KR101536542B1 - 청소 로봇 - Google Patents

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KR101536542B1
KR101536542B1 KR1020147005047A KR20147005047A KR101536542B1 KR 101536542 B1 KR101536542 B1 KR 101536542B1 KR 1020147005047 A KR1020147005047 A KR 1020147005047A KR 20147005047 A KR20147005047 A KR 20147005047A KR 101536542 B1 KR101536542 B1 KR 101536542B1
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야스히로 오카
지츠오 사카모토
겐이치로 이노우에
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

하면에 흡입구(6)를 개구하여 상면에 배기구(7)를 개구함과 함께 바닥면(F) 위를 자주하는 본체 하우징(2)과, 본체 하우징(2) 내에 배치되는 전동 송풍기(22)와, 본체 하우징(2)의 평면에서 보아 중앙부에 배치하여 전동 송풍기(22)의 구동에 의해 흡입구(6)에서 흡입된 기류의 진애를 집진하는 집진부(30)와, 각 부에 전력을 공급하는 배터리(14)를 구비하고, 집진부(30)에 대하여 한쪽에 전동 송풍기(22)를 배치함과 함께 다른 쪽에 배터리(14)를 배치하였다.

Description

청소 로봇{CLEANING ROBOT}
본 발명은 바닥면 위를 자주(自走)하는 청소 로봇에 관한 것이다.
종래의 청소 로봇은 특허문헌 1에 개시되어 있다. 이 청소 로봇은 평면에서 보아 대략 원형인 본체 하우징이 바닥면 위를 자주하며 청소를 행한다. 이때, 테이블 등의 하방을 청소하기 위하여 본체 하우징은 높이가 낮은 박형으로 형성된다. 본체 하우징에는 저면으로부터 돌출된 구동륜 및 종동륜이 설치된다. 종동륜은 구동륜에 대하여 청소시의 진행 방향의 전방에 배치된다.
청소시의 진행 방향의 전방이 되는 본체 하우징의 전방부의 하면에는 흡입구가 개구하고, 후방부의 둘레 면에는 배기구가 개구되어 있다. 본체 하우징 내에는 전동 송풍기 및 집진부를 갖는 흡진부가 구동륜의 후방에 배치된다. 전동 송풍기는 흡입구로부터 흡입되는 흡입 기류를 발생하고, 집진부는 흡입 기류에 포함되는 진애를 포집한다.
흡입구와 집진부 사이 및 집진부와 배기구 사이는 덕트에 의해 연결되며, 전동 송풍기가 덕트 내에 배치된다. 이때, 집진부는 착탈 가능하게 배치되기 때문에, 기류의 유입구 및 유출구는 패킹을 개재하여 덕트에 밀접된다.
또한, 본체 하우징 내에는 전동 송풍기나 구동륜 등의 각 부에 전력을 공급하는 배터리 및 제어 회로를 갖고 각 부를 제어하는 제어 기판이 설치된다.
상기 구성의 청소 로봇에 있어서, 청소 운전이 개시되면 구동륜 및 전동 송풍기가 구동된다. 본체 하우징은 구동륜 및 종동륜의 회전에 의해 실내의 바닥면 위를 전후로 자주하고, 전방부에 배치된 흡입구로부터 전동 송풍기의 구동에 의해 진애를 포함하는 기류가 흡입된다. 기류에 포함된 진애는 본체 하우징의 후방부에 배치한 집진부에서 집진되고, 진애가 제거된 기류가 전동 송풍기를 통과하여 배기구로부터 후방으로 배기된다. 이에 의해, 바닥면의 청소가 행해지고, 집진부에 퇴적한 진애는 집진부를 제거하여 폐기된다.
일본 특허 공개 제2007-167617호 공보(제6 페이지-제10 페이지, 도 2)
본체 하우징 내에 배치되는 전동 송풍기는 중량이 크고, 집진부는 진애의 퇴적에 의해 중량이 커진다. 이로 인해, 구동륜의 후방에 전동 송풍기 및 집진부를 배치한 상기 종래의 청소 로봇에 의하면, 구동륜의 전방보다도 후방의 중량이 커진다. 이때, 본체 하우징이 후퇴하여 하행 계단 등의 단차 앞에서 급정지하면 후방으로 무게 중심이 이동하고, 구동륜보다도 후방의 중량에 의해 본체 하우징이 단차에서 낙하하여 파손될 우려가 있었다. 또한, 집진부에 진애가 퇴적되면 구동륜보다도 후방의 중량이 더욱 커지기 때문에 본체 하우징이 단차에서 보다 낙하하기 쉬워진다.
구동륜의 후방보다도 전방의 중량이 커지는 경우도 마찬가지로, 본체 하우징의 전진시에 하행 계단 등의 단차에서 낙하할 우려가 있다.
또한, 상기 종래의 청소 로봇에 의하면, 본체 하우징의 전방부에 흡입구가 설치되고, 후방부에 전동 송풍기 및 배기구가 설치된다. 이로 인해, 흡입구와 배기구를 연통시키는 기류의 통로가 본체 하우징 내에서 전후로 길게 연장하여 형성된다. 또한, 제어 기판이 집진부에 대하여 좌우 방향이나 전후 방향으로 분산되어 배치되어, 전동 송풍기나 구동륜 등의 전장 부품이나 복수의 제어 기판을 접속하는 배선이 길어진다. 따라서, 본체 하우징이 대형화되는 문제가 있었다.
