1거리센서(138a)와 제2거리센서(138b)의 거리를 H3라 하면, 제어부(115)는 측정된 거리(H1, H2, H3)를 이용하여 상기 경사각(θ)을 구하기 위한 연산을 시행한다(S3). 상기 연산에 대해서 설명하면, H1의 길이에서 H2의 길이를 차감한 값 H1'을 구하고, 상기 H1' 값과 H3값을 이용하여 로봇청소기(100)의 진행방향과 외부충전장치(200)와 이루는 경사각(θ)은 tanθ = H3 / H1' 이된다.

상기한 바와 같은 방법으로 경사각θ이 산출되면, 제어부(115)는 로봇청소기(100)를 상기 산출한 경사각(θ)만큼 P1방향으로 회전되도록 구동부(120)를 제어한다(제 1 회전단계)(S4). 이렇게 P1방향으로 경사각(θ)만큼 회전하게 되면 로봇청소기(100)는, 도 5b와 같이, 외부충전장치(200)와 평행하게 되며 로봇청소기(100)의 진행방향과 인식표지(220)는 수직이 된다. 이때, 로봇청소기(100)의 회전방향은 제1거리센서 및 제2거리센서에서 측정된 외부충전장치와의 각각의 거리 중 측정거리가 긴 방향에 의해서 정해진다. 즉, 측정거리가 긴 쪽으로 회전하게 되는 것이다.

그 다음, 도5b 및 도5c에서 보는 바와 같이 로봇청소기(100)의 P2방향으로 전진하다가 제1인식표지 검출센서(134a)에서 인식표지(220)를 검출하게 되고, 이때 제어부(115)는 로봇청소기(100)의 진행속도가 감소되도록 구동부(120)를 제어한다. 로봇청소기(100)의 진행속도가 감소된 상태에서 계속 전진하다가 로봇청소기(100)의 중심에 설치되어 있는 제2인식표지 검출센서(134b)에서 인식표지(220)를 검출하게 되면 로봇청소기(100)의 제어부(115)는 로봇청소기(100)를 정지시키도록 제어한다(S5). 그런 다음, 제어부(115)는 로봇청소기(100)를 P3방향으로 90도 만큼 회전시키도록 구동부(120)를 제어한다(제 2 회전단계)(S6). 즉 로봇청소기(100)의 전면이 외부충전장치(200)와 마주하도록 회전시키는 것이다. 이때, 제 2인식표지 검출 센서(134b)가 로봇청소기 본체(111)의 중심에 설치되어 있기 때문에, 로봇청소기(100)가 제2인식표지 검출센서(134b)에서 정지하고 로봇청소기의 본체(111)의 양측에 설치되어 있는 구동바퀴(미도시)가 같은 속도로 가지고 각각 서로 반대 반향으로 회전한다. 이는 로봇청소기(100)가 로봇청소기 본체(111)의 중심을 기준으로 회전하게 되는 것이다.

로봇청소기(100)와 외부충전장치(200)가 마주한 상태에서, 도 5d에서 보는 바와 같이 로봇청소기(100)는 P4방향으로 전진하게 됨으로써, 로봇청소기(100)의 연결단자(160)는 이와 대응대는 위치에 설치된 외부충전장치(200)의 충전단자(205)에 접속하게 된다(S7). 이는 외부충전장치(200)의 충전단자(205)와 인식표지(220)가 일직선상에 설치되어 있고, 로봇청소기(100)에 설치된 연결단자(160)와 인식표지 검출센서(134)가 로봇청소기 본체(111)의 중심축 상에 설치되기 때문에 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇청소기 시스템 및 로봇청소기의 외부충전장치 복귀방법에 의하면, 외부충전장치의 충전단자와 인식표지가 동일축선상에 배치되고 충전장치의 전방 중앙부에 인식표지가 일정거리 설치되어 있기 때문에, 로봇청소기가 인식표지를 따라 전진하기 용이하고 보다 신속하고 정확하게 로봇청소기의 연결단자가 외부충전장치의 충전단자에 접속하는 것이 가능하다.

또한, 외부충전장치에 바닥 플레이트가 결합되고, 상기 바닥플레이트에 인식 표지가 부착되기 때문에 외부충전장치의 이동설치가 용이하다.

