KR102020215B1

KR102020215B1 - 로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법

Info

Publication number: KR102020215B1
Application number: KR1020130031203A
Authority: KR
Inventors: 문주성; 송정곤; 유경환; 임연우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-03-23
Filing date: 2013-03-23
Publication date: 2019-09-10
Also published as: KR20140115891A; CN104055463B; EP2781180A2; EP2781180B1; US20140283326A1; US9854956B2; EP2781180A3; CN104055463A; JP2014184141A

Abstract

로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법의 일 측면은 청소 주행 모드 시, 바닥면을 따라 주행하여 이물질을 제거하는 본체; 본체 주변의 장애물을 감지하는 감지 센서; 회전을 통해 청소 영역을 확장하는 사이드 브러시 유닛; 및 감지 센서를 통해 복수 개의 장애물이 접하는 영역을 감지한 경우, 본체의 주행 속도를 감속시키고 본체가 전방 장애물에 접근하도록 하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법{ROBOT CLEANER AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법에 관한 것이다.

로봇 청소기는 사용자의 조작 없이도 청소해야하는 영역을 스스로 주행하면서 바닥으로부터 먼지와 같은 이물질을 청소하는 장치로, 미리 설정된 주행 패턴에 따라 주행하면서 청소 작업을 수행한다. 로봇 청소기는 센서를 통해 청소 구역 내에 설치된 가구, 벽, 가전제품 등의 장애물까지의 거리를 판별하고, 좌측 모터와 우측 모터를 선택적으로 구동시켜 스스로 방향을 전환할 수 있다.

로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법의 일 측면은 청소 주행 모드 시 구석에 대한 이물질 제거 능력을 향상시키기 위한 로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 로봇 청소기는, 본체; 상기 본체를 이동시키는 구동부; 상기 본체 주변의 장애물을 감지하는 감지 센서; 및 상기 감지 센서를 통해 복수 개의 장애물이 접하는 영역을 감지한 경우, 상기 본체의 주행 속도를 감속시키고 상기 본체가 전방 장애물에 접근하도록 하는 제어부;를 포함할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 로봇 청소기의 제어부는, 제1 측면 감지 센서 및 제2 측면 감지 센서 중 어느 하나와 전면 감지 센서에 의해서 동시에 장애물이 감지되거나, 또는 제1 측면 감지 센서, 제2 측면 감지 센서 및 전면 감지 센서에 의해서 동시에 장애물이 감지되는 경우, 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 존재한다고 판단하는 구석 판단부; 및 구석 판단부에 의해서 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 감지된 경우, 현재 주행 속도를 기 설정된 감속 속도에 따라 감속시키는 주행 속도 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 제어부는, 상기 본체가 상기 전방 장애물에 접근한 경우, 상기 본체를 복수 개의 장애물이 접하는 구석 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 주행 패턴 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 제어부는, 상기 감지 센서에 의해서 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 감지된 경우, 상기 사이드 브러시 유닛의 회전속도, 흡입 모터의 흡입력 및 메인 브러시 유닛의 회전속도 중 적어도 하나 이상의 구동력을 상승시키는 구동 제어부;를 포함할 수 있다.

개시된 발명의 다른 측면에 따른 로봇 청소기는, 청소 주행 모드 시, 바닥면을 따라 주행하여 이물질을 제거하는 본체; 본체 주변의 장애물을 감지하는 감지 센서; 회전을 통해 상기 바닥면의 이물질을 쓸어 주는 브러시 유닛; 및 상기 감지 센서에 의해서 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 감지된 경우, 상기 본체의 주행 속도를 감속시켜 전방 장애물에 접근하도록 하는 제어부;를 포함할 수 있다.

개시된 발명의 또 다른 측면에 따른 로봇 청소기의 제어방법은, 청소 주행 모드 시, 로봇 청소기의 본체를 정상 청소 주행 패턴에 기초하여 바닥면을 따라 주행시키는 단계; 감지 센서를 통해 상기 본체 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역의 유무를 감지하는 단계; 및 상기 감지 결과, 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 존재하는 경우, 주행 속도를 감속시켜 전방 장애물에 접근하는 단계;를 포함할 수 있다.

개시된 발명의 또 다른 측면에 따른 로봇 청소기는, 본체; 상기 본체를 이동시키는 구동부; 상기 본체의 주행 방향을 기준으로 전면의 장애물을 감지하는 전면 감지 센서; 상기 본체의 주행 방향을 기준으로 측면의 장애물을 감지하는 측면 감지 센서; 및 상기 전면 감지 센서와 상기 측면 감지 센서를 통해 동시에 장애물이 감지된 경우, 상기 본체의 주행 속도를 감속시키고 상기 본체가 전방 장애물에 접근하도록 하는 제어부;를 포함할 수 있다.

