KR102500540B1 - 구속 방지 필터를 구비하는 로봇 청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장애물에 의해 청소기가 구속되는 것을 방지하기 위한 필터를 구비한 로봇 청소기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 에지테이터를 기준으로 전방을 향하도록 배치되는 구속 방지 필터를 포함함으로써, 청소 노즐에 장애물이 걸려 로봇 청소기가 구속되는 것을 방지할 수 있다.

Description

구속 방지 필터를 구비하는 로봇 청소기{Robot cleaner comprising filter for preventing restriction}

본 발명은 장애물에 의해 청소기가 구속되는 것을 방지하기 위한 필터를 구비한 로봇 청소기에 관한 것이다.

청소기는 이물질을 제거하여 실내를 청결하게 하는 기구로서, 흡입력을 이용하여 이물질을 빨아들이는 진공청소기가 일반적으로 사용된다.

근래에는 사용자의 노동력 없이 자동 주행 기능을 통해 스스로 이동하면서 실내 바닥의 이물질을 제거하는 로봇 청소기(robot cleaner)가 개발되고 있다.

로봇 청소기는 청소기에 설치된 센서를 이용하여 청소영역과 장애물들을 감지하고, 청소영역을 주행하며 자동으로 청소를 수행한다. 로봇 청소기는 기기의 내부에 구비된 배터리의 전원이 소진되는 경우 소정 위치에 별도로 마련되어 있는 충전대로 이동하여 충전을 한 후, 다시 청소를 하던 본래의 위치로 복귀하여 청소를 수행한다.

또한, 로봇 청소기의 하부에는 에지테이터(Agitator)가 설치되며, 주행 시 에지테이터가 회전하여 바닥의 먼지나 오물들을 흡입이 용이하도록 쓸어내게 된다.

이하에서는, 국내 등록 특허(KR 10-1292537)와 국내 등록 특허(KR 10-0677275)를 참조하여, 종래의 로봇 청소기에 대해 살펴보도록 한다.

도 1 내지 도 3은 종래의 로봇 청소기를 나타내는 도면이다. 여기에서 도면에 도시된 도면부호는 도 1 내지 도 3의 설명에만 적용된다.

우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 국내 등록 특허(KR 10-1292537)에 개시된 종래의 로봇 청소기는 외관을 형성하는 본체(10)와, 본체(10) 내부에 설치되어 먼지 등이 집진되는 집진장치(20)와, 집진장치(20)와 연통하여 먼지 등을 흡입하기 위한 흡입력을 발생시키는 송풍장치(30)를 포함한다.

이때, 외관을 형성하는 본체(10)의 하부에는 바닥으로부터 먼지 등을 흡입하는 흡입구(11)가 형성된다. 본체(10)의 상부에는 송풍장치(30)에 의해 흡입된 공기를 본체(10) 외부로 토출시키기 위한 토출구(12)와, 로봇청소기(1)가 도킹스테이션(미도시)에 도킹되었을 때 집진장치(20)에 집진된 먼지를 도킹스테이션으로 배출하기 위한 배출구(13)가 형성된다.

본체(10)의 하부에는 먼지 등의 흡입효율을 높이기 위해 바닥의 먼지나 오물 등을 쓸거나 비산시키는 회전브러쉬(14)(즉, 에지테이터)가 구비된다.

다만, 이러한 종래의 로봇 청소기는 흡입력이 강화됨에 따라 큰 장애물을 빨아들여 로봇이 장애물에 구속되는 문제점이 있었다.

한편, 도 3을 참조하면, 국내 등록 특허(KR 10-0677275)에 개시된 종래의 로봇 청소기는, 흡입헤드 내측에 배치되며 모터(200)에 의해 회전되는 에지테이터(300)와, 에지테이터(300)의 회전수를 이용하여 속도를 검출하는 속도검출수단(400)을 포함한다. 이때, 로봇 청소기는 속도검출수단(400)에서 출력되는 속도검출신호와 사용자에 의해 기설정된 속도지령치를 비교하고, 그 비교결과에 근거한 구동제어신호를 출력하는 제어수단(100)을 더 포함한다.

