KR20110090307A

KR20110090307A - 자동청소시스템 및 자동청소시스템의 제어방법

Info

Publication number: KR20110090307A
Application number: KR1020100010011A
Authority: KR
Inventors: 장승락
Original assignee: 장승락
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2011-08-10
Also published as: KR101193685B1

Abstract

본 발명은 자동청소시스템 및 제어방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 로봇청소기가 이동을 유도하는 유도신호를 따라 이동하면서 청소작업을 수행하는 자동청소시스템 및 자동청소시스템의 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 로봇청소기는 유도신호발신부에 의해 방사형태를 이루면서 순차적으로 발신되는 적외선 유도신호를 따라 이동하면서 청소작업을 수행하므로, 청소공간이 중복되거나 제외되지 않고 균일하게 청소되는 효과가 있다.

Description

자동청소시스템 및 자동청소시스템의 제어방법{AUTOMATIC CLEANING SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AUTOMATIC CLEANING SYSTEM}

본 발명은 자동청소시스템 및 제어방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 로봇청소기가 이동을 유도하는 유도신호를 따라 이동하면서 청소작업을 수행하는 자동청소시스템 및 자동청소시스템의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 사무실 등을 청소할 때에 사용자는 진공청소기나 스팀청소기 등을 사용하여 직접 청소하였다. 최근에 들어서는 사용자가 직접 청소하는 번거로움 및 사용자의 시간을 절약하기 위한 로봇청소기가 개발되어 사용되고 있다.

통상적으로 로봇청소기는 사용자의 조작 없이도 주택이나 사무실과 같은 일정한 청소구역을 자율적으로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하여 청소하는 자동기기이다. 이러한 로봇청소기는 일반적인 진공청소기의 구성 이외에 해당 로봇청소기를 주행시키는 주행장치와, 청소구역 내에 있는 다양한 장애물과 충돌하지 않고 주행할 수 있도록 다수의 감지센서와, 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서 등으로 구성되어 있다.

상기와 같은 로봇청소기는 랜덤방식으로 미리 설정된 프로그램에 따라 바퀴를 구동하여 작업 구역을 주행하고, 다수의 감지센서로 장애물을 회피하면서 청소작업을 수행한다. 그러나 상기와 같은 로봇청소기는 청소구역의 각 벽면을 왕복하며 랜덤방식으로 이동하기 때문에, 장거리 주행시 직진성을 가지지 못하여 청소구역을 균일하게 청소하지 못하고 어느 한 구역에서만 반복해서 청소하는 등 사용자가 의도하는 지역의 작업이 정확하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 더욱이, 상기와 같은 로봇청소기는 청소의 필요성이 많지는 않지만 복잡한 구역에서 보다 많은 시간을 할애하여 청소를 할 것이며, 이로 인하여 충전기의 전원이 감소되면 정작 청소가 필요한 곳에서의 청소가 수행되지 못할 수 있다는 문제점이 있다.

상기와 같이 청소공간을 균일하게 청소하지 못하는 문제점 때문에 최근에는, 로봇청소기가 청소공간을 이동하면서 맵 정보를 생성하고 생성된 맵 정보에 따라 청소작업을 수행하는 맵핑방식이나, 로봇청소기가 청소구역의 이미지를 수득하고 수득된 이미지에 따라 중복되는 구역이나 제외되는 구역없이 청소작업을 수행하는 이미지영상분석방식 등이 개발되어 적용되고 있다.

상기 맵핑방식은, 먼저 로봇청소기가 청소공간의 외곽을 따라 주행하는데, 주행하면서 벽면 및 장애물이 존재하는지를 판단하면서 주행하고, 바퀴의 회전수 및 회전각도를 연산하여 현재위치를 산출하면서 청소경로의 맵 정보를 생성한다. 로봇청소기는 생성된 맵 정보, 즉, 청소경로의 바퀴회전수 및 회전각도에 따라 이동하면서 청소작업을 수행한다. 그러나 상기와 같은 맵핑방식은 로봇청소기가 주행하는 동안 바퀴의 미끄러짐이나 공회전, 바닥면의 굴곡 등에 의해 실제 주행거리 및 위치와 오차가 발생하며, 이러한 오차는 로봇청소기가 주행할수록 누적되어 증가한다. 로봇청소기는 증가된 오차에 의해 계획된 청소경로를 이탈하기 때문에 청소공간을 균일하게 청소하기에는 한계점이 있다.

