KR102281134B1 - 로봇 청소기 - Google Patents

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KR102281134B1
KR102281134B1 KR1020190104661A KR20190104661A KR102281134B1 KR 102281134 B1 KR102281134 B1 KR 102281134B1 KR 1020190104661 A KR1020190104661 A KR 1020190104661A KR 20190104661 A KR20190104661 A KR 20190104661A KR 102281134 B1 KR102281134 B1 KR 102281134B1
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guide groove
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홍우
박종호
이상익
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로서, 내부에 복수의 가이드 홀더를 구비하고, 자율 주행하는 청소기 본체; 및 내측에 에지테이터를 수용하고, 길이방향으로 양쪽 측벽에서 상기 복수의 가이드 홀더 각각을 향해 돌출되어 상기 복수의 가이드 홀더 각각의 내측에 수용되는 가이드 돌기를 구비하고, 상기 청소기 본체에 대하여 승강 및 전후방향으로 스윙 가능하게 장착되는 흡입 노즐을 포함하고, 주행 성능 및 청소 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

로봇 청소기{ROBOT CLEANER}
본 발명은 주행 경로상 바닥면의 변화에 쉽게 대응하여 주행 성능 및 청소 성능을 향상시킬 수 있는 로봇 청소기에 관한 것이다.
로봇 청소기는 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하는 장치이다.
로봇 청소기는 흡입 노즐 모듈을 구비하고, 흡입 노즐 모듈은 청소하고자 하는 면과 맞닿아 해당 면에 존재하는 먼지 등의 이물질을 공기와 함께 흡입한다. 특히, 로봇 청소기는 바닥 환경에서 주로 운행된다.
한편, 로봇 청소기는 흡입 노즐이 고정된 상태에서 주행 중 다양한 종류의 바닥 환경에 따라 바닥의 높이 차이가 발생할 수 있다.
예를 들면, 로봇 청소기가 주행함에 있어서 장판, 마루, 문틀, 타일, 러그(rug), 카펫(carpet) 등 다양한 종류의 주행 환경이 존재한다.
그러나, 종래의 로봇 청소기는 흡입 노즐이 바닥에 밀착된 상태로 주행하므로, 바닥의 종류별 높이 차이에 의해 흡입 노즐의 걸림 현상이 발생할 수 있다.
예를 들면, 카펫과 같은 환경에서는 바닥의 푹신한 정도에 따라 로봇의 주행 휠이 노면보다 아래로 가라앉게 되고, 흡입 노즐이 카펫 등에 닿아 걸리는 현상이 발생할 수 있다.
이러한 흡입 노즐의 걸림 현상으로 인해, 주행 성능이 저하되는 문제가 발생한다.
즉, 주행 휠과 바닥 간에 마찰력이 감소하여 주행 휠의 미끄러짐이 발생하고, 휠의 구동 부하가 증가되어, 로봇 청소기의 주행 시간이 단축되며 품질이 저하되는 문제가 발생한다.
게다가, 회전형 브러쉬 등의 부하 증가로 인하여 브러쉬의 회전속도가 감소되고 청소 성능이 저하되는 문제가 발생한다.
이러한 걸림 현상을 감소시키기 위해, 선행특허 KR 10-2017-0099627 A (2017년 9월 1일 공개)에는 바닥의 표면 상태에 따라 상승 또는 하강하는 로봇 청소기의 흡입 구조가 개시된다.
상기 로봇 청소기는 흡입부의 일측에서 돌출되며 길이방향으로 이격되는 제1 및 제2지지부를 구비한다. 제1지지부와 제2지지부의 끝단이 흡입부의 상승 또는 하강에 따른 회전축을 형성한다. 이에 의해, 흡입부가 제1 및 제2지지부의 끝단에 형성되는 회전축을 중심으로 승강 가능하게 회전함에 따라, 바닥 표면 상태에 따라 상승 또는 하강할 수 있다.
그러나, 선행특허는 종래의 로봇 청소기는 흡입 노즐의 승강 동작 이외에 장애물을 등반하게 하는데 도움을 주는 등반 각도 가변동작을 구현할 필요가 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 바닥의 높이 변화에 쉽게 대응하여 주행 성능을 향상시키고, 장애물 등반에 도움을 줄 수 있는 동작을 구현할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는데 첫번째 목적이 있다.
본 발명은 바닥의 높이 차이가 큰 경우에도 흡입 노즐의 면압 유지 및 흡입 압력을 증가시킴으로, 청소 성능을 향상시킬 수 있는 로봇 청소기를 제공하는데 두번째 목적이 있다.
상술한 첫번째 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 내부에 복수의 가이드 홀더를 구비하고, 자율 주행하는 청소기 본체; 및 내측에 에지테이터를 수용하고, 길이방향으로 양쪽 측벽에서 상기 복수의 가이드 홀더 각각을 향해 돌출되어 상기 복수의 가이드 홀더 각각의 내측에 수용되는 가이드 돌기를 구비하고, 상기 청소기 본체에 대하여 승강 및 전후방향으로 스윙 가능하게 장착되는 흡입 노즐을 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 가이드 홀더 각각은, 상기 가이드 돌기를 수용하도록 상기 가이드 돌기와 마주보는 일면에 형성되고, 상기 가이드 돌기의 상하 이동 및 전후방향으로 회전 동작을 가이드 하는 가이드 홈을 구비할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 가이드 홈은, 상기 가이드 돌기의 전후방향으로 양측면 중 하나의 측면과 접촉되어 상기 가이드 돌기의 전후방향 회전 각도를 제한하는 복수의 제1가이드 면; 및 상기 복수의 제1가이드 면 각각의 상단과 하단을 연결하고, 상기 가이드 돌기의 상하방향으로 양단부 중 일단부와 접촉되어 상기 가이드 돌기의 상하 이동 거리를 제한하는 복수의 제2가이드 면을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 제1가이드 면 각각은 평면 형태로 형성되고, 상기 복수의 제2가이드 면 각각은 원호 형상의 곡면 형태로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 가이드 돌기는, 원호 형상으로 형성되고, 상기 가이드 홀더의 내측에서 원주방향을 따라 슬라이드 가능하게 회전하는 하부 곡면; 상기 하부 곡면의 원호보다 직경이 작은 원호 형상으로 형성되고, 상기 하부 곡면에서 상방향으로 이격되게 형성되는 상부 곡면; 및 상기 하부 곡면과 상기 상부 곡면 각각의 양단을 연결하는 복수의 경사면을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 가이드 홈은 폭이 상기 가이드 홀더의 하부에서 상부로 갈수록 일정하게 형성되고, 상기 가이드 돌기는 폭이 상기 가이드 홀더의 하부에서 상부로 갈수록 좁아질 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 가이드 홈은 폭이 상기 가이드 홀더의 하부에서 상부로 갈수록 좁아지게 형성되고, 상기 가이드 돌기는 원형으로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 가이드 홈은 폭이 상기 가이드 홀더의 하부에서 상부로 갈수록 일정하게 형성되고, 상기 가이드 돌기는 폭이 상기 가이드 홀더의 하부에서 상부로 갈수록 폭이 넓어지게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 청소기 본체의 저면에서 상방향으로 돌출되고 내측에 주행 경로상의 바닥면과 연통되는 연통홀을 구비하는 돌출부를 더 포함하고, 상기 복수의 가이드 홀더는 상기 돌출부의 양쪽 측벽에 각각 장착될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 돌출부의 양쪽 측벽에 슬라이드 가능하게 결합되는 슬라이드 홈이 상기 복수의 가이드 홀더 각각의 양측면에 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 흡입 노즐은 상기 청소기 본체에 대하여 좌측 및 우측 단부가 서로 독립적으로 승강 가능한 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 흡입 노즐 하부의 전단부와 후단부 각각에 테이퍼부가 경사지게 형성되거나 라운드부가 둥글게 형성될 수 있다.
