KR20040103609A

KR20040103609A - 무인청소기

Info

Publication number: KR20040103609A
Application number: KR1020030034640A
Authority: KR
Inventors: 김경근
Original assignee: 주식회사 마이크로로보트
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-09
Also published as: KR100514993B1

Abstract

본 발명은 무인청소기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 회전가능하도록 전방에 앞바퀴가 설치되고 쓰레기를 임시 수용토록 된 소정크기의 수거함이 슬라이딩되면서 삽탈되도록 수납부가 형성된 본체와; 본체의 전방 양측에 설치되어 바닥의 쓰레기를 내측으로 쓸어 모을 수 있도록 마주보며 회전하도록 된 제1브러쉬와; 제1브러쉬가 내측으로 쓸어 모은 쓰레기를 본체의 수납부를 향하여 걷어 올릴 수 있도록 회전하며, 제1브러쉬로부터 인접한 후방의 본체에 횡으로 설치되고 외경면 일단에서 타단을 향하여 가이드브러쉬가 연계형성된 제2브러쉬와; 제2브러쉬에 의해 걷어 올려지는 쓰레기가 수납부측으로 안내되도록 제2브러쉬의 인접한 후방의 하단으로부터 수납부까지 소정 기울기로 연장형성되는 가이드부와; 제1브러쉬와 제2브러쉬를 회전시키기 위한 브러쉬의 회전수단과; 본체 후방에서 제1고정브라켓에 의해 회전가능토록 각각 설치되고, 뒷바퀴가 연결된 양측 연동축을 회전시키기 위한 연동축의 회전수단과; 본체의 상부로 결합되는 케이싱 전방의 소정위치에 설치되어 전방의 장애물과 거리를 감지하도록 된 적어도 하나 이상의 초음파센서와; 케이싱의 양측면 소정위치에 설치되어 측방의 장애물과 거리를 감지하도록 된 적어도 하나 이상의 적외선센서와; 초음파센서와 적외선센서로부터 감지된 정보로 영역범위를 설정하고 장애물 출현시 일시정지한 후 영역범위를 재설정한 후 구동될 수 있도록 제어하는 제어부를 포함한다.

따라서, 확장 토네이도 알고리즘이 탑재되어 회오리방향으로 주행하면서 바닥에 떨어진 쓰레기나 부스러기 등을 쓸어서 담는 방식의 청소를 함과 더불어 최초 주행시 설정된 청소영역을 회오리방향으로 주행한 후에는 직각으로 굴절되면서 한번 더 쓸어서 담는 청소를 하고, 설정된 청소영역의 종단에서 자율적으로 청소를 마칠 수 있게 되는 것으로, 소모되는 전력이 작은 반면, 청소효율은 극대화됨과 더불어 장애물 출현시 일시정지 및 청소영역의 재설정 등이 자동으로 이루어질 수 있도록 된 무인청소기를 제공한다.

Description

무인청소기{unmanned sweeping unit}

본 발명은 무인청소기에 관한 것으로, 최초 동작시 청소할 영역의 범위를 설정하여 해당 영역을 탑재된 확장 토네이도 알고리즘에 의해 회오리방향으로 주행하면서 바닥의 먼지나 쓰레기 등을 쓸어 담는 방식의 청소를 하고, 설정된 영역의 끝단에서부터 다시 직각으로 굴절되는 굴절알고리즘에 의해 주행하면서 청소를 할 수 있도록 함과 더불어 장애물 출현시 일시정지 및 영역재설정을 자동으로 수행하도록하여 안전하면서도 깨끗한 청소가 무인의 상태에서 이루어질 수 있도록 하는 무인청소기에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 청소기는 긴 호스에 연결된 진공 흡수방식으로 이동성이 용이하지 않으며, 청소에 소요되는 시간동안은 사람이 청소기를 이용하여 청소를 하여야 함으로써, 사람이 청소에는 첫번째 필수조건이었으며, 전원공급을 위하여 청소기의 전선이 콘센트와 연결되어 있어 이동과 청소시에 공간상 많은 제약을 받아 왔다.

아울러, 용량이 큰 청소기는 청소기를 끌고다니면서 청소를 한다는 것 자체가 매우 힘든일이라 노약자나 어린이들이 청소를 한다는 것은 사실상 불편한 점이 많이 있었다.

