KR102309306B1 - 로봇 청소기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡입부가 구비되는 본체; 상기 본체를 이동시키고, 상기 본체에 대해서 상하로 높이가 변화되는 주 바퀴; 상기 본체의 전방 또는 후방에 마련되고, 상기 본체에 대해서 높이가 고정되는 보조 바퀴; 및 상기 본체에 마련되고, 상기 본체의 전방 및 후방 방향으로 회전하면서 바닥면으로부터 상기 본체의 높이를 변화시키는 구동 부재 어셈블리;를 포함하고, 상기 구동 부재 어셈블리는 전방으로 회전할 때와 후방으로 회전할 때에 타격 반경이 상이한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기를 제공한다.

Description

로봇 청소기{Robot Cleaner}
본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장애물을 용이하게 통과할 수 있는 로봇 청소기에 관한 것이다.
일반적으로 진공 청소기는, 청소기 본체 내부에 구비되어 공기 흡입력을 발생시키는 공기 흡입장치의 구동에 의해, 외부에서 이물질이 포함된 공기를 흡입한 후, 이물질을 분리하여 집진하는 장치이다.
상기의 기능을 수행하는 진공 청소기는, 사용자에 의해 직접 조작되는 수동 진공 청소기, 그리고 사용자의 조작없이 스스로 청소를 수행하는 로봇 청소기로 분류된다. 로봇 청소기는 청소면을 자율적으로 주행하면서 청소면에 놓여 있는 다양한 이물질을 흡입하는 기능을 수행한다.
미국 공개특허공보 US20140166375A에 따르면, 바퀴가 회전하면서 바닥면을 타격하는 부재를 구비해서 장애물을 통과하는 기술을 게시한다. 그러나 종래 기술에 따르면 바닥면을 타격할 때에 일정한 궤적만을 제공하기 때문에, 극복가능한 장애물이 제한될 수 있다. 구체적으로 종래 기술에 따르는 로봇 청소기는 특정 장애물은 벗어날 수 있지만, 다른 장애물에서는 벗어나지 못하는 경우가 많았다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 장애물을 안정적으로 통과할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 다양한 형태의 장애물에 걸려서 주행이 중단되는 것을 방지할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.
일반적인 로봇 청소기에서 주 바퀴의 서스펜션 기능을 위해 적용하고 있는 스프링은 변위와 하중에 대한 선형성을 가지고 있어, 주 바퀴가 바닥에 빠져있는 상황에서 스프링 복원력은 길어진 스트로크에 의해 현저히 작아지고, 충분한 접지 반력(수직항력)을 발휘하지 못한다. 따라서 주 바퀴에 충분한 마찰력을 제공하지 못해서 주 바퀴가 헛도는 현상이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 발명은 주 바퀴가 이등가능한 범위보다 긴 링크부를 구비해서, 로봇 청소기가 장애물에서 빠져나올 수 있는 기술을 제공한다.
본 발명은 회전형 모터와 모터에 의해서 동작되는 링크부를 포함한다. 이때 상기 모터를 구동시키는 시점을 판단하기 위해서, 센서부를 포함할 수 있다. 상기 센서부는 주 바퀴의 회전에 관한 정보를 제어부에 전달하고, 제어부는 링크부의 회전 시점을 판단할 수 있다.
본 발명은 흡입부가 구비되는 본체; 상기 본체를 이동시키고, 상기 본체에 대해서 상하로 높이가 변화되는 주 바퀴; 상기 본체의 전방 또는 후방에 마련되고, 상기 본체에 대해서 높이가 고정되는 보조 바퀴; 및 상기 본체에 마련되고, 상기 본체의 전방 및 후방 방향으로 회전하면서 바닥면으로부터 상기 본체의 높이를 변화시키는 구동 부재 어셈블리;를 포함한다.
구동 부재 어셈블리는 회전력을 제공하는 모터와, 모터에 의해서 회전되는 링크부를 포함할 수 있다. 링크부가 동작되지 않는 동안에, 링크부는 본체의 하면에 마련된 리세스에 수용되어서, 링크부와 본체의 하면보다 하측으로 노출되지 않는다. 따라서 본체가 이동될 때에 링크부가 본체의 이동에 방해가 되지 않는다.