상술한 두번째 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 내부에 복수의 가이드 홀더를 구비하고, 자율 주행하는 청소기 본체; 및 내측에 에지테이터를 수용하고, 길이방향으로 양쪽 측벽에서 상기 복수의 가이드 홀더 각각을 향해 돌출되어 상기 복수의 가이드 홀더 각각의 내측에 수용되는 가이드 돌기를 구비하고, 상기 청소기 본체에 대하여 승강 및 전후방향으로 스윙 가능하게 장착되는 흡입 노즐을 포함하고, 상기 복수의 가이드 홀더 각각은 상기 가이드 돌기의 상하 이동 및 전후방향으로 회전 동작을 가이드하는 가이드 홈을 구비하고, 상기 가이드 돌기는, 원호 형상으로 형성되고, 상기 가이드 홈의 내측에서 원주방향을 따라 슬라이드 가능하게 회전하는 하부 곡면; 상기 하부 곡면의 원호보다 직경이 작은 원호 형상으로 형성되고, 상기 하부 곡면에서 상방향으로 이격되게 형성되는 상부 곡면; 및 상기 하부 곡면과 상기 상부 곡면 각각의 양단을 연결하는 복수의 경사면을 포함하고, 상기 흡입 노즐의 스윙 시 상기 상부 곡면은 상기 하부 곡면을 중심으로 상기 전후방향으로 회전할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 가이드 홈은, 상기 하부 곡면과 대응되는 크기의 원호 형상으로 형성되는 하부 가이드 면; 상기 하부 가이드 면으로부터 상기 하부 곡면과 상기 상부 곡면 사이의 높이보다 상방향으로 이격되며, 상기 상부 곡면보다 직경이 큰 원호 형상으로 형성되는 상부 가이드 면; 및 상기 하부 가이드 면과 상기 상부 가이드 면 각각의 양단을 연결하고, 상기 가이드 돌기의 전후방향 회전 각도를 제한하는 복수의 회전 제한 가이드 면을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 가이드 돌기는, 상기 하부 가이드 면에서 상기 상부 가이드 면으로 상승 시, 상기 상부 곡면이 상기 상부 가이드 면의 일단에서 원호의 최고 정점을 향해 원주방향을 따라 회전 이동하며, 상기 흡입 노즐의 스윙 동작을 수평하게 자동 조정할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 흡입 노즐이 바닥의 높이 차이가 큰 경계 부분에서 상승 시 흡입 노즐을 수평하게 자동 조정됨으로써, 흡입 노즐의 면압 유지 및 흡입 압력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기는, 내부에 양쪽 측벽에서 돌출되는 복수의 가이드 돌기를 구비하고, 자율 주행하는 청소기 본체; 및 내측에 에지테이터를 수용하고, 상기 복수의 가이드 돌기 각각을 수용하도록 길이방향으로 양쪽 측벽에 각각 오목하게 형성되는 가이드 홈을 구비하고, 상기 청소기 본체에 대하여 승강 및 전후방향으로 스윙 가능하게 장착되는 흡입 노즐을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예와 관련된 일 예에 따르면, 상기 가이드 홈의 내측에 상기 가이드 돌기와의 접촉 시 충격을 완화하기 위한 완충부재가 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 로봇 청소기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
첫째, 가이드 돌기가 가이드 홈에 수용된 상태로 상하방향으로 슬라이드 가능하게 장착됨으로써, 흡입 노즐은 바닥의 높이 변화에 따라 청소기 본체에 대하여 승강 가능하여 주행 성능을 향상시킬 수 있다.
둘째, 가이드 돌기의 전방면과 후방면이 가이드 홈의 전방면과 후방면에 대하여 경사지게 형성되어, 가이드 돌기가 가이드 홈에 수용된 상태로 청소기 본체에 대하여 전후방향으로 회전 가능하다.
따라서, 흡입 노즐은 청소기 본체에 대하여 전후방향으로 스윙 가능하여 로봇 청소기의 전진 및 후진 시 흡입 노즐의 등반 각도가 가변됨에 따라, 높이 차이가 큰 노면의 변화에도 적극적으로 동작할 수 있고, 주행 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
셋째, 가이드 돌기가 가이드 홈의 최고 정점으로 상승 시 가이드 돌기의 원형 상부 곡면이 직경이 더 큰 원형으로 형성된 가이드 홈의 상부 제2가이드 면에 내접하면서 상부 제2가이드 면을 따라 최고 정점까지 회전할 수 있다.
따라서, 가이드 돌기가 가이드 홈의 최고 정점에서 가이드 돌기의 스윙 상태에서 수직방향으로 회전 이동함으로써, 흡입 노즐이 기울어진 상태에서 수평상태로 자동 조정되어, 흡입 노즐의 면압 유지 및 흡입 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 흡입 노즐가 로봇 청소기의 저면에 장착된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에서 흡입 노즐이 장착된 로봇 청소기의 저면을 보여주는 저면도이다.
도 3은 도 1의 청소기 본체에서 흡입 노즐이 분해된 모습을 보여주는 분해도이다.
도 4는 도 1의 흡입 노즐을 후방에서 바라본 모습을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4의 흡입 노즐을 저면에서 바라본 모습을 보여주는 저면 사시도이다.
도 6은 도 1에서 VI-VI를 따라 취한 단면도이다.
도 7은 도 1에서 VII-VII를 따라 취한 단면도이다.
도 8은 흡입 노즐이 돌출부에 수용된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 9는 도 8의 측면도이다.
도 10은 도 9에서 청소기 본체가 제거된 후 흡입 노즐의 측벽에 가이드 돌기가 형성된 모습을 보여주는 측면도이다.
도 11은 도 3의 가이드 홀더를 보여주는 사시도이다.
도 12는 도 11의 가이드 홀더를 측방향으로 바라본 모습을 보여주는 개념도이다.
도 13a 및 도 13b는 도 9에서 흡입 노즐이 청소기 본체에 대하여 승강하는 모습을 보여주는 작동상태도이다.
도 14a 및 도 14b는 도 6에서 흡입 노즐이 청소기 본체에 대하여 부분 승강하는 모습을 보여주는 작동상태도이다.
도 15a 및 도 15b는 도 9에서 흡입 노즐이 청소기 본체에 대하여 전후방향으로 스윙하는 모습을 보여주는 작동상태도이다.
도 16은 도 15b에서 후방향으로 회전된 가이드 돌기가 상승 시 수평하게 보정되는 효과를 설명하기 위한 작동상태도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드 돌기 및 가이드 홀더의 변형 예를 보여주는 개념도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가이드 돌기 및 가이드 홀더의 변형 예를 보여주는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 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.
도 1은 본 발명에 따른 흡입 노즐(130)이 로봇 청소기의 저면에 장착된 모습을 보여주는 개념도이다. 도 2는 도 1에서 흡입 노즐(130)이 장착된 로봇 청소기의 저면을 보여주는 저면도이다.
로봇 청소기는 청소기 본체(100), 휠 유닛, 흡입 노즐(130)을 포함한다.
청소기 본체(100)는 로봇 청소기의 외관을 형성한다. 청소기 본체(100)는 높이가 직경에 비해 상대적으로 작은, 납작한 원통형으로 형성될 수 있다.
휠 유닛은 복수의 주행 휠(120)과 보조 휠(121)을 포함할 수 있다. 복수의 주행 휠(120)은 로봇 청소기의 이동을 위해 청소기 본체(100)에 회전 가능하게 장착된다. 복수의 주행 휠(120)은 로봇 청소기가 자율 주행하도록 구성된다. 복수의 주행 휠(120)은 청소기 본체(100)의 좌우 양측에 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 주행 휠(120) 각각에 휠 구동모터가 연결될 수 있다. 휠 구동모터는 복수의 주행 휠(120) 각각을 독립적으로 구동시키도록 이루어진다. 휠 구동모터의 회전속도를 제어함에 따라 좌우 양측의 주행 휠(120) 각각은 서로 다른 속도로 회전될 수 있다. 복수의 주행 휠(120) 각각이 독립적으로 구동됨에 따라, 로봇 청소기의 좌우 선회 및 전후진 동작 등 조향이 이루어질 수 있다.