로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법의 일 측면에 의하면, 청소 주행 모드 중 구석의 감지에 따라 로봇 청소기의 주행 속도를 감속시키기 때문에, 구석 영역에 대한 이물질 제거 시간을 증가시켜 기존에 비해 청소 효율을 향상시킬 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.

로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법의 다른 측면에 의하면, 로봇 청소기가 구석에 접근한 경우, 구석 방향으로 로봇 청소기를 회전시키기 때문에, 사이드 브러시를 통한 구석 영역의 청소 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 평면도를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기 저면 사시도를 나타내는 도면이다.
도 3은 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기 저면 사시도를 나타내는 도면이다.
도 4는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 감지 센서를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 제어부의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 로봇 청소기의 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는 로봇 청소기의 동작의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 로봇 청소기의 동작의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 평면도를 나타내는 도면이고, 도 2a 및 도 2b는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기 저면의 사시도를 나타내는 도면이며, 도 3은 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기 저면의 사시도를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 3에서 도시하는 바와 같이, 로봇 청소기(1)는 본체(2), 감지 센서(3), 통신부(5), 디스플레이(6), 집진부(7), 브러시 유닛(10, 20), 구동 바퀴(31, 33, 35), 전원부(40) 및 추락 검출부(50)를 포함할 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 감지 센서(3)는 본체(2)가 주행하는 경로 상에 존재하는 장애물을 감지하기 위한 센서로 거리 인식이 가능한 근접 센서 형태일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 이 외에도, 로봇 청소기(1)의 주행을 위한 맵을 형성하기 위해 위치 인식이 가능한 비전 센서(4)를 더 포함할 수 있다.

통신부(5)는 로봇 청소기(1)가 도킹 스테이션(미도시) 및 버추얼 가드(미도시)와 같은 외부 기기와 통신을 수행할 수 있도록 한다. 이때, 도킹 스테이션은 로봇 청소기(1)의 청소 주행 모드가 완료되거나, 배터리의 양이 기준치보다 낮아지게 되면 본체(2)가 도킹되는 구성으로, 본체(2)로 전력을 공급할 수 있다. 또한, 도킹 스테이션은 본체(2)의 도킹을 유도하기 위해 본체(2)와 도킹 신호를 송수신하는 통신부를 포함할 수 있다. 또한, 버추얼 가드는 로봇 청소기(1)의 주행 시 주행 제한 영역을 구분하기 위한 가상벽 기능을 수행하는 구성으로, 로봇 청소기(1)가 특정 영역으로 진입하는 것을 막기 위해 현재의 청소 영역과 특정 영역 사이의 연결 통로를 향해 진입 제한 신호를 송신할 수 있다.

디스플레이(6)는 본체(2)의 일측에 형성되어, 로봇 청소기(1)의 각종 상태를 표시할 수 있다. 예를 들어, 배터리 충전 상태 또는 집진부(7)에 먼지가 가득 찼는지 여부, 로봇 청소기(1)의 청소 주행 모드, 휴면 모드 등이 표시될 수 있다.

집진부(7)는 브러시 유닛(10, 20) 등을 통해 집진되어 흡입구(23)를 통해 유입되는 먼지와 같은 이물질을 모을 수 있다.

브러시 유닛(10, 20)은 사이드 브러시 유닛(10)과 메인 브러시 유닛(20)을 포함할 수 있으며, 사이드 브러시 유닛(10)은 회전을 통해 청소 영역을 확장할 수 있다. 사이드 브러시 유닛(10)은 본체(2)의 전방 양 측면에 설치되어 바닥면을 기준으로 수평면으로 회전할 수 있는 구성으로, 회전 방향 및 본체(2)에서의 설치 위치는 이에 한정되지 않는다. 또한, 사이드 브러시 유닛(10)은 회전축(11) 및 사이드 브러시(12)를 포함할 수 있다. 이때, 사이드 브러시 유닛(10)은 돌출형 사이드 브러시 유닛과 고정형 사이드 브러시 유닛을 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 2b에서 도시하는 바와 같이, 돌출형 사이드 브러시 유닛은 본체(2)에 장착된 사이드 암(13)을 통해 회전축(11) 및 사이드 브러시(12)가 본체(2)로부터 돌출(도 2b) 및 복귀(도 2a)가 가능한 구조이다. 또한, 고정형 사이드 브러시 유닛은 도 3에서 도시하는 바와 같이, 사이드 브러시(12)가 본체(2)에 부착된 회전축(11)에 형성되어 본체(2)에 고정된 구조이다.