링크부는 제1링크와 제2링크로 구성되는데, 제2링크는 제1링크에 대해서 일 방향으로는 회전이 가능하되, 타 방향으로는 회전이 불가하다. 예를 들어, 제2링크는 제1링크에 마련된 회전축에 대해서 시계 방향으로는 회전이 가능한데, 반 시계 방향으로는 회전이 불가하다. 따라서 링크부가 본체에 대해서 회전될 때에 시계 방향으로 회전하는 경우와 반 시계 방향으로 회전되는 경우에 접촉이 타격이 가능한 반경이 상이해서, 서로 다른 형태의 동작이 가능하다. 따라서 다양한 장애물로부터 벗어나서, 본체의 주행 성능이 향상될 수 있다.
본 발명에 따르면 로봇 청소기가 장애물을 안정적으로 통과할 수 있다. 본 발명에 따르면 장애물에 의해서 로봇 청소기의 주행이 중단되지 않고 청소가 수행될 수 있다.
특히 로봇 청소기를 이동시키는 바퀴 이외에 바닥을 다양하게 타격하는 부재를 구비해서, 다양한 형태의 장애물이 본체의 하부에 놓인 상태에서 장애물로부터 쉽게 벗어날 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 하면을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 일부를 구체적으로 설명한 도면.
도 3은 일 실시예의 제어 블록도.
도 4는 일 실시예의 요부를 설명한 도면.
도 5는 도 4의 분해 사시도.
도 6은 구동 부재 어셈블리가 전방을 향해서 회전하는 내용을 설명한 도면.
도 7은 구동 부재 어셈블리가 후방을 향해서 회전하는 내용을 설명한 도면.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 하면을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 일부를 구체적으로 설명한 도면이다. 이하 도 1 및 2를 참조해서 설명한다.
본 발명의 일 실시예는 외관을 형성하는 본체(10), 상기 본체(10)에 설치되는 먼지 흡입부와 먼지 저장부, 상기 본체(10)를 이동시키는 주 바퀴(40)를 포함한다.
상기 먼저 흡입부는 상기 본체(10)의 내부에 설치되어서, 외부로부터 먼지 등이 흡입될 수 있는 흡입력을 제공할 수 있다. 상기 먼지 저장부는 상기 본체(10)의 내부에 설치되어서, 상기 먼지 흡입부를 통해서 흡입된 먼지 등의 이물질이 저장될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 상기 먼지 저장부에 먼지 등의 이물질이 쌓이게 되면 사용자는 상기 먼지 저장부를 상기 본체(10)로부터 탈거시켜서 상기 먼지 저장부 내의 이물질을 제거할 수 있다.
상기 본체(10)의 하부에는 상기 본체(10)를 전후로 이동시키거나 회전이 가능하도록 회전하는 주 바퀴(40)가 구비될 수 있다. 이때 상기 주 바퀴(40)가 회전되면서 상기 본체(10)는 방향을 전환하거나 전방 또는 후방으로 이동할 수 있다. 이때 상기 주 바퀴(40)는 상기 본체(10)의 좌측 및 우측에 서로 독립적으로 구비되어, 좌측 및 우측은 서로 독립적으로 구동될 수 있다.
한편 로봇 청소기는 상기 본체(10)의 일 측을 지지하고 상기 주 바퀴(40)에 의한 상기 본체(10)의 이동을 보조하는 전방 보조 바퀴(20)를 구비한다.
상기 흡입부(14)는 상기 본체(10)에 구비되어 회전되면서 청소가 이루어지는 바닥면에 접촉하는 에지테이터, 상기 본체(10)에 형성되어 상기 본체(10) 내측에서 발생된 흡입력에 의해서 외부의 이물질을 흡입할 수 있는 흡입구 등을 포함할 수 있다.