또한, 패킹의 열화 등에 의해 미소한 기류 누설이 발생한 상태에서 사용을 계속하면, 진애를 포함하는 기류가 제어 기판상을 유통하여 제어 기판에 진애가 퇴적한다. 이에 의해, 제어 회로가 고장 나서 청소 로봇의 신뢰성이 저하되는 문제도 있었다.
본 발명은, 단차에서의 낙하를 방지할 수 있는 청소 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 소형화를 도모함과 함께 신뢰성을 향상할 수 있는 청소 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 흡입구 및 배기구를 개구하는 본체 하우징과, 수평 회전축을 갖고 상기 본체 하우징을 자주시키는 한 쌍의 구동륜과, 상기 본체 하우징 내에 배치되는 전동 송풍기와, 상기 회전축 위에 배치됨과 함께 상기 전동 송풍기의 구동에 의해 상기 흡입구로부터 흡입된 기류의 진애를 집진하는 집진부와, 각 부에 전력을 공급하는 배터리를 구비하고, 상기 집진부에 대하여 한쪽에 상기 전동 송풍기를 배치함과 함께 다른 쪽에 상기 배터리를 배치한 것을 특징으로 하고 있다.
이 구성에 의하면, 한 쌍의 구동륜의 구동에 의해 본체 하우징이 전진 및 후퇴한다. 양쪽 구동륜의 회전축의 상방에 배치한 집진부의 예를 들면 전방에 전동 송풍기가 배치되고, 후방에 배터리가 배치된다. 이에 의해, 본체 하우징의 중량이 구동륜의 전후로 배분된다. 전동 송풍기의 구동에 의해 흡입구로부터 바닥면의 진애를 포함하는 기류가 흡입되어, 집진부에서 집진된다. 집진부에서 진애를 제거한 기류는 집진부의 전방에 배치한 전동 송풍기를 통과하고, 배기구로부터 배기된다. 본체 하우징의 전진시 및 후퇴시에 하행 계단 등의 단차 앞에서 급정지하면 무게 중심이 전후로 이동한다. 이때, 본체 하우징의 중량이 구동륜의 전후로 배분되기 때문에, 본체 하우징의 낙하가 방지된다. 또한, 집진부가 구동륜의 회전축의 상방에 배치되기 때문에, 집진에 의해 중량이 커져도 본체 하우징의 중량 밸런스가 유지된다.
또한 본 발명은, 상기 구성의 청소 로봇에 있어서, 상기 회전축이 상기 본체 하우징의 중심선 상에 배치되는 것을 특징으로 하고 있다. 이 구성에 의하면, 본체 하우징의 중량이 중심선에 대하여 전후로 배분된다.
또한 본 발명은, 상기 구성의 청소 로봇에 있어서, 상기 구동륜의 전방에 배치한 상기 흡입구에 설치되는 회전 브러시와, 상기 구동륜의 후방에 배치한 후륜을 구비하고, 상기 회전 브러시, 상기 구동륜 및 상기 후륜이 접지하여 바닥면 위를 자주하는 것을 특징으로 하고 있다. 이 구성에 의하면, 회전 브러시의 회전에 의해 바닥면의 진애가 긁어 모아져 흡입구로 유도된다. 본체 하우징이 전진시에 급정지하면 본체 하우징의 무게 중심이 전방으로 이동하고, 회전 브러시가 변형되어 본체 하우징이 앞으로 기운다. 이때, 본체 하우징은 전후로 중량이 배분되기 때문에 원래의 자세로 복귀한다.
또한 본 발명은, 상기 구성의 청소 로봇에 있어서, 각 부를 제어하는 제어 기판을 구비하고, 상기 제어 기판을 상기 집진부에 대하여 상기 배터리와 같은 측에 배치한 것을 특징으로 하고 있다. 이 구성에 의하면, 구동륜에 대하여 한쪽에 중량이 큰 전동 송풍기가 배치되고, 다른 쪽에 배터리 및 제어 기판이 배치된다.
또한 본 발명은, 상기 구성의 청소 로봇에 있어서, 상기 흡입구와 상기 집진부 사이 및 상기 집진부와 상기 배기구 사이를 연통시키는 기류로를 구비하고, 상기 기류로를 상기 집진부에 대하여 한쪽에 배치한 것을 특징으로 하고 있다.
이 구성에 의하면, 본체 하우징은 집진부보다도 예를 들면 후방에 배치한 제어 기판의 제어에 의해, 바닥면 위를 자주하여 청소가 행해진다. 전동 송풍기의 구동에 의해 집진부보다도 전방으로 개구하는 흡입구로부터 기류가 기류로에 흡입되어, 집진부를 거쳐 본체 하우징의 전방부에 개구하는 배기구로부터 배기된다.
또한 본 발명은, 하면에 흡입구를 개구하여 상면에 배기구를 개구함과 함께 바닥면 위를 자주하는 본체 하우징과, 상기 본체 하우징 내에 배치되는 전동 송풍기와, 상기 전동 송풍기의 구동에 의해 상기 흡입구로부터 흡입된 기류의 진애를 집진하는 집진부와, 상기 흡입구와 상기 집진부 사이 및 상기 집진부와 상기 배기구 사이를 연통시키는 기류로와, 각 부를 제어하는 제어 기판을 구비하고, 상기 집진부에 대하여 한쪽에 상기 기류로를 배치함과 함께 다른 쪽에 상기 제어 기판을 배치한 것을 특징으로 하고 있다.
