KR101294820B1 - 창문청소용 로봇청소기와 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 창문 청소용 로봇 청소기에 관한 것으로서, 용이하게 창틀의 크기를 측정하고, 별도의 기울기 센서 없이도 수평을 유지할 수 있는 창문 청소용 로봇 청소기에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 피청소창의 일면에 배치되고 제1자성체를 구비하는 제1청소유닛과; 창문의 타면에 배치되되, 제2자성체를 구비하여 상기 제1,2자성체 간의 인력에 의하여 제1청소유닛과 같은 방향으로 움직이는 제2청소유닛을 포함하되, 상기 제1청소유닛 또는 상기 제2청소유닛 중 적어도 하나는
외관을 형성하는 본체와; 상기 본체에 마련되며 상기 본체를 이동시키거나 회전시키는 이동장치와; 상기 본체에 마련되어 피청소창의 테두리에 마련되는 창 틀 방향으로 소정의 신호를 서로 다른 방향으로 발신하고 반사된 신호를 감지하는 거리측정센서부와; 상기 거리측정센서부에 의한 신호 수신에 의하여 본체와 상기 창 틀간의 거리를 측정하고, 상기 센서부의 위치 변화시 발생하는 측정 거리의 변화에 따라서 상기 창틀의 크기 또는 상기 본체의 위치상태를 인식하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 창문 청소용 로봇청소기를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 의하여, 본 발명에 따르면 복수의 거리측정센서부를 이용하여 창틀의 감지 및 로봇청소기의 수평상태 유지가 용이하게 인식될 수 있다.

Description

창문청소용 로봇청소기와 그 제어방법 {A robot cleaner for cleaning a window and a control method thereof}

본 발명은 창문 청소용 로봇 청소기에 관한 것으로서, 용이하게 창틀의 크기를 측정하고, 별도의 기울기 센서 없이도 수평을 유지할 수 있는 창문 청소용 로봇 청소기에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 벽면에 설치된 유리 창문들은 오랫동안 방치하게 되면 외부의 먼지, 공해 등의 영향으로 쉽게 오염되어 지저분해지거나 채광성이 떨어지게 되므로 건물의 외벽에 설치된 창문들의 경우 자주 닦아 청소해주는 것이 좋다.

하지만, 이러한 창문 닦기 작업에 있어서 사람의 손이 닿는 안쪽 면의 경우에는 걸레 등을 이용하여 비교적 용이하게 청소할 수 있지만 사람이 손이 잘 닿지 않는 바깥쪽 면의 경우에는 청소 작업이 매우 번거로우므로 1년에 몇 번 청소하지 않고 더러운 창문을 그대로 방치해 두고 있는 실정이다.

특히, 고층 아파트의 베란다 창문과 같은 경우에 있어서 사람이 창문의 바깥쪽 면을 닦기 위해서는 몸을 내밀어 밖을 내다보며 창문을 닦아야 하는바, 청소의 불편함은 물론 안전상으로도 상당히 위험하다는 문제가 있었다.

이에, 보다 편리하고 안전하게 창문을 닦을 수 있는 다양한 창문 닦기 기구들이 개발되어 왔으며, 그러한 기구의 일례로는 한국 공개특허 2004-0091886에서 개시된 양면 유리 청소기가 있다.

상술한 종래 기술에 따른 청소기에 비해서 창문에 안정적으로 설치될 수 있는 청소기에 대한 개발 필요성이 대두된다.

본 발명은 이러한 필요성을 충족시키기 위하여 마련된 것으로서, 용이하게 창틀의 크기를 측정하고, 별도의 기울기 센서 없이도 수평을 유지할 수 있는 창문 청소용 로봇 청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피청소창의 일면에 배치되고 제1자성체를 구비하는 제1청소유닛과; 피청소창의 타면에 배치되되, 제2자성체를 구비하여 상기 제1,2자성체 간의 인력에 의하여 제1청소유닛과 같은 방향으로 움직이는 제2청소유닛을 포함하되, 상기 제1청소유닛 또는 상기 제2청소유닛 중 적어도 하나는, 외관을 형성하는 본체와; 상기 본체에 마련되며 상기 본체를 이동시키거나 회전시키는 이동장치와; 상기 본체에 마련되어 상기 본체로부터 상하좌우 방향으로 소정의 신호를 발신하고 피청소창의 테두리에 마련되는 창틀에 반사되는 신호를 감지하는 거리측정센서부와; 상기 피청소창에 부착된 본체를 회전시키면서 상기 거리측정센서부를 통해 상기 본체와 상기 창틀 사이의 거리를 연속적으로 측정하여, 상기 측정 거리의 변화에 따라서 상기 본체의 위치 상태를 인식하고 정위치시키며 상기 창틀의 크기를 계산하여 인식하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기를 제공한다.

또한, 본 발명은 피청소창의 일면에 배치되고 제1자성체를 구비하는 제1청소유닛과;

피청소창의 타면에 배치되되, 제2자성체를 구비하여 상기 제1,2자성체 간의 인력에 의하여 제1청소유닛과 같은 방향으로 움직이는 제2청소유닛과,

상기 제1,2청소유닛의 본체 중 적어도 하나의 본체에 마련되어 상기 본체로부터 상하좌우 방향으로 소정의 신호를 발신하고 피청소창의 테두리에 마련되는 창틀에 반사되는 신호를 감지하는 거리측정센서부를 구비하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법에 있어서,

(a) 상기 제1청소유닛 또는 제2청소유닛을 회전시키는 단계와;

(b) 상기 (a) 단계와 동시에, 상기 거리측정센서부를 작동시켜 상기 거리측정센서부에 의하여 연속적으로 감지된 신호를 근거로 하여 상기 거리측정센서부로부터 상기 피청소창의 창틀의 내면까지의 거리값을 인식하는 단계와;
(c) 상기 거리측정센서부에 의해 측정된 거리값들 중 서로 반대방향의 거리값의 합이 최소값일 때 본체의 배치 각도를 정위치로 인식하여, 그 정위치로 상기 본체를 회전시키는 단계와;

삭제

(d) 상기 본체의 배치 각도가 정위치된 상태에서 상기 거리측정센서부의 상하좌우 거리값으로부터 상기 창틀의 크기를 계산하고 상기 본체의 위치좌표를 인식하는 단계와;

(e) 상기 창틀의 크기와 상기 본체의 위치좌표가 계산된 경우, 기 설정된 청소 프로그램에 따라서 청소동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 피청소창의 일면에 배치되고 제1자성체를 구비하는 제1청소유닛과;

피청소창의 타면에 배치되되, 제2자성체를 구비하여 상기 제1,2자성체 간의 인력에 의하여 제1청소유닛과 같은 방향으로 움직이는 제2청소유닛과,

상기 제1,2청소유닛의 본체 중 적어도 하나의 본체에 마련되어 상기 본체로부터 상하좌우 방향으로 소정의 신호를 발신하고 피청소창의 테두리에 마련되는 창틀에 반사된 신호를 감지하는 거리측정센서부와,

상기 거리측정센서부를 상기 본체에 대하여 상대적으로 회전시키는 센서회전장치를 포함하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법에 있어서,

(f) 상기 본체의 회전 또는 상기 센서회전장치의 회전에 의하여 상기 거리측정센서부의 측정 방향을 변화시키는 단계와;

(g) 상기 (f) 단계와 동시에, 상기 거리측정센서부를 작동시켜 상기 거리측정센서부에 의하여 감지된 신호를 근거로 하여 상기 거리측정센서부로부터 상기 피청소창의 창틀의 내면까지의 거리값을 인식하는 단계와;

(h) 상기 거리측정센서부에 의해 측정된 거리값들 중 서로 반대방향의 거리값의 합이 최소값일 때 본체의 배치 각도를 정위치로 인식하여, 그 정위치로 상기 본체를 회전시키는 단계와;

(i) 상기 본체의 배치 각도가 정위치된 상태에서 상기 거리측정센서부의 상하좌우 거리값으로부터 상기 창틀의 크기를 계산하고 상기 본체의 위치좌표를 인식하는 단계와;

(j) 상기 창틀의 크기와 상기 본체의 위치좌표가 계산된 경우, 기 설정된 청소 프로그램에 따라서 청소동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명에 의하여, 본 발명에 따르면 복수의 거리측정센서부를 이용하여 창틀의 감지 및 로봇청소기의 수평상태 유지가 용이하게 인식될 수 있다.

한편, 거리측정센서부에서 얻어지는 데이터를 이용하여, 용이하게 창틀의 크기와, 로봇 청소기의 최초 부착위치를 결정할 수 있다.

특히, 최초부착위치가 저장됨으로써, 청소가 완료되거나 불가피하게 중단되는 경우, 로봇청소기가 최초부착위치로 복귀할 수 있다.

로봇청소기가 최초부착위치로 복귀하면, 사용자의 팔이 닿는 위치가 되기 때문에, 용이하게 로봇청소기를 창문으로부터 탈거할 수 있다는 장점이 있다.