한편 상기 주 바퀴(40)의 후방에는 상기 본체(10)의 타측을 지지하도록 후방 보조 바퀴(30)가 마련될 수 있다. 상기 전방 보조 바퀴(20)와 상기 후방 보조 바퀴(30)는 상기 본체(10)에 대해 수평 방향으로 회전이 자유롭게 가능하도록 마련된다. 한편 상기 전방 보조 바퀴(20) 및 상기 후방 보조 바퀴(30)는 상기 본체(10)에 대해 높이가 고정되도록 마련된다.
한편 상기 주 바퀴(40)는 상기 본체(10)에 대해서 수평 방향으로 회전이 가능하지는 않지만, 양측에 두 개의 바퀴로 구성되어 있고, 양측의 바퀴가 서로 다른 회전 속도로 회전하거나 서로 다른 회전 방향으로 회전해서 상기 본체(10)가 어느 좌측 또는 우측으로 회전이 가능하도록 한다. 또한 상기 주 바퀴(40)는 상기 본체(10)가 바닥면으로부터 높이가 달라지도록, 상기 본체(10)에 대해서 상하 방향으로 움직일 수 있다. 상기 주 바퀴(40)가 바닥면으로 하강되는 경우에, 상기 본체(10)는 바닥면으로부터 높이가 상승되고, 상기 주 바퀴(40)가 바닥면으로부터 상승되는 경우에, 상기 본체(10)는 바닥면으로부터 높이가 감소할 수 있다.
또한 상기 주 바퀴(40)는 상기 본체(10)의 양측에 각각 구비되는데, 각각의 주 바퀴(40)의 높이가 서로 달라질 수 있다. 상기 본체(10)가 좌측과 우측에 높이가 서로 다른 바닥면을 통과하거나 장애물을 통과할 때에, 낮은 측에 위치한 주 바퀴는 상기 본체에 대해서 하강하는 반면에 높은 측에 위치한 주 바퀴는 상기 본체에 대해서 상승될 수 있다. 결과적으로 로봇 청소기가 해당 위치를 통과할 때에 상기 본체(10)의 수평이 유지될 수 있다.
상기 본체(10)의 일측에는 사이드 브러시 어셈블리(100)가 구비된다. 상기 사이드 브러시 어셈블리(100)는 브러시가 회전되면서, 상기 본체(10)의 바닥을 벗어난 위치에 있는 장애물이나 벽에 맞닿아 있는 장애물을 이동시켜서 상기 흡입부(14)로 흡입될 수 있도록 한다. 상기 사이드 브러시 어셈블리(100)는 로봇 청소기가 구동될 때에 상기 흡입부(14)와 함께 구동되는 것이 가능하다.
상기 본체(10)의 하면에는 구동 부재 어셈블리(200)가 수용되는 리세스(60)가 구비된다. 상기 구동 부재 어셈블리(200)는 상기 본체(10)의 전방 또는 후방으로 회전하면서, 상기 본체(10)의 하면의 하부로 노출될 수 있다. 상기 구동 부재 어셈블리(200)가 구동되지 않는 상태에는 상기 구동 부재 어셈블리(200)는 상기 리세스(60)에 완전히 수용되어서, 상기 본체(10)의 하면 보다 낮게 배치되지 않아서, 사용자가 상기 본체(10)를 측면에서 봤을 때에 확인할 수 없다. 상기 리세스(60)는 상기 구동 부재 어셈블리(200)가 상기 본체(10)의 하면에 배치된 형상에 따라서 길이 방향으로 길게 형성되는 것이 가능하다.
상기 리세스(60)는 상기 구동 부재 어셈블리(200)가 전방으로 회전된 상태에서 회전이 중지되거나, 후방으로 회전된 상태에서 회전이 중지된 상황 모두에서 수용될 수 있도록 구동 부재 어셈블리(200)의 형상보다 길게 형성될 수 있다.
도 3은 일 실시예의 제어 블록도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에는 상기 주 바퀴(40)의 회전 정보를 감지하는 센서부(310) 및 상기 센서부(310)에서 전달되는 신호에 따라, 상기 구동 부재 어셈블리(200)를 구동하는 제어부(300)를 포함한다.
