KR102521849B1 - 로봇 청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본체, 설정된 주행경로에 따라 본체를 이동시키는 주행부, 스팀을 생성하는 스팀발생유닛, 상기 본체의 주변의 소음 또는 진동을 감지하는 소음 감지센서 및 상기 주행부와, 상기 스팀발생유닛을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 소음 감지센서에서 입력된 소음 또는 진동 정보를 바탕으로, 본체의 주변에서 주방기기의 작동여부를 판단하고, 주방기기의 작동이 감지되는 경우, 주행모드에 따라 설정된 주행경로에 따라 이동하도록 상기 주행부를 제어하며 스팀청소를 수행하도록 상기 스팀발생유닛을 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇 청소기{Robot cleaner}

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것이다.

로봇 청소기는 청소하고자 하는 영역을 스스로 주행하면서 바닥면으로부터] 먼지 등의 이물질을 흡입하여 자동으로 청소하는 기기이다.

통상 이러한 로봇 청소기는 청소구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 감지하고, 그에 따라 청소 구역을 매핑(mapping)하거나, 좌륜과 우륜의 구동을 제어하여 장애물 회피 동작을 수행한다.

로봇 청소기는 충전 가능한 배터리가 구비되어, 이동이 자유롭고 배터리의 동작전원을 이용한 스스로 이동이 가능하며, 필요 시 충전대로 복귀하여 배터리를 충전하도록 구성된다.

이러한 로봇 청소기 중에 주방의 조리개의 상면을 청소하는 주방용 로봇 청소기가 개발되고 있다.

종래의 주방용 로봇 청소기의 경우, 조리대의 온도, 높이 차이, 소음 여부를 인식하지 못하고 청소를 하여서, 사용자에게 소음을 유발하거나, 고온 영역의 청소로 인해 로봇 청소기가 손상되는 문제점이 있다.

본 발명은 조리대의 상면의 고온영역을 회피 주행하여서, 청소기의 파손을 줄이는 로봇 청소기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 조리대에 설치된 식기 세척기 등의 가전기기가 작동되는 경우, 스팀청소를 하여서, 발생되는 소음을 줄이는 로봇 청소기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 본체, 설정된 주행경로에 따라 본체를 이동시키는 주행부, 스팀을 생성하는 스팀발생유닛, 상기 본체의 주변의 소음 또는 진동을 감지하는 소음 감지센서 및 상기 주행부와, 상기 스팀발생유닛을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 소음 감지센서에서 입력된 소음 또는 진동 정보를 바탕으로, 본체의 주변에서 주방기기의 작동여부를 판단하고, 주방기기의 작동이 감지되는 경우, 주행모드에 따라 설정된 주행경로에 따라 이동하도록 상기 주행부를 제어하며 스팀청소를 수행하도록 상기 스팀발생유닛을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 본 발명은 조리대의 상면의 고온영역을 회피 주행하여서, 청소기의 파손을 줄이는 효과가 존재한다.

둘째, 본 발명은 조리대에 설치된 식기 세척기 등의 가전기기가 작동되는 경우, 스팀청소를 하여서, 청소 시에 발생되는 소음을 줄이는 효과가 존재한다.

셋째, 본 발명은 밀대를 사용하여서 피청소물을 싱크볼로 낙하시켜서 피청소물을 흡입하는 별도의 장치를 구비하지 않는 이점이 존재한다.

넷째, 본 발명은 스팀을 사용하여서, 세균이 번식하기 쉬운 조리대의 상면을 자동적으로 살균 할 수 있는 이점이 존재한다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 조리대의 상면에서 작동되는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 조리대의 사용예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 내부 구성을 나타내는 사시이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 하부 사시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 구성하는 스팀발생유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어계통을 나타내는 블록도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 주행방법이 도시된 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기의 하부 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 1은 조리대의 상면에서 작동되는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 조리대의 사용예시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 로봇 청소기는 조리대(1000)의 상면(108)을 주행하면서, 조리대(1000)의 상면(108)을 청소할 수 있다. 조리대(1000)의 상면(108)은 로봇 청소기가 주행하는 기준면인 주행면이 된다.

조리대(1000)는 사용자가 주방에서 조리를 하는 공간을 통칭한다. 예를 들면, 조리대(1000)에는 하측으로 오목하게 형성된 싱크볼(101)이 형성된다. 싱크볼(101)은 조리대(1000)의 상면(108)이 하부로 함몰되어서 형성된다.

싱크볼(101)에는 물이 배수되는 배수관(미도시)과 연결되는 배수구(109)가 형성된다. 배수구(109)는 홀 형태로 싱크볼(101)의 바닥면에 개구되어서 형성된다.

조리대(1000)에는 수전(102)이 배치된다. 수전(102)은 싱크볼(101)에 물을 공급한다. 수전(102)은 외부의 수원과 연결되어서 싱크볼(101)에 물을 공급한다.

조리대(1000)에는 주방에 필요한 가전기기가 빌트인되어 설치될 수 있다. 예를 들면, 조리대(1000)에는 식기세척기, 건조기, 쿡탑(600)이 설치될 수 있다. 그리고, 식기세척기, 건조기, 쿡탑(600)의 상면은 동일 평면 상에 배치되어 조리대(1000)의 상면(108)을 구성할 수 있다.

