KR20120004301A - 자동 청소기의 충전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 청소기의 충전 시스템에 관한 것이다. 일 측면에 따른 충전 시스템은, 지면에 대해서 경사진 청소면에 부착된 상태에서 이동하면서 청소를 수행할 수 있으며, 하나 이상의 배터리를 가지는 자동 청소기; 및 상기 하나 이상의 배터리를 상기 자동 청소기와 물리적으로 이격된 상태에서 충전시키기 위한 충전장치를 포함하고, 상기 충전장치는, 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 충전신호를 송신하는 충전신호 발생부를 포함하고, 상기 자동 청소기는, 상기 청소면에 부착된 상태를 유지하기 위한 부착 유지수단과, 상기 청소면을 청소하기 위한 청소부재와, 상기 청소면을 이동하기 위한 이동수단과, 상기 충전 신호에 의해서 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 전류 발생부를 포함한다.

Description

자동 청소기의 충전 시스템{Charging system of an auto cleaner}

본 발명은 자동 청소기의 충전 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동 청소기는 주택이나 건물의 바닥면을 주행하면서 청소한다. 상기 자동 청소기의 주행을 위한 구동력은 구동 모터에 의하여 발생될 수 있다. 바닥면은 편평한 지면을 이루고 있기 때문에, 자동 청소기가 상기 구동 모터를 이용하여 주행하는 데 큰 무리가 없다.

다만, 청소면이 편평한 지면이 아니라 경사진 청소면, 즉 진행 방향으로 상향 경사진 청소면을 청소할 때에는 상기 자동 청소기의 주행이 제한될 수 있다.

특히, 청소면이 건물에 구비되는 유리창일 경우, 상기 자동 청소기의 사용은 매우 제한된다. 따라서, 유리창은 사용자에 의하여 수동으로 청소되어야 하는 실정이었다.

게다가, 최근에는 고층 건물이 상당히 증가하였다. 유리창 청소의 위험성에 기인하여, 고층 건물의 거주자가 직접 유리창을 청소하는 것이 매우 제한적이었다. 따라서, 유리창을 청소하는 전문 업체가 등장하였다.

그러나, 종래에는 유리창과 같이 지면에 대하여 경사지게 또는 수직하게 배치되는 청소면을 자동으로 청소할 수 있는 자동 청소기가 없다는 문제점이 있었다.

청소 전문 업체가 유리창을 청소하는 경우에도, 작업자가 건물 옥상 등에 고정된 로프에 의존하여 이동을 하면서 청소를 하여야 하므로, 인원 및 장비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.

게다가, 청소 대상구역이 넓어 작업자의 손이 미치지 못하는 부분이 있었으며, 작업자의 안전사고에 대한 위험이 상존하는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 자동 청소기의 경우 충전 장치와 접촉한 상태에서 배터리의 충전이 가능하였으므로, 유리창과 같은 청소 대상물을 청소하는 경우에는 자동 청소기의 배터리 충전이 용이하지 않은 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 충전 장치와 이격된 위치에서 배터리의 충전이 가능한 자동 청소기의 충전 시스템을 제공하는 것에 있다.

일 측면에 따른 자동 청소기의 충전 시스템은, 지면에 대해서 경사진 청소면에 부착된 상태에서 이동하면서 청소를 수행할 수 있으며, 하나 이상의 배터리를 가지는 자동 청소기; 및 상기 하나 이상의 배터리를 상기 자동 청소기와 물리적으로 이격된 상태에서 충전시키기 위한 충전장치를 포함하고, 상기 충전장치는, 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 충전신호를 송신하는 충전신호 발생부를 포함하고, 상기 자동 청소기는, 상기 청소면에 부착된 상태를 유지하기 위한 부착 유지수단과, 상기 청소면을 청소하기 위한 청소부재와, 상기 청소면을 이동하기 위한 이동수단과, 상기 충전 신호에 의해서 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 전류 발생부를 포함한다.

