KR102170415B1

KR102170415B1 - 로봇 청소기용 구동휠 승강장치

Info

Publication number: KR102170415B1
Application number: KR1020190038394A
Authority: KR
Inventors: 황재호
Original assignee: (주)아이포바인
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2020-10-28
Also published as: KR20200117088A

Abstract

승강작동부에 의해 승강지지대가 휠구동부로부터 수직하게 승강되어 본체에서 휠부재의 돌출 높이를 가변시킴으로써, 본체가 장애물에 걸림 방지될 뿐만 아니라 장애물을 원활하게 넘어갈 수 있는 로봇 청소기용 구동휠 승강장치에 대한 발명이 개시된다.
개시된 로봇 청소기용 구동휠 승강장치는 본체에 돌출 가능하게 구비되는 휠부재와, 상기 휠부재가 지면에 접한 상태로 회전되도록 상기 휠부재에 회전력을 제공하는 휠구동부와, 상기 휠구동부가 승강 가능하게 끼워지도록 상기 본체에 구비되는 승강지지대 및 상기 휠구동부로부터 상기 승강지지대를 수직하게 승강시켜 상기 본체에서 상기 휠부재의 돌출 높이를 조절하는 승강작동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇 청소기용 구동휠 승강장치{DRIVE WHEEL LIFTING DEVICE FOR ROBOT CLEANER}

본 발명은 로봇 청소기용 구동휠 승강장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 승강작동부에 의해 승강지지대가 휠구동부로부터 수직하게 승강되어 본체에서 휠부재의 돌출 높이를 가변시킴으로써, 본체가 장애물에 걸림 방지될 뿐만 아니라 장애물을 원활하게 넘어갈 수 있는 로봇 청소기용 구동휠 승강장치에 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 제어수단의 명령에 의해 센서를 이용하여 청소영역 및 장애물들을 감지하고, 그 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.

그러나 이와 같은 종래의 로봇 청소기는 주행하면서 청소하는 영역에 카펫이나 문턱 등과 같은 장애물이 나타나면 주행이 어려울 뿐만 아니라, 카펫의 경우 본체가 카펫에 접촉되어 주행하지 못하는 경우가 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

관련 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0035389호(2013.04.09. 공개, 명칭: 로봇 청소기)가 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 승강작동부에 의해 승강지지대가 휠구동부로부터 수직하게 승강되어 본체에서 휠부재의 돌출 높이를 가변시킴으로써, 본체가 장애물에 걸림 방지될 뿐만 아니라 장애물을 원활하게 넘어갈 수 있는 로봇 청소기용 구동휠 승강장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치는 본체에 돌출 가능하게 구비되는 휠부재와, 상기 휠부재가 지면에 접한 상태로 회전되도록 상기 휠부재에 회전력을 제공하는 휠구동부와, 상기 휠구동부가 승강 가능하게 끼워지도록 상기 본체에 구비되는 승강지지대 및 상기 휠구동부로부터 상기 승강지지대를 수직하게 승강시켜 상기 본체에서 상기 휠부재의 돌출 높이를 조절하는 승강작동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 승강작동부는 상기 승강지지대에 걸리도록 상기 휠구동부에 구비되어 탄성적인 당김력을 통해 지면에 대한 상기 휠부재의 접지력을 향상시키는 태엽스프링 및 상기 태엽스프링이 복원 가능하게 감기도록 상기 휠구동부를 가압하여 상기 승강지지대를 상승시키는 가압구동부를 포함한다.

상기 가압구동부는 상기 승강지지대에 구비되는 보호케이스와, 상기 보호케이스에 구비되어 회전력을 발생하는 가압모터와, 상기 가압모터에 회전 가능하게 연결되는 가압웜스크류와, 상기 가압웜스크류에 맞물리도록 상기 승강지지대에 회전 가능하게 구비되는 가압웜휠기어 및 상기 가압웜휠기어의 회전시 상기 휠구동부가 상기 승강지지대에서 승강되도록 안내하는 승강안내부를 포함한다.

상기 승강안내부는 상기 휠구동부의 하우징에 구비되는 걸림돌기와, 상기 걸림돌기를 가압하도록 상기 가압웜휠기어에 돌출 형성되는 가압부재 및 상기 걸림돌기에 끼워지도록 상기 승강지지대에 형성되어 상기 가압부재가 상기 걸림돌기를 가압시 상기 승강지지대가 상승되도록 안내하는 가이드홈부를 포함한다.

상기 승강지지대는 상기 휠구동부로부터 승강시 유동방지부에 의해 유동 방지되고, 상기 유동방지부는 상기 휠구동부의 하우징에 돌출 형성되는 슬라이드부재 및 상기 슬라이드부재가 슬라이드 이동 가능하게 끼워지도록 상기 승강지지대에 형성되는 슬라이드홈부를 포함한다.

