KR102117868B1 - 높이 조절이 가능한 라이다 구동부 및 이를 이용한 로봇 청소기 - Google Patents

높이 조절이 가능한 라이다 구동부 및 이를 이용한 로봇 청소기 Download PDF

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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명의 일 실시 예는 높이 조절이 가능한 라이다 구동부 및 이를 이용한 로봇 청소기를 제공한다. 더욱 상세하게는, 로봇 청소기에 사용되는 돌출된 라이다를 내부로 자동 또는 수동으로 인입하기 위해서 걸림장치와 상하 이동장치로 구성되어 있는 높이 조절이 가능한 라이다 구동부 및 이를 이용한 로봇 청소기 에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 높이 조절이 가능한 라이다 구동부는 프레임; 프레임에 연결되는 라이다(LiDAR); 상기 라이다 하부에 형성되는 지지부; 상기 라이다와 상기 지지부 사이에 형성되는 회전판을 포함하고, 상기 회전판의 일측에는 결합공이 형성되어 이에 연결되는 구동축을 포함하며, 이에 연결되는 제1모터를 포함하는 회전구동부; 상기 라이다를 자동으로 인입 및 인출시키는 제1수직구동부; 및 상기 라이다를 수동으로 인입 및 인출시키는 제2수직구동부;를 포함한다.

Description

높이 조절이 가능한 라이다 구동부 및 이를 이용한 로봇 청소기{LIDAR DRIVING PART WITH HEIGHT CONTROL AND ROBOT CLEANER WITH USING THE SAME}
본 발명은 높이 조절이 가능한 라이다 구동부 및 이를 이용한 로봇 청소기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 로봇 청소기에 사용되는 돌출된 라이다를 내부로 자동 또는 수동으로 인입하기 위해서 걸림장치와 상하 이동장치로 구성되어 있는 높이 조절이 가능한 라이다 구동부 및 이를 이용한 로봇 청소기에 관한 것이다.
기술이 발달함에 따라 자율 주행 로봇이 상용화 하고 있다. 이 중 일상생활에서 많이 쓰이는 로봇 청소기는 다양한 종류의 센서를 갖추고 있다. 이들 중에 주로 사용되는 센서에는 영상을 촬영하여 주행경로를 파악하는 카메라와, 360도 회전하면서 주변을 스캔하기 위해 움직여 주변청소영역을 검출하는 라이다(LiDAR)가 있다.
카메라의 경우 촬영된 이미지를 바탕으로 청소경로를 설정하는 반면, 라이다의 경우 거리감지측정을 통해 청소경로를 위한 지도를 구현한다. 라이다의 경우 카메라보다 보다 정밀한 청소지도 작성이 가능하고 실시간으로 보다 정확하고 빠르게 주변 물체를 탐지하는 것이 장점이다. 때문에 라이다를 구비한 로봇 청소기의 출시가 늘어나고 있다.
그러나, 라이다 본체부는 라이다 작동여부와 무관하게 로봇청소기 표면에 항상 돌출되어 있고, 로봇청소기의 상부면이 평평하지 못하다는 단점이 있어서, 사용자가 불편을 느낄 수 있다. 또한, 침대 밑의 틈새 등을 청소하기 위해 로봇 청소기가 들어가다 라이다가 파손될 위험이 있으며, 청소 또한 불가능하다.
대한민국 공개특허 제 10-2018-0081546호(발명의 명칭: 자동 청소 디바이스 및 청소 방법)에서는, 레이저 거리 측정 장치 LDS를 포함하는 자동 청소 디바이스에 관한 구성이 개시되어 있다.
또한 라이다 뿐만 아니라, 레이더센서, 적외선센서 등의 거리감지센서 등도 마찬가지인 실정이다. 그러므로, 주행 로봇이 작동하지 않을 시, 또는 라이다가 돌출된 전고보다 낮은 틈을 청소하기 위해서는 로봇 내부로 거리감지센서를 인입할 수 있는 구조가 요구된다.
