KR20090096198A - 로봇 청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로서, 그 주요 구성은 외부 몸체를 이루고 있으며, 주행을 위한 구동부와 먼지를 포함하는 청소 대상물을 흡인하는 흡진부를 내장하고 있고, 상기 흡진부로 바닥면의 청소 대상물을 흡인하는 흡입구가 저면 일측에 형성되어 있으며, 상기 구동부로부터 전달되는 구동력에 의해 회전 구동하는 좌우 한 쌍의 구동휠과 상기 구동휠 전방의 보조휠이 상기 저면에 장착되어 있는 케이스를 구비함으로써, 설정된 경로를 따라 스스로 주행하면서 바닥면의 먼지를 포함하는 청소 대상물을 흡인하여 제거하는 로봇 청소기에 있어서, 상기 케이스는 선단 부분을 이루는 양변의 끼인각이 예각이 되도록 형성되어 있으며, 상기 흡입구는 상기 케이스의 상기 선단 부분과 상기 보조휠 사이의 어느 일 지점의 저면에 위치하고 있는 것을 특징으로 하며, 위와 같은 구성에 따르면 케이스의 선단 부위가 예각을 이루는 형태로 예컨대, 삼각형 모양으로 형성되고, 이 예각부위의 저면에 흡입구를 배치함으로써 청소할 바닥면의 구석 부분까지도 깨끗이 청소할 수 있게 되어 청소 효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있게 된다.

로봇, 청소기, 예각, 각형, 삼각형, 구석

Description

로봇 청소기{Robot cleaner}

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케이스의 선단 부분을 이루는 양변의 끼인각이 예각이 되도록 케이스의 외형을 형성하고, 이 예각의 선단 부분과 인접한 저면에 흡입구를 위치시킴으로써, 청소할 바닥면의 구석진 부분까지도 흡입구에 의해 빠짐없이 청소할 수 있도록 한 로봇 청소기에 관한 것이다.

일반적으로 사용자가 직접적으로 조작하지 않아도 스스로 청소 구역을 이동하면서 진공압에 의해 청소 구역의 바닥면에 있는 먼지나 쓰레기 등 각종 청소 대상물을 흡입하여 제거하는 장치로서, 도 1에 도면부호 101로 도시된 것처럼, 원형 또는 타원형과 같은 모서리 없는 완만한 곡선 형태의 외형을 가지고 있다.

따라서, 위와 같은 원형 또는 타원형의 로봇 청소기(101)는 예컨대 직사각형의 방이나 거실 같은 청소 구역의 바닥면(10)을 청소할 때 벽면(30)과 벽면(30')이 만나는 구석(20) 부분은 도 1에 은선으로 도시된 바와 같이 케이스(103)의 저면 중앙에 형성된 흡입구(107)가 깊숙이 미치지 못하는 관계로 전혀 청소를 하지 못하게 되는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 로봇 청소기가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 로봇 청소기의 외형을 적어도 하나의 예각 모서리를 갖는 형태로 각지게 제작하고, 이 예각 모서리 부위를 선단에 위치시키면서, 그 저면에 흡입구를 배치함으로써, 로봇 청소기에 의해서도 청소구역의 벽과 벽이 만나는 바닥면의 구석 부분 등도 빠짐없이 청소할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위해, 외부 몸체를 이루고 있으며, 주행을 위한 구동부와 먼지를 포함하는 청소 대상물을 흡인하는 흡진부를 내장하고 있고, 상기 흡진부로 바닥면의 청소 대상물을 흡인하는 흡입구가 저면 일측에 형성되어 있으며, 상기 구동부로부터 전달되는 구동력에 의해 회전 구동하는 좌우 한 쌍의 구동휠과 상기 구동휠 전방의 보조휠이 상기 저면에 장착되어 있는 케이스를 구비함으로써, 설정된 경로를 따라 스스로 주행하면서 바닥면의 먼지를 포함하는 청소 대상물을 흡인하여 제거하는 로봇 청소기에 있어서, 상기 케이스는 선단 부분을 이루는 양변의 끼인각이 예각이 되도록 형성되어 있으며, 상기 흡입구는 상기 케이스의 상기 선단 부분과 상기 보조휠 사이의 어느 일 지점의 저면에 위치하고 있는 로봇 청소기를 제공한다.

