KR101659009B1 - 로봇청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 본체의 하부의 양측에 구비되어 본체를 이동시키는 바퀴; 상기 본체의 좌우 양측 중 어느 일측에 장착되는 배터리; 상기 본체의 하부 중앙에 장착되어 흡입된 먼지를 저장하는 먼지통;을 포함하는 로봇청소기에 관한 것이다. 그리고, 상기 배터리의 장착위치에 따른 상기 본체의 무게 중심의 편중을 해소하기 위해, 상기 본체의 좌우 양측 중 상기 배터리가 장착된 일측과 마주보는 타측에 균형추가 설치된다. 이러한 구성에 의해서, 본 발명의 로봇청소기는 먼지통이 본체의 하부 중앙에 위치할 수 있어서 흡입구의 높이가 낮아져서 흡입유로가 개선되는 효과가 발생한다.

로봇청소기, 배터리, 먼지통 입구의 높이, 사이드 브러쉬, 웜기어

Description

로봇청소기{ROBOT CLEANER}

본 발명은 로봇청소기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 로봇청소기의 흡입구의 위치를 낮게하는 등 흡입유로를 개선하고 사이드브러쉬의 구동하기 위한 수단으로서 기존의 에지테이터 구동용 모터를 이용한 컴팩트한 사이즈의 로봇청소기에 관한 것이다.

청소기는 이물질을 제거하여 실내를 청결하게 하는 기구로서, 저압부의 흡입력을 이용하여 이물질을 빨아들이는 진공청소기가 일반적으로 사용된다. 근래에는 사용자의 노동력없이 자동 주행 기능을 통해 스스로 이동하면서 실내 바닥으로부터 이물질을 제거하는 로봇청소기가 개발되고 있다.

로봇청소기에는 청소구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 감지하는 거리센서, 그리고 상기 로봇 청소기의 이동을 위한 좌, 우측 바퀴가 구비된다. 여기서, 상기 좌, 우측 바퀴는 각각 좌륜모터와 우륜모터에 의해 회전하도록 구성되어, 상기 좌륜모터와 우륜모터의 구동에 따라 상기 로봇 청소기가 스스로 방향 전환을 하면서 실내의 청소를 수행한다. 그리고, 로봇 청소기 본체의 내부에는 흡입수단이 구비되고, 하면에는 상기 먼지가 흡입되는 흡입구가 된다. 더욱이, 상기 흡입구에는 상기 청소구역 바닥면의 먼지를 쓸어 올리는 에지테이터 회전가능하게 장착되고, 상기 로봇 청소기 내부의 공기 유동 경로 상에는 바닥에서 흡입된 공기 중의 이물질을 여과하여 공기를 정화하는 필터가 구비된다. 따라서, 상기 로봇 청소기는 청소 구역 내를 이동하면서 상기 흡입수단에 의한 흡입력 및 상기 에지테이터의 회전을 통하여 바닥의 먼지를 본체 내부로 흡입하여 상기 필터에 집진함으로써 자동으로 청소를 수행한다. 그리고, 집진된 먼지는 로봇청소기 내부의 먼지통에 저장된다.

도 1은 종래의 로봇청소기의 개략적인 모습을 보여주는 측단면도이다. 이를 주요구성만 간략히 살펴보면, 로봇청소기의 내부에서 로봇청소기가 동작할 수 있는 전력을 공급하는 직육면체 형상을 가진 배터리(10)가 충전가능하게 구비되어 있고, 이러한 배터리는 무게가 많이 나가기 때문에, 로봇청소기 동작시 균형을 잡고서 원활하게 이동하면서 청소동작을 수행하도록 하기 위해서 무게가 많이 나가는 배터리는 통상적으로 로봇청소기 중앙의 하부바닥에 위치하고 있다. 그리고, 집진된 먼지가 저장되는 먼지통(20)은 배터리(10)의 상측에 위치하는 것이 일반적이었다. 또한, 청소구역의 먼지를 흡입하는 동력을 제공하는 흡입팬(30)이 구비되어서, 본체 하부 바닥에 장착된 에지테이터(40)가 회전하면서 일으킨 오물이나 먼지 등을 흡입하게 된다.