본 발명에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치는 승강작동부에 의해 승강지지대가 휠구동부로부터 수직하게 승강되어 본체에서 휠부재의 돌출 높이를 가변시키는 구조를 가짐에 따라 휠부재가 본체의 저면으로 돌출되어 본체와 지면의 이격 거리를 증가시킴으로써, 본체가 장애물에 걸림 방지될 뿐만 아니라 장애물을 원활하게 넘어갈 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 휠부재가 지면에서 주행하는 도중에 승강지지대의 승강시 유동방지부에 의해 유동이 방지되기 때문에 휠부재는 주행 경로를 유지한 상태로 지면에 접하여 안정적으로 회전될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치의 요부를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치의 요부를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치에서 휠구동부를 도시한 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치에서 승강안내부의 작동 상태를 도시한 작동도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치에서 태엽스프링의 작동 상태를 도시한 작동도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 로봇 청소시용 구동휠 승강장치의 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 구동휠 승강장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치의 요부를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1의 A-A선 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치의 요부를 도시한 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치에서 휠구동부를 도시한 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치에서 승강안내부의 작동 상태를 도시한 작동도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치에서 태엽스프링의 작동 상태를 도시한 작동도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치는 도 1 내지 도 7에서 도시된 바와 같이 본체(100), 휠부재(200), 휠구동부(300), 승강지지대(400) 및 승강작동부(500)를 포함한다.

본체(100)는 휠부재(200)가 돌출 가능하게 수용되는 공간과, 승강지지대(400)가 고정 가능하게 설치되는 공간을 제공한다. 이때, 본체(100)에는 휠부재(20)가 승강 가능하게 돌출되는 제1관통홀부(110)와 휠구동부(300)가 출몰 가능하게 승강되는 제2관통홀부(120)가 상호 연통 가능하게 형성된다. 물론, 본체(100)의 형상은 다양한 형태로 변경 실시될 수 있다.

휠부재(200)는 본체(100)의 제1관통홀부(110)에 돌출 가능하게 구비된다. 이러한 휠부재(200)는 휠구동부(300)로부터 회전력을 전달받아 지면에 접하여 회전하는 역할을 수행한다.

그리고, 휠구동부(300)는 휠부재(200)가 지면에 접한 상태로 회전되도록 휠부재(200)에 회전력을 제공한다. 이때, 휠구동부(300)는 승강지지대(400)가 슬라이드 승강 가능하게 끼워지는 하우징(310)과, 하우징(310)에 지지되어 회전력을 발생하는 회전모터(320)와, 회전모터(320)에 회전 가능하게 연결되는 회전웜스크류(330) 및 회전웜스크류(330)에 맞물리도록 하우징(310)에 회전 가능하게 지지되어 휠부재(200)를 회전시키는 회전웜휠기어(340)를 포함한다.

즉, 회전모터(320)에 전원이 공급되어 회전력이 발생하면 회전웜스크류(330)는 회전웜휠기어(340)를 회전시키고, 회전웜휠기어(340)는 휠부재(200)를 회전시키기 때문에 휠부재(200)는 회전모터(320)에서 발생하는 회전 방향에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전될 수 있다.

승강지지대(400)는 휠구동부(300)에 승강 가능하게 끼워지도록 본체(100)에 구비된다. 이러한 승강지지대(400)는 본체(100)의 제2관통홀부(120)와 연통 가능하게 배치되어 승강시 휠구동부(300)가 제2관통홀부(120)로 출몰되는 경로를 제공하는 역할을 수행한다.

이때, 승강지지대(400)에는 휠부재(200)를 커버하는 휠커버부(410)가 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 이에 따라, 휠부재(200)가 지면에 접한 상태로 회전하는 과정에서 이물질이 본체(100)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 승강지지대(400)는 휠구동부(300)로부터 승강시 유동방지부(600)에 의해 유동 방지될 수 있다. 이러한 유동방지부(600)는 휠구동부(300)에 구비된 하우징(310)의 둘레면에 돌출 형성되는 슬라이드부재(610) 및 슬라이드부재(610)가 슬라이드 가능하게 끼워지도록 승강지지대(400)에 형성되는 슬라이드홈부(620)를 포함한다. 이로써, 휠부재(200)가 지면에서 주행하는 도중에 승강지지대(400)가 승강시 유동방지부(600)에 의해 휠구동부(300)의 유동이 방지되기 때문에 휠부재(200)는 주행 경로를 유지한 상태로 지면에 접하여 안정적으로 회전될 수 있게 된다.