상기 센서부(310)에서 전달되는 신호를 바탕으로, 상기 구동 부재 어셈블리(200)를 구동해야 한다고 판단되면, 상기 제어부(300)는 상기 구동 부재 어셈블리(200)의 모터(210)를 구동시키는 것이 가능하다. 상기 제어부(300)가 상기 모터(210)를 동작시키면 상기 모터(210)는 시계 방향 또는 반 시계방향으로 회전되는 것을 반복할 수 있다. 또한 상기 모터(210)는 각각의 회전이 180도의 회전각을 갖도록 회전할 수 있다. 상기 모터(210)는 시계 방향으로 회전될 때에 회전각이 180도가 되도록 하고, 반 시게 방향으로 회전될 때에도 회전각이 180도가 되도록 한다.
만약, 상기 센서부(310)에서 전달되는 신호를 바탕으로, 상기 구동 부재 어셈블리(200)를 구동해야 할 필요가 없다고 판단되면, 상기 제어부(300)는 상기 구동 부재 어셈블리(200)의 모터(210)를 구동시키지 않는다.
상기 제어부(300)는 상기 센서부(310)에서 상기 본체(10)의 양 측에 위치한 주 바퀴(40)의 회전수가 상이한 경우에 상기 구동 부재 어셈블리(200)를 구동하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 본체(10)가 장애물을 만나서 원하는 경로로 이동되지 못하고, 일정한 위치에서 벗어나지 못하는 주행을 하는 경우에, 좌우측에 위치한 두 개의 주 바퀴(40)의 회전수가 상이할 수 있다. 이때, 상기 제어부(300)는 상기 구동 부재 어셈블리(200)를 동작시켜, 로봇 청소기가 장애물을 벗어나도록 유도할 수 있다.
상기 제어부(300)는 상기 센서부(310)에서 상기 본체(10)의 양 측에 위치한 주 바퀴(40) 중 어느 하나에 미끄러짐이 발생하는 경우에 상기 구동 부재 어셈블리(200)를 구동하는 것이 가능하다. 각각의 주 바퀴(40)는 개별적인 모터에 의해서 회전력을 전달받는데, 상기 모터에서 전달되는 회전수에 비해서, 상기 본체(10)의 이동 거리가 일정값 이상 차이가 나는 경우에는 해당 주 바퀴에 미끄러짐이 발생하는 것으로 볼 수 있다. 즉 바퀴가 미끄러져서 원하는 경로의 원하는 만큼의 주행이 되지 않는 것이고, 이러한 상황은 상기 본체(10)가 장애물을 만나서 바퀴가 걸리는 상황일 수 있다. 이때, 상기 제어부(300)는 상기 구동 부재 어셈블리(200)를 동작시켜, 로봇 청소기가 장애물을 벗어나도록 유도할 수 있다.
도 4는 일 실시예의 요부를 설명한 도면이고, 도 5는 도 4의 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 구동 부재 어셈블리(200)는 정회전 및 역회전을 하는 회전력을 제공하는 모터(210)와, 상기 모터(210)에 의해서 회전되는 링크부를 포함한다.
상기 모터(210)는 정회전 및 역회전이 순차적으로 이루어지는데, 정회전 및 역회전의 회전각은 동일하게 대략 180도로 이루어지는 것이 가능하다. 상기 모터(210)가 구동되기 직전에 정회전을 한 후에 종료되었으면, 상기 모터(210)는 역회전을 하면서 구동되기 시작한다. 반면에 상기 모터(210)가 구동되기 직전에 역회전을 한 후에 종료되었으면, 상기 모터(210)는 정회전을 하면서 구동되기 시작한다. 그리고, 상기 모터(210)가 구동되면, 정회전을 180도 만큼한 후에는 역회전을 시작한다. 또한 역회전을 180도 만큼한 후에는 정회전을 하는 방식으로 각각의 회전이 번갈아가면서 수행된다.
상기 모터(210)의 회전축(212)에는 기어(220)가 구비된다. 상기 기어(220)는 이빨이 구비된다. 상기 기어(220)는 상기 모터(210)의 회전축(212)에서 제공되는 회전을 그대로 링크부에 전달한다.
상기 기어(220)에 맞물려서, 회전되는 링크부는 제1링크(260)와 제2링크(280)를 포함한다. 상기 링크부는 서로 회전가능하게 마련된 두 개의 링크로 구성될 수 있다.
