KR20090129030A - 에어브러시를 구비하는 로봇청소기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로봇청소기에 관한 것이며, 그 목적은 청소를 위한 로봇청소기의 주행방향에 인접한 측면 구조물이 맞닿는 청소 사각지대에 머무르는 이물질에 대한 흡입효율을 향상시킬 수 있는 로봇청소기를 제공함에 있다.
본 발명은 흡입모터에 의해 하부면에 설치된 흡입구를 통해 청소면의 이물질이 공기와 함께 흡입하여, 상기 흡입모터와 흡입구 사이의 집진부를 통해 이물질을 포집하며, 청소면의 영역을 자율 주행하는 로봇청소기에 있어서; 상기 흡입구의 양측에 설치되어, 상호 독립 구동하는 좌, 우측 분사용 모터들과; 상기 좌, 우측 분사용 모터에 결합되어, 측면 구조물과 인접하여 진행 중인 로봇청소기로부터 인접한 측면 구조물과 청소면이 맞닿는 청소 사각지대를 향해 공기를 분사시키는 분사노즐; 을 포함하여 이루어진 에어브러시를 구비하는 로봇청소기에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.
로봇청소기, 자율주행, 에어브러시, 노즐, 분사

Description

에어브러시를 구비하는 로봇청소기{Robot cleaner with air brush}
본 발명은 에어브러시를 구비하는 로봇청소기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡입구의 양쪽에 형성되는 청소 사각지대에 머무르는 이물질, 특히 청소면과 측면 구조물이 맞닿는 모서리부에 의한 협소공간에 존재하는 이물질에 대한 흡입효율을 향상시킬 수 있는 로봇청소기에 관한 것이다.
종래의 로봇청소기는 크게 본체와, 본체 양측에 장착되는 구동바퀴와, 본체의 하부에 형성된 흡입구와, 상기 흡입구에 흡입력을 인가하는 흡입모터와, 상기 흡입구와 흡입모터 사이에 장착되는 집진실 등으로 이루어진다.
한편 이러한 종래의 로봇청소기에는 본체의 폭에 비해 상기 흡입구는 상대적으로 좁은 폭의 흡입영역을 가지게 되는 바, 상기 흡입구의 양쪽 전방에는 회전형 브러시장치를 부가 구성하고 있다.
이러한 흡입브러시 방식의 로봇청소기는, 흡입구의 양쪽에 배치되는 브러시를 통해 흡입구의 흡입영역에 미치지 못하는 청소 사각지대에 대한 브러시 방식의 청소를 수행하는 것과 더불어 중앙 흡입구를 향해 상호 대칭하게 회전하는 구조로서, 흡입영역에 미치지 못하는 청소 사각지대에 놓인 이물질을 중앙 흡입구로 쓸어 모아 로봇청소기의 1회 진행 시 최대한 넓은 구간을 청소할 수 있도록 하는 것이다.
하지만, 이러한 흡입브러시 방식의 로봇청소기를 통해 소정의 두께와 폭의 본체(일반적 원형타입을 많이 사용)를 갖는 로봇청소기의 1회 진행 시 발생되는 청소 사각지대는 없앨 수 있으나, 특히 청소면에 불특정하게 존재하는 벽체, 소파, 가구와 같은 구조물이 청소면과 맞닿는 모서리 공간에 대한 이물질의 경우에는 한계가 있었다.
아울러, 이러한 흡입브러시 방식은 일반적으로 브러시가 흡입구보다 앞선 전방에 설치되는 구조로 인해, 균일하지 못한 청소면이 존재하는 경우 로봇청소기의 원활한 주행특성을 구현하고자 할 시에는 이러한 브러시의 설치구조가 상당한 고려사항으로 작용하게 되었으며, 이러한 브러시 구조 또한 소모품으로서 주기적인 교환하여 주어야 하는 등 불편함과 함께 비용적인 측면의 고려가 동반되었다.