보조 휠(121)은 청소기 본체(100)의 전방 또는 후방에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 보조 휠(121)은 청소기 본체(100)의 조향이 용이하도록 주행 휠(120)을 보조하는 역할을 한다.
청소기 본체(100)의 저면에서 돌출부(110)가 상방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 돌출부(110)는 청소기 본체(100)의 좌우 측방향으로 길이가 긴 사각 박스 형태로 형성될 수 있다.
돌출부(110)의 내측에 연통홀이 형성될 수 있다. 연통홀은 로봇 청소기의 주행 경로상 바닥면과 상하방향으로 연통되게 관통될 수 있다.
흡입 노즐(130)은 돌출부(110)에 내측에 수용된다. 흡입 노즐(130)은 청소기 본체(100)의 바닥면에 장착된다.
도 3은 도 1의 청소기 본체(100)에서 흡입 노즐(130)이 분해된 모습을 보여주는 분해도이다. 도 4는 도 1의 흡입 노즐(130)을 후방에서 바라본 모습을 보여주는 사시도이다. 도 5는 도 4의 흡입 노즐(130)을 저면에서 바라본 모습을 보여주는 저면 사시도이다. 도 6은 도 1에서 VI-VI를 따라 취한 단면도이다. 도 7은 도 1에서 VII-VII를 따라 취한 단면도이다.
도 8은 흡입 노즐(130)이 돌출부(110)에 수용된 모습을 보여주는 개념도이다. 도 9는 도 8의 측면도이다. 도 10은 도 9에서 청소기 본체(100)가 제거된 후 흡입 노즐(130)의 측벽에 가이드 돌기(137)가 형성된 모습을 보여주는 측면도이다. 도 11은 도 3의 가이드 홀더(140)를 보여주는 사시도이다. 도 12는 도 11의 가이드 홀더(140)를 측방향으로 바라본 모습을 보여주는 개념도이다.
흡입 노즐(130)은 주행 경로상 바닥에 있는 이물질을 내부로 흡입하도록 이루어진다.
이를 위해, 흡입 노즐(130)은 노즐 바디(131), 흡입구(132), 에지테이터(133) 및 유로연결부(134)를 포함한다.
노즐 바디(131)는 돌출부(110)의 내측에 수용되도록 청소기 본체(100)의 좌우 측방향으로 길게 연장된다. 노즐 바디(131)는 내부에 수용공간이 형성된다.
흡입구(132)는 노즐 바디(131)의 저면에 형성된다. 흡입구(132)는 연통홀의 내측에 배치되고, 주행 경로 상의 바닥과 연통되게 형성된다. 흡입구(132)는 주행 경로상 바닥에 있는 이물질과 공기를 노즐 바디(131)의 내부로 흡입하도록 이루어진다.
노즐 바디(131)의 흡입구(132)에 에지테이터(133)가 회전 가능하게 장착된다. 에지테이터(133)의 양단부에 축지지홈이 오목하게 형성될 수 있다. 회전축은 노즐 바디(131)의 양쪽 측벽 내측면 각각에서 돌출 형성될 수 있다. 회전축은 축지지홈에 수용되고, 에지테이터(133)는 노즐 바디(131)의 양쪽 측벽 내측에 회전 가능하게 장착된다.
에지테이터(133)는 별도의 에지테이터(133)용 모터에 의해 회전되도록 구성될 수 있다.
에지테이터(133)는 직경에 비해 길이가 긴 원통형으로 형성된다. 에지테이터(133)의 외주면에 복수의 블레이드가 나선 방향으로 형성될 수 있다. 복수의 블레이드는 원주방향으로 서로 이격 배치될 수 있다.
에지테이터(133)가 회전함에 따라, 복수의 블레이드는 바닥에 쌓이거나 바닥에 붙은 이물질을 털어냄과 동시에 흡입구(132)로 쓸어 올리도록 이루어진다. 복수의 블레이드 사이에는 브러쉬가 더 구비될 수 있다. 브러쉬는 바닥에 붙은 이물질을 털어내거나 흡입구(132)로 쓸어 올릴 수 있다.
흡입 노즐(130)의 흡입구(132) 후방에 보조 브러쉬(135)가 설치될 수 있다. 보조 브러쉬(135)는 상하방향으로 수직하게 배치되어, 바닥에 있는 이물질을 털어내거나 주행방향으로 쓸어낼 수 있다.
유로연결부(134)는 흡입 노즐(130)의 후방 상부에 형성되어, 흡입된 공기 중의 이물질을 집진장치로 전달하도록 이루어진다. 유로연결부(134)는 흡입 노즐(130)의 유로출구를 형성할 수 있다.
유로연결부(134)는 노즐 바디(131)의 수용공간과 연통되게 연결된다. 유로연결부(134)는 노즐 바디(131)의 후방 상부에서 유로 출구로 갈수록 면적이 작아지게 형성될 수 있다.
유로연결부(134)의 면적이 유로 출구를 향해 점차적으로 작아짐에 따라 이물질이 포함된 흡입 공기의 유속을 점차 증가시킬 수 있다.
흡입 노즐(130)은 주행 경로상의 바닥에 있는 이물질을 노즐 바디(131)의 수용공간으로 신속하게 흡입할 수 있도록 바닥면에 밀착되어 있다.
흡입 노즐(130)은 유로연결부(134)를 통해 공기 흡입을 위한 흡입팬과 연통되게 연결되어, 공기의 흡입 압력을 형성할 수 있다. 흡입팬은 흡입모터와 연결되어, 흡입모터에 의해 회전 작동될 수 있다.
집진장치는 청소기 본체(100)의 내부에 장착된다. 집진장치는 흡입 노즐(130)과 연통되게 연결되어, 흡입 노즐(130)을 통해 흡입된 공기 중의 이물질을 집진하도록 이루어진다.
흡입 노즐(130)은 주행 중 바닥의 환경 변화에 따른 바닥의 높이 차이로 인해 발생하는 걸림 현상을 최소화할 수 있다.
이를 위해, 흡입 노즐(130)은 청소기 본체(100)에 대하여 승강 가능하게 장착된다. 흡입 노즐(130)은 바닥의 높이 변화에 따라 자유롭게 승강 가능하다.
본 발명의 흡입 노즐(130)은 장판 등과 같이 바닥이 딱딱한 하드 플로어(hard floor)를 기준으로 바닥면과 노즐 바디(131) 간의 높이에 대한 초기 위치를 설정할 수 있다.
또한, 흡입 노즐(130)은 주행방향을 기준으로 전후방향으로 스윙 가능하게 장착된다. 스윙이라 함은 원주방향을 따라 기설정된 각도 범위 내에서 회전하는 것을 의미한다.
흡입 노즐(130)은 높이 차이가 큰 노면의 변화에도 적극적으로 동작할 수 있도록 흡입 노즐(130)의 등반 각도가 기울어지는 가변동작 또는 스윙동작이 가능하도록 이루어진다.
본 발명의 흡입 노즐(130)은 플로팅 노즐(floating nozzle)이라고 명명할 수 있다. 플로팅 노즐이란 바닥의 높이 변화에 따라 승강하거나 전후방향으로 스윙 가능한 노즐을 의미한다.
본 발명에 따른 플로팅 노즐은 로봇 청소기뿐만 아니라 흡입된 공기 중의 이물질을 집진하는 청소기로 확장 적용이 가능하다.
이를 위해, 청소기 본체(100)에 가이드 홀더(140)가 구비되고, 흡입 노즐(130)에 가이드 돌기(137)가 구비될 수 있다. 청소기 본체(100)의 가이드 홀더(140)는 고정체이고, 흡입 노즐(130)의 가이드 돌기(137)는 이동체일 수 있다. 가이드 홀더(140)와 가이드 돌기(137)의 상호 작용에 의해 흡입 노즐(130)은 청소기 본체(100)에 대하여 승강 또는 스윙 동작할 수 있다.