다른 측면에 따른 자동 청소기의 충전 시스템은 지면에 대해서 경사진 청소면에 부착된 상태에서 이동하면서 청소를 수행할 수 있으며, 하나 이상의 배터리를 가지는 자동 청소기; 및 상기 하나 이상의 배터리를 상기 자동 청소기와 물리적으로 이격된 상태에서 충전시키기 위한 충전장치를 포함하고, 상기 충전장치는, 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 충전신호를 송신하는 충전신호 발생부를 포함하고, 상기 자동 청소기는, 상기 청소면에 부착된 상태를 유지하고 상기 자동 청소기의 이동이 가능하도록 하는 이동수단과, 상기 청소면을 청소하기 위한 청소부재와, 상기 충전 신호에 의해서 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 전류 발생부를 포함한다.

또 다른 측면에 따른 자동 청소기의 충전 시스템은 지면에 대해서 경사진 청소면에 부착된 상태에서 이동하면서 청소를 수행할 수 있으며, 하나 이상의 배터리를 가지는 자동 청소기; 및 상기 하나 이상의 배터리를 상기 자동 청소기와 물리적으로 이격된 상태에서 충전시키기 위한 충전장치를 포함하고, 상기 충전장치는, 전원을 전파로 변환시키는 변환부와, 상기 변환부에서 변환된 신호를 송신하는 제 1 통신부를 포함하고, 상기 자동 청소기는, 상기 청소면에 부착된 상태를 유지하기 위한 부착 유지수단과, 상기 청소면을 청소하기 위한 청소부재와, 상기 청소면을 이동하기 위한 이동수단과, 상기 제 1 통신부에서 송신된 전파를 수신하는 제 2 통신부와, 상기 수신된 전파를 전원으로 변환시키는 변환부와, 상기 배터리와 연결되는 제어부를 포함한다.

또 다른 측면에 따른 자동 청소기의 충전 시스템은 지면에 대해서 경사진 청소면에 부착된 상태에서 이동하면서 청소를 수행할 수 있으며, 하나 이상의 배터리를 가지는 자동 청소기; 및 상기 하나 이상의 배터리를 상기 자동 청소기와 물리적으로 이격된 상태에서 충전시키기 위한 충전장치를 포함하고, 상기 충전장치는, 전원을 전파로 변환시키는 변환부와, 상기 변환부에서 변환된 신호를 송신하는 제 1 통신부를 포함하고, 상기 자동 청소기는, 상기 청소면에 부착된 상태를 유지하고 상기 자동 청소기의 이동이 가능하도록 하는 이동수단과, 상기 청소면을 청소하기 위한 청소부재와, 상기 제 1 통신부에서 송신된 전파를 수신하는 제 2 통신부와, 상기 수신된 전파를 전원으로 변환시키는 변환부와, 상기 배터리와 연결되는 제어부를 포함한다.

제안되는 발명에 의하면, 복수의 이동부가 자성 부재의 자력에 의하여 청소면에 부착된 상태에서 이동될 수 있으므로, 경사진 청소면을 청소할 수 있는 장점이 있다.

또한, 복수의 이동부가 청소대상물을 사이에 두고 배치되며 이동부와 청소면의 사이에 청소부재가 제공되어, 청소대상물의 양면의 청소를 수행할 수 있는 장점이 있다.

또한, 충전 장치와 접촉하지 않고도, 배터리의 충전이 가능하므로 충전 편의성이 향상되는 장점이 있다.

도 1은 제 1 실시 예에 따른 자동 청소기의 충전 시스템의 구성을 보여주는 블럭도.
도 2는 제 1 실시 예에 따른 자동 청소기를 보여주는 사시도.
도 3은 제 1 실시 예에 따른 자동 청소기가 청소면에 부착된 모습을 보여주는 도면.
도 4는 제 1 실시 예에 따른 자동 청소기의 배터리가 충전 장치에 의해서 충전되는 모습을 보여주는 도면.
도 5는 제 1 실시 예에 따른 자동 청소기의 배터리의 충전 방법을 설명하는 흐름도.
도 6은 제 2 실시 예에 따른 자동 청소기의 배터리의 충전 방법을 설명하는흐름도.
도 7은 제 3 실시 예에 따른 충전 시스템의 구성을 보여주는 블럭도.
도 8은 제 4 실시 예에 따른 자동 청소기의 사시도.
도 9는 도 8의 자동 청소기의 제 2 본체의 구성을 보여주는 부분 단면도.
도 10은 제 4 실시 예에 따른 자동 청소기의 구성을 보여주는 블럭도.
도 11은 제 5 실시 예에 따른 자동 청소기의 제 2 이동부의 사시도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예 들에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 제 1 실시 예에 따른 자동 청소기의 충전 시스템의 구성을 보여주는 블럭도이고, 도 2는 제 1 실시 예에 따른 자동 청소기를 보여주는 사시도이고, 도 3은 제 1 실시 예에 따른 자동 청소기가 청소면에 부착된 모습을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 충전 시스템은, 스스로 이동하면서 청소를 수행하는 자동 청소기(10, 20)와, 상기 자동 청소기(10, 20)에 구비되는 배터리를 충전하기 위한 충전장치(30)를 포함한다.

