KR101851587B1 - 로봇 청소기용 센서 어셈블리 - Google Patents

로봇 청소기용 센서 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로봇 청소기용 센서 어셈블리를 개시한다. 개시된 로봇 청소기용 센서 어셈블리는, 청소기 몸체에 결합되는 센서고정유닛과, 동일한 복수개의 센서로 이루어져 센서고정유닛에 결합되며, 청소기의 진행방향에 위치하는 장애물과 바닥면을 감지하는 센서부를 구비하며, 센서고정유닛은, 센서의 감지영역이 중첩하도록 복수의 센서가 다른 설치각도로 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇 청소기용 센서 어셈블리{SENSOR ASSEMBLY FOR ROBOT CLEANER}
본 발명은 로봇 청소기용 센서 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동일한 종류의 센서를 복수개 결합하여 물체를 감지함은 물론 낙하를 방지할 수 있도록 하는 로봇 청소기용 센서 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 진공청소기는 팬의 구동에 의해 발생되는 흡입력으로 청소면의 이물질을 흡입하여 청소를 수행하는 장치로서, 흡입력을 발생시키는 청소기 본체와, 청소기 본체로부터 연장되어서 청소면의 이물질을 흡입하기 위한 흡입노즐과, 이 흡입노즐과 청소기 본체를 연결하기 위한 연결관을 포함한다.
이러한, 진공청소기는 청소하는 장소나 위치에 따라 청소의 효율성을 높일 수 있도록 흡입노즐의 형태가 다양하게 제작된다.
최근에는 사용자의 조작 없이 청소 영역을 주행하면서 바닥에 쌓인 먼지 등을 자동으로 청소하는 로봇 청소기의 사용이 점진적으로 증가하고 있는 추세이다.
로봇 청소기(Robot Cleaner)는 청소구역을 주행하며 자동으로 청소를 하며, 기기의 내부에 구비되어 있는 배터리의 전원이 소진되면 소정위치에 별도로 마련되어 있는 충전대로 이동하여 충전을 하며, 충전을 마친 다음에는 다시 청소를 하던 본래의 위치로 복귀하여 청소를 하는 기기이다.
이와 같은 로봇 청소기는 자율 주행을 위하여 다양한 센서가 설치된다. 예를 들어 로봇청소기는 장애물을 피하기 위한 장애물 센서와, 주행하는 로봇청소기가 미끄러지는 경우 주행 방향 보정을 가능하게 하는 비전 센서 등이 구비될 수 있다. 최근에는 로봇 청소기의 자율주행 성능을 더욱 향상시키기 위하여 초음파, 광센서, 카메라, 레이더 등의 센서가 복합적으로 사용되고 있는 추세이다.
그런데, 상기와 같은 종래의 로봇 청소기는, 서로 다른 형식의 센서가 많이 설치되므로, 센서의 종류에 따라 설치위치가 수량이 달라 설치가 복잡하고 어려울 뿐만 아니라, 센서의 설치비용이 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
한편, 국내 등록특허 제10-0575708호(등록일:2006년04월25일)에는 "로봇청소기의 거리감지장치 및 방법"이 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 동일한 종류의 센서를 복수개 결합하여 물체를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 바닥면을 감지하여 낙하를 방지할 수 있는 로봇 청소기용 센서 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리는, 청소기 몸체에 결합되는 센서고정유닛과, 동일한 복수개의 센서로 이루어져 상기 센서고정유닛에 결합되며, 상기 청소기의 진행방향에 위치하는 장애물과 바닥면을 감지하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서고정유닛은, 상기 센서의 감지영역이 중첩하도록 복수의 상기 센서가 다른 설치각도로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서고정유닛은, 상기 센서의 감지방향이 전방을 향하도록 상기 센서가 복수개 결합되는 전방센싱 결합부와, 상기 센서의 감지방향이 하측을 향하도록 상기 센서가 복수개 결합되는 바닥센싱 결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전방센싱 결합부는, 상기 센서의 감지영역이 중첩하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바닥센싱 결합부는, 상기 센서의 감지영역이 중첩하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전방센싱 결합부와 상기 바닥센싱 결합부는, 상기 센서의 감지영역이 중첩하도록 상하로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전방센싱 결합부는, 상기 청소기 몸체에 결합되는 베이스부재와, 상기 센서가 결합되도록 상기 베이스부재에서 연장 형성되는 제1고정면과, 상기 센서가 결합되도록 상기 베이스부재에서 연장 형성되며, 상기 제1고정면과 특정각도를 이루는 제2고정면과, 상기 제1고정면을 기준으로 상기 제2고정면과 대응되도록 상기 베이스부재에서 연장 형성되며, 상기 센서가 결합되는 제3고정면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바닥센싱 