가이드 홀더(140)는 가이드 돌기(137)를 수용하도록 이루어진다. 가이드 홀더(140)는 가이드 돌기(137)를 지지하도록 이루어진다.
가이드 홀더(140)는 가이드 돌기(137)의 승강 및 스윙 동작을 가이드하는 기능과 함께 가이드 돌기(137)의 승강동작에 의해 이동거리 및 스윙 동작에 의한 회전각도를 제한하는 기능을 수행한다.
가이드 홀더(140)는 플레이트 형태로 구성될 수 있다. 가이드 홀더(140)는 흡입 노즐(130)에 탈착 가능하게 장착될 수 있다. 가이드 홀더(140)는 돌출부(110)의 양쪽 측벽에 장착될 수 있다.
돌출부(110)의 양쪽 측벽에 장착부(111)가 각각 형성될 수 있다. 복수의 장착부(111) 각각은 상방향으로 개방되고, 측벽의 두께방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 장착부(111)는 하방향으로 막힌 구조로 이루어진다.
가이드 홀더(140)의 양측면에 슬라이드 홈(142)이 각각 형성될 수 있다. 슬라이드 홈(142)은 수직방향 또는 경사방향으로 연장될 수 있다. 본 실시예에서는 슬라이드 홈(142)은 수직방향으로 연장된 모습을 보여준다.
가이드 홀더(140)의 슬라이드 홈(142)은 장착부(111)의 양측 모서리에 상하방향으로 슬라이드 결합될 수 있다. 가이드 홀더(140)의 슬라이드 홈(142)은 장착부(111)의 양측 모서리에 끼워진 채로 장착부(111)의 내측을 향해 하강함으로 슬라이드 결합될 수 있다.
가이드 홀더(140)는 돌출부(110)의 장착부(111)에 슬라이드 결합됨으로, 청소기 본체(100)에 탈착 가능하게 장착될 수 있다.
가이드 홀더(140)의 하단부에 복수의 라운드부(136) 또는 경사부가 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 라운드부(136)가 가이드 홀더(140)의 하단부에 형성된 모습을 보여준다. 라운드부(136)는 원호 형상으로 둥글게 형성됨을 의미한다.
장착부(111)의 하단부에 복수의 라운드부(136) 또는 경사부가 형성될 수 있다. 장착부(111)의 하단부는 가이드 홀더(140)의 하단부와 대응되게 형성될 수 있다. 가이드 홀더(140)와 장착부(111)는 암수(Female-male) 형태로 결합될 수 있다.
이에 의하면, 가이드 홀더(140)의 하단부가 장착부(111)의 상부로 진입하기가 쉬워 조립성이 향상된다.
가이드 홀더(140)는 내측에 가이드 홈(1410)을 구비한다. 가이드 홈(1410)은 가이드 돌기(137)를 수용하도록 이루어진다. 가이드 홈(1410)은 가이드 돌기(137)보다 크기(또는 면적)가 더 크다.
가이드 홈(1410)은 가이드 돌기(137)와 마주보는 방향으로 가이드 홀더(140)의 일면에 오목하게 형성된다.
가이드 홈(1410)은 가이드 돌기(137)의 승강 동작 및 전후 스윙 동작을 가이드 하도록 이루어진다. 가이드 홈(1410)은 가이드 돌기(137)의 승강 거리 및 스윙 각도를 제한하도록 이루어진다.
가이드 홈(1410)은 상하방향으로 길이가 길게 연장될 수 있다.
가이드 홈(1410)은 복수의 제1가이드 면(1411,1412)과 복수의 제2가이드 면(1413,1414)으로 구성될 수 있다.
복수의 제1가이드 면(1411,1412)은 가이드 돌기(137)의 전방면과 마주하게 배치되는 전방 제1가이드 면(1411)과 가이드 돌기(137)의 후방면과 마주하게 배치되는 후방 제1가이드 면(1412)을 구비한다. 전방 제1가이드 면(1411)과 후방 제1가이드 면(1412) 각각은 수직방향으로 연장될 수 있다.
전방 제1가이드 면(1411)은 가이드 돌기(137)의 전후방향으로 양측면 중 하나의 측면과 접촉되어, 가이드 돌기(137)의 전후방향 회전 각도(스윙 각도)를 제한할 수 있다.
복수의 제2가이드 면(1413,1414)은 상부 제2가이드 면(1413)과 하부 제2가이드 면(1414)을 구비한다.
상부 제2가이드 면(1413)은 전방 제1가이드 면(1411)과 후방 제1가이드 면(1412) 각각의 상단을 연결하도록 이루어진다.
하부 제2가이드 면(1414)은 전방 제1가이드 면(1411)과 후방 제1가이드 면(1412) 각각의 하단을 연결하도록 이루어진다.
복수의 제2가이드 면(1413,1414) 각각은 기설정된 곡률을 갖는 곡면 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 복수의 제2가이드 면(1413,1414) 각각은 반원형 곡면 형태로 형성될 수 있다.
상부 제2가이드 면(1413)은 상방향으로 볼록하게 형성되고, 하부 제2가이드 면(1414)은 하방향으로 볼록하게 형성될 수 있다.
상부 제2가이드 면(1413)은 가이드 돌기(137)의 상부면과 마주하게 배치되어 접촉될 수 있다. 하부 제2가이드 면(1414)은 가이드 돌기(137)의 하부면과 마주하게 배치되어 접촉될 수 있다.
복수의 제2가이드 면(1413,1414) 각각은 가이드 돌기(137)의 상하 이동 거리를 제한할 수 있다.
가이드 돌기(137)는 노즐 바디(131)의 양쪽 측벽에서 가이드 홈(1410)을 향해 노즐 바디(131)의 길이방향으로 돌출되게 형성된다.
가이드 돌기(137)는 하부 곡면(1371), 상부 곡면(1372) 및 경사면을 구비할 수 있다.
하부 곡면(1371)은 하부 제2가이드 면(1414)과 대응되는 곡률로 형성될 수 있다.
하부 곡면(1371)은 하부 제2가이드 면(1414)과 유사한 크기의 직경을 가지며 원호 형상으로 형성될 수 있다. 하부 제2가이드 면(1414)은 하부 곡면(1371)을 감싸도록 이루어진다. 하부 곡면(1371)은 하부 제2가이드 면(1414)을 따라 회전 가능하게 맞닿을 수 있다.
하부 곡면(1371)은 하부 제2가이드 면(1414)에 회전 가능하게 형합될 수 있다.
하부 곡면(1371)은 하부 제2가이드 면(1414)에서 원주방향을 따라 슬라이드 가능하게 회전하도록 구성된다.
상부 곡면(1372)은 하부 곡면(1371)의 원호보다 직경이 작은 원호 형상으로 형성될 수 있다. 상부 곡면(1372)은 가이드 홈(1410)의 폭보다 직경이 작게 형성될 수 있다. 상부 곡면(1372)은 가이드 홈(1410)의 제1가이드 면에서 전후방향으로 이격되게 배치된다.
상부 곡면(1372)과 하부 곡면(1371) 사이의 높이는 가이드 홈(1410)의 상부 제2가이드 면(1413)과 하부 제2가이드 면(1414) 사이의 거리보다 작다. 상부 곡면(1372)은 상부 제2가이드 면(1413)에 접촉 가능하도록 상하방향으로 마주하게 배치되고, 하부 곡면(1371)은 하부 제2가이드 면(1414)에 접촉 가능하도록 상하방향으로 마주하게 배치된다.
복수의 경사면(1373,1374) 각각은 하부 곡면(1371)과 상부 곡면(1372) 각각의 일단을 연결하도록 경사지게 형성된다. 복수의 경사면(1373,1374)은 전방 경사면(1373)과 후방 경사면(1374)을 구비한다. 전방 경사면(1373)은 전방 제1가이드 면(1411)과 마주하는 방향으로 배치되고, 후방 경사면(1374)은 후방 제1가이드 면(1412)과 마주하는 방향으로 배치된다.
