KR102339981B1 - 인공지능 로봇청소기 및 그를 포함하는 로봇 시스템 - Google Patents

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KR102339981B1
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Abstract

본 발명은 외형을 형성하는 메인바디; 수위 센서를 포함하며, 물을 저장하는 물탱크; 청소포가 부착되며, 바닥에 접촉하여 회전하면서 상기 메인바디를 이동시키는 한 쌍의 회전맙; 상기 한 쌍의 회전맙을 회전시키는 구동모터; 상기 회전맙의 상기 청소포에 상기 물탱크의 물을 공급하는 노즐; 및 주기적으로 물 공급 이상을 판단하여 물걸레 모드 또는 마른걸레 모드로 변환하여 청소를 진행하는 제어부를 포함하는 로봇청소기를 제공한다. 따라서, 본 발명은 물탱크 내의 센서를 구비하여, 회전맙에 물을 제공하는 물탱크의 물 부족을 감지하고, 그에 따라 로봇청소기가 자체적으로 판단하여 모드를 변경할 수 있다.

Description

인공지능 로봇청소기 및 그를 포함하는 로봇 시스템{AI Robot Cleaner And Robot system having the same}
본 발명은 로봇청소기의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전맙을 사용하는 인공지능 로봇청소기의 제어방법에 관한 것이다.
최근 가정 내에서의 로봇 사용이 점차 확대되고 있는 추세이다. 이러한 가정용 로봇의 대표적인 예는 청소 로봇이다. 청소 로봇은 이동형 로봇으로서 일정 영역을 스스로 주행하며 바닥에 쌓인 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써 청소 공간을 자동으로 청소하는 하거나, 회전맙을 이용하여 이동함과 동시에 회전맙으로 바닥을 닦는 방식으로 청소할 수 있다. 또한, 회전맙에 물을 공급하여 바닥을 물걸레질하는 방식의 청소도 가능하다.
다만, 회전맙에 공급되는 물을 적절하게 조절하지 않으면, 피청소면인 바닥에 물이 과하게 남거나, 바닥을 마른걸레질 한 것과 같이, 바닥을 정상적으로 청소할 수 없는 문제점이 있다. 한국 공개 특허 번호 1020040052094호의 경우, 바닥에 뿌려진 증기를 먼지와 함께 닦아내도록 그 외주면에 걸레용 천을 구비하는 걸레롤러를 포함한 물청소가 가능한 청소용 로봇이 개시되어 있다. 이와 같은 청소용 로봇은 습식청소를 위한 청소바닥 표면에 증기를 분사하고, 분사된 증기와 먼지를 닦아내도록 걸레용 천을 구비한다. 또한, 한국 공개 특허 번호 20140146702호에는 습식 청소가 가능한 로봇청소기 내측에 물이 수용될 수 있는지를 판단하는 로봇청소기 및 제어방법이 개시되어 있다.
그러나, 현재 물걸레 청소기의 물탱크의 상태를 감지하고 감지 정보를 메인 모듈로 전송하여 물탱크 상태에 따라 청소를 중단하는 내용이 개시되어 있다. 그러나, 예약 청소가 설정되어 있는 물걸레 청소기는 예약된 시간에 청소를 진행하여야 하는데, 물탱크 상태에 따라 청소를 진행하지 못하게 되면 스케줄링에 오류가 발생한다.
한편, 마른 걸레 상태로 청소를 진행하는 것을 필요로 하는 경우도 존재한다.
이에 대하여, 근래 상용화되어 있는 물걸레 청소기의 경우에는 사용자의 선택에 따라 물걸레 모드 또는 마른걸레 모드를 선택적으로 변경할 수 있다. 그러나, 이와 같은 물걸레 청소기는 사용자가 수동으로 해당 시점에서의 바닥 상태에 따라 모드를 변경하여 진행하여야 하는 단점이 있다.
한국 특허 공개 번호 1020040052094 (공개일 2004.06.19) 한국 공개 특허 번호 20140146702호(공개일 2014.12.29)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 물탱크 내의 센서를 구비하여, 회전맙에 물을 제공하는 물탱크의 물 부족을 감지하고, 그에 따라 모드를 변경할 수 있는 로봇청소기의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 로봇청소기의 회전맙의 모터의 출력 전류를 감지하여 물 부족을 판단하여 모드를 변경할 수 있는 로봇청소기의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 물탱크의 물 부족 정보에 따라 마른걸레 모드 또는 물걸레 모드로 자동 변환하여 청소를 계속 유지할 수 있는 로봇청소기의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 외형을 형성하는 메인바디; 수위 센서를 포함하며, 물을 저장하는 물탱크; 청소포가 부착되며, 바닥에 접촉하여 회전하면서 상기 메인바디를 이동시키는 한 쌍의 회전맙; 상기 한 쌍의 회전맙을 회전시키는 구동모터; 상기 회전맙의 상기 청소포에 상기 물탱크의 물을 공급하는 노즐; 및 주기적으로 물 공급 이상을 판단하여 물걸레 모드 또는 마른걸레 모드로 변환하여 청소를 진행하는 제어부를 포함하는 로봇청소기를 제공한다.
상기 제어부는 노즐의 구동을 정지하여 상기 마른걸레 모드로 동작할 수 있다.
상기 물탱크는 벽면으로 상기 물탱크의 물의 수위를 감지하는 수위 센서가 배치될 수 있다.
상기 제어부는 상기 수위 센서로부터 주기적으로 감지 신호를 수신하고, 상기 감지 신호에 따라 물 부족 여부를 판단하여 상기 물걸레 모드 또는 상기 마른걸레 모드로의 전환을 수행할 수 있다.
상기 제어부는 설정값에 따라 물 공급 이상인 경우 자동으로 상기 물걸레 모드에서 마른걸레 모드로 전환할지 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 수위 센서의 감지 신호로부터의 수위 값이 임계값 이하인 경우, 상기 설정값에 따라 상기 물걸레 모드로부터 상기 마른걸레 모드로 전환할 수 있다.
상기 수위 센서의 감지 신호로부터의 수위 값이 임계값 이하인 경우, 상기 설정값에 따라 상기 물걸레 모드를 중단하고 스테이션으로 복귀할 수 있다.
상기 제어부는 상기 구동 모터의 출력 전류로부터 상기 청소포의 함수율을 산출하고, 상기함수율이 소정 값 이하인 경우, 물 공급 이상으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 함수율이 소정 값 이하인 경우, 이전 주기의 함수율을 읽어들여, 현재 주기의 함수율이 이전 주기의 함수율보다 작은 경우, 상기 물 공급 이상으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 물 공급 이상으로 판단되면, 상기 설정값에 따라 상기 물걸레 모드로부터 상기 마른걸레 모드로 전환할 수 있다.
상기 수위센서는 상기 물탱크의 외벽에 형성되는 발광부, 그리고 상기 발광부와 마주하며 상기 물탱크의 외벽에 형성되는 수광부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 청소 시작 정보를 수신하면, 이동하기 전에 상기 물탱크의 수위 값을 읽어 상기 물걸레 모드로 동작할지 여부를 판단할 수 있다.
한편, 본 발명은 청소구역 내에 습식 청소를 수행하기 위한 로봇청소기; 상기 로봇청소기와 송수신하며 상기 로봇청소기의 제어를 수행하는 서버; 및 상기 로봇청소기 및 상기 서버와 연동하며 상기 로봇청소기의 제어에 대한 어플리케이션이 활성화되어 상기 로봇청소기에 대한 제어를 수행하는 사용자 단말을 포함하며,
상기 로봇청소기는, 외형을 형성하는 메인바디; 수위 센서를 포함하며, 물을 저장하는 물탱크; 청소포가 부착되며, 바닥에 접촉하여 회전하면서 상기 메인바디를 이동시키는 한 쌍의 회전맙; 상기 한 쌍의 회전맙을 회전시키는 구동모터; 상기 회전맙의 상기 청소포에 상기 물탱크의 물을 공급하는 노즐; 및 주기적으로 물 공급 이상을 판단하여 물걸레 모드 또는 마른걸레 모드로 변환하여 청소를 진행하는 제어부를 포함하는 로봇 시스템을 제공한다.