이 구성에 의하면, 본체 하우징은 집진부보다도 예를 들면 후방에 배치한 제어 기판의 제어에 의해, 바닥면 위를 자주하도록 전동 송풍기가 구동된다. 전동 송풍기의 구동에 의해 집진부보다도 전방에 개구하는 흡입구로부터 바닥면의 진애를 포함하는 기류가 기류로에 흡입된다. 기류에 포함되는 진애는 흡입구의 후방에 배치한 집진부에서 집진된다. 집진부에서 진애가 제거된 기류는 집진부의 전방에 배치된 전동 송풍기를 통과하고, 본체 하우징의 전방부에 개구하는 배기구로부터 배기된다.
또한 본 발명은 상기 구성의 청소 로봇에 있어서, 상기 집진부를 착탈 가능하게 수납함과 함께 1 방향으로 연장되어 상기 본체 하우징 내를 구획하는 집진실을 설치하고, 상기 집진실의 길이 방향으로 연장한 벽면에 기류가 유입하는 제1 흡기로 및 기류가 유출하는 제2 흡기로를 도출하고, 상기 집진실의 다른 벽면이 폐색(閉塞)되는 것을 특징으로 하고 있다.
이 구성에 의하면, 흡입구로부터 흡입된 기류는 집진실의 예를 들면, 전방벽으로부터 도출된 제1 흡기로를 유통하여, 집진부에 유입된다. 집진부에서 진애가 제거된 기류는 집진실의 전방벽으로부터 도출된 제2 흡기로를 유통하여, 전동 송풍기에 유도된다.
또한 본 발명은, 상기 구성의 청소 로봇에 있어서, 상기 집진부는 기류의 유입구를 개구하여 진애가 퇴적하는 집진 용기와, 상기 집진 용기의 상면을 개폐함과 함께 기류의 유출구를 개구하는 상부 커버와, 상기 상부 커버의 하면에 배치하여 진애를 포집하는 필터를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
이 구성에 의하면, 흡입구로부터 흡입된 기류가 유입구를 거쳐 집진 용기에 유입되고, 진애가 집진 용기 내에 퇴적함과 함께 필터에서 포집된다. 진애가 제거된 기류는 상부 커버에 설치한 유출구를 거쳐 유출된다. 집진 용기 내의 진애는 본체 하우징으로부터 집진부를 탈착하고, 상부 커버를 개방하여 폐기된다.
또한 본 발명은, 상기 구성의 청소 로봇에 있어서, 상기 유입구 및 상기 유출구의 개구면이 경사면을 포함하고, 상기 개구면의 주연(周緣)에 패킹을 배치한 것을 특징으로 하고 있다. 이 구성에 의하면, 집진부가 장착되면 패킹에 의해 유입구 및 유출구와 집진실의 벽면 사이가 밀폐된다. 이때, 유입구 및 유출구의 개구면이 경사면을 포함하기 때문에, 집진부의 착탈시의 패킹과 집진실의 벽면과의 미끄럼 이동이 방지된다.
본 발명에 의하면, 구동륜의 회전축의 상방에 배치한 집진부에 대하여 한쪽에 전동 송풍기를 배치하고, 다른 쪽에 배터리를 배치했으므로, 본체 하우징의 중량이 구동륜의 전후로 균형있게 배분된다. 이에 의해, 전진 및 후퇴하는 본체 하우징이 단차의 앞에서 급정지하여 무게 중심이 전후로 이동했을 때에, 자세를 유지하여 본체 하우징의 낙하를 방지할 수 있다. 또한, 집진부의 중량이 집진에 의해 커져도 본체 하우징의 중량 밸런스가 유지되어, 본체 하우징의 낙하를 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 집진부에 대하여 한쪽에 기류로를 배치하고 다른 쪽에 제어 기판을 배치했으므로, 기류로 및 제어 기판이 집약되어 배치된다. 이에 의해, 기류로를 단축함과 함께 배선 등을 삭감하여 본체 하우징의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 기류로가 제어 기판으로부터 이격되기 때문에, 기류가 누설되었을 때에 제어 기판에의 진애의 부착을 저감하여 제어 회로의 고장을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태의 청소 로봇을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 청소 로봇을 나타내는 측면 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 청소 로봇을 나타내는 저면도.
도 4는 본 발명의 실시 형태의 청소 로봇의 집진부를 제거한 상태를 나타내는 측면 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 형태의 청소 로봇의 모터 유닛을 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명의 실시 형태의 청소 로봇의 모터 유닛을 나타내는 정면도.
도 7은 본 발명의 실시 형태의 청소 로봇의 모터 유닛을 나타내는 상면도.
도 8은 본 발명의 실시 형태의 청소 로봇의 모터 유닛을 나타내는 측면도.
이하에 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 일 실시 형태의 청소 로봇을 나타내는 사시도이다. 청소 로봇(1)은 배터리(14)에 의해 구동륜(29)(모두 도 2 참조)을 구동하여 자주하는 평면에서 보아 원형인 본체 하우징(2)을 갖고 있다. 본체 하우징(2)의 상면에는 집진부(30)(도 2 참조)를 출납할 때에 개폐하는 덮개부(3)가 설치된다.