이러한 문제점을 극복하기 위해서 최근 개발된 청소용 로봇은 사람이 제어하지 않아도 자율적 이동이 이루어지면서 진공흡입방식으로 청소를 할 수 있도록 되어 있다.

그러나, 상기한 청소용 로봇은 진공흡수방식을 채택함으로써 많은 소비전력과 대용량의 배터리가 요구되어 고비용이 필연적이며, 고정된 용량의 배터리로 청소용 고출력모터와 청소기의 이동을 위한 구동모터를 각각 구동하여야 하기 때문에 오랫동안 사용할 수 없다는 것이 큰 문제점이었다.

따라서, 상기한 진공흡입방식을 채택한 종래의 청소용로봇은 대용량의 배터리의 요구와 강력한 흡입력을 요하기 때문에 고가에 출시되고 있어, 서민이 저가격으로 실용성있게 사용하기에는 비용부담이 크기 때문에 제품은 출시되어 있으나 널리 보급되지는 않는 실정이다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 저전력의 소비만으로도 보다 나은 청소효과를 얻을 수 있도록 하여 저렴한 가격대에 서민들에게도 널리 보급될 수 있도록 함은 물론, 사용자의 선택에 따라 자동과 반자동이 절환되어 사용되어질 수 있도록 하여 리모콘으로도 구석구석 청소가 가능케하여 편리한 사용을 이루게 하는 목적을 제공한다.

도 1은 본 발명의 전체구조를 도시한 분해사시도.

도 2는 본 발명의 구조를 도시한 평단면도.

도 3은 본 발명의 구조를 도시한 측단면도.

도 4는 본 발명의 전체구성의 유기적 결합관계를 개략도시한 블럭도.

도 5는 본 발명 무인청소기의 작용을 도시한 개략도.

도 6a는 본 발명 무인청소기의 토네이도 알고리즘을 도시한 개략도.

도 6b는 본 발명 무인청소기의 굴절알고리즘을 도시한 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 : 본체 102 : 케이싱

103 : 제1브러쉬 104 : 가이드브러쉬

105 : 제2브러쉬 106 : 초음파센서

107 : 적외선센서 108 : 제어부

109 : 웜기어 110 : 앞바퀴

111 : 수거함 112 : 수납부

113 : 가이드부 114 : 제1고정브라켓

115 : 뒷바퀴 116 : 연동축

117 : 제1회전축 118 : 제1웜휠

119 : 제1모터 120 : 베벨기어

122 : 제2웜휠 126 : 연동기어

129 : 제2모터 131 : 제3모터

132 : 센서처리부 133 : 중앙처리장치

134 : 모터구동부 135 : 슬릿원판

138 : 엔코더 139 : 연산부

140 : 리모콘수신부 141 : 가이드공

142 : 가이드 143 : 자석부

144 : 패널 145 : 걸레

148 : 요홈 149 : 돌기

151 : 메모리부

상기한 목적은, 회전가능하도록 전방에 앞바퀴(110)가 설치되고 쓰레기를 임시 수용토록 된 소정크기의 수거함(111)이 슬라이딩되면서 삽탈되도록 수납부(112)가 형성된 본체(101)와; 상기 본체(101)의 전방 양측에 설치되어 바닥의 쓰레기를 내측으로 쓸어 모을 수 있도록 마주보며 회전하도록 된 제1브러쉬(103)와; 상기 제1브러쉬(103)가 내측으로 쓸어 모은 쓰레기를 본체(101)의 수납부(112)를 향하여 걷어 올릴 수 있도록 회전하며, 제1브러쉬(103)로부터 인접한 후방의 본체(101)에 횡으로 설치되고 외경면 일단에서 타단을 향하여 가이드브러쉬(104)가 연계형성된 제2브러쉬(105)와; 상기 제2브러쉬(105)에 의해 걷어 올려지는 쓰레기가 수납부(112)측으로 안내되도록 제2브러쉬(105)의 인접한 후방의 하단으로부터 수납부(112)까지 소정 기울기로 연장형성되는 가이드부(113)와; 상기 제1브러쉬(103)와 제2브러쉬(105)를 회전시키기 위한 브러쉬의 회전수단과; 상기 본체(101) 후방에서 제1고정브라켓(114)에 의해 회전가능토록 각각 설치되고, 뒷바퀴(115)가 연결된 양측 연동축(116)을 회전시키기 위한 연동축의 회전수단과; 상기 본체(101)의 상부로 결합되는 케이싱(102) 전방의 소정위치에 설치되어 전방의 장애물과 거리를 감지하도록 된 적어도 하나 이상의 제1초음파센서(106a)와; 상기 케이싱(102)의 양측면 소정위치에 설치되어 측방의 장애물과 거리를 감지하도록 된 적어도 하나 이상의 적외선센서(107)와; 상기 제1초음파센서(106a)와 적외선센서(107)로부터 감지된 정보로 영역범위를 설정하고 장애물 출현시 일시정지한 후 영역범위를 재설정한 후 구동될 수 있도록 제어하는 제어부(108)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인청소기에 의해 달성된다.