결국 이러한 브러시 장치는 전체적으로 로봇청소기의 기계적인 부품을 증가시키고, 이로 인해 로봇청소기의 원가를 상승시키고, 통상 로봇청소기의 적용 장소 및 이동성을 고려하여 그 크기 및 중량의 소형화와 경량화를 추구하는 로봇청소기의 설계목적에 역행하는 부분으로 작용하게 되었다.
무엇보다, 로봇청소기의 정확한 주행성능을 확보하기 위해서는 주위 구조물에 상기 브러시의 회전 작동 시 접촉이 일어나는 현상을 방지하여야 하는데, 이를 위해 흡입구의 양쪽 사이드에 설치 구성되는 브러시는, 대개 로봇청소기의 본체의 좌우 폭보다 크지 않은 위치에 머무르게 된다. 즉 이로 인해 주위 구조물과 청소면이 맞닿는 모서리부에는 로봇청소기의 브러시 회전 영역이 도달하지 못하여 모서리부에는 이물질이 누적되어 그대로 남게 되는 현상이 발생하게 된다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 로봇청소기가 진행 중인 청소면과 측면 구조물이 맞닿는 협소공간으로 인해 로봇청소기의 진입 및 흡입구의 흡입영역을 벗어하는 청소 사각지대를 향해 공기를 분사하여, 사각지대에 놓인 이물질의 비산을 촉진하는 동시 분사되는 공기로 인해 분산된 이물질이 측면 구조물에 부딪혀 로봇청소기의 흡입영역으로 유입될 수 있도록 하는 에어브러시를 구비하는 로봇청소기를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 과제를 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 본 발명은 흡입모터에 의해 하부면에 설치된 흡입구를 통해 청소면의 이물질이 공기와 함께 흡입하여, 상기 흡입모터와 흡입구 사이의 집진부를 통해 이물질을 포집하며, 청소면의 영역을 자율 주행하는 로봇청소기에 있어서;
상기 흡입구의 양측에 설치되어, 상호 독립 구동하는 좌, 우측 분사용 모터들과; 상기 좌, 우측 분사용 모터에 결합되어, 측면 구조물과 인접하여 진행 중인 로봇청소기로부터 인접한 측면 구조물과 청소면이 맞닿는 청소 사각지대를 향해 공기를 분사시키는 분사노즐; 을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 로봇청소기는 감지용 센서에 의해 진행 중 그 둘레에 인접하는 측면 구조물을 감지하여, 감지된 측면 구조물의 형상에 대응하는 주행을 구현하는 것으로; 상기 감지용 센서로부터 좌측 혹은 우측 지점에 측면 구조물의 유무를 확인함과 동시 대응하는 위치의 좌측 혹은 우측 분사용 모터를 선택적으로 ON, OFF하도록 할 수 있다.
상기와 같은 수단으로부터 본 발명은 청소면에 존재하는 벽, 가구, 소파 등의 측면 구조물과 청소면이 맞닿는 모서리부의 청소 사각지대에 존재하는 이물질을 원활히 제거할 수 있어, 로봇청소기가 적용되는 청소 장소 및 그 이동성의 한계로부터 야기되는 비효율적인 청소작업을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 로봇청소기의 작동상태도를, 도 2는 본 발명에 따른 로봇청소기의 상부커버가 제거된 예시도로서, 본 발명에 따른 자율 주행 로봇청소기, 즉 흡입모터(5)에 의해 하부면에 설치된 흡입구(3)를 통해 청소면의 이물질이 공기와 함께 흡입하여 흡입모터(5)와 흡입구(3) 사이의 집진부(4)를 통해 이물질을 포집하는 청소기능 및 , 청소면의 평면 형상을 미리 혹은 주행 중 인지하여, 해당 청소작업을 위해 해당 청소영역을 자율 주행하는 로봇청소기에 관한 것이다.