상기 이미지영상분석방식으로는, 맵핑방식에서와 같은 오차를 극복하고 정확한 로봇청소기의 위치를 검출하기 위해서 청소공간에 일정 간격으로 동일한 모양을 갖는 스티커나 반사판을 비컨으로 부착하고, 로봇청소기에 구비되는 카메라로 비컨을 인식하여 바퀴의 미끄러짐이나 공회전에 의해 발생된 오차를 보정하는 방법이 있는데, 이런 방법은 카메라에 비컨과 유사한 모양의 스티커나 반사판이 인식되면 오히려 오차가 커지게 되고, 청소공간의 조명 밝기가 낮아지거나 높아지면 카메라가 비컨자체를 인식하지 못하여 로봇청소기의 위치오차를 보정하지 못하는 문제점이 있다.

한편, 상기 이미지영상분석방식으로는, 로봇청소기에 구비되는 카메라부가 청소구역의 천장이미지를 획득하여 청소경로 및 구역을 설정하고, 로봇청소기가 설정된 청소경로를 따라 청소작업을 수행하면서 설정된 천장이미지와 현재위치의 천장이미지를 비교하여 자기위치의 오차를 극복하는 방식이 있다. 그러나, 상기와 같이 이미지를 인식하는 방식은 이미지인식 처리에 대한 연산부담이 크고, 조명의 변화와 같은 주변환경의 변화에 의해 에러가 발생할 수 있는 가능성이 높으며, 구성이 복잡하여 구현비용이 고가인 단점이 있다. 또한, 현재까지 이미지인식 처리기술의 정밀성이 높지않아 상용화하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 로봇청소기가 청소공간의 일측에서부터 순차적으로 방사형태로 이동하면서 청소작업을 수행하여 청소구역이 중복 또는 제외되지 않는 자동청소시스템을 제공하기 위함이 그 목적이다.

또한, 로봇청소기가 별도의 위치보정 없이도 정확하고 균일하게 청소구역이 청소되는 자동청소시스템을 제공하기 위함이 그 목적이다.

이에 더하여, 로봇청소기가 이동하면서 청소구역의 종단점을 확인할 수 있는 자동청소시스템을 제공하기 위함이 그 목적이다.

또, 청소구역의 면적에 따라 청소구역을 분할되어 균일한 청소구역이 설정되는 자동청소시스템을 제공하기 위함이 그 목적이다.

그리고, 로봇청소기가 도킹하여 전원을 충전할 수 있는 자동청소시스템을 제공하기 위함이 그 목적이다.

덧붙여, 상기와 같은 자동청소시스템을 제어하는 방법, 즉 청소구역을 등분할하여 분할된 청소구역이 로봇청소기에 의해 일측에서부터 순차적으로 청소되는 자동청소시스템의 제어방법을 제공하기 위함이 다른 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동청소시스템은,

적외선 유도신호를 수신하여 수신된 적외선 유도신호를 따라 이동하면서 청소작업을 수행하며, 적외선 유도신호의 수신에 따른 응답신호를 전송하는 적어도 하나의 로봇청소기; 및 상기 로봇청소기의 이동을 유도하는 적외선 유도신호를 설정된 각도에 따라 순차적으로 방사형태를 이루면서 발신하는 적어도 하나의 유도신호발신부;를 포함한다.

상기 로봇청소기는 예컨대, 상기 유도신호발신부에서 발신되는 적외선 유도신호를 수신하는 수광부; 상기 적외선 유도신호를 따라 이동하는 구동부; 상기 구동부에 의해 이동하면서 이물질을 흡입하여 포집하는 포집부; 및 상기 구동부와 포집부를 구동시키는 청소제어부;를 포함한다.

또한, 상기 청소제어부는, 상기 수광부로 수신된 적외선 유도신호에 따른 응답신호를 상기 유도신호발신부로 발신하는 응답신호부; 및 상기 수광부로 수신된 적외선 유도신호의 각도를 저장하고, 상기 구동부를 저장된 각도로 구동시키는 저장부;를 포함한다.

덧붙여 상기 로봇청소기는, 상기 구동부에 의해 이동하면서 종단점에 도달하였는지를 확인하고 상기 청소제어부로 확인신호를 발신하는 종단점확인부;를 더 포함하며, 상기 종단점확인부는, 상기 로봇청소기의 외주면에 마련되며 종단점의 구조물에 접촉되어 스위칭 되면서 종단점도달신호를 상기 청소제어부에 인가하는 적어도 하나의 접촉스위치;인 것을 특징으로 한다.

상기 유도신호발신부는 예컨대, 적외선 유도신호를 발신하는 발광부; 상기 발광부를 회전시키는 회전부; 및 청소구역의 면적에 따라 청소구역을 등각분할하여 상기 회전부를 분할된 각도로 순차적으로 회전시키며, 상기 발광부의 동작을 제어하고, 상기 로봇청소기로부터 발신되는 응답신호를 수신하는 발신제어부;를 포함한다.