메인 브러시 유닛(20)은 본체(2)의 저면에 형성된 흡입구(23)에 부착될 수 있다. 메인 브러시 유닛(20)은 메인 브러시(21)와 롤러(22)를 포함할 수 있으며, 메인 브러시(21)는 롤러(22)의 외면에 형성될 수 있다. 롤러(22)가 회전함에 따라 메인 브러시(21)는 바닥면에 쌓인 먼지를 비산시켜 흡입구(23)로 유도시킬 수 있다. 이때, 메인 브러시(21)는 탄성력을 가진 재질이라면 모두 적용 가능할 수 있다.

구동 바퀴(31, 33, 35)는 본체(2) 저면의 중앙 영역의 좌우 가장자리에 서로 대칭되는 위치 및 본체(2) 저면의 전방 영역에 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 운용자의 필요에 따라 다른 영역에 장착되는 것도 가능하다. 이때, 구동 바퀴(31, 33, 35)는 본체(2)의 청소 주행 모드 중 전진, 후진 또는 회전 등 다양한 방향으로 이동이 가능하도록 하는 구성으로, 휠 모터(미도시)를 통해 이동력을 인가받을 수 있다. 상술한 구동 바퀴 중 참조 번호 35는 본체(2) 저면의 전방 영역에 형성되어, 본체(2)가 주행하는 바닥면의 상태에 따라 회전하여 각도가 변화할 수 있다. 참조 번호 35의 구동 바퀴는 본체(2)의 자세 안정 및 추락 방지 등에 활용되어 로봇 청소기(1)를 지지하며, 롤러나 캐스터 형상의 휠로 이루어질 수 있다. 또한, 구동 바퀴(31, 33, 35)는 모듈화되어 후크 결합, 스크류 결합, 끼워맞춤 등과 같은 방식을 통해 본체(2)의 저면에 착탈 가능 하도록 장착될 수 있다.

전원부(40)는 본체(2)를 구동시키기 위한 전원을 공급하는 장치로, 본체(2) 이외에도 본체(2)에 장착된 각종 부품을 구동시키기 위한 구동 처리부와 전기적으로 연결되어 구동 전원을 공급하는 배터리를 포함할 수 있다. 이때, 배터리는 재충전이 가능한 2차 배터리일 수 있으며, 본체(2)가 청소 주행 모드를 완료하여 도킹 스테이션(미도시)에 결합된 경우 도킹 스테이션으로부터의 전력 공급을 통해 충전될 수 있다.

추락 검출부(50)는 본체(2)의 추락을 방지하기 위한 구성으로 복수 개의 센서(미도시)를 포함할 수 있다.

도 4는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 구성을 상세하게 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 감지 센서를 상세하게 나타내는 도면이며, 도 6은 도 4의 제어부의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.

이때, 로봇 청소기의 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도 7a 내지 도 7d, 로봇 청소기의 동작의 다른 실시예를 설명하기 위한 도 8a 내지 도 8d, 로봇 청소기의 동작의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도 9a 내지 도 9c를 참고하여 설명하기로 한다.

도 4에서 도시하는 바와 같이, 로봇 청소기(100)는 감지 센서(110), 사이드 브러시 유닛(120)과 메인 브러시 유닛(130)을 포함하는 브러시 유닛, 흡입 모터(140), 제어부(150), 입력부(160), 출력부(170) 및 저장부(180)를 포함할 수 있다.

감지 센서(110)는 본체(2) 주변의 장애물을 감지할 수 있는 구성으로, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 본체(2)의 주행 방향을 기준으로 전면의 장애물을 감지하는 전면 감지 센서(111) 및 본체(2)의 주행 방향을 기준으로 측면의 장애물을 감지하는 측면 감지 센서(113, 115)를 포함할 수 있다. 이때, 측면 감지 센서는 본체(2)의 양측면 중 좌측에 형성된 제1 측면 감지 센서(113), 본체(2)의 양측면 중 우측에 형성된 제2 측면 감지 센서(115)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 운용자의 필요에 따라 다른 위치에 구비된 다수의 감지 센서를 더 포함할 수 있다. 상술한 본체(2)는 청소 주행 모드 시, 바닥면을 따라 주행하여 이물질을 제거할 수 있다.

브러시 유닛은 회전을 통해 바닥면의 이물질을 쓸어 주는 구성으로, 사이드 브러시 유닛(120)과 메인 브러시 유닛(130)을 포함할 수 있다. 사이드 브러시 유닛(120)은 본체(2)의 전방 양 측면에 설치되어 바닥면을 기준으로 수평면으로 회전할 수 있는 구성으로, 회전축(11) 및 사이드 브러시(12)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 사이드 브러시(12)는 회전축(11)을 중심으로 회전하여 로봇 청소기(1)가 주행하는 바닥면의 이물질을 흡입구(23) 방향으로 쓸어주는 역할을 수행할 수 있다.

