KR20080105538A - 로봇청소기 및 그 제어 방법 - Google Patents

로봇청소기 및 그 제어 방법 Download PDF

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KR20080105538A
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Abstract

로봇청소기 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 로봇청소기는, 로봇청소기 본체에 착탈 가능하도록 마련되며 물걸레가 탈부착되는 물걸레판; 및 상기 로봇청소기 본체에 상기 물걸레판이 장착되었는지 여부를 감지하는 물걸레판 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 로봇청소기 본체에 물걸레판이 장착되었는지 여부를 감지할 수 있고, 이로 인하여 로봇청소기 본체에 장착된 물걸레판이, 물걸레판을 장착한 상태에서 주행되기에 부적합한 피청소면에 접촉됨을 방지할 수 있다.
로봇청소기, 물걸레판, 감지부, 마그네트, 자기 센서, 피청소면 감지부

Description

로봇청소기 및 그 제어 방법{ROBOT CLEANER AND CONTROL METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 로봇청소기에서 물걸레판이 분리된 로봇청소기 본체를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 로봇청소기 본체에 착탈되는 물걸레판의 사시도이다.
도 4는 도 1의 로봇청소기에 구비된 제어부에서의 신호입출을 도시한 블록도이다.
도 5는 1의 로봇청소기의 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 도 1의 로봇청소기가 피청소면을 주행하는 모습의 개략적 측면도이다.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
1 : 로봇청소기 10 : 로봇청소기 본체
20 : 물걸레판 22 : 물걸레
30 : 흡입부 31 : 흡입구
32 : 에지테이터 40 : 구동부
41 : 구동바퀴 42 : 종동바퀴
50 : 제어부 60 : 물걸레판 감지부
61 : 마그네트 62 : 자기 센서
70 : 피청소면 감지부
본 발명은 로봇청소기 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 로봇청소기 본체에 장착된 물걸레판이 물걸레판을 장착한 상태에서 주행되기에 부적합한 피청소면에 접촉됨을 방지할 수 있는 로봇청소기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 로봇청소기는 청소하고자하는 곳을 사용자의 조작이 없더라도 스스로 주행하면서 피청소면으로부터 먼지 등의 오물을 흡입하는 기기이다. 이처럼 로봇청소기는 주로 오물흡입 기능을 수행하지만, 최근에 들어서는 피청소면에 대해 물걸레질도 가능한 로봇청소기가 소개되고 있다.
대한민국 등록실용신안 제407243호 및 대한민국 등록실용신안 제324625호는 물걸레가 부착되는 물걸레판을 로봇청소기 본체의 하면에 착탈시킴으로써 물걸레질이 가능한 로봇청소기를 제시하고 있다.
그런데, 이처럼 물걸레판이 장착된 로봇청소기는 카펫이나 문턱이 있는 바닥면을 주행할 경우, 물걸레판이 카펫이나 문턱에 걸리거나 혹는 물걸레판에 카펫이나 문턱이 큰 마찰력을 제공할 가능성이 크다. 이러한 경우, 로봇청소기는 카펫이나 문턱이 있는 바닥면 상에서 주행이 곤란할 정도의 부하를 받는 문제점이 발생하 게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 로봇청소기 본체에 장착된 물걸레판이 물걸레판을 장착한 상태에서 주행되기에 부적합한 피청소면에 접촉됨을 방지할 수 있는 로봇청소기 및 그 제어 방법을 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 로봇청소기 본체에 착탈 가능하도록 마련되며 물걸레가 탈부착되는 물걸레판; 및 상기 로봇청소기 본체에 상기 물걸레판이 장착되었는지 여부를 감지하는 물걸레판 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기에 의해 달성된다.