도 2, 도 3은 청소 로봇(1)의 측면 단면도 및 저면도를 나타내고 있다. 본체 하우징(2)에는 저면으로부터 돌출되어 수평 회전축(29a)에서 회전하는 한 쌍의 구동륜(29)이 배치된다. 구동륜(29)의 회전축(29a)은 본체 하우징(2)의 중심선(C) 상에 배치된다. 구동륜(29)의 양륜이 동일한 방향에 회전하면 본체 하우징(2)이 전진 및 후퇴하고, 역방향으로 회전하면 본체 하우징(2)이 중심선(C)의 주위로 회전한다.
청소를 행할 때에 이동 방향의 전방이 되는 본체 하우징(2)의 전방부에는 흡입구(6)가 하면에 설치된다. 흡입구(6)는 본체 하우징(2)의 저면에 오목하게 형성한 오목부(8)의 개방면에 의해 바닥면(F)에 면하여 형성된다. 오목부(8) 내에는 수평 회전축에서 회전하는 회전 브러시(9)가 배치되고, 오목부(8)의 양측방에는 수직인 회전축에서 회전하는 사이드 브러시(10)가 배치된다.
오목부(8)의 전방에는 롤러 형상의 전륜(27)이 설치된다. 본체 하우징(2)의 후단부에는 자재 차륜으로 된 후륜(26)이 설치된다. 후술하는 바와 같이, 본체 하우징(2)은 중심에 배치한 구동륜(29)에 대하여 전후 방향으로 중량이 배분되어, 전륜(27)이 바닥면(F)에서 이격되어 회전 브러시(9), 구동륜(29) 및 후륜(26)이 바닥면(F)에 접지하여 청소가 행해진다. 이로 인해, 진로 전방의 진애를 전륜(27)에 의해 차단하는 일 없이 흡입구(6)로 유도할 수 있다. 전륜(27)은 진로 위에 나타난 단차에 접지하여, 본체 하우징(2)이 단차를 용이하게 넘어갈 수 있게 되어 있다.
전륜(27)의 전방에는 바닥면(F)을 검지하는 바닥면 검지 센서(18)가 설치된다. 양쪽 구동륜(29)의 전방에는 동일한 바닥면 검지 센서(19)가 설치된다. 하행 계단 등의 단차가 진로 상에 나타나면 바닥면 검지 센서(18)의 검지에 의해 구동륜(29)이 정지된다. 또한, 바닥면 검지 센서(18)가 오작동했을 때에 바닥면 검지 센서(19)의 검지에 의해 구동륜(29)이 정지된다.
본체 하우징(2)의 둘레면의 후단부에는 배터리(14)의 충전을 행하는 충전 단자(4)가 설치된다. 본체 하우징(2)은 자주하여 실내에 설치되는 충전대(40)로 귀환하고, 충전대(40)에 설치한 단자부(41)에 충전 단자(4)가 접하여 배터리(14)를 충전한다. 상용 전원에 접속되는 충전대(40)는 통상, 실내의 측벽(S)에 따라 설치된다.
본체 하우징(2) 내에는 진애를 집진하는 집진부(30)가 배치된다. 집진부(30)는 구동륜(29)의 회전축(29a) 상에 배치되어, 본체 하우징(2)에 설치한 집진실(39) 내에 수납된다. 집진실(39)은 사방의 둘레면 및 저면이 덮인 격리실을 포함하고, 본체 하우징(2) 내를 구획하도록 좌우 방향으로 연장되어 형성된다. 집진실(39)의 각 벽면은 길이 방향으로 연장된 전방벽을 제외하고 각각 폐색되어 있다. 집진실(39)의 전방벽에는 오목부(8)에 연통하는 제1 흡기로(11) 및 오목부(8)의 상방에 배치하여 후술하는 모터 유닛(20)에 연통하는 제2 흡기로(12)가 도출된다.
집진부(30)는 본체 하우징(2)의 중심선(C) 상에 배치되어, 도 4에 나타내는 바와 같이 본체 하우징(2)의 덮개부(3)를 개방하여 출납할 수 있다. 집진부(30)는 바닥이 있는 통 형상인 집진 용기(31)의 상면에 필터(33)를 갖는 상부 커버(32)가 설치된다. 상부 커버(32)는 가동의 걸림부(32a)에 의해 집진 용기(31)에 걸어 지지되어, 걸림부(32a)의 조작에 의해 집진 용기(31)의 상면을 개폐한다. 이에 의해, 집진 용기(31)에 퇴적한 진애를 폐기할 수 있다.
집진 용기(31)의 둘레면에는 선단에 유입구(34a)를 개구하여 제1 흡기로(11)에 연통하는 유입로(34)가 도출된다. 집진 용기(31) 내에는 유입로(34)에 연속하여 굴곡에 의해 하방으로 기류를 유도하는 유입부(34b)가 설치된다. 이에 의해, 큰 진애나 무거운 진애를 집진 용기(31)의 저부에 저류되기 쉽게 할 수 있다. 상부 커버(32)의 둘레면에는 선단에 유출구(35a)를 개구하여 제2 흡기로(12)에 연통하는 유출로(35)가 도출된다.