이때, 사이드 브러시 유닛(120)은 돌출형 사이드 브러시 유닛과 고정형 사이드 브러시 유닛을 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 2b에서 도시하는 바와 같이, 돌출형 사이드 브러시 유닛은 본체(2)에 장착된 사이드 암(13)을 통해 본체(2)로부터 회전축(11) 및 사이드 브러시(12)를 돌출 및 복귀할 수 있는 구조이다. 또한, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 고정형 사이드 브러시 유닛은 본체(2)에 사이드 브러시(12)가 형성된 회전축(11)이 고정되게 장착된 구조이다. 이때, 회전축(11)은 브러시 모터(미도시)를 통해 회전 구동할 수 있다.

메인 브러시 유닛(130)은 본체(2)의 저면에 형성되어 바닥면을 기준으로 롤러식으로 회전하는 구성으로, 본체(2) 저면의 흡입구(23)에 형성되어 바닥면의 이물질을 쓸거나 비산시키는 메인 브러시(21)와 메인 브러시를 회전시키는 롤러(22)를 포함할 수 있다. 이때, 롤러는 브러시 모터(미도시)를 통해 회전 구동할 수 있다.

제어부(150)는 감지 센서(110)를 통해 복수 개의 장애물이 접하는 영역을 감지한 경우, 본체(2)의 주행 속도를 감속시키고 본체(2)가 전방 장애물에 접근하도록 할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 로봇 청소기(100)가 청소 주행 중에 복수 개의 장애물이 접하는 영역(예를 들어, 구석 등)을 감지하는 경우, 주행 속도를 현재 속도보다 감속시켜 구석에 대한 이물질 제거가 보다 세밀하게 이루어질 수 있도록 제어하는 것이다. 이때, 전방 장애물은 접하거나 인접하여 소정의 각을이루는 복수의 장애물 중 로봇 청소기(100)의 주행 방향을 기준으로 전방에 형성된 장애물을 의미할 수 있다.

또한, 제어부(150)는 전면 감지 센서(111)와 측면 감지 센서(113, 115)를 통해 동시에 장애물이 감지된 경우, 본체(2)의 주행 속도를 감속시키고 본체(2)가 전방 장애물에 접근하도록 할 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 도 6에서 도시하는 바와 같이, 제어부(150)는 구석 판단부(151), 주행 속도 제어부(153), 주행 패턴 제어부(155) 및 구동 제어부(157)를 포함할 수 있다.

구석 판단부(151)는 제1 측면 감지 센서(113) 및 제2 측면 감지 센서(115) 중 어느 하나와 전면 감지 센서(111)에 의해서 동시에 장애물이 감지되거나, 또는 제1 측면 감지 센서(113), 제2 측면 감지 센서(115) 및 전면 감지 센서(111)에 의해서 동시에 장애물이 감지되는 경우, 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 존재한다고 판단할 수 있다. 예를 들어, 구석 판단부(151)는 도 7a와 같이 전면 감지 센서(111)와 제1 측면 감지 센서(113)를 통해 전방 벽면(W2)과 좌측 벽면(W1)을 동시에 감지하거나, 또는 도 8a와 같이 전면 감지 센서(111)와 제2 측면 감지 센서(115)를 통해 전방 벽면(W1)과 우측 벽면(W3)을 동시에 감지하는 경우, 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 존재한다고 판단할 수 있다. 또한, 도 9a와 같이 전면 감지 센서(111), 제1 측면 감지 센서(113) 및 제2 측면 감지 센서(115)를 통해 전방 벽면(W2), 좌측 벽면(W1), 우측 벽면(W3)을 동시에 감지하는 경우에도 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 존재한다고 판단할 수 있다. 이때, 벽면은 로봇 청소기(100)가 청소하는 영역 내에 존재하는 모든 장애물의 일면을 의미하는 것으로, 가구면, 가전제품의 면 등일 수 있다. 또한, 복수 개의 장애물이 접하는 영역은 다수의 장애물이 접하거나, 또는 인접하여 소정의 각을 이루는 구석으로, 정상 청소 주행 모드를 통해서는 이물질 제거가 어려운 영역을 의미하는 것으로 정의할 수 있다. 상술한 장애물은 벽, 가구, 가전제품 등과 같이 청소 구역 내에 배치될 수 있는 것을 모두 포함할 수 있다.