상기 제1링크(260)는 상기 기어(220)의 이빨에 맞물리는 이빨을 구비하는 기어부를 일단에 구비한다. 따라서, 상기 기어(220)가 회전되면, 상기 제1링크(260)도 함께 회전된다. 이때, 상기 기어(220)의 회전각도가 상기 제1링크(260)에 그대로 전달될 수 있도록, 상기 기어(220)의 반경과 이 두께, 이 간격은 상기 제1링크(260)의 기어부의 반경과 이 두께, 이 간격과 동일하다. 즉 상기 기어(220)가 정 방향으로 180도 만큼회전하면, 상기 제1링크(260)는 역 방향으로 180도 만큼 회전한다. 반면에 상기 기어(220)가 역 방향으로 180도 만큼 회전하면 상기 제1링크(260)는 정 방향으로 180도 만큼 회전한다.
상기 제1링크(260)에서 상기 기어부가 형성된 부분의 반대편에는 회전축(262)이 관통하는 관통공(268)이 형성된다. 또한 상기 제2링크(280)에도 상기 회전축(262)이 관통하는 관통공(282)이 형성된다. 하나의 회전축(262)는 상기 제1링크(260)의 관통공과 상기 제2링크(280)의 관통공을 모두 관통해서, 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)은 서로 회전이 가능하도록 배치된다.
상기 제1링크(260)의 일단은 중간에 빈 공간이 마련되고, 양측으로 길게 연장된 플랜지를 구비하는데, 상기 플랜지에 상기 관통공(260)이 형성된다. 두 개의 플랜지의 사이에 상기 제2링크(280)가 삽입되고, 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)가 중첩된 부분이 존재한다. 해당 부분에 상기 회전축(262)이 두 개의 링크를 관통한다.
상기 제2링크(280)의 일단에는 가이드 홈(284)이 구비된다. 상기 가이드 홈(284)은 상기 제2링크(280)의 중앙부의 크기보다 작게 형성된다. 상기 가이드 홈(284)은 상기 제2링크(280)의 전면 및 후면에 각각 마련된다. 이때 전면은 상기 링크부가 상기 리세스(60)에 접혀진 상태에서 전방으로 회전되기 시작할 때에 전방을 바라보는 면이다. 후면은 상기 링크부가 상기 리세스(60)에 접혀진 상태에서 후방으로 회전되기 시작할 때에 후방을 바라보는 면이다.
상기 가이드 홈(284)에는 고무 재질로 이루어진 커버(290)가 구비된다. 상기 커버(290)는 대략 'ㄷ'자 형상으로 이루어져서, 상기 가이드 홈(284)에 전체적으로 세 개의 면에서 접촉하면서 상기 가이드 홈(284)에 결합될 수 있다. 상기 커버(290)는 상기 제2링크(280)의 일단의 전면과 후면을 감싸도록 배치되어서, 상기 제2링크(280)가 전방 및 후방으로 회전되는 동안에 항상 바닥에 접촉할 수 있다. 상기 커버(290)는 고무 재질로 이루어져, 바닥면에 대해서 마찰이 클 수 있다. 즉 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)에 비해서 상기 커버(290)는 변형이 쉽게 이루어지는 재질로 이루어져서, 상기 구동 부재 어셈블리가 바닥을 타격할 때에 바닥면에 파손이 발생하는 것을 방지한다.
상기 제1링크(260)는 상기 회전축(262)이 결합되는 관통공(268)을 중심으로 양측에 각각 스톱퍼(274)와 가이드부(270)가 형성된다.
상기 스톱퍼(274)는 상기 제2링크(280)가 회전되는 방향을 제한한다. 상기 스톱퍼(274)는 상기 회전축(262)을 중심으로 직각을 가지는 사각 형상을 이룰 수 있다.