상기 물탱크는 벽면에 상기 물탱크의 물의 수위를 감지하는 상기 수위 센서를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 수위 센서로부터 주기적으로 감지 신호를 수신하고, 상기 감지 신호에 따라 물 부족 여부를 판단하여 상기 물걸레 모드 또는 상기 마른걸레 모드로의 전환을 수행할 수 있다.
상기 사용자 단말로부터 모드 전환에 대한 설정값을 수신하고, 상기 제어부는 상기 설정값에 따라 물 공급 이상인 경우 자동으로 상기 물걸레 모드에서 마른걸레 모드로 전환할지 여부를 판단할 수 있다.
상기 로봇청소기는 상기 설정값에 따라 상기 수위 센서의 감지 신호로부터의 수위 값이 임계값 이하인 경우, 상기 물걸레 모드로부터 상기 마른걸레 모드로 전환하거나, 상기 물걸레 모드를 중단하고 스테이션으로 복귀할 수 있다.
상기 제어부는 상기 구동 모터의 출력 전류로부터 상기 청소포의 함수율을 산출하고, 상기함수율이 소정 값 이하인 경우, 물 공급 이상으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 함수율이 소정 값 이하인 경우, 이전 주기의 함수율을 읽어들여, 현재 주기의 함수율이 이전 주기의 함수율보다 작은 경우, 상기 물 공급 이상으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 물 공급 이상으로 판단되면, 상기 설정값에 따라 상기 물걸레 모드로부터 상기 마른걸레 모드로 자동 전환하고, 상기 전환 정보를 상기 사용자 단말에 전송할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 로봇청소기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
본 발명은 물탱크 내의 센서를 구비하여, 회전맙에 물을 제공하는 물탱크의 물 부족을 감지하고, 그에 따라 로봇청소기가 자체적으로 판단하여 모드를 변경할 수 있다.
또한, 로봇청소기의 회전맙의 모터의 출력 전류를 감지하여 물 부족을 판단하여 자동으로 물걸레 모드에서 마른걸레 모드 사이의 모드를 변경할 수 있어 청소 연속성이 유지될 수 있다.
그리고, 본 발명은 물탱크의 물 부족 정보에 따라 마른걸레 모드 또는 물걸레 모드로 변환할 때, 사용자의 설정 여부에 따라 변환할지 복귀할지를 결정함으로써 사용자의 의사에 부합하는 모드 변경을 수행할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기를 포함하는 스마트 홈 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 저면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 저면도의 다른 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 물탱크에 형성되는 센서를 도시한 것이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 제어부 및 제어부와 관련된 구성을 도시한 블록도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 이동 시의 회전맙의 회전을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1에 따른 본 발명의 로봇청소기 시스템의 전체 동작을 나타내는 순서도이다.
도 9는 도 8의 로봇청소기의 물탱크 상태에 따른 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10은 도 9의 제어 방법을 구체화한 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 9의 제어 방법을 구체화한 제2 실시예를 나타내는 순서도이다.
이하에서 언급되는 “전(F)/후(R)/좌(Le)/우(Ri)/상(U)/하(D)” 등의 방향을 지칭하는 표현은 도면에 표시된 바에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
이하에서 언급되는 구성요소 앞에 ‘제1, 제2' 등의 표현이 붙는 용어 사용은, 지칭하는 구성요소의 혼동을 피하기 위한 것일 뿐, 구성요소 들 사이의 순서, 중요도 또는 주종관계 등과는 무관하다. 예를 들면, 제1 구성요소 없이 제2 구성요소 만을 포함하는 발명도 구현 가능하다.
도면에서 각 구성의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 로봇 시스템의 구성도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 시스템은, 하나 이상의 로봇청소기(100)를 구비하여 집 등의 규정된 장소에서 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 로봇 시스템은 가정 등에서 지정된 장소의 청소 서비스를 제공하는 로봇청소기(100)를 포함할 수 있다. 특히 이러한 로봇청소기(100)는 포함하는 기능 블럭에 따라 건식, 습식 또는 건/습식의 청소 서비스를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 시스템은, 복수의 인공지능 로봇청소기(100) 및 복수의 인공지능 로봇청소기(100)를 관리하고 제어할 수 있는 서버(2)를 포함할 수 있다.
서버(2)는 원격에서 복수의 로봇청소기(100)의 상태를 모니터링하고, 제어할 수 있고, 로봇 시스템은 복수의 로봇청소기(100)를 이용하여 더 효과적인 서비스 제공이 가능하다.
복수의 로봇 청소기(100) 및 서버(2)는 하나 이상의 통신 규격을 지원하는 통신 수단(미도시)을 구비하여, 상호 통신할 수 있다. 또한, 복수의 로봇청소기(100) 및 서버(2)는 PC, 이동 단말기, 외부의 다른 서버(2)와 통신할 수 있다.
예를 들어, 복수의 로봇청소기(100) 및 서버(2)는 IEEE 802.11 WLAN, IEEE 802.15 WPAN, UWB, Wi-Fi, Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth 등과 같은 무선 통신 기술로 무선 통신하게 구현될 수 있다. 로봇청소기(100)는 통신하고자 하는 다른 장치 또는 서버(2)의 통신 방식이 무엇인지에 따라 달라질 수 있다.
특히, 복수의 로봇청소기(100)는 5G 네트워크를 통해 다른 로봇(100) 및/또는 서버(2)와 무선통신을 구현할 수 있다. 로봇청소기(100)가 5G 네트워크를 통해 무선 통신하는 경우, 실시간 응답 및 실시간 제어가 가능하다.
사용자는 PC, 이동 단말기 등의 사용자 단말(3)을 통하여 로봇 시스템 내의 로봇들(100)에 관한 정보를 확인할 수 있다.
서버(2)는 클라우드(cloud) 서버(2)로 구현되어, 로봇(100)에 클라우드 서버(2)가 연동되어 로봇청소기(100)를 모니터링, 제어하고 다양한 솔루션과 콘텐츠를 원격으로 제공할 수 있다.
서버(2)는, 로봇청소기(100), 기타 기기로부터 수신되는 정보를 저장 및 관리할 수 있다. 상기 서버(2)는 로봇청소기(100)의 제조사 또는 제조사가 서비스를 위탁한 회사가 제공하는 서버(2)일 수 있다. 상기 서버(2)는 로봇청소기(100)를 관리하고 제어하는 관제 서버(2)일 수 있다.
상기 서버(2)는 로봇청소기(100)를 일괄적으로 동일하게 제어하거나, 개별 로봇청소기(100) 별로 제어할 수 있다. 한편, 상기 서버(2)는, 복수의 서버로 정보, 기능이 분산되어 구성될 수도 있고, 하나의 통합 서버로 구성될 수도 있을 것이다.
로봇청소기(100) 및 서버(2)는 하나 이상의 통신 규격을 지원하는 통신 수단(미도시)을 구비하여, 상호 통신할 수 있다.
로봇청소기(100)는 공간(space), 사물(Object), 사용(Usage) 관련 데이터(Data)를 서버(2)로 전송할 수 있다.
