KR20020069756A - 자동 청소기의 구동메카니즘 - Google Patents

Abstract

청소구역의 바닥에 바둑무늬 형태로 설치되는 금속테이프와; 청소기본체에서의 청소동작을 수행시키기 위한 운전키신호를 발생하는 조작부와; 금속테이프의 위치 및 교차점을 감지하기 위한 금속감지센서와; 금속감지센서에서 감지된 금속테이프의 위치 및 교차점에 대한 정보로부터 청소기본체의 현재위치와, 현재위치로부터 목적지까지의 진행경로를 산출하는 경로산출부와; 조작부로부터의 운전키신호에 따라 흡입모터를 구동시키기 위한 제어신호를 발생하고, 경로산출부에서 제공되는 진행경로에 따라 좌륜과 우륜을 구동시켜 청소기본체를 직진시키기 위한 직진신호를 발생하고, 금속테이프의 교차점에서는 경로산출부에서 제공되는 진행경로에 따라 상기 청소기본체의 방향을 전환시키기 위한 제어신호를 발생하는 제어부와; 제어부로부터의 제어신호에 의해 흡입모터를 구동시키기 위한 흡입모터구동부와; 제어부로부터의 제어신호에 의해 좌륜을 구동시키기 위한 좌륜구동부와; 제어부로부터의 제어신호에 의해 우륜을 구동시키기 위한 우륜구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동청소기 구동메카니즘이 개시된다.

Description

자동 청소기의 구동메카니즘{Driving mechanism for automatic Cleaner}

본 발명은 자동청소기에 관한 것으로, 특히 청소구역의 장판이나 카페트 밑면에 설치된 금속테이프를 따라 이동하면서 청소를 자동적으로 수행할 수 있도록 하는 자동청소기의 구동 메카니즘에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 종래의 통상적인 원격제어 청소기는, 청소기본체(1)와 외부전원선(2)을 통해 공급되는 전원에 의해 구동되어 청소기본체(1) 내에 흡입력을 발생시키는 모터(3)와, 모터(3)의 구동에 의해 흡입되는 먼지 등을 집진하는 집진팩(4)과, 청소기본체(1)를 이동시키기 위한 좌/우륜(5,6)과, 청소기본체(1)의 이동을 자유롭게 하며 청소기본체(1)를 지지하는 보조륜(7)을 구비한다.

또한, 청소기본체(1)의 전면하측에는 바닥면으로부터 먼지 등이 흡입되는 흡입구(8)와 흡입통로(9)가 설치되며, 청소기본체(1)의 상부에는 원격조정기(미도시)로부터 송출되는 원격제어신호를 수신하기 위한 안테타(10)가 설치된다.

한편, 도 2는 종래의 통상적인 원격조정기를 이용한 원격제어 청소기의 구동메카니즘을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 원격조정기(20)는 청소기본체(1) 내의 모터(3)를 구동시키기 위한 동작버튼(21)과, 청소기본체(1)의 방향을 전환시키기 위한 방향전환버튼(22,23,24,25)을 구비하며, 내부에는 각 방향전환버튼(22,23,24,25)으로부터 번튼신호와 동작버튼(21)으로부터 동작버튼신호를 인코딩하는 인코더 및 인코더를 통해 인코딩된 신호를 반송파에 실어 원격조정기(20)의 안테나를 통해 청소기본체(1)쪽으로 송출하는 송출부가 구비된다.

또한, 청소기본체(1)는 디코더(11), 제어부(12), 좌륜모터구동부(13), 우륜모터구동부(14) 및 모터구동부(15)를 더 구비한다. 상기 디코더(11)는 안테나(10)를 통해 수신되는 원격조정기(20)로부터의 버튼신호를 디코딩하여 제어부(12)로 제공하고, 제어부(12)는 디코더(11)를 통해 디코딩된 버튼신호에 따라 청소기본체(1) 내의 모터(3) 구동 및 청소기본체(1)를 전후좌우로 이동시키기 위한 제어신호를 제공한다.

또한, 상기 좌륜모터구동부(13)는 제어부(12)로부터의 제어신호에 의해 청소기본체(1)의 좌륜(5)을 구동시키며, 우륜모터구동부(14)는 제어부(12)로부터의 제어신호에 의해 우륜(6)을 구동시키며, 모터구동부(15)는 모터(3)를 구동시킨다.