따라서, 본 발명의 로봇 청소기에 의하면, 벽이나 기둥으로 둘러싸여 90°보 다 작게 각진 구석부분이 존재하는 방이나 거실 등과 같은 청소구역의 바닥면을 청소할 때, 예각을 이루며 돌출되어 있는 선단 부분과 인접한 저면에 흡입구가 배치되어 있으므로 흡입구가 바닥면의 구석부분까지 깊숙이 접근할 수 있어 중앙의 다른 부분과 마찬가지로 구석부분도 깨끗하게 청소를 할 수 있게 되며, 따라서 바닥면의 청소 효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기를 첨부 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 로봇 청소기는 설정된 경로를 따라 스스로 주행하면서 주행하는 바닥면(10)의 먼지나 쓰레기 등 청소 대상물을 흡인하여 제거하는 장치로서, 도 2 및 도 3에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 케이스(3), 구동부, 흡진부, 범퍼(9), 및 제어부로 구성된다.

이중에서, 상기 케이스(3)는 로봇 청소기(1)의 외부 몸체를 이루는 부분으로서, 주행을 위한 구동부, 먼지등의 청소 대상물을 흡인하는 흡진부, 그리고 이들을 제어하는 제어부를 내장하고 있으며, 선단 부분(4)의 둘레에 범퍼(9)가 설치되어 있고, 상면에 온오프 동작스위치(2)와 로봇 청소기의 주행상태를 표시하는 디스플레이(4)가 장착되어 있는데, 범퍼(9)가 설치되는 선단 부분(4)이 앞쪽으로 돌출되도록 선단을 형성하는 두 변의 끼인각이 예각이 되도록 각이 져 있는 바, 예컨대 도 3에 도시된 것처럼, 정삼각형 모양으로 형성될 수 있을 뿐 아니라, 적어도 선단 부분(4)이 예각을 형성하는 형태이면 어떤 형태로도 각 진 형태를 이룰 수 있다.

상기 구동부는 케이스(3) 내부에 장착되어 로봇 청소기(1)를 움직이는 역할을 하는 부분으로, 도시되어 있지는 않지만, 충전 배터리, 이 충전 배터리로부터 전원을 공급 받는 구동모터, 이 구동모터로부터 전동장치를 통해 전달되는 구동력에 의해 회전 구동되는 구동휠(5,6)로 구성되는 바, 구동휠(5,6)은 도 2에 도시된 것처럼, 케이스(3)의 저면 후방에 좌우 한 쌍이 장착된다. 따라서, 도 5에 도시된 것처럼 바닥면(10) 위에서 청소기(1)를 전후진시킬 때는 동시에 정역회전하며, 좌우로 회전시킬 때는 서로 반대 방향으로 회전한다. 한편, 구동휠(5,6) 앞쪽의 케이스(3) 저면에 장착된 전방 보조휠(11)은 자체 구동력은 없으나, 구동휠(5,6)과 함께 회전하면서 케이스(3)를 지지하는 역할을 하며, 도시되어 있지는 않지만 케이스(3)를 안정적으로 지지할 수 있도록 2개 이상 복수개가 구비될 수도 있다.

상기 흡진부는 케이스(3) 저면에 형성되어 바닥면(10) 위의 먼지나 기타 이물질 등 청소 대상물을 흡인하여 제거하는 부분으로서, 도시되어 있지 않지만 케이스(3) 내부에 장착된 흡진모터, 진공펌프, 집진통 그리고 흡진관 및 도 2에 도시된 흡입구(7)로 이루어져 있다. 여기에서 흡진모터는 흡진 구동원으로 사용되고, 진공펌프는 흡진모터에 의해 회전 구동하여 진공을 발생시키며, 집진통은 흡입구(7)를 통해 흡입된 먼지 등 각종 청소 대상물을 담는 데 사용되고, 집진관은 집진통과 흡입구(7)를 연결하는 역할을 하는 바, 로봇 청소기 분야에서 잘 알려진 구성이므로 도면을 통한 상세한 설명을 생략한다.

다만, 흡입구(7)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(3)의 선단 부분(4)과 보조휠(11) 사이의 어느 일 지점에서 케이스(3) 저면에 형성되는 바, 그 주위에 안내갓(13)이 둘러싸여져 있는데, 이 안내갓(13)은 그 내측으로 흡입구(7)에 형성되는 진공부압이 흡입구(7) 이외의 영역으로 더 확대될 수 있도록 하는 홈(15)이 형성되어 있으며, 흡입구(7)가 형성된 선단 부분(4)이 앞쪽으로 뾰족하게 돌출되므로, 도 5에 도시된 바와 같이 청소할 바닥면(10)의 구석(20) 부분에 있는 먼지 등 청소 대상물까지 빈틈없이 청소를 할 수 있게 된다.