도1은 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기의 사시도이다.
도2는 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기가 창문에 부착된 경우에 창문의 하측에서 바라본 도면이다.
도3은 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기에서 제1청소유닛의 분해사시도이다.
도4는 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기에서 제1청소유닛의 내부구조도이다.
도5는 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기에서 제1,2청소유닛의 단면도이다.
도6은 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기에서 제2청소유닛의 분해사시도이다.
도7은 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기에서 제2청소유닛의 결합사시도이다.
도8과 도9는 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기에서 제2청소유닛의 내부구조를 도시한 평면도이다.
도10은 본 발명에 의한 창문 청소용 로봇청소기에서 제2청소유닛의 내부 구조를 도시한 측단면도이다.
도11과 도12는 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기에서 제2청소유닛의 내부구조를 도시한 배면도이다.
도13은 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기의 제2,3실시예의 배면도이다.
도14은 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기의 제어블록도이다.
도15는 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기와 위치표시부재가 창문에 배치된 것을 도시한 사시도이다.
도16과 도19는 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기의 제어흐름도이다.
도17와 도18 및 도20은 본 발명에 의한 창문청소용 로봇청소기의 창문에서의 이동상태를 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다

본 발명에 의한 창문 청소기는 2개의 청소기가 하나의 쌍을 이루어 구성된다.

각각의 청소기는 청소 대상이 되는 창문의 내면과 외면에 부착되어 사용된다.

편의상 창문의 내면에 부착되는 청소기를 제1청소유닛(100)라고 하고, 창문의 외면에 부착되는 청소기를 제2청소유닛(200)라고 명명하도록 하겠다.

상기 제1청소유닛(100)와 상기 제2청소유닛(200)는 창문을 사이에 두고 자력에 의한 인력에 의하여 동시에 상기 창문에 부착될 수 있다.

상기 창문청소기(1)는 주로 창문의 외면을 청소하기 위한 것으로서, 상기 창문의 내면에 부착되는 제1청소유닛(100)는 주동장치 역할을 하고, 상기 창문의 외면에 부착되는 제2청소유닛(200)는 상기 제1청소유닛(100)의 움직임에 따라 움직이는 종동장치 역할을 한다.

상기 제1청소유닛(100)의 본체의 측면에는 각각 거리측정센서(300)가 마련되는데, 상기 거리측정센서(300)들은 창틀과 청소기 간의 거리를 측정하기 위한 것이다.

여기서 상기 거리측정센서(300)는 제1거리측정센서와 제2거리측정센서로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 거리측정센서(300)는 광센서나 레이저 센서로 구성되어, 상기 창문의 창틀로 광신호 또는 레이저센서를 투사하고 반사된 신호를 수신하여 창틀과 청소기 간의 거리를 측정할 수 있다.

상기 거리측정센서(300)는 신호를 상하 방향 및 좌우방향으로 신호를 송신함으로써 거기를 측정하는 동시에 청소기가 창문의 어느 부분에 위치하고 있는지 인식할 수 있다.

도2에서 도시한 바와 같이, 상기 제1청소 유닛(100)에는 두 개의 구동바퀴(111)와, 상기 구동바퀴(111)를 구동시키는 각각의 구동모터(도 3 참조,112)가 마련된다.

상기 구동모터는 상기 구동바퀴(111)를 회전시켜 상기 제1청소 유닛(100)이 창문에서 이동할 수 있도록 한다.

각각의 상기 구동모터(112)는 상기 바퀴 수용부(103)에 인접하게 배치되는 것이 바람직하며, 각각의 구동모터(112)에 의하여 상기 각각의 구동바퀴(111)가 독립적으로 구동되는 것이 바람직하다.

상기 제1청소 유닛(100)에는 구동바퀴(111) 이외에, 상기 제1청소 유닛(100)이 창문에 대해 이격되도록 지지하는 서포터 슬립(107)이 구비된다.

상기 서포터 슬립(107)은 도 2에 도시된 것처럼 두 개가 설치되는 것도 가능하지만, 한 개만 설치되는 것도 가능하다.

상기 서포터 슬립(107)은 상기 구동바퀴(111)가 회전하는지 여부와 무관하게 상기 제1청소 유닛(100)을 지지할 수 있다.

상기 제2청소 유닛(200)에는 상기 제1청소 유닛(100)의 이동에 맞추어서, 상기 제2청소 유닛(200)도 함께 이동시키는 종동바퀴(211)가 구비된다.

상기 종동바퀴(211)는 상기 제2청소 유닛(200)을 창문으로부터 소정 간격으로 이격시킬 수 있기 때문에 네 개가 서로 이격되도록 구비되는 것이 가능하다.

상기 종동바퀴(211)는 상기 제2청소 유닛(200)에서 발생되는 구동력을 이용하는 것이 아니라, 상기 제1청소 유닛(100)의 움직임에 의해서 발생되는 자력 변화에 따라 상기 제2청소 유닛(200)을 이동시키는 기능을 수행한다.

상기 제2청소 유닛(200)에는 창문에 접촉하면서 창문에 부착된 이물질을 제거하는 세척부(280)가 설치된다.

상기 세척부(280)는 상기 제2청소 유닛(200)의 양단에 배치되는 블레이드(289)와, 상기 블레이드(289)에 인접하게 배치되어 세척수에 적셔져서 창문의 이물질을 제거하는 흡수 부재(287)를 포함한다.

상기 블레이드(289)와 상기 흡수 부재(287)는 서로 재질을 달리하여, 서로 다른 강도를 갖기 때문에 다양한 형태의 이물질을 제거할 수 있다.

도 3은 제1청소 유닛의 분해 사시도이다. 이하 도 3을 참조해서 설명한다.

본 발명에 따른 제1청소 유닛(100)은 제1자력발생부(120)가 수용되는 제1하우징(101), 상기 제1하우징(101)을 덮는 제1커버(102), 상기 제1자력발생부(120)의 창문과의 거리를 조절하는 구동부(118)를 포함한다.

상기 제1하우징(101)은 상기 제1청소 유닛(100)의 몸체를 형성하며, 상기 제1커버(102)는 상기 제1하우징(101)의 노출된 면을 밀폐해서 사용자에게 상기 제1하우징(101)의 내부가 노출되지 않도록 한다.

즉 상기 제1청소 유닛(100)은 제1하우징(101)과 상기 제1하우징(101)을 덮는 제1커버(102)가 그 외관을 구성하고 있다.

상기 제1하우징(101)에는 바닥면에서 수직하게 돌출된 형태의 가이드 벽(106)이 형성될 수 있다.

상기 가이드 벽(106)은 두 개의 평행하게 돌출되는 면으로 이루어져, 상기 제1자력발생부(120)의 두 개의 측면을 감싼다.

상기 제1자력발생부(120)는 상기 가이드 벽(106)에 의해서 구획되는 수용 공간(105)에 수용될 수 있다.

상기 제1자력발생부(120)는 상기 가이드 벽(106)에 의해서 구획된 수용 공간(105) 내에서 수직 이동을 제외한 다른 형태의 이동이 제한된다.

또한 상기 제1자력발생부(120)는 자력을 발생시키는 제1자성체(121)와, 상기 제1자성체(121)를 감싸는 요크(122)를 포함한다.

상기 제1자성체(121)는 영구 자석으로 이루어질 수 있고, 전기가 인가되는 경우에는 자성을 띌 수 있는 전자석으로 이루어질 수 있다.

상기 요크(122)는 상기 제2자성체 즉, 창문을 향하는 면이 노출되도록 상기 제1자성체(121)를 감싸는 것이 바람직하다.

상기 요크(122)는 상기 제1자성체(121)의 자력밀도가 상기 제1자성체(121)의 일면에 집중되도록 하기 위하여 마련된다.

상기 요크(122)를 적용하면 동일한 크기의 자석을 사용하더라도 자성체 간에 보다 큰 자력을 발생시킬 수 있다.

상기 제1자성체(121)는 복수 개의 자석과 상기 복수 개의 자석을 이격시키는 스페이서(123)를 구비할 수 있다. 상기 스페이서(123)는 상기 제1자성체(121)의 중앙에 설치되어 복수 개의 자석을 개별적으로 구분할 수 있다.

상기 스페이서(123)에는 중앙에 돌출 형성된 원형의 보스(124)가 형성될 수 있다. 상기 보스(124)는 상기 요크(122)의 중앙에 형성된 구멍에 삽입되어, 상기 요크(122)와 상기 제1자성체(121)가 서로 결합되어 함께 이동될 수 있다.

상기 보스(124)는 상기 요크(122)의 중앙에 형성된 구멍과 억지끼움에 의해서 결합되는 것이 가능하다.

상기 구동부(118)는 상기 제1자력발생부(120)에 수직이동을 발생시키는 노브(130)를 포함하고, 상기 제1커버(102)에는 상기 노브(130)가 관통되어 사용자에게 노출되도록 관통공(104)이 형성된다.