대한민국 공개특허 제 10-2018-0081546호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 로봇 청소기의 라이다를 자동 및 수동으로 인입 및 인출하여 내부 또는 외부에 고정시킬 수 있는 고정장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 프레임; 프레임에 연결되는 라이다(LiDAR); 상기 라이다 하부에 형성되는 지지부; 상기 라이다와 상기 지지부 사이에 형성되는 회전판을 포함하고, 상기 회전판의 일측에는 결합공이 형성되어 이에 연결되는 구동축을 포함하며, 이에 연결되는 제1모터를 포함하는 회전구동부; 상기 라이다를 자동으로 인입 및 인출시키는 제1수직구동부; 및 상기 라이다를 수동으로 인입 및 인출시키는 제2수직구동부;를 포함 한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 로봇 청소기의 상태에 따라 상기 라이다의 인입 및 인출을 제어하는 제어부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 라이다를 통해 실시간으로 감지되는 데이터, 또는 기존에 축적된 데이터를 통해 주행 경로상에 탐지된 지면과 장애물 사이의 틈이, 상기 라이다가 인입된 상태의 로봇 청소기의 전고보다 높고, 상기 라이다가 인출된 상태의 로봇 청소기의 전고보다 낮은 경우, 상기 라이다를 상기 프레임 내부로 인입시키도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 회전구동부는, 상기 회전판을 상기 모터에 연결된 상기 구동축을 회전하여, 상기 라이다를 지면과 평행한 방향으로 360도 회전시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제2수직구동부는, 상기 지지부와 마주보는 프레임의 일면과 연결되고 상기 지지부 하부면에 타측이 연결되어 메인탄성체; 상기 회전구동부의 모터에 일측이 연결되고 상기 프레임에 타측이 연결되며 상기 메인탄성체와 이격되어 배치되는 보조탄성체; 상기 프레임 내 측면에 형성되어 상기 라이다가 상기 프레임으로 인입 시, 상기 지지부를 고정시킬 수 있는 걸쇄부; 및 상기 라이다가 인출 시, 상기 지지부와 상기 프레임과의 충격을 감소시켜주는 패드부;를 포함하며 상기 메인탄성체와 상기 보조탄성체가 라이다의 인입 및 인출 깊이를 조절할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지부의 양측면에 홈이 형성되어 상기 걸쇄부와 맞물려 상기 지지부를 고정시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제1수직구동부는 상기 프레임에 일단이 연결되고, 지지부의 일측에 형성된 홀과 나사산이 맞물려 관통하는 스크루축; 및 상기 스크루축의 타단과 연결되고, 상기 스크루축을 회전시켜 상기 지지부를 상하 방향으로 이동시키는 제2모터;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 프레임 내부에 형성되어, 상기 라이다가 상기 프레임 내부에 인입된 상태에서 프레임 외부로 인출하기 위해 상기 제1수직구동부 작동 시, 상기 제어부의 명령에 따라 상기 걸쇄부와 상기 지지부의 결합을 해제시키는 결합해제부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제어부를 무선으로 작동시키는 리모트 컨트롤러;를 포함하고 사용자가 선택적으로 상기 리모트 컨트롤러를 사용하여 상기 라이다를 인입 또는 인출시킬 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 높이 조절이 가능한 라이다 구동부의 작동방법은, ⅰ) 상기 라이다가 지면과 장애물 사이의 틈새를 감지, 또는 기존에 축적된 데이터를 바탕으로 전방의 틈새를 미리 인식, 또는 사용자가 상기 리모트 컨트롤러를 통해 상기 라이다의 인입을 명령하는 단계; ⅱ) 상기 제어부가 상기 제1수직구동부를 동작시키면 상기 제2모터가 구동되어 상기 스크루축이 회전하며 상기 지지부가 하강하는 단계; ⅲ) 상기 지지부의 홈과 상기 걸쇄부가 결착되어 상기 라이다의 인입이 완료되는 단계;를 포함한다.