여기서, 데이터는 공간(space), 사물(Object) 관련 데이터는 로봇청소기(100)가 인식한 공간(space)과 사물(Object)의 인식 관련 데이터이거나, 영상획득부가 획득한 공간(space)과 사물(Object)에 대한 이미지 데이터일 수 있다.
실시예에 따라서, 로봇청소기(100) 및 서버(2)는 사용자, 음성, 공간의 속성, 장애물 등 사물의 속성 중 적어도 하나를 인식하도록 학습된 소프트웨어 또는 하드웨어 형태의 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANN)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇청소기(100) 및 서버(2)는 딥러닝(Deep Learning)으로 학습된 CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), DBN(Deep Belief Network) 등 심층신경망(Deep Neural Network: DNN)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 로봇청소기(100)의 제어부(140)에는 CNN(Convolutional Neural Network) 등 심층신경망 구조(DNN)가 탑재될 수 있다.
서버(2)는 로봇청소기(100)으로부터 수신한 데이터, 사용자에 의해 입력되는 데이터 등에 기초하여, 심층신경망(DNN)을 학습시킨 후, 업데이트된 심층신경망(DNN) 구조 데이터를 로봇(1)으로 전송할 수 있다. 이에 따라, 로봇(100)이 구비하는 인공지능(artificial intelligence)의 심층신경망(DNN) 구조를 업데이트할 수 있다.
또한, 사용(Usage) 관련 데이터(Data)는 로봇청소기(100)의 사용에 따라 획득되는 데이터로, 사용 이력 데이터, 센서부에서 획득된 감지 신호 등이 해당될 수 있다.
학습된 심층신경망 구조(DNN)는 인식용 입력 데이터를 입력받고, 입력 데이터에 포함된 사람, 사물, 공간의 속성을 인식하여, 그 결과를 출력할 수 있다.
또한, 상기 학습된 심층신경망 구조(DNN)는 인식용 입력 데이터를 입력받고, 로봇청소기(100)의 사용(Usage) 관련 데이터(Data)를 분석하고 학습하여 사용 패턴, 사용 환경 등을 인식할 수 있다.
한편, 공간(space), 사물(Object), 사용(Usage) 관련 데이터(Data)는 통신부를 통하여 서버(2)로 전송될 수 있다.
서버(2)는 수신한 데이터에 기초하여, 심층신경망(DNN)을 학습시킨 후, 업데이트된 심층신경망(DNN) 구조 데이터를 인공지능 로봇청소기(100)로 전송하여 업데이트하게 할 수 있다.
이에 따라, 로봇(100)이 점점 스마트하게 되며, 사용할수록 진화되는 사용자 경험(UX)을 제공할 수 있다.
한편, 서버(2)는 로봇청소기(100)의 제어 및 현재 상태 등에 대한 정보를 사용자 단말에 제공할 수 있으며, 이와 같은 로봇청소기(100)의 제어를 위한 어플리케이션을 생성하여 배포가능하다.
이러한 어플리케이션은 사용자 단말(3)로서 적용되는 PC용 어플리케이션일 수 있으며, 또는 스마트폰용 어플리케이션일 수 있다.
일 예로, 본 출원인의 다양한 전자제품을 동시에 제어하고 관리 감독가능한 어플리케이션인 SmartThinQ 어플리케이션과 같은 스마트 가전 제어를 위한 어플리케이션일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 저면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 저면도의 다른 상태도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 실시예에 따른 회전맙의 회전으로 모션하는 로봇청소기(100)의 구성을 간단히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 영역 내에서 이동하며, 주행 중에 바닥면의 이물질을 제거한다.
또한, 로봇청소기(100)은 충전대(200)로부터 공급되는 충전전원을 배터리(미도시)에 저장하여 영역을 주행한다.
로봇청소기(100)는 지정된 동작을 수행하는 본체(10)와, 본체(10)의 전면에 배치되어 장애물을 감지하는 장애물감지부(미도시), 360도의 영상을 촬영하는 영상획득부(170)를 포함한다. 본체(10)는 외관을 형성하며 내측으로 본체(10)를 구성하는 부품들이 수납되는 공간을 형성하는 케이싱(미도시)과, 회전 가능하게 구비되는 회전맙(80), 본체(10)의 이동 및 청소를 보조하는 롤러(89), 충전대(2)로부터 충전전원이 공급되는 충전단자(99)를 포함한다.
회전맙(80)은 케이싱에 배치되고 바닥면을 향해 형성되어 청소포가 탈부착되도록 구성된다.
회전맙(80)는 제 1 회전판(81)과 제 2 회전판(82)을 포함하여, 회전을 통해 본체(10)가 영역의 바닥을 따라 이동되도록 한다.
본 실시예의 로봇청소기(100)에 사용되는 회전맙(80)의 회전 시, 로봇청소기(100)이 실제 회전맙의 회전에 비해 이동하지 못하는 슬립이 발생한다. 회전맙은 바닥에 평행한 회전축으로 구동하는 롤링맙이나, 바닥에 거의 수직한 회전축으로 구동하는 회전맙을 포함할 수 있다.
회전맙(80)이 회전맙을 포함하는 경우, 회전맙은 물이 포함되는 비율인 함수율에 따라 회전맙을 회전시키는 구동 모터의 출력 전류 값이 가변할 수 있다. 함수율이란, 회전맙이 물을 포함하는 정도를 말하며, 함수율이 '0'인 상태는 회전맙에 물이 전혀 포함되지 않은 상태를 의미한다. 본 실시예에 따른 함수율은 청소포의 무게에 따른 물을 포함하는 비율로 설정할 수 있다. 회전맙은 청소포의 무게와 동일한 무게의 물을 포함하거나, 청소포의 무게를 초과하여 물을 포함하는 것도 가능하다.
물을 많이 포함하는 회전맙(80)일수록 함수율이 높아지면, 물의 영향으로 바닥면과의 마찰력이 많이 발생하여 회전 속도가 감소한다.
구동모터(38)의 회전 속도의 감소는 구동모터(38)의 토크가 커짐을 의미하며, 이에 따라 회전맙을 회전시키는 구동모터(38)의 출력 전류가 커진다.
즉, 함수율이 커지면 증가하는 마찰력에 의해 회전맙을 회전시키는 구동모터(38)의 출력 전류가 커지는 관계가 성립한다.
또한, 제어부(150)는 구동모터(38)의 출력 전류를 소정 시간 동안 가변하여 다양한 정보 전달이 가능하다. 이에 대하여는 이후에 설명한다.
본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 본체(10) 내측에 배치되어 물을 저장하는 물탱크(32)와, 물탱크(32)에 저장된 물을 회전맙(80)으로 공급하는 펌프(34)와, 상기 펌프(34)와 물탱크(32) 또는 펌프(34)와 회전맙(80)을 연결하는 연결유로를 형성하는 연결호스를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 한 쌍의 회전맙(80)을 포함하고, 한 쌍의 회전맙(80)을 회전하여 이동한다.
본체(10)는 회전맙(80)의 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)이 회전축을 중심으로 회전 동작함에 따라 전, 후, 좌, 우로 주행한다. 또한, 본체(10)는 제 1 회전판과 제 2 회전판(81, 82)이 회전 동작함에 따라, 부착된 청소포에 의해 바닥면의 이물질이 제거되어 습식 청소를 수행한다.
본체(10)는 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)을 구동시키는 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 구동부는 적어도 하나의 구동모터(38)를 포함할 수 있다.
본체(10)의 상면에는 사용자로부터 로봇청소기(100)의 제어를 위한 각종 명령을 입력받는 조작부(미도시)를 포함하는 컨트롤 패널이 구비될 수 있다.
또한, 본체(10)의 전면 또는 상면에는 영상획득부(170)가 배치된다.
