KR20090020793A - 이동로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바퀴가 길이가 긴 홈에 빠진 경우 용이하게 탈출하며, 바퀴의 진행방향이 단차와 평행에 가깝도록 경사지게 진행하는 경우 용이하게 단차를 넘을 수 있는 이동로봇에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명의 이동로봇은 본체와, 주행을 위해 상기 본체에 장착된 바퀴를 포함하는 이동로봇에 있어서, 상기 바퀴는 단차를 넘기 위해 측면에 걸림턱이 돌출 형성된다.

Description

이동로봇{MOBILE ROBOT}

도 1은 본 발명에 따른 이동로봇의 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 이동로봇의 저면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 이동로봇 바퀴의 사시도이다.

도 4,5는 본 발명에 따른 이동로봇의 바퀴가 단차를 넘는 모습을 보인 동작도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 본체 20 : 송풍장치

30 : 집진장치 50 : 바퀴

52 : 회전체 53 : 마찰부재

54 : 걸림턱 60 : 구동모터

본 발명은 이동로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단차를 넘을 수 있는 바퀴구조를 구비한 이동로봇에 관한 것이다.

통상적인 이동로봇은 주행을 위한 바퀴와 이를 구동하는 모터, 그리고 제어수단 등을 구비함으로써 스스로 이동하면서 주어진 임무를 수행할 수 있는 장치이다. 대표적인 예가 가정용 청소로봇이다. 이러한 이동로봇은 원활한 임무수행을 위해 평면 뿐만 아니라 문턱과 같은 장애물도 넘을 수 있어야 한다.

대한민국 등록특허공보 10-507926호(2005년 8월 17일 공고)는 이러한 기능을 갖춘 청소로봇을 개시하고 있다. 이 청소로봇은 카펫이나 문턱 등의 장애물을 넘어 이동할 수 있는 바퀴들을 갖추고 있다. 각 바퀴는 지면과 접하는 외주부가 톱니형태로 되어 있다. 즉 바퀴의 회전방향으로 걸림턱과 걸림홈이 반복적으로 형성됨으로써 바퀴가 문턱과 같은 단차를 넘을 때 걸림홈이 단차의 모서리부분에 걸리면서 단차를 쉽게 넘을 수 있도록 하였다

이와 같은 이동로봇은 바퀴에 걸림턱과 걸림홈이 반복적으로 형성되어 톱니 모양을 이루어 바퀴의 진행방향과 문턱이 대략 수직을 이루는 경우 단차를 넘기에 용이한 구조로 마련되나, 이동로봇의 바퀴의 진행방향과 문턱의 평행에 가깝도록 을 경사지게 진행하는 경우 또는 이동로봇의 바퀴가 베란다 등의 창틀과 같이 길이가 긴 홈에 빠져 바퀴의 진행방향이 홈의 길이방향과 평행에 가깝도록 경사지게 진 행하는 경우에는 이동로봇의 바퀴가 단차를 넘거나 홈에서 탈출하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 바퀴가 길이가 긴 홈에 빠진 경우 용이하게 탈출하며, 바퀴의 진행방향이 단차와 평행에 가깝도록 경사지게 진행하는 경우 용이하게 단차를 넘을 수 있는 이동로봇을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 이동로봇은 본체와, 주행을 위해 상기 본체에 장착된 바퀴를 포함하는 이동로봇에 있어서, 상기 바퀴는 단차를 넘기 위해 측면에 걸림턱이 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 걸림턱은 상기 바퀴의 양 측면 둘레에 복수개로 형성된다.

또한, 상기 바퀴는 구동축이 결합되는 회전체와, 회전체의 외주부에 결합된 마찰부재를 포함하고, 상기 걸림턱은 상기 회전체와 상기 마찰부재 중 적어도 어느 하나에 형성된다.

