KR20040005890A - 상자형 자동 진공 청소기 - Google Patents

상자형 자동 진공 청소기 Download PDF

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KR20040005890A
KR20040005890A KR10-2003-7012111A KR20037012111A KR20040005890A KR 20040005890 A KR20040005890 A KR 20040005890A KR 20037012111 A KR20037012111 A KR 20037012111A KR 20040005890 A KR20040005890 A KR 20040005890A
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코셀카하비에이.
골라허데이비드엘.
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Abstract

본 발명은 클리닝 헤드 모듈(120), 클리닝 모듈로부터 분리된 진공 팬 모듈(110), 및 진공 팬 모듈과 함께 클리닝 헤드 모듈과 연결된 호스 어셈블리(130)를 갖는 상자형 자동 진공 청소기이다. 진공 팬 모듈은 진공 팬 모듈 및 클리닝 헤드 모듈을 위한 항법 및 제어 기능(400)을 수행하는 제어기(210, 212)를 포함한다. 또는, 상기 제어기는 진공 팬 모듈 및 클리닝 헤드 모듈로부터 분리될 수 있으며 이동가능하다. 상기 진공 팬 모듈 및 클리닝 헤드 모듈은 각각 추진용 드라이브 메카니즘(202, 204, 310, 314)을 포함한다. 상기 클리닝 헤드 모듈은 동력화될 수 있거나 또는 공기 드라이브되는 클리닝 브러쉬 어셈블리(320)를 포함한다. 또한, 상기 클리닝 헤드 모듈은 제어기와 통신하는 마이크로제어기를 포함할 수 있다.

Description

상자형 자동 진공 청소기 {AUTONOMOUS MOBILE CANISTER VACUUM CLEANER}
관련 기술의 설명
로봇 및 관련 기술은 일상적인 가사를 자동화함으로써, 인간을 반복적이고 시간 소요적인 일로부터 해방시킬 수 있는 것으로 알려졌다. 최근에는, 기술의 혁신이 가정용 청소 로봇의 성능을 결정하는 요소가 되었다. 컴퓨터 가공력, 전지 수명, 카메라 등의 전자 센서, 및 효율적인 전기 모터는 소비자용 자동 로봇으로써 충분히 이용가능하며, 비용절감적이거나 또는 신뢰할 만한다.
수 개의 특허 및 기타 간행된 문헌은 모두 원격제어 및 로봇 진공 청소기를 언급하고 있다. 한 시스템은 통상의 직립형(upright) 진공 청소기와 같이 "더스트 버스터(dust buster)"를 움직이는 로봇을 이용한다. 대부분 다른 시스템은 진공 장치 및 로봇을 코드연결시키거나 전지를 동력으로 하는 단일 기계로 통합시킨 것이다.
로봇 진공 기술에 있어서 대부분의 연구는 항법(navigation) 및 장애물 탐지및 회피를 중심으로 하고 있다. 로봇의 경로가 바닥 전체를 청소하는데 있어서 성공 여부를 결정하며, 정지되는지 여부를 감독한다. 일부 제안된 시스템은 2 세트의 직교 드라이브 휠(drive wheel)을 장착하고 있어서, 로봇이 임의의 두 지점 사이를 직접 움직일 수 있도록 함으로써 이것의 이동능을 증가시킨다. 다른 전형적 로봇 진공 청소기는 흡입기구를 추축 또는 횡단 슬라이딩 암 위에 장착시켜서, 로봇의 세력범위를 넓힌다. 또한, 기타 다른 특허는 장애물을 탐지 및 회피하는 신규한 방법에 대해 기술하고 있다.
인간은 바닥 청소시 방 안의 내용물을 파악하고 이들 주변을 청소하는 것에 능숙하다. 또한, 인간은 물체를 이동시켜서 청소하기 어려운 위치에 쉽게 접근할 수 있다. 최근에, 청소기는 직립형(upright)과 상자형(canister)의 2가지 표준형이 있다. 직립형은 크기가 더 작고 조작하기 쉬으며 제조가가 저렴하여, 더 인기가 있는 것 같다. 반면에, 상자형 진공 청소기의 기본적 장점은, 성가시기는 하지만 클리닝헤드가 더 작다는 점이다.
최신의 어떠한 로봇 시스템도 청소를 위해 장애물을 움직이고 이것을 원래 위치로 갖다 놓을 수 있는 것은 존재하지 않는다. 제안된 모든 청소로봇은 상대적으로 크고 성가시기 때문에, 이것은 좁은 장소 또는 가구 아래나 그 주위를 청소하지 못한다. 사실, 어떠한 청소 로봇도 인간처럼 청소를 할 수 있는 것은 존재할 수 없으며 제안될 수 없다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 진공 청소기 분야에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 로봇 클리닝 헤드를 갖는 자동 진공 청소기에 관한 것이다.
도1a는 상자형 자동 진공청소기의 한 구체예의 전방 사시도이다.
도1b는 도1a에 제시된 상자형 자동 진공청소기의 한 구체예의 후방 사시도이다.
도2는 도1a 및 1b에 나타난 상자형 자동 진공 청소기의 상자형 어셈블리의 선택된 구성요소의 분해 사시도이다.
도3은 도1a 및 1b에 나타난 상자형 자동 진공 청소기의 클리닝 헤드 어셈블리 및 호스의 선택된 구성요소의 분해 사시도이다.
도4는 도1a 및 1b에 나타난 상자형 자동 진공 청소기의 작동중 수행되는 과정의 구체예의 플로우챠트이다.
발명의 요약
본 발명은 상자형 진공 청소기와 유사한 자동, 로봇, 진공청소기의 실시예를 포함하며, i) 카니스터(canister) 및 ii) 호스를 통하여 연결된 클리닝 헤드를 포함한다. 상기 양 모듈은 드라이브 메카니즘을 가지며, 이들을 연결시키는 호스에 의하여 제한적 및 독립적으로 움직인다. 이러한 구성은 청소 및 위치측정의 이점을 모두 제공하며, 최근에야 로봇 제어 알고리즘, 디지탈 카메라 및 마이크로프로세서의 발전으로 인하여 실행화되었다. 2개의 연결된 모듈 시스템을 추적할 수 있는 비용-효율적인 프로세서는 선행기술에 존재하지 않았다.