유입구(34a) 및 유출구(35a)의 주위에는 집진실(39)의 전방벽에 밀접하는 패킹(도시하지 않음)이 설치된다. 이에 의해, 집진부(30)를 수납한 집진실(39) 내가 밀폐된다. 유입구(34a)의 개구면, 유출구(35a)의 개구면 및 집진실(39)의 전방벽은 경사면에 형성되고, 집진부(30)의 출납시의 미끄럼 이동에 의한 패킹의 열화를 방지할 수 있다.
본체 하우징(2) 내의 집진실(39)의 후방의 상부에는 제어 기판(15)이 배치된다. 제어 기판(15)은 청소 로봇(1)의 각 부를 제어하는 제어 회로가 설치된다. 집진실(39)의 후방의 하부에는 착탈 가능한 배터리(14)가 배치된다. 배터리(14)는 충전 단자(4)를 통해 충전대(40)로부터 충전되어, 제어 기판(15), 구동륜(29), 회전 브러시(9), 사이드 브러시(10) 및 전동 송풍기(22) 등의 각 부에 전력을 공급한다.
본체 하우징(2)의 전방부에는 모터 유닛(20)이 배치된다. 도 5, 도 6, 도 7, 도 8은 모터 유닛(20)의 사시도, 상면도, 정면도 및 측면도를 각각 나타내고 있다. 모터 유닛(20)은 수지 성형품의 하우징(21)과 하우징(21) 내에 수납되는 전동 송풍기(22)를 구비하고 있다. 전동 송풍기(22)는 모터 케이스(22a)로 덮인 터보 팬에 의해 형성된다.
전동 송풍기(22)의 모터 케이스(22a)에는 축방향의 일단부에 흡기구(도시하지 않음)가 개구되고, 둘레면의 2군데에 배기구(도시하지 않음)가 개구된다. 하우징(21)의 전방면에는 모터 케이스(22a)의 흡기구에 대향하여 개구부(23)가 설치된다. 하우징(21)의 전동 송풍기(22)의 양측쪽에게는 모터 케이스(22a)의 각 배기구에 각각 연통하는 제1 배기로(24a) 및 제 2 배기로(24b)가 설치된다. 제1, 제2 배기로(24a, 24b)는 본체 하우징(2)의 상면에 설치한 배기구(7)(도 2 참조)에 연통한다.
이로 인해, 제1, 제2 배기로(24a, 24b) 및 제2 흡기로(12)(도 2 참조)는 집진부(30)와 배기구(7)를 연통시키는 기류로를 구성한다. 또한, 제1 흡기로(11)(도 2 참조)는 흡입구(6)와 집진부(30)를 연통시키는 기류로를 구성한다.
이에 의해, 전동 송풍기(22)를 포함하는 기류로가 집진실(39)의 전방에 집약되어 본체 하우징(2)의 전방부에 배치되고, 기류로를 단축할 수 있다. 또한, 제어 기판(15) 및 배터리(14)가 집진실(39)의 후방에 집약되어 본체 하우징(2)의 후방부에 배치되어, 배선 등을 삭감할 수 있다. 따라서, 본체 하우징(2)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 기류의 유로가 제어 기판(15)으로부터 이격되기 때문에, 기류가 누설되었을 때에 제어 기판(15)에의 진애의 부착을 저감하여 제어 회로의 고장을 저감할 수 있다.
또한, 중량이 큰 전동 송풍기(22) 및 배터리(14)를 구동륜(29)의 회전축(29a)의 전후로 분산하여 배치하므로, 본체 하우징(2)의 중심선(C)을 통하는 회전축(29a)에 대하여 본체 하우징(2)의 전후 방향으로 균형있게 중량이 배분된다. 이로 인해, 회전 브러시(9), 구동륜(29) 및 후륜(26)이 접지하여 본체 하우징(2)이 전진 및 후퇴하고, 회전 브러시(9) 또는 후륜(26)이 계단 등에 의해 접지면에서 벗어났을 때에 본체 하우징(2)의 낙하를 방지할 수 있다.
집진부(30)가 중심선(C) 위에 배치되기 때문에, 진애의 집진 및 폐기에 의해 집진부(30)의 중량이 변화해도 본체 하우징(2)의 중량 밸런스를 유지할 수 있다. 또한, 전동 송풍기(22)의 중량이 크기 때문에, 제어 기판(15) 및 배터리(14)를 구동륜(29)의 회전축(29a)의 후방에 배치함으로써 보다 양호한 중량 밸런스로 할 수 있다.
제1 배기로(24a)에는 한 쌍의 전극(28a)을 가진 이온 발생 장치(28)가 배치된다. 전극(28a)에는 교류 파형 또는 임펄스 파형을 포함하는 전압이 인가되고, 전극(28a)의 코로나 방전에 의해 생성된 이온이 제1 배기로(24a)에 방출된다.
한쪽 전극(28a)에는 플러스 전압이 인가되고, 코로나 방전에 의한 수소 이온이 공기 중의 수분과 결합하여 주로 H+(H2O)m을 포함하는 플러스 이온을 발생한다. 다른 쪽 전극(28a)에는 마이너스 전압이 인가되고, 코로나 방전에 의한 산소 이온이 공기 중의 수분과 결합하여 주로 O2 -(H2O)n을 포함하는 마이너스 이온을 발생한다. 여기서, m, n은 임의의 자연수이다. H+(H2O)m 및 O2 -(H2O)n은 공기 중의 부유균이나 악취 성분의 표면에서 응집하여 이것들을 둘러싼다.