또한, ⅰ) 사용자가 상기 라이다 상부면을 누르는 단계; ⅱ) 상기 제2수직구동부의 상기 메인탄성체 및 상기 보조탄성체가 압축되고, 상기 스크루축이 수동으로 회전하며 상기 지지부가 하강하는 단계; ⅲ) 상기 지지부의 홈과 상기 걸쇄부가 결착되어 상기 라이다의 인입이 완료되는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 로봇 청소기가 높이 조절이 가능한 라이다 구동부를 포함한다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 로봇 청소기가 작동하지 않는 경우, 라이다를 인입하여 보다 안전하게 보관할 수 있다는 것이다. 또한, 자동 및 수동으로 사용자가 원하는 때에 인입 및 인출할 수 있어 보다 다양한 선택지를 갖출 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래 발명의 일 실시 예에 따른 라이다 구동부의 구조 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이다가 프레임 외부로 인출된 상태의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이다가 프레임 내부로 인입된 상태의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이다의 인입 과정 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 라이다의 인입 과정 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래 발명의 일 실시 예에 따른 라이다 구조 단면도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 라이다(LiDAR)는 일반적으로 라이다 동작부(610)가 로봇청소기 케이스(600) 바깥으로 돌출되도록 구성되어 있다. 라이다 동작부(610)는 라이다 지지부(620)와 라이다 회전을 위한 라이다 회전부(630)로 구성되어 작동된다. 여기서 라이다(LiDAR)는, Light Detection And Ranging의 약자로, 레이저 펄스를 발사하고, 그 빛이 주위의 대상 물체에서 반사되어 돌아오는 것을 받아 물체까지의 거리 등을 측정함으로써 주변의 모습을 정밀하게 그려내는 장치로서, LDS(Laser Detect System)라고도 한다. 일반적으로 발광부와 수광부를 포함하여 위의 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이다가 프레임 외부로 인출된 상태의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이다가 프레임 내부로 인입된 상태의 단면도이다.
도 2 내지 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 높이 조절이 가능한 라이다 구동부의 구성은, 프레임(10); 프레임(10)에 연결되는 라이다(LiDAR, 100); 라이다(100) 하부에 형성되는 지지부(110); 라이다(100)와 지지부(110) 사이에 형성되는 회전판(210)을 포함하고, 회전판(210)의 일측에는 결합공이 형성되어 이에 연결되는 구동축(220)을 포함하며, 이에 연결되는 제1모터(230)를 포함하는 회전구동부(200); 라이다(100)를 자동으로 인입 및 인출시키는 제1수직구동부(300); 및 라이다(100)를 수동으로 인입 및 인출시키는 제2수직구동부(400);를 포함한다.
프레임(10)은, 로봇 청소기(500) 몸체부 내부에 따로 형성되는 것으로서 라이다(100)가 인입 또는 인출하며 동작하는 공간을 제공할 수 있다. 평상시에는 프레임(10)에서 인출되어 로봇 청소기(500)의 상부면으로 돌출되어 라이다(100)가 회전하며 작동할 수 있다.
회전구동부(200)는, 회전판(210)을 제1모터(230)에 연결된 구동축(220)을 회전시켜, 라이다(100)를 지면과 평행한 방향으로 360도 회전시킬 수 있다. 이를 통해 라이다(100)가 회전하며 주변 물체를 감지하여 청소구역 정보를 탐색할 수 있다.
제1수직구동부(300)는, 프레임(10)에 일단이 연결되고, 지지부(110)의 일측에 형성된 홀과 나사산이 맞물려 관통하는 스크루축(310); 및 스크루축(310)의 타단과 연결되고, 스크루축(310)을 회전시켜 지지부(110)를 상하 방향으로 이동시키는 제2모터(320);를 포함할 수 있다. 제1수직구동부(300)는 동력을 통해 자동으로 라이다(100)가 프레임(10) 내부로 인입 및 외부로 인출하는 기능을 수행할 수 있다.
제2수직구동부(400)는, 지지부(110)와 마주보는 프레임(10)의 일면과 연결되고 지지부(110) 하부면에 타측이 연결되어 메인탄성체(410); 회전구동부(200)의 제1모터(230)에 일측이 연결되고 프레임(10)에 타측이 연결되며, 메인탄성체(410)와 이격되어 배치되는 보조탄성체(420); 프레임(10) 내 측면에 형성되어 라이다(100)가 프레임(10)으로 인입 시, 지지부(110)를 고정시킬 수 있는 걸쇄부(430, 431); 및 라이다(100)가 인출 시, 지지부(110)와 프레임(10)과의 충격을 감소시켜주는 패드부(440, 441);를 포함하며 메인탄성체(410)와 보조탄성체(420)가 라이다(100)의 인입 및 인출 깊이를 조절할 수 있다.