식기세척기(1)는 조리대(1000)에 빌트인되는 캐비닛어셈블리(10)와, 캐비닛어셈블리(10)에 배치되고, 캐비닛어셈블리(10)의 전방으로 인출되는 드로어(10)와, 드로어(10) 내측에 배치되고 식기가 로딩되고, 드로어(10)와 함께 이동되는 랙(20)과, 캐비닛어셈블리(10) 내부에 배치되고, 랙에 세척수를 분사시키는 분사모듈(미도시)을 포함할 수 있다.

드로어(10)는 조리대(1000)의 전방으로 인출가능하다. 캐비닛어셈블리(10)는 식기세척기의 외형을 형성한다. 캐비닛어셈블리(10)는 전방 및 상방으로 개방되고, 캐비닛어셈블리(10)의 상방개구를 개폐시키는 탑도어(15)가 캐비닛어셈블리(10)에 설치된다.

캐비닛어셈블리(10)의 전방 개구는 드로어(10)에 의해 개폐될 수 있다.

상방개구면(13)은 캐비닛(12)의 상면에 배치된다. 탑도어(15)는 상방개구면(13)을 개폐시킨다. 상방개구면(13)은 조리대(1000)의 상면(108)으로 노출되게 배치된다.

쿡탑(600)은 전기적 또는 화학적 에너지를 통해 조리대(1000)의 상면(108)에 위치된 조리기기를 가열하는 장치이다. 예를 들면, 쿡탑(600)은 유도가열기가 조리대(1000)의 상면(108)에 매립되어 형성될 수 있다.

본원발명의 로봇 청소기(100)는 다수의 가전기기가 빌트인 된 조리대(1000)의 상면(108)을 이동하며, 조리대(1000)의 상면(108)을 청소 또는/및 소독하게 된다.

이하에서는 로봇 청소기의 구성을 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 내부 구성을 나타내는 사시도, 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 하부 사시도, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 구성하는 스팀발생유닛(400)을 설명하기 위한 단면도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 청소기 본체(110)는 로봇 청소기(100)의 외관을 형성하며, 지름에 비해 상대적으로 높이가 낮은 원통형 즉, 납작한 원통형으로 구성된다.

그리고, 청소기 본체(110)의 내부에는 흡입장치(120), 흡입 노즐(130), 그리고 흡입 노즐(130)과 연통하는 집진부(140)가 구비된다. 흡입장치(120), 흡입 노즐(130) 및 집진부(140)를 총칭하여 청소부(270)라 정의한다.

한편, 청소기 본체(110)의 외주면에는 실내의 벽이나 장애물과의 거리를 감지하는 센서유닛(220)과 충돌시 충격을 완충하는 범퍼(미도시)가 구비되고, 청소기 본체(110)의 양측 하부에는 각각, 로봇 청소기(100)의 이동을 위한 좌, 우측 구동 바퀴(150, 160)가 구비된다.

여기서, 좌, 우측 구동 바퀴(150, 160)는 각각, 청소기 제어부(210)에 의해 제어되는 좌륜모터(151)와 우륜모터(161)에 의해 회전하도록 구성되어, 좌륜모터(151)와 우륜모터(161)의 구동에 따라 로봇 청소기(100)가 스스로 방향 전환을 하면서 실내의 청소를 수행한다. 좌륜모터(151)와 우륜모터(161)는 주행부(280)를 통칭되고, 주행부(280)는 설정된 주행경로에 따라 본체(110)를 이동시킨다.

그리고, 청소기 본체(110)의 바닥에는 적어도 하나의 보조 바퀴(170)가 구비되어, 로봇 청소기(100)와 바닥 사이의 마찰을 최소화하는 동시에 로봇 청소기(100)의 움직임을 안내한다.

로봇 청소기(100)의 내부 구성을 보다 상세하게 설명하면, 청소기 본체(110)의 전방부에는 로봇 청소기(100)의 구동을 제어하는 각종 전장부품이 배치된 청소기 제어부(210)가 구비되고, 흡입장치(120)의 후방에 구비되는 집진장치 장착부(140a)에는 집진부(140)가 착탈 가능하게 구비된다.

그리고, 집진부의 하측에는 흡입 노즐(130)이 구비되어, 바닥을 이물질을 공기와 함께 흡입한다.

여기서, 흡입장치(120)는, 배터리(190)와 집진부(140) 사이에 경사지게 설치되며, 배터리(190)에 전기적으로 연결되는 모터(미도시)와 모터의 회전축에 연결되어 공기의 유동을 강제하는 팬(미도시)을 포함하여 구성된다.

한편, 흡입 노즐은(130)은, 청소기 본체(110)의 바닥면에 형성된 개구부(미도시)를 통해 청소기 본체(110)의 하측으로 노출됨으로써, 실내의 바닥면에 접하게 된다.

스팀발생유닛(400)은 물을 이용하여 스팀을 생성하고, 생성된 스팀을 로봇 청소기(100)의 외부로 분사한다. 스팀발생유닛(400)은 생성된 스팀을 주행면을 향해 분사할 수 있다.

예를 들면, 스팀발생유닛(400)은 물탱크(410), 유입부(420), 히터(430), 스팀 유로(440) 및 스팀 토출구(450) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

물탱크(410)는 청소기 본체(110) 후방의 하부에 설치되며, 유입부(420)로 유입된 온수가 안내되어 수용된다.