로봇청소기의 청소성능에 영향을 미치는 인자로서 먼지통 입구의 높이와 유로저항 등이 있다. 그런데, 배터리가 중앙의 하부에 설치되고 먼지통이 그 위에 설치되는 이러한 구조에서는 로봇 청소기 먼지통의 설치 높이가 높아지게 되고, 따라 서 로봇청소기의 바닥으로부터 먼지통 입구의 높이(h1)가 높아지게 된다.

먼지통 입구란, 바닥의 공기가 로봇청소기 본체 내부로 유입된 후 먼지통으로 들어가게 되는데 이때 먼지통으로 공기가 유입되는 입구를 의미한다. 청소기의 먼지통으로 먼지를 포함한 외부 공기를 흡입하기 위해서는, 흡입팬의 흡입력에 의해서 먼지를 포함한 공기가 최소한 먼지통의 입구까지는 상승되어야 한다. 따라서, 이 먼지통 입구의 높이가 높으면 높을수록 흡입팬의 흡입력이 커져야 한다. 이렇게 먼지통 입구의 높이가 높아지면 흡입팬의 흡입력이 커져야 하며, 결국에는 배터리 용량과 제품의 소음 증가로 귀결된다. 또한 먼지통 입구의 높이의 증가와 같이 유로구조가 복잡해지면 제품의 유로저항 또한 증가하게 되어 동일한 문제점이 발생하게 된다.

그리고, 도 2는 종래의 로봇청소기의 하부 모습이다. 이를 보면, 로봇청소기의 본체 하부에는 에지테이터(40) 뿐만 아니라, 벽면 인접부의 청소성능을 향상시키기 위해 사이드 브러쉬(50)를 구비하고 있는데, 사이드 브러쉬는 청소기 본체의 하부 양 사이드에 장착되어 상하 방향으로 형성된 회전축을 중심으로 회전함으로써 바닥의 먼지 등을 청소기 본체의 안쪽으로 긁어 모으는 역할을 한다. 그런데, 종래에는 이러한 사이드 브러쉬(50)를 구동하기 위한 사이드 브러쉬용 구동모터(60)가 각각의 사이드 브러쉬에 별도로 구비되어 있었다. 그러므로, 에지테이터 구동을 위한 모터와 복수개의 사이드 브러쉬를 구동하기 위한 모터가 별도로 존재하여야 하고, 이로 인해서 부품의 개수가 증가하고 로봇청소기 내부의 구성이 복잡하게 되는 등 문제점이 있었다.

본 발명은, 로봇청소기의 먼지통 입구의 높이를 낮추어 내부 유로구조를 개선하여 유로저항을 줄이는 것을 목적으로 하며, 이를 위해서 로봇청소기 본체의 중앙 하부에 위치하는 배터리의 장착위치를 변경함으로써 흡입구 위치를 변경하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 로봇청소기 하부에 장착되는 에지테이터의 구동력을 이용하여 상기 사이드 브러쉬를 구동하는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 본체의 하부의 양측에 구비되어 본체를 이동시키는 바퀴; 상기 본체의 좌우 양측 중 어느 일측에 장착되는 배터리; 상기 본체의 하부 중앙에 장착되어 흡입된 먼지를 저장하는 먼지통;을 포함하는 로봇청소기를 제공한다.

그리고, 상기 배터리의 장착위치에 따른 상기 본체의 무게 중심의 편중을 해소하기 위해, 상기 본체의 좌우 양측 중 상기 배터리가 장착된 일측과 마주보는 타측에 균형추가 설치된다.

상기 구성에 의해서, 본 발명의 로봇청소기는 먼지통이 본체의 하부 중앙에 위치할 수 있어서 흡입구의 높이가 낮아져서 흡입유로가 개선된다.

또한, 상기 바퀴는 본체의 좌우양측에 두개 구비되고, 상기 배터리는 상기 두개의 바퀴 중 어느 하나의 안쪽 측면에 장착될 수 있고, 상기 균형추는 상기 두개의 바퀴 중 다른 하나의 안쪽 측면에 장착될 수 있다.

그리고, 본 발명의 로봇청소기는 상기 본체의 하부에 회전가능하게 장착되는 에지테이터; 및 상기 에지테이터의 양측에 장착되어, 상하방향의 회전축을 중심으로 회전하는 사이드 브러쉬;를 더 포함할 수 있다.