자동 진공 청소기의 본체로부터 클리닝 헤드를 분리시키면, 헤드를 단일 모듈(일체) 로봇 진공 청소기보다 상당히 작게 만들 수 있다. 로봇은 사람보다 훨씬 천천히 바닥을 청소하기 때문에, 클리닝 헤드는 전형적 진공력 노즐보다 심지어 더 작게 만들어질 수 있다. 작은 클리닝 헤드는 가구 아래나 주위를 비롯한 좁은 부분에 접근하여 청소할 수 있다. 청소시, 사람은 바닥을 청소하기 전에 방해가 되는 부엌 의자를 이동시킬 수 있다. 일체(one-piece) 진공 로봇은 너무 커서 의자 다리 사이의 공간이나, 2 또는 3개 의자 사이의 공간 또는 대부분의 가정용 가구 아래나 주위의 공간을 청소하기 어렵다. 그러나, 작은 클리닝 헤드는 가구 다리 사이 및 임의의 크로스 브레이스 아래에 적합할 수 있으므로, 청소전에 의자를 움직이는 사람과 같이 철저하게 청소할 수 있다.
본 발명의 한 양태로서, 상자형 자동 진공 청소기는 클리닝 헤드 모듈, 상기 클리닝 모듈로부터 분리된 팬 모듈을 포함하는 것이며, 상기 팬 모듈은 항법기능을 수행하는 제어기를 포함하고, 상기 클리닝 헤드 모듈과 상기 팬 모듈을 연결하는호스를 포함한다. 각 클리닝 헤드 모듈 및 팬 모듈은 이동성을 제공하는 드라이브 메카니즘을 포함한다. 상기 제어기는 적어도 하나의 카메라, 음파탐지기(sonar), 광선레이더(lidar), 또는 적외선 센서로부터 센서 입력 데이타를 받는다. 상기 제어기는, 호스와 합체되거나 호스 주변에 구비된 유선 어셈블리에 의하여 제어 신호를 클리닝 헤드 모듈내 드라이브 메카니즘에 제공한다. 상기 팬 모듈은 유선 어셈블리에 의하여 상기 클리닝 헤드 모듈에 전력을 공급한다. 상기 제어기는 제어 신호를 무선 송수신 어셈블리에 의하여 클리닝 헤드 모듈내 드라이브 메카니즘에 제공한다.
상자형 자동 진공청소기의 클리닝 헤드 모듈은 적어도 하나의 클리닝 브러쉬를 구비하는 클리닝 브러쉬 어셈블리를 포함한다. 상기 클리닝 헤드 모듈은 클리닝 브러쉬를 회전시키는 힘을 제공하는 모터를 추가로 포함하거나, 또는 상기 클리닝 브러쉬의 회전 운동은 공기에 의하여 구동될 수 있다. 또는, 상기 클리닝 브러쉬는 회전하지 않는다. 상기 클리닝 헤드 모듈은 이동성을 제공하는 드라이브 메카니즘에 동력을 제공하기 위한 하나 또는 그 이상의 모터를 포함한다. 상기 클리닝 헤드 모듈은 제어기에 각 드라이브 모터의 회전 운동과 관련있는 데이타를 제공하는 하나 또는 그 이상의 인코더를 추가로 포함할 수 있다. 상기 드라이브 메카니즘은 적어도 하나의 팬 모듈 및 클리닝 헤드 모듈 상에 드라이브 휠을 포함한다. 또는, 상기 드라이브 메카니즘은 적어도 하나의 팬 모듈 및 클리닝 헤드 모듈 상에 트레드(tread) 시스템을 포함한다. 상기 제어기는 무선 송수신 어셈블리를 통하여 클리닝 헤드 모듈내 모터에 제어 신호를 제공한다. 상기 클리닝 헤드 모듈은 데이타를 제어기에 제공하는 하나 또는 그 이상의 음향(acoustic) 먼지 센서, 초음파 거리 센서, 수분 센서, 몰드(mold) 센서 또는 기계적 촉감 센서를 포함한다. 클리닝 헤드 모듈은 청소할 표면과 실질적으로 평행하게 접촉하는 위치에 클리닝 헤드 모듈을 유지시키도록 배치된 적어도 하나의 웨이트(weight)를 포함한다.
상자형 자동 진공 청소기의 팬 모듈은 전력 콘센트에 연결하기 위한 전기 코드를 포함한다. 팬 모듈은 제어기에 전기 코드의 위치를 추적하는 것과 관련있는 데이타를 제공하는 하나 또는 그 이상의 센서를 포함한다. 팬 모듈은 2차 전지 및/또는 연료 전지를 포함한다. 항법(navigation) 기능은 위치측정(localization)을 포함하며, 이것은 클리닝 헤드 모듈을 추적하는 것을 포함한다. 팬 모듈은 팬을 드라이브하기 위한 전기 모터를 포함한다.
본 발명의 한 양태로, 상자형 자동 진공 청소기는 클리닝 헤드 모듈; 클리닝 모듈로부터 분리되고 항법 기능을 갖는 제어기를 포함하는 팬 모듈; 팬 모듈과 클리닝 헤드 모듈을 연결시키는 호스; 및, 전력 콘센트와 팬모듈을 연결하여 전력을 공급하는 전기 코드를 포함한다.
본 발명의 다른 양태로, 상자형 자동 진공 청소기 시스템은 클리닝 헤드 모듈; 클리닝 모듈로부터 분리되고, 팬을 드라이브하는 전기 모터를 갖는 팬 모듈; 팬 모듈과 클리닝 헤드 모듈을 연결하고, 클리닝 헤드 모듈에서 팬 모듈로 먼지를 이동시키는 호스; 제어기를 포함하고. 팬 모듈에 항법 제어 신호를 제공하는 제어기 모듈을 포함한다.
또한, 본 발명의 한 양태로, 상자형 자동 진공 청소 방법은 팬 모듈에 전력을 인가하는 단계; 클리닝 헤드 모듈을 호스에 의하여 팬 모듈에 연결하는 단계; 팬 모듈에서 항법 기능을 수행하는 단계; 및 항법 기능의 결과에 따라 청소할 표면을 따라 움직이도록 각 클리닝 헤드 모듈과 팬 모듈을 추진시키는 단계를 포함한다. 항법 기능을 수행하는 단계는 팬 모듈을 위치측정하는 단계를 포함하다. 여기서, 위치측정이란 클리닝 헤드 모듈을 추적하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 적어도 하나의 카메라, 음파탐지기, 광선 레이더, 또는 적외선 센서로부터 팬 모듈에 센서 입력 데이타를 수신하는 단계를 추가로 포함한다. 클리닝 헤드 모듈을 추진하는 단계는 적어도 하나의 클리닝 브러쉬를 갖는 클리닝 브러쉬 어셈블리를 움직이는 단계를 포함하고, 클리닝 브러쉬를 회전시키는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 팬 모듈로부터 클리닝 헤드 모듈에 제어 신호를 무선으로 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 또는, 상기 방법은 호스를 따라 축방향으로 신장되는 유선 어셈블리를 통하여 팬 모듈로부터 클리닝 헤드 모듈에 제어 신호를 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 유선 어셈블리를 통하여 팬 모듈로부터 클리닝 헤드 모듈에 전력을 공급하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 공기 흐름에 의하여 클리닝 브러쉬를 회전시키는 단계를 추가로 포함한다. 또는, 클리닝 브러쉬는 고정될 수 있다.