여기서, 물탱크(410)의 외벽면에 단열재(412)가 삽입 배치하여 단열성능을 향상시킬 수 있다.

유입부(420)는 배출부(330)와 접속되어 배출부(330)로부터 온수가 유입될 수 있으며, 특히 유입부(420)는 길이 조절이 가능하게 마련될 수 있다.

유입부(420)는 그 하단부가 물탱크(410)와 연통되며, 그 상단부는 청소기 본체(110) 의 상면 일측을 관통하여 형성될 수 있다.

여기서, 유입부(420)는 로봇 청소기(100)의 외부로 노출되지 않는 것이 바람직하므로, 이를 위하여 유입부(420)는 길이 조절이 가능한 구조를 가질 수 있다.

유입부(420)는 물탱크(410)의 상면과 연통되도록 고정 설치되는 제1유입부(422), 제1유입부(422)의 내측에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 제2유입부(424), 그리고 제2유입부(424)를 슬라이딩 이동시키는 구동장치(426)를 포함하여 구성될 수 있다.

히터(430)는 물탱크(410)의 내부에 설치되며, 물탱크(410)에 수용된 물을 가열하여 스팀을 생성할 수 있다.

물탱크(410)에는 스팀을 물탱크(410)의 외측으로 선택적으로 토출하는 토출 밸브(414), 스팀의 온도를 감지하는 온도 센서(416), 스팀의 압력을 감지하는 압력센서 등이 설치될 수 있다.

토출 밸브(414)는 물탱크(410)에 일측에 마련되며, 후술할 스팀 유로(440)와 선택적으로 연통되어 스팀을 스팀 유로(440)에 토출할 수 있다. 특히, 토출 밸브(414)는 유입부(420)로 스팀이 역류하는 것을 방지하기 위해 유입부(420)와 소정거리 이격되어 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

온도 센서(416) 및 압력 센서(418)는 스팀이 토출되는 토출 밸브(414)에 인접하여 설치되며, 온도 센서(416) 및 압력 센서(418)의 의해 측정된 물탱크(410) 내부의 온도 및 압력을 제어부(210)에 전달된다.

제어부(210)는 온도 센서(416) 및 압력 센서(418)에서 전달된 온도 및 압력을 기준으로 스팀의 생성 여부 및 생성량 등을 판단하여 토출 밸브(414)를 선택적으로 개방할 수 있다.

또한, 스팀 토출구(450) 상에는 스팀을 분사하는 스팀 노즐(460)이 설치될 수 있다. 이에 따라, 스팀 유로(440)로 토출된 스팀이 노즐(460)에 의해 피청소면(주행면)에 분사됨으로써, 로봇 청소기(100)가 스팀 청소 기능을 수행할 수 있다.

스팀발생유닛(400)에서 생성된 고온의 스팀에 의해 조리대(1000)의 상면(108)을 살균할 수 있다.

또한, 도면에는 도시하진 않았지만, 본체(110)의 바닥면에서 주행면을 닦는 걸레(미도시)가 카트리지 형태로 구비될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어계통을 나타내는 블록도이다.

로봇 청소기(100)는 센서유닛(220), 위치산출부(240), 경로설정부(250), 입력부(295), 표시부(290), 주행부(280), 청소부(270), 데이터부(260), 스팀발생유닛(400), 고온영역 감지센서(233), 절벽 감지센서(235), 소음 감지센서(235) 그리고 로봇 청소기의 동작 전반을 제어하는 제어부(210)를 포함한다.

배터리는 로봇 청소기(100)가 이동하고, 청소를 수행하는데 따른 동작전원을 공급하며, 배터리 잔량 부족 시에는 충전대(220)로부터 충전전류를 공급받아 충전한다. 배터리는 배터리 잔량을 감지하는 감지수단에 연결되어 배터리 잔량 및 충전상태가 제어부(210)로 인가된다.

입력부(295)는 적어도 하나의 버튼, 스위치, 휠 등의 입력수단을 적어도 하나 포함할 수 있고, 경우에 따라 압력 또는 정전에 의해 입력을 인식하는 터치패드를 포함할 수 있다. 입력부(295)는 입력되는 데이터를 제어부(210)로 인가한다.

예를 들어, 입력부(295)는 로봇 청소기(100)의 모드 설정, 청소영역 설정, 충전대 위치 기억에 따른 설정을 입력하기 위한 버튼 또는 스위치를 포함하여, 설정정보를 제어부(210)로 입력한다.

표시부(290)는 시각적인 표시를 하는 디스플레이 장치를 포함하여 로봇 청소기(100)의 동작 상태, 청소 설정에 따른 정보를 출력한다. 표시부(290)는 현재 설정 또는 동작중인 청소 설정 및 모드, 배터리 잔량 정보를 표시한다. 또한, 표시부(290)는 간단하게는 전원입력 여부 및 동작 여부를 램프 점등을 통해 표시할 수 있고, 에러발생시, 경고등 또는 경고 메시지를 출력할 수 있다.