사용자는 상기 노브(130)를 회전시켜서 상기 제1자력발생부(120)를 창문에 가깝게 이동시키거나, 창문에서 멀어지도록 이동시킬 수 있다.

상기 노브(130)는 사용자가 파지해서 회전시킬 수 있는 손잡이편(131)과, 상기 손잡이편(131)에서 연장되어 상기 스페이서(123)에 나사결합되는 연장봉(132)을 포함할 수 있다.

상기 손잡이편(131)은 그 상면에 사용자의 파지 및 파지 후에 회전이 용이하도록 볼록, 오목한 형태가 번갈아 가면서 형성된 엠보싱 부를 포함할 수 있다.

엠보싱 부의 형태는 사용자의 편의를 위해서 다양한 형태로 변형되는 것이 가능하다. 한편 상기 손잡이편(131)은 전체적으로 원형의 형상으로 이루어지는 것이 가능하다.

상기 손잡이편(131)에 대해 수직하게 연장되는 상기 연장봉(132)은 외주면에 전체적으로 숫나사 형태의 나사산이 형성된다.

상기 연장봉(132)의 일단은 상기 스페이서(123)의 상기 보스(124)에 체결될 수 있다.

이때 상기 보스(124)의 내주면에는 상기 연장봉(132)의 숫나사산과 결합되는 암나사산이 형성될 수 있다.

상기 구동부(118)는 상기 연장봉(132)이 회전가능하게 결합되는 서포터(140)를 더 포함할 수 있다.

상기 서포터(140)는 전체적으로 플레이트 형태를 취하는데, 상기 연장봉(132)이 회전가능하게 결합되는 결합공(141)과 상기 결합공(141)이 형성되는 지지면(142)을 포함한다.

상기 연장봉(132)은 상기 결합공(141)에 결합되어서, 상기 지지면(142)에 안착된다.

상기 요크(122) 및 상기 제1자성체(121)에는 복수의 가이드 홀(1213,1223)이 형성되고, 상기 가이드 홀(1213,1223)에는 복수의 가이드 바(127)가 마련되어 상기 요크(122) 및 상기 제1자성체(121)의 움직임을 가이드 할 수 있다.

또한, 상기 가이드 바(127)에 의하여 상기 요크(122)와 상기 제1자성체(121)의 배치가 틀어지는 것을 방지할 수 있다.

상기 가이드바(127)의 일단부는 상기 수용 공간(105)의 바닥면인 상기 제1하우징(101)의 바닥에 결합되고, 상기 가이드바(127)의 타단부는 상기 서포터(140)에 고정된다.

상기 제1하우징(101)의 양 측면에는 상기 구동바퀴(111)가 수용되는 바퀴 수용부(103)가 상기 제1 하우징(101)의 측면으로부터 내측으로 들어간 리세스 형태로 마련된다.

상기 바퀴 수용부(103)는 상기 제1하우징(101)의 양측면에 마련되며, 상기 구동바퀴(111)는 각각의 바퀴 수용부(103)에 회동가능하게 배치된다.

상기 제1하우징(101) 내부에는 상기 구동바퀴(111)를 회전시키는 상기 구동모터(112)가 마련되는데, 상기 구동모터(112)는 상기 구동바퀴(111)의 수량에 대응되게 마련되며, 각각, 상기 제1하우징(101) 내부에 상호 이격되게 배치된다.

각각의 상기 구동모터(112)는 상기 바퀴 수용부(103)에 인접하게 배치되는 것이 바람직하며, 각각의 구동모터(112)에 의하여 상기 각각의 구동바퀴(111)가 독립적으로 구동되는 것이 바람직하다.

이와 같은 독립구동에 의하여 두 개의 바퀴만으로도 전후진 및 회전이 가능하다.

한편, 상기 제1하우징(101) 또는 제1커버(102)의 4개의 측면(상측, 하측, 좌측, 우측)에는 각각 상기 거리측정센서(300)가 장착된다.

여기서, 상측에 마련된 센서를 제1센서(300a), 하측에 마련된 센서를 제2센서(300b), 좌측에 마련된 센서를 제3센서(300c), 우측에 마련된 센서를 제4센서(300d)라고 하겠다.

여기서 상기 거리측정센서(300)는 광센서로 구성되어 발광부와 수광부를 구비하는 것이 바람직하나, 광센서 말고도 레이저센서로 구성되는 것도 생각할 수 있다.

이와 같이 상기 거리측정센서(300)를 배치하는 이유는 일부 거리측정센서(300)는 창틀과 제1청소유닛 간의 상하방향 거리(제1방향 거리)를 측정하기 위하여 배치된 것이고, 다른 거리측정센서(300)는 창틀과 제1청소유닛 간의 좌우방향 거리(제2방향 거리)를 측정하기 위하여 배치된 것이다.

그리고, 상기 제1하우징(101)의 내부에는 상기 제어부(400, 도 14 참조) 및 기타 전자부품이 설치되는 회로기판(170)이 배치된다.

상기 제1하우징(101)의 4개의 측면 중 상기 구동바퀴(111)가 설치되지 않은 부분에는 범퍼(180)가 마련되는데, 상기 범퍼(180)는 상기 제1청소유닛(100)와 창틀 충돌시 충격을 완화하는 역할을 한다.

또한, 상기 제1하우징(101)의 내부에는 배터리(150)가 내장되고, 상기 배터리(150)는 상기 제어부의 제어에 의하여 상기 구동모터(112) 및 기타 전자부품에 전원을 공급한다.

도4는 상기 제1청소유닛(100)에서 상기 제1하우징(101) 내부의 구조를 도시한 평면도이다.

상기 제1하우징(101)의 중심에는 상기 제1자성체(121) 및 상기 요크(122)가 배치되고, 상기 제1자성체(121) 및 상기 요크(122)의 위에는 상기 노브(130)가 회동가능하게 마련된다.

상기 제1자성체(121) 및 상기 요크(122)의 양 옆에는 상기 구동모터(112)가 마련되고, 상기 구동모터(112)의 양 옆에는 상기 구동바퀴(111)가 배치된다.

그리고, 상기 노브(130) 및 상기 구동모터(122)의 일측에는 전원을 공급하기 위한 상기 배터리(150)가 설치된다.

상술한 바와 같이, 상기 거리측정센서(300)는 상기 제1하우징(101)의 4개의 측면에 배치되며, 특히, 제1,2 센서(300a,300b)가 향하는 방향과 다른 상기 제3,4센서(300c,300d)가 향하는 방향은 직교되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 상기 제1하우징(101) 또는 제1커버(102)에는 상기 범퍼(180)가 배치되는데, 상기 범퍼(180)는 상기 구동바퀴(111)가 배치되지 아니한 측면에 마련되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 복수의 거리측정 센서(300) 중 제1,2센서(300a,300b)는 상기 범퍼(180) 또는 상기 제1커버(102)에 마련되고, 상기 제3,4센서(300c,300d)는 상기 구동바퀴(111)가 배치되는 측면 부분에 배치되는 것이 바람직하다.

도 5는 도 1을 측면에서 바라본 단면도이다.

상기 제1하우징(101)의 중심에는 상기 제1자성체(121) 및 상기 요크(122)가 배치되고, 상기 제1자성체(121) 및 상기 요크(122)의 위에는 상기 노브(130)가 회동가능하게 마련된다.

상기 제1자성체(121) 및 상기 요크(122)의 양 옆에는 상기 구동모터(112)가 마련되고, 상기 구동모터(112)의 양 옆에는 상기 구동바퀴(111)가 배치된다.

한편 상기 제2청소 유닛에는 제2자력발생부(220)가 구비되는데, 상기 제2자력발생부(220)는 상기 제1자력발생부(120)와 자기 인력이 작용하는 제2자성체(221)와 상기 제2자성체(221)의 일면을 감싸는 요크(222)를 포함한다. 상기 요크(222)의 일면에는 세척수가 수용되는 세척수 탱크(232)가 구비된다.

도 5에서와 같이, 상기 제1청소 유닛(100)과 상기 제2청소 유닛(200)은 창문을 사이에 두고 서로 대응되게 설치된다. 마찬가지로 상기 제1자력발생부(120)와 상기 제2자력발생부(220)는 창문을 사이에 두고 서로 대응되게 설치될 수 있다.

상기 가이드 바(127)는 상기 스페이서(123)에 관통되도록 설치되어, 상기 스페이서(123)가 상기 가이드 바(127)의 연장된 방향으로만 이동할 수 있다.

상기 가이드 벽(106)도 상기 제1자력발생부(120)의 운동방향을 상기 가이드 바(127)와 동일하게 안내할 수 있다.

도 6은 제2청소 유닛의 분해 사시도이다. 이하 도 6을 참조해서 설명한다.

