KR102513748B1 - 로봇청소기 물 부족 감지 및 공급 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로봇 청소기 물 부족 감지 및 공급 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 물 부족 감지 시스템은 본체; 상기 본체에 구비되어 상기 로봇청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부; 상기 구동부의 동력에 의하여 복수 개의 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 피청소면의 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 복수 개의 회전 부재; 상기 본체에 구비되어 물을 저장하는 물통; 상기 물통에 저장된 물을 상기 회전 부재에 공급하는 펌프 모터; 및 상기 펌프 모터의 부하 전류를 측정하는 제어부;를 포함하고, 상기 펌프 모터의 부하 전류 측정값으로 상기 물통의 물 부족 상태를 감지할 수 있다.

Description

로봇청소기 물 부족 감지 및 공급 시스템{A ROBOT CLEANER WATER SHORTAGE DETECTION AND SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 로봇청소기 물 부족 감지 및 공급 시스템에 관한 것이다.
산업 기술의 발달로 다양한 장치가 자동화되고 있다. 잘 알려진 바와 같이, 로봇청소기는 사용자의 조작없이 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 피청소면으로부터 먼지 등의 이물을 흡입하거나, 피청소면의 이물질을 닦아냄으로써 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기로 활용되고 있다.
일반적으로, 이러한 로봇청소기는 모터로부터 발생된 흡입력을 이용하여 청소를 수행하는 진공 청소기를 포함할 수 있다.
이와 같은 진공 청소기를 포함하는 로봇청소기는 피청소면에 고착된 이물질이나 찌든때 등을 제거하지 못하는 한계가 있어, 최근에는 로봇청소기에 걸레가 부착되어 습식 청소를 수행할 수 있는 로봇청소기가 대두되고 있다.
로봇청소기에 결합된 물통에서 걸레에 물(수분)을 공급하는 기술이 개발되어 왔으나, 물통에는 사용자가 수동으로 물을 공급하여야 하므로 로봇청소기에서 물통에 물이 부족함을 알리는 기술들이 개발되었다.
그러나, 일반적으로 물통에 물이 부족함을 알리는 기술은 물통에 결합된 센서를 통해 이루어지나, 센서로 인해 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었으며, 잦은 고장으로 인해 A/S 사례가 다수 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 걸레에 공급되는 물의 양을 조절하여 피청소면이나 주변 환경에 적합한 청소를 하기위해 물의 공급량을 제어하는 기술이 개발되었고, 이 또한 피청소면의 수분량을 감지하는 센서를 통해 이루어져 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었으며, 잦은 고장으로 인해 A/S 사례가 다수 발생하는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제2071416호
본 발명은 상술의 필요성에 따라 인출된 것으로, 본 발명의 목적은 제어부의 펌프 모터 부하 전류 감지부 및 구동 모터 부하 전류 감지부가 펌프 모터 및 구동 모터의 부하 전류를 측정하여 측정값과 기준값을 비교하는 과정을 통해 별도의 센서 없이 물통의 물 부족 상태를 감지하거나 물 공급량을 제어하여 제조비용을 절감하고, 배터리 소모를 줄여 단위 시간 대비 효율적인 습식 청소 및 청소시간을 확보하고자 함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 물 부족 감지 시스템은 본체; 상기 본체에 구비되어 상기 로봇청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부; 상기 구동부의 동력에 의하여 복수 개의 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 피청소면의 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 복수 개의 회전 부재; 상기 본체에 구비되어 물을 저장하는 물통; 상기 물통에 저장된 물을 상기 회전 부재에 공급하는 펌프 모터; 및 상기 펌프 모터의 부하 전류를 측정하는 제어부;를 포함하고, 상기 펌프 모터의 부하 전류 측정값으로 상기 물통의 물 부족 상태를 감지할 수 있다.
또한, 기 설정된 펌프 모터의 부하 전류 기준값과 상기 펌프 모터의 부하 전류 측정값을 비교하여 상기 물통의 물 부족 상태를 감지할 수 있다.
또한, 상기 펌프 모터의 부하 전류 측정값이 상기 펌프 모터의 부하 전류 기준값 이하인 경우에 물 부족 상태를 사용자에게 알릴 수 있다.
또한, 상기 펌프 모터의 부하 전류 측정값의 변화폭을 기준으로 상기 물통의 물 부족 상태를 감지할 수 있다.
또한, 상기 펌프 모터의 부하 전류 측정값의 변화폭이 일정한 구간이 반복되는 경우에 물 부족 상태를 사용자에게 알릴 수 있다.