여기서 상기 회전부는, 상기 발광부가 결합되는 드럼; 및 상기 드럼을 회전시키는 스테핑모터;를 포함한다.

그리고, 상기 유도신호발신부는, 상기 로봇청소기가 도킹하는 스테이션; 및 상기 스테이션에 마련되어 상기 로봇청소기의 전원을 충전하는 충전부;를 더 포함한다.

한편, 본 발명에 의한 자동청소시스템의 제어방법은,

적외선 유도신호를 수신하는 수광부와, 상기 수광부로 수신된 적외선 유도신호를 따라 이동하는 구동부와, 상기 구동부에 의해 이동하면서 이물질을 흡입하여 포집하는 포집부가 구비되며, 상기 구동부와 포집부를 구동시키고 상기 수광부로 수신된 적외선 유도신호에 따른 응답신호를 발신하는 청소제어부와, 상기 구동부에 의해 이동하면서 종단점에 도달하였는지를 확인하고 상기 청소제어부로 확인신호를 발신하는 종단점확인부가 마련되는 로봇청소기; 및 상기 로봇청소기로 적외선 유도신호를 발신하는 발광부와, 상기 발광부를 회전시키는 회전부와, 청소구역의 면적에 따라 청소구역을 등각분할하여 상기 회전부를 분할된 각도로 순차적으로 회전시키고 상기 발광부의 동작을 제어하는 발신제어부가 구비되며, 상기 로봇청소기가 도킹하는 스테이션과, 상기 스테이션에 갖추어져 상기 로봇청소기의 전원을 충전하는 충전부가 마련되는 유도신호발신부;를 포함하는 자동청소시스템의 제어방법에 있어서, 상기 로봇청소기 및 유도신호발신부에 전원을 인가하여 로봇청소기 및 유도신호발신부의 설정내용을 초기화하는 시스템 초기화단계; 상기 발신제어부가 청소구역의 면적에 따라 청소구역을 등분할하여 청소구역을 설정하는 설정단계; 상기 로봇청소기가 상기 스테이션에 도킹하였는지 확인하는 도킹확인단계; 상기 제1구역에 적외선 유도신호를 발신하는 유도신호 발신단계; 상기 로봇청소기에 작동신호를 인가하여 로봇청소기를 작동시키는 작동단계; 상기 로봇청소기가 상기 구동부 및 포집부에 의해 적외선 유도신호를 따라 이동하면서 청소작업을 수행하는 청소단계; 상기 로봇청소기가 청소작업을 수행하면서 상기 종단점확인부에 의해 청소구역의 종단점을 확인하는 종단점확인단계; 상기 종단점확인단계에서 종단점으로 확인되면 상기 로봇청소기가 적외선 유도신호 옆을 따라 상기 스테이션으로 복귀하면서 적외선 유도신호 옆을 청소하는 리턴청소단계; 상기 로봇청소기의 복귀가 완료되면, 상기 발신제어부에 의해 상기 회전부가 상기 발광부를 회전시켜서 다음구역으로 적회선 유도신호를 발신하는 유도신호재발신단계; 상기 로봇청소기가 재발신되는 적외선 유도신호에 따라 청소작업 및 리턴청소작업을 반복하면서 상기 청소구역의 마지막 구역까지 청소하는 청소반복단계; 상기 로봇청소기가 등분할 설정된 상기 청소구역의 마지막 구역을 청소하였는지를 확인하여 청소가 완료되었는지를 확인하는 청소완료확인단계; 청소완료가 확인되면 상기 로봇청소기를 상기 스테이션으로 복귀시켜서 충전시키는 충전단계; 및 상기 충전이 실시되면 상기 로봇청소기 및 유도신호발신부의 전원을 오프하여 청소를 종료하는 종료단계;를 포함한다.

상기 청소단계는 예컨대, 상기 로봇청소기가 적외선 유도신호를 수신하는 것을 주기적으로 확인하면서 이동하는 수신확인단계; 상기 수신확인단계에서 적외선 유도신호의 수신이 확인되면 응답신호를 상기 유도신호발신부로 전송하는 응답신호전송단계; 상기 청소제어부가 상기 수신확인단계에서 확인된 적외선 유도신호의 각도를 저장하는 각도저장단계; 및 상기 구동부가 상기 각도저장단계에 저장된 각도로만 이동하는 저장각이동단계;를 포함한다.

