KR101391963B1

KR101391963B1 - 보행형 지능로봇 청소장치

Info

Publication number: KR101391963B1
Application number: KR20130109324A
Authority: KR
Inventors: 송창금; 주강식
Original assignee: 주식회사 드림씨엔지
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2014-05-07
Also published as: CN105705702A; SG11201509745YA; WO2015037843A1

Abstract

본 발명은 보행형 지능로봇 청소장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작업자의 보행과 함께 저속으로 주행하며 지능적으로 노면에 흩어져 있는 각종 청소물을 자동 또는 수동모드를 통해 매우 편리하게 수거할 수 있고, 작업자가 보행하면서 틈새나 구석진 부분을 수작업으로 꼼꼼하게 청소할 수 있어 특히 인도, 공원, 골목길 등 기존의 차량용 청소차의 진입이 어려운 공간의 청소 작업이 효율적으로 이루어지도록 할 뿐만 아니라, 차체가 전동으로 구동될 수 있도록 함으로써 소비연료를 절약할 수 있는 것과 동시에 소음 및 탄소 등을 저감시킬 수 있는 친환경적인 보행형 지능로봇 청소장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 보행형 지능로봇 청소장치는, 노면상의 청소물을 수거하기 위한 청소장치에 있어서, 하부에 주행 가능한 바퀴가 구비되고 일측에 상기 바퀴의 주행 방향을 조절하기 위한 주행핸들이 구비된 차체프레임과; 상기 바퀴를 구동시키기 위한 주행구동부와; 소정 내부공간이 형성되어 상기 차체프레임 상부에 설치된 적재부와; 노면의 청소물을 흡입하기 위한 흡입구와 상기 흡입구로 흡입된 청소물이 배출되기 위한 토출구가 형성된 흡입체와, 내부로 공기유도공간이 형성되고 상기 공기유도공간과 연통되는 입구단 및 출구단이 형성되어 상기 입구단이 상기 흡입체의 토출구와 연결되도록 상기 차체프레임에 지지된 본체하우징과, 일측이 상기 본체하우징의 출구단에 연결되고 타측이 상기 적재부로 연장되는 배출관과, 상기 흡입체의 흡입구를 통해 유입되는 공기의 흐름을 상기 적재부 방향으로 유도하도록 상기 본체하우징의 공기유도공간 내에 설치된 회전팬과, 상기 회전팬을 회전시키도록 상기 회전팬과 회전축으로 연결되어 동력을 전달하는 구동모터를 포함하여 구성된 흡입청소부와; 상기 주행구동부 및 상기 흡입청소부의 작동을 자동 또는 수동모드로 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

보행형 지능로봇 청소장치{WALKING-TYPE INTELLIGENT ROBOT ROAD SWEEPING APPARATUS}

본 발명은 보행형 지능로봇 청소장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작업자의 보행과 함께 저속으로 주행하며 지능적으로 노면에 흩어져 있는 각종 청소물을 자동 또는 수동모드를 통해 매우 편리하게 수거할 수 있고, 작업자가 보행하면서 틈새나 구석진 부분을 수작업으로 꼼꼼하게 청소할 수 있어 특히 인도, 공원, 골목길 등 기존의 차량용 청소차의 진입이 어려운 공간의 청소 작업이 효율적으로 이루어지도록 할 뿐만 아니라, 차체가 전동으로 구동될 수 있도록 함으로써 소비연료를 절약할 수 있는 것과 동시에 소음 및 탄소 등을 저감시킬 수 있는 친환경적인 보행형 지능로봇 청소장치에 관한 것이다.

일반적으로, 일반 도로나 고속 도로, 주차장, 대단위 공단, 비행장 활주로, 대운동장 등에 버려진 낙엽, 모래 등의 쓰레기(이하, '노상 쓰레기'라 함)는 주로 청소 도구를 탑재한 노면 청소용 차량에 의해 청소된다.

또한, 상기 노면 청소차에 의해 노상 쓰레기가 제거되더라도 노면상에는 여전히 미세한 먼지나 차량의 타이어의 잔재물 등이 붙어 있게 된다. 이러한 먼지등은 차량 등이 통행할 때마다 비산되어 대기를 오염시키는 주요한 원인이 되고 있다.

한편, 노면의 쓰레기를 흡입하여 청소하는 상기 노면 청소용 차량은 물을 고압으로 분사하는 방식과, 차량의 양측부에 수평회전하는 브러시를 설치하여, 회전브러시의 회전으로부터 노면에 쌓인 먼지나 흙, 낙엽 등의 노면 쓰레기를 청소하는 방식을 채택하고 있다.

그런데, 물을 고압으로 분사하는 방식과, 회전브러시를 회전하는 방식들은 노면 쓰레기를 차량내에 집진하지 못하고, 노면의 가장자리로 모으는데에 국한되어 있는 관계로, 노면쓰레기에 대한 청소에 별도의 인력이 투입되어야 하는 이중 작업이 필요하게 되었다.