이때, 입력부(295) 및 표시부(290)와 제어부(210)간의 데이터를 중계하고 처리하는 입출력제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 입력부(295) 및 표시부(290)는 데이터부(260)에 저장된 프로그램 또는 상기에 언급된 기능을 수행하기 위한 명령어와 대응하는 복수개의 인터페이스를 포함할 수 있다.

데이터부(260)에는 로봇 청소기(100)의 동작제어 및 동작설정에 따른 데이터, 로봇 청소기가 수행하는 기능에 대한 제어데이터가 저장된다. 또한, 센서유닛(220)으로부터 감지되는 신호를 임시 저장할 수 있으며, 위치산출부(240) 및 경로설정부(250)에 의해 산출되는 데이터를 저장한다.

주행부(280)는 앞서 설명한 바와 같이 구비되는 바퀴, 즉 좌륜과 우륜을 회전시켜 로봇 청소기(100)가 이동되도록 한다. 이때, 주행부(280)는 바퀴에 연결되어 회전 동작하도록 하는 소정의 모터를 더 포함하여, 제어부(210)의 제어명령에 따라 모터를 구동함으로써 로봇 청소기(100)가 소정 영역을 이동하도록 한다.

청소부(270)는 주행부(280)에 의한 주행 중, 바닥에 위치하거나 또는 로봇 청소기 주변에 발생되는 먼지 및 이물질을 흡입한다.

센서유닛(220)은 소정의 광을 출사하여 로봇 청소기(100)의 주변 및 이동방향에 대하여, 장애물의 위치 또는 거리를 감지한다. 센서유닛(220)은 센서구동부(미도시)에 의해 회전 동작하여, 로봇 청소기(100)의 주변의 장애물을 감지하고, 이를 제어부(210)로 입력한다.

이때 센서유닛(220)은 로봇 청소기(100)로부터 1 내지 5m 범위 내의 장애물을 인식할 수 있다. 센서유닛(220)은 레이저를 출사하여 원거리의 장애물까지 인식하는 LSD(Long Distance Sensor) 또는 복합센서인 것을 예로 한다.

절벽 감지센서(237)는 로봇 청소기 본체(110) 주변의 절벽을 감지하고, 이를 제어부(210)로 입력한다. 여기서, 본체(110) 주변의 절벽은 본체(110)에서 반경 10cm ~ 1m 의 주변에 본체(110)의 주행면 보다 상대적으로 낮은 면을 가지는 것을 의미한다.

절벽 감지센서(237)는 본체(110)의 바닥면 또는/및 측면에 설치될 수 있다. 절벽 감지센서(237)는 소정의 광을 출사하여 로봇 청소기(100)의 주변 및 이동방향에 대하여, 절벽의 위치 또는 거리를 감지하는 레이저 센서 또는 소정의 초음파를 출사하여 로봇 청소기(100)의 주변 및 이동방향에 대하여, 절벽의 위치 또는 거리를 감지하는 초음파 센서 및 거리 측정센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예를 들면, 절벽 감지센서(237)는 본체(110)의 전방과 하방 사이로 초음파를 출력하여 반사된 초음파를 통해 절벽을 감지하는 초음파 센서를 포함할 수 있다.

고온영역 감지센서(233)는 로봇 청소기 본체(110) 주변의 고온영역을 감지하고, 이를 제어부(210)로 입력한다. 여기서, 본체(110) 주변의 고온영역은 본체(110)에서 반경 10cm ~ 1m 의 주변에 본체(110)의 주행면에서 기설정된 온도 보다 높은 온도를 가지는 영역을 의미한다.

고온영역 감지센서(233)는 원거리 측정이 가능한 적외선 온도센서를 포함할 수 있다. 구체적으로, 고온영역 감지센서(233)는 본체(110)의 전방과 하방 사이로 적외선을 방사하는 레이저 온도센서를 포함할 수 있다.

실시예는 조리대 사용감지센서(239)을 더 포함할 수 있다. 조리대 사용감지센서(239)는 조리대(1000)의 사용을 감지하고, 이를 제어부(210)로 입력한다.

조리대 사용감지센서(239)는 주변의 인체를 감지하는 적외선 센서 또는 조리대(1000) 주변의 영상을 획득하는 영상획득유닛을 포함할 수 있다.

영상획득유닛은 이미지를 획득하는 장치이다. 영상획득유닛은 일 예로 카메라를 포함할 수 있다. 영상획득유닛은 이미지 센서와 영상 처리 모듈을 포함할 수 있다. 영상획득유닛은 이미지 센서(예를 들면, CMOS 또는 CCD)에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상을 처리할 수 있다. 영상 처리 모듈은 이미지 센서를 통해 획득된 정지영상 또는 동영상을 가공하여, 필요한 정보를 추출하고, 추출된 정보를 제어부(210)에 전달할 수 있다.

소음 감지센서(235)는 본체(110)의 주변의 소음 또는 진동을 감지하고, 이를 제어부(210)로 입력한다.

소음 감지센서(235)는 본체(110)의 주변의 소음 및 진동을 측정할 수 있다. 소음 감지센서(235)는 본체(110)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 소음 감지센서(235)는 마이크(Mike)를 포함할 수 있다. 소음 감지센서(235)는 가전기기의 사용 시에 발생되는 소음 또는 진동을 감지하고 이를 제어부(210)로 입력한다.

