KR20020080989A - 로봇청소기의 흡입구체 구조 - Google Patents

Abstract

로봇청소기의 이동경로상에 소정 높이의 장애물의 경우에, 그 장애물을 넘어 통과할 수 있는 로봇청소기가 개시된다. 본 발명에 따르는 로봇청소기는 먼지를 흡입하는 흡입구체와 아암에 의해 연결된 로봇청소기에 있어서, 아암의 일단은 흡입구체에 회전가능하도록 연결되며, 아암의 타단은 로봇청소기에 회전가능하도록 연결된 것을 특징으로 한다. 여기서, 흡입구체는 진행방향 전면에 적어도 하나의 바퀴를 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 본 발명에 따른 로봇청소기는 장애물 감지부가 감지하지 못한 소정 높이의 장애물이 있는 경우에도 그 장애물에 걸려 진행하지 못하는 일 없이 용이하게 그 장애물을 넘어 진행할 수 있게 된다.

Description

로봇청소기의 흡입구체 구조{Suction brush structure of robot cleaner}

본 발명은 로봇청소기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로봇청소기의 흡입구체 구조에 관한 것이다.

일반적으로 흡입모터의 작동에 따라 발생되는 진공압에 의해 청소를 행하는 진공청소기는 사용자가 먼지 등을 흡입하는 흡입구체를 청소기 본체와 함께 이동시키면서 청소를 행한다. 따라서, 청소작업이 매우 번거롭고 많은 노력을 필요로 할 뿐만아니라, 청소기 본체와 흡입구체를 연결하는 흡입호스의 길이가 제한됨에 따라 사용이 매우 불편하다.

이에 따라 근래에는 청소기 본체내에 장착된 제어수단 등에 의해 청소기 본체가 청소하고자 하는 공간을 스스로 이동주행하면서 청소를 행하는 로봇청소기가 제안되어 있다.

도 1은 종래기술에 따르는 로봇청소기의 측단면도이다.

도면에 따르면, 로봇청소기(9)는 청소기본체(4) 및 바퀴부(5)를 구비한다. 로봇청소기(9)의 청소기본체(4)에는 흡입구체(1), 흡입모터(2) 및 집진부(3)가 구비되어 있다. 흡입구체(1)는 청소기본체(4)의 앞측에 설치되어 있으며, 브러시(7)를 구비한다. 또한, 흡입구체(1)는 바닥면(8)으로부터의 먼지흡입이 용이하도록 바닥면(8)과 거의 접촉되게 설치된다. 또한, 흡입구체(1)는 집진부(3)와 연결되어 있으며, 흡입구체(1)와 집진부(3)의 연결부위에는 연통공(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

로봇청소기(9)는 제어수단(도시하지 않음)을 더 구비하고 있으며, 제어수단에 의하여 장애물을 피하면서 이동할 수 있게 된다. 흡입구체(1)는 청소기본체(4)에 설치된 흡입모터(2)에 의하여 로봇청소기(9)의 이동경로 앞측의 바닥면(8)으로부터 먼지를 흡입한다. 흡입된 먼지는 연통공(도시하지 않음)을 통하여 집진부(3)로 이동된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 로봇청소기는 장애물을 감지하는 센서가 설치된 위치보다 낮은 소정 높이의 장애물 예컨대, 문턱 등이 있는 경우에 흡입구체가 문턱에 걸려 진행하지 못하여도 제어수단이 이동경로를 수정하지 않는 문제가 있었다. 또한, 이러한 문제를 해결하기 위하여 장애물 감지수단을 하단부와 상단부 양측에 설치하여야만 하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 소정 높이의 장애물의 경우에는 그 장애물을 넘어 통과할 수 있는 로봇청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따르는 로봇청소기의 측단면도,