여기서, 상기 물걸레판을 장착한 상태에서 주행하기 부적합한 피청소면에 상기 로봇청소기 본체가 접근했는지를 감지하는 피청소면 감지부; 및 상기 로봇청소기 본체에 상기 물걸레판이 장착되었으며 상기 로봇청소기가 상기 피청소면에 접근하였다고 판단된 경우 상기 로봇청소기의 주행방향을 변경하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 물걸레판 감지부는, 상기 물걸레판의 상면에 설치되어 자기장을 형성하는 마그네트; 및 상기 로봇청소기 본체의 하면의 일측에 설치되어 상기 마그네트가 형성하는 자기장의 세기를 측정하는 자기 센서;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 자기 센서에 의하여 측정된 자기장의 세기가 미리 결정된 기준값을 초 과하는 경우, 상기 로봇청소기에 상기 물걸레판이 장착된 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 피청소면 감지부는, 상기 로봇청소기 본체의 하면의 타측에 설치되어 상기 로봇청소기 본체의 하면과 상기 로봇청소기가 주행하는 피청소면과의 거리를 측정하는 거리측정 센서이며, 상기 제어부는, 상기 거리측정 센서에 의하여 측정된, 상기 로봇청소기의 하면과 상기 로봇청소기가 주행하는 피청소면과의 거리가 미리 결정된 기준값보다 작은 경우, 상기 물걸레판을 장착한 상태에서 주행하기 부적합한 피청소면에 상기 로봇청소기가 접근한 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 자기 센서는, 상기 로봇청소기 본체의 하면의 후방부에 설치되며, 상기 거리측정 센서는, 상기 로봇청소기 본체의 하면의 전방부에 설치될 수 있다.
또한, 상기 마그네트는, 상기 걸레판이 상기 로봇청소기 본체에 부착된 경우 상기 자기 센서에 대향되도록 마련될 수 있다.
한편, 상기 목적은, (a) 로봇청소기 본체에 물걸레판이 장착되었는지를 감지하는 단계; (b) 상기 물걸레판을 장착한 상태에서 주행하기 부적합한 피청소면에 상기 로봇청소기가 접근했는지를 감지하는 단계; 및 (c) 상기 로봇청소기 본체에 상기 물걸레판이 장착되었으며 상기 로봇청소기본체가 상기 피청소면에 접근하였다고 판단된 경우 상기 로봇청소기의 주행방향을 변경하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 제어 방법에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 (a) 단계는, 상기 로봇청소기 본체의 하면의 일측에 설치된 자기 센서를 통하여 상기 물걸레판의 상면에 설치된 마그네트가 형성하는 자기장의 세기를 측정하는 단계이며, 상기 (c) 단계는, 상기 자기 센서에 의하여 측정된 자기장의 세기가 미리 결정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 로봇청소기 본체에 상기 물걸레판이 장착된 경우로 판단하는 단계일 수 있다.
그리고, 상기 (b) 단계는, 상기 로봇청소기 본체의 하면의 타측에 설치된 거리측정 센서를 통하여 상기 로봇청소기 본체의 하면과 상기 로봇청소기가 주행하는 피청소면과의 거리를 측정하는 단계이며, 상기 (c) 단계는, 상기 거리측정 센서에 의하여 측정된, 상기 로봇청소기 본체의 하면과 상기 로봇청소기가 주행하는 피청소면과의 거리가 미리 결정된 기준값보다 작은 경우, 상기 물걸레판을 장착한 상태에서 주행하기 부적합한 피청소면에 상기 로봇청소기가 접근한 것으로 판단하는 단계일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 로봇청소기에서 물걸레판이 분리된 로봇청소기 본체를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 로봇청소기 본체에 착탈되는 물걸레판의 사시도이고, 도 4는 도 1의 로봇청소기에 구비된 제어부에서의 신호입출을 도시한 블록도이다.
도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)는, 로봇청소기 본체(10)와, 물걸레판(20)을 구비한다.
상기 로봇청소기 본체(10)는, 사용자의 조작 없이도 스스로 주행하면서 피청소면 상에 존재하는 먼지 등의 오물을 흡입한다. 이에 로봇청소기 본체(10)는, 먼 지 등의 오물을 흡입하는 흡입부(30)와, 로봇청소기 본체(10)에 구동력을 제공하는 구동부(40)와, 흡진부(30) 및 구동부(40) 등의 로봇청소기(1)의 동작 전반을 제어하는 제어부(50)를 구비한다.
상기 흡입부(30)는, 흡입모터(미도시)와, 집진부재(미도시)와, 흡입구(31)와, 에지테이터(32)를 구비한다. 여기서 흡입모터는 흡입구(31)에 먼지 등의 오물을 흡입할 수 있는 흡입력을 제공하며, 집진부재는 흡입구(31)를 통하여 수거된 먼지 등의 오물을 수거하여 저장한다. 또한, 에지테이터(32)는 흡입구(31)의 내측에 회전가능하게 설치되어 바닥에 부착된 먼지나 오물의 흡입이 용이하도록 쓸어내는 역할을 수행한다.