안내갓은 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 흡입구(7)를 둘러싸면서 케이스(3)의 선단 부분(4)을 이루는 저면 윤곽을 따라서 예각을 형성하도록 되어 있으며, 예컨대, 도 2에 도시된 것처럼 앞쪽으로 볼록한 V자 모양이 되게 할 수 있을 뿐 아니라, 도시하지 않았지만 ㅡ자나 ㅗ자 형태 등 다양한 모양이 되게 할 수도 있다. 따라서, 안내갓(13)은 흡입구(7)에 작용하는 진공부압이 안내갓(13)의 홈(15)을 따라 넓게 분포하면서도 방산되지 않도록 함으로써, 비록 예각을 이루는 케이스(3) 선단 부분(4)과 인접한 저면의 면적이 좁기는 하지만 1회 이동으로 청소되는 폭을 되도록 넓히는 동시에, 흡진효율을 높이도록 되어 있다.

상기 범퍼(9)는 전방 장애물 인식수단으로서 케이스(3)의 선단 부분(4)을 감싸도록 장착되어 있는 부분으로서, 벽이나 기둥 같은 장애물과의 충돌을 통해 장애물을 감지하도록 되어 있는 바, 이 또한 종래의 범퍼와 동일한 구성을 가지므로, 그 도시 및 상세한 설명은 생략한다. 다만, 범퍼(9)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(3) 선단 부분(4)의 외곽을 따라 정합되면서 케이스(3)의 외측벽면을 감싸도록 V자 형태로 절곡되어 있다.

끝으로, 제어부는 로봇 청소기(1)의 전반적인 동작을 제어하는 부분으로서, 케이스(3) 내부의 기판 상에 장착되어 설정된 주행패턴에 따라 범퍼(9)에서 전달되는 장애물 감지신호를 감안하여 구동부를 제어하도록 되어 있으며, 특히, 구동부 중에서도 구동휠(5,6)을 동작시키는 구동모터의 회전방향을 정역방향으로 전환함으로써, 로봇 청소기(1)의 전후진 및 회전 등 주행상태를 조정하는 역할을 한다.

그밖에도, 로봇 청소기(1)는 도 2에 도시된 것처럼, 케이스(3) 저면의 좌우 구동휠(5,6) 사이에 착탈식 걸레(17)를 장착하여 흡입구(7)에 의해 미처 흡입, 제거하지 못한 먼지 등의 청소 대상물을 닦아 내도록 되어 있으며, 착탈식 걸레(17) 대신 회전 브러시를 장착하여 이중으로 청소 대상물을 제거할 수도 있다.

도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇 청소기(201)는 도시된 것처럼, 전방에 나타나는 장애물을 감지하는 범퍼(9) 대신 센서(209)가 채용된 것만 제외하면 제1 실시예의 로봇 청소기(1)와 거의 동일하게 케이스(203), 구동부, 흡진부, 센서, 그리고 제어부로 이루어져 있다.

여기에서, 케이스(203)는 제1 실시예의 케이스(3)와 같이 로봇 청소기(201)의 외부 몸체로서 선단 부분(204)에 예각이 형성된 예컨대 정삼각형과 같은 다각형 모양으로 되어 있으며, 구동부는 이 케이스(203)의 내부에 장착되어 케이스(203) 저면 후방에 장착된 좌우 한 쌍의 구동휠(205,206)을 통해 케이스(203)를 전후진 또는 회전시키도록 되어 있고, 이와 같이 케이스(203)를 주행 가능하게 지지하기 위해 케이스(203) 저면의 구동휠(205,206) 앞쪽에는 적어도 하나 이상의 전방 보조휠(211)이 장착되어 있으며, 구동부와 함께 케이스(203) 내에 장착되는 흡진부도 또한 제1 실시예의 흡진부와 마찬가지로 케이스(203)의 선단과 보조휠(211) 사이에 서 선단 부분(204)의 저면에 형성된 흡입구(207)를 통해 바닥면(10) 위의 먼지 등 청소 대상물을 흡인하여 제거하도록 되어 있다.

한편, 상기 센서(209)는 케이스(203)의 예각을 이루는 선단에 장착되어 케이스(203) 전방에 나타나는 장애물을 감지하기 위한 수단으로서 적외선 센서 등이 사용될 수 있으며, 제1 실시예의 범퍼(9)와는 달리 직접 장애물과 접촉하기 전에 장애물을 인식하여 제어부로 장애물 감지신호를 보내며, 제어부도 마찬가지로 케이스(203) 내에 장착되어 센서(209)로부터 전달되는 장애물 감지신호를 반영하면서 설정된 주행패턴에 따라 구동부를 제어함으로써 구동휠(205,206)의 동작을 조정하여 케이스(203)를 전후진 및 회전시킨다.

이제, 위와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기의 작동을 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 로봇 청소기(1)에 의해 청소를 하기 위해서는 먼저, 로봇 청소기(1)를 청소할 바닥면(10)에 위치시킨다.