여기서 메인탄성체(410) 및 보조탄성체(420)는 코일 스프링일 수 있다. 또한 판 스프링, 토션-바 스프링, 고무 스프링, 가스 스프링 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 또한 메인탄성체(410) 및 보조탄성체(420)는, 지지부(110)와 그에 연결된 제1모터(230)가 상하 방향으로 이동 시, 탄력적으로 부드럽게 움직이는 것을 도울 수 있다.
여기서 지지부(110)는, 라이다(100)를 지탱하여 상하 방향이동이 가능하게 할 수 있고, 지지부(110)의 양측면에 홈이 형성되어 걸쇄부(430, 431)와 맞물려 지지부(110)를 고정시킬 수 있다. 여기서 걸쇄부(430, 431)는, 스프링과 고리가 결합된 기존의 장치를 사용할 수 있다.
패드부(440, 441)는, 충격을 감소시키는 소재를 사용할 수 있으며, 고무, 스펀지, 라텍스, 스티로폼, 기타 충격을 감소시키는 소재 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 높이 조절이 가능한 라이다 구동부의 구성은, 로봇 청소기(500)의 상태에 따라 라이다(100)의 인입 및 인출을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
제어부는, 라이다(100)를 통해 실시간으로 감지되는 데이터, 또는 기존에 축적된 데이터를 통해 주행 경로상에 탐지된 지면과 장애물 사이의 틈이, 라이다(100)가 인입된 상태의 로봇 청소기(500)의 전고보다 높고, 라이다(100)가 인출된 상태의 로봇 청소기(500)의 전고보다 낮은 경우, 라이다(100)를 프레임(10) 내부로 인입시킬수 있다. 또한, 제어부를 무선으로 작동시키는 리모트 컨트롤러;를 포함하고 사용자가 선택적으로 리모트 컨트롤러를 사용하여 라이다(100)를 인입 또는 인출시킬 수 있다.
제어부는 일반적으로 로봇 청소기(500)의 전반적인 동작을 제어하는데 사용되는 프로세서일 수 있다. 저장부를 포함할 수 있고, 로봇 청소기(500)의 동작을 위한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 보다 상세하게는, 라이다(100)가 측정한 주변 물체와의 거리정보를 전송 받아 저장할 수 있다. 또한 저장부는, 로봇 청소기(500)에 사용되는 청소 지도와 청소 영역에 대한 데이터를 저장할 수 있다.
여기서 저장부는, RAM, ROM, SSD, HDD, 메모리 카드, USB 메모리 등과 같은 형태의 저장수단 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 라이다 인입은 자동 또는 수동으로 가능하다. 라이다(100)를 수동으로 인입하기 위해 제2수직구동부(400)를 사용할 수 있다. 보다 상세하게는, 사용자가 로봇 청소기(500)의 라이다(100)의 상부면을 누르면 프레임(10) 내부에 형성된 걸쇄부(430, 431)에 지지부(110)의 홈이 결합되어 라이다(100)가 프레임(10) 내부에 고정되도록 할 수 있다. 라이다(100)는 항상 프레임(10) 외부로 돌출되도록 힘이 작용해야 하므로, 메인탄성체(410)와 보조탄성체(420)가 구성되며, 이때 메인탄성체(410)는 프레임(10)과 지지부(110) 사이를, 보조탄성체(420)는 프레임(10)과 제2모터(320) 사이에 형성되어 인입과 인출이 부드럽게 수행되도록 도울 수 있다. 또한, 패드부(440, 441)는 라이다(100)가 인출 시 충격을 줄이기 위해 구성되는 것이 바람직하다.
또한 라이다(100)를 수동으로 인출 시에도 상기 서술한 바와 같이 라이다(100)의 상부면을 눌러 메인탄성체(410) 및 보조탄성체(420)의 탄성력을 통해 인출할 수 있다.
라이다(100)를 자동으로 인입하기 위해, 제1수직구동부(300)를 구동하면 라이다(100)를 내부에 고정할 수 있다. 보다 상세하게는, 사용자가 리모트 컨트롤러를 사용하여 제어부에 명령을 내리거나, 라이다(100)가 감지한 데이터를 통해 장애물을 판단 시, 제어부는 제1수직구동부(300)를 구동시킬 수 있다. 이때, 제1수직구동부(300)의 제2모터(320)가 작동하여 제1모터(230)에 연결된 스크루축(310)이 회전하고, 지지부(110)의 일측에 형성된 홀에 맞물린 스크루축(310)의 나사산이 회전하므로, 지지부(110)가 아래 방향으로 이동을 하여 라이다를 인입시킬 수 있다.