상기 사이드 브러쉬는 상기 에지테이터로부터 회전력을 전달받아 회전하도록 하고, 상기 에지테이터로부터 상기 사이드 브러쉬로 회전력을 전달하기 위해서, 웜과 웜기어를 구비할 수 있다.

본 발명은 상기 구성에 의해서, 로봇청소기의 배터리를 로봇청소기 내부의 측면에 배치하고 흡입구의 높이를 낮추어 내부구조를 개선하여 유로저항을 줄이고, 에지테이터의 구동력을 상기 사이드 브러쉬에 전달함으로써 재료비 절감 및 배터리 용량 감소라는 효과가 발생한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다. 다만, 종래의 로봇청소기의 구성과 유사한 부분에 대해서는 본 발명의 구성의 명확화를 위해서 구체적인 설명을 생략하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 측단면도이며, 도 4는 도 3의 로봇청소기의 평면 내부모습이며, 도 5는 도 4의 W부분의 내부 확대도이다.

본 발명의 로봇청소기를 설명함에 있어서 본 명세서에서 기재된 방향에 대해서는 다음과 같이 정의한다. 먼저, 로봇청소기의 양측 바퀴가 동시에 회전하는 경우에 로봇청소기가 전진하는 방향을 전방이라하고, 그 뒤쪽을 후방이라고 한다. 그 리고, 전방과 후방의 양측 옆방향을 좌우방향이라고 하며, 본체에 수직한 방향 다시 말하면 로봇청소기가 놓여있는 바닥에 수직한 방향을 상하방향이라고 한다.

도 3과 도 4를 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 본체의 하부의 양측에 구비되어 본체를 이동시키는 바퀴(110)와 상기 본체의 좌우 양측 중 어느 일측에 장착되는 배터리(120)와 상기 본체의 하부 중앙에 장착되어 흡입된 먼지를 저장하는 먼지통(130)을 포함한다. 또한, 본 발명의 로봇청소기는 청소구역의 먼지를 흡입하는 동력을 제공하는 흡입팬(140)과 본체 하부 바닥에 장착된 에지테이터(150)와 본체 하부에서 상기 바퀴(110)와 함께 본체를 지지하는 캐스터(160)를 포함한다.

본 발명에서는, 배터리(120)가 본체 하부의 중앙에 설치되는 것이 아니라, 본체의 하부 중앙에서 좌우방향 중 어느 일측으로 치중해서 설치된다. 그러므로, 종래의 로봇청소기와 달리 먼지통(130)이 본체의 최하단에 위치할 수 있게 된다. 그러므로, 본 발명의 로봇 청소기는 먼지통(130)의 설치 높이가 낮아지게 되고, 따라서 로봇청소기의 바닥으로부터 먼지통 입구의 높이(h2) 역시 낮아지게 된다. 그리고, 바람직하게는 직육면체 형상의 배터리를 세워서 설치하되, 배터리의 면이 바퀴(110)와 평행하게 되도록 한 상태에서 배터리의 측면에 위치 시킨다.

상기 구성에 의해서, 본 발명은 먼지통 위치를 낮게 설치하여 먼지통 입구의 높이를 낮게 할 수 있어서, 결과적으로 낮은 흡입력으로도 동일한 청소성능을 달성할 수 있게 되어서 배터리의 용량과 크기를 대폭 감소시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 배터리의 장착위치가 좌우양측 중 어느 한쪽에 위치함으로써 발생하는 본체의 무게 중심의 편중을 해소하기 위해서 균형추(125)를 설치한다. 상기 균형추에 의해서, 무게가 많이 나가는 배터리가 본체의 측면에 장착되어 발생하는 무게 편중을 해소할 수 있게 된다. 균형추의 무게와 크기 및 설치위치는 배터리의 무게를 고려하여 적절한 위치에 설치할 수 있으며, 상기 본체의 좌우 양측 중 상기 배터리가 장착된 일측과 마주보는 타측에 설치될 수 있다.