그리고, 식 (1) 내지 (3)에 나타내는 바와 같이, 충돌에 의해 활성종인[·OH](수산기 라디칼)이나 H2O2(과산화수소)를 미생물 등의 표면 상에서 응집 생성하여 부유균이나 악취 성분을 파괴한다. 여기서, m', n'은 임의의 자연수이다. 따라서, 플러스 이온 및 마이너스 이온을 발생하여 배기구(7)(도 2 참조)로부터 송출 함으로써 실내의 제균 및 탈취를 행할 수 있다.
Figure 112014018894212-pct00001
또한, 제1 배기로(24a)의 하부에는 전방면을 개구한 복귀구(25)가 설치된다. 복귀구(25)는 하우징(21)의 전방면에 돌출된 돌출부(25a)에 의해 상방이 덮이고, 개구면이 오목부(8)(도 2 참조)의 벽면을 따른 곡면으로 형성된다. 이에 의해, 복귀구(25)는 오목부(8)의 벽면에 설치한 구멍부(도시하지 않음)를 거쳐 오목부(8) 내에 면하여, 제1 배기로(24a)를 유통하는 이온을 포함하는 기류의 일부가 흡기측으로 유도된다.
상기 구성의 청소 로봇(1)에 있어서, 청소 운전이 지시되면, 전동 송풍기(22), 이온 발생 장치(28), 구동륜(29), 회전 브러시(9) 및 사이드 브러시(10)가 구동된다. 이에 의해, 본체 하우징(2)은 회전 브러시(9), 구동륜(29) 및 후륜(26)이 바닥면(F)에 접지하여 소정의 청소 영역을 자주하여, 흡입구(6)로부터 바닥면(F)의 진애를 포함하는 기류가 흡입된다. 이때, 회전 브러시(9)의 회전에 의해 바닥면(F) 상의 진애가 긁어 모아져 오목부(8) 내로 유도된다. 또한, 사이드 브러시(10)의 회전에 의해 흡입구(6)의 측방의 진애가 흡입구(6)로 유도된다.
흡입구(6)로부터 흡입된 기류는 화살표(A1)에 나타내는 바와 같이 제1 흡기로(11)를 후방에 유통하고, 유입구(34a)를 거쳐 집진부(30)에 유입한다. 집진부(30)에 유입된 기류는 필터(33)에 의해 진애를 포집하고, 유출구(35a)를 거쳐 집진부(30)로부터 유출된다. 이에 의해, 집진 용기(31) 내에 진애가 집진하여 퇴적한다. 집진부(30)로부터 유출한 기류는 화살표(A2)에 나타내는 바와 같이 제2 흡기로(12)를 전방으로 유통하고, 개구부(23)를 거쳐 모터 유닛(20)의 전동 송풍기(22)에 유입한다.
전동 송풍기(22)를 통과한 기류는 제1 배기로(24a) 및 제 2 배기로(24b)를 유통하고, 제1 배기로(24a)를 유통하는 기류에는 이온이 포함된다. 그리고, 본체 하우징(2)의 상면에 설치한 배기구(7)로부터 화살표(A3)에 나타내는 바와 같이 상방 후방을 향하여 경사 방향으로 이온을 포함하는 기류가 배기된다. 이에 의해, 실내의 청소가 행해짐과 함께, 자주하는 본체 하우징(2)의 배기에 포함되는 이온이 실내에 널리 퍼져서 실내의 제균이나 탈취가 행해진다. 이때, 배기구(7)로부터 상방을 향하여 배기하므로, 바닥면(F)의 진애의 귄취를 방지하여 실내의 청정도를 향상할 수 있다.
제1 배기로(24a)를 유통하는 기류의 일부는 화살표(A4)에 나타내는 바와 같이 복귀구(25)를 거쳐 오목부(8)로 유도된다. 이로 인해, 흡입구(6)로부터 제1 흡기로(11)에 유도되는 기류 내에 이온이 포함된다. 이에 의해, 집진부(30)의 집진 용기(31)나 필터(33)의 제균 및 탈취를 행할 수 있다.
또한, 본체 하우징(2)이 청소 영역의 주연에 도달한 경우나 진로상의 장해물에 충돌하면, 구동륜(29)이 정지된다. 그리고, 구동륜(29)의 양륜을 서로 역방향으로 회전하고, 본체 하우징(2)이 중심선(C)을 중심으로 회전하여 방향을 바꿀 수 있다. 이에 의해, 청소 영역 전체에 본체 하우징(2)을 자주시킴과 함께 장해물을 피하여 자주시킬 수 있다. 또한, 구동륜(29)의 양륜을 전진시에 비해 반전시켜 본체 하우징(2)을 후퇴시켜도 된다.
본체 하우징(2)의 전진시 및 후퇴시에 하행 계단 등의 단차의 앞에서 급정지하면 무게 중심이 전후로 이동한다. 이때, 본체 하우징(2)의 중량이 구동륜(29)의 전후로 균형있게 배분되기 때문에, 본체 하우징(2)의 낙하가 방지된다. 또한, 집진부(30)가 구동륜(29)의 회전축(29a)의 상방에 배치되기 때문에, 집진에 의해 중량이 커져도 본체 하우징(2)의 중량 밸런스가 유지된다.