상기 제2청소 유닛(200)은 제2하우징(201)과, 상기 제2하우징(201)을 커버하는 제2커버(202)를 포함한다.

상기 제2커버(202)는 상기 제2하우징(201)을 덮을 수 있도록 마련된다. 상기 제2청소 유닛(200)의 외관은 상기 제2하우징(201)과 상기 제2커버(202)에 의해서 형성된다.

상기 제2하우징(201)에는 상기 제2자력발생부(220)가 수용되는데, 상기 제2자력발생부(220)는 제2자성체(221)와 상기 제2자성체(221)를 감싸는 요크(222)가 설치된다.

상기 제2자력발생부(220)는 상기 제2하우징(201)의 내부 바닥면에 배치되는 것이 바람직하며, 상기 제2자력발생부(220)는 상기 세척수 탱크(232)에 의하여 덮이도록 배치되는 것이 바람직하다.

상기 제2자성체(221)는 영구자석으로 구성되는 것이 바람직하며, 그 위치와 크기는 상기 제1청소 유닛(100)의 제1자성체(121)의 위치와 크기에 대응되는 것이 바람직하다.

상기 제2자력발생부(220)의 구성 및 형상은 상기 제1자력발생부(120)의 구성과 형상을 그대로 채용하는 것이 가능하기 때문에, 상기 제2자력발생부(220)에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.

다만 상기 제2자력발생부(220)는 상기 제1자력발생부(120)와 달리 이동이 되지 않는, 위치가 고정된 형태로 설치된다는 차이가 있다.

상기 제2하우징(201) 중 창문과 대면하는 면의 양단에 각각 상기 세척부(280)가 배치되어 상기 제2청소 유닛(200)이 상하 방향 또는 좌우 방향으로 움직이는 경우, 창문에 세척수를 제공하는 동시에 이물질과 세척수를 긁어내면서 창문을 청소할 수 있다.

상기 세척부(280)의 배치를 위하여 상기 제2하우징(201) 중 창문과 대면하는 면의 양측단에는 단차부(203)가 마련된다.

따라서, 상기 단차부(203)에 상기 세척부(280)가 수용되는 형식으로 배치되어 고정된다. 상기 단차부(203)는 상기 제2하우징(201)의 외곽면이 소정 깊이로 함몰된 형상으로 이루어진다.

상기 제2하우징(201)에 구비되는 상기 세척부(280)는 스펀지로 이루어진 흡수 부재(287)와 상기 흡수 부재(287)에 인접하게 설치되는 블레이드(289)를 포함한다.

상기 흡수 부재(287)는 스펀지와 같이 세척수를 쉽게 흡수하고, 머금은 상태를 유지할 수 있도록 부드럽고 공극을 많이 구비하는 것이 바람직하다.

상기 블레이드(289)는 돌출된 부분이 창문에 맞닿아서, 창문에 부착된 이물질을 긁는 방식으로 이물질을 제거할 수 있도록 고무 재질로 이루어지는 것이 가능하다.

상기 블레이드(289)는 상기 흡수 부재(287) 보다 강도가 큰 재질로 이루어져, 큰 이물질이나 창문에 강하게 부착된 이물질을 긁어내서 제거할 수 있다.

또한 상기 세척부(280)는 상기 흡수 부재(287)에 세척수를 분배하는 세척수 가이드 부재(281)를 구비하고, 상기 세척수 가이드 부재(281)는 상기 흡수 부재(287)보다 세척수를 덜 흡수하는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편 상기 세척수 가이드 부재(281)에는 탄성 부재(283)가 설치되어, 상기 세척수 가이드 부재(281)를 창문 방향으로 탄성지지할 수 있다.

상기 탄성 부재(283)는 상기 세척수 가이드 부재(281)의 돌출 형성된 지지봉에 설치되는 것이 가능하다.

상기 탄성 부재(283)는 상기 흡수 부재(287)의 마모 정도에 따라, 상기 흡수 부재(287)와 상기 세척수 가이드 부재(281)를 창문 방향으로 밀어내어서, 청소 효율이 균일해지도록 할 수 있다.

또한 상기 제2하우징(201)의 내부에는 세척수 제공부(230)가 수용되는데, 상기 세척수 제공부(230)는 세척수가 수용되는 세척수 탱크(232), 상기 세척수 탱크(232)에서 제공되는 물을 상기 세척부(280)로 분배하는 분배기(236)를 포함한다.

또한 상기 분배기(236)에는 배출펌프(240)가 구비되어, 상기 세척수 탱크(232) 내에 수용된 세척수를 상기 분배기(236)로 배출시킬 수 있는 충분한 압력을 제공할 수 있다.

상기 분배기(236)는 도10을 참조하여 후술하는 바와 같이, 하나의 인입구(237)와 두 개의 배출구(238)가 구비되어, 상기 세척수 탱크(232)로부터 공급된 세척수를, 상기 제2하우징(201)의 양단에 배치되는 각각의 세척부(280)에 공급할 수 있다.

상기 제2커버(202)에는 상기 세척수 탱크(232)의 입구와 연통되는 연통구(202a)가 마련되며, 상기 연통구(202a)에는 상기 세척수 탱크(232)를 개폐할 수 있는 개폐마개(202b)가 마련된다.

상기 개폐마개(202b)는 회전가능하게 마련됨으로써, 사용자가 이를 회전시켜 개폐할 수 있고, 그에 따라서 선택적으로 상기 세척수 탱크(232)에 세척수를 공급할 수 있다.

도7 내지 도9에서 도시한 바와 같이, 상기 제2하우징(201)의 내부의 중앙에는 상기 세척수 탱크(232)가 마련되고, 상기 세척수 탱크(232)의 일측에는 배출펌프(240)가 마련되는데, 상기 배출펌프(240)는 상기 세척수 탱크(232)과 상기 세척수 탱크(232)의 일측에 설치되는 공급 라인(234)에 의하여 연결된다.

한편 상기 세척수 탱크(232)는 전체적으로 직육면체의 형상을 취하는 것이 가능하나, 직육면체 형상의 한 모서리에 소정 방향으로 기울어진 포집부(232a)가 형성되는 것이 가능하다.

상기 포집부(232a)에는 상기 세척수 탱크(232) 내에 세척수가 모여서 포집될 수 있도록 세척수 탱크(232)의 다른 부분에 비해서 높이가 낮게 형성되는 것이 가능하다.

특히 상기 세척수 탱크(232)는 직사각형이나, 정사각형 모양이 아니라, 그 측면이 경사지게 배치되는 것이 바람직하다.

이는 경사진 부분의 하단에 포집부(232a)가 형성되어서 세척수의 양이 감소되는 경우에도 용이하게 포집될 수 있도록 하기 위함이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 상기 세척수 탱크(232)에는 벤트 라인(239)이 마련되어, 상기 세척수 탱크(232) 내부로 공기가 유입되도록 한다.

이는 상기 배출펌프(240) 작동시 외부 공기가 충분히 상기 세척수 탱크(232) 내부로 인입되도록 하여, 공기 압력에 의하여 상기 세척수 탱크(232) 내부의 세척수가 원활하게 토출될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 벤트 라인(239)의 일단은 상기 포집부(232a)에 위치되도록 연장되는 것이 가능하다.

상기 벤트 라인(239)을 통해서 공기가 배출되는데, 청소기의 상하가 뒤집히는 경우에는 상기 벤트 라인(239)을 통해서 세척수가 배출되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 상기 벤트 라인(239)은 길게 연장되는 경우에는 상기 세척수 탱크(232)에 수용된 세척수가 상기 벤트 라인(239)을 통해서 외부로 배출되는 문제가 감소될 수 있다.

특히 세척수를 상기 분배기(236)로 전달하는 공급 라인(234)의 일단은 상기 포집부(232a)에 위치되는 것이 바람직하다.

상기 세척수 탱크(232) 내에 수용된 세척수의 양이 감소하는 경우에도 최종적으로 상기 포집부(232a)에 세척수가 모이기 때문에, 상기 공급 라인(234)을 통해서 세척수를 원활하게 배출할 수 있도록 하기 위함이다.

특히 상기 공급 라인(234)은 상기 세척수 탱크(232)의 측면 중 경사면이 형성된 측면이 만나게 되는 부분까지 단부가 연장된다.

세척수의 토출로 인하여 세척수의 수위가 낮아지면 세척수는 상기 경사면을 타고 궁극적으로 상기 경사면이 형성된 측면이 만나게 되는 부분(포집부(232a)의 구석)에 포집될 수 있다.

도 10에서 도시한 바와 같이, 상기 배출펌프(240)의 일측에는 분배기(236)가 마련된다. 상기 분배기(236)는 하나의 인입구(237)와 두 개의 배출구(238)가 형성된다.

상기 인입구(237)에 연결된 안내관(237a)은 상기 배출펌프(240)와 상기 공급 라인(234)에 연결되어, 최종적으로 상기 세척수 탱크(232)에 수용된 세척수를 상기 분배기(236)로 안내할 수 있다.