전방 경사면(1373)은 상부 곡면(1372) 및 하부 곡면(1371)의 중심을 지나는 수직선에 대하여 전방에서 후방을 향해 상향 경사지게 형성되고, 후방 경사면(1374)은 상기 수직선에 대하여 전방에서 후방을 향해 하향 경사지게 형성된다.
전방 경사면(1373) 및 후방 경사면(1374) 각각의 경사각도는 가이드 돌기(137)의 스윙(회전) 각도를 결정한다.
전방 경사면(1373) 및 후방 경사면(1374) 각각의 경사각도는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 본 실시예에서는 전방 경사면(1373) 및 후방 경사면(1374) 각각은 경사각도가 서로 동일하며 대칭인 모습을 보여준다.
전방 경사면(1373)의 경사각도가 클수록 노즐 바디(131)의 하향 기울어짐 각도는 청소기 본체(100)의 수평한 바닥면에 대하여 증가한다. 후방 경사면(1374)의 경사각도가 클수록 노즐 바디(131)의 등반(상향 기울어짐) 각도는 청소기 본체(100)의 수평한 바닥면에 대하여 증가한다.
흡입 노즐(130)의 전단부 하부와 후단부 하부에 라운드부(136) 또는 테이퍼부가 각각 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 흡입 노즐(130)의 전단부 하부와 후단부 하부에 라운드부(136)가 각각 형성된 모습을 보여준다.
흡입 노즐(130)의 측벽이 사각형이라고 가정하면, 라운드부(136)는 전방 모서리와 하부 모서리를 연결하는 전방 하부 코너에 위치한다. 또한, 라운드부(136)는 후방 모서리와 하부 모서리를 연결하는 후방 하부 코너에 위치한다.
이러한 구성에 의하면, 라운드부(136) 또는 테이퍼부는 주행 경로 상의 바닥면에서 전진 또는 후진 시 장애물을 만나거나 바닥면의 높이 변화에 따라 흡입 노즐(130)의 걸림 현상을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.
가이드 홈(1410)과 가이드 돌기(137) 사이에 완충 부재가 설치될 수 있다. 예를 들면, 완충부재는 가이드 돌기(137)의 외측면을 따라 연장되게 형성됨으로써, 가이드 돌기(137)의 승강 및 스윙 동작 시 가이드 홈(1410)과의 충돌로 인해 발생하는 충격을 완화할 수 있고 소음을 저감할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 도 9에서 흡입 노즐(130)이 청소기 본체(100)에 대하여 승강하는 모습을 보여주는 작동상태도이다.
본 발명의 가이드 돌기(137)는 가이드 홀더(140)의 일면에 오목하게 형성되는 가이드 홈(1410)에 수용되거나, 돌출부(110)의 양쪽 측벽에 관통 형성되는 가이드 홀(1510)에 수용될 수 있다. 도 13a 및 도 13b는 가이드 돌기(137)가 돌출부(110)의 양쪽 측벽에 형성된 가이드 홀(1510)에 수용된 모습을 보여준다.
도 13a는 흡입 노즐(130)이 청소기 본체(100)에 대하여 하강한 모습을 보여주고, 도 13b는 흡입 노즐(130)이 청소기 본체(100)에 대하여 상승한 모습을 보여준다.
가이드 돌기(137)의 하부 곡면(1371)은 직경이 가이드 홈(1410)의 폭과 대응되고, 가이드 홈(1410)은 수직방향으로 연장될 수 있다. 가이드 홈(1410)은 가이드 돌기(137)의 승강 동작을 전후방향으로 흔들림 없이 안정적으로 안내할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 가이드 돌기(137)가 가이드 홈(1410)을 따라 승강함으로써, 로봇 청소기는 주행 경로 상에서 바닥의 높이 변화에 따라 승강하게 된다. 따라서, 로봇 청소기는 바닥 환경의 높이 변화로 인해 발생하는 걸림 현상을 최소화할 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 도 6에서 흡입 노즐(130)이 청소기 본체(100)에 대하여 부분 승강하는 모습을 보여주는 작동상태도이다.
도 14a는 흡입 노즐(130)의 좌측 단부가 상승하고 흡입 노즐(130)의 우측 단부는 하강한 모습을 보여준다.
도 14b는 흡입 노즐(130)의 우측 단부가 상승하고 흡입 노즐(130)의 좌측 단부는 하강한 모습을 보여준다.
예를 들면, 장애물이 흡입 노즐(130)의 왼쪽에 위치하고, 장애물이 흡입 노즐(130)의 오른쪽에는 없을 경우에 도 14a에 도시한 바와 같이 흡입 노즐(130)의 좌측 단부가 상승하고, 흡입 노즐(130)의 우측 단부가 하강할 수 있다.
반대로, 장애물이 흡입 노즐(130)의 오른쪽에 위치하고, 장애물이 흡입 노즐(130)의 왼쪽에는 없을 경우에 도 14b에 도시한 바와 같이 흡입 노즐(130)의 우측 단부가 상승하고, 흡입 노즐(130)의 좌측 단부가 하강할 수 있다.
도 15a 및 도 15b는 도 9에서 흡입 노즐(130)이 청소기 본체(100)에 대하여 전후방향으로 스윙하는 모습을 보여주는 작동상태도이다.
도 15a는 가이드 돌기(137)의 상부 곡면(1372)이 하부 곡면(1371)을 중심으로 전방으로 회전됨에 따라, 흡입 노즐(130)이 전방향으로 회전하고 노즐 바디(131)의 전단부가 하방향으로 기울어진 모습을 보여준다. 도 15a는 예를 들면 로봇 청소기의 주행 경로의 바닥면이 하향 경사지거나 바닥면의 높이가 높은 곳에서 낮으로 곳으로 이동하는 경우에 흡입 노즐(130)이 청소기 본체(100)에 대하여 하향 경사지게 전방향으로 회전한 모습을 보여준다.
도 15b는 가이드 돌기(137)의 상부 곡면(1372)이 하부 곡면(1371)을 중심으로 후방으로 회전됨에 따라, 흡입 노즐(130)이 후방향으로 회전하고 노즐 바디(131)의 전단부가 상방향으로 들린 모습을 보여준다. 도 15b는 예를 들면 로봇 청소기의 주행 경로의 바닥면이 상향 경사지거나 바닥면의 높이가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하는 경우에 흡입 노즐(130)이 청소기 본체(100)에 대하여 상향 경사지게 후방향으로 회전한 모습을 보여준다.
이러한 구성에 의하면, 흡입 노즐(130)은 바닥면의 높이 변화에 따라 노즐 바디(131)의 전단부 또는 후단부가 청소기 본체(100)의 바닥면에 대하여 하향 경사지게 기울어지거나 상방향으로 들림으로써, 흡입 노즐(130)의 등반 각도가 가변하여 높이 차이가 큰 노면의 변화에도 적극적으로 동작할 수 있어서 주행 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
흡입 노즐(130)이 상향 경사지게 기울어지는 것(후방향으로 회전하는 것)은 주행 경로상의 바닥면에서 전진 시 바닥면의 높이가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하는 경우에 흡입 노즐(130)의 전단부가 후단부에 비해 들림으로써 걸림 현상을 해소할 수 있을 뿐만 아니라 전진 시 등반 각도가 가변하여 주행 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
흡입 노즐(130)이 하향 경사지게 기울어지는 것(전방향으로 회전하는 것)은 주행 경로상의 바닥면에서 후진 시 바닥면의 높이가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동하는 경우에 흡입 노즐(130)의 후단부가 전단부에 비해 들림으로써 걸림 현상을 해소할 수 있을 뿐만 아니라 후진 시에도 등반 각도가 가변하여 주행 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 16은 도 15b에서 후방향으로 회전된 가이드 돌기가 상승 시 수평하게 보정되는 효과를 설명하기 위한 작동상태도이다.