상기와 같은 구성을 가지는 종래의 원격제어 청소기에 있어서, 사용자가 원격조정기(20)를 통해 동작버튼(21)을 조작하면, 동작버튼신호가 원격조정기(20) 내의 인코더를 통해 인코딩된다. 그런 다음, 송신부를 통해 반송파에 실려 원격조정기(20)의 안테나를 통해 청소기본체(1) 쪽으로 송출되고, 송출된 동작버튼신호가 청소기본체(1)의 안테나를 통해 수시된 다음 디코더(11)를 통해 디코딩되어 제어부(12)로 전달된다. 그 다음 제어부(12)는 디코더(11)를 통해 디코딩된 동작버튼신호에 의해 모터(3)를 구동시키기 위한 제어신호를 발생하고, 모터구동부(15)는 모터구동을 위한 제어신호를 전달받아 모터(3)를 구동시킨다.

따라서, 모터(3)의 구동에 의해 집진팩(4) 내에 흡입력이 발생되어 바닥면에 있는 먼지 등의 이물질이 청소기본체(1)의 전면하부에 설치된 흡입구(8)를 통해 흡입되어 흡입통로(9)를 거친 다음, 집진팩(4) 내에 집진되므로 청소가 수행된다.

한편, 사용자가 청소기본체(1)를 소망하는 방향으로 이동시키기 위해 방향전환버튼(22,23,24,25)을 조작하면, 조작된 방향전환버튼으로부터 버튼신호가 발생되고, 발생된 버튼신호가 원격조정기(20) 내의 인코더를 통해 인코딩된 다음, 송신부를 통해 반송파에 실려 원격조정기(20)의 안테나를 통해 청소기본체(1) 측으로 송출된다. 다음에, 송출된 버튼신호는 청소기본체(1)의 안테나(10)를 통해 수신되어 디코더(11)를 통해 디코딩된 다음, 제어부(12)로 전달되고, 입력된 버튼신호에 상응하는 제어부(12)로부터의 방향전환 제어신호에 의해 좌륜 및 우륜모터구동부(13)(14)가 선택적으로 구동되므로써, 사용자가 소망하는 측으로 청소기본체(1)가 사용자에 의해 조작된 방향으로 이동되면서 청소가 수행된다.

그런데, 상기와 같은 구성을 가지는 종래의 원격제어 청소기를 이용하여 청소를 하는 경우, 사용자는 청소이외에 다른 일을 할 수 없고, 사용자는 청소기본체의 방향을 일일이 전환시켜야 하기 때문에 번거로울 뿐만 아니라, 원격조정기의 조작이 서툰 경우 청소를 효율적으로 하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 위치센서, 자이로메터, 초음파센서 등을 구비하여 자동으로 청소를 수행하는 자동청소기의 경우, 고가의 센서를 구비해야 되기 때문에 제조원가가 상승되고, 구조가 복잡하여 오동작 또는 잦은 고장을 유발하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 청소구역의 장판이나 카페트 밑면에 설치된 바둑무늬의 금속테이프간를 따라 청소기본체의 방향을 전환하면서 청소구역 내부를 자동적으로 청소할 수 있는 자동청소기의 구동메카니즘을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 원격제어 청소기를 도시한 종단면도.

도 2는 종래의 원격조정기를 이용하여 원격제어 청소기를 구동시키는 것을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동청소기의 개략적인 배면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동청소기의 구동메카니즘을 설명하기 위한 블록구성도.

도 5는 본 발명에 따른 자동청소기의 구동메카니즘의 구동과정을 설명하기 위한 개략적인 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

30..금속테이프 41..조작부

43..경로산출부 45..제어부

46..흡입모터구동부 47..좌륜모터구동부

48..우륜모터구동부 50..청소기본체

51..좌륜 53..우륜

55..금속감지센서 70..장애물

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동청소기의 구동메카니즘은, 청소구역의 바닥에 바둑무늬 형태로 설치되는 금속테이프와: 청소기본체에서의 청소동작을 수행시키기 위한 운전키신호를 발생하는 조작부와; 상기 금속테이프의 위치 및 교차점을 감지하기 위한 금속감지센서와; 상기 금속감지센서에서 감지된 상기 금속테이프의 위치 및 교차점에 대한 정보로부터 상기 청소기본체의 현재위치와, 현재위치로부터 목적지까지의 진행경로를 산출하는 경로산출부와; 상기 조작부로부터의 운전키신호에 따라 흡입모터를 구동시키기 위한 제어신호를 발생하고, 상기 경로산출부에서 제공되는 진행경로에 따라 좌륜과 우륜을 구동시켜 상기 청소기본체를 직진시키기 위한 직진신호를 발생하고, 상기 금속테이프의 교차점에서는 상기 경로산출부에서 제공되는 진행경로에 따라 상기 청소기본체의 방향을 전환시키기 위한 제어신호를 발생하는 제어부와; 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 흡입모터를 구동시키기 위한 흡입모터구동부와; 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 상기 좌륜을 구동시키기 위한 좌륜구동부와; 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 상기 우륜을 구동시키기 위한 우륜구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자동청소기의 구동메카니즘을 자세히 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동청소기의 구동메카니즘은, 청소구역의 바닥(G)에 바둑무늬 형태로 설치되는 금속테이프(30)와, 사용자의 조작에 의해 운전키신호를 발생하는 조작부(41)와, 청소기본체(50)의 좌륜(51)과 우륜(53) 사이에 설치되어 상기 금속테이프(30)의 위치 및 교차점(C)을 감지하는 금속감지센서(55)와, 경로산출부(43)와, 제어부(45)와, 흡입모터구동부(46)와, 좌륜모터구동부(47) 및 우륜모터구동부(48)를 구비한다.