한편, 승강작동부(500)는 휠구동부(300)로부터 승강지지대(400)를 수직하게 승강시켜 본체(100)에서 휠부재(200)의 돌출 높이를 조절하는 것으로서, 태엽스프링(510) 및 가압구동부(520)를 포함한다.

여기서, 태엽스프링(510)은 승강지지대(400)에 걸리도록 휠구동부(300)에 구비되어 탄성적인 당김력을 통해 지면에 대한 휠부재(200)의 접지력을 향상시킨다.

이를 위해, 태엽스프링(510)의 일측은 휠구동부(300)에 고정 결합되고, 태엽스프링(510)의 타측은 감겨진 형태로 승강지지대(400)에 걸림 가능하게 수용된다. 이때, 승강지지대(400)에는 태엽스프링(510)이 감겨지는 부위를 수용하도록 수용홈부(420)가 형성된다. 또한, 태엽스프링(510)은 가압구동부(520)를 통해 감기거나 풀려지는 부위에 가이드홀부(511)가 길이 방향으로 관통 형성되어 탄성력을 완화시킬 수 있다.

이로써, 휠부재(200)는 본체(100)의 하중과 태엽스프링(510)의 당김력이 지면 측으로 작용하기 때문에 지면에 대한 접지력이 향상되어 주행시 미끄럼이 방지될 수 있게 된다.

그리고, 가압구동부(520)는 태엽스프링(510)이 복원 가능하게 감기도록 휠구동부(300)를 가압하여 승강지지대(400)를 상승시킨다.

구체적으로, 가압구동부(520)는 승강지지대(400)에 구비되는 보호케이스(521)와, 보호케이스(521)에 구비되어 회전력을 발생하는 가압모터(522)와, 가압모터(522)에 회전 가능하게 연결되는 가압웜스크류(523)와, 가압웜스크류(523)에 맞물리도록 승강지지대(400)에 회전 가능하게 구비되는 가압웜휠기어(524) 및 가압웜휠기어(524)의 회전시 휠구동부(300)가 승강지지대(400)에서 승강되도록 안내하는 승강안내부(525)를 포함한다.

이때, 승강안내부(525)는 휠구동부(300)의 하우징(310)에 구비되는 걸림돌기(525a)와 걸림돌기(525a)를 가압하도록 가압웜휠기어(524)에 돌출 형성되는 가압부재(525b) 및 걸림돌기(525a)에 끼워지도록 승강지지대(400)에 형성되어 가압부재(525b)가 걸림돌기(525a)를 가압시 승강지지대(400)가 수직하게 상승되도록 안내하는 가이드홈부(525c)를 포함한다.

즉, 휠구동부(300)가 본체(100)에서 돌출되도록 가압모터(522)에 회전력이 발생되면 가압부재(525b)는 가압웜휠기어(524)의 회전 방향을 따라 함께 회전되고, 가이드홈부(525c)는 걸림돌기(525a)에 끼워진 상태에서 태엽스프링(510)이 감기도록 슬라이드 상승하게 된다.

반대로, 휠구동부(300)가 본체(100)에 삽입되도록 가압모터(522)에 회전력이 발생되면 가압부재(525b)는 가압웜휠기어(524)의 회전 방향을 따라 함께 회전되고, 가이드홈부(525c)는 걸림돌기(525a)에 끼워진 상태에서 본체(100)의 자중에 의해 태엽스프링(510)이 풀리도록 슬라이드 하강한다.

이하에는 상기한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 로봇 청소기를 이용하기 위해 휠구동부(300)의 회전모터(320)을 작동시키면 휠부재(200)가 구동 가능하게 회전된다. 이에 따라, 본체(100)가 휠부재(200)의 주행 방향을 따라 이동하면서 지면의 이물질을 흡입하게 된다.

그리고, 로봇 청소기가 주행하는 도중에 휠부재(200)에 장애물이 접촉되면 가압모터(522)가 회전력을 발생하여 승강작동부(500)를 작동시킨다.

즉, 가압모터(522)가 회전력을 발생하여 가압웜스크류(523)가 함께 회전하면, 이에 연결된 가압웜휠기어(524)가 회전된다. 그러면 가압웜휠기어(524)에 구비된 가압부재(525b)는 하우징(310)에 구비된 걸림돌기(525a)를 가압하고, 가이드홈부(525c)는 걸림돌기(525a)에 끼워진 상태에서 태엽스프링(510)이 감기도록 길이 방향을 따라 상승한다. 이에 따라, 승강지지부(400)가 휠구동부(300)의 하우징(310)에 끼워진 상태로 수직하게 상승되기 때문에 휠구동부(300)에 회전 가능하게 지지된 휠부재(200)는 본체(100)에서 더욱 돌출되게 된다.