도 2는 본 발명에 따르는 로봇청소기의 정면도,

도 3은 도 2의 로봇청소기의 커버를 분리한 상태를 나타내 보인 사시도,

도 4는 도 2의 흡입구체 및 아암을 도시한 도면,

도 5는 도 4의 아암을 들었을 때의 상태를 도시한 도면,

도 6은 도 4의 흡입구체의 하측면을 도시한 도면, 그리고

도 7은 도 2의 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20a : 로봇청소기 커버 20b : 로봇청소기 본체

23 : 전면카메라 25 : 장애물 감지부

27 : 상부카메라 30 : 흡입구체

32 : 흡입구체 바퀴부 33 : 동력구동부

35 : 회전벨트 37 : 집진부

40 : 바퀴부 50 : 아암

50a : 아암 상관절 50b : 아암 하관절

53 : 브러시 회전모터 60 : 브러시회전축

63 : 브러시

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 로봇청소기는, 먼지를 흡입하는 흡입구체와 아암에 의해 연결된 로봇청소기에 있어서, 상기 아암의 일단은 상기 흡입구체에 회전가능하도록 연결되며, 상기 아암의 타단은 상기 로봇청소기에회전가능하도록 연결된 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 흡입구체는 진행방향 전면에 적어도 하나의 바퀴를 구비하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 7을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따르는 로봇청소기의 측면도이다.

도면을 참조하면, 로봇청소기는 전면카메라(23), 장애물 감지부(25), 및 상부카메라(27), 및 흡입구체(30)를 구비한다. 여기서, 전면카메라(23), 장애물 감지부(25), 및 상부카메라(27)는 로봇청소기의 본체(20b) 상에 설치되며, 내부회로를 보호하기 위하여 로봇청소기 커버(20a)로 덮여지고 그 일부만이 덮개 외부로 노출된다.

전면카메라(23) 및 장애물 감지부(25)는 로봇청소기의 전면에 설치된다. 전면카메라(23)는 로봇청소기 내부의 제어부(도시하지 않음)에 의하여 필요하다고 판단된 경우 예컨대, 아기울음소리, 보안경보음인식 등의 경우에 주변상황을 촬영한다.

장애물 감지부(25)는 로봇청소기의 전면에 적어도 하나 설치되며, 로봇청소기의 이동경로상에 놓여진 장애물을 인식하는데 이용된다. 여기서, 장애물 감지부(25)는 로봇청소기의 이동경로상에 놓여진 장애물이 다수개일 경우에도 장애물 사이의 이동경로를 찾는데 용이하도록 로봇청소기 하단부에 평행하게 일정간격으로 복수로 설치되는 것이 바람직하다.

상부카메라(27)는 천장의 배경을 촬영할 수 있도록 로봇청소기의 상부 중앙에 설치되며, 로봇청소기의 동작영역 내에서의 현재위치를 인식하는데 이용된다.

흡입구체(30)는 바닥면으로부터 먼지 등을 흡입하기 용이하도록 바닥으로부터 소정 거리 이격되어 로봇청소기의 본체(20b) 하면에 설치된다. 여기서, 흡입구체(30)는 로봇청소기의 바퀴부(40)에 의하여 먼지 등이 흩날리지 않도록 전방 바퀴부(40)보다 돌출되게 설치되는 것이 바람직하다.

여기서, 흡입구체(30)는 로봇청소기 전면에 설치된 장애물 감지부보다 낮은 높이의 장애물이 있는 경우에 로봇청소기의 추진력에 의하여 그 장애물을 타고 넘어갈 수 있도록 양단이 회전가능한 아암부(50;도 4참조)에 의해 로봇청소기와 연결된다. 아울러, 흡입구체(30)는 그 장애물을 타고 넘어가기 용이하도록 진행방향 전면에 적어도 하나의 바퀴(32)를 구비하는 것이 바람직하다.