한편, 본 발명은, 상기 발신제어부가 청소구역을 등분할 한 후, 등분할된 각 청소구역의 청소시간을 설정하는 시간설정단계; 및 상기 시간설정단계의 설정시간을 확인하여 설정시간이 완료되었을 경우 종단점이 확인된 것으로 판단하여 상기 리턴청소단계를 수행하는 시간확인단계;를 더 포함한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동청소시스템에 의하면,

로봇청소기는 유도신호발신부에 의해 방사형태를 이루면서 순차적으로 발신되는 적외선 유도신호를 따라 이동하면서 청소작업을 수행하므로, 청소공간이 중복되거나 제외되지 않고 균일하게 청소되는 효과가 있다.

또한, 로봇청소기는 적외선 유도신호만을 따라서 이동하거나 복귀하기 때문에 불필요한 청소시간이 줄어들고, 나아가 로봇청소기의 배터리 전원이 절약되는 효과도 있다.

덧붙여, 로봇청소기는 별도의 위치오차를 보정할 필요가 없기 때문에 구성이 간단하고 제작원가가 절감되는 장점이 있다.

또, 유도신호발신부는 청소구역의 면적에 따라 청소구역을 등분할하여 적외선 유도신호를 순차적으로 발신하므로, 다양한 청소구역에 유동적으로 대응하는 효과가 있다.

더불어, 본 발명에 따른 자동청소시스템의 제어방법에 의하면, 로봇청소기는 종단점에 도달 후에 발신된 적외선 유도신호의 옆을 따라 이동하면서 청소작업을 수행하므로, 중복되거나 제외되는 청소구역이 발생하지 않는 효과가 있다.

이에 더하여, 로봇청소기는 청소작업 후에 스테이션에 도킹하여 충전되므로, 관리가 용이하고 사용하고자 할 때 즉시 사용할 수 있는 효과도 있다.

덧붙여, 로봇청소기는 분할된 청소구역에 설정되는 설정시간이 경과하면 스테이션으로 리턴하며 청소하기 때문에 로봇청소기가 단위구역에 일정시간 이상으로 이동하는 오류를 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 자동청소시스템을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자동청소시스템의 내부 구성을 나타내는 블럭도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 자동청소시스템의 동작상태를 나타내는 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 자동청소시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 구현예들에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 자동청소시스템을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자동청소시스템의 내부 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명 자동청소시스템은 설정된 구역의 청소작업을 수행하는 로봇청소기(10) 및 상기 로봇청소기(10)의 이동을 유도하는 유도신호발신부(20)를 포함한다.

로봇청소기(10)는 적외선 유도신호(30)를 수신하고, 수신된 적외선 유도신호(30)를 따라 이동하면서 청소작업을 수행하는 부재이다. 로봇청소기(10)는 몸체(10a)가 청소작업을 수행하면서 벽체나 가구와 같은 장애물 등에 유동적으로 대응하기 위하여 원형의 함체로 형성된다. 몸체(10a)는 전방에 적외선 유도신호(30)가 수신되는 수광부(11)가 마련된다.

몸체(10a)는 하부에 구동부(미도시)가 마련되어 이동된다. 구동부에 대해서는 후술한다.

한편, 몸체(10a)는 외측에 벽체와 같은 구조물을 감지하는 종단점확인부(15)가 구비된다. 종단점확인부(15)는 다양한 방향으로 이동하는 로봇청소기(10)가 이동하면서 벽체 등 청소구역의 종단점에 도달하였는지를 확인할 수 있게 몸체(10a)의 외주면에 다수로 설치된다. 여기서, 종단점확인부(15)는 종단점의 구조물에 접촉되어 스위칭 되면서 종단점도달신호를 후술하는 청소제어부에 인가하는 접촉스위치로 구성될 수 있으며, 로봇청소기(10)의 이동방향으로 초음파를 발신하여 종단점의 구조물과의 거리판별을 통해 종단점을 확인하는 초음파센서로 구성될 수 있다.

유도신호발신부(20)는 전술한 로봇청소기(10)의 이동을 유도하는 적외선 유도신호(30)를 순차적으로 방사형태를 이루면서 발신하는 부재이다. 유도신호발신부(20)는 로봇청소기(10)가 도킹하는 스테이션(21), 적외선 유도신호를 발신하는 발광부(22), 발광부(22)를 회전시키는 회전부(23), 로봇청소기(10)의 전원을 충전하는 충전부(24) 및 후술하는 발신제어부를 포함한다.

스테이션(21)은 로봇청소기(10)가 이동하여 도킹할 수 있도록 진입로(21a)가 형성되고, 외부전원이 공급되는 전원공급수단이 내장된다.

발광부(22)는 적외선 유도신호(30)를 발신하여 로봇청소기(10)의 이동을 안내한다. 발광부(22)는 적외선 유도신호(30)를 발신하는 적외선발광다이오드가 마련되며 회전부(23)에 결합되어 회전된다.