다만, 도 3에 개시된 로봇 청소기의 경우, 에지테이터(300)에 이물질이 걸려 회전이 멈추게 되는 경우 대응이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 로봇 청소기는 회피해야 할 장애물과 타고 넘어가야 할 장애물을 구분하지 못하여, 장애물을 피하다 보면 청소영역이 감소되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 로봇 청소기가 인식하지 못하는 장애물의 경우, 동일한 장애물에 계속해서 구속되는 동작을 반복함에 따라 청소를 제대로 수행하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 장애물이 청소 노즐에 걸려서 청소기가 구속되는 것을 방지할 수 있는 구속 방지 필터를 구비하는 로봇 청소기를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 장애물의 종류에 따라 장애물을 회피하거나 장애물을 등반할 수 있도록 구속 방지 필터를 제어하는 로봇 청소기를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 장애물의 종류와 위치를 저장하고, 저장된 데이터를 기초로 장애물을 회피하여 주행하는 로봇 청소기를 제공함에 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 로봇 청소기는, 에지테이터를 기준으로 전방을 향하도록 배치되는 구속 방지 필터를 포함함으로써, 청소 노즐에 장애물이 걸려 로봇 청소기가 구속되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 전방에서 감지된 장애물을 회피 장애물 또는 등반 장애물로 분류하고 구속 방지 필터의 위치를 제어하는 제어부를 포함함으로써, 장애물에 따라 적절한 동작 방식을 선택할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 감지된 장애물의 종류와 위치를 메모리에 저장하고, 다음 주행에서 저장된 데이터를 기초로 주행 방법을 결정하는 제어부를 포함함으로써, 로봇 청소기가 동일한 장애물에 계속해서 구속되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇 청소기는, 장애물이 청소 노즐에 걸려서 구속되는 것을 방지할 수 있는 구속 방지 필터를 구비한다. 이를 통해, 청소 도중 로봇 청소기가 장애물에 걸려 동작을 멈추거나, 이물질이 청소 노즐에 흡착되어 다른 청소영역을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 장애물의 종류에 따라 장애물을 회피하거나 등반할 수 있도록 제어함으로써, 장애물에 따른 최적의 주행 방식을 선택할 수 있다. 이를 통해, 로봇 청소기의 청소 범위가 확장될 수 있으며, 장애물이 청소 노즐에 걸리는 것을 방지함으로써 청소 효율도 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 장애물의 종류와 위치를 저장하고 저장된 데이터를 기초로 장애물을 회피하여 주행함으로써, 로봇 청소기가 동일한 장애물에 계속해서 구속되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 로봇 청소기의 동작에 대한 신뢰성이 증대되고, 사용자의 만족도는 향상될 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1 내지 도 3은 종래의 로봇 청소기를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 로봇 청소기를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 4의 로봇 청소기의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 4의 구속 방지 필터의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 4의 로봇 청소기의 구성요소를 나타내는 블럭도이다.
도 9는 도 4의 로봇 청소기의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기에 관하여 도 4 내지 도 12를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 4의 로봇 청소기를 나타내는 평면도이다. 도 6은 도 4의 로봇 청소기의 동작을 설명하기 위한 단면도이다. 도 7은 도 4의 구속 방지 필터의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 도 4의 로봇 청소기의 구성요소를 나타내는 블럭도이다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기(100)는 하우징(112, 114), 제어부(110), 센서부(120), 구동부(130), 에지테이터(132), 구속 방지 필터부(140), 메모리(150), 디스플레이부(160), 및 인터페이스부(170)를 포함한다.

하우징(112, 114)은 로봇 청소기(100)의 외관을 형성한다.

구체적으로, 하우징(112, 114)은 내부에 흡입력을 발생시키는 흡입 모터가 구비된 본체부(112)와, 바닥의 먼지나 이물질들을 흡입이 용이하도록 쓸어내는 노즐부(114)를 포함한다.