청소가 종료되면, 본체 하우징(2)은 자주하여 충전대(40)로 귀환한다. 이에 의해, 충전 단자(4)가 단자부(41)에 접하여 배터리(14)가 충전된다.
또한, 설정에 의해 본체 하우징(2)의 귀환 상태에서 배터리(14)의 충전중이나 충전 종료 후에 전동 송풍기(22) 및 이온 발생 장치(28)를 구동할 수 있다. 이에 의해, 배기구(7)로부터 상방 후방에 이온을 포함하는 기류가 송출된다. 충전 단자(4)가 본체 하우징(2)의 후단부에 설치되기 때문에, 이온을 포함하는 기류는 충전대(40)의 방향으로 유통하여 측벽(S)에 따라 상승한다. 상기 기류는 실내의 천장벽 및 대향하는 측벽을 따라 유통한다. 따라서, 이온이 실내 전체에 널리 퍼져, 제균 효과나 탈취 효과를 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태에 의하면, 구동륜(29)의 회전축(29a)의 상방에 배치한 집진부(30)에 대하여 한쪽에 전동 송풍기(22)를 배치하고, 다른 쪽에 배터리(14)를 배치했으므로, 본체 하우징(2)의 중량이 구동륜(29)의 전후로 균형있게 배분된다. 이에 의해, 전진 및 후퇴하는 본체 하우징(2)이 단차의 앞에서 급정지하여 무게 중심이 전후로 이동했을 때에, 자세를 유지하여 본체 하우징(2)의 낙하를 방지할 수 있다. 또한, 집진부(30)의 중량이 집진에 의해 커져도 본체 하우징(2)의 중량 밸런스가 유지되어, 단차에서의 본체 하우징(2)의 낙하를 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 구동륜(29)의 회전축(29a)을 본체 하우징(2)의 중심선(C) 상에서 어긋나게 배치해도 되지만, 본 실시 형태와 같이 회전축(29a)을 중심선(C) 상에 배치하면 보다 바람직하다. 이에 의해, 본체 하우징(2)의 중량이 중심에 대하여 전후로 균형있게 배분되어, 단차에서의 본체 하우징(2)의 낙하를 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 구동륜(29)의 전방의 흡입구(6)에 설치한 회전 브러시(9)와, 구동륜(29)의 후방에 배치한 후륜(26)과, 구동륜(29)이 접지하여 바닥면(F) 위를 자주하므로, 진로 전방의 진애를 차단하지 않고 흡입구(6)로 유도할 수 있다. 또한, 본체 하우징(2)이 전진하여 급정지하면 본체 하우징(2)의 무게 중심이 전방으로 이동하고, 회전 브러시(9)가 변형되어 본체 하우징(2)이 앞으로 기운다. 이때, 본체 하우징(2)은 전후에 중량이 배분되기 때문에 원래의 자세로 복귀한다. 따라서, 흡입구(6)의 전방에서 접지하지 않기 때문에 급정지시에 용이하게 앞으로 기우는 본체 하우징(2)에 있어서도, 단차에서의 낙하를 방지할 수 있다.
또한, 제어 기판(15)을 집진부(30)에 대하여 배터리(14)와 동일 측에 배치했으므로, 중량이 큰 전동 송풍기(22)를 전방에 배치하여 제어 기판(15) 및 배터리(14)를 후방에 배치하고, 구동륜(29)에 대하여 전후에 보다 양호한 중량 밸런스로 할 수 있다. 따라서, 단차에서의 본체 하우징(2)의 낙하를 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 집진부(30)에 대하여 전방에 기류로(제1, 제2 흡기로(11, 12), 제1, 제2 배기로(24a, 24b))를 배치하고 후방에 제어 기판(15)을 배치하고 있다. 이로 인해, 기류로 및 제어 기판(15)이 집약되어 배치된다. 이에 의해, 기류로를 단축함과 함께, 배선 등을 삭감하여 본체 하우징(2)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 기류로가 제어 기판(15)으로부터 이격되기 때문에, 기류가 누설되었을 때에 제어 기판(15)에의 진애의 부착을 저감하여 제어 회로의 고장을 저감할 수 있다.
또한, 집진실(39)이 1 방향으로 연장되어 본체 하우징(2a) 내를 구획하기 때문에, 기류로와 제어 기판(15)을 용이하게 격리할 수 있다. 또한, 집진실(39)의 길이 방향으로 연장된 전방벽에 제1, 제2 흡기로(11, 12)를 도출하고, 집진실(39)의 다른 벽면이 폐색된다. 이에 의해, 유입구(34a)나 유출구(35a)에서 기류 누설이 발생해도 진애가 집진실(39)의 내부에 갇힌다. 따라서, 제어 기판(15)에의 진애의 부착을 보다 저감할 수 있다.
또한, 집진 용기(31)에 유입구(34a)를 개구하고, 필터(33)를 갖는 상부 커버(32)에 유출구(35a)가 개구하므로, 상부 커버(32)의 개폐에 의해 집진 용기(31) 내에 퇴적한 진애를 용이하게 폐기할 수 있다.