여기서, 상기 브러쉬의 회전수단은, 상기 제2브러쉬(105)의 제1회전축(117)에 축설된 제1웜휠(118)과; 상기 본체(101)의 소정위치에 결합된 제1모터(119)와; 상기 제1모터(119)의 제1구동축(119a)에 축설되어 제1웜휠(118)에 치합되는 웜기어(109)와; 상기 제1구동축(119a)의 끝단에 축설된 제1베벨기어(120a)와; 상기 본체(101)의 상부로 수직돌설된 양측 제1브러쉬(103)의 제2회전축(121)에 각각 축설된 제2웜휠(122)과; 상기 본체(101) 상부에서 횡방향으로 제2고정브라켓(123)에 의해 회전가능토록 결합된 제3회전축(124)에 축설되어 제2웜휠(122)에 각각 치합되며, 양측 제1브러쉬(103)가 상호 마주보며 회전되도록 나사산이 형성된 정, 역회전웜기어(125a)(125b)를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 연동축의 회전수단은, 상기 일측 연동축(116)과 타측 연동축(116)에 각각 축설된 제1, 제2연동기어(126a)(126b)와; 상기 본체(101)에 설치되어 제1연동기어(126a)에 치합되도록 제1구동기어(127a)가 제2구동축(128)에 축설된 제2모터(129)와; 상기 본체(101)에 설치되어 제2연동기어(126b)에 치합되도록 제2구동기어(127b)가 제3구동축(130)에 축설된 제3모터(131)를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부(108)는, 상기 제1초음파센서(106a)와 적외선센서(107)로부터 발생하는 아날로그신호를 디지탈신호로 변환하도록 된 센서처리부(132)와; 상기 센서처리부(132)로부터 수신되는 신호를 메모리부(151)에 저장된 데이타와 연산하여 청소할 영역범위을 설정하고, 설정된 영역에 따라 제1모터(119)와 주행방향, 주행거리를 연산하여 제어하도록 된 중앙처리장치(133)와; 상기 중앙처리장치(133)의 신호에 따라 제2모터(129)와 제3모터(131)의 구동을 개별제어하도록 된 모터구동부(134)를 포함한다.

그리고, 상기 양측 연동축(116)에 원주방향으로 다수개의 슬릿이 형성된 슬릿원판(135)을 외감시키고, 발광센서(136)와 수광센서(137)를 슬릿원판(135)의 양측에 배치하여 슬릿원판(135)의 회전에 따라 전기신호를 발생시키도록 된 엔코더(138)와; 상기 엔코더(138)로부터 수신되는 전기신호를 양측 바퀴별 주행거리로 연산하여 제어부(108)로 전송도록 된 연산부(139)를 더 포함한다.

또한, 상기 초음파센서(106)는, 상기 케이싱(102)의 전방에서 정면으로 초음파를 발진시키도록 된 제1초음파센서(106a)와; 상기 제1초음파센서(106a)의 양측에 배치되어 상호 대칭되게 45°각도로 초음파를 발진시키도록 된 제2초음파센서(106b)를 포함한다.