본체부(112)는 내측에 제어부(110) 및 구동부(130)가 구비되고, 일측에 센서부(120)가 배치되며, 상면에 디스플레이부(160) 및 인터페이스부(170)가 배치된다.

도면에 명확하게 도시되지는 않았으나, 본체부(112)에는 노즐부(114)에서 흡입된 공기가 인입되는 흡입구(도 6의 117)와, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터(미도시)와, 흡입된 공기의 이물질들을 분리해 보관하는 먼지통(미도시)과, 흡입된 공기를 외부로 배출시키는 토출구(113)가 구비될 수 있다.

이때, 흡입구(117)는 노즐부(114)와 본체부(112) 사이에 배치되며, 토출구(113)는 본체부(112)의 상면에 배치될 수 있다.

노즐부(114)는 로봇 청소기(100)가 이물질을 빨아들이는 부분에 해당한다. 노즐부(114)는 본체부(112)의 일측으로 돌출된 형상을 지닌다. 이때, 노즐부(114)가 돌출된 방향은 본체부(112)의 정면 방향으로 정의될 수 있다. 노즐부(114)의 상면은 본체부(112)의 상면보다 낮게 형성된다.

참고로, 본체부(112)에 포함된 구성 중 일부는 노즐부(114)에 배치될 수 있다.

노즐부(114)는 내측에 에지테이터(132)와 구속 방지 필터부(140)가 배치된다. 에지테이터(132)는 로봇 청소기(100) 하부 바닥의 먼지나 오물 등을 쓸거나 비산시킨다. 구속 방지 필터부(140)에 대한 자세한 설명은 이하에서 후술하도록 한다.

제어부(110)는 로봇 청소기(100)에 포함된 모든 구성요소의 동작을 제어한다.

제어부(110)는 센서부(120)로부터 센싱된 데이터를 수신하고, 이를 기초로 구동부(130), 에지테이터(132) 또는 구속 방지 필터부(140)의 동작을 제어한다.

구체적으로, 제어부(110)는 센서부(120)에서 센싱한 데이터를 기초로 장애물의 종류를 판단하고, 판단 결과에 따라 주행 방식을 변경한다. 예를 들어, 제어부(110)는 장애물을 회피 장애물 또는 등반 장애물로 분류할 수 있다.

여기에서 회피 장애물은 로봇 청소기(100)가 진행 방향으로 그대로 이동하는 경우 로봇 청소기(100)의 진로를 방해할 수 있는 장애물을 의미한다. 예를 들어, 회피 장애물에는 장애물의 높이가 높아서 로봇 청소기(100)가 등반할 수 없거나, 얇은 직조물로 되어 있어 로봇 청소기(100)가 그대로 진행하는 경우 장애물이 로봇 청소기(100)의 진행 방향을 방해하거나, 로봇 청소기(100) 내로 말려 들어갈 수 있는 장애물 등이 포함될 수 있다.

반면, 등반 장애물은 로봇 청소기(100)가 타고 넘어갈 수 있는 장애물을 의미한다. 예를 들어, 등반 장애물에는 단단한 재질의 문틀이나, 넓고 무거운 카페트 등이 포함될 수 있다.

제어부(110)는 미리 저장된 데이터를 기초로 장애물의 종류를 판단할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 장애물 분류를 위해, 수집된 데이터를 기초로 스스로 학습하는 딥 러닝(deep learning) 알고리즘, 로지스틱 회귀 알고리즘, 퍼셉트론 개념을 확장 적용한 SVM(Support Vector Machine) 알고리즘, 랜덤하게 초기화된 파라미터들을 이용하여 학습하는 CNN(Convolutional Neural Network) 알고리즘 등을 이용할 수 있다.