또한, 상기 클리너의 회전 운동에 따라 발생하는 상기 피청소면과 상기 고정된 클리너의 마찰력을 이동력원으로 이용하여 주행할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 회전부재는 제1 회전 부재, 제2 회전 부재 및 제3 회전 부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 물 공급 시스템은 본체; 상기 본체에 구비되어 상기 로봇청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부; 상기 구동부의 동력에 의하여 복수 개의 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 피청소면의 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 복수 개의 회전 부재; 상기 복수 개의 회전 부재에 동력을 제공하는 구동 모터; 상기 본체에 구비되어 물을 저장하는 물통; 상기 물통에 저장된 물을 상기 회전 부재에 공급하는 펌프 모터; 및 상기 구동 모터의 부하 전류를 측정하는 제어부;를 포함하고, 상기 구동 모터의 부하 전류 측정값으로 상기 물통의 물 공급량을 제어할 수 있다.
또한, 기 설정된 구동 모터의 부하 전류 기준값과 상기 구동 모터의 부하 전류 측정값을 비교하여 상기 물통의 물 공급량을 제어할 수 있다.
또한, 상기 구동 모터의 부하 전류 측정값이 상기 구동 모터의 부하 전류 기준값 이상인 경우에 물 공급량을 감소시키도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 구동 모터의 부하 전류 기준값은 상기 로봇청소기의 직선 주행 또는 회전 주행 상태에서의 상기 구동 모터의 부하 전류 기준값일 수 있다.
또한, 상기 클리너의 회전 운동에 따라 발생하는 상기 피청소면과 상기 고정된 클리너의 마찰력을 이동력원으로 이용하여 주행할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 회전부재는 제1 회전 부재, 제2 회전 부재 및 제3 회전 부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제어부의 펌프 모터 부하 전류 감지부 및 구동 모터 부하 전류 감지부가 펌프 모터 및 구동 모터의 부하 전류를 측정하여 측정값과 기준값을 비교하는 과정을 통해 물통의 물 부족 상태를 감지하거나 물 공급량을 제어하여 제조비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 피청소면의 상태를 사전에 판단하여 주행 장애 구간을 회피할 수 있으며, 배터리 소모를 줄여 단위 시간 대비 효율적인 습식 청소 및 청소시간을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 외형을 나타내는 사시도 및 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 주행 동작을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 구동부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 클리너에 물을 공급하기 위한 구성을 블록도로 표현한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예 또는 다른 실시 예에 따른 로봇청소기에서 펌프 모터의 부하 전류 측정값이 오류로 인식되는 경우를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 물 부족 감지 과정을 순서도로 표현한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇청소기의 물 부족 감지 과정을 순서도로 표현한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 물 공급량 제어 과정을 순서도로 표현한 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇청소기의 물 공급량 제어 과정을 순서도로 표현한 것이다.
도 11은 2개의 회전 부재를 지닌 형태의 로봇청소기를 도시한 것이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 외형을 나타내는 사시도 및 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기를 나타내는 블록도이다.
도 1의 (a), (b) 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기(100)는, 본체(10), 구동부(150), 제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120), 제3 회전 부재(130), 제어부(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기(100)는, 감지부(145), 통신부(140), 저장부(160), 입력부(180), 출력부(185), 전원 공급부(190) 중 적어도 하나를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
본체(10)는 구조적으로 로봇청소기(100)의 외관을 형성하는 구성일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라서는 본체(10)의 외측 둘레에는 외부 충격으로부터 본체(10)를 보호하는 범퍼(미도시)가 형성될 수 있다.
구동부(150)는 본체(10)에 구비되어 로봇청소기(100)의 주행을 위한 동력을 공급할 수 있다.
제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120) 및 제3 회전 부재(130)의 각각은 구동부(150)의 동력에 의하여 제1 회전축(Rotation Axis)(310), 제2 회전축(Rotation Axis)(320) 및 제3 회전축(Rotation Axis)(330)을 중심으로 각각 회전 운동할 수 있다. 여기서, 회전축을 기준으로 시계 방향(CW) 또는 시계 반대 방향(CCW)으로 회전이 선택되어질 수 있다.
구동부(150)는 제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120) 및 제3 회전 부재(130)를 구동시키기 위한 구성일 수 있다. 보다 구체적으로, 구동부(150)는 제어부(170)의 제어에 따라 제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120) 및 제3 회전 부재(130)를 회전 운동시키는 동력을 공급할 수 있다. 여기서, 구동부(150)는 도 4와 같이 제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120) 및 제3 회전 부재(130) 각각을 구동시키는 제1 구동부(151), 제2 구동부(152) 및 제3 구동부(153)를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명에서는 구동부에 구동 모터(M2)를 구비할 수 있다. 구동 모터(M2)는 구동부에서 특히 동력을 제공하기 위한 모터를 특징한 것으로, 상세한 설명은 후술하도록 한다.