영상획득부(170)는 실내 영역에 대한 영상을 촬영한다. 영상획득부(170)를 통해 촬영된 영상을 바탕으로 실내 영역에 대한 감시뿐 아니라, 본체 주변의 장애물을 감지할 수 있다.
영상획득부(170)는 소정 각도로 전상방향을 향해 배치되어 이동 로봇의 전방과 상방을 촬영할 수 있다. 영상획득부(170)는 전방을 촬영하는 별도의 카메라가 더 포함될 수 있다. 영상획득부(170)는 본체(10)의 상부에 배치되어 천장을 향하도록 구비될 수 있으며, 경우에 따라 복수의 카메라가 각각 구비될 수 있다. 또한, 영상획득부(170)는 바닥면을 촬영하는 카메라가 별도로 구비될 수 있다.
로봇청소기(100)는 현재의 위치정보를 획득하기 위한 위치획득수단(미도시)을 더 포함할 수 있다. 로봇청소기(100)은, GPS, UWB를 포함하여 현재 위치를 판단할 수 있다. 또한 로봇청소기(100)은 영상을 이용하여 현재위치를 판단할 수 있다.
본체(10)에는 재충전이 가능한 배터리(미도시)가 구비되며, 배터리의 충전단자(99)가 상용 전원(예를 들어, 가정 내의 전원 콘센트)과 연결되거나, 상용 전원과 연결된 충전대(200)에 본체(10)가 도킹되어, 충전 단자가 충전대의 단자(29)와의 접촉을 통해 상용 전원과 전기적으로 연결되어 본체(10)로 공급되는 충전전원에 의해 배터리의 충전이 이루어질 수 있다.
로봇청소기(100)를 구성하는 전장 부품들은 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 따라서, 배터리가 충전된 상태에서 로봇청소기(100)는 상용 전원과 전기적으로 분리된 상태에서 자력 주행이 가능하다.
이하, 로봇청소기(100)는 습식 청소용 이동 로봇인 것을 예로 하여 설명하나, 이에 한정되지 아니하며, 영역을 자율 주행하며 소리를 감지하는 로봇이라면 적용 가능함을 명시한다.
도 4는 도 2의 이동 로봇에 청소포가 부착된 실시예가 도시된 도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 회전맙(80)은 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)을 포함한다.
제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)은 각각 청소포(91, 92)(90)가 부착될 수 있다.
회전맙(80)은 청소포가 탈부착 가능하게 구성된다. 회전맙(80)는 청소포의 부착을 위한 장착부재가 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)에 각각 구비될 수 있다. 예를 들어 회전맙(80)는 청소포가 부착 및 고정되도록 벨크로, 끼움부재 등이 구비될 수 있다. 또한, 회전맙(80)는 청소포가 제 1 회전판(81) 및 제 2 회전판(82)에 고정시키기 위한 별도의 보조수단으로 청소포틀(미도시)을 더 포함할 수 있다.
청소포(90)는 물을 흡수하여 바닥면과의 마찰을 통해 이물질을 제거한다. 청소포(90)는 면직물 또는 면혼방 등의 재질이 사용되는 것이 바람직하나, 일정 비율 이상으로 수분을 함유하며 소정 밀도를 갖는 재질이라면 어느 것이나 사용가능 하며, 그 재질은 한정되지 않음을 명시한다.
청소포(90)는 원형으로 형성된다.
청소포(90)의 형태는 도면에 한정되지 않으며 사각형, 다각형 등으로 형성될 수 있으나, 제1 및 제 2 회전판(81, 82)의 회전동작을 고려하여, 제 1 및 제 2 회전판(81, 82)의 회전동작에 방해가 되지 않는 형상으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 청소포(90)는 별도로 구비되는 청소포틀에 의해 원형으로 그 형상이 변경될 수 있다.
회전맙(80)는 청소포(90)가 장착되면, 청소포(90)가 바닥면에 접하도록 구성된다. 회전맙(80)는 청소포(90)의 두께를 고려하며, 청소포(90)의 두께에 따라 케이싱과 제 1 회전판과 제 2 회전판(81, 82)의 이격거리가 변경되도록 구성된다.
회전맙(80)는 청소포(90)와 바닥면이 접하도록 케이싱과 회전판(81, 82)의 이격거리를 조정하며, 바닥면을 향해 제 1 및 제 2 회전판(81, 82)에 압력을 발생시키는 부재를 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 물탱크(32)에 형성되는 센서를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 제어부 및 제어부와 관련된 구성을 도시한 블록도이고, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 이동 시의 회전맙의 회전을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(100)의 물탱크(32)는 물이 저장되는 공간을 형성하는 물통케이스(202), 물통케이스(202) 상측으로 형성되는 개구부(미도시)를 개폐하는 개구부커버(220), 물탱크(32)가 본체(10)에 장착될 때, 공급노즐과 연결되는 토출노즐부(230)를 포함한다.
물통케이스(202)는, 본체(10)에 형성되어 있는 물탱크의 장착공간에 대응하는 형상을 가진다. 따라서, 물통케이스(202)는, 본체(10)가 형성하는 장착공간으로 삽입되거나, 인출될 수 있다.
물통케이스(202)는, 물탱크(32)가 본체(10)에 장착될 때, 본체(10)와 마주하는 케이스전방면(204), 본체(10) 양측면에 마주하는 케이스양측면(206), 케이스상부면(208), 케이스하부면(210) 및 후방으로 배치되어, 외부로 노출되는 케이스후방면(212)을 포함할 수 있다.
물통케이스(202)의 상측에는, 물통케이스(202) 내측공간으로 물을 공급할 수 있도록 개구된 개구부(미도시)가 형성되고, 개구부에는, 개구부를 개폐하는 개구부커버(220)가 배치된다. 개구부는, 케이스상부면(208)에 형성되고, 개구부커버(220)는, 개구부가 형성된 케이스상부면(208)에 배치된다.
물통케이스(202)의 상측에는, 물탱크(32)의 내측과 외측을 연통시키는 공기통로(222a)가 형성된다. 공기통로(222a)는 물통케이스(202) 상측에 장착되는 별도의 통로부재(222)에 형성될 수 있다,
공기통로(222a)는, 케이스상부면(208)에 형성된다. 케이스상부면(208)은, 물탱크(32)이 물통하우징(100)에 장착될 때, 물통하우징 상부면으로부터 일정간격 이격배치될 수 있다. 따라서, 물탱크(32)이 물통하우징(100)에 장착된 상태에서, 물탱크(32) 내부의 물이 토출노즐부(230)를 통해 물탱크(32) 외부로 빠져나가더라도, 공기통로(222a)를 통해 외부의 공기가 물탱크(32) 내부로 유입될 수 있다.
토출노즐부(230)는, 케이스전방면(204)에 배치된다. 토출노즐부(230)는 케이스전방면(204)에서, 좌측 또는 우측으로 치우진 방향에서 배치될 수 있다. 본 실시예에 따른 토출노즐부(230)는, 케이스전방면(204)에서 좌측으로 치우치게 배치된다.
이러한 물탱크(32)에 복수의 센서가 형성될 수 있다.
구체적으로, 복수의 센서는 수위 센서(320, 330)를 포함할 수 있다.
물탱크(32)에 수위 센서(320, 330)가 배치되는 경우, 수위 레벨 센서로서, 접촉식과 비접촉식 레벨 센서일 수 있으나, 본원 발명의 경우 비접촉식 레벨 센서일 수 있다.
비접촉식 레벨 센서로는, 초음파 레벨 센서를 주로 사용할 수 있으며, 레벨을 측정하는 방식은 액체면을 연속적으로 측정하는 방법으로서, 레벨의 검지에 초음파를 이용한 것이 초음파 레벨 센서이다. 이와 같은 수위 센서(320, 330)는 초음파 펄스를 발사하는 송신부(320) 및 송신부(320)의 맞은편에 배치되어 발사된 초음파를 수신하는 수신부(330)를 포함할 수 있다.