상기 금속테이프(30)는 그 내부에 철 등의 금속물질이 일정배열로 포함되어 있고, 청소구역의 바닥(G)에 설치되는 예컨대 장판이나 카페트와 같은 바닥장식재(60)의 밑면에 설치된다. 따라서, 금속테이프(30)는 바닥장식재(60)의 표면으로 노출되지 않으므로, 청소기본체(50)와의 마찰이나 기타 장애물과의 접촉으로 인해 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 금속테이프(30)는 도시되지는 않았으나, 상기 바닥장식재(60)에 내장될 수도 있다. 이러한 금속테이프(30)는 도 5에 도시된 바와 같이, 바둑무늬 형태로 설치된다. 따라서, X축과 Y축 각각으로 설치되는 금속테이프(30)의 교차점들(C)은 X-Y축에 대한 소정 좌표값을 갖게 된다.

상기 금속감지센서(55)는 금속테이프(30)를 감지하고, 그 금속테이프들(30)의 교차점을 감지한다. 이러한 금속감지센서(55)는 일반적으로 널리 채용되는 초음파센서일 수 있다. 이 금속감지센서(55)는 감지된 금속테이프(30)의 위치 및 교차점에 대한 정보를 상기 경로산출부(43)로 전달한다.

상기 경로산출부(43)에서는 금속감지센서(55)에서 전달된 금속테이프(30)의 유무 즉, 위치 및 교차점에 대한 정보를 이용하여 청소기본체(50)의 현재위치(C1)와, 현재위치(C1)로부터 목적지(Cn)까지의 진행경로를 산출해낸다. 즉,경로산출부(43)는 금속감지센서(55)에서 전달된 교차점에 대한 정보를 가지고 먼저 현재위치(C1)를 산출한다. 그런 다음, 현재위치(C1)로부터 목적지(Cn) 사이의 청소구역 내에 장애물(70)이 있을 경우, 그 장애물을 피해서 목적지(Cn) 까지 도달할 수 있는 진행경로를 산출한다.

상기 제어부(45)는, 조작부(41)로부터의 운전신호에 따라 흡입모터를 구동시키기 위한 구동제어신호를 발행한다. 또한, 제어부(45)는 경로산출부(43)에서 제공되는 진행경로에 따라 좌륜(51)과 우륜(53)을 구동시켜 청소기본체(50)를 직진시키기 위한 직진신호를 발생하고, 금속테이프(30)의 소정 교차점(C)에서는 경로산출부(43)에서 제공되는 진행경로에 따라 청소기본체(50)의 방향을 전환시키는 제어신호를 발생한다. 즉, 제어부(45)는 좌륜모터구동부(47)와 우륜모터구동부(48)를 통해 청소기본체(50)의 좌륜(51)과 우륜(53)을 동시에 구동시키기 위한 제어신호를 발생하고, 제어부(45)부터의 제어신호에 의해 좌륜(51)과 우륜(53)은 동시에 구동되어 청소기본체(50)를 직진하게 된다.

상기 흡입모터부(46)는 제어부(45)로부터의 구동제어신호에 의해 흡입모터를 구동시킨다. 상기 좌륜구동부(47)는 제어부(45)로부터의 제어신호에 의해 좌륜(51)을 구동시키며, 상기 우륜구동부(48)는 제어부(45)로부터의 제어신호에 의해 우륜(53)을 구동시킨다.

상기 구성에 있어서, 사용자가 조작부(41)를 통해 자동청소기의 청소동작을 수행시키기 위해 운전키를 조작하면, 조작부(41)로부터 운전키신호가 제어부(45)로 발생되고, 제어부(45)로부터의 구동제어신호에 의해 흡입모터구동부(46)를 통해 흡임모터가 구동되어 청소가 수행된다.