제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120) 및 제3 회전 부재(130) 각각은 피청소면의 습식 청소를 위한 제1 클리너(210), 제2 클리너(220) 및 제3 클리너(230)가 고정 가능할 수 있다.
로봇청소기(100)는 클리너(210, 220, 230)를 이용하여 습식 청소를 수행하며 주행할 수 있다. 여기서, 습식 청소는 클리너(210, 220, 230)를 이용하여 피청소면을 닦는 청소를 의미할 수 있고, 예를 들어, 마른 걸레 등을 이용한 청소, 액체에 젖은 걸레 등을 이용한 청소를 모두 포함할 수 있다.
제1 클리너(210), 제2 클리너(220) 및 제3 클리너(230)는 회전 운동을 통해 바닥면의 고착된 이물질을 제거할 수 있도록, 극세사 천, 걸레, 부직포, 브러시(솔) 등과 같이, 다양한 피청소면을 닦을 수 있는 재료로 구성될 수 있다. 또한, 제1 클리너(210), 제2 클리너(220) 및 제3 클리너(230)의 형태는 도 1과 같이 원형일 수 있으나, 형태에 제한 없이 다양한 형태로 구현될 수 있다.
클리너는 회전 부재의 회전 방향에 대응하여, 시계 방향의 회전(CW) 또는 시계 반대 방향의 회전(CCW)이 이루어진다.
그리고, 제1, 제2, 제3 클리너(210, 220, 230)의 고정은 대응되는 회전 부재들(110, 120, 130) 각각에 덮어씌우는 방법이나, 별도의 부착 수단을 이용하는 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 클리너(210), 제2 클리너(220) 및 제3 클리너(230)는 벨크로 테이프 등으로 고정 부재에 부착되어 고정될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기(100)는 제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120), 제3 회전 부재(130)의 회전 운동에 의해 제1 클리너(210), 제2 클리너(220) 및 제3 회전 부재(230)가 회전함에 따라 피청소면과의 마찰을 통해 바닥에 고착된 이물질 등을 제거할 수 있다.
또한, 클리너(210, 220, 230)와 피청소면과의 마찰력이 생성되면 그 마찰력은 로봇청소기(100)의 이동력원으로 이용될 수 있다.
또한, 제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120), 제3 회전 부재(130)는 피청소면과 소정의 각도를 이루게 되므로, 각 회전 부재에 결합되는 클리너와 피청소면 간에 마찰력이 생성되어 로봇청소기(100)가 이동할 수 있음과 동시에 피청소면을 청소할 수 있게 된다.
감지부(145)는 로봇청소기(100)의 동작에 필요한 다양한 정보를 감지하고, 감지 신호를 제어부(170)에 전송할 수 있다.
한편, 통신부(140)는 로봇청소기(100)와 다른 무선 단말 사이 또는 로봇청소기(100)와 다른 무선 단말이 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(140)는 원격 제어 장치로서의 무선 단말과 통신할 수 있으며, 이를 위한 근거리 통신 모듈 또는 무선 인터넷 모듈 등을 포함할 수 있다.
로봇청소기(100)는 이와 같은 통신부(140)로 수신되는 제어 신호에 의해 동작 상태 또는 동작 방식 등이 제어될 수 있다. 로봇청소기(100)를 제어하는 단말로는 예를 들어, 로봇청소기(100)와 통신 가능한 스마트폰, 태블릿, 퍼스널 컴퓨터, 리모컨(원격 제어 장치) 등을 포함할 수 있다.
한편, 저장부(160)는 제어부(170)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 임시 저장할 수도 있다. 저장부(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
입력부(180)는 로봇청소기(100)를 조작하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 특히, 입력부(180)는 로봇청소기(100)의 동작 모드를 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
여기서, 입력부(180)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
출력부(185)는 시각, 청각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 도면에는 도시되지 않았으나, 디스플레이부, 음향 출력 모듈 및 알람부 등이 포함될 수 있다.
디스플레이부는 로봇청소기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 로봇청소기가 청소 중인 경우 청소 모드와 관련된 청소 시간, 청소 방법, 청소 영역 등을 표시하는 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시할 수 있다.
전원 공급부(190)는 로봇청소기(100)에 전원을 공급한다. 구체적으로 전원 공급부(190)는 로봇청소기(100)의 구성하는 각 기능부들에 전원을 공급하며, 전원 잔량이 부족하면 외부 충전기로부터 충전 전류를 공급받아 충전될 수 있다. 여기서, 전원 공급부(190)는 충전 가능한 배터리로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 주행 동작을 나타내는 도면이다.