따라서, 최근에는 수집된 청소물을 별도의 수거함에 적재하도록 하는 청소차와 같은 노면청소장치가 개시되어 있다. 예를 들면, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0063642호 "노면 청소 차량의 청소 장치"와 같은 기술은 도 1에 도시된 바와 같이 차체 프레임(100)에 롤러브러시(110), 쓰레받기부(120), 보조집진부(130), 메인집진부(140), 제1 흡입팬(150), 흡입마우스(160) 등이 구성되어 상기 롤러브러시(110)가 구동모터에 의해 노면쓰레기를 차량의 전방으로 모으도록 회전시킴과 동시에 상기 쓰레받기부(120)를 통해 노면쓰레기를 집진시키는 등 매우 복잡한 구조로 이루어져 있다.

즉, 이와 같은 기술은 그 구조가 매우 복잡하므로, 일반도로 등을 제외한 학교 등의 각종 공공장소 주변의 골목길과 카트가 이동하기 위한 골프장 등의 협소한 도로에서 사용하기가 힘들고, 틈새와 구석진 부분의 청소가 용이하지 못하게 되는 등의 단점이 있을 뿐만 아니라, 각종 청소 설비가 구비되도록 기존 차량을 개조시킨 특수차량을 제조하여야 함에 따라 그 제작 비용이 매우 고가이며, 그에 따른 취급 및 사용이 매우 불편하고 복잡한 전자 장비 등이 함께 구비됨으로써 고장 시 수리비용이 발생되어 유지비가 크게 증가하게 되는 것이었으며, 고출력의 트럭 등을 주로 개조하여 사용하는 것이기 때문에 연료 소비가 많으며, 소음과 인체에 해로운 각종 공해물질을 배출하는 등의 문제점이 발생되었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 작업자의 보행과 함께 저속으로 주행하며 지능적으로 노면에 흩어져 있는 각종 청소물을 자동 또는 수동모드를 통해 매우 편리하게 수거할 수 있고, 작업자가 보행하면서 틈새나 구석진 부분을 수작업으로 꼼꼼하게 청소할 수 있어 특히 인도, 공원, 골목길 등 기존의 차량용 청소차의 진입이 어려운 공간의 청소 작업이 효율적으로 이루어지도록 할 뿐만 아니라, 차체가 전동으로 구동될 수 있도록 함으로써 소비연료를 절약할 수 있는 것과 동시에 소음 및 탄소 등을 저감시킬 수 있는 친환경적인 보행형 지능로봇 청소장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 보행형 지능로봇 청소장치는, 노면상의 청소물을 수거하기 위한 청소장치에 있어서, 하부에 주행 가능한 바퀴가 구비되고 일측에 상기 바퀴의 주행 방향을 조절하기 위한 주행핸들이 구비된 차체프레임과; 상기 바퀴를 구동시키기 위한 주행구동부와; 소정 내부공간이 형성되어 상기 차체프레임 상부에 설치된 적재부와; 노면의 청소물을 흡입하기 위한 흡입구와 상기 흡입구로 흡입된 청소물이 배출되기 위한 토출구가 형성된 흡입체와, 내부로 공기유도공간이 형성되고 상기 공기유도공간과 연통되는 입구단 및 출구단이 형성되어 상기 입구단이 상기 흡입체의 토출구와 연결되도록 상기 차체프레임에 지지된 본체하우징과, 일측이 상기 본체하우징의 출구단에 연결되고 타측이 상기 적재부로 연장되는 배출관과, 상기 흡입체의 흡입구를 통해 유입되는 공기의 흐름을 상기 적재부 방향으로 유도하도록 상기 본체하우징의 공기유도공간 내에 설치된 회전팬과, 상기 회전팬을 회전시키도록 상기 회전팬과 회전축으로 연결되어 동력을 전달하는 구동모터를 포함하여 구성된 흡입청소부와; 상기 주행구동부 및 상기 흡입청소부의 작동을 자동 또는 수동모드로 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 보행형 지능로봇 청소장치는, 상기 차체프레임 주변 장애물과의 거리를 감지하기 위한 충돌감지센서가 구비된 센서부;를 더 포함하되, 상기 제어부는, 자동 모드로 설정된 경우 상기 충돌감지센서에서 감지된 거리에 따라 어느 일정 거리 이하에서 장애물과의 충돌을 음성 또는 화면으로 경고 및 표시하고, 어느 일정 거리 이하에서 상기 주행구동부의 작동이 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 보행형 지능로봇 청소장치는, 상기 센서부는, 상기 적재부에 수거된 청소물의 적재량을 감지하기 위한 리미트센서가 더 구비되되, 상기 제어부는, 상기 적재부의 청소물이 일정 적재량을 초과한 경우 상기 구동모터가 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 보행형 지능로봇 청소장치는, 상기 흡입체는, 노면에서 소정 높이만큼 이격되게 배치된 흡입구와 상기 흡입구를 통해 흡입된 청소물이 배출되기 위한 토출구가 형성된 흡입관과, 노면 청소물이 상기 흡입관의 흡입구로 모아지도록 상기 차체프레임의 전방 하부에서 승하강 및 회전 가능하게 축 지지된 회전브러시가 구비되되, 상기 흡입관은, 상기 흡입구가 노면을 가로지르는 방향으로 길게 형성되고 상기 흡입구에서 상기 토출구 방향으로 갈수록 내부공간이 점차적으로 원통형 형상을 이루면서 좁아지게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 보행형 지능로봇 청소장치는, 상기 흡입체는, 유연하게 굽어지는 관체로서 토출구가 상기 본체하우징 입구단에 착탈 가능하게 연결되어 길게 연장된 흡입덕트와, 상기 흡입덕트의 흡입구가 노면에서 소정 높이만큼 이격된 상태로 유지되도록 상기 흡입덕트 일측에 지지되어 노면에 구름 접촉되는 캐스터와, 상기 흡입덕트의 일측으로 길게 연장된 작업손잡이가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 보행형 지능로봇 청소장치는, 상기 차체프레임은, 상기 흡입덕트를 거치하기 위한 거치대가 더 구비되고, 상기 센서부는, 상기 흡입덕트의 흡입구와 지면과의 거리를 감지하기 위한 근접센서와, 상기 거치대의 거치 여부를 감지하기 위한 거치센서가 더 구비되되, 상기 제어부는, 자동 모드로 설정된 경우 상기 근접센서에서 감지된 거리가 일정 값 이하인 상태에서 상기 주행구동부 및 상기 구동모터를 작동시키고, 상기 근접센서에서 감지된 거리가 일정 값 이상인 상태에서 상기 주행구동부의 작동을 정지시키며 상기 구동모터를 일정 속도로 감속시키고, 상기 거치센서에서 거치 신호가 감지된 경우 상기 구동모터가 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 보행형 지능로봇 청소장치는, 상기 센서부는, 상기 흡입덕트의 흡입구 주변에 설치된 범위측정센서와, 상기 범위측정센서의 일정 범위 내의 거리에 진입한 경우 상기 범위측정센서로 진입 신호를 전달하도록 상기 적재부 일측에 설치된 진입감지부가 더 구비되되, 상기 제어부는, 자동 모드로 설정된 상태에서 상기 진입감지부가 상기 범위측정센서의 일정 범위 내에 도달한 경우 상기 주행구동부를 정지시키고, 상기 진입감지부가 상기 범위측정센서로부터 일정 범위를 벗어난 경우 상기 주행구동부가 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 보행형 지능로봇 청소장치는, 작업자의 보행과 함께 저속으로 주행하며 지능적으로 노면에 흩어져 있는 각종 청소물을 자동 또는 수동모드를 통해 매우 편리하게 수거할 수 있고, 작업자가 보행하면서 틈새나 구석진 부분을 수작업으로 꼼꼼하게 청소할 수 있어 특히 인도, 공원, 골목길 등 기존의 차량용 청소차의 진입이 어려운 공간의 청소 작업이 효율적으로 이루어지도록 할 뿐만 아니라, 차체가 전동으로 구동될 수 있도록 함으로써 소비연료를 절약할 수 있는 것과 동시에 소음 및 탄소 등을 저감시킬 수 있는 장점을 갖는다.

