KR20060094354A

KR20060094354A - 가습기를 구비한 이동로봇

Info

Publication number: KR20060094354A
Application number: KR1020050015461A
Authority: KR
Inventors: 송정곤; 정삼종; 고장연; 임광수; 김기만; 이주상
Original assignee: 삼성광주전자 주식회사
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-08-29
Also published as: EP1696183A1; JP2006234372A; AU2005227372B2; RU2322644C2; RU2005132943A; US20060186561A1; KR100633446B1; AU2005227372A1; CN1824468A

Abstract

실내를 균일하게 가습할 수 있는 이동로봇이 개시된다. 개시된 본 발명에 따른 이동로봇은, 본체를 이동가능하게 지지하며, 상기 본체를 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부; 상기 본체 상에 설치되는 가습기; 및 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함한다.

가습기, 균일가습, 이동로봇, 청소

Description

가습기를 구비한 이동로봇{Mobile robot having humidifier}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇의 분해 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 이동로봇의 저면도,

도 3은 도 1에 도시된 이동로봇의 제어시스템을 설명하기 위한 블럭도,

도 4는 도 1에 도시된 이동로봇의 결합 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10; 본체 20; 커버

30; 흡진부 40; 구동부

41; 종동바퀴 42; 구동바퀴

45; 아이들바퀴 80; 제어부

90; 가습기 91; 저수통

92; 주입구 93; 증발모듈

94; 증발기 95; 배출관

97; 습도센서

본 발명은 가습기를 구비한 이동로봇에 관한 것이다.

일반적으로, 가습기는 물을 증발시키는 원리에 따라 원심분무식, 초음파식, 전열식, 필터기화식등으로 구분될 수 있다.

상기 원심분무식 가습기는 흡입한 물을 원심력으로 날려서 내벽에 부딪치게 함으로서 물을 증발시키며, 상기 초음파 가습기는 소정 주파수의 전기신호를 물속에 놓인 진동자로 전달하여 진동자를 진동시킴으로써 물을 증발시킨다. 상기 전열식 가습기는 히터나 전극봉으로 물을 가열시켜 증기를 발생시키며, 필터기화식 가습기는 젖은 필터로 공기를 통과시켜 물을 증발시킨다.

이러한 가습기들은 실내의 적정습도를 유지하여 쾌적한 실내 환경을 만들기 위한 것으로, 대부분 실내의 어느 한 부분에 고정시켜 사용된다. 그러나, 가습기를 어느 한 부분에 고정시켜 사용할 경우, 가습의 영역은 특별한 대류현상을 발생시키지 않는 한 가습기가 설치된 일정부분에 국한된다. 따라서, 실내의 습도가 불균일하게 되어 가습의 효율성이 떨어지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 실내 전체를 균일하게 가습할 수 있는 이동로봇을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 실내를 청소하면서 가습할 수 있는 이동로봇을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이동로봇은, 본체를 이동가능하 게 지지하며, 상기 본체를 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부; 상기 본체에 설치되는 가습기; 및 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기와 같은 구성을 가지는 이동로봇은, 실내의 습도를 검출하는 습도센서; 및 상기 본체를 덮는 커버;를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 습도센서로부터 검출된 정보에 따라 상기 가습기의 ON/OFF를 제어한다.

상기 가습기는, 유체가 저장되는 저수통; 상기 저수통으로부터 공급된 유체를 증발시켜 상기 본체의 외부로 발산시키는 증발모듈; 및 상기 저수통에 저장된 유체를 상기 증발기에 공급할 수 있도록 상기 저수통과 상기 증발기를 연결시키는 연결관;을 포함한다.

상기 증발모듈은, 유체를 증발시키는 증발기; 및 증발된 유체를 외부로 배출하는 배출관;을 포함한다. 그리고, 상기 저수통에는 유체를 주입하기 위한 주입구가 마련되며, 상기 주입구와 상기 배출관 각각은 상기 커버에 형성된 주입구 노출용 홀과 배출관용 홀을 통해 외부로 노출된다.

상기 구동부는, 상기 제어부에 의해 제어되는 적어도 하나의 구동모터; 상기 구동모터에 연결되며, 상기 본체의 양측에 설치되는 한 쌍의 구동바퀴; 상기 한 쌍의 구동바퀴 각각과 동력전달 가능하게 연결되는 한 쌍의 종동바퀴; 및 상기 본체를 지지하기 위한 한 쌍의 아이들바퀴;를 포함한다. 그리고, 상기 저수통은 그 하중이 상기 한 쌍의 구동바퀴와 상기 종동바퀴 및 상기 아이들바퀴 각각에 균일하게 가해지도록 하기 위해, 상기 한 쌍의 구동바퀴, 종동바퀴 및 아이들바퀴 상부에 위 치하게 상기 본체의 양측에 각각 2개 마련된다.