상기 제2링크(280)는 상기 관통공(282)이 형성된 부분으로부터 연장된 몸체를 포함한다. 상기 몸체는 상기 관통공(282)이 형성된 부분에 비해서 두께가 두껍게 형성된 부분으로, 단턱(281)이 형성된 부분부터 연장된다. 즉 상기 관통공(282)이 형성된 부분이 상기 제1링크(260)의 플랜지 사이에 결합되는 반면에, 상기 몸체는 상기 단턱(281)이 마련되어서, 상기 플랜지 사이에 삽입되지 못한다. 따라서, 상기 단턱(281)이 상기 스톱퍼(274)에 접촉된 상태에서는 상기 제2링크(280)는 더 이상회전하지 못한다. 상기 스톱퍼(274)는 상기 제2링크(280)가 상기 본체의 전방으로 회전될 때에, 상기 제2링크(280)가 상기 제1링크(260)를 향해서 접히는 것을 방지할 수 있다.
상기 단턱(281)은 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)가 서로 펼쳐져서 결합된 방향에 대해서 수직하게 형성된다.
상기 가이드부(270)는 상기 제2링크(280)가 상기 가이드부(270)의 외주면을 따라 회전되도록 상기 회전축(262)을 중심으로 굴곡지게 형성된다. 상기 제2링크(280)가 상기 회전축(262)을 중심으로 회전되면, 상기 제1링크(260)는 상기 제2링크(280)를 향해서 접혀질 수 있다. 상기 가이드 부(270)는 상기 회전축(262)을 중심으로 동일한 반지름을 가지는 호의 형상을 이루는 것이 가능하다. 따라서, 상기 제2링크(280)가 상기 회전축(262)를 중심으로 회전되더라도, 상기 단턱(281)이 상기 가이드부(270)에 접촉하지 않는다. 따라서 상기 제2링크(280)는 상기 제1링크(260)을 향해서 접혀질 수 있다. 상기 가이드부(270)는 상기 제2링크(280)가 상기 본체의 후방으로 회전될 때에, 상기 제2링크(280)가 상기 제1링크(260)을 향해서 접히도록 유도할 수 있다.
상기 제2링크(280)가 상기 회전축(262)을 중심으로 회전되면, 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)가 평행하게 배치되는 위치로 복귀시키는 복원력을 제공하는 스프링(278)을 포함한다. 상기 스프링(278)은 일단은 상기 제1링크(260)에 고정되고, 타단은 상기 제2링크(280)에 고정된다.
상기 스프링(278)은 상기 링크부가 상기 본체(10)의 후방으로 회전될 때에, 상기 제2링크(280)가 상기 제1링크(260)에 대해서 접혀지는 상황에서, 외력이 제거되면 상기 제2링크(280)가 상기 제1링크(260)에 대해서 펼쳐질 수 있도록 안내한다. 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)가 접혀지면 상기 스프링(278)이 압축되고, 상기 제2링크(280)가 바닥에 접촉하지 않으면 상기 제2링크(280)에 가해지는 외력이 제거되어서, 상기 스프링(278)의 복원력에 의해서 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)은 펼쳐질 수 있다.
도 6은 구동 부재 어셈블리가 전방을 향해서 회전하는 내용을 설명한 도면이고, 도 7은 구동 부재 어셈블리가 후방을 향해서 회전하는 내용을 설명한 도면이다.
도 6 및 도 7에서 좌측은 상기 본체(10)의 전방을 의미하고, 우측은 상기 본체(10)의 후방을 의미한다. 즉 상기 본체(10)가 전방으로 이동되는 상황에는 상기 주 바퀴(40)는 본체를 도 6 및 도 7의 좌측으로 이동시킨다. 반면에 상기 본체(10)가 후방으로 이동되는 상황에서는 상기 주 바퀴(40)는 본체를 도 6 및 도 7의 우측으로 이동시킨다.
상기 본체(10)가 이동되는 동안에 이전에 주행했던 바닥면보다 높아지는 장애물을 등반하거나 이전에 주행했던 바닥면보다 낮아지는 장애물을 지나가야 하는 경우가 있다. 또한 장애물을 만날 경우에 짧은 이동거리에도 불구하고 높아졌다가 낮아지거나, 낮아지거나 높아지는 상황도 발생할 수 있다. 로봇 청소기가 장애물을 통과하는 과정에 주 바퀴(40)에서 제공하는 회전력으로 충분히 장애물로부터 벗어나기 어려운 상황이 발생할 수 있다. 예를 들어, 주 바퀴가 좁은 틈에 빠지거나, 깊게 파인 홈에 박혀서 충분히 바닥에 접지가 되지 않는 상황을 생각할 수 있다.