흡입구체(30)의 상부는 로봇청소기 내부에 설치된 집진부(37)와 흡입노즐(도시하지 않음)에 의해 연결되어 있다. 흡입구체(30)에 의해 흡입된 먼지 등의 이물질은 흡입노즐을 통하여 집진부(37)로 이동되어 적재된다. 여기서, 집진부(37)는 로봇청소기 본체(20b)에 설치하는 대신에 흡입구체(30)의 측면 또는 흡입구체(30)의 상부에 흡입구체(30)와 일체로 구현될 수도 있다.

도 3은 도 2의 로봇청소기의 커버를 분리한 상태를 나타내 보인 사시도이다.

로봇청소기의 본체(20b)에는 동력구동부(33), 집진부(37), 및 바퀴부(40)가 구비되어 있다. 동력구동부(33)는 후방바퀴부(40)의 양측을 각각 제어할 수 있도록 후방바퀴부(40)의 양측 각각에 설치되며, 로봇청소기 본체(20b)에 구비된 제어수단(도시하지 않음)에 의해 회전력을 발생시킨다. 동력구동부(33) 각각에 의해 발생된 회전력은 후방바퀴부(40)의 양측 각각에 전달된다. 후방바퀴부(40) 각각은 동력구동부(33)로부터 회전력을 전달받는다. 또한, 전방바퀴부(40)와 후방바퀴부(40)는 회전벨트(35)에 의하여 연결되어 있으며, 후방바퀴부(40)에 발생된 회전력은 회전벨트(35)에 의하여 전방바퀴부(40)로 전달된다. 이로써 로봇청소기는 전/후로 이동할 수 있게 된다. 또한, 로봇청소기가 방향전환을 하는 경우에는 동력구동부(33) 각각의 회전력을 달리함으로써, 로봇청소기는 손쉽게 방향전환을 할 수 있게 된다.

집진부(37)는 흡입구체(30)와 흡입노즐(도시하지 않음)에 의해 연결되어 있다. 또한, 집진부(37)는 흡입모터(도시하지 않음)를 구비하고 있으며, 흡입모터에 의한 흡입력으로 흡입구체(30)로부터 먼지를 흡입하여 적재한다.

도 4는 도 2의 흡입구체 및 아암을 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 아암을 들었을 때의 상태를 도시한 도면이다. 그리고, 도 6은 도 4의 흡입구체의 하측면을 도시한 도면이다. 도 4 내지 도 6에서, 동일한 부재에 대하여는 동일한 부재번호를 부여하였다.

도면을 참조하면, 흡입구체(30)의 상부에는 브러시 회전모터(53) 및 아암(50)이 포함되어 있다. 아암(50)의 양단(50a,50b)은 회전이 가능한 아암 상관절(50a) 및 아암 하관절(50b)을 구비한다. 아암 하관절(50b)은 흡입구체(30) 상부에 부착된다. 이로써, 아암(50)은 흡입구체(30)와 회전가능하게 연결되게 된다. 아암 상관절(50a)은 로봇청소기 본체(20b)의 상측면에 설치된다. 이로써, 아암(50)은 로봇청소기와도 회전가능하도록 연결된다. 여기서, 로봇청소기 본체(20b)는아암(50), 아암 상관절(50a), 및 아암 하관절(50b)이 회전하여 움직이는데 지장이 없도록 공간과 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

흡입구체(30) 하측면의 흡입구에는 브러시(63)가 구비되어 있다. 브러시(63)는 브러시회전축(60)에 나선형으로 감겨져 고정되어 있다. 또한, 브러시회전축(60)은 양단이 축회전운동 가능하도록 흡입구에 연결되어 있다.

브러시 회전모터(53)는 브러시회전축(60)의 일단과 브러시회전벨트(도시하지 않음)로 연결되어 있다. 이로써, 브러시 회전모터(60)의 회전력은 브러시회전축(60)에 전달되어 브러시(63)를 회전시킨다.

도 7은 도 2의 측면도이다. 여기서, 도 2 내지 도 5와 동일한 부재에 대하여는 동일한 부재번호를 부여하였다.