여기에서, CNN 알고리즘은 랜덤하게 초기화된 신경망의 파라미터들을 학습데이터로 학습시켜 영상이 입력되는 경우, 각 클래스(class; 여기서는 등반/회피 두 가지 클래스 있음)에 해당할 확률을 출력한다. 예를 들어, 로봇 청소기(100)가 장애물을 만나는 경우, CNN 알고리즘은 영상에서 장애물이 감지된 부분에 대하여 등반 장애물일 확률과 회피 장애물일 확률을 계산하고, 둘 중 높은 쪽을 선택한다.

참고로, 이러한 알고리즘은 제어부(110)에서 이용 가능한 몇몇의 예시에 불과하고, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

센서부(120)는 본체부(112)의 일측에 배치되어, 로봇 청소기(100)의 전방에 위치하는 장애물을 감지한다. 센서부(120)는 측정된 데이터를 제어부(110)에 전달한다. 제어부(110)는 센서부(120)에서 수신된 데이터를 기초로 장애물를 판별한다.

센서부(120)는 장애물의 영상을 측정하는 RGB 센서, 초음파 센서, 적외선 센서, 장애물의 깊이를 측정하는 깊이 센서, RGB-D 센서 등을 포함할 수 있다.

센서부(120)는 일정한 측정범위를 가지므로 넓은 영역을 커버하기 위해 센서부(120)는 본체부(112) 상에서 전후-좌우로 틸트(tilt)될 수 있다.

참고로, 도면 상에 센서부(120)는 하나만이 도시되었으나, 본체부(112)의 전후방 및 측방을 감지할 수 있도록 복수 개의 센서가 본체부(112) 또는 노즐부(114) 상에 배치될 수 있다.

에지테이터(132)는 로봇 청소기(100) 하부 바닥의 먼지나 오물 등을 쓸거나 비산시키는 회전브러쉬로 구성된다.

에지테이터(132)는 본체부(112) 또는 노즐부(114)의 하부에 배치되며, 바닥에 회전브러쉬의 일부가 접하도록 배치된다. 에지테이터(132)는 로봇 청소기(100)가 전방으로 이동하도록 회전할 수 있으며, 제어부(110)에 의해 회전 속도가 제어될 수 있다.

구동부(130)는 로봇 청소기(100)를 이동시키는 구동력을 발생시킨다. 도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 구동부(130)는 본체부(112)의 하측에 배치되는 한 쌍의 바퀴(135)와, 바퀴(135)를 회전시키는 구동력을 발생시키는 구동 모터(미도시)를 포함한다.

구동부(130)는 제어부(110)에 의해 동작이 제어된다. 제어부(110)는 한 쌍의 바퀴(135)를 동일 방향으로 회전시켜 본체부(112)를 전진시키거나, 한 쌍의 바퀴(135)를 서로 다른 방향으로 회전시켜 본체부(112)를 회전시킬 수 있다.

구속 방지 필터부(140)는 로봇 청소기(100)의 진행방향에 위치한 장애물이 에지테이터(132)로 인입되지 않도록 장애물을 막아주는 기능을 수행한다.

구속 방지 필터부(140)는 구속 방지 필터(142)와, 구속 방지 필터(142)가 고정되는 회전축(143), 회전축(143)의 위치를 제어하는 필터 구동부(144)를 포함한다.

구속 방지 필터(142)는 얇고 긴 복수의 끈(string)으로 구성된 채(Shred) 형상으로 구성되며, 일정 크기 이상의 장애물이 본체부(112)의 내측으로 들어가지 않도록 일차적으로 막을 수 있다.

이를 위해, 구속 방지 필터(142)는 회전축(143) 상에 일정 간격으로 배치될 수 있다. 구속 방지 필터(142)는 도 7에 도시된 바와 같이 일정한 크기의 저항을 가짐과 동시에 장애물을 걸러낼 수 있도록 내측으로 오목하고, 일단이 외측으로 향하는 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 형상은 구속 방지 필터(142)가 장애물을 받아낼 수 있으면서도 채의 끝이 바닥에 닿을 때 저항을 감소시키는 형상에 해당한다.

이때, 구속 방지 필터부(140)의 일부는 노즐부(114)의 외측으로 돌출되도록 배치될 수 있다.