도 16의 위쪽 그림은 흡입 노즐(130)이 청소기 본체(100)에 대하여 후방향으로 회전된 상태에서 상승한 모습을 보여준다.
가이드 돌기(137)의 상부 곡면(1372)은 후방 제1가이드 면(1412)의 상단에서 더 상승하면 상부 제2가이드 면(1413)의 우측단을 지나 상부 제2가이드 면(1413)의 최고 정점을 향해 회전한다.
가이드 돌기(137)의 상부 곡면(1372)의 곡률 중심과 하부 곡면(1371)의 곡률 중심을 지나는 중심선은 상부 제2가이드 면(1413)의 최고 정점에서 가이드 홈(1410)의 수직방향 중심선과 일치할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 가이드 돌기(137)가 스윙된 상태에서 가이드 홈(1410)의 최고 정점까지 상승 시 노즐 바디(131)가 기울어짐 상태에서 수평 상태로 변화됨으로써, 바닥의 환경 변화에도 흡입 노즐(130)의 면압 유지 및 흡입 압력을 상승시킬 수 있다. 흡입 노즐(130)의 스윙 동작은 등반 각도를 가변시켜 주행 성능을 향상시키나, 흡입 노즐(130)의 흡입 성능을 감소할 수 있다.
따라서, 가이드 돌기(137)가 가이드 홈(1410)의 최고 정점으로 상승 시 흡입 노즐(130)의 기울어짐 상태에서 수평 상태로의 보정은 흡입 노즐(130)의 흡입 성능을 향상시킬 수 있다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드 돌기(200) 및 가이드 홀더(210)의 변형 예를 보여주는 개념도이다.
본 실시예에서는 가이드 돌기(200)가 원형으로 형성되고, 가이드 홈(2110)은 하늘에서 중력방향으로 낙하하는 물방울 형상과 유사하다. 가이드 돌기(200)는 흡입 노즐(130)에 구비되고, 가이드 홈(2110)은 청소기 본체(100)에 구비될 수 있다.
가이드 홈(2110)은 전방 제1가이드 면(2111), 후방 제1가이드 면(2112), 상부 제2가이드 면(2113) 및 하부 제2가이드 면(2114)을 포함한다.
전방 제1가이드 면(2111)은 상부 제2가이드 면(2113)과 하부 제2가이드 면(2114) 각각의 왼쪽 단부를 연결하도록 전방에서 후방을 향해 상향 경사지게 형성된다.
후방 제1가이드 면(2112)은 상부 제2가이드 면(2113)과 하부 제2가이드 면(2114) 각각의 오른쪽 단부를 연결하도록 전방에서 후방을 향해 하향 경사지게 형성된다.
전방 제1가이드 면(2111)과 후방 제1가이드 면(2112)은 서로 대칭되게 형성될 수 있다.
상부 제2가이드 면(2113) 및 하부 제2가이드 면(2114)은 반원형의 원호 형상으로 형성될 수 있다. 상부 제2가이드 면(2113)은 하부 제2가이드 면(2114)보다 곡률 반경이 작다. 상부 제2가이드 면(2113)의 직경이 하부 제2가이드 면(2114)의 직경보다 더 작다.
원형의 가이드 돌기(200)는 흡입 노즐(130)의 양쪽 측벽에서 가이드 홀더(210)의 가이드 홈(2110)을 향해 돌출되게 형성될 수 있다.
가이드 돌기(200)의 직경은 하부 제2가이드 면(2114)의 직경보다 더 작다.
원형의 가이드 돌기(200)는 가이드 홈(2110)에 수용되어 승강하거나 전후방향으로 스윙 가능하게 장착될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 가이드 돌기(200)가 가이드 홈(2110)을 따라 승강하거나 전후방향으로 회전함으로써, 흡입 노즐(130)은 청소기 본체(100)에 대하여 승강 및 스윙 동작이 가능하다.
예를 들면, 로봇 청소기가 주행 경로 상의 바닥면이 상향 경사지거나 낮은 곳에서 높은 곳으로 주행 시, 가이드 돌기(200)는 가이드 홈(2110)의 하부 제2가이드 면(2114)을 따라 후방을 향해 회전 이동할 수 있다. 가이드 돌기(200)는 시계방향으로 회전한다.
가이드 돌기(200)가 시계방향으로 회전하면, 흡입 노즐(130)의 전단부는 후단부에 비해 상승하면서 주행방향을 향해 상향 경사지게 된다.
반대로, 로봇 청소기가 주행 경로 상의 바닥면이 하향 경사지거나 높은 곳에서 낮은 곳으로 주행 시, 가이드 돌기(200)는 가이드 홈(2110)의 하부 제2가이드 면(2114)을 따라 전방을 향해 회전 이동할 수 있다. 가이드 돌기(200)는 반시계방향으로 회전한다.
가이드 돌기(200)가 반시계방향으로 회전하면, 흡입 노즐(130)의 후단부는 전단부에 비해 상승하면서 주행방향을 향해 하향 경사지게 된다.
기타 구성은 전술한 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가이드 돌기(300) 및 가이드 홀더(310)의 변형 예를 보여주는 개념도이다.
본 실시예에서는 가이드 돌기(300)가 역삼각형으로 형성되고, 가이드 홈(3110)은 세로가 가로에 비해 더 긴 직사각형으로 형성된 모습을 보여준다. 가이드 돌기(300)는 흡입 노즐(130)에 구비되고, 가이드 홈(3110)은 청소기 본체(100)에 구비될 수 있다.
가이드 홈(3110)은 전방 제1가이드 면(3111), 후방 제1가이드 면(3112), 상부 제2가이드 면(3113) 및 하부 제2가이드 면(3114)을 포함한다.
전방 제1가이드 면(3111)은 상부 제2가이드 면(3113)과 하부 제2가이드 면(3114) 각각의 왼쪽 단부를 연결하도록 수직하게 연장된다.
후방 제1가이드 면(3112)은 상부 제2가이드 면(3113)과 하부 제2가이드 면(3114) 각각의 오른쪽 단부를 연결하도록 수직하게 연장된다.
전방 제1가이드 면(3111)과 후방 제1가이드 면(3112)은 서로 대칭되게 형성될 수 있다.
상부 제2가이드 면(3113) 및 하부 제2가이드 면(3114) 각각은 수평하게 형성될 수 있다. 전방 및 후방 제1가이드 면(3112)과 상부 및 하부 제2가이드 면(3114) 각 모서리의 코너는 라운드지게 형성될 수 있다.
가이드 돌기(300)는 역삼각형으로 형성되고, 역삼각형의 각 모서리는 라운드지게 형성될 수 있다.
가이드 돌기(300)는 상부 평면부(301), 하부 곡면부(302), 전방 경사면(303) 및 후방 경사면(304)을 구비한다.
상부 평면부(301)의 길이는 하부 곡면부(302)의 직경보다 더 길다.
전방 경사면(303)은 상부 평면부(301)와 하부 곡면부(302)의 좌측 단부를 연결하도록 경사지게 형성된다. 전방 경사면(303)은 전방에서 후방을 향해 하향 경사지게 형성된다.
후방 경사면(304)은 상부 평면부(301)와 하부 곡면부(302)의 우측 단부를 연결하도록 경사지게 형성된다. 후방 경사면(304)은 전방에서 후방을 향해 상향 경사지게 형성된다.
역삼각형의 가이드 돌기(300)는 가이드 홈(3110)에 수용되어 승강하거나 전후방향으로 스윙 가능하게 장착될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 가이드 돌기(300)가 가이드 홈(3110)을 따라 승강하거나 전후방향으로 회전함으로써, 흡입 노즐(130)이 청소기 본체(100)에 대하여 승강 및 전후 스윙 동작이 가능하다.