라이다(100)를 자동으로 인출 시에는, 결합해제부(330, 331)를 동작시키고, 제1수직구동부(300)를 구동하여 라이다(100)를 외부로 돌출시킨다. 여기서 제1수직구동부(300)는, 프레임(10) 내부에 형성되어, 라이다(100)가 프레임(10) 내부에 인입된 상태에서 프레임(10) 외부로 인출하기 위해 제1수직구동부(300) 작동 시, 제어부의 명령에 따라 걸쇄부(430, 431)와 지지부(110)의 결합을 해제시키는 결합해제부(330, 331);를 포함할 수 있다. 여기서 제2모터(320)는 라이다(100) 인입 시와 반대방향으로 회전하여 지지부(110)를 위 방향으로 이동시켜 라이다(100)를 인출시킬 수 있다.
라이다(100)의 수동 인입 및 인출 시는 물론, 자동 인입 및 인출 시에도 메인탄성체(410) 및 보조탄성체(420)가 구성되어 있어 인입 및 인출이 탄력적으로 가능하게 하며, 패드부(440, 441)가 프레임(10)과 지지부(110)의 충격을 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이다의 인입 과정 순서도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 라이다의 인입 과정 순서도이다.
도 4 내지 5에서 보는 바와 같이, 청구항 1의 높이 조절이 가능한 라이다 구동부의 작동방법에 있어서,
단계 S100에서, 라이다(100)가 지면과 장애물 사이의 틈새를 감지, 또는 기존에 축적된 데이터를 바탕으로 전방의 틈새를 미리 인식, 또는 사용자가 상기 리모트 컨트롤러를 통해 프레임(10) 내부로 라이다(100)의 인입을 명령할 수 있다.
단계 S110에서, 제어부가 제1수직구동부(300)를 동작시키면 제2모터(320)가 구동되어 스크루축(310)이 회전하며 지지부(110)가 하강할 수 있다.
단계 S120에서, 지지부(110)의 홈과 걸쇄부(430, 431)가 결착되어 라이다(100)의 인입이 완료될 수 있다. 라이다의 인출의 경우에는 인입 과정의 역순으로 수행될 수 있다.
또한, 사용자가 수동으로 라이다를 인입시킬 수 있다.
단계 S200에서, 사용자가 상기 라이다 상부면을 누를 수 있다.
단계 S210에서, 제2수직구동부의 메인탄성체 및 보조탄성체가 압축되고, 스크루축이 수동으로 회전하며 지지부가 하강할 수 있다.
단계 S220에서, 지지부의 홈과 상기 걸쇄부가 결착되어 라이다의 인입이 완료될 수 있다. 라이다의 수동 인출의 경우에는 수동 인입 과정의 역순으로 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 높이 조절이 가능한 라이다 구동부를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 프레임
100 : 라이다
110 : 지지부
200 : 회전구동부
210 : 회전판
220 : 구동축
230 : 제1모터
300 : 제1수직구동부
310 : 스크루축
320 : 제2모터
330, 331 : 결합해제부
400 : 제2수직구동부
410 : 메인탄성체
420 : 보조탄성체
430, 431 : 걸쇄부
440, 441 : 패드부
500 : 로봇 청소기
600 : 종래 로봇 청소기 케이스
610 : 종래 라이다 동작부
620 : 종래 라이다 지지부
630 : 종래 라이다 회전부

Claims (11)

  1. 프레임;
    상기 프레임에 연결되는 라이다(LiDAR);
    상기 라이다 하부에 형성되는 지지부;
    상기 라이다와 상기 지지부 사이에 형성되는 회전판을 포함하고, 상기 회전판의 일측에는 결합공이 형성되어 이에 연결되는 구동축을 포함하며, 이에 연결되는 제1모터를 포함하는 회전구동부;
    상기 라이다를 자동으로 인입 및 인출시키는 제1수직구동부; 및
    상기 라이다를 수동으로 인입 및 인출시키는 제2수직구동부;를 포함하고,
    상기 제2수직구동부는, 상기 지지부와 마주보는 프레임의 일면과 연결되고 상기 지지부 하부면에 타측이 연결되어 메인탄성체, 상기 회전구동부의 상기 제1모터에 일측이 연결되고 상기 프레임에 타측이 연결되며 상기 메인탄성체와 이격되어 배치되는 보조탄성체, 상기 프레임 내 측면에 형성되어 상기 라이다가 상기 프레임으로 인입 시, 상기 지지부를 고정시킬 수 있는 걸쇄부 및, 상기 라이다가 인출 시, 상기 지지부와 상기 프레임과의 충격을 감소시켜주는 패드부,를 포함하며,
    상기 메인탄성체와 상기 보조탄성체가 상기 라이다의 인입 및 인출 깊이를 조절하는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 라이다 구동부.