상기 센서부(310)에서 이러한 상황에 대한 정보를 상기 주 바퀴(40)의 회전 정보를 이용해서 획득하면, 상기 제어부(300)에서는 상기 구동 부재 어셈블리(200)을 구동하도록 할 수 있다.
상기 제어부(300)에서 상기 구동 부재 어셈블리(200)의 모터(210)를 구동하면 링크부(260, 280)는 상기 본체(10)에 대해 전방 또는 후방으로 회전할 수 있다. 도 6에서와 같이 링크부가 전방으로 회전되는 경우에는 상기 제2링크(280)가 상기 스톱퍼(274)에 걸려서 회전될 수 없기 때문에, 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)가 펼쳐진 상태로 바닥을 타격한다. 따라서 상기 링크부가 바닥을 타격하는 반경은 제1링크(260)와 제2링크(280)가 펼쳐진 거리로 일정하게 유지될 수 있다. 상기 링크부가 상기 본체(10)의 하부에 대해서 90도 만큼 회전된 상태가 되기 이전에, 상기 커버(290)가 바닥면에 접촉하더라도, 상기 제2링크(280)는 접히지 않은 상태로 회전된다.
도 6과 같이 링크부의 회전이 이루어졌음에도, 상기 센서부(310)에서 주 바퀴(40)에서 획득된 정보에 의해서 본체가 장애물을 벗어나지 못한 것으로 판단되면, 상기 제어부(300)는 링크부를 반대 방향으로 다시 회전시킬 수 있다.
링크부는 도 7에서와 같이 상기 본체(10)의 후방을 향해서 회전된다. 이때 상기 제2링크(280)가 상기 본체(10)의 하면에 대해서 수직한 90도까지 회전되기 전에 바닥면을 타격할 수 있다. 물론 상기 커버(290)가 바닥면에 먼저 접촉하게 된다. 상기 본체(10)의 하중이 있기 때문에, 상기 제2링크(280)는 상기 회전축(262)에 대해서 회전되면서, 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)는 접힐 수 있다. 이때 상기 본체(10)가 위치한 바닥면의 특성 또는 바닥면의 높이에 따라 상기 제2링크(280)가 상기 제1링크(260)로 접혀지는 각도가 변화될 수 있다.
즉 본 실시예에서는 상기 구동 부재 어셈블리(200)는 전방으로 회전할 때와 후방으로 회전할 때에 타격 반경이 상이하다. 링크부가 본체의 전방으로 회전되면 타격 반경은 제1링크(260)와 제2링크(280)가 펼쳐진 상태로 일정하다. 반면에 링크부가 본체의 후방으로 회전되면 타격 반경은 제2링크(280)가 제1링크(260)에 대해서 다양하게 접혀지기 때문에, 변화될 수 있다. 링크부가 전방으로 회전되는 경우에는 후방으로 회전되는 경우보다 타격 반경이 커질 수 있다.