이와 같은 송신부(320)와 수신부(330)는 도 5와 같이 물탱크(32)의 외면(206)에 서로 마주하도록 배치될 수 있다.
한편, 복수의 센서는 수위센서 외에 탁도 센서를 더 포함할 수 있다.
탁도 센서는 물탱크(32)의 면에 배치될 수 있으며, 물탱크(32)의 벽이 투광성 물질로 형성되어 있는 경우에는 외벽에 배치될 수 있다. 일 예로 서로 마주보는 케이스양측면(206a, 206b)에 배치될 수 있다.
물탱크(32)의 외면에 배치되는 탁도 센서의 경우, 발광부 및 수광부를 포함하여 형성될 수 있으며, 탁도 센서의 측정 방법이 투과광 측정방식인 경우, 물탱크(32)의 한쪽에 발광부가 배치되어 발광부로부터 빛이 조사되면 물탱크(32)를 통과한 광의 양을 측정하는 방식이다. 따라서, 발광부와 대응하는 물탱크(32)의 맞은편으로 수광부가 배치될 수 있으며, 이때, 수위 센서(320, 330)의 수신부(330)와 탁도 센서의 수광부가 하나의 모듈로서 형성될 수 있다.
이와 같이, 수위 센서(320, 330)의 수신부(330)는 수신된 광 또는 초음파를 전기 신호로 변환하여 감지 신호로서 회전맙제어부(160)에 전송한다.
이러한 감지 신호의 전송은 무선 또는 유선으로 가능하다.
한편, 도 6과 같이, 본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 회전맙(80)이 회전할 때, 본체(10)의 기준모션에 따른 로봇청소기(100)의 모션을 감지하는 모션감지유닛(110)을 더 포함한다. 모션감지유닛(110)은 로봇(10)의 회전속도를 검출하는 자이로센서 또는 로봇청소기(100)의 가속도값을 감지하는 가속도센서를 더 포함할 수 있다. 또한, 모션감지유닛(110)은 로봇청소기(100)의 이동거리를 감지하는 엔코더(미도시)를 사용할 수 있다.
본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 회전맙을 회전하고 제어하는 구동 모터(38)에 동력을 제공하고, 구동 모터(38)의 출력 전류를 읽어들여 제어부(150)로 전송하는 회전맙제어부(160)를 포함할 수 있다.
회전맙제어부(160)는 단순한 로직이 구현되어 있는 별도의 칩으로 형성되어 구동 모터(38) 및 노즐과 펌프(34)를 포함하는 회전맙 모듈 내에 배치될 수 있다.
이와 같은 회전맙제어부(160)는 제어부(150)의 시작 신호에 따라 구동 모터(38)를 회전하기 위한 전류를 전송하고, 설정되어 있는 주기에 따라 상기 구동 모터(38)의 출력 전류를 읽어들여 제어부(150)에 전달한다.
제어부(150)는 물탱크(32)에 형성되어 있는 복수의 센서로부터 감지 정보를 읽어들이고, 회전맙제어부(160)로부터의 상기 출력 전류를 읽어들여 현재 물탱크의 상태를 포함하는 물 공급 이상 여부를 판단한다.
구체적으로, 제어부(150)는 이와 같은 수위 감지 신호를 수신하고, 이를 판단하여 물 공급에 이상이 있는지 여부에 대하여 판단한다.
또한, 제어부(150)는 회전맙제어부(160)로부터의 구동 모터(38)의 출력 전류를 수신하고, 이를 분석하여 회전맙(80)의 걸레포(90)의 함수율로부터 현재 노즐의 물 공급 상태를 판단한다.
즉, 제어부(150)는 구동 모터(38)의 출력 전류에 대한 정보에 따라 로봇청소기(100)의 물 공급 상태 및 물탱크(32)의 수위 상태에 대하여 판단하고, 사용자에게 알람할 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는 수신된 구동 모터(38)의 출력 전류의 파형을 분석하고, 해당 파형에 따라 회전맙(80)의 걸레포(90)의 함수율을 판단한다. 함수율이 작은 경우, 마찰력이 높아짐으로써 회전맙(80)의 회전에 토크가 크게 걸려 출력 전류가 커질 수 있다.
또한, 수위 센서(320, 330)의 감지 신호로부터 물탱크(32)의 수위 값을 판독하여 물이 부족한 상태인지를 판단할 수 있다.
이와 같은 물 공급 이상에 대한 판단은 구동 모터(38)의 출력 전류로부터 수행하거나, 수위 센서(320, 330)의 감지 신호로부터 판단할 수 있으며 두 가지 방식을 모두 적용할 수도 있다.
이때, 제어부(150)는 판단 결과에 따라 물 공급에 이상이 있다고 판단되면, 물걸레 모드를 중단하고, 마른 걸레 모드로 전환할 수 있다. 이와 같은 모드 전환은 로봇청소기(100)가 수신하는 사용자 설정값을 참고하여 진행할 수 있다.
이와 같은 사용자 설정값은 저장부(130)에 저장되어 있을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(150)는 이와 같은 이상에 대하여 사용자 단말(3) 등으로 알람을 함으로써 사용자의 주의를 환기시킬 수 있다.
한편, 로봇 청소기(100)는 청소 구역 내 바닥에 낭떠러지의 존재 여부를 감지하는 클리프센서를 포함하는 바닥감지부를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 클리프센서는 로봇청소기(100)의 전방부분에 배치될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 클리프센서는 범퍼의 일측에 배치될 수 있다.
제어부(150)는, 클리프센서를 포함하는 경우, 상기 발광 소자에서 출력된 광이 바닥에서 반사되어 상기 수광 소자에서 수광되는 반사광의 광량에 기초하여 바닥의 재질을 판별할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 구동 모터(38)의 출력 전류값을 읽어들이거나, 수위 센서의 감지 값을 통해 물공급 오류 판단을 수행하여 현재 주기의 물탱크(32)의 물의 부족 여부 및 노즐의 물 분사 오류를 판단할 수 있다.
이러한 출력 전류 값에 대한 각 데이터 값은 미리 설정되어 회전맙제어부(160)와 제어부(150)가 서로 공유할 수 있다.
본 실시예에 따른 로봇청소기(100)는 사용자의 명령을 입력하는 입력부(140)를 더 포함할 수 있다. 사용자는 입력부(140)를 통해, 로봇청소기(100)의 주행방법이나, 회전맙(80)의 동작을 설정할 수 있다.
또한, 로봇청소기(100)는 통신부를 더 포함할 수 있으며, 통신부를 통하여 서버(2) 또는 사용자 단말(3)로 제어부(150)의 판단 결과에 따른 알람 또는 정보를 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(100)가 모션을 설명하기 위한 도면으로서, 도 7을 참고하여, 회전맙의 회전에 따른 로봇청소기(100)의 주행과 로봇청소기(100)의 이동을 설명한다.
본 실시예에 따른 로봇청소기(100)은 한 쌍의 회전맙을 포함하고, 한 쌍의 회전맙을 회전하여 이동한다. 로봇청소기(100)은 한 쌍의 회전맙 각각의 회전방향 또는 회전속도를 달리하여 로봇청소기(100)의 주행을 제어할 수 있다. 따라서, 이와 같은 제어를 통해 패턴 주행이 가능하다.