그리고, 상기 적외선센서(107)는 몸체 진행방향의 직각방향으로 적외선을 송출하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부(108)와 연결되고 케이싱(102)의 소정위치에 설치되어 원격의 리모콘(도시하지 않음)으로부터 신호를 수신받아 제어부(108)로 신호를 전송하도록 된 리모콘수신부(140)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 가이드브러쉬(104)는 제2브러쉬(105)의 일단과 타단의 외경면에서 중심부를 향하여 'V'자로 연계형성되도록 하고, 상기 제어부(108)는 제2, 제3모터(129)(131)를 제어하여 설정된 영역을 회오리방향으로 주행하고, 설정된 영역의 끝단에 도달하면 굴절방향으로 주행되도록 제어하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 본체(101)의 저면에 형성된 다수개의 가이드공(141)과; 상기 가이드공(141)에 삽결되도록 다수개의 가이드(142)와 자석부(143)가 형성되며 본체(101)의 저면 부착시 바닥면과 소정 크기의 간극이 형성될 수 있는 두께를 가지는 패널(144)과; 상기 패널(144)에 밀착되는 소정 재질의 걸레(145)를 고정시키기 위하여 자석부(143)에 자력으로 부착되는 고정자석(146)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 청소기는 전방 양측에 앞바퀴(110)가 자유회전될 수 있도록 설치되고, 도 3에 도시된 전방의 개구부(101a)를 통해 쓰레기가 유도될 수 있도록 가이드부(113)가 본체(101) 내부의 수납부(112)까지 연장형성된다.

여기서, 상기 개구부(101a)로부터 수납부(112)까지는 쓰레기가 이동되는 구간으로서 먼지나 이물질이 본체(101) 내부로 유입되어 부품을 손상시키는 일이 발생하지 않도록 도시된 바와 같이 밀폐된 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 개구부(101a) 내부의 양측에는 도 1에 도시된 제1브러쉬(103)가 기립설치되는 바, 상기 제1브러쉬(103)는 후술하게 될 브러쉬의 회전수단에 의해 상호 마주보고 회전할 수 있도록 되어 있으며, 제1브러쉬(103)의 후방 인접부근에는 횡방향으로 제2브러쉬(105)가 설치된다.

상기 제2브러쉬(105)의 외경면에는 도시된 바와 같이 양단에서부터 중심부를 향하여 'V'자형의 굴곡이 이루어지도록 가이드브러쉬(104)가 형성되는 데, 이 가이드브러쉬(104)는 제2브러쉬(105)가 전방을 향하여 회전하게 되면 양단에서부터 중심부측으로 쓰레기가 모아질 수 있는 구조이다.

아울러, 상기한 브러쉬의 회전수단은, 제1브러쉬(103)는 상호 마주보며 회전할 수 있도록 하여야 하며, 제2브러쉬(105)는 전방을 향하여 회전될 수 있도록 하여야 한다.

따라서, 본체(101)의 일측에는 도 1에 도시된 바와 같이 제1모터(119)가 설치되고, 이 제1모터(119)의 제1구동축(119a)에는 웜기어(109)가 축설되어 제2브러쉬(105)의 제1회전축(117)에 축설된 제1웜휠(118)과 치합되도록 되어 제1모터(119)가 구동되어 제1구동축(119a)이 회전하면 치합된 웜기어(109)의 회전으로 제1웜휠(118)이 전방을 향하여 회전하게 되는 것이다.

그리고, 상기 제1구동축(119a)의 종단에는 제1베벨기어(120a)가 축설되며,본체(101)의 상부로 돌출된 양측 제1브러쉬(103)의 제2회전축(121)에는 각각 제2웜휠(122)이 축설된다.

아울러, 제2웜휠(122)에 각각 정회전웜기어(125a)와 역회전웜기어(125b)가 치합되도록 제3회전축(124)이 본체(101)의 상부에 도시된 바와 같이 제2고정브라켓(123)에 의해 회전가능하게 설치되어 있으며, 이 제3회전축(124)의 일단에는 제1베벨기어(120a)와 치합되는 제2베벨기어(120b)가 축설된다.

따라서, 제1모터(119)가 회전하면 웜기어(109)와 제1웜휠(118)에 의해 제2브러쉬(105)가 전방을 향하여 회전함과 동시에 제1구동축(119a)의 끝단에 축설된 제1베벨기어(120a)로부터 동력을 전달받은 제2베벨기어(120b)가 회전함에 따라 제3회전축(124)과 정, 역회전웜기어(125a)(125b)가 회전하면서, 일측 제1브러쉬(103)의 제2웜휠(122)은 정회전하고 타측 제1브러쉬(103)의 제2웜휠(122)은 역회전하여 제1브러쉬(103)가 상호 마주보며 회전하게 되는 것이다.

여기서, 본 발명에서는 상기한 브러쉬의 회전수단으로 웜기어(109), 정, 역회전웜기어(125a)(125b), 제1, 제2베벨기어(120a)(120b) 등을 제시하였으나, 이는 하나의 구동축에서 두 방향으로 동력을 전달함과 동시에 동력의 방향전환이 이루어질 수 있도록 하기 위한 일예일 뿐이며, 본 발명에서 제시하는 구성요소 이외의 구성요소를 대치하는 일반적인 구성요소는 본 발명의 청구범위에 해당한다고 할 것이다.