구속 방지 필터(142)는 탄성을 가진 재질로 형성될 수 있다. 이를 통해, 구속 방지 필터(142)는 자체의 탄성을 이용하여 가벼운 장애물이 인가되는 경우 막으면서 이동하고, 무거운 장애물이 인가되는 경우 내측으로 휘어지게 된다.

구속 방지 필터부(140)이 고정된 회전축(143)은 노즐부(114)의 내측에 위치가 고정되어 회전할 수 있다. 회전축(143)의 일측에는 회전축(143)의 위치를 제어하는 필터 구동부(144)가 배치된다.

필터 구동부(144)는 회전축(143)을 회전시켜 구속 방지 필터(142)의 위치를 조절할 수 있다.

도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 필터 구동부(144)는 내측에 구속 방지 필터(142)를 통해 인가되는 저항의 크기를 측정할 수 있는 노즐 센서부(미도시)를 포함할 수 있다. 제어부(110)는 노즐 센서부(미도시)에서 측정한 데이터를 기초로 구속 방지 필터(142)의 위치를 조절할 수 있다.

또한, 필터 구동부(144)는 구속 방지 필터(142)에 일정 수준 이상의 저항이 가해지는 경우 회전축(143)이 회전되고, 인가되는 저항이 사라지는 경우 구속 방지 필터(142)의 위치가 원복되는 스프링 또는 구동 모터를 포함할 수 있다.

참고로, 앞에서 설명한 내용은 필터 구동부(144)의 몇몇 예시에 불과하며, 필터 구동부(144)의 구성은 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.

메모리(150)는 로봇 청소기(100)를 제어하는 제어명령어코드, 제어데이터를 저장한다. 또한, 메모리(150)는 로봇 청소기(100)의 운행 도중 센서부(120)에서 측정한 데이터, 제어부(110)에서 판단한 장애물의 종류, 장애물의 위치좌표에 관한 데이터를 저장한다.

메모리(150)는 휘발성 메모리(volatile memory) 또는 불휘발성 메모리(nonvolatile memory) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(150)는 하드디스크(HDD), 솔리드 스테이트 디스크(SSD, Solid State Disk), eMMC(embedded Multi Media Card), UFS(Universal Flash Storage)와 같은 불휘발성 매체일 수 있다.

디스플레이부(160)는 로봇 청소기(100)의 동작 상태를 표시하기 위한 디스플레이를 포함한다. 예를 들어, 디스플레이부(160)는 로봇 청소기(100)의 배터리의 잔량, 내부 먼지통의 잔여 수용 용량, 동작 모드 등에 대한 정보를 표시할 수 있다.

인터페이스부(170)는 사용자로부터 동작 방식을 입력 받을 수 있다. 도면에서는 버튼식 인터페이스로 구성된 인터페이스부(170)를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 인터페이스부(170)는 디스플레이부(160) 상에 구비된 터치 패널, 사용자의 음성 명령을 수신하는 마이크, 사용자의 제스쳐를 인식하는 장치 등으로 대체될 수 있다.

추가적으로, 로봇 청소기(100)는 내부 전력 공급을 위하여 배터리를 내장하거나 외부에서 전력을 공급받는 전원 공급부와, 외부 장치와 데이터를 교환할 수 있는 통신부를 더 포함할 수 있다.

도 9는 도 4의 로봇 청소기의 동작을 나타내는 순서도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기(100)에서 제어부(110)는 센서부(120)에서 측정한 데이터를 기초로 로봇 청소기(100)의 진행 방향에 장애물이 감지되는지 여부를 판단한다(S110).

이어서, 로봇 청소기(100)의 진행 방향에 장애물이 존재하는 경우, 제어부(110)는 감지된 장애물이 기준 거리보다 멀리 떨어진 원거리 장애물인지 여부를 판단한다(S120).

이어서, 인식된 장애물이 기준 거리보다 가까이에 위치한 경우, 해당 장애물이 구속 방지 필터(142)의 바로 앞에서만 감지되는지 여부를 판단한다(S122).