도 1은 종래의 노면 청소 차량을 도시한 측면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보행형 지능로봇 청소장치를 도시한 측면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 보행형 지능로봇 청소장치를 도시한 정면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 보행형 지능로봇 청소장치를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행형 지능로봇 청소장치를 도시한 측면도.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 보행형 지능로봇 청소장치(이하에서는 "지능로봇 청소장치"라 한다.)를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보행형 지능로봇 청소장치를 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 보행형 지능로봇 청소장치를 도시한 정면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 보행형 지능로봇 청소장치를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행형 지능로봇 청소장치를 도시한 측면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 지능로봇 청소장치(1)는, 노면상의 청소물을 수거하기 위한 지능형 노면 청소장치인 것으로, 차체프레임(10), 주행구동부(20), 적재부(30), 흡입청소부(40), 센서부(50), 제어부(60)를 포함하여 구성된다.

상기 차체프레임(10)은, 후술하기 위한 상기 주행구동부(20), 상기 적재부(30), 상기 흡입청소부(40), 상기 센서부(50), 상기 제어부(60)가 구성될 수 있도록 지능로봇 청소장치의 골격을 이루는 구성이다.

한편, 본 발명 지능로봇 청소장치(1)는 기존의 노면 청소 차량 등에 비해 제품을 소형화함으로써 작업자가 지능로봇 청소장치의 주행과 함께 보행하면서 노면 청소작업을 실시할 수 있도록 구성된 것이 특징이다.

이에, 상기 차체프레임(10)은 하부에 주행 가능한 바퀴(11)가 구비되고, 후방 일측에 상기 바퀴(11)의 주행 방향을 조절할 수 있는 주행핸들(12)이 구비되어 작업자에 의해 주행이 가능하게 구성된다.

상기 주행구동부(20)는 상기 차체프레임(10)의 이동이 가능하도록 상기 바퀴(11)를 구동시키기 위한 구성이다.

상기 주행구동부(20)는 상기 바퀴(11)와 연결되어 동력을 전달하는 주행모터(21)가 구비될 수 있다. 상기 주행모터(21)는 배터리(22)에 의해 구동될 수 있는 것이 바람직하며, 상기 배터리(22)는 간편한 전기 충전을 통해 일정 시간 동안 상기 주행모터(21)의 구동을 가능하게 함으로써 본 발명 지능로봇 청소장치(1)로부터 공해물질과 소음이 발생되지 않도록 하는 효과가 발생된다.