도 7a를 참조하면, 로봇청소기(100)의 직진이동은 한 쌍의 회전맙 각각이 서로 반대방향으로 회전하여 이동할 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 회전맙 각각의 회전속도는 같으나 회전방향을 달리한다. 로봇청소기(100)는 양 회전맙의 회전방향을 변경하여 전진이동 또는 후진이동을 할 수 있다.
또한, 도 7b와 7c를 참조하면, 로봇청소기(100)는 한 쌍의 회전맙 각각이 서로 같은 방향으로 회전하여 회전이동을 할 수 있다. 로봇청소기(100)는 한 쌍의 회전맙 각각의 회전속도를 달리하여 제자리 회전하거나, 곡선으로 이동하는 라운드 회전을 할 수 있다. 로봇청소기(100)의 한 쌍의 회전맙 각각의 회전속도 비율을 달리하여, 라운드 회전의 반경을 조정할 수 있다.
이하에서는 도 8 내지 도 11을 참조하여, 본 실시예에 따른 로봇청소기 제어하는 방법을 설명한다.
도 8은 도 1에 따른 본 발명의 로봇청소기 시스템의 전체 동작을 나타내는 순서도이다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(100)가 포함되어 있는 로봇 시스템 내에서 로봇청소기(100), 서버(2) 및 사용자 단말(3)이 서로 무선 통신을 수행하여 로봇청소기(100)에 대한 제어를 수행할 수 있다.
먼저, 로봇 시스템의 서버(2)는 상기 로봇청소기(100)를 제어할 수 있는 사용자용 어플리케이션을 생산하여, 온라인 상으로 배포가능한 상태로 보유한다.
사용자 단말(3)은 사용자용 어플리케이션을 온라인 상에서 다운로드하여 설치한다(S100).
이와 같은 사용자용 어플리케이션을 실행하여 회원가입 및 사용자가 소유하고 있는 로봇청소기(100)를 해당 어플리케이션에 등록하고, 해당 로봇청소기(100)와 어플리케이션을 연동한다.
사용자 단말(3)은 해당 로봇청소기(100)에 대하여 다양한 기능을 설정할 수 있으며, 구체적으로 청소 주기, 물 공급을 확인하기 위한 주기 설정 및 이와 같은 주기에 따라 확인한 결과를 알람하는 방법 등에 대한 설정일 수 있다(S110).
또한, 이와 같은 기능 설정값으로는, 물 공급에 이상이 있는 경우, 물걸레 모드에서 마른 걸레 모드로 자동 변환할지 여부를 포함할 수 있다.
이때, 물걸레 모드는 노즐과 구동 모터(38)를 모두 구동하여, 회전맙(80)의 걸레포(90)에 물을 공급하면서 청소를 진행하는 모드로 정의된다.
마른 걸레 모드는 노즐을 구동하지 않고, 구동 모터(38)만을 구동하여, 회전맙(80)의 걸레포(90)에 물을 공급하지 않는 상태로 청소를 진행하는 모드로 정의된다.
물 공급 확인 주기는 바람직하게는 1 내지 10분일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1 내지 6분일 수 있다.
알람 방법으로는 소리 알람 및 표시 알람을 선택할 수 있으며, 알람 주기 또한 설정가능하다.
또한, 알람 방법으로 사용자 단말(3)의 어플리케이션 상에서 알람을 표시하는 것 이외에도 로봇청소기(100) 자체가 알람을 제공함으로써 사용자의 주의를 환기시키는 방법 또한 선택할 수 있다.
사용자 단말(3)은 이와 같은 설정 정보에 대하여 어플리케이션을 통해 서버로 데이터를 전송하고(S111), 로봇청소기(100)로도 물 공급 확인 주기, 알람 설정 및 모드 변환 정보에 대하여 무선통신을 통해 데이터를 전송한다.
다음으로, 로봇청소기(100)는 사용자 단말(3)의 어플리케이션으로부터 청소 시작 명령을 수신할 수 있다(S112). 이때, 사용자 단말(3)의 어플리케이션으로부터의 시작 정보에 대하여는 서버(2)로 전송하여 서버(2)에서 저장 가능하다(S113).
로봇청소기(100)는 수신된 청소 시작명령에 따라 청소를 시작하기 위해 회전맙제어부(160)를 통한 구동 모터(38) 및 펌프(34)를 제어한다(S114).
이때, 로봇청소기(100)의 제어부(150)는 회전맙을 회전시키는 구동 모터(38)의 초기 전류값을 읽어들여 초기값을 설정할 수 있다. 로봇청소기(100)는 통신부를 통해 서버로 측정된 초기 전류값에 대한 정보를 전송할 수 있으며, 서버(2)는 이에 대하여 저장 가능하다.
제어부(150)는 회전맙제어부(160)로 제어 신호를 전송함으로써 회전맙을 회전시키면서 주행 및 청소를 진행한다. 회전맙은 또한 펌프(34) 구동에 따른 노즐로부터의 물 분사에 따라 소정의 함수율을 포함한 상태에서 습식 청소를 수행할 수 있다.
이때, 제어부(150)는 회전맙(80)의 회전 방향 및 회전 속도를 제어함으로써 청소 강도 및 주행을 진행할 수 있으며, 청소 영역에 따라 소정의 모드로 주행하면서 청소를 수행한다.
제어부(150)는 소정의 주기마다 회전맙(80)의 구동 모터(38)의 출력전류를 전송하도록 회전맙제어부(160)를 제어한다. 회전맙제어부(160)는 구동 모터(38)의 출력 전류를 읽어들여 주기적으로 제어부(150)에 전송할 수 있으며, 구동 모터(38)에 전력을 공급하여 구동 모터(38)를 구동시킨다.
이때, 제어부(150)는 주기적으로 물탱크(32)의 수위 센서(320, 330) 로부터 감지 신호를 수신하고, 이를 분석하여 수위 변화를 읽어낸다(S115).
제어부(150)는 분석한 수위 변화 및 구동 모터(38)의 출력 전류에 따라 물 공급 상태를 판단하고, 이에 따라 모드 변경을 수행한다(S116).
제어부(150)는 각 주기에 따라 수신되는 구동 모터(38)의 출력 전류를 분석하여 현재 청소포(90)의 함수율을 산출하고, 현재 청소포(90)의 함수율이 임계값 이하인 경우, 이전 주기의 함수율과 비교하여 함수율이 감소하였는지 판단할 수 있다.
이때, 함수율이 감소한 경우에는 노즐의 동작 이상 또는 물탱크(32)의 물 부족으로 판단하여 물 공급 이상이 있는 것으로 판단한다.
한편, 물탱크(32)의 수위 센서(320, 330)로부터의 감지 정보에 의해 수위가 임계값 이하인 경우, 더 이상 물 공급이 원활하게 진행될 수 없는 것으로 판단하여 물 공급 이상이 있는 것으로 본다.
이와 같이 물 공급에 이상이 있다고 판단되면, 사용자 단말(3)로부터의 설정값을 읽어들여 물 공급에 이상이 있는 경우 자동으로 모드를 변경하는 설정값인지, 스테이션으로 복귀하는 선택값인지를 판단한다(S117).
사용자 단말(3)이 자동 모드 변경을 설정한 경우에는 설정값에 따라 물걸레 모드에서 마른 걸레 모드로 모드를 변경하고, 청소를 계속 진행한다.
이때, 마른 걸레 모드에서는 노즐의 구동 없이 물이 청소포(90)에 공급되지 않은 상태로 회전맙(80)이 회전하여 주행하면서 청소를 진행하게 된다.
한편, 설정값이 복귀인 경우에는 스테이션으로 복귀한다.
제어부(150)는 판독한 출력 전류 및 수위 센서(320, 330)의 감지 정보가 물 공급 이상인 경우, 이를 사용자 단말(3)의 어플리케이션으로 해당 로봇청소기(100)의 물 공급 이상 또는 물탱크(32)의 오염을 알람한다(S118).