주행 속도 제어부(153)는 구석 판단부(151)에 의해서 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 감지된 경우, 현재 주행 속도를 기 설정된 감속 속도에 따라 감속시킬 수 있다. 이때, 감속 속도는, 기 설정된 속도를 동일하게 유지하는 패턴의 속도이거나, 또는 전방 장애물과의 접근 거리에 따라 속도를 변경하는 패턴의 속도일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 운용자의 필요에 따라 다양한 패턴의 속도를 적용할 수 있다.

예를 들어, 주행 속도 제어부(153)는 도 7a, 도 8a 및 도 9a의 로봇 청소기(1)가 전방 복수 개의 장애물이 접하는 영역을 감지한 지점으로부터 도 7b, 도 8b 및 도 9b의 로봇 청소기(1)가 전방 벽면에 접근한 지점까지 기 설정된 감속 속도에 따라 본체(2)가 주행할 수 있도록 제어하는 것이다. 로봇 청소기(100)는 감속 속도에 따라 저속으로 주행함에 따라, 종래에 비해 복수 개의 장애물이 접하는 영역에서 오랜 시간 머물게 되어 복수 개의 장애물이 접하는 영역에 대한 이물질 제거 시간을 증가시킬 수 있다.

주행 패턴 제어부(155)는 본체(2)가 전방 장애물에 접근한 경우, 본체(2)를 복수 개의 장애물이 접하는 구석 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전시킬 수 있다. 이때, 주행 패턴 제어부(155)는 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 본체(2)의 주행 방향을 기준으로 좌측에 위치하는 경우, 본체(2)를 좌측 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전(도 7c 참고)시키고, 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 본체(2)의 주행 방향을 기준으로 우측에 위치하는 경우, 본체(2)를 우측 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전(도 8c 참고)시킬 수 있다. 또한, 주행 패턴 제어부(155)는 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 본체(2)의 주행 방향을 기준으로 좌측과 우측에 모두 위치하는 경우, 본체(2)를 좌측 방향 또는 우측 방향 중 어느 하나의 일측 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전시킨 후, 타측 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전(도 9c 참고)시킬 수 있다.

이때, 기 설정된 회전각도는 본체(2)의 사이드 브러시(12)가 복수 개의 장애물이 접하는 영역을 훑을 수 있도록 구석 방향으로 회전하기 위한 각도를 의미하는 것으로, 운용자에 의해서 임의로 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 7c, 도 8c 및 도 9c에서 도시하는 바와 같이, 본체(2)는 구석 방향으로 R1만큼 회전할 수 있는 것이다.

이와 같이, 본체(2)가 측벽(W1, W3)을 추종하며 직진으로 주행하는 상태에서 복수 개의 장애물이 접하는 영역에 접근하면, 구석 측으로 회전하여 사이드 브러시(12)를 구석으로 더욱 근접시키기 때문에, 구석의 이물질을 보다 확실하게 제거할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.

한편, 주행 패턴 제어부(155)는 본체(2)를 구석 방향으로 회전 시킨 상태로 기 설정된 대기시간 동안 유지한 후, 정상 청소 주행 패턴에 따라 본체(2)를 주행시킬 수 있다. 예를 들어, 도 7d 및 도 8d에서 도시하는 바와 같이, 주행 패턴 제어부(155)는 복수 개의 장애물이 접하는 영역에 대한 청소 작업이 완료된 본체(2)를 정상 청소 주행 패턴에 따라 주행시킬 수 있는 것이다. 이때, 정상 청소 주행 패턴은 복수 개의 장애물이 접하는 영역과 같이 장애물을 감지하거나, 또는 청소 주행 중 돌발 상황이 발생하여 특정 청소 주행 패턴을 적용해야 하는 경우를 제외한 경우의 청소 주행 패턴을 의미하는 것으로 정의하기로 한다.

구동 제어부(157)는 감지 센서(110)에 의해서 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 감지된 경우, 사이드 브러시 유닛(120)의 회전속도, 흡입 모터(140)의 흡입력 및 메인 브러시 유닛(130)의 회전속도 중 적어도 하나 이상의 구동력을 상승시킬 수 있다. 이때, 흡입 모터(140)는 이물질을 흡입시키는 구성일 수 있다.

입력부(160)는 로봇 청소기(100)에 청소 주행 모드 실행 등의 신호를 입력하기 위한 구성이고, 출력부(170)는 배터리 충전 상태, 집진부(7)에 먼지가 가득 찼는지 여부, 로봇 청소기(100)의 청소 주행 모드, 휴면 모드 등을 비롯한 로봇 청소기(100)와 관련된 각종 정보를 출력하는 구성으로 디스플레이(6)를 통해 표시할 수 있다. 또한, 저장부(180)는 로봇 청소기(100)와 관련된 정보를 저장할 수 있다. 도시하지 않았지만, 구동부는 구동 바퀴를 통해 본체(2)를 이동시킬 수 있다.