상기 적재부(30)는 소정 내부공간이 형성되어 상기 차체프레임(10) 상부에 설치되는 구성으로, 사각형의 넓은 공간을 형성하여 후술하는 상기 흡입청소부(40)를 통해 노면으로부터 흡입된 노면 청소물이 수거될 수 있도록 하며, 이하의 흡입청소부(40)의 설명에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 흡입청소부(40)는 흡입체(41), 본체하우징(42), 배출관(43), 회전팬(44), 구동모터(45)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 흡입체(41)는 흡입관(411)과 회전브러시(412)가 구비되어 구성될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 흡입관(311)은 노면에서 소정높이만큼 이격되게 흡입구(411a)가 배치되고, 상기 흡입구(411a)를 통해 흡입된 청소물이 배출되기 위한 토출구(411b)가 형성된다.

상기 회전브러시(412)는 노면에 흩어져 있는 낙엽, 모래 등 각종 노면 청소물이 상기 흡입관(411)의 흡입구(411a)로 모아지도록 상기 차체프레임(10)의 전방 하부에서 한 쌍이 일정 간격으로 나란하게 배치되어 승하강 및 회전 가능하게 축 지지된다.

이에, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 한 쌍의 회전브러시(412)는 상기 흡입구(411a) 방향을 향하여 상호 반대방향으로 회전하면서 노면의 청소물을 모으게 되고, 상기 차체프레임(10)이 전진 또는 후진하면서 상기 흡입관(411)을 통해 노면 청소물이 쉽게 흡입될 수 있도록 한다.

이때, 본 발명의 일실시예에서는 상기 흡입관(411)은 상기 흡입구(411a)가 노면을 가로지르는 방향 즉, 상기 차체프레임(10)이 전진하는 방향의 폭 방향으로 길게 형성되고, 상기 흡입구(411a)에서 상기 토출구(411b) 방향으로 갈수록 내부공간이 점차적으로 원통형 형상을 이루면서 좁아지게 형성된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구조는 진공청소기의 구조와 유사한 원리로서, 후술되는 상기 회전팬(44)이 회전되면서 발생되는 흡입력에 의해 상기 흡입구(411a)와 상기 토출구(411b) 사이에서 압력차이가 발생된 경우 압력이 낮은 방향으로 공기가 흡입되면서 노면 청소물이 함께 흡입될 수 있도록 하는 효과를 얻기 위한 것이다.

상기 본체하우징(42)은 상기 회전팬(44)의 회전에 의해 상기 흡입관(411) 내부가 진공상태를 이루도록 상기 회전팬(44)이 수용되도록 하는 구성이다.

상기 본체하우징(42)은 브라켓을 통해 상기 차체프레임(10)에 고정되게 설치될 수 있는 것으로, 상기 회전팬(44)을 보호하도록 상기 회전팬(44) 주변을 감싸도록 설치되고, 내부에는 상기 회전팬(44) 주변과 인접한 내벽(42a)을 갖는 공기유도공간이 형성된다.

또한, 상기 본체하우징(42)은 상기 공기유도공간과 연통되는 입구단(42b) 및 출구단(42c)이 형성되는데, 상기 입구단(42b)은 상기 흡입관(411)의 토출구(411b)와 연결되고, 출구단(42c)은 상기 회전팬(44)의 측면 방향을 향하여 개방되게 형성된다.

상기 배출관(43)은 상기 흡입관(411)을 통해 흡입되어 상기 본체하우징(42)의 출구단(42c)을 통해 배출되는 청소물이 상기 적재부(30)에 수거되도록 설치된 것으로, 일측이 상기 본체하우징(42)의 출구단(42c)에 연결되고 타측이 상기 적재부(30)의 내부공간으로 길게 연장되되, 신장 가능한 주름관과 같은 형태로 형성될 수 있다.

상기 회전팬(44)은 상기 본체하우징(42)의 내부 공기유도공간에 설치되어 회전됨으로써 상기 흡입관(411)과 상기 배출관(43) 사이의 압력 차이를 발생시켜 노면의 청소물이 상기 흡입관(411)으로 흡입되어 상기 적재부(30) 방향으로 공기의 흐름을 유도할 수 있도록 구성된다.

이에, 상기 회전팬(44)은 중심부가 상기 토출구(411b)와 정면으로 마주보게 수직하게 설치되는데, 그 중심부에는 상기 토출구(411b)와 동일한 중심을 갖는 중심축(44a)이 전후 방향으로 수평하게 설치되고, 상기 토출구(411b)에 이웃하여 회전되는 다수의 회전날(44b)이 상기 중심축(44a)을 중심으로 회전되게 설치된다.

이에, 상기 회전팬(44)은 상기 다수의 회전날(44b)이 고속으로 회전되면서 상기 흡입관(411) 내부가 진공상태를 이루도록 하여 상기 본체하우징(42) 내로 공기를 흡입시키고, 상기 다수의 회전날(44b)의 회전을 통해 상기 본체하우징(44)으로 흡입된 공기가 상기 본체하우징(42)의 내벽(42a)을 따라 유도되어 상기 출구단(42c)로 빠져나갈 수 있도록 한다. 즉 상기 본체하우징(42)의 공기유도공간의 주변 방향으로 공기가 흐르도록 하는 공기 유동 현상을 발생시키는 역할을 하게 된다.