가령, 다수개의 스퍼어기어로서 감속 및 증속을 실현하고 벨트나 체인으로 회전축을 구동시킨다거나 웜기어가 아닌 베벨기어를 사용하여 동축을 절환하는 등이분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 구성할 수 있는 것을 말한다.

한편, 상기 수납부(112)에 슬라이딩 삽탈되도록 된 수거함(111)은 삽입된 후, 고정된 상태가 유지될 수 있도록 수납부(112)의 바닥면에는 요홈(148)을 형성하고 이와 대응되는 수거함(111)의 저면에는 돌기(149)를 형성하여 슬라이딩 삽입시 요홈(148)에 돌기(149)가 삽입될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 도 1에 도시된 바와 같이 본체(101)의 후방에는 뒷바퀴(115)가 설치되는 데, 이 뒷바퀴(115)는 각각 연동축(116)에 의해 고정되며, 이 연동축(116)은 다수개의 제1고정브라켓(114)에 의해 회전가능한 상태로 고정된다.

그리고, 상기 양측의 연동축(116)에는 각각 제1, 제2연동기어(126a)(126b)가 축설되어 되며, 이 제1, 제2연동기어(126a)(126b)에 치합되도록 제2모터(129)와 제3모터(131)의 제2, 제3구동축(128)(130)에 각각 제1, 제2구동기어(127a)(127b)가 축설된다.

따라서, 제2모터(129)와 제3모터(131)가 구동되면 각각 제1, 제2구동기어(127a)(127b)가 회전하면서 제1, 제2연동기어(126a)(126b)를 회전시켜 연동축(116)과 뒷바퀴(115)가 회전될 수 있게 하는 것이다.

여기서, 상기 양측의 연동축(116)에는 원주방향으로 다수개의 슬릿이 형성된 슬릿원판(135)을 축설하고 이 슬릿원판(135)의 양측으로 발광센서(136)와 수광센서(137)를 배치하여 슬릿사이로 발광센서(136)에서 빛을 송출하고 수광센서(137)가 빛을 수신하면 전기신호를 발생토록 된 엔코더(138)를 설치한다.

따라서, 발생된 전기신호는 연산부(139)로 전송되는 바, 이 연산부(139)는양측 바퀴의 엔코더(138)에서 수신되는 전기신호를 개별적으로 연산하여 어느 방향으로 얼마만큼 주행했는지를 중앙처리장치(133)로 전송하여 설정된 영역범위내에서 본체(101)의 위치를 센서처리부(132)의 신호와 더불어 연산함으로써 더욱 정확히 위치를 파악할 수 있게 되는 것이며, 이에 따라 청소의 잔여시간 등을 계산하여 디스플레이창(150)에 디스플레이할 수도 있게 되는 것이다.

아울러, 상기 본체(101)의 상부로 결합되는 케이싱(102)의 전방에는 도시된 바와 같이 초음파센서(106)가 다수개 설치되는 데, 중앙에 배치되는 제1초음파센서(106a)는 전방으로 초음파를 발진시키고 반사되는 초음파를 검출하여 전방의 장애물과 거리를 측정할 수 있도록 되어 있으며, 좌, 우측에 배치되는 제2초음파센서(106b)는 제1초음파센서(106a)로부터 45°각도로 초음파를 발진시키고 반사되는 초음파를 검출하여 장애물과 거리를 측정할 수 있게 된다.

아울러, 케이싱(102)의 좌, 우측면에 설치된 적외선센서(107)는 제1초음파센서(106a)의 초음파발진방향으로부터 90°도가 되는 방향으로 적외선을 송출하여 반사되는 적외선의 검출로서 거리와 장애물을 검출하며, 케이싱(102)의 소정위치에는 도시된 바와 같이 리모콘수신부(140)가 설치되고, 이 리모콘수신부(140)는 제어부(108)와 연결되어 리모콘수신부(140)로 수신되는 명령이 제어부(108)에 의해 수행되어질 수 있도록 한다.

한편, 본체(101)의 저면에는 다수개의 가이드공(141)이 횡방향으로 형성되어 있으며, 이 가이드공(141)으로 삽결될 수 있도록 패널(144)에는 다수개의 가이드(142)가 형성되어 있어 가이드(142)를 도 3에 도시된 바와 같이 측면에서 가이드공(141)에 슬라이딩 삽입시켜 결합되어질 수 있게 한다.