상기 배출구(238)에 연결된 안내관(238a)은 상기 세척수 가이드 부재(281)에 연결되는데, 특히 상기 세척수 가이드 부재(281)에 설치된 결합관(270)에 서로 체결된다.

상기 배출구(238)에서 배출되는 세척수는 상기 배출구(238)에 연결된 안내관(238a)을 관통해서 상기 결합관(270)을 통과하는 방식으로 상기 세척수 가이드 부재(281)에 공급될 수 있다.

상기 결합관(270)은 상기 안내관(238a)과의 결합이 용이하게 이루어질 수 있도록 돌출되는 형태로 마련되고, 상기 각각의 세척수 가이드 부재(281)에 구비되는 것이 바람직하다.

즉 상기 배출펌프(240) 작동시 상기 세척수 탱크(232)에서 배출되는 세척수는 상기 배출펌프(240)와 상기 분배기(236)를 거쳐서 상기 세척부(280)로 이동한 이후에 창문 표면에 묻게 된다.

상기 세척부(280)는 세척수 가이드 부재(281)가 탄성 부재(283)에 의해서 탄성 지지되고, 상기 세척수 가이드 부재(281)의 창문을 향하는 면에 흡수 부재(287)가 설치된다.

실질적으로 상기 세척수 가이드 부재(281)는 창문에 접촉하지는 않고, 상기 흡수 부재(287)가 창문과 접촉하면서 이물질을 제거할 수 있다.

그리고, 상기 흡수 부재(287)의 일측에는 창문에 묻은 이물질과 세척수를 긁어낼 수 있는 블레이드(289)가 마련되는데, 상기 블레이드(289)는 고무와 같이 소정의 강도와 탄성력을 가진 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 블레이드(289)는 상기 흡수 부재(287)와 강도를 달리하기 때문에, 상기 흡수 부재(287)에 비해서 보다 밀착된 이물질을 제거할 수 있다.

상기 탄성 부재(283)는 상기 세척수 가이드 부재(281)를 창문을 향해서 탄성 지지하기 때문에, 상기 흡수 부재(287)의 마모 정도가 달라지더라도 상기 흡수 부재(287)가 일정하게 돌출된 형상을 형성할 수 있다.

도 11과 도12는 상기 제2청소유닛의 배면도이다. 도11은 상기 제2청소유닛의 내부를 투시한 배면도이고, 도12는 상기 제2청소유닛의 배면의 외관을 그대로 도시하였다는 차이가 있다.

도11에서 도시한 바와 같이, 상기 제2하우징(201) 내부에는 상기 제2자력발생부(220)가 가로질러 배치되고, 상기 제2자력발생부(220)는 상기 세척수 탱크(232)에 덮여져 배치된다.

상기 제2자력발생부(220)의 배치상태는 상술한 바와 같이, 상기 제1자력발생부(120)의 배치상태에 대응되는 형태가 되는 것이 바람직하다.

한편 상기 제2하우징(201)에서 창문과 대면하는 면에는 종동바퀴(211)가 마련되는데, 상기 종동바퀴(211)는 상호 이격된 상태로 4개가 마련되는 것이 바람직하다.

상기 종동바퀴(211)는 상기 제2청소 유닛(200)이 상기 제1청소 유닛(100)과 함께 창문의 표면을 따라 이동하는 경우, 보다 원활하게 이동할 수 있도록 안내하는 역할을 한다.

상기 제2하우징(201)에서 창문과 대면하는 면의 양 측부에는 상기 블레이드(289) 및 상기 흡수 부재(287)가 노출된다. 상기 흡수 부재(287)의 뒤쪽에는 상기 세척수 가이드 부재(281)가 설치된다.

상기 세척수 가이드 부재(281)의 뒤쪽에는 상기 결합관(270)이 구비되고, 상기 결합관(270)을 통해서 공급되는 세척수가 안내홈(284)을 따라 세척수가 이동될 수 있다.

상기 결합관은 도 10에 도시된다. 상기 세척수 가이드 부재(281)와 상기 흡수 부재(287)는 서로 밀착되어 있기 때문에, 상기 안내홈(284)을 따라 세척수가 이동되면서, 상기 흡수 부재(287)에 순차적으로 흡수된다.

한편 상기 세척수 가이드 부재(281)에는 상기 안내홈(284)에서 세척수를 안내하는 안내 리브가 구비될 수 있다.

상기 안내 리브는 제1방향으로 기울어진 제1안내 리브(285)와 제2방향으로 기울어진 제2안내 리브(286)를 포함하는 것이 가능하다.

특히 상기 제1안내 리브(285)와 상기 제2안내 리브(286)는 서로 교번적으로 배치되는 것이 바람직하다.

이때 상기 제1방향과 상기 제2방향은 서로 다른 방향인 것이 바람직하다.

즉 상기 안내홈(284)에는 상기 제1안내 리브(285)와 상기 제2안내 리브(286)를 따라 세척수가 지그재그 형태로 이동될 수 있기 때문에, 세척수가 상기 흡수 부재(287)의 다양한 부분에 접촉하여 흡수될 수 있다.

한편, 상기 안내리브(285,286) 위에는 상기 결합관(270)과 연통되어 세척수가 토출되는 토출공(271)이 마련된다.

세척수는 상기 흡수 부재(287)에 흡습되어, 상기 창문 표면 방향으로 이동하여 창문 표면에 묻게 된다.

이 상태에서 상기 제1청소 유닛(100) 및 상기 제2청소 유닛(200)이 좌우로 이동하면, 상기 흡수 부재(287)에서 제공되는 세척수 및 상기 창문표면에 묻은 이물질이 상기 블레이드(289)에 의하여 긁힘으로써 제거된다.

상기 세척수 가이드 부재(281)는 상기 흡수 부재(287)에 비해서 세척수가 흡수되지 않는 재질로 이루어지는 것이 가능하다.

상기 흡수 부재(287)가 스펀지 형태로 잘 흡수하는 반면에, 상기 세척수 가이드 부재(281)는 통상적인 플라스틱 재질로 이루어져 세척수가 상기 안내홈(284)을 따라 원활하게 유동될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 12에서 도시한 바와 같이 상기 제1청소유닛의 배면을 실제로 보면, 상기 제2자력발생부(220)를 포함한 상기 제2하우징(201) 내부의 구성요소들은 가려지고, 상기 종동바퀴(211)만 노출되어 창문의 표면과 접촉한다.

이하 상술한 창문 청소기의 작동에 대해서 설명한다.

사용자가 창문의 양면에 상기 제1청소 유닛(100)과 상기 제2청소 유닛(200)을 위치시키되, 상기 제1청소 유닛(100)과 상기 제2청소 유닛(200)이 마주보도록 배치하면, 상기 상기 제1자력발생부(120)와 상기 제2자력발생부(220) 사이의 자석에 의한 인력에 의하여 상기 제1청소 유닛(100)과 상기 제2청소 유닛(200)이 상기 창문에 마주보도록 부착된다.

사용자가 상기 노브(130)를 회전시키면, 상기 제1자력발생부(120)의 상기 제1자성체(121) 및 상기 요크(122)가 상기 제2자력발생부(220)에 대해서 멀어지거나 가깝게 됨으로써, 상기 제1자력발생부(120)와 상기 제2자력발생부(220) 사이의 인력이 조절될 수 있다. 따라서 창문의 오염도나, 원하는 부착력의 크기에 따라서 자력의 크기를 조절하는 것이 가능하다.

상기 제1자력발생부(120)와 상기 제2자력발생부(220) 간의 거리가 너무 가까워지게 되면, 상기 제1청소 유닛(100)과 상기 제2청소 유닛(200)의 압박에 의하여 상기 창문이 금이 갈 수도 있는 우려가 있다.

또한, 너무 거리가 멀어지게 되면, 청소기의 부착상태가 해제될 수 있으므로, 창문의 두께에 따라서 상기 제1자력발생부(120)와 상기 제2자력발생부(220) 간의 거리가 적절하게 조절되는 것이 바람직하다.

한편 본 발명에서 상기 배출펌프(240) 및 상기 분배기(236)의 위치가 정상적인 경우, 상기 세척수 탱크(232)의 위에 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

이는 상술한 결합관(270)이 상기 배출펌프(240) 및 상기 분배기(236)의 위치와 비슷하게 높은 위치에 놓여야 하기 때문이다.

청소기가 창문에 부착된 상태에서, 상기 배출펌프(240)가 동작을 하면, 상기 세척수 탱크(232)와 연결되는 공급 라인(234)을 타고 상기 세척수 탱크 내의 세척수가 상기 분배기(236)로 이동한다.

상기 공급 라인(234)을 통해서 배출되는 세척수는, 상기 분배기(236)의 안내관(237a)을 통해서 분배기(236)로 인입되고, 상기 분배기(236)의 안내관(238a)를 통해서 상기 결합관(270)으로 이동된 후에, 상기 세척수 가이드 부재(281)의 안내홈(284)으로 이동된다.