상기 구동모터(45)는 상기 회전팬(44)을 회전시키도록 상기 회전팬(44)과 회전축(45a)으로 연결되어 동력을 전달하는 구성이다.

상기 구동모터(45)는 상기 차체프레임(10)의 상단부에 고정된 상태에서 상기 회전팬(44)의 중심축(44a)과 전후 방향으로 커플링 결합된 회전축(45a)을 통해 상기 회전팬(44)을 회전 구동시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 구동모터(45)는 상기 배터리(22)에 전기적으로 연결되어 구동될 수 있도록 하는 것이 바람직한 것으로, 상기 주행모터(21)와 같이 공해물질과 소음 발생을 유발하지 않도록 전동으로 구동될 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 지능로봇 청소장치(1)는 상기 회전팬(44)은 다수의 회전날(44b) 각각에서 상기 토출구(411b)와 마주보는 방향을 향하여 돌출된 톱니 형태의 커터부(44c)가 형성될 수 있다.

상기 커터부(44c)는 상기 다수의 회전날(44b) 각각의 말단부에서 정면을 향하여 돌출되게 형성될 수 있는 것으로, 낙엽 등 부피가 큰 노면 청소물이 상기 흡입관(411)을 통해 상기 본체하우징(42)의 공기유도공간으로 흡입된 경우, 고속으로 회전되는 상기 회전날(44b)의 상기 커터부(44c)에 충격되어 분쇄될 수 있도록 구성된 것이다.

즉, 상기 본체하우징(42)으로 유입된 낙엽 등은 고속으로 회전되는 상기 회전날(44b)을 통해 발생되는 공기 유동 현상에 의해 상기 본체하우징(42)의 공기유도공간 내벽(42a)을 따라 흐르게 되는데, 이때 상기 커터부(44c)로 충격된 낙엽 등은 작은 부피로 분쇄될 수 있도록 하여 상기 적재부(30)로 수거된 노면 청소물의 처리가 용이하도록 하는 효과가 발생된다.

또한, 본 발명 지능로봇 청소장치(1)는 상기 차체프레임(10) 주변 장애물과의 거리를 감지하기 위한 충돌감지센서(51)가 구비된 센서부(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에, 상기 제어부(60)는 상기 주행구동부(20) 및 상기 흡입청소부(40)의 작동을 자동 또는 수동모드로 제어하도록 구성된 것이 특징이다.

우선, 상기 제어부(60)는 상기 차체프레임(10)의 후방측에 마련된 메인컨트롤러(61)와, 상기 주행핸들(12) 주변에 설치되어 자동 또는 수동 모드의 전환이 가능한 모드전환스위치(62)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 센서부(50)는 상기 충돌감지센서(51)를 포함하여 리미트센서(52), 근접센서(53), 거치센서(54), 범위측정센서(55)가 더 구비될 수 있으며, 이하에서 각 센서를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 충돌감지센서(51)는 상기 차체프레임(10)의 전방 및 후방에 각각 설치될 수 있는 것으로, 상기 차체프레임(10)의 주행 방향에 나타난 장애물과의 거리를 감지 및 측정하여 상기 제어부(60)로 장애물의 출현 여부와 측정된 거리 신호를 전송하게 된다.

이때, 상기 제어부(60)는 상기 모드전환스위치(62)의 설정이 자동 모드로 설정된 경우, 상기 충돌감지센서(51)에서 감지된 거리에 따라 어느 일정 거리 이하에서 장애물과의 충돌을 외부에 경고 및 표시하고, 어느 일정 거리 이하에서는 상기 주행구동부(20)의 작동을 정지시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 차체프레임(10)의 일측 또는 상기 제어부(60)의 메인컨트롤러(61)에 별도로 설치될 수 있는 알람수단 또는 디스플레이(도면미도시)를 통해 장애물의 거리가 가까운 경우 작업자에게 음성 또는 화면으로 경고할 수 있도록 하고, 장애물과의 충돌 위험이 발생될 수 있는 근접 거리에서 자동으로 상기 차체프레임(10)의 주행이 정지되도록 할 수 있는 것이다.

이에, 상기 충돌감지센서(51)로는 장애물과의 거리를 감지할 수 있는 초음파 센서, 적외선 센서 등이 사용될 수 있을 것이며, 상기와 같은 구성을 통해 본 발명 지능로봇 청소장치(1)는 노면의 청소 작업중 상기 차체프레임(10)이 장애물 등을 회피하도록 별도의 조작 없이 상기 차체프레임(10)의 주행 방향만을 간편하게 조작하면서 자동으로 노면의 청소 작업이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 발생된다.

이때, 상기 제어부(60)는 상기 메인컨트롤러(61)에서 제어 가능한 기능을 동시에 수행할 수 있도록 본 발명 상기 지능로봇 청소장치(1)에 별도로 설치될 수 있는 지그비 통신 모듈(도면미도시)과의 지그비 무선 통신을 통해 상기 제어부(60)의 프로세서로 원격 신호를 송출할 수 있는 리모트 컨트롤러(63)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 센서부(50)는 상기 적재부(30)에 수거된 청소물의 적재량을 감지하기 위한 리미트센서(52)가 더 구비될 수 있다.