예를 들면, 로봇 청소기가 주행 경로 상의 바닥면이 상향 경사지거나 낮은 곳에서 높은 곳으로 주행 시, 가이드 돌기(300)의 하부 곡면부(302)는 역삼각형의 무게중심을 중심으로 전방으로 회전할 수 있다.
가이드 돌기(300)의 전방 경사면(303)은 가이드 홈(3110)의 전방 제1가이드 면(3111)에 접촉될 수 있다.
가이드 돌기(300)가 시계방향으로 회전하면, 흡입 노즐(130)의 전단부는 후단부에 비해 상승하면서 주행방향을 향해 상향 경사지게 된다.
반대로, 로봇 청소기가 주행 경로 상의 바닥면이 하향 경사지거나 높은 곳에서 낮은 곳으로 주행 시, 가이드 돌기(300)의 하부 곡면부(302)는 역삼각형의 무게중심을 중심으로 후방으로 회전할 수 있다.
가이드 돌기(300)의 후방 경사면(304)은 가이드 홈(3110)의 후방 제1가이드 면(3112)에 접촉될 수 있다.
가이드 돌기(300)가 반시계방향으로 회전하면, 흡입 노즐(130)의 후단부는 상단부에 비해 상승하면서 주행방향을 향해 하향 경사지게 된다.
기타 구성은 전술한 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 가이드 돌기(137)가 가이드 홈(1410)에 수용된 상태로 상하방향으로 슬라이드 가능하게 장착됨으로써, 흡입 노즐(130)은 바닥의 높이 변화에 따라 청소기 본체(100)에 대하여 승강 가능하여 주행 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 가이드 돌기(137)의 전방면과 후방면이 가이드 홈(1410)의 전방면과 후방면에 대하여 경사지게 형성되어, 가이드 돌기(137)가 가이드 홈(1410)에 수용된 상태로 청소기 본체(100)에 대하여 전후방향으로 회전 가능하다.
따라서, 흡입 노즐(130)은 청소기 본체(100)에 대하여 전후방향으로 스윙 가능하여 로봇 청소기의 전진 및 후진 시 흡입 노즐(130)의 등반 각도가 가변됨에 따라, 높이 차이가 큰 노면의 변화에도 적극적으로 동작할 수 있고, 주행 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
아울러, 가이드 돌기(137)가 가이드 홈(1410)의 최고 정점으로 상승 시 가이드 돌기(137)의 원형 상부 곡면(1372)이 직경이 더 큰 원형으로 형성된 가이드 홈(1410)의 상부 제2가이드 면(3113)에 내접하면서 상부 제2가이드 면(3113)을 따라 최고 정점까지 회전할 수 있다.
따라서, 가이드 돌기(137)가 가이드 홈(1410)의 최고 정점에서 가이드 돌기(137)의 스윙 상태에서 수직방향으로 회전 이동함으로써, 흡입 노즐(130)이 기울어진 상태에서 수평상태로 자동 조정되어, 흡입 노즐(130)의 흡입 성능 및 청소 성능을 향상시킬 수 있다. 흡입 노즐(130)은 바닥면과 평행하거나 수평상태로 가까워질 때 면압 및 흡입 압력이 극대화된다.
상술한 실시예에서는, 가이드 홀더(140,210,310)가 청소기 본체(100)에 구비되고, 가이드 돌기(137,200,300)가 흡입 노즐(130)에 구비되어 가이드 홀더(140,210,310)와 가이드 돌기(137,200,300)의 상호 작용에 의해 흡입 노즐(130)이 청소기 본체(100)에 대하여 승강 및 전후방향으로 스윙 가능한 구조를 중심으로 설명하였다.
한편, 가이드 홀더가 흡입 노즐(130)에 구비되고, 가이드 돌기가 청소기 본체(100)에 구비될 수도 있다. 이 경우 흡입 노즐(130)의 가이드 홀더는 이동체이고, 청소기 본체(100)의 가이드 돌기는 고정체일 수 있다. 이 경우에도 가이드 홀더와 가이드 돌기의 상호 작용에 의해 흡입 노즐(130)의 승강 및 스윙 동작이 가능하다. 기타 구성 요소는 상술한 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
제1실시예
100 : 청소기 본체 110 : 돌출부
111 : 장착부 120 : 주행 휠
121 : 보조 휠 130 : 흡입 노즐
131 : 노즐 바디 132 : 흡입구
133 : 에지테이터 134 : 유로연결부
135 : 보조 브러쉬 136 : 라운드부
137 : 가이드 돌기 1371 : 하부 곡면
1372 : 상부 곡면 1373 : 전방 경사면
1374 : 후방 경사면 140 : 가이드 홀더
1410 : 가이드 홈 1411 : 전방 제1가이드 면
1412 : 후방 제1가이드 면 1413 : 상부 제2가이드 면
1414 : 하부 제2가이드 면 142 : 슬라이드 홈
143 : 라운드부
제2실시예
200 : 가이드 돌기 210 : 가이드 홀더
2110 : 가이드 홈 2111 : 전방 제1가이드 면
2112 : 후방 제1가이드 면 2113 : 상부 제2가이드 면
2114 : 하부 제2가이드 면
제3실시예
300 : 가이드 돌기 301 : 상부 평면부
302 : 하부 곡면부 303 : 전방 경사면
304 : 후방 경사면 310 : 가이드 홀더
3110 : 가이드 홈 3111 : 전방 제1가이드 면
3112 : 후방 제1가이드 면 3113 : 상부 제2가이드 면
3114 : 하부 제2가이드 면

Claims (17)

  1. 내부에 복수의 가이드 홀더(140, 310)를 구비하고, 자율 주행하는 청소기 본체(100); 및
    길이방향으로 양쪽 측벽에서 상기 복수의 가이드 홀더(140, 310) 각각을 향해 돌출되어 상기 복수의 가이드 홀더(140, 310) 각각의 내측에 수용되는 가이드 돌기(137, 300)를 구비하고, 상기 청소기 본체(100)에 대하여 승강 및 전후방향으로 스윙 가능하게 장착되는 흡입 노즐(130)을 포함하고,
    상기 복수의 가이드 홀더(140, 310) 각각은,
    상기 가이드 돌기(137, 300)를 수용하여 상기 가이드 돌기(137, 300)의 상하 이동 및 전후방향으로 회전 동작을 가이드 하는 가이드 홈(1410, 3110)을 구비하고,
    상기 가이드 돌기(137, 300)는 상기 흡입 노즐(130)의 전후방향 회전 시 상기 가이드 홈(1410, 3110)에 접촉되는 복수의 경사면(1373, 1374, 303, 304)을 구비하고, 상기 복수의 경사면(1373, 1374, 303, 304) 각각은 상기 가이드 홈(1410, 3110)의 일측면에 대하여 경사지게 형성되는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 가이드 홀더(140, 310) 각각의 일측 면에 형성되는 상기 가이드 홈(1410, 3110)은 상기 가이드 돌기(137, 300)와 마주보는 방향으로 개방되고,
    상기 가이드 홈(1410, 3110)과 반대로 향하는 상기 복수의 가이드 홀더(140, 310) 각각의 타측 면은 막힌 구조로 이루어지는 로봇 청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 홈(1410)은 상기 가이드 홈(1410)의 폭이 상하방향으로 갈수록 일정하게 유지되고,
    상기 가이드 돌기(137)는 폭이 하부에서 상부로 갈수록 좁아지게 형성되고, 상기 가이드 돌기(137)의 하부는 상기 가이드 홈(1410)의 하부와 대응되는 크기로 형성되는 로봇 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 홈(1410)은 상하방향으로의 길이가 폭에 비해 길게 연장되고,
    상기 가이드 돌기(137)의 상단부 및 하단부 각각은 상기 가이드 홈(1410)의 상단부 및 하단부와 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 가이드 돌기(137)의 상단부 폭은 상기 가이드 홈(1410)의 상단부 폭보다 더 작은 로봇 청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 홈(1410)은,