위치산출부(240)는 센서유닛(220)으로부터 입력되는 데이터를 바탕으로, 로봇 청소기(100)의 위치를 산출한다. 또한, 위치산출부(240)는 센서유닛(220)으로부터 감지되는 장애물까지의 거리 및 장애물의 위치를 산출한다. 또한, 위치산출부(240)는 고온영역 감지센서(233)로부터 감지되는 고온 영역까지의 거리 및 고온영역의 위치를 산출한다. 또한, 위치산출부(240)는 절벽 감지센서(235)부터 감지되는 절벽까지의 거리 및 절벽의 위치를 산출한다.

또한, 위치산출부(240)는 센서유닛(220)로부터 감지되는 데이터를 분석하여 산출된 위치를 바탕으로 청소영역에 대한 맵을 생성하고, 로봇 청소기(100)의 현재 위치, 장애물, 절벽 및 고온영역을 맵핑(Mapping)한다.

위치산출부(240)는 생성되는 맵과, 산출된 위치정보를 제어부(210)로 인가하여 데이터부(260)에 저장하며, 위치정보는 좌표로 저장된다.

위치산출부(240)는 센서유닛(220)의 데이터를 바탕으로 이동거리 및 이동방향을 산출하고, 그에 따라 로봇 청소기(1)의 위치를 산출한다.

경로설정부(250)는 위치산출부(240)에 의해 산출되는 로봇 청소기(100)의 위치, 장애물의 위치, 절벽의 위치, 고온영역 위치 그리고 청소구역에 대한 정보를 바탕으로, 목표 지점으로의 이동 경로를 설정한다.

경로설정부(250)는 장애물이 이동경로 상에 위치하는 경우, 장애물을 회피할 수 있는 경로를 재설정하며, 최단거리로 이동 가능하도록 경로를 설정한다. 이때 장애물이 감지되는 시점에서 장애물에 접근하기 전 장애물을 회피하여 주행하는 최단 경로를 설정한다. 단, 청소중인 경우에는 장애물에 일정거리 접근 한 후 주행방향이 변경되도록 경로를 설정한다.

경로설정부(250)는 이동경로를 설정하는데 있어서 장애물에 대하여 회피 가능 여부를 우선 판단하고, 그에 따라 경로를 설정한다. 설정된 경로 정보는 데이터부(260)에 저장된다.

경로설정부(250)는 장애물에 대한 회피가 불가능하거나, 목표지점으로의 이동이 불가능한 경우 즉 목표지점으로 의 주행경로를 설정할 수 없는 경우 에러정보를 제어부(210)로 인가한다.

경로설정부(250)는 절벽이 이동경로 상에 위치하는 경우, 절벽을 회피할 수 있는 경로를 재설정하며, 최단거리로 이동 가능하도록 경로를 설정한다. 이때 절벽이 감지되는 시점에서 절벽에 접근하기 전 장애물을 회피하여 주행하는 최단 경로를 설정한다. 단, 청소중인 경우에는 절벽에 일정거리 접근 한 후 주행방향이 변경되도록 경로를 설정한다.

경로설정부(250)는 이동경로를 설정하는데 있어서 절벽에 대하여 회피 가능 여부를 우선 판단하고, 그에 따라 경로를 설정한다. 설정된 경로 정보는 데이터부(260)에 저장된다.

경로설정부(250)는 고온영역이 이동경로 상에 위치하는 경우, 고온영역을 회피할 수 있는 경로를 재설정하며, 최단거리로 이동 가능하도록 경로를 설정한다. 그리고, 경로설정부(250)는 이동경로 상에 위치된 고온영역을 본체(110)가 일정시간 후에 지나가도록 경로를 재설정할 수 있다. 따라서, 쿡탑(600)에서 요리 등에 의해 조리대(1000)의 상면(108)이 일부 가열된 경우, 로봇 청소기가 고온영역을 회피하여 주행하고 일정한 시간이 지난 후 고온영역이 식은 후에 로봇 청소기가 고온영역을 주행할 수 있다.

이때, 고온영역이 감지되는 시점에서 고온영역에 접근하기 전 고온영역을 회피하여 주행하는 최단 경로를 설정한다. 단, 청소중인 경우에는 고온영역에 일정거리 접근 한 후 주행방향이 변경되도록 경로를 설정한다.

제어부(210)는 센서유닛(220)에 의해 입력되는 신호에 대응하여 주변의 장애물을 인식하고, 설정된 경로에 따라 주행방향이 변경되도록 주행부(280)를 제어하고, 입력된 설정에 따라 청소부(270)를 제어하여, 청소가 수행되도록 한다. 또한, 제어부(210)는 입력부(295) 및 표시부(290)로의 데이터 입출력을 제어하고, 감지되거나 발생되는 데이터가 데이터부(260)에 저장되도록 한다.

또한, 제어부(210)는 고온영역 감지센서(233)에 의해 입력되는 신호에 대응하여 주변의 고온영역을 인식하고, 설정된 경로에 따라 주행방향이 변경되도록 주행부(280)를 제어하고, 입력된 설정에 따라 청소부(270)를 제어하여, 청소가 수행되도록 한다.