도 3과 같이, 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)가 전방에 배치되고, 제3 회전 부재(130)가 후방에 배치되어 로봇청소기(100)가 전진 직선 주행이 가능하다. 또한, 다른 실시 예로, 제3 회전 부재(130)가 전방에 배치되고, 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)가 후방에 배치되어 전진 직선 주행이 가능할 수 있다. 또한, 전진 주행과 반대 방향으로 후진 주행도 가능하다.
또한, 직선 주행이 가능함과 동시에 제어부(170)의 제어로 소정의 곡률 반경의 곡선을 포함하는 궤적을 따라 곡선 주행할 수 있다.
복수 개의 회전 부재를 지닌 로봇청소기는 상술한 바와 같이 3개의 회전 부재(110, 120, 130) 뿐만 아니라, 도 11과 같이 2개의 회전 부재(110a, 120a)를 지닌 형태의 로봇청소기(100a)일 수 있다.
따라서, 이하에서 설명하는 물 부족 감지 및 공급 시스템은 3개의 회전 부재를 지닌 로봇청소기에 한정되는 것이 아니며, 도 11과 같은 2개의 회전 부재(110a, 120a)를 지닌 로봇청소기(100a)에도 적용될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 이하에서는 3개의 회전 부재가 적용된 로봇청소기임을 기준으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 클리너에 물을 공급하기 위한 구성을 블록도로 표현한 것이다. 이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 물 부족 감지 시스템에 관하여 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기는 본체(10) 내부에 물을 저장하기 위한 물통(20)을 포함한다. 물통(20)의 형상은 어느 하나의 형상에 국한되지 않는다.
물통(20)은 펌프 모터(M1)와 결합된다. 펌프 모터(M1)은 물통(20)에 저장된 물을 회전 부재(110, 120, 130)에 공급하는 역할을 한다. 펌프 모터(M1)은 제어부(170)와 연동되어 있다. 또한, 펌프 모터(M1)와 회전 부재(110, 120, 130)는 호스(30)를 통해 연결된다.
제어부(170)는 펌프 모터(M1)의 부하 전류를 측정할 수 있다. 좀 더 상세하게는 제어부(170)는 펌프 모터 부하 전류 감지부(171) 및 구동 모터 부하 전류 감지부(172)를 포함한다. 구동 모터 부하 전류 감지부(172)는 상세히 후술하도록 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 주행이 시작되면, 습식 청소가 선택될 경우에, 펌프 모터(M1)가 클리너(210, 220, 230)에 물통(20)에 저장된 물을 공급하기 위해 가동된다. 이때, 펌프 모터 부하 전류 감지부(171)가 펌프 모터(M1)의 부하 전류를 측정한다. 부하 전류의 측정은 일 예로 평균 부하 전류를 통해 측정될 수 있다(Pump motor on calibration).
본 발명에서는 제어부(170)가 펌프 모터(M1)의 부하 전류 측정값과 펌프 모터의 부하 전류 기준값을 비교하여 물 부족 감지 상태를 인식할 수 있다. 본 발명에서는 물 부족 감지 상태를 '오류 인식'이라고도 지칭한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 물 부족 감지 과정을 순서도로 표현한 것이다.
먼저, 로봇청소기가 청소를 시작한다(S100). 여기서, 제어 또는 사용자의 선택에 따라 펌프 모터(M1)가 구동되지 않고 건식 청소가 진행될 수 있으나, 이하에서는 펌프 모터(M1)가 구동되어 습식 청소가 진행됨을 가정한다. 로봇청소기는 전술한 바와 같은 주행을 진행할 수 있으며, 이와 동시에 클리너(210, 220, 230)에 물이 공급되어 습식 청소가 가능하다.
다음으로, 펌프 모터 부하 전류 감지부(171)가 펌프 모터(M1)의 부하 전류를 측정한다(S101). 측정된 부하 전류값을 '펌프 모터의 부하 전류 측정값'이라 지칭한다. 이때, 제어부(170)에는 '펌프 모터의 부하 전류 기준값'이 기 설정되어 있다. '펌프 모터의 부하 전류 기준값'은 펌프 모터(M1)의 부하 전류가 일정치 이하로 떨어지는 경우 정상적인 상태가 아님을 판단하기 위한 기준치이다. 펌프 모터의 부하 전류 기준값은 제어부(170)에 기 저장될 수 있다. 또한, 설계 변경 또는 사용자에 의한 변경이 가능할 수 있다.