한편, 상기한 바와 같은 이동로봇은 바닥면을 청소하기 위해 상기 본체에 설치된 흡진부;를 더 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇은, 본체(10), 상기 본체(10)와 결합하는 커버(20), 흡진부(30), 구동부(40), 상방 카메라(50), 전방 카메라(52), 장애물 검출 센서(54), 기억장치(60), 송/수신부(70), 제어부(80) 및 가습기(90)를 포함한다. 단, 참조부호 I는 로봇청소기의 전방을 나타낸다.

상기 흡진부(30)는, 공기를 흡입하면서 바닥의 먼지를 집진할 수 있도록 본체(10) 상에 설치되어 있다. 이러한 흡진부(30)는 이동로봇이 청소기능을 수행할 수 있도록 하기 위한 것으로서 공지된 다양한 로봇청소기의 흡진부를 채용할 수 있다. 그 일 예로서, 흡진부(30)는 흡입모터(미도시)와, 상기 흡입모터의 구동에 의해 발생된 흡입력으로 바닥의 오물을 흡입할 수 있도록 상기 본체(10)에 형성된 흡입구(31)와, 상기 흡입구(31)를 통해 외부로 노출되어 바닥면의 먼지를 비산시키는 브러시(31) 및 상기 흡입구를 통해 흡입된 먼지를 집진하는 집진실(미도시)을 포함할 수 있다.

상기 구동부(40)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(10) 전방의 양측에 설치된 한 쌍의 종동바퀴(41)와, 본체(10) 후방의 양측에 설치된 한 쌍의 구동바퀴(42) 와, 상기 한 쌍의 구동바퀴(42)를 각각 회전 구동시키는 한 쌍의 구동모터(43)와, 상기 구동바퀴(42)의 동력을 상기 종동바퀴(41)으로 전달하는 동력전달부재(44) 및 상기 본체(10)의 후방에 설치되어 본체(10)를 이동가능하게 지지하는 아이들바퀴(45)를 포함한다. 본 실시예에서 상기 동력전달부재(44)는 타이밍벨트로 구성되나, 기어풀리구조로 형성될 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 상기 구동모터(43)가 한 쌍인 것을 도시하였으나, 하나의 구동모터만 적용시킬 수도 있으며, 상기 아이들바퀴(45)는 상기 구동바퀴(42)와 종동바퀴(41)의 적절한 배치로 이동로봇이 균형을 유지할 수 있다면 생략할 수도 있다. 이처럼, 상기 구동부(40)는 이동로봇의 균형있게 지지하면서 이동시킬 수 만 있다면 공지된 다양한 기술의 적용이 가능하다.

한편, 상기 구동부(40)는 상기 제어부(80)의 제어신호에 따라 각 구동모터(43)를 독립적으로 정방향 또는 역방향으로 회전 구동시킨다. 그리고, 주행방향은 각 구동모터(43)의 회전수를 다르게 제어함으로써 정해진다.

상기 상방 카메라(50)는 상방의 이미지를 촬상할 수 있도록 본체(10)상에 설치되며, 촬상된 이미지를 제어부(80)로 출력한다. 바람직하게는 상방 카메라(50)에는 어안렌즈(미도시)가 적용된다. 상기 어안렌즈 구조는 국내 공개특허1996-7005245호, 국내공개특허 1997-48669호, 국내공개특허 1994-22112호 등에 개시되어 있고, 여러 렌즈 제조회사에서 시판하고 있어 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 전방 카메라(52)는 전방의 이미지를 촬상할 수 있도록 본체(10)상에 설치되어 촬상된 이미지를 제어부(80)로 출력한다.

상기 장애물 검출 센서(54)는 외부로 신호를 송출하고, 반사된 신호를 수신 할 수 있도록 본체(10)의 측면 둘레에 소정 간격으로 배치되어 있다. 상기 장애물 검출 센서(54)는 광센서 또는 초음파 센서를 사용하는 것이 가능하다. 상기 장애물 검출 센서(54)는 장애물 또는 벽과의 거리를 측정하는데도 이용될 수 있다.

상기 기억장치(60)는 상방 카메라(50)가 촬상한 상방 이미지를 저장한 후 제어부(80)가 위치정보나 주행정보를 산출할 수 있도록 보조한다.

상기 송/수신부(70)는 송신대상 데이터를 상기 제어부(80)에 설치된 송수신장치(미도시)를 통해 외부장치(72)로 송출하고, 송수신장치(미도시)를 통해 수신된 외부장치(72)의 신호를 제어부(80)로 전송한다. 상기 외부장치(72)는 일반적으로 데이터를 입출력할 수 있는 무선중계기(미도시)나 원격제어기(미도시)가 된다.