특히 상기 분배기(236)로 이동한 세척수는 분배되어 상기 제2하우징(201)의 좌우측에 마련되는 상기 세척부(280)로 이동한다. 상기 세척부(280)는 상기 제2하우징(201)의 양단에 각각 마련되는 것이 바람직하다.

세척수는 상기 안내홈(284)에서 이동되면서, 상기 안내홈(284)을 따라 아래로 흐른다. 세척수는 상기 제1안내 리브(285) 및 상기 제2안내 리브(286)를 통해서 다양한 위치로 분배될 수 있으며, 상기 흡수 부재(287)에 의해서 흡수된다.

이어서 세척수는 상기 흡수 부재(287)를 통해서 창문에 도포되면서, 세척이 이루어질 수 있다.

즉 세척수의 일부는 상기 흡수 부재(287)의 상측부에 흡수된 후 창문의 표면에 묻게 되고, 나머지는 세척수들은 상기 안내홈(284)의 아래로 흐르면서, 상기 흡수 부재(287)의 상측부의 아래쪽에 위치한 다른 부분에 흡수되어 상기 창문의 표면에 고르게 묻을 수 있다.

또한 상기 블레이드(289)는 창문과 접촉하면서, 창문에 부착된 이물질을 긁어내는 기능을 수행한다. 한편 상기 블레이드(289)는 상기 흡수 부재(287)에 의해서 도포된 세척수를 제거할 수도 있다.

힌편 상기 한 쌍의 구동바퀴(111) 중 하나는 상부에, 다른 하나는 하부에 배치되어 청소 중에 청소기가 창문에 대하여 좌우 방향으로 움직이도록 안내하는 것이 바람직하다. 청소기가 회전되는 경우에는 상기 구동바퀴(111)가 독립적으로 구동되는 방식으로 회전이 이루어질 수 있다.

도13은 상기 거리측정센서가 다른 형태로 설치된 제2,3실시예를 도시하고 있다.

도13(a)에서는 상기 제1하우징(101)에 센서회전장치(1310)가 마련되고, 2개의 거리측정 센서(1300: 1300a,1300b)가 각각 정반대 방향을 향하여 배치된다.

상기 센서회전장치(1310)는 회전부(1311)와, 회전부(1311)로부터 정반대방향으로 연장되는 회전암(1312)을 포함하며, 각각의 거리측정센서(1300: 1300a,1300b)가 상기 회전암(1312)의 단부에 설치된다.

도13(b)에서는 상기 제1하우징(101)에 센서회전장치(2310)가 마련되고, 단일의 거리측정 센서(2300)가 상기 센서회전장치(2310)에 배치된다.

상기 센서회전장치(2310)는 회전부(2311)와, 회전부(2311)로부터 연장되는 회전암(2312)을 포함하며, 상기 거리측정센서(2300)가 상기 회전암(2312)의 단부에 설치된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제어흐름에 대하여 알아보도록 하겠다.

도14은 본 발명에 의한 제어블록도이다.

상기 제1청소유닛에 마련되는 회로기판상에는 제어부(400)가 마련되고, 상기 제어부는 상기 거리측정센서(300)와 연결된다.

또한, 상기 제어부(400)는 상기 구동모터(112) 및 상기 배출펌프(240)와도 연결되어 상기 구동모터(112)와 상기 배출펌프(240)의 운전을 제어한다.

또한, 상기 제어부(400)는 상기 로봇 청소기의 초기부착위치 등 정보를 기억하는 메모리부(500)와 연결된다.

한편, 상기 제어부(400)에는 전원부(600)가 연결되어, 각각의 부품에 전원을 공급하고 분배하는 역할을 한다.

한편, 선택적으로 제2,3실시예와 같은 경우, 상기 센서부 회전장치(1310 또는 2310)가 상기 제어부(400)에 연결되어 상기 제어부(400)의 제어를 받을 수 있다.

상기 거리측정센서(300)의 경우, 창틀에 마련되는 위치표시부재(700)를 인식할 수 있는데, 이는 상기 창틀의 특정방향(예, 하측방향)을 나타내는 표지 역할을 한다.

따라서, 상기 거리측정센서(300)가 상기 위치표시부재(700)를 인식함으로써 특정방향에 대한 인식이 용이해진다.

즉, 도15에서 도시한 바와 같이, 예를 들어서 상기 위치표시부재(700)가 상기 창틀(F)의 하부에 마련되고, 상기 로봇청소기(1)가 회전을 하면서 거리측정센서를 작동시키는 경우, 거리측정센서에 의하여 상기 위치표시부재(700)가 감지되면, 상기 위치표시부재(700)가 있는 곳이 창틀의 하측방향이라는 것을 용이하게 인식할 수 있는 것이다.

한편, 상기 제어부에 의하여 인식되는 상기 본체의 수평방향에 대한 기울기 각도는

θ= cos ^-1(a/ (a1+a2))

(단, θ: 기울기 각도, a: 창 틀 내부 상하폭, a1: 제1센서부에 의하여 측정되는 상방향 거리값, a2: 제2센서부에 의하여 측정되는 하방향 거리값)으로 정해진다.

이하에서는 도16 내지 도21을 참조하여 본 발명에 의한 로봇청소기의 이동과 관련되는 제어동작에 대하여 알아보기로 하겠다.

우선 사용자가 창문에 상기 로봇청소기를 부착시키면(S1601), 상기 로봇청소기가 회전하고(S1602), 상기 거리측정센서가 소정의 신호를 창틀방향으로 송신하고, 창틀에 반사된 신호를 수신한다(S1603).

상술하다시피 상기 신호는 광신호 또는 레이저신호로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 로봇청소기가 회전하면서 신호 송수신을 하여 거리를 측정하게 되면, 회전에 따라서 로봇청소기로부터 창틀까지의 거리가 변화하게 된다.

여기서, 상호 반대방향으로 송신된 신호에 의한 두 개의 거리값이 동시에 감소하는지 또는 증가하는지 판단한다(S1604).

도17(a)에서 도시한 바와 같이, 상기 로봇청소기가 최초로 부착된 위치에서 회전을 하고, 상기 거리측정센서에서 소정의 신호를 송수신하여 나온 거리값이 a1, a2, b1, b2라고 하자.

제1센서(300a)와, 제2센서(300b)는 상호 정반대방향으로 신호를 송신하고 수신하며, 이로부터 감지된 거리값이 a1,a2이다.

또한, 상기 제3센서(300c)와 상기 제4센서(300d)도 상호 정반대 방향으로 신호를 송신하고 수신하며, 이로부터 감지된 거리값이 b1, b2 이다.

상기 로봇청소기가 시계방향으로 회전을 하게 되면, 도17(b)와 같은 상태가 되는데, 이 경우, a1의 값과 a2의 값이 동시에 감소하고, b1의 값과 b2의 값도 동시에 감소한다.

즉, 상호 반대방향으로 송신된 신호에 의하여 측정된 거리값이 동시에 감소하는 것이다.

그러는 와중에 상기 제2센서(300b)에 의하여 상기 위치표시부재(700b)가 감지되면, 상기 제2센서(300b)가 향하는 방향이 하측방향이라는 것도 인식할 수 있다.

한편, 도17(b)에서 도17(c)로 변하는 것과 같이, 상기 로봇청소기(1)가 더 시계방향으로 회전을 하면, 이 경우, a1의 값과 a2의 값이 동시에 증가하고, b1의 값과 b2의 값도 동시에 증가한다.

도17(a)에서 도17(b), 도17(c) 과정을 수행한 이후에 역으로 상기 과정을 수행하게 되면, 상기 로봇청소기는 상호 반대방향으로 송신된 신호에 의한 거리값이 동시에 증가 또는 감소하는 것을 확실하게 확인할 수 있다.

이러한 경우, 상호 반대방향으로 송신된 신호가 창틀의 상하방향 또는 좌우방향을 향하는 것을 의미하며, 이는 로봇청소기가 창틀 크기 측정을 위한 정위치 또는 정자세에 근접한 위치 또는 자세를 취하고 있다는 것을 의미한다.

즉, a1과 a2의 합산이 창틀의 상하높이를 측정하는데 사용되고, b1과 b2의 합산값이 창틀의 좌우 폭을 측정하는데 사용될 수 있음을 의미한다.

다만 이와 같은 합산값을 그대로 사용하는 것이 아니고 후술할 각각의 합산값의 최소값을 포착하여 창틀의 높이와 폭으로 인식한다. 이에 대해서는 구체적으로 서술하겠다.

한편, 도18(a)와 같이 로봇청소기가 상기 창문(W)에 부착될 수 있다.

도18(a)에서 도시한 바와 같이, 상기 로봇청소기가 최초로 부착된 위치에서 회전을 하고, 상기 거리측정센서에서 소정의 신호를 송수신하여 나온 거리값이 a1, a2, b1, b2라고 하자.