이로써, 본체(100)는 휠부재(200)의 돌출에 의해 지면에서 보다 이격됨으로써, 장애물에 걸리는 것을 방지되면서 이물질을 흡수할 수 있게 된다.

이후에는 본체(100)가 장애물을 완전하게 통과하면 가압모터(522)가 반대로 회전력을 발생하게 되고, 이에 의해 가압부재(525b)는 하우징(310)에 구비된 걸림돌기(525a)를 가압 해제하도록 회전되고, 가이드홈부(525c)는 걸림돌기(525a)에 끼워진 상태에서 본체(100)의 자중에 의해 태엽스프링(510)이 풀리도록 길이 방향을 따라 하강한다.

이에 따라, 승강지지부(400)가 휠구동부(300)의 하우징(310)에 끼워진 상태로 수직하게 하강되기 때문에 휠구동부(300)에 회전 가능하게 지지된 휠부재(200)는 본체(100)에 돌출 가능하게 삽입되어 지면에서 본체(100)의 높이가 낮아지게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 로봇 청소기용 구동휠 승강장치는 로봇 청소기가 주행하는 도중에 카펫이나 문턱 등과 같은 장애물에 접촉시 휠부재(200)가 본체(100)의 저면으로 수직하게 돌출되어 본체(100)와 지면의 이격 거리를 증가시킴으로써, 카펫 등과 같은 장애물을 통과할 때 본체(100)가 장애물에 걸리는 것이 방지된다.

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.

100: 본체 110: 제1관통홀부
120: 제2관통홀부 200: 휠부재
300: 휠구동부 310: 하우징
320: 회전모터 330: 회전웜스크류
340: 회전웜휠기어 400: 승강지지대
410: 휠커버부 420: 수용홈부
500: 승강작동부 510: 태엽스프링
520: 가압작동부 521: 보호케이스
522: 가압모터 523: 가압웜스크류
524: 가압웜휠기어 525: 승강안내부

Claims

본체에 돌출 가능하게 구비되는 휠부재와, 상기 휠부재가 지면에 접한 상태로 회전되도록 상기 휠부재에 회전력을 제공하는 휠구동부와, 상기 휠구동부가 승강 가능하게 끼워지도록 상기 본체에 구비되는 승강지지대 및 상기 휠구동부로부터 상기 승강지지대를 수직하게 승강시켜 상기 본체에서 상기 휠부재의 돌출 높이를 조절하는 승강작동부를 포함하고,
상기 승강작동부는 상기 승강지지대에 걸리도록 상기 휠구동부에 구비되어 탄성적인 당김력을 통해 지면에 대한 상기 휠부재의 접지력을 향상시키는 태엽스프링 및 상기 태엽스프링이 복원 가능하게 감기도록 상기 휠구동부를 가압하여 상기 승강지지대를 상승시키는 가압구동부를 포함하며,
상기 가압구동부는 상기 승강지지대에 구비되는 보호케이스와, 상기 보호케이스에 구비되어 회전력을 발생하는 가압모터와, 상기 가압모터에 회전 가능하게 연결되는 가압웜스크류와, 상기 가압웜스크류에 맞물리도록 상기 승강지지대에 회전 가능하게 구비되는 가압웜휠기어 및 상기 가압웜휠기어의 회전시 상기 휠구동부가 상기 승강지지대에서 승강되도록 안내하는 승강안내부를 포함하고,
상기 승강안내부는 상기 휠구동부의 하우징에 구비되는 걸림돌기와, 상기 걸림돌기를 가압하도록 상기 가압웜휠기어에 돌출 형성되는 가압부재 및 상기 걸림돌기에 끼워지도록 상기 승강지지대에 형성되어 상기 가압부재가 상기 걸림돌기를 가압시 상기 승강지지대가 상승되도록 안내하는 가이드홈부를 포함하며,
상기 태엽스프링은 일측이 상기 휠구동부의 하우징에 고정 결합되고, 타측이 탄성적으로 풀림 가능하게 감겨지고, 상기 승강지지대에는 상기 태엽스프링이 감겨진 부위를 걸림 가능하게 수용하는 수용홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기용 구동휠 승강장치.
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삭제
제1항에 있어서,
상기 승강지지대는 상기 휠구동부로부터 승강시 유동방지부에 의해 유동 방지되고,
상기 유동방지부는,
상기 휠구동부의 하우징에 돌출 형성되는 슬라이드부재; 및
상기 슬라이드부재가 슬라이드 이동 가능하게 끼워지도록 상기 승강지지대에 형성되는 슬라이드홈부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기용 구동휠 승강장치.