결합부는, 상기 전방센싱 결합부의 상측에서 하측으로 하향경사지게 형성되며, 상기 센서가 결합되는 제1경사고정면과, 상기 제1경사고정면과 대칭되도록 상기 전방센싱 결합부의 상측에서 하측으로 하향경사지게 형성되며, 상기 센서가 결합되는 제2경사고정면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서고정유닛은, 상기 전방센싱 결합부에 상기 센서가 3개 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서고정유닛은, 상기 바닥센싱 결합부에 상기 센서가 2개 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서부는, 상기 센서의 감지방향이 전방을 향하도록 복수의 상기 센서가 상기 센서고정유닛에 결합되어 형성되는 전방센싱부재와, 상기 센서의 감지방향이 하측을 향하도록 복수의 상기 센서가 상기 센서고정유닛에 결합되어 형성되는 바닥센싱부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서부는, 상기 전방센싱부재의 상기 센서와 상기 바닥센싱부재의 상기 센서의 감지영역이 중첩하도록 상하로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전방센싱부재는, 적어도 3개 이상의 상기 센서가 감지영역이 중첩되도록 상기 센서고정유닛에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바닥센싱부재는, 상기 전방센싱부재의 상측에 배치되며, 적어도 2개 이상의 상기 센서가 감지영역이 중첩되도록 상기 센서고정유닛에 결합되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리는 종래 발명과 달리 동일한 종류의 센서를 복수개 결합하여 물체를 감지할 수 있음은 물론 낙하를 방지할 수 있으므로, 소형화는 물론 설치가 용이하고, 생산원가가 절감되는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리가 적용된 상태를 보인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리가 적용된 상태를 보인 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리의 감지방식을 설명하기 위한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리의 감지방식을 설명하기 위한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리를 나타낸 정면 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리를 나타낸 배면 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리를 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7의 A-A선 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리가 적용된 상태를 보인 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리가 적용된 상태를 보인 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리의 작용을 설명하기 위한 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리의 작용을 설명하기 위한 정면도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리를 나타낸 정면 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리를 나타낸 배면 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리를 나타낸 평단면도이고, 도 8은 도 7의 A-A선 단면도이다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리(10)는, 청소기 몸체(20)에 설치되어 로봇 청소기의 주행방향에 위치하는 장애물과 바닥면의 상태를 감지한다. 이러한, 본 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리(10)는, 청소기 몸체(20)에 한 개 설치되어 주행방향의 전방 모든방향을 감지하게 된다.
이를 위하여, 본 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리(10)는 청소기 몸체(20)에 결합되는 센서고정유닛(100)과, 청소기 몸체(20)의 진행방향 전방을 감지하도록 센서고정유닛(100)에 구비되는 센서부(200)를 포함한다. 이때, 청소기 몸체(20)에는 센서고정유닛(100)이 안착되는 설치공간부가 형성되고, 설치공간부의 바닥에 센서고정유닛(100)이 고정되는 결합홈부가 형성된다.
센서고정유닛(100)은 설치공간부에 안착되어 결합홈부에 고정된다. 이러한, 센서고정유닛(100)은 센서부(200)의 센서(200a)가 상하, 좌우로 복수개 결합되며, 각 센서(200a)의 감지방향이 서로 중첩하도록 각 센서(200a)가 다른 설치각도를 가지도록 결합된다.