도 10은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 상술한 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 로봇 청소기(1)가 청소 주행 모드 시, 로봇 청소기(1)의 본체(2)를 정상 청소 주행 패턴에 기초하여 바닥면을 따라 주행시킬 수 있다(S101). 이때, 정상 청소 주행 패턴은 복수 개의 장애물이 접하는 영역과 같이 장애물을 감지하거나, 또는 청소 주행 중 돌발 상황이 발생하여 특정 청소 주행 패턴을 적용해야 하는 경우를 제외한 경우의 청소 주행 패턴을 의미하는 것으로 정의하기로 한다.

다음, 감지 센서(110)를 통해 본체(2) 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역의 유무를 감지할 수 있다(S103). 이때, 감지 센서(110)는 전면의 장애물을 감지하는 전면 감지 센서(111), 로봇 청소기 본체(2)의 좌측에 형성된 제1 측면 감지 센서(113)와 로봇 청소기 본체(2)의 우측에 형성된 제2 측면 감지 센서(115)를 포함할 수 있다.

로봇 청소기(1)는 제1 측면 감지 센서(113) 및 제2 측면 감지 센서(115) 중 어느 하나와 전면 감지 센서(111)에 의해서 동시에 장애물이 감지되거나, 또는 제1 측면 감지 센서(113), 제2 측면 감지 센서(115) 및 전면 감지 센서(111)에 의해서 동시에 장애물이 감지되는 경우, 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 존재한다고 판단할 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소기(1)는 측벽을 추종하던 중에 전면 감지 센서(111)를 통해 전방에 장애물이 존재함을 인지하는 경우, 이를 복수 개의 장애물이 접하는 영역이라고 판단할 수 있는 것이다.

이때, 복수 개의 장애물이 접하는 영역은 다수의 장애물이 접하여 소정의 각을 이루는 구석으로, 정상 청소 주행 모드를 통해서는 이물질 제거가 어려운 영역을 의미하는 것으로 정의할 수 있다. 상술한 장애물은 벽, 가구, 가전제품 등과 같이 청소 구역 내에 배치될 수 있는 것을 모두 포함할 수 있다.

단계 S103의 감지 결과, 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 존재하는 경우, 로봇 청소기(1)는 주행 속도를 감속시켜 전방 장애물에 접근할 수 있다(S105). 만약, 단계 S103의 감지 결과, 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 존재하지 않는 경우, 로봇 청소기(1)는 정상 청소 주행 모드를 계속 실행할 수 있다.

단계 S105의 전방 장애물에 접근하는 단계에서, 로봇 청소기(1)는 본체(2)가 기 설정된 속도를 동일하게 유지한 상태로 전방 장애물에 접근하도록 속도를 제어하거나, 또는 전방 장애물과의 접근 거리에 따라 본체(2)의 속도를 변경하도록 속도를 제어할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로봇 청소기(1)는 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역을 감지한 경우, 현재 주행속도 보다 감속한 후 동일한 속도로 전방의 장애물까지 접근하거나, 또는 전방 장애물에 가까울수록 주행속도를 점차 감속하는 형태로 전방의 장애물에 접근할 수 있는 것이다.

다음, 로봇 청소기(1)는 본체(2)가 구석 방향으로 회전 가능한 공간이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다(S107).

확인 결과, 본체(2)가 회전 가능한 공간이 존재하는 경우, 로봇 청소기(1)는 본체(2)를 복수 개의 장애물이 접하는 구석 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전시킬 수 있다(S109). 이때, 단계 S107은 생략 가능하여, 로봇 청소기(1)가 회전 가능 공간여부를 체크하지 않은 상태로 바로 구석 방향으로 회전하는 과정을 수행하는 것도 가능하다 할 것이다.

단계 S109의 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 단계에서, 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 본체(2)의 주행 방향을 기준으로 좌측에 위치하는 경우, 로봇 청소기(1)는 본체(2)를 좌측 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전(도 7c 참조)시키고, 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 본체(2)의 주행 방향을 기준으로 우측에 위치하는 경우, 본체(2)를 우측 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전(도 8c 참조)시킬 수 있다. 한편, 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 본체(2)의 주행 방향을 기준으로 좌측과 우측에 모두 위치하는 경우, 로봇 청소기(1)는 본체(2)를 좌측 방향 또는 우측 방향 중 어느 하나의 일측 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전시킨 후, 타측 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전(도 9c 참조)시킬 수 있다. 이때, 기 설정된 회전각도는 본체(2)의 사이드 브러시(12)가 복수 개의 장애물이 접하는 영역을 훑을 수 있도록 구석 방향으로 회전하기 위한 각도를 의미하는 것으로, 운용자에 의해서 임의로 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 7c, 도 8c 및 도 9c에서 도시하는 바와 같이, 본체(2)는 구석 방향으로 R1만큼 회전할 수 있는 것이다.