상기 방법은 팬 모듈에 클리닝 헤드 모듈의 움직임을 지시하는 인코더 데이타를 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 클리닝 헤드 모듈내 하나 또는 그 이상의 음향 먼지 센서, 초음파 거리 센서, 수분 센서, 몰드 센서 또는 기계적 촉감 센서로부터 팬 모듈에 센서 데이타를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 청소할 표면과 실질적으로 평행하게 접촉하는 위치를 유지하기 위하여 클리닝 헤드 모듈내 적어도 하나의 웨이트(weight)를 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 본 발명은 전력 콘센트에 팬 모듈의 전기 코드를 연결하는 단계를 추가로 포함하고, 팬 모듈이 움직임에 따라 전기 코드를 신장 또는 수축시키는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 전기 코드 위치를 추적하는 단계 및 팬 모듈내 위치하는 제어기에 전기 코드 위치를 나타내는 센서 데이타를 제공하는 단계를 포함한다. 팬 모듈에 전력을 인가하는 단계는 팬 모듈 내부의 전력원으로부터 전력을 수신하는 단계를 포함한다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 상기 및 기타 양태, 특징 및 장점은 하기 상세한 설명 및 도면에 의하여 충분히 이해될 수 있을 것이다. 도면 및 설명은 본 발명의 특정 구체예를 예시한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
하기의 상세한 설명은 본 발명의 특정 구체예에 대한 다양한 설명을 제시한다. 그러나, 본 발명은 특허청구범위에 의하여 정의되고 한정되는 것으로서 다수의 상이한 방식으로 구체화될 수 있다. 본 설명에서, 참조번호는 도면에서 기재된 것으로, 동일 부품은 동일 번호로 명세서 전체를 통하여 지정된다.
본 발명의 구체예는 도1a(전방) 및 도1b(후방)에 제시된 상자형 자동 진공 청소기(an autonomous canister vacuum cleaner: ACVC) 100 를 제시한다. ACVC 100 은 표준 상자형 진공 청소기에 대응하는 2개의 주요 어셈블리; 상자형 어셈블리 또는 모듈 110 (이것은 팬 모듈 또는 제어 플랫폼으로서 인용되며, 나아가 도2와 함께 설명할 것이다); 및 호스 어셈블리 130에 의하여 연결되는 클리닝 헤드 어셈블리 또는 모듈 120 (이것은 도3에서 설명할 것이다)를 포함한다. 상기 카니스터 110는 하나 또는그 이상의 인쇄 회로 기판 상에 구체화될 수 있는 제어기를 포함한다.
ACVC 100의 한 구체예는 전기 코드 및 주머니없는 진공 청소기 기술을 이용한다. 기타 구체예는 2차 전지, 연료 전지 또는 전기 코드가 필요하지 않은 기타 자가 전원을 이용할 수 있다. 천, 종이 또는 기타 물질과 같은 먼지, 오물 및 부스러기를 수집하기 위한 기타 분리가능한 용기가 고안된다. 각 모듈 110 및 120는 리딩 또는 트레일링 휠 또는 스키드(skid) 플레이트와 같은 드라이브 또는 추진 시스템을 사용하여 움직이고, 하나 또는 그 이상의 모토 및 휠 제어 전자에 의하여 드라이브된다. 도2 및 3은 모터 및 전자 또는 유선 장치로부터 먼지를 격리하기 위한 슈루드(shroud)와 같은 부품은 나타내지 않는다. 상자형 모듈 110은 진공 팬을 드라이브하기 위한 전기 모터를 포함한다.
카니스터(상자, canister) 개요
도2에서는, 자동 상자형 진공 청소기 110의 제어부의 구체예를 포함하고 있는 카니스터 어셈블리 또는 모듈 110을 설명하고 있다. 표준 상자형 진공 청소기처럼, 카니스터 또는 "팬 모듈" 110은 진공 (흡입)팬 220, 주머니 또는 먼지 수집 구역 230, 필터 232 및 234, 전기 코드 어셈블리 224 및/또는 전지 222 및 필수 스위치 및 전자(나타내지 않았음)를 포함한다. 한 구체예로, 카니스터 110은 또한 컴퓨터 또는 마이크로프로세서 및 기타 전자 어셈블리 210 및 212, 예컨대, 제어기, 센서(전자 어셈블리 210 및 212 상에 위치될 수 있음) 및 센서 렌즈 214 및 216, 드라이브 모터 휠 어셈블리 202 및 204 또는 트레드(나타내지 않았음) 및 선택적 휠(들) 206을 포함하는 로봇 구성요소를 수납한다. 드라이브 모터는 원격측정법에 조력하는 인코더를 포함할 수 있다. 디지탈 카메라는 위치추적 및 위치측정을 위한 바람직한 일차 센서이지만, 음파탐지기, 광선 레이더 및 적외선 및 촉각 센서는 허용가능한 대체물 및/또는 추가적 센서 보충물이 될 수 있다.
한 구체예로서, 자동 진공 청소기 100은 2개의 로봇(카니스터 110 및 클리닝 헤드 120) 을 포함하고, 카니스터에 연결된 2개의 연결물(호스 130 및 전기 코드 어셈블리 224에서 전기 코드)을 포함한다. 이러한 구체예는 가정용 전류를 이용하여 ACVC 100에 전력을 인가한다. 전기 코드 어셈블리 224는 코드 나선화 메카니즘 또는 하위어셈블리를 포함한다. 모터는 코드를 잡아당겨 코드를 풀거나 신장하고, 항력 스프링은 코드를 되감거나 수축시킨다. 모터 구동된, 딱딱한, 구부러진 푸쉬어(pusher)는 전기 코드를 벽 콘센트에 연결하기 위하여 이용되는 메카니즘이다.
전기 코드는 코드 나선화 메카니즘에 의하여 제어 속도와 동일하게 제어된 속도로 회수되어 되감긴다. 최대 제어 속도는 카니스터 로봇이 직선상에 움직일때보다 회전할때 발생할 것이다. 인코더 또는 기타 피드백은 코드의 전체 길이를 통하여 회수되어 되감긴 전기 코드의 양과 관련된다. 메카니즘은 코드가 완전히 감긴것 및 완전히 풀린 것 양자 모두에 관련된 한계 스위치를 포함한다.