즉, 배터리와 균형추의 설치위치를 보면, 상기 배터리는 좌우양측에 구비된 상기 두개의 바퀴 중 어느 하나의 안쪽 측면에 장착되고, 상기 균형추는 상기 두개의 바퀴 중 다른 하나의 안쪽 측면에 장착되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 로봇청소기(100)는 상기 본체의 하부에 회전가능하게 장착되는 에지테이터(150)와 상하방향의 회전축을 중심으로 회전하면서 벽면 등 청소구역의 모서리나 구석 등을 청소하기 위한 사이드 브러쉬(170)를 더 포함한다. 상기 에지테이터(150)는 로봇청소기 본체의 좌우방향의 축을 중심으로 회전하면서 바닥의 먼지를 일으키는 역할을 하고, 상기 사이드 브러쉬(170)는 로봇청소기 본체의 상하방향의 축을 중심으로 회전하면서 모서리부의 먼지를 쓸어내는 역할을 한다. 그러므로, 에지테이터와 사이드 브러쉬는 회전하는 축이 서로 달라서, 종래에는 별도의 구동모터를 각각 구비하고 있어야 하였다.

그런데, 본 발명에서는 상기 에지테이터를 구동하는 모터(미도시) 하나만 구비하여 상기 사이드 브러쉬를 함께 구동하도록 하였다. 즉, 상기 에지테이터의 구동력을 상기 사이드 브러쉬에 전달할 수 있도록 한 것이다. 본 발명에서는 이를 위해서 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 에지테이터(150)의 양측에 사이드 브러 쉬(170)가 배치되고, 에지테이터와 사이드 브러쉬 사이에는, 에지테이터의 회전력을 사이드 브러쉬로 전달할 수 있는 전동수단이 구비된다.

상기 전동수단으로는, 웜과 웜기어를 사용할 수도 있고 또는 벨트를 이용할 수도 있을 것이다. 도 5에서는 그 중에서 웜과 웜기어를 이용한 전동방법을 도시하고 있다. 도 5의 웜(180)의 축은 상기 에지테이터(150)의 축에 연결되고, 상기 웜기어(190)의 축은 상기 사이드 브러쉬(170)의 축에 연결되어서, 에지테이터의 회전축과 사이드 브러쉬 회전축이 서로 직각을 이루면서 회전력이 전달된다. 상기 웜과 웜기어의 기어비를 적절히 조절함으로써 에지테이터의 회전수와 사이드 브러쉬의 회전수를 적절히 조절할 수 있다.

본 발명의 로봇청소기는 위와 같이, 에지테이터의 구동력을 상기 사이드 브러쉬에 전달함으로써 사이드 브러쉬 구동을 위한 별도의 모터를 구비할 필요가 없어져서 부품수가 절감되고 로봇청소기 내부의 구성이 간편해지는 효과가 발생한다.

도 1은 종래의 일반적인 따른 로봇청소기의 측단면도이며,

도 2는 종래의 로봇청소기의 하부 모습이며,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 측단면도이며,

도 4는 도 3의 로봇청소기의 평면 내부모습이며,

도 5는 도 4의 W부분의 내부 확대도이다.

Claims (7)

1. 본체 하부의 양측에 구비되어, 상기 본체를 이동시키는 바퀴;

   상기 본체의 좌우 양측 중 어느 일측에 장착되는 배터리;

   상기 배터리가 상기 본체의 일측에 배치되는 것에 따른 상기 본체의 무게 중심의 편중을 해소하기 위하여, 상기 배터리가 장착된 상기 본체의 일측과 마주하는 상기 본체의 타측에 설치되는 균형추; 및

   상기 배터리와 상기 균형추 사이에 배치되되 상기 본체 중앙의 하부에 접하도록 장착되고, 흡입된 먼지를 저장하도록 형성되는 먼지통을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 바퀴는 본체의 좌우양측에 두개 구비되고,

   상기 배터리는 상기 두개의 바퀴 중 어느 하나의 안쪽 측면에 장착되는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 균형추는, 상기 두개의 바퀴 중 다른 하나의 안쪽 측면에 장착되는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 본체의 하부에 회전가능하게 장착되는 에지테이터; 및

   상기 에지테이터의 양측에 장착되어, 상하방향의 회전축을 중심으로 회전하는 사이드 브러쉬;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 사이드 브러쉬는, 상기 에지테이터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 에지테이터로부터 상기 사이드 브러쉬로 회전력을 전달하기 위해서, 웜과 웜기어를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.

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