단계 S109의 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 단계에서, 로봇 청소기(1)는 본체(2)를 회전 시킨 상태로 기 설정된 대기시간 동안 유지하고, 기 설정된 대기시간을 초과하는 경우, 정상 청소 주행 패턴에 따라 본체(2)를 주행시킬 수 있다(S111~S115). 단계 S113에서 기 설정된 대기시간을 경과하지 않는 경우, 로봇 청소기(1)는 단계 S111을 수행할 수 있다.

예를 들어, 도 7d 및 도 8d에서 도시하는 바와 같이, 로봇 청소기(1)는 복수 개의 장애물이 접하는 영역에 대한 청소 작업이 완료된 본체(2)를 정상 청소 주행 패턴에 따라 주행시킬 수 있는 것이다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1, 100 : 로봇 청소기 2 : 본체
3 : 감지 센서 4 : 비전 센서
5 : 통신부 6 : 디스플레이
7 : 집진부 10 : 사이드 브러시 유닛
11 : 회전축 12 : 사이드 브러시
13 : 사이드 암 20 : 메인 브러시 유닛
21 : 메인 브러시 22 : 롤러
23 : 흡입구 31, 33, 35 : 구동바퀴
40 : 전원부 50 : 추락 검출부
110 : 감지 센서 111 : 전면 감지 센서
113 : 제1 측면 감지 센서 115 : 제2 측면 감지 센서
120 : 사이드 브러시 유닛 130 : 메인 브러시 유닛
140 : 흡입 모터 150 : 제어부
151 : 구석 판단부 153 : 주행 속도 제어부
155 : 주행 패턴 제어부 157 : 구동 제어부
160 : 입력부 170 : 출력부
180 : 저장부