이를 위하여, 본 실시예에 따른 센서고정유닛(100)은, 센서부(200)가 장착되는 센서고정틀(110)과, 센서고정틀(110)과 결합되어 센서부(200)를 고정하는 센서지지커버(120)를 포함한다. 이러한, 센서고정유닛(100)은, 센서고정틀(110)이 청소기 몸체(20)의 설치공간부에 결합되며, 센서고정틀(110)과 센서지지커버(120)의 용이한 결합을 위하여 센서고정틀(110)에 결합돌기(110a)가 돌출형성되고, 센서지지커버(120)에 결합돌기(110a)가 결합되는 결합구멍(120a)이 형성된다.
센서고정틀(110)은, 설치공간부의 결합홈부에 고정되는 전방센싱 결합부(111)와, 전방센싱 결합부(111)의 상측에 형성되는 바닥센싱 결합부(113)를 포함되며, 전방센싱 결합부(111)와 전방센싱 결합부(111)에 고정되는 센서부(200)의 설치각도가 서로 다른 설치각도를 가지게 된다.
전방센싱 결합부(111)는, 센서부(200)의 감지방향이 전방을 향하도록 센서(200a)가 복수개 결합된다. 이러한, 전방센싱 결합부(111)는, 설치공간부의 결합홈부에 고정되는 베이스부재(111a)와, 베이스부재(111a)에서 상측으로 연장 형성되는 제1고정면(111b)과, 제2고정면(111c)과, 제3고정면(111d)을 포함한다.
베이스부재(111a)는 제1고정면(111b)과, 제2고정면(111c) 및 제3고정면(111d)이 상측으로 돌출형성되고, 하면에 결합홈부에 삽입되어 고정되는 결합리브(111a')가 돌출 형성된다.
제1고정면(111b)은 센서부(200)의 센서(200a)가 삽입되어 장착되는 제1설치홀(111b')이 형성되며, 양측에서 제2고정면(111c) 및 제3고정면(111d)이 전방으로 특정각도 절곡 형성된다.
제2고정면(111c)은 센서(200a)가 결합되도록 베이스부재(111a)에서 연장형성되며, 제1고정면(111b)과 특정각도를 이루도록 제1고정면(111b)의 일측에 구비된다. 또한, 제2고정면(111c)은 센서(200a)가 삽입되어 장착되는 제2설치홀(111c')이 형성된다.
제3고정면(111d)은 센서(200a)가 결합되도록 베이스부재(111a)에서 연장형성되며, 제1고정면(111b)과 특정각도를 이루도록 제1고정면(111b)의 타측에 구비된다. 또한, 제3고정면(111d)은 센서(200a)가 삽입되어 장착되는 제3설치홀(111d')이 형성된다.
본 실시예에 따른 전방센싱 결합부(111)는 제1고정면(111b)을 중심으로 제2고정면(111c)과 제3고정면(111d)이 대응되게 형성되며, 로봇 청소기의 진행방향 전방을 감지하도록 3개의 센서(200a)가 설치된다.
바닥센싱 결합부(113)는 센서(200a)의 감지방향이 하측을 향하도록 전방센싱 결합부(111)의 상측에 구비되며, 센서(200a)가 복수개 결합된다. 이를 위하여, 본 실시예에 따른 바닥센싱 결합부(113)는 전방센싱 결합부(111)의 상단부에서 연장형성되는 제1경사고정면(113a)과, 전방센싱 결합부(111)의 상단부에서 연장형되는 제2경사고정면(113b)을 포함한다.
제1경사고정면(113a)은 제2고정면(111c)의 상단에서 전방 하측으로 하향경사지게 형성되며, 센서(200a)가 삽입되어 안착되는 제4설치홀(113a')이 형성된다.
제2경사고정면(113b)은 제1경사고정면(113a)과 대칭되도록 제3고정면(111d)의 상단에서 전방 하측으로 하향경사지게 형성되며, 센서(200a)가 삽입되어 안착되는 제5설치홀(113b')이 형성된다.