회전부(23)는 발광부(22)가 결합되는 드럼(23a) 및 상기 드럼(23a)을 회전시키는 스테핑모터(23b)를 포함한다. 여기서, 회전부(23)는 스테이션(21)의 일측면에 설치되는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 스테이션(21)에 분리되어도 무방하나 스테이션(21)에 분리될 경우에는 별도의 전원이 구비되거나 스테이션(21)의 전원공급수단에 연결된다.

드럼(23a)은 스테핑모터(23b)의 회전축(23c)에 결합된다. 드럼(23a)은 전술한 발광부(22)가 결합되어 회전하기 때문에 원형의 기둥형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

스테핑모터(23b)는 후술하는 발신제어부의 제어에 따라 작동하여 드럼(23a)을 회전시켜 전술한 발광부(22)를 회전시킨다. 여기서, 스테핑모터(23b)는 전기적 펄스신호에 의해 일정한 각도로 회전하도록 제작된다. 예컨대 스테핑모터(23b)는 1펄스 입력당 각도 5도씩 회전하는 경우 30개의 펄스로 180도 회전시킬 수 있다.

충전부(24)는 로봇청소기(10)에 전원을 공급하기 위하여 스테이션(21)의 일측면에 마련되어 스테이션(21)에 내장된 전원공급수단에 연결된다. 여기서 로봇청소기(10)에는 스테이션(21)에 도킹되어 충전부(24)와 접촉되는 충전단자(미도시)가 구비된다.

도 2를 참조하면, 로봇청소기(10)는 내부에 적외선 유도신호(30)를 수신하는 수광부(11)와, 로봇청소기(10)를 이동시키는 구동부(12), 구동부(12)에 의해 이동하면서 이물질을 흡입하는 포집부(13), 청소제어부(14) 및 종단점확인부(15)를 포함한다.

수광부(11)는 유도신호발신부(20)의 발광부(22)에서 발신되는 적외선 유도신호(30)를 수신하고 수신에 따른 신호를 청소제어부(14)로 송출한다.

구동부(12)는 청소제어부(14)에 의해 작동되어 로봇청소기(10)를 이동시킨다. 여기서, 구동부(12)는 구동모터, 좌륜 및 우륜을 포함한다. 구동부(12)는 구동모터에 의해 좌륜 및 우륜을 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 로봇청소기(10)를 이동시키며, 좌륜과 우륜의 회전수를 달리하여 로봇청소기(10)의 방향을 전환시킨다.

포집부(13)는 청소제어부(14)에 의해 작동되어 청소구역의 먼지나 이물질을 흡입하여 제거하는 것으로서, 이물질을 흡입하는 흡입모터와, 이물질을 수집하는 흡입브러쉬, 이물질을 흡입하여 유도하는 흡입구 및 흡입관, 흡입관으로부터 이송된 먼지 등의 이물질을 집진하는 집진팩을 포함한다.

청소제어부(14)는 마이크로프로세서 및 메모리로 형성되어 로봇청소기(10)의 구동을 위한 운영프로그램 및 데이터가 저장되며, 구동부(12) 및 포집부(13)의 구동을 인가한다. 여기서 청소제어부(14)는 수광부(11)로 수신된 적외선 유도신호(30)에 따른 응답신호를 유도신호발신부(20)로 송출하는 응답신호부 및 수신된 적외선 유도신호의 각도를 저장하는 저장부가 마련된다. 또한, 청소제어부(14)는 종단점확인부(15)로부터 종단점도달신호를 송출받는다.

유도신호발신부(20)는 내부에 발광부(22), 회전부(23) 및 발신제어부(25)를 포함한다.

발신제어부(25)는 마이크로프로세서 및 메모리로 형성되며 회전부(23)를 순차적으로 방사형태를 이루면서 회전시키고, 발광부(22)가 적외선 유도신호(30)를 발신하도록 한다. 또한, 청소제어부(14)로부터 송출되는 응답신호를 수신한다. 여기서, 발신제어부(25)는 청소구역을 균등하게 등각분할하여 회전부(23)를 회전시키는데, 청소구역의 면적에 따라 분할한다. 즉, 청소구역의 면적이 일정범위를 초과하면 분할되는 구역의 수를 다수로 분할한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 자동청소시스템의 동작상태를 나타내는 개략도이다. 도 3을 참조하면 유도신호발신부(20)는 청소구역을 균등하게 분할하여 적외선 유도신호(30)를 순차적으로 발신한다. 도시된 예에서 유도신호발신부(20)는 청소구역을 6구역으로 분할하여 청소구역의 일측면에서부터 7단계의 적외선 유도신호(30)를 순차적으로 방사형태를 이루면서 발신한다.