만약, 장애물이 기준 거리보다 멀리에서는 감지되지 않다가 구속 방지 필터(142)의 바로 앞에서만 감지되었다면, 이는 장애물이 구속 방지 필터(142)에 걸려 노즐부(114) 앞에서 높이가 상승한 경우에 해당한다. 즉, 이는 장애물에 의해 로봇 청소기(100)가 구속된 상태를 의미한다.

예를 들어, 직물의 경우, 구속 방지 필터(142)는 직물이 에지테이터(132)로 인입되지 않도록 막을 수 있으며, 이 과정에서 직물은 노즐부(114)에 의해 밀리게 되어 높이가 증가된다.

이때, 높이가 증가된 직물은 높은 저항을 가지게 되어 로봇 청소기(100)에 부하를 줄 수 있으므로, 제어부(110)는 이때 노즐부(114) 앞에 위치한 장애물의 위치를 저장하고(S124), 해당 장애물을 회피하도록 주행한다(S130).

참고로, 앞에서는 직물을 예로 들었으나, 구겨지기 쉬운 종이, 고무, 깔판과 같은 장애물의 경우에도 구속 방지 필터(142)에 걸려 높이가 상승하는 경우 로봇 청소기(100)의 진로를 방해할 수 있으므로, 제어부(110)는 해당 장애물의 위치를 저장하고 이를 회피하여 청소 동작을 수행할 수 있다.

한편, 인식된 장애물이 기준 거리보다 멀리에 위치한 경우, 제어부(110)는 장애물의 종류를 판단한다(S140).

이어서, 제어부(110)는 인식된 장애물이 회피 장애물인지 여부를 판단한다(S150).

여기에서 회피 장애물은 로봇 청소기(100)가 진행 방향으로 그대로 이동하는 경우 로봇 청소기(100)의 진로를 방해할 수 있는 장애물을 의미한다.

예를 들어, 회피 장애물에는 장애물의 높이가 높아서 로봇 청소기(100)가 등반할 수 없거나, 로봇 청소기(100)가 그대로 진행하는 경우 장애물이 로봇 청소기(100)의 진행 방향을 방해하거나, 로봇 청소기(100) 내로 말려 들어갈 수 있는 장애물 등이 포함될 수 있다.

이어서, 장애물이 회피 장애물로 인식되는 경우, 제어부(110)는 해당 장애물의 위치를 저장한다(S124).

이어서, 제어부(110)는 로봇 청소기(100)가 회피 장애물을 피해서 운전하도록 제어한다(S130).

반면, 제어부(110)는 인식된 장애물이 등반 장애물인지 여부를 판단한다(S155). 여기에서, 등반 장애물은 로봇 청소기(100)가 타고 넘어갈 수 있는 장애물을 의미한다. 예를 들어, 등반 장애물에는 단단한 재질의 문틀이나, 넓고 무거운 카페트 등이 포함될 수 있다.

이어서, 장애물이 등반 장애물로 인식되는 경우, 제어부(110)는 구속 방지 필터(142)가 등반 장애물에 걸리지 않도록 필터 구동부(144)를 제어하여 구속 방지 필터(142)를 노즐부(114) 내로 수납시킨다.

참고로, 제어부(110)는 구속 방지 필터(142)에 인가되는 저항을 측정할 수 있으며, 구속 방지 필터(142)에 기준치 이상의 저항이 걸리는 경우 제어부(110)는 구속 방지 필터(142)가 노즐부(114)의 내측으로 수납되도록 위치를 제어할 수 있다. 반면, 구속 방지 필터(142)에 기준치 미만의 저항이 걸리는 경우 제어부(110)는 구속 방지 필터(142)의 위치 조정 없이 로봇 청소기(100)를 진행 방향으로 이동시킬 수 있다.