또한, 유입구(34a) 및 유출구(35a)의 개구면이 경사면에 의해 형성되고, 상기 개구면의 주연에 패킹을 배치했기 때문에, 집진부(30)의 출납시의 미끄럼 이동에 의한 패킹의 열화를 방지할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 집진부(30)의 전방에 전동 송풍기(22)를 배치하고 후방에 배터리(14)나 제어 기판(15)을 배치하고 있지만, 집진부(30)에 대하여 한쪽에 전동 송풍기(22)를 배치하고 다른 쪽에 배터리(14)나 제어 기판(15)을 배치하면 된다.
또한, 집진부(30)의 전방에 기류로를 배치하고 후방에 제어 기판(15)을 배치하고 있지만, 집진부(30)에 대하여 한쪽에 기류로를 배치하고 다른 쪽에 제어 기판(15)을 배치하면 된다.
<산업상 이용 가능성>
본 발명에 의하면, 바닥면 위를 자주하는 청소 로봇에 이용할 수 있다.
1 청소 로봇
2 본체 하우징
3 덮개부
4 충전 단자
6 흡입구
7 배기구
8 오목부
9 회전 브러시
10 사이드 브러시
11 제1 흡기로
12 제2 흡기로
14 배터리
15 제어 기판
18, 19 바닥면 검지 센서
20 모터 유닛
21 하우징
22 전동 송풍기
23 개구부
24a 제1 배기로
24b 제2 배기로
25 복귀구
28 이온 발생 장치
29 구동륜
30 집진부
31 집진 용기
32 상부 커버
33 필터
34 유입로
35 유출로
40 충전대
41 단자부

Claims (9)

  1. 흡입구 및 배기구를 개구하는 본체 하우징과, 수평 회전축을 갖고 상기 본체 하우징을 자주(自走)시키는 한 쌍의 구동륜과, 상기 본체 하우징 내에 배치되는 전동 송풍기와, 상기 회전축 위에 배치됨과 함께 상기 전동 송풍기의 구동에 의해 상기 흡입구로부터 흡입된 기류의 진애를 집진하는 집진부와, 각 부에 전력을 공급하는 배터리와, 상기 흡입구와 상기 집진부 사이를 연통시키는 제1 흡기로와, 상기 집진부와 상기 전동 송풍기 사이를 연통시키는 제2 흡기로와, 상기 전동 송풍기와 상기 배기구 사이를 연통시키는 배기로를 구비하고, 상기 집진부에 대하여 전방 및 후방의 한쪽에 상기 전동 송풍기, 제1 흡기로, 제2 흡기로 및 상기 배기로를 배치함과 함께 다른 쪽에 상기 배터리를 배치한 것을 특징으로 하는 청소 로봇.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전축이 상기 본체 하우징의 중심선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 청소 로봇.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구동륜의 전방에 배치한 상기 흡입구에 설치되는 회전 브러시와, 상기 구동륜의 후방에 배치한 후륜을 구비하고, 상기 회전 브러시, 상기 구동륜 및 상기 후륜이 접지하여 바닥면 상을 자주하는 것을 특징으로 하는 청소 로봇.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각 부를 제어하는 제어 기판을 구비하고, 상기 제어 기판을 상기 집진부에 대하여 상기 배터리와 같은 측에 배치한 것을 특징으로 하는 청소 로봇.
  5. 삭제
  6. 하면에 흡입구를 개구하고 상면에 배기구를 개구함과 함께 바닥면 상을 자주하는 본체 하우징과, 상기 본체 하우징 내에 배치되는 전동 송풍기와, 상기 전동 송풍기의 구동에 의해 상기 흡입구로부터 흡입된 기류의 진애를 집진하는 집진부와, 상기 흡입구와 상기 집진부 사이를 연통시키는 제1 흡기로와, 상기 집진부와 상기 전동 송풍기 사이를 연통시키는 제2 흡기로와, 상기 전동 송풍기와 상기 배기구 사이를 연통시키는 배기로와, 각 부를 제어하는 제어 기판을 구비하고, 상기 집진부에 대하여 전방 및 후방의 한쪽에 상기 전동 송풍기, 제1 흡기로, 제2 흡기로 및 상기 배기로를 배치함과 함께 다른 쪽에 상기 제어 기판을 배치한 것을 특징으로 하는 청소 로봇.
  7. 제6항에 있어서, 상기 집진부를 착탈 가능하게 수납함과 함께 1 방향으로 연장되어 상기 본체 하우징 내를 구획하는 집진실을 설치하고, 상기 집진실의 길이 방향으로 연장된 벽면에 기류가 유입하는 제1 흡기로 및 기류가 유출하는 제2 흡기로를 도출하고, 상기 집진실의 다른 벽면이 폐색(閉塞)되는 것을 특징으로 하는 청소 로봇.
  8. 제7항에 있어서, 상기 집진부는 기류의 유입구를 개구하여 진애가 퇴적하는 집진 용기와, 상기 집진 용기의 상면을 개폐함과 함께 기류의 유출구를 개구하는 상부 커버와, 상기 상부 커버의 하면에 배치하여 진애를 포집하는 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 청소 로봇.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유입구 및 상기 유출구의 개구면이 경사면을 포함하고, 상기 개구면의 주연(周緣)에 패킹을 배치한 것을 특징으로 하는 청소 로봇.
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