펌프 모터(M1)가 가동되는 경우, 펌프 모터(M1)에는 부하 전류가 발생된다. 펌프 모터 부하 전류 감지부(171)는 펌프 모터(M1)의 부하 전류를 검출한다. 만약, 물통(20)에 저장된 물이 부족하게 되면, 펌프 모터(M1)를 통해 호스에 공급되는 물이 적어지게 되므로, 펌프 모터(M1)의 부하 전류값이 낮아지게 된다. 본 발명에서는 이러한 펌프 모터(M1)의 부하 전류값의 비교를 통해 물통(20)의 물 부족 상태를 감지하는 것이다.
제어부(170)는 펌프 모터 부하 전류 감지부(171)로부터 측정된 펌프 모터의 부하 전류 측정값과 기 설정된 펌프 모터의 부하 전류 기준값을 비교한다(S102).
이때, 펌프 모터의 부하 전류 측정값이 펌프 모터의 부하 전류 기준값 이하인 경우, 제어부(170)는 물 부족 상태임을 감지하여 오류로 인식한다(S103). 만약, 그 반대일 경우에는 정상 상태로 판단하여 피드백(Feedback)을 통해 지속적으로 펌프 모터의 부하 전류 측정값과 부하 전류 기준값을 비교한다.
제어부(170)가 오류로 인식하면, 출력부(185)를 통해 사용자에게 물 부족 상태임을 알릴 수 있다(S104). 전술한 바와 같이 출력부(185)는 시각, 청각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 도면에는 도시되지 않았으나, 디스플레이부, 음향 출력 모듈 및 알람부 등이 포함될 수 있다. 사용자는 이를 인식하여 물통(20)에 물을 공급할 수 있으며, 습식 청소가 지속적으로 진행될 수 있다.
전술한 바와 같이 종래에는 물통의 물이 부족함을 감지하기 위한 수단으로 센서를 사용하였으나, 본 발명에서는 펌프 모터의 부하 전류 측정값과 펌프 모터의 부하 전류 기준값을 비교하는 것으로 물통의 물 부족 상태를 판단할 수 있어 제조 원가를 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 기존 센서 타입에 비해 구조가 단순화되어 로봇청소기의 고장률을 낮출 수 있는 장점이 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇청소기의 물 부족 감지 과정을 순서도로 표현한 것이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇 청소기는 실시 예에 따른 로봇청소기와 청소를 시작하는 단계와 펌프 모터의 부하 전류를 측정하는 단계를 공유한다(S200, S201). 중복 설명을 방지하기 위해 이에 관한 내용은 생략한다.
이때, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇 청소기는 펌프 모터의 부하 전류 측정값을 펌프 모터의 부하 전류 기준값과 비교하는 것이 아닌, 펌프 모터의 부하 전류 측정값 자체의 변화폭을 측정한다(S202).
만약, 물통(20)에 물이 충분하게 공급되어 있다면, 펌프 모터(M1)에서 측정되는 펌프 모터의 부하 전류 측정값이 지속적으로 튐 현상이 발생된다. 이로 인해, 펌프 모터의 부하 전류 측정값의 변화폭이 일정하지 못하게 된다. 그러나, 물통(20)에 물이 부족하게 되면, 펌프 모터의 부하 전류 측정값의 튐 현상이 발생될 수 없으며, 펌프 모터의 부하 전류 측정값의 변화폭이 일정하게 된다.
따라서, 로봇청소기는 펌프 모터의 부하 전류 측정값의 변화폭이 일정하게 되면, 제어부(170)는 물 부족 상태임을 감지하여 오류로 인식한다(S203). 만약, 그 반대일 경우에는 정상 상태로 판단하여 피드백(Feedback)을 통해 지속적으로 펌프 모터의 부하 전류 측정값의 변화폭이 일정한지를 판단한다.
제어부(170)가 오류로 인식하면, 출력부(185)를 통해 사용자에게 물 부족 상태임을 알릴 수 있다(S204). 이는 본 발명의 실시 예에 따른 단계(S104)를 공유한다. 중복 설명을 방지하기 위해 이에 관한 내용은 생략한다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예는, 실시 예와 동일한 효과를 지니며, 덧붙여, 펌프 모터의 부하 전류 기준값과 비교하는 과정을 거치지 않으므로 연산 속도가 증대되는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예 또는 다른 실시 예에 따른 로봇청소기에서 펌프 모터의 부하 전류 측정값이 오류로 인식되는 경우를 도시한 것이다.
먼저, 전술한 바와 같이, 물통(20)의 물이 부족한 상태를 감지할 수 있다. 또한, 물통(20)이 본체(10)에 장착이 되지 않은 경우에도 오류로 인식되므로 물통(20)의 미장착 상태를 감지할 수 있다.