알람은 소리 및 영상 정보를 모두 포함할 수 있으며, 주기적으로 알람 가능하다.
제어부(150)는 사용자 단말(3)로부터 알람 확인 정보를 수신하고(S119), 펌프(34)의 동작을 정지시킴으로써 노즐의 물 분사 동작을 정지한 상태로 마른 걸레 모드로 청소 동작을 유지하거나, 스테이션으로 복귀를 수행할 수 있다(S120).
이와 같이, 구동 모터(38)를 제어하는 회전맙제어부(160)로부터 주기적으로 각 센서의 감지 신호를 수신하고, 이를 구동 모터(38)의 출력 전류 값과 함께 반영하여 현재 물 탱크의 물 부족을 포함하는 물 공급 이상에 대하여 알람할 수 있다.
본 실시예에 따른 로봇 시스템은 도 1과 같은 구성을 가질 수 있으며, 도 8과 같은 동작을 수행하는 로봇청소기(100)가 상기 로봇 시스템 내에 존재할 때, 서버 및 사용자 단말(3)과 연동하여 상기 구동 모터(38)의 출력 전류값을 이용하여 사용자에게 물 공급 이상에 대한 알람을 제공할 수 있다.
이때, 물 공급 이상에 대한 알람은 플리커 형태로 주기적으로 깜박임으로써 사용자의 주의를 환기시킬 수 있다.
사용자 단말(3)의 어플리케이션은 물공급 이상에 대한 알람과 함께 사용자에게 해당 로봇청소기(100)의 물 보충 및 노즐 구동 점검을 유도할 수 있다.
알람은 소리 및 영상 정보를 모두 포함할 수 있으며, 주기적으로 알람 가능하다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(100)의 청소 시작 시의 제어 방법을 나타내는 순서도이고, 도 10은 도 8에서의 수위 센서에 의한 제어 방법을 나타내는 순서도이고, 도 11은 도 8에서의 구동 모터의 출력 전류 값을 통한 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 도 9를 참고하면, 회전맙제어부(160)는 제어부(150)로부터의 시작 신호에 따라 회전맙(80)에 물을 공급하기 위하여 펌프(34) 및 노즐을 구동한다(S200).
이때, 회전맙제어부(160)는 초기에 물탱크(32)에 배치되어 있는 수위 센서(320, 330)로부터 감지 신호를 읽어들인다(S210).
초기에 읽어들인 감지 신호를 분석할 때, 수위 센서(320, 330)의 감지 신호로부터의 수위 값이 임계값 이상인지 여부를 판단한다(S220).
즉, 청소 시작 명령에 의해 물걸레 모드로 청소를 시작할 때, 시작 시점의 물탱크(32) 수위를 감지하여 물걸레 모드로 청소가 가능한지를 선행 판단한다.
이때, 임계 값은 상기 로봇청소기(100)가 소정 넓이의 청소 구역을 1회 청소 가능한 정도의 물량으로 정의될 수 있으며, 수위 값이 임계값 이상이면 사용자의 시작 명령에 따라 물걸레 모드를 진행하고(S240), 주기적으로 수위 센서(320, 330)로부터의 수위 값을 판단하여 물걸레 모드 유지 가능 여부를 판단하며 후속 청소를 진행한다(S250).
한편, 수위 값이 임계값보다 작거나 같은 경우, 사용자 단말(3)의 설정값을 읽어들여, 모드 자동 변환인지 정지인지 판단한다.
설정값이 모드 자동 변환인 경우, 마른 걸레 모드로 전환하여 마른 걸레 모드로 청소를 진행하고, 이를 사용자 단말(3)에 전송한다(S230).
이때, 사용자 단말(3)의 설정값이 정지/복귀인 경우, 시작 시점에서 아직 스테이션을 벗어나지 않은 상태이므로 이동하지 않고, 사용자 단말(3)로 알람하여 물 보충을 유도한다.
이하에서는 도 10 및 도 11을 참고하여, 후속 청소 진행 중의 제어부(150)의 물 공급 이상 판단에 따른 모드 자동 변환 방법을 설명한다.
도 10을 참고하면, 제어부(150)는 현재 주기에서 물탱크(32)에 배치되어 있는 수위 센서로부터 감지 신호를 읽어들인다(S310).
다음으로, 제어부(150)는 수위 센서(320, 330)의 감지 신호로부터의 수위 값이 임계값 이상인지 여부를 판단한다(S320).
이때, 임계 값은 상기 로봇청소기(100)가 소정 넓이의 청소 구역을 1회 청소 가능한 정도의 물량으로 정의될 수 있으며, 수위 값이 임계값 이상이면 사용자의 시작 명령에 따라 계속적으로 물걸레 모드를 진행한다.
한편, 수위 값이 임계값보다 작은 경우, 사용자 단말(3)의 설정값을 읽어들여, 모드 자동 변환인지 복귀인지 판단한다(S330).
모드 자동 변환인 경우, 마른 걸레 모드로 전환하여 노즐의 구동을 정지하여 회전맙(80)으로의 물 공급을 중단한다(S350).
따라서, 물 공급이 중단된 상태로 회전맙(80)이 회전하면서 마른 걸레 모드로 청소를 진행하고, 이를 사용자 단말(3)에 전송한다(S360).
사용자 단말(3)의 설정값이 복귀인 경우, 스테이션으로 복귀를 진행하고(S370), 복귀가 완료되면, 사용자 단말(3)에 복귀 완료를 전송하며, 사용자 단말(3)로 알람하여 물 보충을 유도한다(S380).
이후, 사용자가 물탱크(32)에 물을 보충하면 해당 수위를 읽어들여 물걸레 청소를 다시 진행한다(S390).
이와 같이, 로봇청소기(100)는 사용자가 물걸레 모드의 청소 진행을 명령한다 하더라도, 주기적으로 현재 물탱크(32)의 수위를 감지함으로써, 물걸레 모드의 청소가 불가능하다고 판단하면, 사용자 설정에 따라 자동으로 마른 걸레 모드의 청소 진행이 가능하다.
따라서, 연속적으로 청소를 진행하면서 불필요한 노즐의 구동을 줄일 수 있으며, 마른 걸레 모드로 전환되는 지점의 위치 정보를 저장하고, 후속 청소 시에 해당 지점으로부터 물걸레 모드를 다시 진행할 수 있다.
한편, 로봇청소기(100)는 마른걸레 모드로 진행 가능한 다른 상황인지 판단할 수 있다.
즉, 물탱크(32)의 수위가 임계값 보다 낮은 경우 외에도 노즐의 구동 오류 등에 의해 물 공급 이상이 발생하는 경우에는 청소포(90)에 물 공급이 원활하지 않아 함수율이 저하된다.
이와 같은 경우, 청소포(90)의 회전 시에 토크가 크게 걸림으로써 구동 모터(38)의 출력 전류가 커지게 된다.
따라서, 제어부(150)는 도 11과 같이, 주기적으로 구동 모터(38)의 출력 전류를 감지하여 이에 따라 물 공급 이상 여부를 판단할 수 있다(S410).
즉, 제어부(150)는 저장부(130)에 저장되어 있는 구동 모터(38)의 출력 전류와 함수율의 상관 관계를 읽어들이고, 현재 주기의 출력 전류 값을 읽어들여 현재 함수율이 소정 값 이하인지를 판단할 수 있다(S420).
이와 같이 현재 함수율이 소정값 이하인 경우, 해당 함수율이 이전 주기의 함수율보다 감소하였는지 여부를 추가적으로 판단할 수 있다.