상기 구동부(40)는, 구동모터(미도시)와, 구동바퀴(41)와, 종동바퀴(42)를 구비한다. 여기서 구동모터는 로봇청소기 본체(10)에 주행에 필요한 동력을 제공하며, 구동바퀴(41)는 구동모터로부터 동력을 제공받아 피청소면과의 마찰에 의해 로봇청소기 본체(10)의 이동이 가능하도록 한다. 그리고, 종동바퀴(42)는 구동모터로부터 동력을 제공받지는 않지만, 구동바퀴(41)와 함께 로봇청소기 본체(10)를 지지함과 동시에 로봇청소기 본체(10)의 주행방향이 변경되어야 할 경우 로봇청소기 본체(10)에 대해 일정각 회전할 수 있도록 마련된다. 이때, 본 실시예에서는 바닥면의 측방에 배치되는 바퀴를 구동바퀴(41)로 구성하고 바닥면의 전방에 배치되는 바퀴를 종동바퀴(42)로 구성하였으나, 실시예에 따라 전방에 배치되는 바퀴도 구동모터로부터 동력을 전달받도록 구성할 수도 있다.
상기 제어부(50)는, 흡진이나 구동 등 로봇청소기(1)의 동작 전반을 제어하 며, 이러한 제어부(50)는 로봇청소기 본체(10) 내에 다수의 회로가 마련된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board ; PCB)로 구현될 수 있다. 제어부(50)에 대해서는 후술하게 될 진공청소기(1)의 제어 방법에서 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.
상기 물걸레판(20)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상면에 한 쌍의 결합홈(21)이 형성되어 있다. 한편 로봇청소기 본체(10)의 바닥면에는 이러한 한 쌍의 결합홈(21)에 대응하여 한 쌍의 가이드부재(11)가 마련되어 있다. 그리하여, 사용자는 결합홈(21)에 가이드부재(11)가 삽입되도록 물걸레판(20)을 로봇청소기 본체(10)에 대해 슬라이딩시킴으로써 물걸레판(20)을 로봇청소기 본체(10)에 장착할 수 있게 된다. 본 실시예에서는 슬라이딩 방식으로 물걸레판(20)이 로봇청소기 본체(10)에 착탈되도록 하였으나, 실시예에 따라 끼움 방식 등을 적용할 수 있음은 물론이다. 이러한 물걸레판(20)의 하면에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 물걸레(22)가 탈부착될 수 있다.
그런데 로봇청소기(1)가 물걸레판(20)을 장착한 상태에서, 평탄한 피청소면을 주행할 때에는 문제가 없지만 카펫이나 문턱이 있는 비평탄 피청소면을 주행할 경우에는 다음과 같은 문제가 발생한다. 즉, 카펫이나 문턱이 있는 비평탄 피청소면에서는 물걸레(22)가 카펫이나 문턱과 접촉하며 평탄면에서에 비해 상대적으로 큰 마찰을 받게 된다. 이와 같은 비평탄면에서의 큰 마찰은 로봇청소기 본체(10)로 하여금 큰 부하로 작용하게 되고, 구동부(40)에서 제공하는 동력이 이러한 부하를 극복하지 못하는 경우 로봇청소기(1)의 주행이 부자연스러워지거나 주행 자체가 곤란해질 수도 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 본 실시예의 로봇청소기(1)는 물걸레판(20)이 로봇청소기 본체(10)에 장착되었는지를 감지하고 또한 비평탄면에 로봇청소기 본체(10)가 접근하였는지를 감지하여, 로봇청소기(1)가 물걸레판(20)을 장착한 상태에서는 비평탄면을 주행하지 못하도록 한다.
이에 로봇청소기(1)는, 로봇청소기 본체(10)에 물걸레판(20)이 장착되었는지를 감지하는 물걸레판 감지부(60)와, 물걸레판(20)을 장착한 상태에서 주행하기 부적합한 피청소면에 로봇청소기 본체(10)가 접근했는지를 감지하는 피청소면 감지부(70)를 구비한다.
상기 물걸레판 감지부(60)는, 물걸레판(20)의 상면에 설치되어 자기장을 형성하는 마그네트(61, Magnet, 도 3 참조)와, 로봇청소기 본체(10)의 하면에 설치되어 마그네트(61)가 형성하는 자기장의 세기를 측정하는 자기 센서(62, Magnetic Sensor, 도 2 참조)를 구비한다. 도 1에서처럼 물걸레판(20)이 로봇청소기 본체(10)에 장착된 경우, 마그네트(61)와 자기 센서(62)는 서로 대향되도록 마련된다.