또한, 물통(20)이 본체(10)의 지정된 위치에 올바르게 장착되지 않은 경우에도 오류로 인식되므로 물통(20)의 오장착 상태를 감지할 수 있다.
또한, 물통(20)과 펌프 모터(M1)를 잇는 호스(30)에 잔여물이 잔존해 있는 경우에도 오류로 인식되므로 호스(30)의 잔여물을 감지할 수 있다. 이때, 잔여물 제거 기능이 제어부(170)에 의해 수행될 수 있다.
따라서, 펌프 모터 부하 전류 감지부(171)로부터 측정된 펌프 모터의 부하 전류 측정값과 펌프 모터의 부하 전류 기준값을 비교하거나, 펌프 모터의 부하 전류 측정값의 변화폭이 일정한지를 판단하여 위와 같은 다양한 케이스의 오류를 판단할 수 있는 장점이 있다.
도 5를 참조하면, 구동부(150)는 회전 부재(110, 120, 130)에 동력을 제공하는 구동 모터(M2)를 구비한다. 또한, 제어부(170)는 구동 모터(M2)의 부하 전류를 측정하는 구동 모터 부하 전류 감지부(172)를 포함한다. 이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 물 공급 시스템에 관하여 설명한다.
제어부(170)는 구동 모터(M2)의 부하 전류를 측정할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 주행이 시작되면, 습식 청소, 건식 청소를 불문하고 구동 모터(M2)가 회전 부재(110, 120, 130) 및 클리너(210, 220, 230)를 회전시키기 위해 가동된다. 이때, 구동 모터 부하 전류 감지부(172)가 구동 모터(M2)의 부하 전류를 측정한다.
부하 전류의 측정은 일 예로 평균 부하 전류를 통해 측정될 수 있으며(Wheel motor on calibration), 복수 개의 회전 부재(110, 120, 130)의 각각의 부하 전류를 측정할 수 있다.
본 발명에서는 제어부(170)가 구동 모터(M2)의 부하 전류 측정값과 구동 모터의 부하 전류 기준값을 비교하여 물 공급량을 제어할 수 있다. 일 예로, 물 공급량의 제어는 본 발명의 펌프 모터(M1)의 on/off 여부 및 펌프 모터(M1)의 on 상태의 시간(time)을 조절하여 물 공급량을 제어할 수 있다.
물 공급량은 일 예로 '소, 중, 대, 물 없음'으로 세분화 및 옵션화될 수 있다. '소, 중, 대'는 펌프 모터(M1)가 on 상태인 것으로, 습식 청소가 진행되는 상태이다. 이때, 펌프 모터(M1)의 on 상태의 시간이 길수록 '대'이며, 시간이 짧을수록 '소'이다. 또한, '물 없음'은 펌프 모터(M1)가 off 상태인 것이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇청소기의 물 공급량 제어 과정을 순서도로 표현한 것이다.
먼저, 로봇청소기가 청소를 시작한다(S300). 여기서, 제어 또는 사용자의 선택에 따라 곧바로 펌프 모터(M1)가 off 상태로 되어 건식 청소가 진행될 수 있으나, 이하에서는 펌프 모터(M1)가 on 상태로 구동되어 습식 청소가 진행됨을 가정한다. 로봇청소기는 전술한 바와 같은 주행을 진행할 수 있으며, 이와 동시에 클리너(210, 220, 230)에 물이 공급되어 습식 청소가 가능하다.
다음으로, 구동 모터 부하 전류 감지부(172)가 구동 모터(M2)의 부하 전류를 측정한다(S301). 측정된 부하 전류값을 '구동 모터의 부하 전류 측정값'이라 지칭한다. 이때, 제어부(170)에는 '구동 모터의 부하 전류 기준값'이 기 설정되어 있다. 구동 모터의 부하 전류 기준값은 제어부(170)에 기 저장될 수 있다. 또한, 설계 변경 또는 사용자에 의한 변경이 가능할 수 있다. 또한, 구동 모터의 부하 전류 기준값은 로봇청소기의 직선 주행 또는 회전 주행 상태에서의 기준으로 설정될 수 있다.
제어부(170)는 구동 모터 부하 전류 감지부(172)로부터 측정된 구동 모터의 부하 전류 측정값과 기 설정된 구동 모터의 부하 전류 기준값을 비교한다(S302).
구동 모터의 부하 전류 측정값이 구동 모터의 부하 전류 기준값보다 높아지는 경우는 일 예로 다음과 같다.
로봇청소기가 주행하는 과정에서 장애물이 있다면, 로봇청소기는 장애물 근처에서 루프성의 움직임을 지니게 된다. 따라서, 해당 면적에 반복적으로 로봇청소기가 움직이게 되므로 장애물이 없는 경우보다 피청소면의 단위면적 당 공급되는 물의 양이 증대된다.