일반적으로 이러한 공지의 로봇청소기는 본체(2)의 주위둘레를 따라 청소영역 상에 배치된 벽, 가구 등과 같은 구조물을 감지하기 위한 다수개의 센서부를 구비하여 센서부로부터 감지된 구조물과의 위치 및 거리를 확인하여, 이렇게 확인된 주위 구조물의 위치를 토대로 로봇청소기의 구동장치의 주행과 정지 및 전, 후, 좌, 우 방향의 조향을 수행하며 해당 청소영역에 대한 일련의 자율 주행을 구현하게 된다.
상기 센서부는 위치센서, 거리감지센서, 비젼센서 등 다양한 형태로 사용될 수 있는 것이며, 이와 관련한 측면 구조물에 의한 로봇청소기의 위치인식 및 구동장치의 연계동작과 같은 널리 이용되고 있는 기술구성에 관한 상세설명은 생략한다.
이상과 같은 공지의 로봇청소기에 있어서, 본 발명에 따른 에어브러시를 구비하는 로봇청소기는, 본체(2)의 하부면에 설치된 흡입구(3)의 양측에 설치되어, 상호 독립 구동하는 에어브러시형 송풍유닛(10)(10")을 구비하도록 한다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 송풍유닛(10)은, 고정구(11a)를 통해 본체(2)내에 고정 설치되며, 상호 독립 구동하는 좌, 우측 분사용 모터(11)들과; 상기 좌, 우측 분사용 모터(11)에 결합되어, 측면 구조물(1)과 청소면이 맞닿는 청소 사각지대(S:도 1참조)를 향해 공기를 분사시키는 분사노즐(12)로 이루어진다.
도 4에 도시된 바와 같이, 청소 중인 로봇청소기가 측면 구조물(1)을 따라 주행 중, 인접하는 측면 구조물(1)과 청소면이 맞닿아 생기는 청소 사각지대에 놓인 이물질을 향해 공기를 분사하여, 사각지대에 놓인 이물질에 대한 분산 및 이렇 게 분산된 이물질이 측면 구조물(1)에 부딪혀 로봇청소기의 흡입구(3)의 흡입영역으로 모아질 수 있도록 하는 것이다.
바람직하게, 흡입구(3)의 양쪽에 배치되는 분사노즐(12)을 통해 분사되는 공기의 분사방향은 로봇청소기의 진행방향인 전방으로부터 측면 구조물을 향하며 예각(a)을 이루며 기울어진 상태를 유지하도록 한다. 이렇게 양쪽 전방을 향해 비스듬한 공기 분사방향을 유지함으로서, 분사된 공기에 의해 청소 사각지대의 이물질이 측면 구조물(1)에 부딪힌 후, 흡입구(3)의 전방으로 집중되도록 하는 것이다.
바람직하게, 분사노즐(12)은 분사용 모터(11)와 결합된 한쪽 단으로부터 출구(12a)를 향하며 좁아지는 공기유로를 형성하여, 청소 사각지대의 이물질이 측면 구조물(1)에 부딪힌 후 흡입구(3)측으로 유입될 수 있는 충분한 분사속도를 구현하도록 한다. 물론 이러한 공기의 분사속도와 관계된 분사노즐의 크기 및 분사용 모터의 사양은 청소를 목적으로 하는 이물질의 종류 등과 연관하여 다양한 종류로부터 선택될 수 있는 것이다.
또한, 로봇청소기의 흡입구(3)가 설치되는 전방 하부면에는 일반적으로 후방으로 만곡 형성된 확산방지대(9)가 흡입구(3)의 후방에 설치되어 확산방지대(9)의 전방을 청소 흡입영역으로 형성하게 되는 바, 도 4에 도시된 본 발명의 실시예와 같이, 분사노즐(12)의 출구(12a)를 확산방지대(9)의 후방에 배치함이 바람직하다.