또한, 상기 바퀴는 단차에 대해 경사지게 진행하여 단차에 접하는 경우 상기 걸림턱이 단차의 상부를 가압하여 상기 바퀴가 단차를 넘는다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동로봇의 측면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 이동 로봇의 저면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 이동로봇의 일 예로 가정용 청소로봇(이하 "이동로봇"이라 한다.)을 나타낸 것이다. 이 이동로봇은 본체(10)와, 본체(10)의 내부에 설치되어 먼지의 흡입을 위한 흡입력을 발생시키는 송풍장치(20)와, 흡입된 먼지의 저장을 위해 본체(10)의 내부에 설치되는 집진장치(30)와, 이동로봇의 동작을 제어하기 위한 제어부(40)를 가진다. 도면에 도시되지는 않았으나, 송풍장치(20)는 흡입모터와 흡입모터에 의해 회전하는 송풍팬을 포함하여 구성된다.

또한 이동로봇은 청소 구역의 바닥으로부터 먼지를 흡입하기 위해 본체(10)의 하부에 형성되는 흡입구(11)와, 송풍장치(20)에 의해 발생한 공기의 흐름을 본체(10)의 외부로 배출시키기 위한 토출구(미도시)를 가진다. 본체(10)에서 흡입구(11)에 인접한 곳에는 흡입구(11)의 하측 바닥의 먼지를 쓸어 올리기 위한 흡입구 브러쉬(12)가 회전 가능하게 설치되고, 흡입구(11)와 집진장치(30) 사이에는 이들을 연결하는 흡입관(13)이 위치된다.

한편 본체(10)의 측면에는 적외선 센서나 초음파 센서 등과 같은 거리감지센서(14)가 설치되는데, 거리감지센서(14)는 청소로봇 주위에 위치하는 벽면이나 가구 등과의 거리를 측정해 이에 관한 정보를 제어부(40)에 전달한다.

또한 도면에 도시하지는 않았지만 이동로봇은 외부기기와 송수신을 위한 송수신장치, 전원공급을 위한 배터리 등이 설치될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 이동로봇은 도2에 도시된 바와 같이 주행을 위해 본체(10)에 장착된 복수의 바퀴(50)와, 바퀴(50)를 구동하는 구동모터(60)를 구비한 다.

바퀴(50)는 2∼4개 정도 설치하는 것이 바람직하며, 좌우에 2개만 설치하는 것이 이동방향의 제어와 구조의 단순성에서 우수한 효과가 있으므로 가장 바람직하다.

바퀴(50)는 소정의 간격을 두고 한 쌍으로 설치되고, 바퀴(50)는 자유로운 회전방향의 제어를 위하여 좌우 각각에 별도의 구동모터(60)를 설치하는 것이 바람직하다. 즉 한쪽 구동모터(60)를 정지한 상태에서 다른쪽 구동모터(60)를 구동하는 것에 의하여 정지된 쪽으로의 회전이 가능하도록 구성한다. 또한, 각 구동모터(60)의 회전속도를 달리하여 이동로봇의 진행방향을 전환시킬 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 이동로봇 바퀴의 사시도이다.

한쌍의 바퀴(50) 각각은 도 2,3에 도시한 바와 같이, 중심부에 구동모터(60)의 구동축이 결합되는 축결합공(51)을 갖춘 회전체(52)와, 회전체(52)의 외주부에 결합된 링 형태의 마찰부재(53)를 포함한다. 마찰부재(53)는 고무와 같은 연질로 이루어짐으로써 진동을 줄이고 지면과의 접지력을 높여 이동로봇의 원활한 주행이 이루어지도록 한다.

마찰부재(53) 외면은 바퀴(50)의 회전방향으로 번갈아 배치된 다수의 돌기(53a)와 홈부(53b)가 형성되어 톱니형상으로 이루어진다. 이는 바퀴(50)가 평면을 주행할 때 지면과의 마찰이 커지도록 함과 동시에 카펫이나 문턱과 같은 단차를 쉽게 넘을 수 있도록 한 것이다.

본 발명에 따른 이동로봇의 바퀴(50)는 이동로봇이 문턱 등의 단차에 대해 대략 평행에 가까울 정도의 작은 각도를 이루며 경사지게 진행하는 경우 또는 이동로봇의 바퀴(50)가 베란다 등의 창틀과 같이 길이가 긴 홈 등에 빠져 홈의 길이방향에 대해 역시 대략 평행에 가까울 정도의 작은 각도를 이루며 경사지게 진행하는 경우 바퀴(50)가 단차를 넘거나 홈에서 탈출할 수 있도록 양 측면(50a,50b)에 걸림턱(54)을 구비한다.