이와 같이 이전 주기의 함수율보다 낮은 함수율을 가지면서 소정값 이하의 함수율인 경우, 청소포(90)에 물이 부족한 것으로 판단하여 물 공급에 이상이 있는 것으로 판단한다(S430).
물 공급 이상으로 판단되는 경우, 사용자 단말(3)의 설정값을 읽어들여, 모드 자동 변환인지 복귀인지 판단한다(S440).
설정값이 모드 자동 변환인 경우, 마른 걸레 모드로 전환하여 노즐의 구동을 정지하여 회전맙(80)으로의 물 공급을 중단한다(ㄴ430).
따라서, 물 공급이 중단된 상태로 회전맙(80)이 회전하면서 마른 걸레 모드로 청소를 진행하고, 이를 사용자 단말(3)에 전송한다(S470).
사용자 단말(3)의 설정값이 복귀인 경우, 스테이션으로 복귀를 진행하고(S470), 복귀가 완료되면, 사용자 단말(3)에 복귀 완료를 전송하며, 사용자 단말(3)로 알람하여 물 공급 이상 정보를 전송한다(S490).
이때, 제어부(150)는 수위 센서(320, 330)로부터의 수위 값을 함께 판단하여, 수위 값이 임계값 이상인 경우에는 해당 물 공급 이상이 노즐 구동 이상으로 판단할 수 있으며, 수위 값이 임계값보다 작은 경우에는 물 부족으로 판단할 수 있다.
제어부(150)는 구체적인 물 공급 이상 원인이 노즐 구동 이상인지 물 부족인지 구분하여 사용자 단말(3)로 안내할 수 있으며, 사용자로부터 물 공급 이상이 해소되면, 물걸레 청소를 다시 진행한다(S500).
이와 같이, 로봇청소기(100)는 사용자가 물걸레 모드의 청소 진행을 명령한다 하더라도, 주기적으로 현재 물탱크(32)의 수위를 감지하거나, 구동 모터(38)의 출력 전류를 감지하여 함수율을 판단함으로써, 물걸레 모드의 청소가 불가능하다고 판단하면, 사용자 설정에 따라 자동으로 마른 걸레 모드의 청소 진행이 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100 : 로봇청소기 10 : 본체
32 : 물탱크 34 : 펌프
38 : 구동모터 80 : 회전맙
150 : 제어부 110 : 모션감지유닛
120 : 바닥감지유닛 130 : 저장부
140 : 입력부 160 : 회전맙제어부

Claims (20)

  1. 외형을 형성하는 메인바디;
    수위 센서를 포함하며, 물을 저장하는 물탱크;
    청소포가 부착되며, 바닥에 접촉하여 회전하면서 상기 메인바디를 이동시키는 한 쌍의 회전맙;
    상기 한 쌍의 회전맙을 회전시키는 구동모터;
    상기 회전맙의 상기 청소포에 상기 물탱크의 물을 공급하는 노즐; 및
    주기적으로 물 공급 이상을 판단하여 물걸레 모드 또는 마른걸레 모드로 변환하여 청소를 진행하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 구동 모터의 출력 전류로부터 상기 청소포의 함수율을 산출하고, 상기 함수율이 소정 값 이하인 경우, 상기 수위 센서로부터 감지 신호를 수신하여 따라 상기 물 공급 이상이 상기 물탱크의 물 부족인지 상기 노즐 이상인지 판단하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 노즐의 구동을 정지하여 상기 마른걸레 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 물탱크는 벽면으로 상기 물탱크의 물의 수위를 감지하는 수위 센서가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 수위 센서로부터 주기적으로 감지 신호를 수신하고, 상기 감지 신호에 따라 물 부족 여부를 판단하여 상기 물걸레 모드 또는 상기 마른걸레 모드로의 전환을 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 설정값에 따라 물 공급 이상인 경우 자동으로 상기 물걸레 모드에서 마른걸레 모드로 전환할지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 수위 센서의 감지 신호로부터의 수위 값이 임계값 이하인 경우, 상기 설정값에 따라 상기 물걸레 모드로부터 상기 마른걸레 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 수위 센서의 감지 신호로부터의 수위 값이 임계값 이하인 경우, 상기 설정값에 따라 상기 물걸레 모드를 중단하고 스테이션으로 복귀하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  8. 삭제
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 함수율이 소정 값 이하인 경우, 이전 주기의 함수율을 읽어들여, 현재 주기의 함수율이 이전 주기의 함수율보다 작은 경우, 상기 물 공급 이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 물 공급 이상으로 판단되면, 상기 설정값에 따라 상기 물걸레 모드로부터 상기 마른걸레 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수위센서는
    상기 물탱크의 외벽에 형성되는 발광부, 그리고
    상기 발광부와 마주하며 상기 물탱크의 외벽에 형성되는 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    청소 시작 정보를 수신하면, 이동하기 전에 상기 물탱크의 수위 값을 읽어 상기 물걸레 모드로 동작할지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇청소기.
  13. 청소구역 내에 습식 청소를 수행하기 위한 로봇청소기;
    상기 로봇청소기와 송수신하며 상기 로봇청소기의 제어를 수행하는 서버; 및
    상기 로봇청소기 및 상기 서버와 연동하며 상기 로봇청소기의 제어에 대한 어플리케이션이 활성화되어 상기 로봇청소기에 대한 제어를 수행하는 사용자 단말
    을 포함하며,
    상기 로봇청소기는,
    외형을 형성하는 메인바디;
    수위 센서를 포함하며, 물을 저장하는 물탱크;
    청소포가 부착되며, 바닥에 접촉하여 회전하면서 상기 메인바디를 이동시키는 한 쌍의 회전맙;
    상기 한 쌍의 회전맙을 회전시키는 구동모터;
    상기 회전맙의 상기 청소포에 상기 물탱크의 물을 공급하는 노즐; 및
    주기적으로 물 공급 이상을 판단하여 물걸레 모드 또는 마른걸레 모드로 변환하여 청소를 진행하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 구동 모터의 출력 전류로부터 상기 청소포의 함수율을 산출하고, 상기 함수율이 소정 값 이하인 경우, 상기 수위 센서로부터 감지 신호를 수신하여 따라 상기 물 공급 이상이 상기 물탱크의 물 부족인지 상기 노즐 이상인지 판단하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 물탱크는 벽면에 상기 물탱크의 물의 수위를 감지하는 상기 수위 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 로봇 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수위 센서로부터 주기적으로 감지 신호를 수신하고, 상기 감지 신호에 따라 물 부족 여부를 판단하여 상기 물걸레 모드 또는 상기 마른걸레 모드로의 전환을 수행하는 것을 특징으로 하는, 로봇 시스템.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 사용자 단말로부터 모드 전환에 대한 설정값을 수신하고,
    상기 제어부는 상기 설정값에 따라 물 공급 이상인 경우 자동으로 상기 물걸레 모드에서 마른걸레 모드로 전환할지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 로봇청소기는 상기 설정값에 따라 상기 수위 센서의 감지 신호로부터의 수위 값이 임계값 이하인 경우, 상기 물걸레 모드로부터 상기 마른걸레 모드로 전환하거나, 상기 물걸레 모드를 중단하고 스테이션으로 복귀하는 것을 특징으로 하는, 로봇 시스템.
  18. 삭제
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 함수율이 소정 값 이하인 경우, 이전 주기의 함수율을 읽어들여, 현재 주기의 함수율이 이전 주기의 함수율보다 작은 경우, 상기 물 공급 이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 로봇 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 물 공급 이상으로 판단되면, 상기 설정값에 따라 상기 물걸레 모드로부터 상기 마른걸레 모드로 자동 전환하고, 상기 전환 정보를 상기 사용자 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는, 로봇 시스템.
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