상기 제어부(80)는 송/수신부(70)를 통해 수신된 신호를 처리하고, 그 신호에 따라 상술한 각 요소를 제어한다. 본체(10) 상에 이동로봇의 기능을 설정하기 위한 다수의 키가 마련된 키입력장치(미도시)가 더 구비된 경우 제어부(80)는 키입력장치로부터 입력된 키신호를 처리한다.

그리고, 상기 제어부(80)는 상방 카메라(50)에 의해 촬상된 상방 이미지로부터 위치인식용으로 이용하기 위해 작업영역의 천정에 설치된 위치인식마크를 추출한 후, 그 위치정보를 이용하여 이동로봇의 위치를 인식하고, 인식된 위치정보를 이용하여 목적하는 작업을 수행하도록 각 요소를 제어한다. 또한, 제어부(80)는 습도센서(97, 도 3참조)로부터 입력된 값에 따라 상기 가습기(90)의 ON/OFF를 제어한다.

상기 가습기(90)는, 저수통(91), 증발모듈(93) 및 상기 저수통(91)에 저장된 유체를 상기 증발모듈(93)로 공급하기 위한 연결관(96)을 포함한다.

상기 저수통(91)은 증발될 유체가 저장되는 통으로서 한 쌍의 바퀴(41)(42)(45)들에 균일하게 하중이 전달되도록 상기 한 쌍의 바퀴(41)(42)(45)의 상부에 위치되며 본체(10) 양측에 한 쌍이 형성된다. 즉, 상기 저수통(91)은 이동로봇의 무게 중심과 동일한 무게 중심을 가지도록 본체(10)에 설치된다. 따라서, 저수통(91)은 그 무게중심이 이동로봇의 무게중심과 일치하는 한, 본체(10) 상에 다양하게 배치될 수 있다. 한편, 상기 한 쌍의 저수통(91) 각각에는 유체를 저수통(91)으로 주입하기 위한 주입구(92)가 형성된다. 그리고, 상기 주입구(92)는 상기 커버(20)에 형성된 주입구 노출용 홀(22)을 통해 외부로 노출되어 외부에서 유체를 주입할 수 있게 된다. 상기 주입구 노출용 홀(22)에는 개폐가능한 덮개(23)이 설치된다.

상기 증발모듈(93)은 저수통(91)으로부터 공급된 유체를 증발시키는 증발기(94)와, 상기 증발기(94)로부터 증발된 기체를 이동로봇의 외부로 안내하는 배출관(95)을 포함한다. 상기 증발기(94)는 상기 저수통(91)보다 하부에 위치하도록 본체(10)에 설치되며, 이러한 구조에 의해 상기 저수통(91)에 저장된 유체가 용이하게 증발기(94)로 공급될 수 있다. 상기 증발기(94)는 원심분무 방식, 초음파 방식, 전열 방식, 필터기화 방식 등 공지된 다양한 형태가 이용될 수 있다. 상기 증발기(94)의 구조 및 원리는 이미 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 상기 배출관(95)은 상기 커버(20)에 형성된 배출관용 홀(21)을 통해 외부로 노출된다.

상기 연결관(96)은 한 쌍의 저수통(91) 각각과 상기 증발모듈(93)을 연결시킬 수 있도록 2개로 구성된다.

이하, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 이동로봇의 동작에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 제어부(80)는 주행패턴에 따라 작업영역을 주행하도록 구동부(40)를 제어하여 상방 카메라(50)에 의해 촬상된 이미지로부터 상방 영역에 대한 영상지도를 생성하여 기억장치(60)에 저장한다. 또 다르게는 키입력장치 또는 외부로부터 무선으로 작업지시가 수신되면, 작업수행 전에 영상지도 작성을 수행하도록 설정될 수 있다.

그리고, 상기 제어부(80)는 영상지도 작성 이후에는, 작업 수행시 작성된 영상지도를 이용하여 위치를 인식한다. 즉, 제어부(80)는 키입력장치 또는 외부로부터 무선으로 작업요청신호가 입력되면, 기억된 영상지도와 상방 카메라(50) 또는 상방 카메라(50) 및 전방 카메라(52)로부터 입력된 현재의 이미지를 비교하면서 이동로봇의 현 위치를 인식하고, 인식된 위치로부터 목적하는 주행 경로에 대응되게 구동부(40)를 제어한다. 여기서 작업요청신호는 청소작업, 카메라(92)(52)를 통한 감시작업 및 가습작업등을 포함한다.

목적하는 주행경로를 따라 이동시에는 엔코더로부터 측정된 주행거리와 현재 촬상된 이미지와 기억된 영상지도와의 비교에 의해 인식된 현 위치를 이용하여 주행오차를 산출하고, 오차를 보상하여 목적하는 주행경로를 추적하도록 구동부(40)를 제어한다.