그리고 나서, 온오프 동작스위치(2)를 온시키면, 동작명령을 받은 제어부는 구동부의 구동모터를 통해 구동휠(5,6)을 정회전시킴과 동시에, 흡진부의 흡진모터를 가동시켜 진공펌프를 통해 흡입구(7)에 강력한 부압을 발생시킨다.

계속해서, 로봇 청소기(1)는 도 5에 화살표(A)로 표시된 것처럼 앞쪽으로 이동하면서 흡입구(7)를 통해 바닥면(10)에 있는 먼지나 쓰레기 등 청소 대상물을 빨아들여 제거하게 되며, 정해진 주행패턴에 따라 예컨대, 도 5의 화살표(B) 방향으로 회전한다. 앞서 설명한 것처럼, 좌회전할 때는 좌측 구동휠(5)은 역회전을, 우 측 구동휠(6)은 정회전을 한다.

다시, 로봇 청소기(1)가 정해진 운동패턴에 따라 예컨대 도 5의 화살표(C) 방향으로 전진하게 되면, 바닥면(10)의 구석(20)으로 진행하게 되는데, 이때 케이스(3)의 선단 부분(4)이 구석(20)의 각도 즉, 직각보다 충분히 작은 각도로 좁아져 있기 때문에, 이 케이스 선단 부분(4) 저면에 형성된 흡입구(7)를 통해 구석(20) 부분에 있는 청소 대상물도 빠짐없이 흡입하여 제거할 수 있게 된다. 곧바로, 구석(20)의 벽면(30)에 충돌한 범퍼(9)는 장애물 감지신호를 제어부로 송신하며, 이 신호에 따라 제어부는 구동모터를 통해 좌우 구동휠(5,6)을 동시에 역회전시켜 로봇 청소기(1)를 도 5의 화살표(D) 방향으로 후진시킨다.

이렇게 해서, 본 발명의 로봇 청소기(1)는 바닥면(10)의 구석 부분까지 깊숙이 청소를 할 수 있게 되며, 이러한 청소동작은 제2 실시예의 로봇 청소기(201)의 경우에도 대동소이한 바, 다만, 구석(20) 부분을 청소하고 후진할 때 벽면(30) 즉, 장애물을 센서(209)에 의해 인식하므로 범퍼(9)와 같이 직접적으로 벽면(30)과 충돌하지 않는 장애물 인식 메카니즘만이 차이가 있을 뿐이다. 따라서, 제2 실시예에 따른 로봇 청소기(201)의 동작 설명은 생략하고, 제1 실시예의 로봇 청소기(1)에 대한 동작 설명으로 대신한다.

도 1은 종래의 로봇 청소기가 바닥면의 구석 부분을 청소하는 상태를 보인 개념도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 로봇 청소기의 저면 사시도.

도 3은 도 2의 사시도.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇 청소기의 저면 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 로봇 청소기가 바닥면의 구석 부분을 청소하는 상태를 보인 개념도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 로봇 청소기 3 : 케이스

4 : 선단 부분 5,6 : 좌우 구동휠

7 : 흡입구 9 : 범퍼

10 : 바닥면 11 : 전방 보조휠

13 : 안내갓 17 : 착탈식 걸레

20 : 구석 30,30' : 벽면

Claims (3)

1. 외부 몸체를 이루고 있으며, 주행을 위한 구동부와 먼지를 포함하는 청소 대상물을 흡인하는 흡진부를 내장하고 있고, 상기 흡진부로 바닥면(10)의 청소 대상물을 흡인하는 흡입구(7)가 저면 일측에 형성되어 있으며, 상기 구동부로부터 전달되는 구동력에 의해 회전 구동하는 좌우 한 쌍의 구동휠(5,6)과 상기 구동휠(5,6) 전방의 보조휠(11)이 상기 저면에 장착되어 있는 케이스(3)를 구비함으로써, 설정된 경로를 따라 스스로 주행하면서 바닥면(10)의 먼지를 포함하는 청소 대상물을 흡인하여 제거하는 로봇 청소기(1)에 있어서,

   상기 케이스(3)는 선단 부분(4)을 이루는 양변의 끼인각이 예각이 되도록 형성되어 있으며,

   상기 흡입구(7)는 상기 케이스(3)의 상기 선단 부분(4)과 상기 보조휠(11) 사이의 어느 일 지점의 저면에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 흡입구(7)는 그 주위에 안내갓(13)이 둘러싸여져 있고, 상기 안내갓(13)은 그 내측으로 상기 흡입구(7)에 형성되는 진공부압이 상기 흡입구(7) 이외의 영역으로 더 확대될 수 있는 홈(15)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 안내갓(13)은,

   상기 케이스(3)의 선단 부분(4)을 이루는 저면 윤곽을 따라서 예각을 형성하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.

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