피청소면에 존재하는 물의 양이 증대될수록, 바퀴 없이 클리너와 피청소면의 마찰력을 이동력원으로 하는 본 발명의 로봇청소기의 특성 상 클리너(210, 220, 230) 및 회전 부재(110, 120, 130)에 가해지는 부하가 증대된다. 소위 피청소면이 미끄럽기 때문이다. 따라서, 구동 모터의 부하 전류 측정값이 구동 모터의 부하 전류 기준값보다 높아질 수 있다.
따라서, 부하가 증대되는 환경에는 이미 물의 공급이 충분한 것으로, 물의 공급량을 줄이는 방향으로 제어되어야 한다. 부하 증대는 배터리 소모를 야기하고, 청소 가능한 시간이 줄어들기 때문이다.
또한, 피청소면의 재질에 따라 구동 모터의 부하 전류 측정값이 구동 모터의 부하 전류 기준값보다 높아질 수 있다.
피청소면은 가정에서 통상적으로 대리석, 일반장판, 강화마루 등이 사용되는데, 대리석 - 일반장판 - 강화마루 순으로 피청소면이 미끄럽다. 따라서, 로봇청소기가 대리석으로 이루어진 피청소면을 청소하는 경우에는 구동 모터의 부하 전류 측정값이 구동 모터의 부하 전류 기준값보다 높아질 수 있다. 미끄러운 재질의 피청소면에는 상대적으로 덜 미끄러운 재질의 피청소면보다 물의 공급량을 줄여야 한다. 따라서, 물의 공급량을 줄이는 방향으로 제어되어야 한다.
구동 모터의 부하 전류 측정값이 구동 모터의 부하 전류 기준값 이상인 경우, 제어부(170)는 물 공급량을 감소시킨다(S303). 만약, 그 반대일 경우에는 선택에 따라 물 공급량을 유지하거나 증가시킬 수 있다(S304). 피드백(Feedback)을 통해 지속적으로 구동 모터의 부하 전류 측정값과 부하 전류 기준값을 비교한다.
전술한 바와 같이 물 공급량의 감소는 펌프 모터(M1)의 off 상태로의 전환으로 이루어지며, off 상태의 시간을 통해 감소시킬 물 공급량의 총량을 계산할 수 있다.
종래에는 물 공급량의 제어가 피청소면의 수분량을 감지하는 센서를 통해 이루어져 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었으며, 잦은 고장으로 인해 A/S 사례가 다수 발생하는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 구동 모터의 부하 전류 측정값과 구동 모터의 부하 전류 기준값을 비교하고, 펌프 모터(M1)의 on/off 또는 on/off 시간의 조절을 통해 물의 공급량을 제어할 수 있어 제조 원가를 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 기존 센서 타입에 비해 구조가 단순화되어 로봇청소기의 고장률을 낮출 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명으로 인해, 피청소면의 상태를 사전에 판단하여 주행 장애 구간을 회피할 수 있다. 이로 인해, 적절한 물 공급의 조절이 가능하며, 배터리 소모를 줄여 단위 시간 대비 효율적인 습식 청소 및 청소시간을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇청소기의 물 공급량 제어 과정을 순서도로 표현한 것이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 물 공급량 제어는 물 공급 누적 시간을 측정하여 이루어질 수 있다. 청소가 시작되면(S400), 제어부(170)는 물이 공급된 누적 시간을 측정한다(S401). 측정된 시간값을 '물 공급 누적 시간 측정값'이라 한다.
이때, 설계에 따라 기 설정된 '물 공급 누적 시간 기준값'과 물 공급 누적 시간 측정값을 비교한다(S402). 물 공급 누적 시간 측정값이 물 공급 누적 시간 기준값 이상인 경우에는, 정상 상태라고 판단된 기준 상태보다 물의 공급 시간이 더욱 증대된 것으로, 전술한 바와 같이 회전 부재(110, 120, 130)에 부하가 증대되므로 물의 공급량을 줄이는 방향으로 제어되어야 한다.
따라서, 물 공급 누적 시간 기준값과 물 공급 누적 시간 측정값을 비교하여 물 공급 누적 시간 측정값이 물 공급 누적 시간 기준값 이상인 경우, 구동 모터의 부하 전류 측정값이 구동 모터의 부하 전류 기준값 이상인 경우, 제어부(170)는 물 공급량을 감소시킨다(S403). 만약, 그 반대일 경우에는 선택에 따라 물 공급량을 유지하거나 증가시킬 수 있다(S404). 피드백(Feedback)을 통해 지속적으로 물 공급 누적 시간 기준값과 물 공급 누적 시간 측정값을 비교한다.