한 구체예로서, 전기 코드는 최소 20 미터 길이의 코드이다. 임의의 표준 코드가 진공 청소기의 전력에 필수요소로서, 임의 실행시 열, 인덕턴스, 자석 및 소음에 영향을 받는다. 한 구체예에서, 전기 코드는 센서 시스템에 용이하게 인식가능한 표지(marking)를 갖는다.
한 구체예로서, 카니스터 플랫폼 110은 2개의 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 회로 어셈블리 210 및 212를 구비하며, 각각은 디지탈 카메라 또는 기타 센서, 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 메모리 및 인터페이스를 포함한다. 마이크로프로세서는 임의의 다양한 마이크로프로세서, 예를 들면 인텔, 모토로라 등일 수 있다. 프로세서는 통상 100 mips 이상으로 작동한다. 마이크로제어기는 PIC 시리즈 마이크로제어기(Microchip Technology Inc.에서 시판) 또는 유사한 마이크로제어기(Ubicom, Inc에서 시판) 또는 기타 제조업체에서 입수가능한 유사한 마이크로제어기일 수 있다. 다른 구체예로, 마이크로제어기는 주 기판과 통신할 수 있는 분리된 인쇄 회로 기판일 수 있다. 마이크로제어기는 모든 모터에 낮은 수준으로 제어하고, 센서 및 인코더정보를 처리한다. 한 구체예로, 제어 전자는 다음을 조절한다:
-드라이브 휠 모터의 제어기
-드라이브 휠 인코더의 제어기
-코드 나선화 모터
-코드 나선화 인코더
-코드 나선화 결정 스위치
- 빛
전방 회로 어셈블리의 센서 210은 클리닝 헤드 120 쪽으로 전방을 향하고, 후방 회로 어셈블리의 센서 212는 전기 코드 쪽우로 후방을 향해 위치한다. 후방회로 어셈블리 212상에 위치하는 센서, 예를 들면 카메라는 전기 코드의 위치를 추적하는데 이용할 수 있다. 2개의 어셈블리 210 및 212는 공지기술인 인터페이스(나타내지 않음)를 이용하여 서로 통신한다. 이러한 회로 어셈블리 210 및 212는 카니스터/팬 모듈 제어기로서 작용하며, 항법, 홈 맵핑 또는 환경 건설, 클리닝 헤드 120의 제어 및 위치 추적, 및 전기 코드 및 호스 130의 관리를 책임진다. 한 구체예에서, 제어기는 또한 스케쥴에 관한 모든 데이타 및 기타 알고리즘를 처리한다.
디지탈 카메라는 일차적 시스템 센서로 바람직하다. 한 구체예는 2개 카메라(스테레오 비젼)의 2 세트를 사용한다. 2개의 예시는 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS) 및 전하결합소자(CCD)를 사용한 카메라이며, 이들은 표준 웹캠(webcam)에 사용되는 것이다. CMOS 카메라는 적외선 영역에서 작용할 수 있으므로, ACVC가 어둠속에서 작동할 수 있게 한다. 한 구체예로, 카메라는 45 도로 장착하였으나, 수직 및 수평을 비롯한 임의의 각도로 가능하다. 바람직한 카메라 렌즈는 60도에서 90도 사이로 수평 시야를 제공한다. 음파탐지기, 광선 레이다 및 초음파 센서는 일차 센서의 대용물이다.
한 구체예는 배출가스를 청결하게 하기 위하여, 먼지 구역으로부터 팬 220을 분리하는 필터 232, 카니스터 또는 용기 230 및 고성능 입자 아레스탄스(HEPA) 필터 234를 사용하는, 주머니가 필요없는 기술을 포함한다. 기타 구체예는 먼지를 위한 주머니 또는 기타 유형의 용기를 이용한다. 드라이브 휠 202 및 204(한 구체예에서 플랫폼 당 2개)는 전지 222에 의하여 동력이 공급되어, AC 콘센트에 플러그를 연결하지 않고, 방 사이에 ACVC 100을 움직여 진공 청소를 한다. 각 드라이브 모터는 움직인 거리를 측정하는 광학 인코더를 구비한다. 선택적 먼지 및 수분 센서를 포함할 수 있다. 카니스터 110은 전방으로 및/또는 후방으로 빛을 마주한다. 센서 유형(예, 카메라)에 따라, 빛은 적외선 또는 가시광선을 발산한다. 일부 구성요소는 직류(DC) 전력을 요구하기 때문에, ACVC는 전력공급(나타내지 않음)을 포함하며, 이는 선택적으로 인쇄 회로 기판에 합체될 수 있다.
추진(Propulsion) 및 조정(Steering) 메카니즘
한 구체예에서, ACVC의 양 측에 위치한 2개의 드라이브 휠 모터 어셈블리 202 및 204는 ACVC의 추진 및 운동을 독립적으로 수행한다. 이들이 동일한 방향으로 공전하면, ACVC는 앞으로 또는 뒤로 움직인다. 이들이 반대 방향으로 회전하면, ACVC는 아크를 따라 회전한다. 이러한 유형의 시스템에서 휠을 사용하는 경우 안정성을 제공하기 위하여 하나 또는 그 이상의 캐스터(caster) 또는 스키드(skid) 플레이트 206가 필요하다. 또는, 트레드가 드라이브 휠 대신에 사용될 수 있으며, 캐스터는 고안상 탱크와 유사하다. 전자 펄스 폭은 다양한 속도로 드라이브 메카니즘을 움직이게 하는 동력을 변조한다(PWM). 한 구체예에서, ACVC 실제 움직임 및 속도를 결정하는데 조력하는데, 드라이브 휠 모터로 통합되는 인코더를 이용한다.
다른 통상적 드라이브 시스템은 통상적 자동차 또는 원격 제어 자동차와 유사하다. 한 모터는 2개의 휠(전방 또는 후방)을 공전시킨다. 두번째, 모터 또는 서보(servo)는 수직 축 주위의 휠을 회전시킨다. 바닥에 대한 마찰력으로 인하여, 자동차는 타이어의 방향을 따라간다. 이러한 구조는 단지 하나의 드라이브 모터를 필요로 한다는 장점을 갖지만, 2개의 드라이브 휠 구조만한 조종능을 갖지 못한다.
로봇에 사용된 또다른 드라이브 메카니즘은 "옴니 횔(omni wheels)"을 사용한 3개의 드라이브 휠 시스템이다. 상기 시스템에서 각 바퀴가 다른 바퀴에 대하여 120도로 위치하고 모터에 의하여 구동된다. 옴니-횔(예, Aconame에 의하여 시판)은 2개의 직교하는 축 주위에 동시에 회전할 수 있는 바퀴이다. 횡단하는 미니-휠은 주요 각도의 이동의 경계 주변을 움직일 수 있다. 이러한 측면 바퀴는 주요 바퀴가 이동 방향 이외의 방향으로 공전할 수 있게 하여 질질 끌리지 않게 한다. 적절한 제어 알고리즘을 사용하여, 세개의 바퀴는 보도를 비롯하여 실제 임의의 방향으로 자동차를 움직이게 하는데 사용할 수 있다.