로봇청소기(10)는 수광부(11)가 발신된 적외선 유도신호(30)를 수신하여 적외선 유도신호(30)를 따라 구동부(12)에 의해 이동하며, 포집부(13)가 구동되어 먼지나 이물질 등을 흡입하여 청소작업을 수행한다.

여기서, 로봇청소기(10)는 경우에 따라 다수개로 마련될 수 있으며, 다수개의 로봇청소기(10)에 각각 대응하는 다수개의 유도신호발신부(20) 또는 다수의 발광부(22)가 마련될 수 있다. 이때에는 각각의 유도신호발신부(20) 또는 각각의 발광부(22)에 대응하는 로봇청소기(10)가 제각기 이동하면서 청소작업을 수행한다.

본 발명 자동청소시스템의 제어방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 자동청소시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.

도 4를 참조하면 먼저 자동청소시스템을 초기화(S10)한다. 이때에는 로봇청소기(10) 및 유도신호발신부(20)에 전원을 인가하고, 로봇청소기(10) 및 유도신호발신부(20)에 저장된 이전 청소구역이나 청소시간, 저장각도 등을 삭제하여 초기화한다.

자동청소시스템이 초기화되면, 유도신호발신부(20)의 발신제어부(25)는 새로운 청소구역을 균등하게 분할하여 설정(S20)한다. 이때, 발신제어부(25)는 발광부(22)를 스테이션(21)의 정중앙에 위치시킨 후, 스테핑모터(23b)의 최대 회전각도(180°) 및 스테핑모터(23b)의 1회 회전각도(5°)를 기준하여 도 3에 도시된 바와 같이 청소구역을 분할설정(S20)한다.

여기서, 발신제어부(25)는 전체청소시간을 설정할 수 있으며, 청소구역 중 어느 한 구역의 청소시간을 설정할 수도 있다.

설정이 완료되면 발신제어부(25)는 로봇청소기(10)가 유도신호발신부(20)의 스테이션(21)에 도킹하였는지 확인(S30)한다.

로봇청소기(10)의 도킹이 확인되면, 발광부(22)는 적외선 유도신호(30)를 발신(S40)한다. 이때, 회전부(23)는 분할된 설정구역 중 최초설정구역인 제1구역(도3참조)으로 발광부(22)를 회전시키고, 발광부(22)는 제1구역으로 적외선 유도신호(30)를 발신한다.

적외선 유도신호(30)가 발신되면, 발신제어부(25)는 로봇청소기(10)에 작동신호를 인가한다. 여기서, 로봇청소기(10)의 청소제어부(14)는 수광부(11)로 수신되는 적외선 유도신호(30)를 확인하여 응답신호를 발신제어부(25)로 송출하고 발신제어부(25)로부터 작동신호를 인가(S50)받는다.

작동신호가 인가되면 로봇청소기(10)는 적외선 유도신호(30)를 따라 이동하면서 청소작업을 수행(S60)한다. 이때, 로봇청소기(10)는 구동부(12)가 구동함에 따라 이동하며, 포집부(13)가 구동함에 따라 먼지나 이물질 등을 흡입하여 제거한다.

여기서, 로봇청소기(10)의 청소제어부(14)는 이동시 발광부(22)에서 발신된 적외선 유도신호(30)가 수신되는 것을 주기적으로 확인하며, 적외선 유도신호(30)의 수신에 따른 응답신호를 유도신호발신부(20)로 전송한다.

또한, 청소제어부(14)는 발광부(22)에서 발신된 적외선 유도신호(30)의 각도를 저장하고, 로봇청소기의 구동부(12)를 통해 저장된 각도로만 로봇청소기(10)를 이동시킨다. 따라서, 로봇청소기(10)는 이동하면서 장애물을 만나도 장애물을 회피한 후 원위치로 복귀하여 계속적으로 적외선 유도신호(30)를 따라서 이동할 수 있다.

한편, 로봇청소기(10)는 청소작업을 수행하면서 이동하는 지점이 벽체와 같은 구조물, 즉 청소구역의 종단점인가를 확인(S70)한다. 여기서 로봇청소기(10)는 이동하면서 벽체 등에 접촉되면 스위칭되어 종단점도달신호를 청소제어부(14)에 인가하는 접촉스위치로 구성되는 종단점확인부(15)에 의해 종단점을 확인한다.

청소구역의 종단점이 확인되면, 로봇청소기(10)는 스테이션(21)으로 복귀하면서 청소작업을 수행(S80)한다. 여기서, 로봇청소기(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 적외선 유도신호(30)의 옆을 따라 스테이션(21)으로 복귀하면서 청소작업을 수행한다.