한편, 일반적으로 청소 작업 중인 로봇청소기는 해당 청소면의 가장자리를 따라 이동 시 벽체 혹은 소파, 가구 등의 주위를 따라 이동할 시에는 로봇청소기의 어느 한쪽에 대해서만 청소 사각지대를 형성하게 되는 것이 대부분이며, 이에 따른 상기 흡입구(3)를 중심으로 양쪽 한 쌍의 송풍유닛(10)(10")의 선택적인 구동을 구현하도록 한다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(R)의 측면 둘레를 따라 설치되는 다수의 감지센서(6)들을 통해 진행 중인 로봇청소기의 양쪽 중, 감지센서(6)에 의해 측면 구조물(1)이 감지된 선택된 한쪽 방향에 위치하는 분사용 모터(11)만을 구동시켜 해당 분사노즐(11)을 통한 독립된 공기분사를 구현한다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 로봇청소기(R)의 흡입구(3)을 중심으로 양쪽에 배치되어 상호 독립 구동하는 송풍유닛(10)(10")은 그 분사방향을 로봇청소기(R)의 외부, 보다 정확히는 진행방향으로부터 예각(a)을 이루는 경사방향을 향해 공기를 분사하는 것으로, 전술한 바와 같이 측면 구조물과 인접하여 로봇청소기가 진행 중 흔히 형성되는 청소 사각지대에 대한 이물질을 로봇청소기의 흡입영역인 전방 하부면으로 이동시키는 것을 주 목적으로 하고 있으나, 만약 측면 구조물(1)이 존재하지 않는 경우라 하더라도 진행 중인 청소영역의 양측 사이드에 위치하는 이물질을 분사시켜 실질적으로 이동하는 로봇청소기의 보다 확장된 청소 흡입영역을 구현하게 되는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통 상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 종래의 로봇청소기의 작동상태도
도 2는 본 발명에 따른 을 구비하는 로봇청소기의 예시도
도 3은 본 발명에 따른 에어브러시형 송풍유닛의 예시도
도 4는 본 발명에 따른 에어브러시형 송풍유닛의 작동상태도
도 5는 본 발명에 따른 로봇청소기의 작동상태도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(R) : 로봇청소기
(10)(10") : (에어브러시형) 송풍유닛
(11) : 분사용 모터
(12) : 분사노즐
(6) : 감지센서

Claims (4)

  1. 흡입모터에 의해 하부면에 설치된 흡입구를 통해 청소면의 이물질이 공기와 함께 흡입하여, 상기 흡입모터와 흡입구 사이의 집진부를 통해 이물질을 포집하며, 청소면의 영역을 자율 주행하는 로봇청소기에 있어서;
    상기 흡입구의 양측에 설치되어, 상호 독립 구동하는 좌, 우측 분사용 모터들과; 상기 좌, 우측 분사용 모터에 결합되어, 측면 구조물과 인접하여 진행 중인 로봇청소기로부터 인접한 측면 구조물과 청소면이 맞닿는 청소 사각지대를 향해 공기를 분사시키는 분사노즐; 을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에어브러시를 구비하는 로봇청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로봇청소기는 감지용 센서에 의해 진행 중 그 둘레에 인접하는 측면 구조물을 감지하여, 감지된 측면 구조물의 형상에 대응하는 주행을 구현하는 것으로,
    상기 감지용 센서로부터 좌측 혹은 우측 지점에 측면 구조물의 유무를 확인함과 동시 대응하는 위치의 좌측 혹은 우측 분사용 모터를 선택적으로 ON, OFF하도록 한 것을 특징으로 하는 에어브러시를 구비하는 로봇청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분사노즐의 출구는 로봇청소기의 흡입영역 후방에 설치되어, 로봇청소기의 진행방향인 전방으로부터 측면 구조물을 향해 예각을 이루며 기울어져 배치된 것을 특징으로 하는 에어브러시를 구비하는 로봇청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분사노즐은, 분사용 모터에 결합된 한쪽 단으로부터 출구를 향하며 좁아지는 공기유로를 형성한 것을 특징으로 하는 에어브러시를 구비하는 로봇청소기.
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