클리닝 헤드 및 호스 개요
도3에 따르면, 상자형 자동 진공 청소기 100의 클리닝 헤드 또는 클리닝 모듈 120 및 호스 어셈블리 130가 설명되어 있다. 클리닝 헤드 120은 드라이브 모터 및 휠, 트레드 시스템 또는 기타 이동 메카니즘을 갖는다. 한 구체예로서, 클리닝 헤드 120는 좌측 드라이브 휠 모터 어셈블리 310 과 휠 312, 및 우측 드라이브 휠 모터 어셈블리 314 과 휠 315에 의하여 추진된다. 한 구체예로서, 최대 연속 속도는 약 20-25 cm/s이지만, 전자 펄스 폭은 최대 이하의 속도에서 클리닝 헤드를 제어하는 모터 힘을 변조한다.
드라이브 어셈블리와 휠의 추가에도 불구하고, 클리닝 헤드 120는 전형적 상자형 진공력 노즐보다 상당히 작아서, 구석구석 청소하기 어려웠다. 로봇이 서두를 필요가 없이 방을 천천히 청소할 수 있기 때문에 헤드의 크기가 작을 수 있다. 헤드 120를 청소할 표면에 계속 접촉시키기 위하여, 하나 또는 그 이상의 웨이트 330가 상부 플라스틱 하우징 332 및/또는 하부 플라스틱 하우징 334에 위치한다. 예를 들면, 2개의 웨이트가 사용될 수 있으며, 헤드 120에서 이들의 위치는 구체예에 따라 상이할 수 있다. 또한, 클리닝 헤드 120은 웨이트 330 또는 기타 유사한 방법을 사용하여, 균형과 안정성을 제공함으로써, 바닥위 문틈 또는 기타 장애물을 넘을 수 있다. 한 구체예에서, 헤드 120는 드라이브 모터 어셈블리 310 및 314에 필수적인 인코더를 포함한다. 또다른 구체예는 분리된 인코더를 갖는다. 클리닝 헤드 120은 청소를 돕는 음향 먼지 센서, 초음파 거리 센서, 기계적 촉감 센서, 수분 센서 및 몰드 센서와 같은 센서들을 포함한다.
감광 범퍼 또는 촉감 센서는 클리닝 헤드의 모든 측면에 합체시켜, 이것의 전체 높이, 길이 및 폭을 신장시킬 수 있다. 범퍼는 클리닝 헤드가 방에서 물체를 우연히 만났는지를 탐지한다.
한 구체예에서 통상적인 상자형 진공 청소기용 전력 노즐과 유사한 클리닝 헤드를 포함한다. 클리닝 헤드 120는 모터로 구동되는 비터 브러쉬(beater brush) 320를 포함한다. 클리닝 브러쉬 어셈블리는 DC 모터에 의하여 동력화되어, 양 방향으로 다양한 속도로 공전하여, 바닥 표면 전체에 대하여 청소의 특성을 향상시키고, 가능한 정지상태로부터의 회복을 도울 수 있게 한다. 모터로 구동되는 브러쉬 시스템은 두꺼운 호화로운 카펫 및 러그에서 매우 잘 작동한다. 클리닝 브러쉬 어셈블리 320은 적어도 한 면의 클리닝 헤드 120가 벽에서 진공 청소가 가능하도록 배치된다.
클리닝 헤드를 위한 또다른 구체예는 공기로 구동되는 "터보", 비터 브러쉬를 포함한다. 터보 브러쉬는 공기로 구동되며, 상자형 진공 청소기에서 팬에 의하여 동력화된다. 통상적인 상자형 진공 청소기처럼, 공기 구동된 하위시스템은 동력을 필요로 하지 않으며, 따라서, 호스 및 클리닝 헤드는 터보 브러쉬에 대하여 전력공급될 필요가 없다. 터보 브러쉬는 짧은 카펫이나 러그에서도 작동이 잘 된다.
또다른 구체예에서, 클리닝 헤드 120는 고정 브러쉬를 갖는다. 이것은 클리닝 헤드의 크기 및 이동 부품의 수를 최소화하기 때문에, 가장 간단한 클리닝 헤드의 형태이다. 이 형태는 나무 또는 타일과 같은 딱딱한 바닥에서 최상으로 작동한다.
다른 구체예는 액체를 청소하는 습윤 진공을 위한 메카니즘 또는 완전 자루걸레(mop) 시스템을 포함한다. 이러한 습윤 진공은 제어기/팬 모듈내에 먼지 물 저장소 및 바닥에 대하여 완전히 밀착하는 소형 흡입 헤드를 포함한다. 자루걸레 시스템은 바닥상에 청소 용액 및 물을 분사하는 흡입 및 분사 시스템을 모두 필요로 한다. 또한, 제어기/팬 모듈은 청소수 저장소를 갖는다.
카니스터 110은 유선 장치 352내 동력 및 제어/데이타 유선을 포함할 수 있는 공-압출 호스 어셈블리 130를 통하여 클리닝 헤드 120에 연결된다. 유선 장치 352는 호스 350와 합체되거나 또는 호스 350의 주위(내부 또는 외부)에 달려있다. 또는, 표준 동력화된 상자형 진공 호스 또는 스트레치 호스가 사용될 수 있다. 한 구체예에서는 클리닝 헤드를 제어기 모듈로부터 2 미터 움직일 수 있게 하는 호스가 사용된다. 클리닝 헤드 또는 제어기에 호스 연결은 필요하다면 하나 또는 그 이상의 X, Y 및 Z 축 주위에 축을 포함한다.
한 구체예로서, 카니스터 110은 클리닝 헤드 120의 마이크로제어기(나타내지 않음)와 제어/데이타 유선에 의하여 통신한다. 또다른 구체예로서, 유선 장치 352는 클리닝 헤드 120의 전자적 구성 요소(예, 모터 및 센서)를 카니스터 110의 제어 회로에 직접 연결함으로써, 헤드 120내 제어 회로에 대한 요구를 제거한다. 이러한 배치는 클리닝 헤드 120내 마이크로제어기에 대한 요구를 제거하지만, 도체의 수가 증가함에 따라 어려워진다. 또다른 구체예에서, 제어신호 및 센서 데이타는 당업계에 공지된 무선 기술을 이용하여 카니스터와 클리닝 모듈간에 무선 송신된다. 한 구체예로서, 로봇이 코드, 전지 또는 연료로 동력화되는지에 상관없이, 클리닝 헤드 드라이브 모터 310 및 314 (및 브러쉬 어셈블리 320내 선택적 모터)를 위한 전력이 카니스터 110에서 클리닝 헤드 120 내 모터로 직접 송신된다. 또한, 인코더, 먼지 센서 또는 헤드내 기타 센서로부터 센서 정보가 유선 장치 352를 통하여 카니스터 제어기에 직접 송신된다. 유선 장치 352의 말단은 도3에 나타난다. 바람직한 구체예는 클리닝 헤드 120 및 제어기 110 간의 유선의 수를 최소화한다. 5개의 도체가 통상 하나의 배체에서 사용된다: 동력용 2개, 및 제어 및 데이타 신호의 송수신용 3개.