제어부(210)는 절벽 감지센서(235)에 의해 입력되는 신호에 대응하여 주변의 절벽을 인식하고, 설정된 경로에 따라 주행방향이 변경되도록 주행부(280)를 제어하고, 입력된 설정에 따라 청소부(270)를 제어하여, 청소가 수행되도록 한다. 구체적으로, 제어부(210)는 로봇청소기가 절벽에 일정 거리로 접근하면 주행방향이 변경되도록 주행부(280)를 제어할 수 있다.

제어부(210)는 센서유닛(220)의 이미지센서로부터 입력된 전기신호를 처리하는 MCU(microcontroller unit)를 포함할 수 있다. 제어부(210)는 로봇 청소기(100) 이동 시, 센서유닛(220)으로부터 입력되는 신호를 분석하여 데이터를 위치산출부(240)로 인가하고, 경로설정부(250)에 의해 설정된 경로정보를 바탕으로 주행부(280)를 제어한다. 제어부(210)는 로봇 청소기(100) 이동 시, 고온영역 감지센서(233) 또는 절벽 감지센서(235)로부터 입력되는 신호를 분석하여 데이터를 위치산출부(240)로 인가하고, 경로설정부(250)에 의해 설정된 경로정보를 바탕으로 주행부(280)를 제어한다.

이때, 제어부(210)는 반드시 하나의 제어유닛(control unit)으로 구성되어야 하는 것은 아니다. 통상적으로 로봇 청소기(1)는 각부의 제어를 위한 다수개의 제어유닛을 포함할 수 있으며, 이 경우 제어부(210)는 다수 개의 제어유닛의 일부 또는 전부로 정의될 수도 있는 것으로, 각 제어유닛은 전기적으로 또는 신호의 송수신 관점에 서 서로 연결되어 있으면 족하고, 각 제어유닛 간의 공간상의 배치는 제어부(210)를 정의함에 있어서 무관하다. 경우에 따라 위치산출부 및 경로설정부(250)는 제어부(210)에 포함될 수 있다.

또한, 제어부(210)는 스팀발생유닛(400)을 제어하여서, 스팀청소 시에 스팀을 발생시키고, 토출 밸브(414)를 제어하여서 분사되는 스팀의 양을 제어할 수 있다.

제어부(210)는 소음 감지센서(235)에서 입력된 소음 또는 진동 정보를 바탕으로, 본체(110)의 주변에서 주방기기의 작동여부를 판단하고, 주방기기의 작동이 감지되는 경우, 주행모드에 따라 설정된 주행경로에 따라 이동하도록 주행부(280)를 제어하며 스팀청소를 수행하도록 스팀발생유닛(400)을 제어할 수 있다. 즉, 주변의 주방기기가 작동되어서 소음이 발생되는 경우, 로봇 청소기가 작동되어서 소음 발생을 줄일 수 있다. 이때, 제어부(210)는 청소부(270)는 작동시키거나 중지시킬 수 있다. 제어부(210)는 소음 감지센서(235)에서 입력된 파장, 파형을 분석하여서, 주방기기(특히, 식기세척기 등)의 작동여부를 판단할 수 있다.

제어부(210)는 로봇 청소기의 작동 전에 조리대(1000)의 사용이 감지되는 경우, 스팀발생유닛(400)의 스팀 발생량을 증가되도록 토출 밸브(414)를 제어할 수 있다. 제어부(210)는 조리대 사용감지센서(239)에서 입력된 데이터(인체의 접근여부 및 영상분석 데이터)를 바탕으로 조리대(1000) 사용여부를 판단한다.

그리고, 제어부(210)는 주방기기의 작동이 중지되는 경우, 소정의 시간 이내에 스팀발생유닛(400)과 주행부(280)의 작동을 중단하게 제어할 수 있다. 주방기기의 작동이 중지되는 경우, 로봇 청소기의 작동을 중지시켜서 소음을 방지하기 위함이다. 제어부(210)는 소음 감지센서(235)에서 기설정된 강도 이하의 소음이 입력되는 경우, 주방기기가 작동이 중지된 경우로 판단하고, 기설정된 강도를 초과하는 소음이 입력되는 경우, 주방기기가 작동되는 경우로 판단할 수 있다.

제어부(210)는 주방기기의 작동이 중지되는 경우, 소정의 시간 이내에 시작 위치로 본체(110)가 복귀되도록 주행부(280)를 제어할 수 있다.

제어부(210)는 고온영역 감지센서(233)에 의해 고온영역이 감지되는 경우, 위치산출부에서 입력된 정보를 바탕으로, 고온영역을 회피하여 주행하고, 기설정된 시간 후에 고온영역을 주행하도록 주행부(280)를 제어할 수 있다.

도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 주행방법이 도시된 순서도이다.

도 8을 참조하면, 제어부(210)는 소음 감지센서(235)에서 입력된 소음 또는 진동 정보를 바탕으로, 본체(110)의 주변에서 주방기기의 작동여부를 판단한다(S302).

본체(110)의 주변에서 주방기기의 작동되는 경우, 로봇 청소기는 설정된 모드에 따라 주행하며 청소를 수행한다(S310). 제어부(210)는 특정 구역 또는 특정 위치로부터 청소가 시작되도록 설정된 경우, 해당 위치를 목표지점으로 설정하여 목표지점으로 이동하도록 주행부(280)를 제어한다.