상기 이동로봇이 주행하는 동안 제어부(80)에서는 작업신호에 따라 상기 흡진부(30)와 가습기(90)를 동시에 또는 선택적으로 작동시키게 된다.

즉, 상기 본체(10)내에 구비된 전원공급부(미도시)를 통해서 전원이 공급되면, 흡진모터(미도시)가 구동된다. 상기 흡진모터가 구동되므로서 흡입력이 발생하고, 이러한 흡입력에 의해, 이동로봇은 흡입구(31)로 피청소면의 오물이 흡입하여 청소작업을 수행한다.

그리고, 제어부(80)는 습도센서(97)로부터 입력된 값과 기억장치(60)에 기설정된 기준값을 기준으로 가습여부를 판단하고, 가습이 필요한 경우 가습작업을 수행한다. 상술한 바와 같이 이동로봇을 제어하여 가습을 하므로서, 실내의 습도가 낮은 지역에는 가습을 하고, 습도가 높은 지역에는 가습을 하지 않을 수 있게 된다. 따라서, 실내 전체 공간에서 균일한 습도를 유지할 수 있게 되고, 또한 가습의 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 가습작업은 청소작업과 동시에 또는 청소작업과 별도로 수행될 수도 있다.

그리고, 사용자가 상기 구동부(40)의 작동을 정지시키는 신호를 외부장치(72)를 통하여 입력하게 되면 이동로봇은 일정공간에 정지한 채로 바닥청소나 가습을 할 수도 있다.

그리고, 청소작업이나 가습작업이 완료된 경우 사용자는 작업중지지시를 외부장치(72)를 통해서 입력하게 되면, 제어부(80)는 일련의 청소작업과 가습작업을 중지하고 이동로봇을 초기위치로 복귀시킨다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 가습기가 실내공간을 이동하면서 가습작업을 수행함으로써 실내공간을 균일하게 가습할 수 있게 된다.

또한, 가습기를 청소기능을 구비한 이동로봇에 장착함으로써 별도의 가습기를 구입해야 하는 부담이 줄어들어 경제적이며, 청소 및 가습을 동시에 할 수 있게되어 보다 편리하게 주거공간을 쾌적화할 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 청구된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims

본체를 이동가능하게 지지하며, 상기 본체를 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부;

상기 본체에 설치되는 가습기; 및

상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
제1항에 있어서,

실내의 습도를 검출하는 습도센서;를 더 포함하며,

상기 제어부는 상기 습도센서로부터 검출된 정보에 따라 상기 가습기의 ON/OFF를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
제1항에 있어서, 상기 가습기는,

유체가 저장되는 저수통; 및

상기 저수통으로부터 공급된 유체를 증발시켜 상기 본체의 외부로 발산시키는 증발모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
제3항에 있어서, 상기 증발모듈은,

유체를 증발시키는 증발기; 및

증발된 유체를 외부로 배출하는 배출관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
제4항에 있어서,

상기 저수통에는 유체를 주입하기 위한 주입구가 마련되며,

상기 주입구와 상기 배출관 각각은, 상기 본체를 덮는 커버에 형성된 주입구 노출용 홀과 배출관용 홀을 통해 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
제5항에 있어서,

상기 구동부는,

상기 제어부에 의해 제어되는 적어도 하나의 구동모터;

상기 구동모터에 연결되며, 상기 본체의 양측에 설치되는 한 쌍의 구동바퀴;

상기 한 쌍의 구동바퀴 각각과 동력전달 가능하게 연결되는 한 쌍의 종동바퀴; 및

상기 본체를 지지하기 위한 한 쌍의 아이들바퀴;를 포함하며,

상기 저수통은 그 하중이 상기 구동바퀴와 상기 종동바퀴 및 상기 아이들바퀴 각각에 균일하게 가해지도록 상기 본체 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
제6항에 있어서,

상기 저수통은 상기 한 쌍의 구동바퀴, 종동바퀴 및 아이들바퀴 상부에 위치하도록 상기 본체의 양측에 각각 2개 마련되는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
제7항에 있어서, 상기 가습기는,

상기 저수통에 저장된 유체를 상기 증발기에 공급할 수 있도록 상기 저수통과 상기 증발기를 연결시키는 연결관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
본체를 이동가능하게 지지하며, 상기 본체를 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부;

상기 본체에 설치되는 가습기;

실내의 습도를 검출하는 습도센서;

바닥면을 청소하기 위해 상기 본체에 설치된 흡진부; 및

상기 구동부의 구동을 제어하며 상기 습도센서로부터 검출된 정보에 따라 상기 가습기의 ON/OFF를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.