위와 같이, 본 발명에서는 제어부(170)의 펌프 모터 부하 전류 감지부(171) 및 구동 모터 부하 전류 감지부(172)가 펌프 모터(M1) 및 구동 모터(M2)의 부하 전류를 측정하여 측정값과 기준값을 비교하는 과정을 통해 물통의 물 부족 상태를 감지하거나 물 공급량을 제어할 수 있다. 이로 인해, 제조 원가를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 피청소면의 상태를 사전에 판단하여 주행 장애 구간을 회피할 수 있으며, 배터리 소모를 줄여 단위 시간 대비 효율적인 습식 청소 및 청소시간을 확보할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 제어 방법은 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 각 서버 또는 기기들에 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 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 이해되어져서는 안될 것이다.
M1 : 펌프 모터,
M2 : 구동 모터,
10 : 본체,
20 : 물통,
30 : 호스
100 : 로봇청소기,
110 : 제1 회전 부재,
120 : 제2 회전 부재,
130 : 제3 회전 부재,
140 : 통신부,
145 : 감지부,
150 : 구동부,
151 : 제1 구동부,
152 : 제2 구동부,
153 : 제3 구동부,
160 : 저장부,
170 : 제어부,
171 : 펌프 모터 부하 전류 감지부,
172 : 구동 모터 부하 전류 감지부,
180 : 입력부,
185 : 출력부,
190 : 전원공급부,
210 : 제1 클리너,
220 : 제2 클리너,
230 : 제3 클리너,
310 : 제1 회전축,
320 : 제2 회전축,
330 : 제3 회전축.

Claims (13)

  1. 로봇청소기 물 부족 감지 시스템에 있어서,
    본체;
    상기 본체에 구비되어 상기 로봇청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부;
    상기 구동부의 동력에 의하여 복수 개의 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 피청소면의 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 복수 개의 회전 부재;
    상기 본체에 구비되어 물을 저장하는 물통;
    상기 물통에 저장된 물을 상기 회전 부재에 공급하는 펌프 모터; 및
    상기 펌프 모터의 부하 전류를 측정하는 제어부;를 포함하고,
    상기 펌프 모터의 부하 전류 측정값으로 상기 물통의 물 부족 상태를 감지하는 것을 특징으로 하고,
    상기 펌프 모터의 부하 전류 측정값의 변화폭을 기준으로 상기 물통의 물 부족 상태를 감지하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 물 부족 감지 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 펌프 모터의 부하 전류 측정값의 변화폭이 일정한 구간이 반복되는 경우에 물 부족 상태를 사용자에게 알리는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 물 부족 감지 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 클리너의 회전 운동에 따라 발생하는 상기 피청소면과 상기 고정된 클리너의 마찰력을 이동력원으로 이용하여 주행하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 물 부족 감지 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 회전부재는 제1 회전 부재, 제2 회전 부재 및 제3 회전 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 물 부족 감지 시스템.
  8. 로봇청소기 물 공급 시스템에 있어서,
    본체;
    상기 본체에 구비되어 상기 로봇청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부;
    상기 구동부의 동력에 의하여 복수 개의 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 피청소면의 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 복수 개의 회전 부재;
    상기 복수 개의 회전 부재에 동력을 제공하는 구동 모터;
    상기 본체에 구비되어 물을 저장하는 물통;
    상기 물통에 저장된 물을 상기 회전 부재에 공급하는 펌프 모터; 및
    상기 구동 모터의 부하 전류를 측정하는 제어부;를 포함하고,
    상기 구동 모터의 부하 전류 측정값으로 상기 물통의 물 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하고,
    기 설정된 구동 모터의 부하 전류 기준값과 상기 구동 모터의 부하 전류 측정값을 비교하여 상기 물통의 물 공급량을 제어하는 것을 특징으로 하고,
    상기 구동 모터의 부하 전류 측정값이 상기 구동 모터의 부하 전류 기준값 이상인 경우에 물 공급량을 감소시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 물 공급 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 구동 모터의 부하 전류 기준값은 상기 로봇청소기의 직선 주행 또는 회전 주행 상태에서의 상기 구동 모터의 부하 전류 기준값인 것을 특징으로 하는 로봇청소기 물 공급 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 클리너의 회전 운동에 따라 발생하는 상기 피청소면과 상기 고정된 클리너의 마찰력을 이동력원으로 이용하여 주행하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 물 공급 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 복수 개의 회전부재는 제1 회전 부재, 제2 회전 부재 및 제3 회전 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 물 공급 시스템.
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