제어부(210)는 청소설정에 따라 주행 중 청소부(270)를 제어하여 주행 중에 바닥의 이물질을 제거할 수 있다. 제어부(210)는 청소설정에 따라 주행 중 스팀발생유닛(400)을 제어하여 주행 중에 바닥의 스팀을 분사할 수 있다.

제어부(210)는 주행 중 센서유닛(220), 고온영역 감지센서(233) 및 절벽 감지센서(235)로부터 입력되는 신호를 분석 및 변환하고, 데이터를 위치산출부(140)로 인가한다.

위치산출부(140)는 제어부(210)로부터 입력되는 센서유닛(220)의 데이터를 분석하여 현재 로봇 청소기의 위치를 기준으로 주변의 장애물, 절벽, 고온영역에 대한 구조를 분석하고 그에 대한 맵을 생성한다(S320). 이때 위치산출부(140)는 장애물의 위치, 절벽의 위치 및 고온영역의 위치를 좌표로써 저장한다.

위치산출부(140)는 현재 위치를 기준으로 센서유닛(220)으로부터 입력되는 데이터를 바탕으로 맵을 부분적으로 생성하고, 주행 중에 추가 입력되는 데이터를 바탕으로 맵생성을 반복하게 되면, 실내영역에 전체에 대한 맵이 완성된다.

경로설정부(250)는 설정된 목표지점으로 이동하기 위한 이동방향을 설정한다(S330).

센서구동부(130)에 의해 센서유닛(220)은 회전 동작하면서, 로봇 청소기(1)의 주변을 스캔하고, 고온영역 감지센서(233) 및 절벽 감지센서(235)가 로봇 청소기 주변을 스캔한다(S340).

센서유닛(220), 고온영역 감지센서(233) 및 절벽 감지센서(235)에 의해 감지되는 신호는 제어부(210)로 입력되어 분석 및 변환되고, 위치산출부(140)는 제어부(210)로부터 센서유닛(220)의 데이터를 입력받아 로봇 청소기(1)의 위치, 절벽의 위치, 고온영역의 위치 및 장애물의 위치를 산출한다.

경로설정부(250)는 위치산출부(140)에서 산출된 고온영역의 위치, 절벽의 위치 및 장애물의 위치를 바탕으로 현재 설정된 이동방향으로의 주행 가능 여부, 또는 주행이 가능한 방향이 존재하는 지 여부를 판단한다(S350).

경로설정부(250)는 주행 가능 방향이 존재하는 경우, 장애물을 회피하면서 주행할 수 있도록 주행방향을 설정하고, 제어부(210)로 변경된 주행 방향에 대한 정보를 인가한다(370). 제어부(210)는 변경된 주행방향에 따라 로봇 청소기(1)가 이동하도록 주행부(280)를 제어한다.

한편, 경로설정부(250)는 주행가능한 방향이 존재하지 않는 경우, 주행 불가에 따른 에러를 제어부(210)로 입력한다.

제어부(210)는 맵을 재생성하도록 위치산출부를 제어하고, 위치산출부(140)는 센서유닛(220)의 데이터를 바탕으로 맵을 재생성하고 변경되는 정보를 경로설정부(250)로 인가한다(S360).

경로설정부(250)는 변경된 맵을 바탕으로 주행가능방향이 존재하는지 여부를 재 판단하고 주행방향을 설정하고 로봇청소기(1)가 이동하도록 한다(S330 내지 S370).

이때, 맵위치에 변화가 있는 경우 제어부(210)는 경로설정부(250) 및 위치산출부(140)를 제어하여 이동방향을 재설정하여 새로운 이동방향으로 주행하도록 할 수 있다(S330 내지 S380, S390).

제어부(210)는 목표지점에 도달하기까지(S400) 로봇청소기(1)가 설정된 주행경로에 따라 주행하도록 주행부(280)를 제어한다.

목표지점 도달하면, 주행을 종료하고 설정된 청소를 시작하거나 또는 다음 명령이 입력될 때까지 대기한다. 목표지점이 충전대인 경우에는 제어부(210)는 충전대에 도킹하여 배터리를 충전할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기의 하부 사시도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기는 도 5의 실시예와 비교하면, 청소부(270)가 없고, 밀대(199)를 더 포함하는 차이점이 존재한다.

실시예의 밀대(199)는 로봇 청소기가 주행 중 일 때, 주행면에 위치된 피청소물을 밀어서 로봇 청소기의 주행방향으로 이동시키는 장치이다.

예를 들면, 밀대(199)는 본체(110)의 바닥면에서 돌출되어, 주행면에 하면이 접촉되도록 형성된다. 밀대(199)는 하면은 고무재질을 포함할 수 있다. 밀대(199)는 본체(110)의 후방(R) 방향으로 오목하게 형성될 수 있다. 즉, 밀대(199)는 본체(110)의 좌우방향(LR)으로 길게 배치되고, 양단이 본체(110)의 전방(F)으로 밴딩된 형상을 가질 수 있다.

청소부(270)가 없는 로봇 청소기는 밀대(199)와 스팀발생유닛(400)에 의해 주행면이 조대리 상면을 살균하고, 피청소물을 일 방향으로 밀게 된다.