본 실시예에서는 하나의 구동 부재 어셈블리가 바닥을 타격할 때에 타격하는 반경을 변화시킬 수 있기 때문에, 본체가 장애물에 이동이 제한될 때에 다양한 형태의 동작을 발생시킬 수 있다. 구동 부재 어셈블리가 전방 및 후방으로 번갈아가면서 회전되는 동안에, 상기 본체는 장애물로부터 벗어날 수 있고, 본체는 원하는 위치로 이동할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 리세스(60)는 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)가 펼쳐진 상태에서, 수용될 수 있는 공간을 제공한다. 상기 리세스(60)는 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)가 전방으로 회전된 상태에서 상기 모터(210)의 구동이 종료되거나, 후방으로 회전된 상태에서 상기 모터(210)의 구동이 종료된 경우에 모두 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)가 수용될 수 있도록 상기 본체(10)의 전방과 후방으로 길게 연장된다. 즉 상기 리세스(60)는 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)가 펼쳐진 길이의 두 배 정도의 길이를 가지도록 연장된 것이 가능하다. 또한 상기 리세스(60)의 폭은 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)의 폭보다 커서, 상기 제1링크(260)와 상기 제2링크(280)가 상기 리세스(60)로 마찰없이 삽입될 수 있는 것이 가능하다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
10: 본체 40: 주 바퀴
60: 리세스 200: 구동 부재 어셈블리
210: 모터 220: 기어
260: 제1링크 262: 회전축
270: 가이드부 274: 스톱퍼
280: 제2링크 290: 커버

Claims (14)

  1. 흡입부가 구비되는 본체;
    상기 본체를 이동시키고, 상기 본체에 대해서 상하로 높이가 변화되는 주 바퀴;
    상기 본체의 전방 또는 후방에 마련되고, 상기 본체에 대해서 높이가 고정되는 보조 바퀴; 및
    상기 본체에 마련되고, 상기 본체의 전방 및 후방 방향으로 회전하면서 바닥면으로부터 상기 본체의 높이를 변화시키는 구동 부재 어셈블리;를 포함하고,
    상기 구동 부재 어셈블리는 전방으로 회전할 때와 후방으로 회전할 때에 타격 반경이 상이하고,
    상기 구동 부재 어셈블리는,
    정회전 및 역회전을 하는 회전력을 제공하는 모터와,
    상기 모터에 의해서 회전되는 링크부를 포함하고,
    상기 모터는 정회전 또는 역회전을 180도의 회전각을 갖도록 반복해서 회전하고,
    상기 본체의 바닥에는 상기 링크부를 수용하는 리세스(60)가 형성되고,
    상기 구동 부재 어셈블리가 구동되지 않는 상태에는 상기 링크부(260, 280)는 상기 리세스에 완전히 수용되어서, 사용자가 상기 본체를 측면에서 봤을 때에 확인할 수 없는 것을 특징으로하는 로봇 청소기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 링크부는,
    상기 모터의 회전력에 의해서 회전되는 제1링크와,
    상기 제1링크에 회전가능하게 결합되는 제2링크를 포함하는 로봇 청소기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1링크에는
    상기 제2링크가 회전가능하게 마련된 회전축과,
    일단에 스톱퍼가 구비되고,
    상기 스톱퍼는 상기 제2링크가 회전되는 방향을 제한하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스톱퍼는 상기 제2링크가 상기 본체의 전방으로 회전될 때에, 상기 제2링크가 상기 제1링크를 향해서 접히는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1링크에는
    상기 제2링크가 회전가능하게 마련된 회전축과,
    가이드부가 구비되고,
    상기 가이드부는 상기 제2링크가 상기 가이드부의 외주면을 따라 회전되도록 상기 회전축을 중심으로 굴곡지게 형성된 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가이드 부는 상기 회전축을 중심으로 동일한 반지름을 가지는 호의 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 구동 부재 어셈블리는,
    상기 제2링크가 상기 회전축을 중심으로 회전되면, 상기 제1링크와 상기 제2링크가 평행하게 배치되는 위치로 복귀시키는 복원력을 제공하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스프링은 일단은 상기 제1링크에 고정되고, 타단은 상기 제2링크에 고정되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 구동 부재 어셈블리는 고무 재질로 이루어진 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 주 바퀴의 회전 정보를 감지하는 센서부 및
    상기 센서부에서 전달되는 신호에 따라, 상기 구동 부재 어셈블리를 구동하는 제어부를 포함하는 로봇 청소기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서부에서 상기 본체의 양 측에 위치한 주 바퀴의 회전수가 상이한 경우에 상기 구동 부재 어셈블리를 구동하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서부에서 상기 본체의 양 측에 위치한 주 바퀴 중 어느 하나에 미끄러짐이 발생하는 경우에 상기 구동 부재 어셈블리를 구동하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.


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KR101386011B1 (ko) * 2012-12-07 2014-04-16 서울대학교산학협력단 수동 변신 바퀴 및 그 바퀴를 갖는 로봇

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