상기 리미트센서(52)는 상기 적재부(30)의 내부공간 일측 상단 부분에 설치될 수 있는 것으로, 상기 적재부(30)로 수거된 노면 청소물이 점차적으로 쌓이면서 상단 부분까지 만충된 경우 상기 리미트센서(52)에서 이를 감지하여 상기 제어부(60)로 과다 적재량에 따른 신호를 전송하게 된다.

따라서, 상기 제어부(60)는 상기 적재부(30)의 청소물이 일정 적재량을 초과한 경우 상기 구동모터(45)를 자동으로 정지시키게 되고, 상기 회전팬(44)의 회전이 정지되면서 상기 흡입관(411)으로부터 더 이상 노면의 청소물이 흡입되지 않도록 한다.

또한, 상기 제어부(60)는 상기 지그비 통신 모듈(도면미도시)과의 지그비 무선 통신을 통해 상기 센서부(50)의 각 센서로부터 감지 및 측정된 데이터를 수신하여 저장하고, 저장된 데이터를 통해 스트림 데이터 관리와 충돌회피, 자동주행, 신호처리 알고리즘 데이터를 포함하는 데이터를 처리하는 프로그램을 실행하게 된다.

이에 따라, 상기 제어부(60)는 상기 모드전환스위치(62)를 통해 자동 모드로 설정된 경우, 본 발명 지능로봇 청소장치(1)의 자동주행, 장애물 인지 및 회피, 자동흡입, 자동속도, 청소범위의 측정 등을 자동으로 수행할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 지능로봇 청소장치(1)는 상기 흡입체(41)는 흡입덕트(413)와, 캐스터(414)와, 작업손잡이(415)가 구비된 것을 특징으로 한다.

도 5를 참조하면, 상기 흡입덕트(413)는 본 발명의 다른 실시예에서 상기 흡입관(411)을 대체하여 구성될 수 있는 것으로, 상기 흡입덕트(413)는 상기 흡입관(411)과는 다르게 유연하게 굽어지는 관체로서 토출구(413b)가 상기 본체하우징(42)의 입구단(42b)에 착탈 가능하게 연결되어 길게 연장되게 형성된다.

즉, 기존의 노면 청소 차량 등은 별도의 동력을 통해 단순 구동하는 청소수단 또는 흡입수단을 통해 노면 청소물을 수거 및 청소하도록 하고 있었으나, 이와 같은 경우 노면의 각진 부분이나 계단식으로 단차가 있는 부분의 청소가 어렵게 되어 효율적인 청소 작업이 이루어지지 못하게 되는 등의 문제점이 있었던 것이다.

이에 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 흡입덕트(413)의 흡입구(413a) 부분이 유연하게 움직일 수 있도록 구성된 것으로, 상기 차체프레임(10)이 전방 또는 후방으로 자동 및 수동 주행하도록 한 상태에서 작업자(W)가 노면의 청소물을 육안으로 직접 확인하며 흡입 수거할 수 있도록 구성된 것이다.

또한, 상기 흡입덕트(413)는 토출구(413b)가 상기 본체하우징(42)의 입구단(42b)에 착탈식으로 교체 가능한 것으로, 상기와 같이 꼼꼼한 작업이 필요하지 않은 대로변에서 사용시 상기 흡입관(411)과 간편하게 교체하여 사용할 수 있도록 구성된다.

이에, 본 발명의 일실시예에서의 상기 흡입관(411)은 상기 토출구(411b)가 상기 본체하우징(42)의 입구단(42b)에 착탈 가능하게 연결되도록 구성되는 것이 당연할 것이다.

도 5를 참조하면, 상기 캐스터(414) 및 상기 작업손잡이(415)는 작업자(W)가 상기 흡입덕트(413)를 가지고 청소 작업이 용이하도록 상기 흡입덕트(413)의 이동을 돕는 역할을 하도록 구성된 것으로, 상기 캐스터(414)는 상기 흡입덕트(413)의 흡입구(413a)가 노면에서 소정 높이만큼 이격된 상태로 유지되도록 상기 흡입덕트(413) 일측에 지지되어 노면에 구름 접촉된다.

상기 작업손잡이(415)는 상기 흡입덕트(413)를 쉽게 이동시킬 수 있도록 작업자(W)가 파지할 수 있는 손잡이를 마련하기 위한 것으로, 작업자(W)의 키높이에 맞도록 상기 흡입덕트(413)의 일측으로 길게 연장되게 형성되어 작업자가 쉽게 파지할 수 있도록 한다.

따라서, 상기 흡입덕트(413)는 상기 캐스터(414) 및 작업손잡이(415)를 통해 노면에서의 방향전환 및 이동이 매우 편리해지게 된다.

이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기와 같은 구성요소들의 유기적인 결합관계를 통해 상기 차체프레임(10)을 저속으로 주행하며 노면에 흩어져 있는 각종 청소물을 상기 제어부(60)의 자동 또는 수동모드를 통해 매우 편리하게 수거할 수 있고, 작업자(W)가 보행하면서 틈새나 구석진 부분을 수작업으로 꼼꼼하게 청소할 수 있어 기존의 노면 청소 차량 등에 비해 매우 효율적인 청소 작업이 이루어지게 되는 효과를 발생시키게 된다.