로봇청소기(10)가 스테이션(21)에 복귀하면, 발신제어부(25)는 청소작업을 수행한 청소구역이 전체청소구역의 마지막 구역인가를 확인하여 청소가 완료되었는지를 확인(S90)한다.

마지막 구역이 아닐 경우에는 발신제어부(25)의 제어에 따라 회전부(23)가 발광부(22)를 다음구역, 즉 제2구역으로 회전시키고 발광부(22)가 다음구역으로 적외선 유도신호(30)를 재발신(S100)한다.

로봇청소기(10)는 재발신되는 적외선 유도신호(30)에 따라 다음구역을 청소한 후 분할설정구역, 즉 청소구역의 마지막구역까지 청소한다. 즉, 로봇청소기(10)는 상기 S40단계 내지 S90단계를 반복수행하여 분할된 제1구역부터 마지막구역까지 청소한다.

여기서, 로봇청소기(10)는 청소작업을 수행하면서 종단점이 아닐 경우에는 현재청소구역으로 설정된 분할설정구역의 설정된 청소시간을 확인(S110) 후, 설정시간이 확인되면 종단점에 확인된 것으로 판단하여 스테이션(21)으로 복귀하면서 청소작업을 수행(S80)할 수 있도록 구성할 수 있다. 이때, 설정된 청소시간은 전술한 바와 같이 발신제어부(25)에서 설정된다.

한편, 로봇청소기(10)는 재발신되는 적외선 유도신호(30)에 따라 청소작업을 반복수행하면서 분할설정구역이 전체청소구역의 마지막 구역이 확인되면 충전부(24)에 접속하여 충전(S120)을 실시한다.

충전이 실시되면, 발신제어부(25)는 로봇청소기(10) 및 유도신호발신부(20)의 전원을 오프하여 종료한다.

상술한 바와 같이 본발명에 의한 자동청소시스템 및 자동청소시스템 제어방법은, 로봇청소기가 유도신호발신부에 의해 방사형태를 이루면서 순차적으로 발신되는 적외선 유도신호를 따라 이동하면서 청소작업을 수행하여, 청소가 이루어지는 청소공간이 중복되거나 제외되지 않고 균일하게 청소된다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

10 : 로봇청소기 10a : 하우징 11 : 수광부
12 : 구동부 13 : 포집부 14 : 청소제어부
15 : 종단점확인부 20 : 유도신호발신부 21 : 스테이션
22 : 발광부 23 : 회전부 24 : 충전부
25 : 발신제어부 30 : 적외선 유도신호