여기서, 상기 패널(144)의 저부에는 자석부(143)가 마련되어 있으며, 이 패널(144)이 본체(101)의 저면에 결합되면 패널(144)의 저면이 바닥면에 근접되거나 거의 맞닿아 있는 상태가 되게 한다.

따라서, 상기 패널(144)의 저면과 자석부(143)가 덮어지도록 걸레(145)를 밀착시킨 후, 고정자석(146)을 자석부(143)에 부착시키면 걸레(145)는 자석부(143)와 고정자석(146)사이에 끼어 고정됨으로써 본체(101)가 주행되면 저면의 걸레(145)는 바닥면을 깨끗이 걸레(145)질 할 수 있게 되는 것이다.

상기한 구성으로 이루어진 본 발명 무인청소기는 최초, 초음파센서(106)와 적외선센서(107)로 초음파 발진과 적외선을 송출시킨 후, 반사되는 초음파와 적외선을 검출하면, 센서처리부(132)에서는 이 신호를 증폭시키고 증폭된 신호를 디지탈데이타로 변환시켜 중앙처리장치(133)로 전송한다.

여기서, 상기 초음파센서(106)는 제1, 제2초음파센서(106a)(106b)가 90°와 45°의 각도를 유지한 상태에서 반사되는 초음파 신호를 검출며, 도 5에 도시된 바와 같이 반사되는 거리가 서로 다르기 때문에 더욱 정확한 위치파악과 영역설정이 가능하게 되는 것이며, 부가적으로 측면에서 적외선센서(107)가 적외선을 송출하였다가 반사되는 적외선을 검출함으로써 더 많은 신호의 검출로 근거되는 정보가 많아지게 됨으로써 정확한 위치파악과 거리를 산출할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 중앙처리장치(133)는 센서처리부(132)로부터 수신된 데이타와 메모리부(151)에 저장된 데이타 테이블을 기초로 본 발명 무인청소기로부터 청소할 반경을 설정하여 메모리부(151)에 저장시킨다.

그리고, 제1모터(119)를 가동시켜 제2브러쉬(105) 및 제1브러쉬(103)를 회전시킴과 동시에 현재 위치로부터 회오리방향으로 회전하기 위해 모터구동부(134)로 제어신호를 전송한다.

여기서, 상기 회오리방향은 좌, 우측 중 어느 한 방향으로 되어도 무관하나설명상의 일관성을 위해 우측 회오리방향으로 주행하는 것을 가정하고 설명하기로 한다.

상기한 바와 같이 모터구동부(134)가 제어신호를 수신하면 우측 회오리방향으로 주행할 수 있도록 제2, 제3모터(129)(131)의 구동을 제어한다.

따라서, 도 6a에 도시된 바와 같이 무인청소기가 회오리치듯 설정된 영역을 주행하게 된다.

이때, 상기 제1브러쉬(103)는 바닥을 쓸듯이 회전하면서 제2브러쉬(105)측으로 쓰레기나 먼지 등을 쓸어모으고, 주행과 동시에 제1브러쉬(103)는 진행방향으로 회전하면서 가이드브러쉬(104)가 쓰레기를 가이드부(113)로 걷어 올려 수납부(112)에 삽입된 수거함(111)에 수용될 수 있게 한다.

아울러, 본체(101)가 주행중인 상태에서도 초음파센서(106)와 적외선센서(107)는 지속적으로 초음파와 적외선을 지정된 방향으로 송출하고 반사되는 초음파와 적외선을 검출하고, 센서처리부(132)는 이 신호를 중앙처리장치(133)로 전송한다.

여기서, 상기 중앙처리장치(133)는 수신된 신호를 지속적으로 연산하여 현재무인청소기의 위치가 최초 설정된 영역범위내에서 어디쯤에 있는지를 확인할 수 있게 된다.

즉, 수신된 신호가 설정된 영역범위내에서 검출되어야 할 신호범위 내에 있는지를 지속적으로 비교하고 그 범위를 초과한 신호가 검출되면 장애물이 출현된 것으로 판단하고 제1모터(119)를 정지시키고 모터구동부(134)로 정지신호를 보내 현위치에서 소정시간동안 일시정지상태로 있다가 소정시간이 경과되면 다시 현위치로부터 청소반경을 재설정하여 청소를 다시 시작할 수 있게 하는 것이다.