걸림턱(54)은 도2,3에 도시된 바와 같이 본체(10)의 중심을 기준으로 바퀴(50)의 내측면(50a)과 외측면(50b)에 각각 복수개로 마련되는데, 일 예로 3개의 걸림턱(54)이 상호 120ㅀ간격으로 이격된다.

걸림턱(54)은 바퀴(50)의 양 측면(50a,50b)으로부터 소정높이 돌출되는데, 돌출되는 높이는 걸림턱(54)이 문턱 또는 창틀 등의 단차 상부에 걸리는 경우 바퀴(50)가 회전함에 따라 바퀴(50)가 미끄러지지 아니할 정도의 마찰면을 확보하도록 하는 높이로 마련된다.

이와 같은 걸림턱(54)은 바퀴(50)의 마찰부재(53)나 회전체(52) 중 어느 하나에 형성될 수 있으나 바람직하게는 마찰부재(53)와 회전체(52) 각각에 마련되어 전체적으로 바퀴의 측면 둘레에 형성되도록 한다.

다음은 본 발명에 따른 이동로봇이 단차를 넘는 동작을 도4,5를 참조하여 설명하도록 한다.

도 4,5는 본 발명에 따른 이동로봇의 바퀴가 단차를 넘는 모습을 보인 동작도이다.

이동로봇의 바퀴(50)가 도4(a), 도5(a)에서와 같이 창틀의 홈과 같이 길이방 향으로 길게 형성된 홈에 빠진 채로 홈의 길이방향에 대해 비스듬히 주행하는 경우 바퀴(50)의 측면(50a)이 홈의 측면에 접하게 되고, 바퀴(50)가 계속 회전하게 되면 도4(b), 도5(b)에서와 같이 바퀴(50)의 측면(50a)에 돌출 형성된 걸림턱(54)이 홈의 상면(A)을 가압하게 되고, 계속하여 바퀴(50)가 회전하면 걸림턱(54)이 홈의 상면(A)에 의해 지지된 채로 바퀴(50)가 상향 이동하여 바퀴(50) 전체가 도4(c), 도5(c)에서와 같이 홈의 상면(A)으로 올라오게 되어 이동로봇이 단차를 넘게 된다.

마찬가지로 문턱 등의 단차를 향해 비스듬히 주행하는 경우 상기와 동일한 방식으로 걸림턱(54)을 이용하여 바퀴(50)가 단차를 넘을 수 있게 된다.

따라서 바퀴(50)의 측면에 형성된 걸림턱(54)을 이용하여 문턱 또는 창틀의 홈에 대해 이동로봇이 비스듬히 이동하는 경우에도 원활하게 단차를 넘을 수 있는 효과가 있다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 이동로봇은 바퀴의 측면에 걸림턱을 마련하여 이동로봇이 단차에 대해 비스듬히 진행하는 경우에도 용이하게 단차를 넘을 수 있는 효과가 있다.

상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이동로봇을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (4)

1. 본체와, 주행을 위해 상기 본체에 장착된 바퀴를 포함하는 이동로봇에 있어서,

   상기 바퀴는 단차를 넘기 위해 측면에 걸림턱이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 이동로봇.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 걸림턱은 상기 바퀴의 양 측면 둘레에 복수개로 형성된 것을 특징으로 하는 이동로봇.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 바퀴는 구동축이 결합되는 회전체와, 회전체의 외주부에 결합된 마찰부재를 포함하고, 상기 걸림턱은 상기 회전체와 상기 마찰부재 중 적어도 어느 하나에 형성된 것을 특징으로 하는 이동로봇.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 바퀴는 단차에 대해 경사지게 진행하여 단차에 접하는 경우 상기 걸림턱이 단차의 상부를 가압하여 상기 바퀴가 단차를 넘는 것을 특징으로 하는 이동로봇.

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