또한, 자기 센서(62)는 측정된 자기장의 세기에 관한 데이터를 전술한 제어부에 입력한다. 그리고, 제어부(50)는 자기 센서(62)로부터 입력된 자기장의 세기가 기준값을 초과하는 경우 로봇청소기 본체(10)에 물걸레판(20)이 장착된 것으로 판단한다.
상기 피청소면 감지부(70)는, 로봇청소기 본체(10)의 하면에 설치되어 로봇청소기 본체(10)의 하면과 로봇청소기(1)가 주행하고 있는 피청소면과의 거리를 측 정한다. 이러한 피청소면 감지부(70)는, 초음파를 바닥면에 주사하여 되돌아오는 시간으로부터 로봇청소기 본체(10)의 하면과 피청소면 사이의 거리를 측정하는 거리측정 센서일 수 있다. 거리측정 감지부(70)로부터 측정된 값은 제어부(50)에 입력되며, 제어부(50)는 측정된 거리가 기준값보다 작은 경우, 물걸레판(20)을 장착한 상태에서 주행하기 부적합한 피청소면 즉, 카펫이나 문턱이 있는 피청소면으로 판단한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공청소기(1)의 제어 방법에 대하여, 도 5 및 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 도 1의 로봇청소기의 제어 방법의 흐름도이고, 도 6은 도 1의 로봇청소기가 피청소면을 주행하는 모습의 개략적 측면도이다.
도 5를 참조하면, 로봇청소기(1)가 주행하며 피청소면 상의 오물을 흡입하는 중에, 먼저 로봇청소기 본체(10)의 하면에 마련된 자기 센서(61)를 통하여 자기장의 세기를 측정한다(S10). 이때 자기 센서(62)는 측정된 자기장의 세기에 대한 데이터를 로봇청소기 본체(10) 내에 구비된 제어부(50)에 입력한다.
그리고, 제어부(50)는 자기 센서(62)로부터 수신한 자기장의 세기를 미리 결정된 기준값과 비교하여, 자기장의 세기가 기준값을 초과하는 경우 로봇청소기 본체(10)에 물걸레판(20)이 장착된 것으로 판단한다(S20). 물걸레판(20)이 로봇청소기 본체(10)에 장착된 경우에는, 물걸레판(20)의 상면에 설치된 마그네트(61)가 형성하는 자기장이 자기 센서(62)에 의해 감지되기 때문이다. 여기서, 기준값은 마그네트(61)가 형성하는 자기장의 세기를 고려하여 제어부(50)에 미리 입력된 값이다.
만약 측정된 자기장의 세기가 기준값을 초과하지 않는 경우라면(N), 제어부(50)는 로봇청소기 본체(10)의 주행방향을 그대로 유지한다(S60).
하지만 측정된 자기장의 세기가 기준값을 초과하여 로봇청소기 본체(10)에 물걸레판(20)이 장착된 것으로 판단된 경우(Y), 피청소면 감지부(70)를 통하여 로봇청소기 본체(10)의 하면과 피청소면 사이의 거리를 측정하며(S30), 제어부(50)는 피청소면 감지부(70)로부터 측정된 값을 입력받아 미리 결정된 기준값과 비교한다(S40).
이때, 만약 측정된 거리가 기준값을 초과하는 경우라면(N), 제어부(50)는 로봇청소기 본체(10)의 주행방향을 그대로 유지한다(S60).
하지만 측정된 거리가 기준값보다 작은 경우에는(Y), 제어부(50)는 구동부(40)를 제어하여 로봇청소기 본체(10)의 주행방향을 변경한다(S50). 예를 들어, 도 6에서처럼 로봇청소기(1)가 주행 중에 문턱(T)에 접근한 경우에는, 거리측정 센서(62)를 통하여 측정된 거리(d)는 피청소면에 문턱(T)이 없는 경우에 측정된 거리(D)에 비해 상대적으로 작은 값으로 나타난다. 따라서, 제어부(50)는 거리측정 센서(62)를 통하여 측정된 거리가 기준값보다 작은 값으로 나타나면, 로봇청소기(1)가 문턱이나 카펫이 있는 피청소면에 접근한 것으로 판단할 수 있다.