이때, 제어부(210)는 절벽감지센서를 통해 본체(110)의 주행면 보다 낮은 높이의 닫힌 공간인 싱크볼(101) 공간을 산출하고, 본체(110)가 주행면에 위치되는 쓰레기를 밀어서 싱크볼(101) 공간으로 낙하되게 하도록 주행부(280)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 싱크볼(101) 공간은 절벽감지센서에서 방출된 빛 또는 초음파를 통해서 절벽이 닫힌 공간을 형성하고, 기설정된 크기 범위 내에 속하는 겨우 싱크볼(101) 공간으로 판단할 수 있다.

구체적으로, 제어부(210)는 본체(110)의 전방이 싱크볼(101) 공간을 향해서 주행되고, 본체(110)의 전방이 싱크볼(101) 공간의 경계와 중첩되는 경우, 주행 방향이 변경되도록 주행부(280)를 제어할 수 있다. 따라서, 본체(110)의 전방과 교차되는 방향으로 길게 배치된 밀대(199)에 의해 피청소물이 밀리면서, 싱크볼(101) 공간으로 낙하하게 된다. 따라서, 로봇 청소기는 별도로 피청소물을 흡입하는 청소부(270)를 구비할 필요가 없게 된다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다.

또한, 실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 실시예를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

1. 본체;
   설정된 주행경로에 따라 본체를 이동시키는 주행부;
   스팀을 생성하는 스팀발생유닛;
   상기 본체의 주변의 소음 또는 진동을 감지하는 소음 감지센서; 및
   상기 주행부와, 상기 스팀발생유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 소음 감지센서에서 입력된 소음 또는 진동 정보를 바탕으로, 본체의 주변에서 주방기기의 작동여부를 판단하고, 주방기기의 작동이 감지되는 경우, 주행모드에 따라 설정된 주행경로에 따라 이동하도록 상기 주행부를 제어하며 스팀청소를 수행하도록 상기 스팀발생유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 주방기기의 작동이 중지되는 경우, 소정의 시간 이내에 상기 스팀발생유닛과 주행부의 작동을 중단하게 제어하는 로봇 청소기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 주방기기의 작동이 중지되는 경우, 소정의 시간 이내에 시작 위치로 본체가 복귀되도록 상기 주행부를 제어하는 로봇 청소기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체에 구비되어, 상기 본체의 주변의 고온영역을 감지하는 고온영역 감지센서를 더 포함하는 로봇 청소기.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 고온영역 감지센서에 의해 감지되는 고온영역의 위치에 대응하여 목표지점까지 최단거리로 이동하도록 주행 방향 및 주행 경로를 설정하여 상기 제어부로 인가하는 경로설정부;를 더 포함하고,
   상기 경로설정부는 상기 고온영역 감지센서에 의해 상기 고온영역이 감지되면, 주행 가능한 방향이 존재하는지 여부를 판단하여 주행방향 및 주행경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체에 구비되어, 광을 출사하여 장애물을 감지하는 센서유닛을 더 포함하는 로봇 청소기.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 센서유닛에 의해 감지되는 장애물의 위치에 대응하여 목표지점까지 최단거리로 이동하도록 주행 방향 및 주행 경로를 설정하여 상기 제어부로 인가하는 경로설정부;를 더 포함하고,
   상기 경로설정부는 상기 센서유닛에 의해 장애물이 감지되면, 주행 가능한 방향이 존재하는지 여부를 판단하여 주행방향 및 주행경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체에 설치되어 본체의 주변의 절벽을 감지하는 절벽감지센서를 더 포함하는 로봇 청소기.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 절벽감지센서는 상기 본체의 전방과 하방 사이로 초음파를 출력하여 반사된 초음파를 통해 절벽을 감지하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 절벽감지센서에 의해 감지되는 절벽의 위치에 대응하여 목표지점까지 최단거리로 이동하도록 주행 방향 및 주행 경로를 설정하여 상기 제어부로 인가하는 경로설정부;를 더 포함하고,
    상기 경로설정부는 상기 절벽감지센서에 의해 절벽이 감지되면, 주행 가능한 방향이 존재하는지 여부를 판단하여 주행방향 및 주행경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는 상기 로봇청소기가 절벽에 일정 거리로 접근하면 주행방향이 변경되도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
12. 청구항 1에 있어서,
    조리대의 사용을 감지하는 조리대 사용감지센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 로봇 청소기의 작동 전에 상기 조리대의 사용이 감지되는 경우, 상기 스팀발생유닛의 스팀 발생량을 증가되도록 제어하는 로봇 청소기.
13. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 절벽감지센서를 통해 본체의 주행면 보다 낮은 높이의 닫힌 공간인 싱크볼 공간을 산출하고,
    상기 주행부를 제어하여 상기 본체가 상기 주행면에 위치되는 쓰레기를 밀어서 상기 싱크볼 공간으로 낙하되게 하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어부는 상기 본체의 전방이 상기 싱크볼 공간을 향해서 주행되고, 상기 본체의 전방이 상기 싱크볼 공간의 경계에위치되는 경우, 주행 방향이 변경되도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 본체의 바닥면에서 돌출되어 본체의 후방 방향으로 오목하게 형성된 밀대를 더 포함하는 로봇 청소기.
16. 청구항 1에 있어서,
    주행 중 본체 주변의 이물질을 흡입하는 청소부를 더 포함하는 로봇 청소기.
    

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