제1센서(300a)와, 제2센서(300b)는 상호 정반대방향으로 신호를 송신하고 수신하며, 이로부터 감지된 거리값이 a1,a2이다.

또한, 상기 제3센서(300c)와 상기 제4센서(300d)도 상호 정반대 방향으로 신호를 송신하고 수신하며, 이로부터 감지된 거리값이 b1, b2 이다.

상기 로봇청소기가 반시계방향으로 회전을 하게 되면, 도18(b)와 같은 상태가 되는데, 이 경우, a1의 값은 증가하고 a2의 값은 감소한다.

또한, b1값은 증가하고, b2 값은 감소한다.

즉, 상호 반대방향으로 송신된 신호에 의하여 측정된 거리값이 하나는 증가하고, 다른 하나는 감소하는 것이다.

한편, 도17(a)에서 도17(c)로 변하는 것과 같이, 상기 로봇청소기(1)가 시계방향으로 회전을 하면, 이 경우, a1의 값은 감소하고, a2값은 증가한다.

또한, b1값은 감소하고, b2값은 증가한다.

상기 로봇청소기가 최초 부착위치에서 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하면서, 상호 반대방향으로 송신된 신호에 의한 거리값이 하나는 증가하고 다른 하나는 감소하는 것을 확실하게 확인할 수 있다.

이러한 경우, 상호 반대방향으로 송신된 신호가 상호 인접한 창틀을 향하고 있다는 것을 의미한다.

즉, 예를 들어 제1센서가 상측 창틀을 향하고, 제2센서가 우측창틀을 향하는 것을 의미하는 것이다.

상호 반대방향을 향하는 센서는 창틀의 높이 또는 폭을 측정하기 위해서 마련된 것이고, 따라서 상호 반대방향을 향하는 센서는 상하 창틀 또는 좌우 창틀을 향해야 한다 .

그러나, 그러한 방향을 향하지 않는 것으로 판단되었기 때문에, 창틀의 높이를 감지할 수 없으므로, 상기 로봇청소기를 회전(S1602)시켜서 도17(a) 내지 도17(c)와 같은 자세를 취하도록 하여야 한다.

S1604 단계에서, 도17(a) 내지 도17(c)와 같은 상태로 인식이 된 경우, 즉, 상호 반대방향으로 송신된 신호에 의한 두 개의 거리값이 동시에 감소 또는 증가를 한다고 인식한 경우, 상기 로봇청소기를 회전시키면서 거리 값을 측정한다(S1605)

그 상태에서, 상호 반대방향으로 송신된 신호에 의한 두 개의 거리값의 합이 최소인지 판단한다(S1606).

판단결과, 최소라고 판단되면, 현재 위치를 창틀 크기 측정을 위한 정위치로 인식하고(S1901),현재 위치를 로봇청소기의 최초 부착위치로 저장한다(S1902).

그리고, 상호 반대방향으로 송신된 신호에 근거한 거리의 합과 로봇청소기의 폭을 감안하여 창틀 사이즈를 측정하고, 상기 창틀 사이즈를 저장한다(S1903, S1904).

즉, 도17을 참고하면, a1+a2의 값이 최소가 된 경우, 이 값에 상기 로봇청소기의 상하 폭을 더하여 창틀의 높이를 도출하고, b1+b2값이 최소가 되는 경우, 이 값에 로봇청소기의 좌우 폭을 더하여 창틀의 폭을 도출하는 것이다.

한편, 제2실시예와 제3실시예의 경우, 로봇청소기 자체가 회전하지 않고, 상기 센서회전장치가 작동하여 상기 거리측정센서(1300, 2300)를 회전시켜 거리를 감지할 수 있다.

즉, 제2실시예에서, 두 개의 거리측정센서를 제1센서(1300a)와 제2센서(1300b)라고 하는 경우, 상기 제1센서부(1300a)와 상기 제2센서부(1300b)는 상기 센서회전장치(1310)의 회전에 의하여 신호를 상하방향 또는 좌우 방향으로 송수신한다.

그리고, 상기 제어부는 상기 제1,2센서부(1300a, 1300b)에 의하여 측정되는 거리값 중 상하방향에서 나타나는 최소값을 상기 창 틀의 내부 상하폭으로 인식하고, 상기 제1,2센서부(1300a, 1300b)에 의하여 측정되는 거리값 중 좌우방향에서 나타나는 최소값을 상기 창 틀의 내부 좌우폭으로 인식한다.

또한, 제3실시예에서, 단일의 거리측정센서부(2300)는 상기 센서회전장치(2310)의 회전에 의하여 신호를 상하방향 또는 좌우 방향으로 송수신한다.

그리고, 상기 제어부는 상기 거리측정센서부(2300)에 의하여 측정되는 거리값 중 상하방향에서 나타나는 최소값을 상기 창 틀의 내부 상하폭으로 인식하고, 상기 거리측정센서부(2300)에 의하여 측정되는 거리값 중 좌우방향에서 나타나는 최소값을 상기 창 틀의 내부 좌우폭으로 인식한다.

상기 창틀 사이즈가 저장되면, 기 설정된 청소 알고리즘 수행을 위하여 도20고 같이 창문의 좌상부 또는 우상부로 이동한 후, 청소를 수행한다(S1905).

도20에서 도시된 바와 같이, 청소를 수행하기 위해서, 상기 로봇청소기는 창문을 지그재그 방식으로 이동한다. 즉, 일측 창틀을 향하여 움직이다가, 일측 창틀과 만나면, 방향을 전환하여 타측 창틀을 향하는 방식으로 움직인다.

청소를 수행하는 와중에, 상기 거리측정센서를 이용하여 지속적으로 거리값을 측정하여, 상기 로봇청소기의 위치가 현저하게 비뚤어지지 않았는지 감시하고, 그러하다면, 로봇청소기의 자세를 보정하면서 청소를 진행한다.

한편 청소를 진행하면서. 청소가 완료되거나 청소 중지 명령이 입력되거나 배터리의 충전용량이 소정 기준 이하가 되는지 여부를 판단하여(S1906), 그러하다면, 기 저장된 최초 부착위치로 상기 로봇 청소기가 복귀한다(S1907).

이와 같이, 상기 로봇청소기가 최초 부착위치로 복귀하면, 사용자는 상기 로봇청소기를 창문으로부터 용이하게 탈거할 수 있다.

100: 제1청소 유닛 101: 제1하우징
102: 제1커버 111: 구동바퀴
120: 제1자력발생부 130: 노브
140: 서포터 112: 구동모터
200: 제2청소 유닛 201: 제2하우징
202: 제2커버 211: 종동바퀴
220: 제2자력발생부 230: 세척수 제공부
280: 세척부 300: 거리측정센서

Claims (19)