  2. 청구항 1에 있어서,
    로봇 청소기의 상태에 따라 상기 라이다의 인입 및 인출을 제어하는 제어부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 라이다를 통해 실시간으로 감지되는 데이터, 또는 기존에 축적된 데이터를 통해 주행 경로상에 탐지된 지면과 장애물 사이의 틈이, 상기 라이다가 인입된 상태의 로봇 청소기의 전고보다 높고, 상기 라이다가 인출된 상태의 로봇 청소기의 전고보다 낮은 경우, 상기 라이다를 상기 프레임 내부로 인입시키도록 하는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 라이다 구동부.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전구동부는, 상기 회전판을 상기 제1모터에 연결된 상기 구동축을 회전시켜, 상기 라이다를 지면과 평행한 방향으로 360도 회전시키는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 라이다 구동부.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지부의 양측면에 홈이 형성되어 상기 걸쇄부와 맞물려 상기 지지부를 고정시키는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 라이다 구동부.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1수직구동부는 상기 프레임에 일단이 연결되고, 상기 지지부의 일측에 형성된 홀과 나사산이 맞물려 관통하는 스크루축; 및
    상기 스크루축의 타단과 연결되고, 상기 스크루축을 회전시켜 상기 지지부를 상하 방향으로 이동시키는 제2모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 라이다 구동부.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 프레임 내부에 형성되어, 상기 라이다가 상기 프레임 내부에 인입된 상태에서 프레임 외부로 인출하기 위해 상기 제1수직구동부 작동 시, 상기 제어부의 명령에 따라 상기 걸쇄부와 상기 지지부의 결합을 해제시키는 결합해제부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 라이다 구동부.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부를 무선으로 작동시키는 리모트 컨트롤러;를 포함하고 사용자가 선택적으로 상기 리모트 컨트롤러를 사용하여 상기 라이다를 인입 또는 인출시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 라이다 구동부.
  9. 청구항 7의 높이 조절이 가능한 라이다 구동부의 작동방법에 있어서,
    ⅰ) 상기 라이다가 지면과 장애물 사이의 틈새를 감지, 또는 기존에 축적된 데이터를 바탕으로 전방의 틈새를 미리 인식, 또는 사용자가 리모트 컨트롤러를 통해 상기 라이다의 인입을 명령하는 단계;
    ⅱ) 상기 제어부가 상기 제1수직구동부를 동작시키면 상기 제2모터가 구동되어 상기 스크루축이 회전하며 상기 지지부가 하강하는 단계;
    ⅲ) 상기 지지부의 홈과 상기 걸쇄부가 결착되어 상기 라이다의 인입이 완료되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 라이다 구동부의 작동방법.
  10. 청구항 7의 높이 조절이 가능한 라이다 구동부의 작동방법에 있어서,
    ⅰ) 사용자가 상기 라이다 상부면을 누르는 단계;
    ⅱ) 상기 제2수직구동부의 상기 메인탄성체 및 상기 보조탄성체가 압축되고, 상기 스크루축이 수동으로 회전하며 상기 지지부가 하강하는 단계;
    ⅲ) 상기 지지부의 홈과 상기 걸쇄부가 결착되어 상기 라이다의 인입이 완료되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 높이 조절이 가능한 라이다 구동부의 작동방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 3 및 청구항 5 내지 청구항 8 중 선택되는 어느 한 항에 의한 높이 조절이 가능한 라이다 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
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