본 실시예에 따른 바닥센싱 결합부(113)는 로봇 청소기의 진행방향 전방 바닥면을 감지하도록 제1경사고정면(113a)과 제2경사고정면(113b)에 2개의 센서(200a)가 결합된다.
센서부(200)는 동일한 복수개의 센서(200a)를 구비하며, 센서고정유닛(100)에 결합되어 청소기의 진행방향에 위치하는 장애물과 바닥면을 감지한다. 이러한 센서부(200)는 센서(200a)로 적외선 센서가 사용될 수 있다.
본 실시예에 따른 센서부(200)는 센서(200a)가 결합되는 피씨비(210)와, 청소기의 전방을 감지하도록 피씨비(210)에 구비되는 전방센싱부재(220)와, 청소기의 전방 하측을 감지하도록 피씨비(210)에 구비되는 바닥센싱부재(230)를 포함한다.
피씨비(210)는 센서고정틀(110)과 센서지지커버(120) 사이에 위치하며, 센서고정틀(110)의 배면에 안정되게 부착되도록 결합돌기(110a)가 관통하는 관통공이 형성된다.
전방센싱부재(220)는 감지방향이 전방을 향하도록 전방센싱 결합부(111)에 삽입되어 결합된다. 이러한 전방센싱부재(220)는 제1설치홀(111b'), 제2설치홀(111c') 및 제3설치홀(111d')에 각각 결합되는 제1센서(221), 제2센서(223) 및 제3센서(225)를 포함한다.
제1센서(221)는 전방으로 감지를 위한 적외선을 발신 및 수신하여 청소기 몸체(20)의 전방 장애물을 감지하게 된다.
제2센서(223)는 제1센서(221) 및 제3센서(225)와 감지영역이 중첩하도록 전방으로 감지를 위한 적외선을 발신하고, 수신하게 된다. 즉, 제2센서(223)는 센서고정유닛(100)에서 로봇 청소기의 일측 전방으로 감지신호를 수신 및 발신하게 된다.
제3센서(225)는 제1센서(221) 및 제2센서(223)와 감지영역이 중첩하도록 전방으로 감지를 위한 적외선을 발신한 후, 수신하게 된다. 즉, 제3센서(225)는 센서고정유닛(100)에서 로봇 청소기의 타측 전방으로 감지신호를 발신한 후, 수신하게 된다.
이와 같은 전방센싱부재(220)는 제1센서(221)와 제2센서(223) 및 제3센서(225)에서 발신되는 적외선이 서로 중첩하게 된다.
바닥센싱부재(230)는 바닥센싱 결합부(113)에 결합되어 청소기 몸체(20)의 전방 하측을 감지하게 된다. 이러한, 바닥센싱부재(230)는 청소기 몸체(20)의 전방 하측을 중첩하여 감지하도록 2개의 센서(200a)로 이루어진다.
구체적으로, 바닥센싱부재(230)는, 제1경사고정면(113a)의 제4설치홀(113a')에 결합되는 제4센서(231)와, 제2경사고정면(113b)의 제5설치홀(113b')에 결합되는 제5센서(233)를 포함한다.
제4센서(231)는 청소기 몸체(20)의 전방 하측을 감지하도록 적외선을 발신한 후, 수신한다.
제5센서(233)는 제4센서(231)와 감지영역이 중첩되도록 청소기 몸체(20)의 전방 하측을 감지하도록 적외선을 발신한 후, 수신한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리에 대한 작용을 설명한다.
로봇 청소기가 작동하여 청소기 몸체(20)가 이동하면 센서부(200)가 구동하게 된다. 예를 들어 제1센서(221) 내지 제5센서(233)가 작동하면서 청소기 몸체(20)의 전방에 위치하는 장애물과 바닥의 상태를 감지하게 된다.
구체적으로, 제1센서(221)와 제2센서(223) 및 제3센서(225)는 청소기 몸체(20)의 전방을 감지하고, 제4센서(231) 및 제5센서(233)는 청소기 몸체(20)의 전방 하측을 감지하게 된다. 여기서, 제1센서(221)와 제2센서(223) 및 제3센서(225)는 감지영역이 중첩하도록 서로 감지신호를 서로 다른 방향으로 발신 및 수신한다. 또한 제4센서(231)와 제5센서(233) 또한 감지영역이 중첩하도록 감지신호를 서로 다른 방향으로 발신 및 수신한다.