또다른 구체예로서, 제어기 110는 X10과 같은 저렴한 네트워크 인터페이스 연결기 및 방식을 이용하여, 각 모터를 직접 제어하고, 클리닝 헤드내 각 센서로부터 데이타를 직접 수집한다. 또는, 제어기 모듈 및 클리닝 헤드 모듈은 초음파 구성 요소를 비롯한 다양한 유형의 공지 기술을 이용하여 무선 송신에 의하여 통신할 수 있다.
클리닝 헤드 120가 마이크로제어기를 포함하는 구체예에서, 카니스터 제어기 110는 클리닝 헤드의 마이크로제어기에 기본 명령을 보내며, 이를 마이크로제어기가 해석한후 모든 온보드 모터 및 센서를 적절하게 제어한다. 예를 들면, 제어기 110은 전방 12인치 직진하도록 클리닝 헤드 120에 지시할 수 있다. 마이크로제어기는 드라이브 메카니즘(예, 양쪽 드라이브 휠)을 활성화시켜, 각 휠이 적절한 거리를 움직일때까지 인코더를 모니터한 후, 모터를 정지시킨다. 초음파 또는 촉감 센서가 장애물을 탐지하면, 마이크로제어기는 클리닝 헤드 120를 정지시키고 제어기 110에 장애물의 존재를 송신하다.
또다른 구체예로서, 카니스터 110은 진공 및 드라이브 구성요소를 포함하지만, 제어기 및 센서가 제3 모듈(나타내지 않음) 또는 분리된 제어기 로봇 위에 장착된다. 다른 형태로, 제3 모듈은 이동 로봇보다 오히려 정지 형태일 수 있다.
위치측정(Localization), 항법(Navigation) 및 제어(Control)
임의의 구체예에서, 상자형 자동 진공청소기 100는 2개의 로봇 시스템으로 작동한다. 예를 들면, 미국특허 제 호에 대응하는 출원인의 동시 계류 중인 특허 출원, 미국특허출원 제09/449,177에 설명된 바와 같다. 한 구체예에서, 진공의 카니스터 부분은 시스템 제어기로서 작동한다(즉, 인용된 특허출원의 항법 로봇). 카니스터 부분은 로봇 및 진공 구성요소와 함께 카메라 등의 전자부품을 포함한다. 클리닝 헤드는 인용된 특허 출원의 기능성 로봇처럼 작동한다. 2개의 로봇 시스템과 상자형 자동 진공 시스템 사이의 차이점은 진공 호스가 진공 시스템내 2개의 로봇을 연결한다는 점이다. 상기 호스는 복잡함을 추가하지만, 한 구체예에서 보면,일반적으로 클리닝 헤드 로봇은 제어 구성 요소를 갖지 않기 때문에 설명된 기능성 로봇보다 간단하다. 이러한 진공 시스템 배치는 2개의 어셈블리 간에 무선 통신 인터페이스에 대한 요구를 제거하다.
도4의 플로우챠트는 상자형 자동 진공 청소기 100에 의하여 수행되는 항법, 위치측정, 및 제어 방법 400의 일 구체예를 예시한다. 방법 400은 제어기 110에 의하여 일차적으로 수행되거나 또는 지시된다. 이동 로봇이 이것의 위치 및 방향(위치측정)의 추적을 유지하는 것은 어렵다. 일반적으로 가장 집중적으로 컴퓨터화된 부분인 위치측정(localization)은 이동 로봇이 이동함에 따라 자신의 위치를 추적하는 것이다. 마스터 플랫폼(카니스터/제어기 110)은 좀처럼 이동하지 않는다. 이것은 진공청소를 위하여 방의 새로운 지점으로 접근하거나, 클리닝 헤드를 추적하고 조절하기 위해 유리한 위치로 변경하는 경우에 이동한다.
반대로, 정지 시스템이 움직이는 물체의 위치를 추적하는 데에는 상대적으로 거의 컴퓨터화되지 않은 동력을 필요로 한다. 카니스터 110보다 클리닝 헤드 120가 대부분의 이동을 수행하기 때문에, 이러한 로봇 카니스터 진공 청소기 100는 필수 처리 동력을 최소화한다.
항법, 위치측정 및 제어 방법 400은 시작 단계 402에서 시작하여, 제어기 110가 이것의 위치를 결정하는 위치측정을 수행하는 단계 404로 진행한다. ACVC 100의 한 구체예는 일차(광학) 센서로서 카메라를 사용한다. 제어기 110는 랜드마크 또는 기타 유용한 정보를 이용하여 하나 또는 그 이상의 위치측정 알고리즘의 임의의 조합에 의하여 조합된 추측항법(dead reckoning)을 이용하여 이것의 위치를추적한다. 다른 구체예에서는 광학 센서 대신에 또는 함께 음파측정, 레이다, 광학 레이다 및 적외선 센서를 이용할 수 있다. 유사하게, 제어기 110는 상술된 추측항법 및 랜드마크 인식보다는 임의의 공지 방법 또는 조합된 방법을 사용할 수 있다. 위치측정 방법은 앞서 인용된 특허 출원에 기재되어 있다.
단계 406으로 진행하면, 제어기 110은 클리닝 헤드 120를 인식하는 센서를 이용한다. 일단 클리닝 헤드 모듈 120의 위치가 알려지면, 방법 400은 제어기110는 고정상태에서 클리닝 헤드 120의 다음 일을 결정하여 구역을 진공화시키는 단계 408로 연속된다. 단계 410으로 진행하면, 제어기 110은 클리닝 헤드 120에 단계 408에서 결정된 작업 정보를 송신한다. 상술된 바와 같이, 작업 정보는 클리닝 헤드 120의 마이크로제어기에 보내어지거나, 또는 클리닝 헤드내 모터 및/또는 기타 구성 요소에 직접 보내어진다. 단계 412로 진행하면, 방법 400은 클리닝 헤드 120에 지시하여 적절한 모터 및/또는 센서를 활성화시켜 제어기 110로부터 수신된 작업을 수행한다. 단계 414로 진행하면, 제어기 110는 앞서 인용된 특허 출원에 설명된 바와 같은 추적화 알고리즘을 이용하여 클리닝 헤드 120를 추적한다. 방법 400은 제어기 110가 클리닝 헤드에 대하여 다음 작업을 결정하는 단계 408을 연속한다.