또한, 다양한 세기를 갖는 적외선 센서를 이용하여 로봇청소기를 외부충전장치로 유인하기 때문에 벽 추종하여 외부충전장치를 찾아가는 기술 보다 신속하게 충전장치에 접근할 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그 러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것을 간주되어야 할 것이다.

Claims

충전단자와, 송신범위가 서로 다른 신호를 발생하는 복수의 송신부를 구비한 외부충전장치;

상기 외부충전장치의 전방 바닥에 상기 충전단자와 일직선이 되도록 설치되는 인식표지;

로봇청소기 본체와, 상기 로봇청소기 본체를 구동하는 구동부, 상기 로봇청소기 본체에 설치되는 충전배터리와, 상기 충전단자와 접속하여 상기 충전배터리로 전원을 공급하는 연결단자와, 상기 송신부에서 발생되는 신호를 수신하는 수신부와, 전방의 물체와 거리를 측정하는 거리센서와, 상기 인식표지를 감지하는 인식표지검출센서와, 상기 구동부를 제어하는 제어부가 구비된 로봇청소기;를 포함하며,

상기 제어부는, 상기 수신부가 상기 복수의 송신부로부터 신호를 수신할 경우 상기 수신부에 의해 수신된 신호에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 로봇청소기를 상기 외부충전장치 방향으로 이동시킨 후, 상기 로봇청소기가 감지된 상기 인식표지를 따라 상기 외부충전장치 방향으로 전진하여 상기 충전단자와 상기 연결단자가 접속되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 로봇청소기 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 인식표지가 부착되고, 상기 외부충전장치의 전방 바닥에 설치되는 바닥 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 인식표지 검출센서는 복수 개이고, 적어도 하나의 센서는 상기 로봇청소기 본체의 저면 중심에 설치되고, 나머지 인식표지검출센서 중 적어도 하나의 센서는 상기 로봇청소기 본체의 저면 전방에 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 충전단자는 상기 외부충전장치의 전면 중앙부에 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 거리센서는 상기 외부충전장치와 상기 로봇청소기 본체의 진행방향에 대한 경사각을 산출하기 위하여 상기 수신부의 양측에 설치되는 제 1 거리센서와 제2 거리센서를 포함하는 것을 특징으로 로봇청소기 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 인식표지는 마그네틱 테이프이고, 상기 인식표지 검출센서는 홀센서인 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 로봇청소기는,

상기 충전배터리의 충전량을 검출하는 배터리 충전량 검출부를 더 포함하며,

상기 배터리 충전량 검출부로부터 상기 제어부로 충전명령신호가 수신되면, 청소작업수행을 중단하고 상기 외부충전장치로 복귀하는 것을 특징으로 로봇청소기 시스템.
서로 송신범위가 다른 복수의 신호를 발생하는 외부충전장치로부터 상기 복수의 신호 중에서 적어도 하나의 신호를 수신하는 단계;

상기 복수의 신호 중에서 상기 수신된 신호에 따라 로봇청소기가 상기 외부충전장치 방향으로 접근하는 단계;

상기 로봇청소기에 설치된 복수 개의 거리센서를 이용하여 상기 외부충전장치와의 상기 로봇청소기 간의 경사각을 산출하는 단계;

상기 산출한 경사각을 이용하여 상기 외부충전장치와 상기 로봇청소기의 진행방향이 평행이 되도록 상기 로봇청소기를 회전시키는 단계;

상기 로봇청소기가 회전된 후, 바닥에 설치된 인식표지가 감지될 때까지 전진하는 단계;

상기 로봇청소기에 설치된 연결단자가 상기 외부충전장치에 설치된 충전단자와 마주하도록 상기 로봇청소기를 90도 회전시키는 단계;

상기 로봇청소기가 상기 인식표지를 따라 전진하여 상기 연결단자가 상기 충전단자에 접속하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 외부충전장치 복귀방법.
제 8 항에 있어서,

상기 경사각을 산출하는 단계는,

상기 로봇청소기의 전면 양측에 설치된 두 개의 거리센서가 외부충전장치와의 거리를 측정하는 단계;

상기 측정된 외부충전장치와의 각각의 거리에 따른 차와 상기 각각의 거리센서의 설치위치의 거리차를 이용하여 상기 외부충전장치와 상기 로봇청소기의 진행방향에 대한 경사각을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 외부충전장치 복귀방법.