Claims

적외선 유도신호를 수신하여 수신된 적외선 유도신호를 따라 이동하면서 청소작업을 수행하며, 적외선 유도신호의 수신에 따른 응답신호를 전송하는 적어도 하나의 로봇청소기; 및
상기 로봇청소기의 이동을 유도하는 적외선 유도신호를 설정된 각도에 따라 순차적으로 방사형태를 이루면서 발신하는 적어도 하나의 유도신호발신부;를 포함하는 자동청소시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 로봇청소기는,
상기 유도신호발신부에서 발신되는 적외선 유도신호를 수신하는 수광부;
상기 적외선 유도신호를 따라 이동하는 구동부;
상기 구동부에 의해 이동하면서 이물질을 흡입하여 포집하는 포집부; 및
상기 구동부와 포집부를 구동시키는 청소제어부;를 포함하는 자동청소시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 청소제어부는,
상기 수광부로 수신된 적외선 유도신호에 따른 응답신호를 상기 유도신호발신부로 발신하는 응답신호부; 및
상기 수광부로 수신된 적외선 유도신호의 각도를 저장하고, 상기 구동부를 저장된 각도로 구동시키는 저장부;를 포함하는 자동청소시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 구동부에 의해 이동하면서 종단점에 도달하였는지를 확인하고 상기 청소제어부로 확인신호를 발신하는 종단점확인부;를 더 포함하는 자동청소시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 종단점확인부는,
상기 로봇청소기의 외주면에 마련되며 종단점의 구조물에 접촉되어 스위칭 되면서 종단점도달신호를 상기 청소제어부에 인가하는 적어도 하나의 접촉스위치;인 것을 특징으로 하는 자동청소시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 유도신호발신부는,
적외선 유도신호를 발신하는 발광부;
상기 발광부를 회전시키는 회전부; 및
청소구역의 면적에 따라 청소구역을 등각분할하여 상기 회전부를 분할된 각도로 순차적으로 회전시키며, 상기 발광부의 동작을 제어하고, 상기 로봇청소기로부터 발신되는 응답신호를 수신하는 발신제어부;를 포함하는 자동청소시스템.
제 6 항에 있어서, 상기 회전부는,
상기 발광부가 결합되는 드럼; 및
상기 드럼을 회전시키는 스테핑모터;를 포함하는 자동청소시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 로봇청소기가 도킹하는 스테이션; 및
상기 스테이션에 마련되어 상기 로봇청소기의 전원을 충전하는 충전부;를 더 포함하는 자동청소시스템.
적외선 유도신호를 수신하는 수광부와, 상기 수광부로 수신된 적외선 유도신호를 따라 이동하는 구동부와, 상기 구동부에 의해 이동하면서 이물질을 흡입하여 포집하는 포집부가 구비되며, 상기 구동부와 포집부를 구동시키고 상기 수광부로 수신된 적외선 유도신호에 따른 응답신호를 발신하는 청소제어부와, 상기 구동부에 의해 이동하면서 종단점에 도달하였는지를 확인하고 상기 청소제어부로 확인신호를 발신하는 종단점확인부가 마련되는 로봇청소기; 및
상기 로봇청소기로 적외선 유도신호를 발신하는 발광부와, 상기 발광부를 회전시키는 회전부와, 청소구역의 면적에 따라 청소구역을 등각분할하여 상기 회전부를 분할된 각도로 순차적으로 회전시키고 상기 발광부의 동작을 제어하는 발신제어부가 구비되며, 상기 로봇청소기가 도킹하는 스테이션과, 상기 스테이션에 갖추어져 상기 로봇청소기의 전원을 충전하는 충전부가 마련되는 유도신호발신부;를 포함하는 자동청소시스템의 제어방법에 있어서,
상기 로봇청소기 및 유도신호발신부에 전원을 인가하여 로봇청소기 및 유도신호발신부의 설정내용을 초기화하는 시스템 초기화단계;
상기 발신제어부가 청소구역의 면적에 따라 청소구역을 등분할하여 청소구역을 설정하는 설정단계;
상기 로봇청소기가 상기 스테이션에 도킹하였는지 확인하는 도킹확인단계;
상기 제1구역에 적외선 유도신호를 발신하는 유도신호 발신단계;
상기 로봇청소기에 작동신호를 인가하여 로봇청소기를 작동시키는 작동단계;
상기 로봇청소기가 상기 구동부 및 포집부에 의해 적외선 유도신호를 따라 이동하면서 청소작업을 수행하는 청소단계;
상기 로봇청소기가 청소작업을 수행하면서 상기 종단점확인부에 의해 청소구역의 종단점을 확인하는 종단점확인단계;
상기 종단점확인단계에서 종단점으로 확인되면 상기 로봇청소기가 적외선 유도신호 옆을 따라 상기 스테이션으로 복귀하면서 적외선 유도신호 옆을 청소하는 리턴청소단계;
상기 로봇청소기의 복귀가 완료되면, 상기 발신제어부에 의해 상기 회전부가 상기 발광부를 회전시켜서 다음구역으로 적회선 유도신호를 발신하는 유도신호재발신단계;
상기 로봇청소기가 재발신되는 적외선 유도신호에 따라 청소작업 및 리턴청소작업을 반복하면서 상기 청소구역의 마지막 구역까지 청소하는 청소반복단계;
상기 로봇청소기가 등분할 설정된 상기 청소구역의 마지막 구역을 청소하였는지를 확인하여 청소가 완료되었는지를 확인하는 청소완료확인단계;
청소완료가 확인되면 상기 로봇청소기를 상기 스테이션으로 복귀시켜서 충전시키는 충전단계; 및
상기 충전이 실시되면 상기 로봇청소기 및 유도신호발신부의 전원을 오프하여 청소를 종료하는 종료단계;를 포함하는 자동청소시스템의 제어방법.
제 9 항에 있어서, 상기 청소단계는,
상기 로봇청소기가 적외선 유도신호를 수신하는 것을 주기적으로 확인하면서 이동하는 수신확인단계;
상기 수신확인단계에서 적외선 유도신호의 수신이 확인되면 응답신호를 상기 유도신호발신부로 전송하는 응답신호전송단계;
상기 청소제어부가 상기 수신확인단계에서 확인된 적외선 유도신호의 각도를 저장하는 각도저장단계; 및
상기 구동부가 상기 각도저장단계에 저장된 각도로만 이동하는 저장각이동단계;를 포함하는 자동청소시스템의 제어방법.
제 9 항에 있어서,
상기 발신제어부가 청소구역을 등분할 한 후, 등분할된 각 청소구역의 청소시간을 설정하는 시간설정단계; 및
상기 시간설정단계의 설정시간을 확인하여 설정시간이 완료되었을 경우 종단점이 확인된 것으로 판단하여 상기 리턴청소단계를 수행하는 시간확인단계;를 더 포함하는 자동청소시스템의 제어방법.