카니스터 제어기 110가 움직일 필요가 있으면, 단계 416에서 알려진 위치에 자리를 지정하고 클리닝 헤드 120을 정지시킨다. 이어서, 클리닝 헤드 120는 이동하는 제어기 110를 위하여 공지된 정지 랜드마크로서 작용한다. 이것은 카니스터 제어기 110가 완전한 위치측정 루틴보다는 컴퓨터적으로 덜 집중화된 역 추적 단계418를 수행하도록 만든다. 역 추적은 앞서 인용된 특허 출원에 설명되어 있다.
방법 400의 특정 단계 및/또는 순서는 작업 서열내 단계를 조합하거나 작업을 그룹화시킴으로써 변형할 수 있다. 클리닝 헤드의 마이크로제어기에 대한 구체예에서, 높은 수준의 명령 또는 작업 서열이 제어기로부터 클리닝 헤드 마이크로제어기에 보낼 수 있다. 방법 400의 다양한 변형이 구체화된다.
상술한 설명은 다양한 구체예로 응용될 수 있는 본 발명의 신규한 특징을 설명 및 지적하고 있으며, 본 발명의 의도내에서 당업자에 의하여 본 발명의 신규한 특징은 예시된 기구 또는 방법의 형태로 다양한 삭제, 치환 및 변형이 가능하다. 기본 고안에 대한 다수의 변형이 기타 구체예에서 가능하다. 본 발명의 범위는 상기 설명에 의하여 보다는 뒤따르는 특허청구범위에 의하여 제시된다. 특허청구범위의 내용 및 균등의 범위내에서의 변경이 이것의 범위내에 포함되는 것이다.

Claims (67)

  1. 클리닝 헤드 모듈;
    클리닝 모듈로부터 분리되고, 항법(navigation) 기능을 수행하는 제어기를 포함하는 팬 모듈; 및
    상기 클리닝 헤드 모듈과 상기 팬 모듈을 연결하는 호스
    를 포함하는 상자형 자동 진공 청소기(an autonomous canister vacuum cleaner).
  2. 제1항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈과 팬 모듈의 각각은 이동성을 제공하는 드라이브 메카니즘을 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 적어도 하나의 카메라, 음파탐지기, 광선레이다 또는 적외선 센서로부터 센서 입력 데이타를 수신하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어기는 호스와 합체된 또는 주변에 구비된 유선 어셈블리에 의하여 제어 신호를 상기 클리닝 헤드 모듈내 드라이브 메카니즘에 제공하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 팬 모듈은 유선 어셈블리에 의하여 상기 클리닝 헤드 모듈에 전력을 제공하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제어기는 무선 송수신 어셈블리에 의하여 클리닝 헤드 모듈내 드라이브 메카니즘에 제어 신호를 제공하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈은 적어도 하나의 클리닝 브러쉬를 구비한 클리닝 브러쉬 어셈블리를 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈은 클리닝 브러쉬를 회전시키는 동력을 제공하는 모터를 추가로 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  9. 제7항에 있어서, 상기 클리닝 브러쉬의 회전 운동은 공기에 의하여 구동되는 것인 상자형 진공 청소기.
  10. 제7항에 있어서, 상기 클리닝 브러쉬는 회전하지 않는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  11. 제1항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈은 이동성을 제공하는 드라이브 메카니즘에 동력을 제공하기 위한 하나 또는 그 이상의 모터를 포함하는 것인 상자형자동 진공 청소기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈은 제어기에 데이타를 제공하는 하나 또는 그 이상의 인코더를 포함하고, 상기 데이타는 각 드라이브 모터의 회전 운동과 결합되어 있는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  13. 제11항에 있어서, 상기 드라이브 메카니즘은 적어도 하나의 팬 모듈 및 클리닝 헤드 모듈 상에 드라이브 휠을 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  14. 제11항에 있어서, 상기 드라이브 메카니즘은 적어도 하나의 팬 모듈 및 클리닝 헤드 모듈 상에 트레드(tread) 시스템을 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 무선 송수신 어셈블리를 통하여 클리닝 헤드 모듈내 모터에 제어 신호를 제공하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  16. 제1항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈은 제어기에 데이타를 제공하는 하나 또는 그 이상의 음향 먼지 센서, 초음파 거리 센서, 수분 센서, 몰드 센서 또는 기계적 촉감 센서를 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  17. 제1항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈은 청소할 표면과 실질적으로 평행하게 접촉하는 위치에 클리닝 헤드 모듈을 유지시키도록 배치된 적어도 하나의 웨이트(weight)를 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  18. 제1항에 있어서, 상기 팬 모듈은 전력 콘센트에 연결하기 위한 전기 코트를 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  19. 제18항에 있어서, 상기 팬 모듈은 제어기에 데이타를 제공하는 하나 또는 그 이상의 센서를 포함하고, 상기 데이타는 전기 코드의 위치를 추적하는 것과 관련된 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  20. 제1항에 있어서, 상기 팬 모듈은 2차 전지(rechargeable battery)를 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  21. 제1항에 있어서, 상기 팬 모듈은 연료 전지(fuel cell)를 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  22. 제1항에 있어서, 상기 항법 기능은 위치측정(localization)을 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  23. 제22항에 있어서, 상기 위치측정은 클리닝 헤드 모듈을 추적하는 것을 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  24. 제1항에 있어서, 상기 팬 모듈은 팬을 구동하기 위한 전기 모터를 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  25. 클리닝 헤드 모듈;
    클리닝 모듈로부터 분리되고, 항법(navigation) 기능을 갖는 제어기를 포함하는 팬 모듈;
    상기 클리닝 헤드 모듈과 상기 팬 모듈을 연결하는 호스; 및
    상기 팬 모듈을 전력 콘센트에 연결하여 상기 팬 모듈에 전력을 제공하는 전기 코드
    를 포함하는 상자형 자동 진공 청소기(an autonomous canister vacuum cleaner).