이때, 상기 제어부(60)는 상기와 같이 상기 흡입덕트(413)를 가지고 작업자(W)가 수작업으로 노면의 청소 작업을 진행하는 경우에는 노면의 청소물을 모으는 작업이 필요하지 않기 때문에 상기 회전브러시(412)의 작동이 정지되도록 함과 동시에 상기 회전브러시(412)가 상방으로 들어올려 지도록 제어하는 구성이 가능할 것이다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 지능로봇 청소장치(1)는 상기 차체프레임(10)은 상기 흡입덕트(413)를 거치하기 위한 거치대(13)가 더 구비되고, 상기 센서부(50)는 상기 흡입덕트(413)의 흡입구(413a)와 지면과의 거리를 감지하기 위한 근접센서(53)와, 상기 거치대(13)에 흡입덕트(413)의 거치 여부를 감지하기 위한 거치센서(54)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 근접센서(53)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 흡입덕트(413)의 흡입구 (413a) 주변에 고정되도록 설치되어 지면과의 거리를 감지하면서 그 감지신호를 상기 제어부(60)로 전송하게 된다.

이에, 상기 제어부(60)는 자동 모드로 설정된 경우 작업자(W)가 노면의 청소를 위해 상기 흡입덕트(413)의 흡입구(413a) 부분을 지면에 내려놓은 상태에서 상기 근접센서(53)에서 감지된 거리가 일정 값 이하(예를 들면, 100mm이하)인 경우 상기 주행구동부(20) 및 상기 구동모터(45)를 작동시키고, 상기 근접센서(53)에서 감지된 거리가 일정 값 이하(예를 들면, 100mm이상)인 경우 상기 주행구동부(20)의 작동을 정지시키며, 상기 구동모터(45)를 일정 속도로 감속시키도록 제어하게 된다.

즉, 청소 작업을 위해 작업자(W)가 상기 흡입덕트(413)를 수직 방향에 가깝게 세운 상태에서 상기 회전팬(44)의 구동과 상기 차체프레임(10)의 주행이 자동으로 진행될 수 있도록 하고, 작업자(W)가 다른 작업을 위해 상기 흡입덕트(413)를 손에서 놓게 되면 상기 흡입덕트(313)가 수평 방향에 가깝게 눕혀지며 상기 흡입구(413a) 부분이 들리게 되는데, 이때 상기 제어부(60)는 청소 작업이 진행되지 않고 있는 것으로 판단하여 상기 바퀴(12)의 구동을 정지시켜 상기 차체프레임(10)의 주행을 멈추게 하는 것과 동시에, 상기 회전팬(44)을 회전을 감속시키며 청소 대기 상태가 유지되도록 한다.

또한, 상기 거치대(13)는 작업자(W)가 청소 작업을 마치도록 상기 흡입덕트(413)를 용이하게 거치할 수 있도록 상기 차체프레임(10)의 전방측에 설치되는 것이 바람직한 것으로, 상기 거치센서(54)는 상기 거치대(13)에 내설되어 상기 흡입덕트(413)의 흡입구(413a) 주변에 설치된 걸이부재(413b)가 상기 거치대(13)에 거치된 상태를 감지하고, 그 감지신호를 상기 제어부(60)로 전송하게 된다.

이에, 상기 제어부(60)는 상기 거치센서(54)에서 거치 신호가 감지된 경우 노면의 청소 작업이 완료된 것으로 판단하게 되고, 상기 구동모터(45)의 작동이 정지되도록 제어하게 된다.

따라서, 본 발명 지능로봇 청소장치(1)는 작업자(W)가 수작업을 통해 노면의 청소 작업을 마친 경우 상기 흡입덕트(413)를 상기 거치대(13)에 거치하는 작업만으로 별도의 조작 없이 상기 회전팬(42)의 작동을 정지시킬 수 있어 간편하게 청소 작업을 마무리 할 수 있게 된다.

한편, 상기 센서부(50)는, 상기 흡입덕트(413)의 흡입구(413a) 주변에 설치된 범위측정센서(55)와, 상기 범위측정센서(55)의 일정 범위 내의 거리에 진입한 경우 상기 범위측정센서(55)로 진입 신호를 전달하도록 상기 적재부 일측에 설치된 진입감지부(55a)가 더 구비될 수 있다.

따라서, 상기 제어부(60)는, 자동 모드로 설정된 상태에서 상기 진입감지부(55a)가 상기 범위측정센서(55)의 일정 범위 내에 도달한 경우 상기 주행구동부(20)를 정지시키고, 상기 진입감지부(55a)가 상기 범위측정센서(55)로부터 일정 범위를 벗어난 경우 상기 주행구동부(20)가 작동되도록 제어하게 된다.