또한, 구속 방지 필터(142)는 탄성을 가지는 물질로 구성되므로, 필터 구동부(144)의 별도의 제어 없이 등반 장애물에 의해 일정 크기 이상의 저항이 걸리는 경우 구속 방지 필터(142)는 자연스럽게 노즐부(114)의 내측으로 수납될 수 있다.

이어서, 제어부(110)는 로봇 청소기(100)가 등반 장애물을 넘어가도록 구동부(130)를 제어한다(S160). 예를 들어, 제어부(110)는 본체부(112)의 높이가 높아져서 장애물을 로봇 청소기(100)가 쉽게 넘을 수 있도록 구동부(130)를 제어할 수 있다.

이어서, 장애물이 감지되지 않는 경우, 제어부(110)는 로봇 청소기(100)를 정상 주행시킨다(S170).

즉, 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)는, 장애물의 종류에 따라 장애물을 회피하거나 등반할 수 있도록 제어되므로 장애물에 따른 최적의 주행 방식을 선택할 수 있다.

이를 통해, 로봇 청소기의 청소 범위가 확장될 수 있으며, 장애물이 청소 노즐에 걸리는 것을 방지함으로써 청소 효율도 향상될 수 있다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 장애물(E1)이 로봇 청소기(100) 내부로 인입되는 경우, 에지테이터(132)가 장애물(E1)에 의해 구속되어 동작을 멈출 수 있다. 또한, 에지테이터(132)가 장애물(E1)에 구속 된 채로 동작을 계속 수행하는 경우, 로봇 청소기(100)에 부하가 걸리게 되어 고장을 일으킬 확률이 높아진다.

이를 방지하기 위해, 센서부(120)는 로봇 청소기(100)의 진행 방향 상에 위치한 장애물을 감지하나, 센서부(120)가 감지하지 못하는 낮은 장애물(E1)들이 청소영역 내에 존재할 수 있다.

이때, 본 발명의 로봇 청소기(100)에서 구속 방지 필터(142)는 노즐부(114)의 하측 전방을 향하도록 배치되어, 센서부(120)가 감지하지 못한 장애물(E1)이 에지테이터(132)에 인입되는 것을 방지할 수 있다.

이를 통해, 청소 도중 로봇 청소기(100)가 장애물에 걸려 동작을 멈추거나, 이물질이 에지테이터(132)에 흡착되어 다른 청소영역을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.

도 11을 참조하면, 센서부(120)가 감지하지 못한 장애물 중에서 상대적으로 무겁거나 바닥에 부착된 장애물(E2)(예를 들어, 카펫 등)의 경우, 구속 방지 필터(142)는 강한 저항을 받을 수 있다.

이때, 구속 방지 필터(142)는 탄성을 가지는 물질로 구성되므로 무거운 장애물(E2)의 저항에 의해 노즐부(114)의 내부로 휘어져 수납될 수 있다.

한편, 구속 방지 필터부(140)는 구속 방지 필터(142)에 인가되는 저항을 측정하고, 측정된 저항이 기준치보다 높아지는 경우, 필터 구동부(144)를 제어하여 구속 방지 필터(142)를 노즐부(114)의 내측으로 수납할 수 있다.

도 12를 참조하면, 센서부(120)에서 감지하지 못한 장애물(E3)이 구속 방지 필터(142)에 걸려서 노즐부(114)의 앞에 쌓이게 되는 경우, 높이가 증가된 장애물(E3)은 높은 저항을 가지게 되어 로봇 청소기(100)에 부하를 줄 수 있다.

이때, 장애물(E3)의 높이가 증가하게 되면 센서부(120)는 장애물(E3)의 존재를 감지할 수 있다. 제어부(110)는 장애물(E3)이 기준 거리 이상에서는 감지되지 않다가, 기준 거리 이하에서 갑자기 감지된 것으로 인식하게 된다.

이 경우, 제어부(110)는 노즐부(114) 앞에 위치한 장애물(E3)의 위치를 저장하고, 해당 장애물(E3)을 회피하도록 구동부(130)를 제어한다. 이를 통해, 로봇 청소기(100)는 해당 장애물(E3)을 다음 주행 때 만나더라도 일정 거리 앞에서 미리 회피하여 주행할 수 있다.