1. 피청소창의 일면에 배치되고 제1자성체를 구비하는 제1청소유닛과;
   피청소창의 타면에 배치되되, 제2자성체를 구비하여 상기 제1,2자성체 간의 인력에 의하여 제1청소유닛과 같은 방향으로 움직이는 제2청소유닛을 포함하되,
   상기 제1청소유닛 또는 상기 제2청소유닛 중 적어도 하나는,
   외관을 형성하는 본체와;
   상기 본체에 마련되며 상기 본체를 이동시키거나 회전시키는 이동장치와;
   상기 본체에 마련되어 상기 본체로부터 상하좌우 방향으로 소정의 신호를 발신하고 피청소창의 테두리에 마련되는 창틀에 반사되는 신호를 감지하는 거리측정센서부와;
   상기 피청소창에 부착된 본체를 회전시키면서 상기 거리측정센서부를 통해 상기 본체와 상기 창틀 사이의 거리를 연속적으로 측정하여, 상기 측정 거리의 변화에 따라서 상기 본체의 위치 상태를 인식하고 정위치시키며 상기 창틀의 크기를 계산하여 인식하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 창틀의 내면 하부 또는 상부 또는 측부에 마련되는 위치표시부재가 상기 거리측정센서부에 의하여 인식된 경우,
   상기 제어부는 상기 위치표시부재를 인식한 거리측정센서부가 향하는 부분이 상기 창틀의 내면 하부 또는 상부 또는 측부라고 인식하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇 청소기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 거리측정센서부는 발광부와, 상기 발광부에서 발신되어 상기 창틀을 맞고 반사된 신호를 수신하는 수광부를 포함하되,
   상기 거리측정센서부는 상기 본체의 상하좌우 방향으로 신호를 동시에 또는 순차적으로 송신하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 거리측정센서부는 복수개로 마련되되, 상기 본체의 상하좌우 방향을 향하도록 각각 배치되어, 상하좌우 방향으로 신호를 송신하고 반사된 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 거리측정센서부는 상기 본체의 상하방향으로 신호를 송수신하는 제1,2센서부와,
   상기 본체의 좌우 방향으로 신호를 송수신 하는 제3,4센서부를 포함하되,
   상기 제어부는 상기 본체 회전시,
   상기 제1,2센서부에 의한 신호의 송수신에 의하여 상기 창틀의 내부 상하폭을 인식하고,
   상기 제3,4센서부에 의한 신호의 송수신에 의하여 상기 창틀의 내부 좌우폭을 인식하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제1센서부에서 측정되는 거리값과 상기 제2센서부에서 측정되는 거리값의 합 중 최소값과 상기 본체의 상하 길이를 합하여 창틀의 내부 상하폭으로 인식하고,
   상기 제3센서부에서 측정되는 거리값과 상기 제4센서부에서 측정되는 거리값의 합 중 최소값과 상기 본체의 좌우 길이를 합하여 창틀의 내부 좌우폭으로 인식하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는 제1,2센서부에서 측정되는 거리값이 동시에 감소하거나 증가하는 경우 또는 상기 제3,4센서부에서 측정되는 거리값이 동시에 감소하거나 증가하는 경우,
   상기 거리측정센서부가 서로 대향되는 창틀의 면에 대하여 송수신을 수행하는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기.
8. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는 제1,2센서부에서 측정되는 거리값 중 어느 하나는 감소하고 다른 하나는 증가하는 경우, 또는 상기 제3,4센서부에서 측정되는 거리값 중 어느 하는 감소하고 다른 하나는 증가하는 경우,
   상기 거리측정센서부가 서로 이웃한 창틀의 면에 대하여 송수신을 수행하는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기.
9. 제3항에 있어서,
   상기 거리측정센서부와 연결되어 상기 거리측정센서부를 회전시키는 센서회전장치를 더 포함하되, 상기 센서회전장치에는 서로 정반대 방향으로 향하도록 배치되는 제1센서부와 제2센서부가 배치되는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1센서부와 상기 제2센서부는 상기 센서회전장치의 회전 또는 상기 본체의 회전에 의하여 신호를 상하방향 또는 좌우 방향으로 송수신하되,
    상기 제어부는 상기 제1,2센서부에 의하여 측정되는 거리값 중 상하방향에서 나타나는 최소값을 상기 창 틀의 내부 상하폭으로 인식하고,
    상기 제1,2센서부에 의하여 측정되는 거리값 중 좌우방향에서 나타나는 최소값을 상기 창 틀의 내부 좌우폭으로 인식하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기.
11. 제6항 또는 제10항에 있어서,
    상기 제어부에 의하여 인식되는 상기 본체의 수평방향에 대한 기울기 각도는
    θ= cos ^-1(a/ (a1+a2))
    (단, θ: 기울기 각도, a: 창틀 내부 상하폭, a1: 제1센서부에 의하여 측정되는 상방향 거리값, a2: 제2센서부에 의하여 측정되는 하방향 거리값)
    에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 제1,2센서부에서 측정되는 거리값이 동시에 감소하거나 증가하는 경우, 상기 거리측정센서부가 서로 대향되는 창틀의 면에 대하여 송수신을 수행하는 것으로 인식하고,
    상기 제어부는 제1,2센서부에서 측정되는 거리값 중 어느 하나는 감소하고 다른 하나는 증가하는 경우, 상기 거리측정센서부가 서로 이웃한 창틀의 면에 대하여 송수신을 수행하는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기.
13. 피청소창의 일면에 배치되고 제1자성체를 구비하는 제1청소유닛과;
    피청소창의 타면에 배치되되, 제2자성체를 구비하여 상기 제1,2자성체 간의 인력에 의하여 제1청소유닛과 같은 방향으로 움직이는 제2청소유닛과,
    상기 제1,2청소유닛의 본체 중 적어도 하나의 본체에 마련되어 상기 본체로부터 상하좌우 방향으로 소정의 신호를 발신하고 피청소창의 테두리에 마련되는 창틀에 반사되는 신호를 감지하는 거리측정센서부를 구비하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법에 있어서,
    (a) 상기 제1청소유닛 또는 제2청소유닛을 회전시키는 단계와;
    (b) 상기 (a) 단계와 동시에, 상기 거리측정센서부를 작동시켜 상기 거리측정센서부에 의하여 연속적으로 감지된 신호를 근거로 하여 상기 거리측정센서부로부터 상기 피청소창의 창틀의 내면까지의 거리값을 인식하는 단계와;
    (c) 상기 거리측정센서부에 의해 측정된 거리값들 중 서로 반대방향의 거리값의 합이 최소값일 때 본체의 배치 각도를 정위치로 인식하여, 그 정위치로 상기 본체를 회전시키는 단계와;
    (d) 상기 본체의 배치 각도가 정위치된 상태에서 상기 거리측정센서부의 상하좌우 거리값으로부터 상기 창틀의 크기를 계산하고 상기 본체의 위치좌표를 인식하는 단계와;
    (e) 상기 창틀의 크기와 상기 본체의 위치좌표가 계산된 경우, 기 설정된 청소 프로그램에 따라서 청소동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 창틀의 내면 하부 또는 상부 또는 측부에 마련되는 위치표시부재가 상기 거리측정센서부에 의하여 인식된 경우,
    상기 위치표시부재를 인식한 거리측정센서부가 향하는 부분이 상기 창틀의 내면 하부 또는 상부 또는 측부라고 인식하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 거리측정센서부는 상기 본체의 상하방향으로 신호를 송수신하는 제1,2센서부와,
    상기 본체의 좌우 방향으로 신호를 송수신 하는 제3,4센서부를 포함하되,
    상기 (b) 단계는
    상기 제1,2센서부에 의한 신호의 송수신에 의하여 상기 창틀의 내부 상하폭을 인식하는 단계와,
    상기 제3,4센서부에 의한 신호의 송수신에 의하여 상기 창틀의 내부 좌우폭을 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 (d) 단계는;
    상기 제1센서부에서 측정되는 거리값과 상기 제2센서부에서 측정되는 거리값의 합 중 최소값과 상기 본체의 상하 길이를 합하여 창틀의 내부 상하폭으로 인식하는 단계와,
    상기 제3센서부에서 측정되는 거리값과 상기 제4센서부에서 측정되는 거리값의 합 중 최소값과 상기 본체의 좌우 길이를 합하여 창틀의 내부 좌우폭으로 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법.
17. 제15항에 있어서,
    상기 (b) 단계는
    상기 제1,2센서부에서 측정되는 거리값이 동시에 감소하거나 증가하는 경우 또는 상기 제3,4센서부에서 측정되는 거리값이 동시에 감소하거나 증가하는 경우,
    상기 거리측정센서부가 서로 대향되는 창틀의 변에 대하여 송수신을 수행하는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법.
18. 제15항에 있어서,
    상기 (b) 단계는
    상기 제1,2센서부에서 측정되는 거리값 중 어느 하나는 감소하고 다른 하나는 증가하는 경우, 또는 상기 제3,4센서부에서 측정되는 거리값 중 어느 하나는 감소하고 다른 하나는 증가하는 경우,
    상기 거리측정센서부가 서로 이웃한 창틀의 면에 대하여 송수신을 수행하는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법.
19. 피청소창의 일면에 배치되고 제1자성체를 구비하는 제1청소유닛과;
    피청소창의 타면에 배치되되, 제2자성체를 구비하여 상기 제1,2자성체 간의 인력에 의하여 제1청소유닛과 같은 방향으로 움직이는 제2청소유닛과,
    상기 제1,2청소유닛의 본체 중 적어도 하나의 본체에 마련되어 상기 본체로부터 상하좌우 방향으로 소정의 신호를 발신하고 피청소창의 테두리에 마련되는 창틀에 반사된 신호를 감지하는 거리측정센서부와,
    상기 거리측정센서부를 상기 본체에 대하여 상대적으로 회전시키는 센서회전장치를 포함하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법에 있어서,
    (f) 상기 본체의 회전 또는 상기 센서회전장치의 회전에 의하여 상기 거리측정센서부의 측정 방향을 변화시키는 단계와;
    (g) 상기 (f) 단계와 동시에, 상기 거리측정센서부를 작동시켜 상기 거리측정센서부에 의하여 감지된 신호를 근거로 하여 상기 거리측정센서부로부터 상기 피청소창의 창틀의 내면까지의 거리값을 인식하는 단계와;
    (h) 상기 거리측정센서부에 의해 측정된 거리값들 중 서로 반대방향의 거리값의 합이 최소값일 때 본체의 배치 각도를 정위치로 인식하여, 그 정위치로 상기 본체를 회전시키는 단계와;
    (i) 상기 본체의 배치 각도가 정위치된 상태에서 상기 거리측정센서부의 상하좌우 거리값으로부터 상기 창틀의 크기를 계산하고 상기 본체의 위치좌표를 인식하는 단계와;
    (j) 상기 창틀의 크기와 상기 본체의 위치좌표가 계산된 경우, 기 설정된 청소 프로그램에 따라서 청소동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 창문청소용 로봇청소기의 제어방법.

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