Claims

본체;
상기 본체를 이동시키는 구동부;
상기 본체 주변의 장애물을 감지하는 감지 센서;
바닥면을 기준으로 수평면으로 회전하는 사이드 브러시 유닛; 및
상기 감지 센서를 통해 복수 개의 장애물이 접하는 영역을 감지한 경우, 상기 본체의 주행 속도를 감속시키고 상기 본체가 전방 장애물에 접근하도록 하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 본체가 상기 전방 장애물에 접근한 경우, 상기 본체를 상기 복수 개의 장애물이 접하는 구석 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키고,
상기 기 설정된 회전각도는,
상기 사이드 브러시 유닛이 상기 구석 방향으로 회전하기 위한 각도인 로봇 청소기.
청구항 1에 있어서,
상기 감지 센서는,
상기 본체의 주행 방향을 기준으로 전면의 장애물을 감지하는 전면 감지 센서; 및
상기 본체의 주행 방향을 기준으로 측면의 장애물을 감지하는 측면 감지 센서;
를 포함하는 로봇 청소기.
청구항 2에 있어서,
상기 측면 감지 센서는,
상기 본체의 양측면 중 좌측에 형성된 제1 측면 감지 센서; 및
상기 본체의 양측면 중 우측에 형성된 제2 측면 감지 센서;
를 더 포함하는 로봇 청소기.
청구항 3에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 측면 감지 센서 및 제2 측면 감지 센서 중 어느 하나와 상기 전면 감지 센서에 의해서 동시에 장애물이 감지되거나, 또는 상기 제1 측면 감지 센서, 상기 제2 측면 감지 센서 및 상기 전면 감지 센서에 의해서 동시에 장애물이 감지되는 경우, 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 존재한다고 판단하는 구석 판단부; 및
상기 구석 판단부에 의해서 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 감지된 경우, 현재 주행 속도를 기 설정된 감속 속도에 따라 감속시키는 주행 속도 제어부;
를 포함하는 로봇 청소기.
청구항 4에 있어서,
상기 감속 속도는, 기 설정된 속도를 동일하게 유지하는 패턴의 속도이거나, 또는 전방 장애물과의 접근 거리에 따라 속도를 변경하는 패턴의 속도인 로봇 청소기.
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청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 상기 본체의 주행 방향을 기준으로 좌측에 위치하는 경우, 상기 본체를 좌측 방향으로 상기 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키고,
상기 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 상기 본체의 주행 방향을 기준으로 우측에 위치하는 경우, 상기 본체를 우측 방향으로 상기 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 로봇 청소기.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 상기 본체의 주행 방향을 기준으로 좌측과 우측에 모두 위치하는 경우, 상기 본체를 좌측 방향 또는 우측 방향 중 어느 하나의 일측 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전시킨 후, 타측 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 로봇 청소기.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 본체를 구석 방향으로 회전 시킨 상태로 기 설정된 대기시간 동안 유지한 후, 정상 청소 주행 패턴에 따라 본체를 주행시키는 로봇 청소기.
청구항 1에 있어서,
이물질을 흡입시키는 흡입 모터; 및
상기 본체에 형성되어 회전하는 메인 브러시 유닛;을 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 감지 센서에 의해서 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 감지된 경우, 상기 사이드 브러시 유닛의 회전속도, 상기 흡입 모터의 흡입력 및 상기 메인 브러시 유닛의 회전속도 중 적어도 하나의 구동력을 상승시키는 로봇 청소기.
청구항 10에 있어서,
상기 사이드 브러시 유닛은 돌출형 사이드 브러시 유닛 또는 고정형 사이드 브러시 유닛인 로봇 청소기.
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청소 주행 모드 시, 로봇 청소기의 본체를 정상 청소 주행 패턴에 기초하여 바닥면을 따라 주행시키는 단계;
감지 센서를 통해 상기 본체 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역의 유무를 감지하는 단계; 및
상기 감지 결과, 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 존재하는 경우, 주행 속도를 감속시켜 전방 장애물에 접근하는 단계; 및
상기 본체를 상기 복수 개의 장애물이 접하는 구석 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 단계;를 포함하고,
상기 기 설정된 회전각도는,
사이드 브러시 유닛이 상기 구석 방향으로 회전하기 위한 각도인 로봇 청소기의 제어방법.
청구항 14에 있어서,
상기 감지 센서는 전면의 장애물을 감지하는 전면 감지 센서와 측면의 장애물을 감지하는 측면 감지 센서를 포함하고, 상기 측면 감지 센서는 로봇 청소기 본체의 좌측에 형성된 제1 측면 감지 센서와 상기 로봇 청소기 본체의 우측에 형성된 제2 측면 감지 센서를 포함하며,
상기 복수 개의 장애물이 접하는 영역의 유무를 감지하는 단계에서,
상기 제1 측면 감지 센서 및 제2 측면 감지 센서 중 어느 하나와 상기 전면 감지 센서에 의해서 동시에 장애물이 감지되거나, 또는 상기 제1 측면 감지 센서, 제2 측면 감지 센서 및 상기 전면 감지 센서에 의해서 동시에 장애물이 감지되는 경우, 전방에 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 존재한다고 판단하는 로봇 청소기의 제어방법.
청구항 14에 있어서,
상기 전방 장애물에 접근하는 단계에서,
상기 본체가 기 설정된 속도를 동일하게 유지한 상태로 상기 전방 장애물에 접근하도록 속도를 제어하거나, 또는 상기 전방 장애물과의 접근 거리에 따라 본체의 속도를 변경하도록 속도를 제어하는 로봇 청소기의 제어방법.
삭제
청구항 14에 있어서,
상기 전방 장애물에 접근하는 단계 이후, 상기 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 단계 이전에,
상기 본체가 상기 구석 방향으로 회전 가능한 공간이 존재하는지 여부를 확인하는 단계;를 더 포함하고,
확인 결과, 상기 본체가 회전 가능한 공간이 존재하는 경우,상기 본체를 상기 구석 방향으로 상기 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 단계를 수행하는 로봇 청소기의 제어방법.
청구항 14에 있어서,
상기 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 단계에서,
상기 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 상기 본체의 주행 방향을 기준으로 좌측에 위치하는 경우, 상기 본체를 좌측 방향으로 상기 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키고,
상기 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 상기 본체의 주행 방향을 기준으로 우측에 위치하는 경우, 상기 본체를 우측 방향으로 상기 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 로봇 청소기의 제어방법.
청구항 14에 있어서,
상기 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 단계에서,
상기 복수 개의 장애물이 접하는 영역이 상기 본체의 주행 방향을 기준으로 좌측과 우측에 모두 위치하는 경우, 상기 본체를 좌측 방향 또는 우측 방향 중 어느 하나의 일측 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전시킨 후, 타측 방향으로 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 로봇 청소기의 제어방법.
청구항 14에 있어서,
상기 기 설정된 회전각도에 따라 회전시키는 단계에서,
상기 본체를 회전 시킨 상태로 기 설정된 대기시간 동안 유지하고,
상기 기 설정된 대기시간을 초과하는 경우, 정상 청소 주행 패턴에 따라 본체를 주행시키는 단계;
를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어방법.
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