즉, 최초 설정된 영역범위에 가상의 테두리를 설정해 두고 각 센서별로 검출되는 신호가 최초 설정된 영역범위내에서 검출되는 신호가 아닐 경우를 장애물이 출현한 것으로 판단하는 것이다.

여기서, 센서처리부(132)에 의한 신호와 상술한 좌, 우측의 엔코더(138)가 슬릿을 통과하는 광신호(빛)에 따라 전기신호를 발생시킴으로써, 연산부(139)는 전기신호에 따라 좌, 우측 뒷바퀴(115)가 어느 방향으로 얼마만큼 이동했는지를 연산하여 제어부(108)(중앙처리장치(133))로 전송한다.

따라서, 설정된 영역내에서 본체(101)가 얼마만큼 주행하여 어느 위치에 있는 것인가는 항상 비교연산되므로 장애물이 출현하지 않고 설정된 영역을 완주하였을 경우나 설정된 영역의 끝단에 도착했을 경우, 중앙처리장치(133)는 회오리방향으로 진행하는 토네이도알고리즘을 굴절되는 굴절알고리즘으로 변경하여 도 6b에 도시된 바와 같이 본체(101)만큼의 폭으로 굴절하여 직선주행을 하고 설정된 영역의 끝단에 도달하면 다시 본체(101)만큼의 폭으로 굴절하여 직선주행할 수 있도록한다.

아울러, 엔코더(138)와 센서처리부(132)로부터 수신된 신호의 연산에 의해 설정된 영역을 모두 주행하게 될 경우, 중앙처리장치(133)는 최대 절전모드로 돌아가 모든 전원을 차단하고 리모콘수신부(140)가 신호를 수신할 수 있는 슬립상태가 된다.

아울러, 상술한 바와 같이 본체(101)의 저면에 패널(144)을 결합시키고 걸레(145)를 부착하여 주행시키면 먼지와 쓰레기가 청소된 자리는 다시 걸레(145)가 닦아 주게 되어 더욱 청결한 청소작업이 이루어질 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 저 전력으로도 바닥의 쓰레기와 먼지등을 깨끗이 청소할 수 있음은 물론, 사용자의 선택에 따라 본 발명에 따른 무인청소기가 확장된 토네이도 알고리즘과 굴절알고리즘의 절환구동으로 센서에 의해 설정된 영역을 반복청소하여 편리하고도 효과적인 청소가 이루어질 수 있게 되었으며, 리모콘수신부로 원격제어함으로써 사용자가 직접 청소기를 들고 청소하는 불편함을 해소할 수 있으며, 고용량의 배터리를 사용하지 않고도 구동되므로 장비자체가 저렴한 가격에 제작이 가능하여 저가에 제품을 공급할 수 있어 제품의 경쟁력이 제고됨은 물론 서민들에게 널리 보급하여 대중화 시킬 수 있는 효과를 가진다.

Claims

회전가능하도록 전방 양측에 앞바퀴가 설치되고 쓰레기를 임시 수용토록 된 소정크기의 수거함이 슬라이딩되면서 삽탈되도록 수납부가 형성된 본체와;

상기 본체의 전방 양측에 설치되어 바닥의 쓰레기를 내측으로 쓸어 모을 수 있도록 마주보며 회전하도록 된 제1브러쉬와;

상기 제1브러쉬가 내측으로 쓸어 모은 쓰레기를 본체의 수납부를 향하여 걷어 올릴 수 있도록 회전하며, 제1브러쉬로부터 인접한 후방의 본체에 횡으로 설치되고 외경면 일단에서 타단을 향하여 가이드브러쉬가 연계형성된 제2브러쉬와;

상기 제2브러쉬에 의해 걷어 올려지는 쓰레기가 수납부측으로 안내되도록 제2브러쉬의 인접한 후방의 하단으로부터 수납부까지 소정 기울기로 연장형성되는 가이드부와;

상기 제1브러쉬와 제2브러쉬를 회전시키기 위한 브러쉬의 회전수단과;

상기 본체 후방에서 제1고정브라켓에 의해 회전가능토록 각각 설치되고, 뒷바퀴가 연결된 양측 연동축을 회전시키기 위한 연동축의 회전수단과;