흡입구체(30)는 아암(50)에 의하여 로봇청소기와 연결된다. 아암(50)의 상관절(50a) 및 하관절(50b)의 회전에 의하여 흡입구체(30)는 상하로 움직일 수 있게 된다. 여기서, 아암 상관절(50a)은 로봇청소기 본체(20b) 상측면에 설치되고, 로봇청소기 내부에 아암(50)이 움직일 수 있는 공간과 로봇청소기 본체(20b)에 아암 상관절(50a) 및 아암 하관절(50b)이 통관되어 움직일 수 있는 구멍이 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한하지 않고, 아암 상관절(50a)을 로봇청소기 본체(20b) 하측면에 바닥면에 대향되도록 설치하고, 흡입구체(30)를 로봇청소기 앞측으로 돌출되도록 구현될 수도 있다.

도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 로봇청소기에 대한 작용 및 효과를 상세히 설명한다.

먼저, 로봇청소기 본체의 제어수단에 의하여 로봇청소기는 스스로 이동주행하면서 흡입구체(30) 내로 먼지 등의 이물질을 흡입하여 청소를 행하게 된다. 그 과정을 살펴보면, 로봇청소기의 상부카메라(27)는 천장의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상으로부터 기준영상에서 떨어진 위치를 판단한다.

로봇청소기는 상부카메라(27)에 의하여 청소를 마친 장소로부터 청소를 하지 않은 장소로 이동한다. 장애물 감지부(25)는 로봇청소기가 이동하는 경로상에 장애물이 있는지를 판단하게 된다. 여기서, 장애물 감지부(25)는 로봇청소기의 이동경로상에 다수의 장애물이 있는 경우에도 그 장애물들 사이의 경로를 찾기 용이하도록 복수개로 설치되며, 그 복수개의 장애물 감지부는 일정간격으로 로봇청소기의 하단부에 평행하게 설치되는 것이 바람직하다.

로봇청소기는 장애물 감지부(25)에 의하여 장애물을 피하면서 이동경로를 찾아 이동한다. 여기서, 로봇청소기의 이동경로상에 놓여 있는 장애물의 높이가 로봇청소기의 장애물 감지부(25)의 위치보다 낮은 경우에는 로봇청소기는 장애물이 없는 것으로 인식하고 진행을 계속한다.

로봇청소기가 진행함에 따라 로봇청소기의 흡입구체(25)는 그 장애물과 부딪히게 된다. 이 때, 로봇청소기의 구동수단(33)에 따른 바퀴의 회전력에 의하여 로봇청소기의 흡입구체(30)와 그 장애물 사이에는 횡압력이 발생하게 된다. 로봇청소기의 흡입구체(30)는 아암상관절(50a)과 아암하관절(50b)의 회전운동 및 흡입구체(30)와 그 장애물 사이에 발생된 횡압력에 의하여 장애물 상부로 상승하게 된다.

이로써, 본 발명에 따른 로봇청소기는 장애물 감지부가 감지하지 못한 소정 높이의 장애물이 있는 경우에도 그 장애물에 걸려 진행하지 못하는 일 없이 용이하게 그 장애물을 넘어 진행할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇청소기는 이동경로상에 장애물 감시센서의 위치보다 낮은 높이의 장애물이 있는 경우에도 로봇청소기의 흡입구체 등이 걸려 진행하지 못하는 일 없이 그 장애물 상부로 올라가서 청소를 계속하거나, 그 장애물을 넘어 진행할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 먼지를 흡입하는 흡입구체와 아암에 의해 연결된 로봇청소기에 있어서,

   상기 아암의 일단은 상기 흡입구체에 회전가능하도록 연결되며, 상기 아암의 타단은 상기 로봇청소기에 회전가능하도록 연결된 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡입구체는 진행방향 전면에 적어도 하나의 바퀴를 구비한 것을 특징으로 하는 로봇청소기.