즉, 본 발명의 로봇 청소기(100)는 장애물(E3)의 위치를 저장하고 저장된 데이터를 기초로 장애물(E3)을 회피하여 주행함으로써, 로봇 청소기(100)가 동일한 장애물(E3)에 계속해서 구속되는 것을 방지할 수 있다.

이를 통해, 로봇 청소기의 동작에 대한 신뢰성이 증대되고, 사용자의 만족도는 향상될 수 있다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 로봇 청소기 110: 제어부
112: 본체부 113: 토출구
114: 노즐부 120: 센서부
130: 구동부 132: 에지테이터
135: 바퀴 150: 메모리
160: 디스플레이부 170: 인터페이스부

Claims (10)

1. 이물질을 흡입하기 위한 흡입구와, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터와, 흡입된 공기를 외부로 배출시키기 위한 토출구가 구비되는 하우징;
   상기 하우징을 이동시키는 구동부;
   상기 하우징의 하측에 배치되며, 회전을 통해 바닥에 위치한 이물질을 상기 흡입구로 이동시키는 에지테이터;
   상기 하우징의 진행 방향을 향하도록 배치되어 상기 에지테이터로 장애물이 인입되지 않도록 장애물을 막아주는 구속 방지 필터;
   상기 구속 방지 필터의 위치를 제어하는 필터 구동부;
   상기 하우징 상에 배치되고, 상기 하우징의 진행 방향에 위치한 장애물을 감지하는 센서부; 및
   상기 센서부에서 측정된 장애물의 종류에 따라, 상기 구동부 및 상기 필터 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 센서부에서 측정한 데이터와 미리 저장된 데이터를 비교하여, 감지된 장애물을 회피 장애물 또는 등반 장애물로 분류하고, 상기 장애물이 회피 장애물로 분류되는 경우, 상기 장애물을 회피하여 주행하도록 상기 구동부를 제어하며, 상기 장애물이 등반 장애물로 분류되는 경우, 상기 구속 방지 필터가 상기 하우징 내부로 수납되도록 상기 필터 구동부를 제어하는
   로봇 청소기.
   
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 감지된 장애물의 종류와 위치를 메모리에 저장하고, 다음 주행에서 저장된 데이터를 이용하여 주행 방법을 결정하는
   로봇 청소기.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 센서부에서 측정한 데이터를 기초로, 회피 대상의 장애물을 인식하고 회피 대상으로 인식한 장애물을 회피하도록 상기 구동부를 제어하는
   로봇 청소기.
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제어부는, 회피 대상으로 인식한 장애물의 위치를 메모리에 저장하고, 저장된 장애물을 회피하도록 상기 구동부를 제어하는
   로봇 청소기.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 구속 방지 필터는, 채(shred) 형상의 탄성물질로 구성되고, 상기 필터 구동부에 의해 회전하는 회전축 상에 일정 간격으로 배치되는
   로봇 청소기.
   
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 구속 방지 필터에 기준치 이상의 저항이 걸리는 경우, 상기 구속 방지 필터가 상기 하우징의 내측으로 이동하도록 상기 필터 구동부를 제어하는
   로봇 청소기.
   
8. 제6 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 구속 방지 필터에 기준치 미만의 저항이 걸리는 경우, 상기 구속 방지 필터의 위치 변동 없이 진행 방향으로 이동하도록 상기 구동부를 제어하는
   로봇 청소기.
   
9. 제1 항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 흡입구, 상기 흡입 모터 및 상기 토출구가 배치되는 본체부과,
   상기 본체부의 일측으로 돌출 형성되고, 상기 구속 방지 필터와 상기 필터 구동부가 구비되는 노즐부를 포함하는
   로봇 청소기.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 본체부의 상단에 배치되며,
    상기 구속 방지 필터의 일단은, 상기 노즐부의 외측으로 돌출되도록 배치되는
    로봇 청소기.
    

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