즉, 상기 범위측정센서(55)는 노면 청소를 위해 흡입 작업중인 상기 흡입덕트(413) 방향으로 상기 차체프레임(10)이 주행하게 되면서 상기 차체프레임(10)과 상기 흡입덕트(413)의 흡입구(413a) 부분이 일정 범위로 좁혀진 경우 상기 차체프레임(10)의 주행이 일시적으로 정지되면서 작업자가 상기 흡입덕트(413)를 통해 수작업으로 청소 작업을 하는 중에 지장이 발생되지 않도록 하는 것과 동시에, 안전사고 등을 예방할 수 있는 역할을 하게 된다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 보행형 지능로봇 청소장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

1 지능로봇 청소장치 10 차체프레임
11 바퀴 12 주행핸들
13 거치대 20 주행구동부
21 주행모터 30 적재부
40 흡입청소부 41 흡입부
411 흡입관 412 회전브러시
413 흡입덕트 414 캐스터
415 작업손잡이 42 본체하우징
43 배출관 44 회전팬
45 구동모터 50 센서부
51 충돌감지센서 52 리미트센서
53 근접센서 54 거치센서
55 범위측정센서 55a 진입감지부
60 제어부

Claims

노면상의 청소물을 수거하기 위한 청소장치에 있어서,
하부에 주행 가능한 바퀴가 구비되고 일측에 상기 바퀴의 주행 방향을 조절하기 위한 주행핸들이 구비된 차체프레임과; 상기 바퀴를 구동시키기 위한 주행구동부와; 소정 내부공간이 형성되어 상기 차체프레임 상부에 설치된 적재부와; 노면의 청소물을 흡입하기 위한 흡입구와 상기 흡입구로 흡입된 청소물이 배출되기 위한 토출구가 형성된 흡입체와, 내부로 공기유도공간이 형성되고 상기 공기유도공간과 연통되는 입구단 및 출구단이 형성되어 상기 입구단이 상기 흡입체의 토출구와 연결되도록 상기 차체프레임에 지지된 본체하우징과, 일측이 상기 본체하우징의 출구단에 연결되고 타측이 상기 적재부로 연장되는 배출관과, 상기 흡입체의 흡입구를 통해 유입되는 공기의 흐름을 상기 적재부 방향으로 유도하도록 상기 본체하우징의 공기유도공간 내에 설치된 회전팬과, 상기 회전팬을 회전시키도록 상기 회전팬과 회전축으로 연결되어 동력을 전달하는 구동모터를 포함하여 구성된 흡입청소부와; 상기 주행구동부 및 상기 흡입청소부의 작동을 자동 또는 수동모드로 제어하기 위한 제어부;를 포함하되,
상기 흡입체는, 유연하게 굽어지는 관체로서 토출구가 상기 본체하우징 입구단에 착탈 가능하게 연결되어 길게 연장된 흡입덕트와, 상기 흡입덕트의 흡입구가 노면에서 소정 높이만큼 이격된 상태로 유지되도록 상기 흡입덕트 일측에 지지되어 노면에 구름 접촉되는 캐스터와, 상기 흡입덕트의 일측으로 길게 연장된 작업손잡이가 구비된 것을 특징으로 하는 보행형 지능로봇 청소장치.
제1항에 있어서,
상기 차체프레임 주변 장애물과의 거리를 감지하기 위한 충돌감지센서가 구비된 센서부;를 더 포함하되,
상기 제어부는, 자동 모드로 설정된 경우 상기 충돌감지센서에서 감지된 거리에 따라 어느 일정 거리 이하에서 장애물과의 충돌을 음성 또는 화면으로 경고 및 표시하고, 어느 일정 거리 이하에서 상기 주행구동부의 작동이 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 보행형 지능로봇 청소장치.
제2항에 있어서,
상기 센서부는, 상기 적재부에 수거된 청소물의 적재량을 감지하기 위한 리미트센서가 더 구비되되,
상기 제어부는, 상기 적재부의 청소물이 일정 적재량을 초과한 경우 상기 구동모터가 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 보행형 지능로봇 청소장치.
제2항에 있어서,
상기 차체프레임은, 상기 흡입덕트를 거치하기 위한 거치대가 더 구비되고,
상기 센서부는, 상기 흡입덕트의 흡입구와 지면과의 거리를 감지하기 위한 근접센서와, 상기 거치대의 거치 여부를 감지하기 위한 거치센서가 더 구비되되,
상기 제어부는, 자동 모드로 설정된 경우 상기 근접센서에서 감지된 거리가 일정 값 이하인 상태에서 상기 주행구동부 및 상기 구동모터를 작동시키고, 상기 근접센서에서 감지된 거리가 일정 값 이상인 상태에서 상기 주행구동부의 작동을 정지시키며 상기 구동모터를 일정 속도로 감속시키고, 상기 거치센서에서 거치 신호가 감지된 경우 상기 구동모터가 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 보행형 지능로봇 청소장치.
제2항에 있어서,
상기 센서부는, 상기 흡입덕트의 흡입구 주변에 설치된 범위측정센서와, 상기 범위측정센서의 일정 범위 내의 거리에 진입한 경우 상기 범위측정센서로 진입 신호를 전달하도록 상기 적재부 일측에 설치된 진입감지부가 더 구비되되,
상기 제어부는, 자동 모드로 설정된 상태에서 상기 진입감지부가 상기 범위측정센서의 일정 범위 내에 도달한 경우 상기 주행구동부를 정지시키고, 상기 진입감지부가 상기 범위측정센서로부터 일정 범위를 벗어난 경우 상기 주행구동부가 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 보행형 지능로봇 청소장치.
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