본 발명에 따른 로봇 청소기용 센서 어셈블리(10)는, 제1센서(221) 내지 제5센서(233)를 동일한 종류로 사용하여 감지영역을 중첩하도록 감지신호를 발생하므로, 소형화가 가능하고, 설치가 용이하다. 이로 인하여, 생산원가가 현저하게 절감할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 로봇 청소기용 센서 어셈블리 100 : 센서고정유닛
110 : 센서고정틀 111 : 전방센싱 결합부
113 : 바닥센싱 결합부 120 : 센서지지커버
200 : 센서부 210 : 피씨비
221 : 제1센서 223 : 제2센서
230 : 바닥센싱부재 231 : 제4센서
233 : 제5센서

Claims (9)

  1. 청소기 몸체에 결합되는 센서고정유닛; 및 동일한 복수개의 센서로 이루어져 상기 센서고정유닛에 결합되며, 상기 청소기의 진행방향에 위치하는 장애물과 바닥면을 감지하는 센서부;를 포함하며,
    상기 센서고정유닛은, 상기 청소기 몸체에 결합되며, 상기 센서부가 결합되는 센서고정틀; 및 상기 센서고정틀에 결합된 상기 센서부를 고정하도록 상기 센서고정틀에 결합되는 센서지지커버;를 포함하며,
    상기 센서고정틀은, 상기 센서의 감지방향이 전방을 향하도록 상기 센서가 복수개 결합되는 전방센싱 결합부; 및 상기 센서의 감지방향이 하측을 향하도록 상기 센서가 복수개 결합되는 바닥센싱 결합부;를 포함하며,
    상기 전방센싱 결합부는,
    상기 청소기 몸체에 결합되는 베이스부재;
    상기 센서가 결합되도록 상기 베이스부재에서 연장 형성되는 제1고정면;
    상기 센서가 결합되도록 상기 베이스부재에서 연장 형성되며, 상기 제1고정면과 특정각도를 이루는 제2고정면; 및
    상기 제1고정면을 기준으로 상기 제2고정면과 대응되도록 상기 베이스부재에서 연장 형성되며, 상기 센서가 결합되는 제3고정면;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기용 센서 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서고정유닛은, 상기 센서의 감지영역이 중첩하도록 복수의 상기 센서가 다른 설치각도로 결합되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기용 센서 어셈블리.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 바닥센싱 결합부는,
    상기 전방센싱 결합부의 상측에서 하측으로 하향경사지게 형성되며, 상기 센서가 결합되는 제1경사고정면; 및
    상기 제1경사고정면과 대칭되도록 상기 전방센싱 결합부의 상측에서 하측으로 하향경사지게 형성되며, 상기 센서가 결합되는 제2경사고정면;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기용 센서 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서고정유닛은, 상기 전방센싱 결합부에 상기 센서가 3개 결합되고, 상기 바닥센싱 결합부에 상기 센서가 2개 결합되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기용 센서 어셈블리.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부는,
    상기 센서의 감지방향이 전방을 향하도록 복수의 상기 센서가 상기 센서고정유닛에 결합되어 형성되는 전방센싱부재; 및
    상기 센서의 감지방향이 하측을 향하도록 복수의 상기 센서가 상기 센서고정유닛에 결합되어 형성되는 바닥센싱부재;를 포함하며,
    상기 전방센싱부재와 상기 바닥센싱부재는 상기 센서의 감지영역이 중첩하도록 상하로 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기용 센서 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전방센싱부재는, 적어도 3개 이상의 상기 센서가 감지영역이 중첩되도록 상기 센서고정유닛에 결합되며,
    상기 바닥센싱부재는, 상기 전방센싱부재의 상측에 배치되며, 적어도 2개 이상의 상기 센서가 감지영역이 중첩되도록 상기 센서고정유닛에 결합되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기용 센서 어셈블리.
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