이때, 제어부(45)는 좌륜모터구동부(47)와 우륜모터구동부(47)를 통해 청소기본체(50)의 좌륜(51) 및 우륜(53)을 동시에 구동시키기 위한 제어신호를 발생하고, 제어부(45)로부터의 제어신호에 의해 좌륜(51)과 우륜(53)이 동시에 구동되어 청소기본체(50)는 직진하게 된다.

한편, 청소기본체(50)가 직진되는 중에 바둑무늬의 금속테이프(30) 간의 교차위치에서 금속감시센서(55)에서는 교차점의 개수를 세어 현재 청소기본체(50)가 위치한 현재위치(C1)를 알 수 있고, 따라서 움직인 거리를 알 수 있다. 따라서, 경로산출부(43)는 금속감지센서(55)에서 감지된 정보를 이용하여 청소기본체(50)의 현재위치(C1)를 산출해내고, 이어서 청소기본체(50)가 가야할 목적지(Cn)까지의 진행경로를 산출해 낸다. 즉, 미리 소정 위치에 장애물(70)이 있다는 정보가 입력된 상태일 경우, 경로산출부(43)에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 오른쪽으로 4번째 교차점(C2)까지 진행하고, 다시 위쪽으로 3번째 교차점(C3)까지 진행한 다음, 다시 왼쪽으로 1번째 교차점(Cn)까지 진행하는 진행경로를 산출하게 된다. 이와 같이 산출된 진행경로는 제어부(45)로 전달된다.

제어부(45)에서는 경로산출부(43)에서 산출된 진행경로에 따라 각 모터구동부(47)(48)를 적절히 구동시키는 제어신호를 발생하여 좌륜(51)과 우륜(53)을 동시에 또는 선택적으로 구동시킴으로써, 청소기본체(50)는 현재위치(C1)→제2위치(C2)→제3위치(C3)→목적지(Cn)에 이르는 경로를 거쳐 이동하게 된다. 따라서, 청소기본체(50)는 장애물(70)을 피해 목적지까지 이동하면서 청소구역을 자동으로 청소할수 있게 된다.

여기서, 청소기본체(50)는 교차점을 기준으로 90°각도 회전할 수도 있다. 또한, 금속테이프(30)의 교차점(C)에서 정확히 90°각도 회전하지 못하더라도 바둑무늬의 금속테이프(30)를 추적할 수 있기 때문에, 청소기본체(50)는 자신의 현재 위치를 잃어버리지 않고, 위치보정을 하면서 소정 목적지(Cn)까지 정확하게 도착할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 자동청소기의 구동메카니즘에 따르면, 사용자가 일일이 방향전환을 조작하지 않더라도, 청소구역 내에 설치된 금속테이프를 따라 청소기본체가 자동적으로 방향전환되면서 청소가 수행되고, 금속테이프의 교차위치에서는 설정된 진행경로에 따라 청소기본체가 방향전환됨으로써, 사용자의 편리를 도모함을 물론, 청소구역 내를 자동적으로 청소하므로, 청소시에도 사용자는 다른 일을 할 수 있는 등 편리하다.

Claims (2)

1. 청소구역의 바닥에 바둑무늬 형태로 설치되는 금속테이프와;

   청소기본체에서의 청소동작을 수행시키기 위한 운전키신호를 발생하는 조작부와;

   상기 금속테이프의 위치 및 교차점을 감지하기 위한 금속감지센서와;

   상기 금속감지센서에서 감지된 상기 금속테이프의 위치 및 교차점에 대한 정보로부터 상기 청소기본체의 현재위치와, 현재위치로부터 목적지까지의 진행경로를 산출하는 경로산출부와;

   상기 조작부로부터의 운전키신호에 따라 흡입모터를 구동시키기 위한 제어신호를 발생하고, 상기 경로산출부에서 제공되는 진행경로에 따라 좌륜과 우륜을 구동시켜 상기 청소기본체를 직진시키기 위한 직진신호를 발생하고, 상기 금속테이프의 교차점에서는 상기 경로산출부에서 제공되는 진행경로에 따라 상기 청소기본체의 방향을 전환시키기 위한 제어신호를 발생하는 제어부와;

   상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 흡입모터를 구동시키기 위한 흡입모터구동부와; 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 상기 좌륜을 구동시키기 위한 좌륜구동부와; 상기 제어부로부터의 제어신호에 의해 상기 우륜을 구동시키기 위한 우륜구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동청소기 구동메카니즘.
2. 제1항에 있어서,

   상기 바둑무늬의 금속테이프는 상기 청소구역의 바닥에 설치되는 바닥장식재의 밑면에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동청소기의 구동메카니즘.