상기 본체의 상부로 결합되는 케이싱 전방의 소정위치에 설치되어 전방의 장애물과 거리를 감지하도록 된 적어도 하나 이상의 초음파센서와;

상기 케이싱의 양측면 소정위치에 설치되어 측방의 장애물과 거리를 감지하도록 된 적어도 하나 이상의 적외선센서와;

상기 초음파센서와 적외선센서로부터 감지된 정보로 영역범위를 설정하고 장애물출현시 일시정지한 후 영역범위를 재설정한 후 구동될 수 잇도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인청소기.
제1항에 있어서,

상기 브러쉬의 회전수단은,

상기 제2브러쉬의 제1회전축에 축설된 제1웜휠과;

상기 본체의 소정위치에 결합된 제1모터와;

상기 제1모터의 제1구동축에 축설되어 제1웜휠에 치합되는 웜기어와;

상기 제1구동축의 끝단에 축설된 제1베벨기어와;

상기 본체의 상부로 수직돌설된 양측 제1브러쉬의 제2회전축에 각각 축설된 제2웜휠과;

상기 본체 상부에서 횡방향으로 제2고정브라켓에 의해 회전가능토록 결합된 제3회전축에 축설되어 제2웜휠에 각각 치합되며, 양측 제1브러쉬가 상호 마주보며 회전되도록 나사산이 형성된 정, 역회전웜기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인청소기.
제1항에 있어서,

상기 연동축의 회전수단은,

상기 일측 연동축과 타측 연동축에 각각 축설된 제1, 제2연동기어와;

상기 본체에 설치되어 제1연동기어에 치합되도록 제1구동기어가 제2구동축에축설된 제2모터와;

상기 본체에 설치되어 제2연동기어에 치합되도록 제2구동기어가 제3구동축에 축설된 제3모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인청소기.
제1항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 초음파센서와 적외선센서로부터 발생하는 아날로그신호를 처리가능한 디지탈신호로 변환하도록 된 센서처리부와;

상기 센서처리부로부터 수신되는 신호를 메모리부에 저장된 데이타와 연산하여 청소할 영역범위을 설정하고, 설정된 영역에 따라 제1모터와 주행방향, 주행거리를 연산하여 제어하도록 된 중앙처리장치와;

상기 중앙처리장치의 신호에 따라 제2모터와 제3모터의 구동을 개별제어하도록 된 모터구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인청소기.
제1항에 있어서,

상기 양측 연동축에 원주방향으로 다수개의 슬릿이 형성된 슬릿원판을 외감시키고, 발광센서와 수광센서를 슬릿원판의 양측에 배치하여 슬릿원판의 회전에 따라 전기신호를 발생시키도록 된 엔코더와;

상기 엔코더로부터 수신되는 전기신호를 양측 바퀴별 주행거리로 연산하여 제어부로 전송도록 된 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인청소기.
제1항에 있어서,

상기 초음파센서는,

상기 케이싱의 전방에서 정면으로 초음파를 발진시키도록 된 제1초음파센서와;

상기 제1초음파의 양측에 배치되어 상호 대칭되게 45°각도로 초음파를 발진시키도록 된 제2초음파센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인청소기.
제1항에 있어서,

상기 적외선센서는 몸체 진행방향의 직각방향으로 적외선을 송출하도록 함을 특징으로 하는 무인청소기.
제1항에 있어서,

상기 제어부와 연결되고 케이싱의 소정위치에 설치되어 원격의 리모콘으로부터 신호를 수신받아 제어부로 신호를 전송하도록 된 리모콘수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인청소기.
제1항에 있어서,

상기 가이드브러쉬는 제2브러쉬의 일단과 타단의 외경면에서 중심부를 향하여 'V'자로 연계형성되도록 함을 특징으로 하는 무인청소기.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 제2, 제3모터를 제어하여 설정된 영역을 회오리방향으로 주행하고, 설정된 영역의 끝단에 도달하면 굴절방향으로 주행되도록 함을 특징으로 하는 무인청소기.
제1항에 있어서,

상기 본체의 저면에 횡방향으로 형성된 형성된 다수개의 가이드공과;

상기 가이드공에 삽결되도록 다수개의 가이드와 자석부가 형성되며 본체의 저면 부착시 바닥면과 소정 크기의 간극이 형성될 수 있는 두께를 가지는 패널과;

상기 패널에 밀착되는 소정 재질의 걸레를 고정시키기 위하여 자석부에 자력으로 부착되는 고정자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인청소기.