이러한 문턱이나 카펫이 있는 피청소면은, 전술했듯이 로봇청소기(1)가 물걸레판(20)을 장착한 상태에서 주행하기에 부적합하므로, 제어부(50)는 로봇청소기(1)가 그러한 피청소면에 더 접근하지 못하도록 로봇청소기(1)의 주행방향을 변경하는 것이다.
그리고, 로봇청소기(1)가 문턱이나 카펫이 있는 피청소면을 우회하도록 주행방향이 변경된 후에는, 주행방향을 유지하며 피청소면 상에서의 청소작업을 계속 진행한다(S60).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 로봇청소기 본체에 물걸레판이 장착되었는지 여부를 감지할 수 있고, 이로 인하여 로봇청소기 본체에 장착된 물걸레판이, 물걸레판을 장착한 상태에서 주행되기에 부적합한 피청소면에 접촉됨을 방지할 수 있는 로봇청소기 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 로봇청소기 본체에 착탈 가능하도록 마련되며 물걸레가 탈부착되는 물걸레판; 및
    상기 로봇청소기 본체에 상기 물걸레판이 장착되었는지 여부를 감지하는 물걸레판 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 물걸레판을 장착한 상태에서 주행하기 부적합한 피청소면에 상기 로봇청소기 본체가 접근했는지를 감지하는 피청소면 감지부; 및
    상기 로봇청소기 본체에 상기 물걸레판이 장착되었으며 상기 로봇청소기가 상기 피청소면에 접근하였다고 판단된 경우 상기 로봇청소기의 주행방향을 변경하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 물걸레판 감지부는,
    상기 물걸레판의 상면에 설치되어 자기장을 형성하는 마그네트; 및
    상기 로봇청소기 본체의 하면의 일측에 설치되어 상기 마그네트가 형성하는 자기장의 세기를 측정하는 자기 센서;를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 자기 센서에 의하여 측정된 자기장의 세기가 미리 결정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 로봇청소기에 상기 물걸레판이 장착된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 피청소면 감지부는,
    상기 로봇청소기 본체의 하면의 타측에 설치되어 상기 로봇청소기 본체의 하면과 상기 로봇청소기가 주행하는 피청소면과의 거리를 측정하는 거리측정 센서이며,
    상기 제어부는,
    상기 거리측정 센서에 의하여 측정된, 상기 로봇청소기의 하면과 상기 로봇청소기가 주행하는 피청소면과의 거리가 미리 결정된 기준값보다 작은 경우, 상기 물걸레판을 장착한 상태에서 주행하기 부적합한 피청소면에 상기 로봇청소기가 접근한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 자기 센서는, 상기 로봇청소기 본체의 하면의 후방부에 설치되며,
    상기 거리측정 센서는, 상기 로봇청소기 본체의 하면의 전방부에 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 마그네트는,
    상기 걸레판이 상기 로봇청소기 본체에 부착된 경우 상기 자기 센서에 대향되도록 마련된 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
  7. (a) 로봇청소기 본체에 물걸레판이 장착되었는지를 감지하는 단계;
    (b) 상기 물걸레판을 장착한 상태에서 주행하기 부적합한 피청소면에 상기 로봇청소기가 접근했는지를 감지하는 단계; 및
    (c) 상기 로봇청소기 본체에 상기 물걸레판이 장착되었으며 상기 로봇청소기본체가 상기 피청소면에 접근하였다고 판단된 경우 상기 로봇청소기의 주행방향을 변경하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 상기 로봇청소기 본체의 하면의 일측에 설치된 자기 센서를 통하여 상기 물걸레판의 상면에 설치된 마그네트가 형성하는 자기장의 세기를 측정하는 단계이며,
    상기 (c) 단계는, 상기 자기 센서에 의하여 측정된 자기장의 세기가 미리 결정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 로봇청소기 본체에 상기 물걸레판이 장착된 경우로 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 로봇청소기 제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 상기 로봇청소기 본체의 하면의 타측에 설치된 거리측정 센서를 통하여 상기 로봇청소기 본체의 하면과 상기 로봇청소기가 주행하는 피청소면과의 거리를 측정하는 단계이며,
    상기 (c) 단계는, 상기 거리측정 센서에 의하여 측정된, 상기 로봇청소기 본체의 하면과 상기 로봇청소기가 주행하는 피청소면과의 거리가 미리 결정된 기준값보다 작은 경우, 상기 물걸레판을 장착한 상태에서 주행하기 부적합한 피청소면에 상기 로봇청소기가 접근한 것으로 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 로봇청소기 제어 방법.
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