    상하방향으로 나란하게 연장되고, 상기 가이드 돌기(137)의 전후방향으로 양측면 중 하나의 측면과 접촉되어 상기 가이드 돌기의 전후방향 회전 각도를 제한하는 복수의 제1가이드 면(1411, 1412); 및
    원호 형상의 곡면 형태로 형성되고, 상기 복수의 제1가이드 면(1411, 1412) 각각의 상단과 하단을 연결하고, 상기 가이드 돌기의 상하방향으로 양단부 중 일단부와 접촉되어 상기 가이드 돌기의 상하 이동 거리를 제한하는 복수의 제2가이드 면(1413, 1414)을 포함하는 로봇 청소기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 돌기(137)는,
    원호 형상으로 형성되고, 상기 가이드 홈(1410)의 내측에서 원주방향을 따라 슬라이드 가능하게 회전하는 하부 곡면(1371);
    상기 하부 곡면(1371)의 원호보다 직경이 작은 원호 형상으로 형성되고, 상기 가이드 홈(1410)의 내부에서 상기 하부 곡면(1371)을 중심으로 회전되는 상부 곡면(1372); 및
    상기 하부 곡면(1371)과 상기 상부 곡면(1372) 각각의 양단을 연결하는 복수의 상기 경사면(1373, 1374)을 포함하는 로봇 청소기.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 홈(3110)은 폭이 상기 가이드 홀더(310)의 하부에서 상부로 갈수록 일정하게 형성되고,
    상기 가이드 돌기(300)는 상기 복수의 경사면(303, 304) 사이의 폭이 상기 가이드 홀더(310)의 하부에서 상부로 갈수록 넓어지게 형성되는 로봇 청소기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 청소기 본체(100)의 저면에서 상방향으로 돌출되고 내측에 주행 경로상의 바닥면과 연통되는 연통홀(111)을 구비하는 돌출부(110)를 더 포함하고,
    상기 복수의 가이드 홀더(140)의 양측면에 각각 슬라이드 홈(142)이 형성되어, 상기 복수의 가이드 홀더(140) 각각은 상기 돌출부(110)의 양쪽 측벽에 슬라이드 가능하게 결합되는 로봇 청소기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 노즐(130)의 길이방향으로 양단부 각각은 상기 청소기 본체(100)에 대하여 서로 독립적으로 승강 가능한 구조로 이루어지는 로봇 청소기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 노즐(130) 하부의 전단부와 후단부 각각에 테이퍼부가 경사지게 형성되거나 라운드부(136)가 둥글게 형성되는 로봇 청소기.
  12. 내부에 복수의 가이드 홀더(140)를 구비하고, 자율 주행하는 청소기 본체(100); 및
    길이방향으로 양쪽 측벽에서 상기 복수의 가이드 홀더(140) 각각을 향해 돌출되어 상기 복수의 가이드 홀더(140) 각각의 내측에 수용되는 가이드 돌기(137)를 구비하고, 상기 청소기 본체(100)에 대하여 승강 및 전후방향으로 스윙 가능하게 장착되는 흡입 노즐(130)을 포함하고,
    상기 복수의 가이드 홀더(140) 각각은 상기 가이드 돌기(137)의 상하 이동 및 전후방향으로 회전 동작을 가이드하는 가이드 홈(1410)을 구비하고,
    상기 가이드 돌기(137)는,
    원호 형상으로 형성되고, 상기 가이드 홈(1410)의 내측에서 원주방향을 따라 슬라이드 가능하게 회전하는 하부 곡면(1371);
    상기 하부 곡면(1371)의 원호보다 직경이 작은 원호 형상으로 형성되고, 상기 하부 곡면(1371)에서 상방향으로 이격되게 형성되는 상부 곡면(1372); 및
    상기 하부 곡면(1371)과 상기 상부 곡면(1372) 각각의 양단을 연결하고, 상기 가이드 홈(1410)의 일측면에 대하여 경사지게 형성되는 복수의 경사면(1373, 1374)을 포함하고,
    상기 흡입 노즐(130)의 스윙 시 상기 상부 곡면(1372)은 상기 가이드 홈(1410)의 내측에서 상기 하부 곡면(1371)을 중심으로 상기 전후방향으로 회전하고, 상기 복수의 경사면(1373, 1374)은 상기 흡입 노즐(130)의 전후방향 회전 시 상기 가이드 홈(1410)에 접촉되는 로봇 청소기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가이드 홈(1410)은,
    전방 제1가이드 면(1411);
    상기 전방 제1가이드 면(1411)과 전후방향으로 마주보게 배치되고, 상기 전방 제1가이드 면(1411)과 함께 상기 가이드 돌기(137)의 전후방향 회전 각도를 제한하는 후방 제1가이드 면(1412);
    상기 하부 곡면(1371)과 대응되는 크기의 원호 형상으로 형성되고, 상기 전방 및 후방 제1가이드 면(1411, 1412) 각각의 일단을 연결하는 하부 제2가이드 면(1414);
    상기 하부 제2가이드 면(1414)으로부터 상기 하부 곡면(1371)과 상기 상부 곡면(1372) 사이의 높이보다 상방향으로 더 높게 이격되며, 상기 상부 곡면(1372)보다 직경이 큰 원호 형상으로 형성되고, 상기 전방 및 후방 제1가이드 면(1411, 1412) 각각의 타단을 연결하는 상부 가이드 면(1413)을 포함하는 로봇 청소기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 가이드 홈(1410)의 상단부는 반원 형상으로 형성되고,
    상기 가이드 돌기(137)는,
    상기 상부 곡면(1372)이 상기 가이드 홈(1410)의 상단부 일측에서 원호의 최고 정점을 향해 원주방향을 따라 회전 이동하며, 상기 흡입 노즐(130)의 전후방향 기울어짐은 수평하게 자동 조정되는 로봇 청소기.
  15. 내부에 돌출부(110)와, 상기 돌출부(110)의 양쪽 측벽에서 돌출되는 복수의 가이드 돌기를 구비하고, 자율 주행하는 청소기 본체(100); 및
    내측에 에지테이터(133)를 수용하고, 상기 복수의 가이드 돌기 각각을 수용하도록 길이방향으로 양쪽 측벽에 각각 오목하게 형성되는 가이드 홈을 구비하고, 상기 청소기 본체에 대하여 승강 및 전후방향으로 스윙 가능하게 장착되는 흡입 노즐(130)을 포함하고,
    상기 가이드 홈은 상기 가이드 돌기를 수용한 채로 승강 및 전후방향으로 회전되고, 상기 가이드 돌기와의 접촉됨에 따라 상기 가이드 홈의 승강 거리 및 회전 각도가 제한되고,
    상기 가이드 돌기는 상기 흡입 노즐(130)의 전후방향 회전 시 상기 가이드 홈에 접촉되는 경사면을 구비하고, 상기 경사면은 가이드 홈의 일측면에 대하여 경사지게 형성되는 로봇 청소기.
  16. 내부에 복수의 가이드 홀을 구비하고, 자율 주행하는 청소기 본체(110); 및
    길이방향으로 양쪽 측벽에서 상기 복수의 가이드 홀 각각을 향해 돌출되어 상기 복수의 가이드 홀 각각의 내측에 수용되는 가이드 돌기(137)를 구비하고, 상기 청소기 본체(110)에 대하여 승강 및 전후방향으로 스윙 가능하게 장착되는 흡입 노즐(130)을 포함하고,
    상기 복수의 가이드 홀은 상기 가이드 돌기의 승강 및 전후방향 회전 각도를 제한하고,
    상기 가이드 돌기는 상기 흡입 노즐(130)의 전후방향 회전 시 상기 가이드 홀에 접촉되는 경사면을 구비하고, 상기 경사면은 상기 가이드 홀의 일측면에 대하여 경사지게 형성되는 로봇 청소기.
  17. 제1항, 제12항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드 돌기(137, 300)의 외측면에 상기 가이드 홈(1410, 3110)과의 접촉 시 충격을 완화하기 위한 완충부재가 구비되는 로봇 청소기.
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