  26. 제25항에 있어서, 상기 팬 모듈은 팬을 구동하기 위한 전기 모터를 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  27. 제25항에 있어서, 상기 전기 코드는 팬 모듈이 움직임에 따라 신장 또는 수축하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  28. 제25항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈은 제어기에 데이타를 제공하는 하나 또는 그 이상의 센서를 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  29. 제28항에 있어서, 상기 적어도 하나 또는 그 이상의 센서는 전기 코드 위치를 추적하도록 배치되는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  30. 제28항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 센서는 하나 또는 그 이상의 인코더, 음향 먼지 센서, 초음파 거리 센서, 수분 센서, 몰드 센서 또는 기계적 촉감 센서를 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  31. 제25항에 있어서, 상기 팬 모듈은 호스를 따라 축방향으로 신장하는 유선 어셈블리에 의하여 클리닝 헤드 모듈에 전력을 제공하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  32. 제25항에 있어서, 상기 팬 모듈은 클리닝 헤드 모듈에 의하여 제거된 먼지, 오물 및/또는 부스러기를 수집하기 위한 분리성 용기를 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  33. 제25항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈은 적어도 하나의 클리닝 브러쉬를갖는 클리닝 브러쉬 어셈블리를 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  34. 제25항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈은 적어도 하나의 추진 메카니즘을 갖는 드라이브 시스템을 추가로 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  35. 제34항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈은 클리닝 헤드 모듈의 이동을 지시하는 조종 메카니즘을 추가로 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  36. 제34항에 있어서, 상기 제어기는 클리닝 헤드 모듈내 적어도 하나의 모터에 제어 신호를 보내는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  37. 제33항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈은 클리닝 브러쉬를 회전시키는 전력을 제공하는 모터를 추가로 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  38. 제33항에 있어서, 상기 클리닝 브러쉬의 회전 운동은 공기에 의하여 구동되는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  39. 제33항에 있어서, 상기 클리닝 브러쉬는 고정된 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  40. 제25항에 있어서, 상기 팬 모듈은 팬 모듈의 이동을 지시하는 조정 메카니즘 및 추진 메카니즘을 적어도 하나 갖는 드라이브 시스템을 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  41. 제40항에 있어서, 상기 제어기는 추진 메카니즘내 적어도 하나의 모터에 제어 신호를 보내는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  42. 제25항에 있어서, 상기 항법 기능은 위치측정 및 추적을 포함하는 것인 상자형 자동 진공 청소기.
  43. 클리닝 헤드 모듈;
    클리닝 모듈로부터 분리되고, 팬을 구동하는 전기 모터를 갖는 팬 모듈;
    상기 클리닝 헤드 모듈과 상기 팬 모듈을 연결하고, 클리닝 헤드 모듈로부터 팬 모듈로 먼지를 이전시키는 호스; 및
    제어기를 포함하고, 팬 모듈에 항법 제어 신호를 제공하는 제어기 모듈
    를 포함하는 상자형 자동 진공 청소기 시스템(an autonomous canister vacuum cleaner system).
  44. 제43항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈, 팬 모듈 및 호스는 함께 진공 청소기를 형성하고, 상기 제어기 모듈은 클리닝 헤드 모듈과 팬 모듈로부터 분리된위치에 있는 것인 시스템.
  45. 제43항에 있어서, 상기 제어기 모듈은 클리닝 헤드 모듈에 항법 제어 신호를 제공하는 것인 시스템.
  46. 제44항에 있어서, 상기 제어기 모듈은 이동성인 것인 시스템.
  47. 제43항에 있어서, 상기 제어기 모듈은 팬 모듈 및 클리닝 헤드 모듈을 위하여 위치측정 및 추적 기능을 수행하도록 배치된 것인 시스템.
  48. 제43항에 있어서, 상기 제어기 모듈은 제어기에 데이타를 제공하는 하나 또는 그 이상의 센서를 포함하는 것인 시스템.
  49. 제48항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 센서는 적어도 하나의 카메라, 음파탐지기, 광선레이다 또는 적외선 센서를 포함하는 것인 시스템.
  50. 팬 모듈에 전력을 인가하는 단계;
    호스에 의하여 팬 모듈에 클리닝 헤드모듈을 연결하는 단계;
    팬 모듈에서 항법 기능을 수행하는 단계; 및
    항법 기능의 결과에 따라 청소할 표면을 따라 움직이도록 클리닝 헤드 모듈및 팬 모듈의 각각을 추진하는 단계
    를 포함하는 상자형 자동 진공 청소기 방법(an autonomous canister vacuum cleaner method).
  51. 제50항에 있어서, 상기 항법 기능을 수행하는 단계는 팬 모듈을 위치측정하는 단계를 포함하는 방법.
  52. 제51항에 있어서, 상기 위치측정은 클리닝 헤드 모듈을 추적하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  53. 제50항에 있어서, 적어도 하나의 카메라, 음파탐지기, 광선레이다 또는 적외선 센서로부터 팬 모듈에 센서 입력 데이타를 수신하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  54. 제50항에 있어서, 상기 클리닝 헤드 모듈을 추진하는 단계는 적어도 하나의 클리닝 브러쉬를 갖는 클리닝 브러쉬 어셈블리를 움직이는 단계를 포함하는 방법.
  55. 제54항에 있어서, 상기 클리닝 브러쉬를 회전시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  56. 제50항에 있어서, 팬 모듈로부터 클리닝 헤드 모듈로 제어 신호를 무선으로 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  57. 제50항에 있어서, 호스를 따라 축방향으로 신장하는 유선 어셈블리에 의하여 팬 모듈로부터 클리닝 헤드 모듈에 제어 신호를 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  58. 제57항에 있어서, 유선 어셈블리에 의하여 팬 모듈로부터 클리닝 헤드 모듈로 전력을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  59. 제54항에 있어서, 공기 유동에 의하여 클리닝 브러쉬를 회전시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  60. 제54항에 있어서, 상기 클리닝 브러쉬는 고정된 것인 방법.
  61. 제50항에 있어서, 클리닝 헤드 모듈의 움직임을 나타내는 인코더 데이타를 팬 모듈에 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  62. 제50항에 있어서, 클리닝 헤드 모듈내 하나 또는 그 이상의 음향 먼지 센서, 초음파 거리 센서, 수분 센서, 몰드 센서 또는 기계적 촉감 센서로부터 팬 모듈에센서 데이타를 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  63. 제50항에 있어서, 청소할 표면과 실질적으로 평행하게 접촉하는 위치를 유지시키기 위하여 클리닝 헤드 모듈내 적어도 하나의 웨이트(weight)를 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  64. 제50항에 있어서, 팬 모듈의 전기 코드를 전력 콘센트에 연결시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  65. 제64항에 있어서, 팬 모듈이 움직임에 따라 전기 코드를 신장 및 수축하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  66. 제65항에 있어서,
    전기 코드 위치를 추적하는 단계; 및
    팬 모듈내에 위치한 제어기에 전기 코드 위치를 나타내는 센서 데이타를 제공하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  67. 제50항에 있어서, 상기 팬 모듈에 전력을 인가하는 단계는 팬 모듈 내부의 전원으로부터 동력을 수신하는 단계를 포함하는 방법.
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