우선, 본 실시 예의 자동 청소기(10, 20)의 구조에 대해서 설명하기로 한다.

상기 자동 청소기(10, 20)는 제 1 이동부(10)와, 제 2 이동부(20)를 포함한다. 상기 제 1 이동부(10)가 청소 대상물(5)의 일면에 접촉한 상태에서 상기 제 2 이동부(20)가 청소 대상물의 타면에 접촉되면, 상기 제 1 이동부(10)와 상기 제 2 이동부(20)는 인력에 의해서 위치가 고정될 수 있다. 이 때, 상기 청소 대상물(5)은 지면에 대해서 경사지게(수직을 포함함) 배치될 수 있으며, 지면은 건물 또는 어떠한 장소의 바닥면에 대응하는 면으로 이해될 수 있다.

상기 제 1 이동부(10)는, 외형을 이루는 본체(100)가 포함된다. 상기 본체(100)는 상기 본체(100)의 이동이 가능하도록 하기 위한 메인바퀴(110)와, 상기 메인바퀴(110)를 회전시키기 위한 제 1 구동부(113)와, 상기 청소 대상물(5)을 청소하기 위한 제 1 청소부재 및 제 2 청소부재와, 상기 청소 대상물(5)의 이물이 유입되는 유입구(130)와, 상기 본체(100)의 이동을 돕는 보조바퀴(152)와, 하나 이상의 제 1 자성부재(161, 162)와, 상기 제 1 청소부재를 구동하기 위한 제 2 구동부(118)를 포함한다.

상기 제 2 이동부(20)는, 상기 제 1 이동부(10)와 기본적으로 구조가 동일하므로, 상기 제 1 이동부(10)의 구성은 상기 제 2 이동부(20)에 그대로 적용될 수 있다. 다만, 상기 제 2 이동부(20)에서, 메인바퀴를 회전시키기 위한 구동모터는 제거될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 이동부(20)의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제 2 이동부(20)는 상기 제 1 자성부재(161, 162)와 상호 작용하는 하나 이상의 제 2 자성부재(261, 262)를 포함한다.

상기 제 1 자성부재(161, 162)와 상기 제 2 자성부재(261, 262) 중 어느 하나는 영구자석 또는 전자석일 수 있고, 다른 하나는 금속일 수 있다. 또는 상기 제 1 자성부재(161, 162)와 상기 제 2 자성부재(161, 162) 각각이 영구자석 또는 전자석일 수 있다.

이 때, 상기 자성부재(161, 162, 261, 262)는 상기 이동부(10, 20)의 내부에 위치하거나 외부에 위치할 수 있다. 또는, 상기 각 자성부재(161, 162, 261, 262)의 일부가 상기 이동부(10, 20)의 외부로 노출 또는 돌출될 수 있다.

상기 자성부재(161, 162, 261, 262)에 의해서, 상기 제 1 이동부(10)와 상기 제 2 이동부(20) 간에 인력(자력)이 작용하여 상기 각 이동부(10, 20)가 경사진 청소 대상물(5)에 부착된 상태를 유지할 수 있다. 즉, 상기 각 이동부(10, 20)가 경사진 청소 대상물에 접촉한 상태에서 하방으로 낙하되거나 미끄러지는 것이 방지될 수 있다. 물론, 상기 제 1 자성부재(161, 162)와 제 2 자성부재(261, 262) 간의 인력은 상기 각 이동부(10, 20)가 낙하되지 않을 정도의 크기를 가져야 한다.

본 명세서에서 상기 자성부재(161, 162, 261, 262)를 상기 각 이동부가 청소 대상물에 부착된 상태를 유지하도록 하기 위한 부착 유지수단으로 이름할 수 있다.

상기 메인바퀴(110)는 제 1 메인바퀴(111)와, 상기 제 1 메인바퀴(111)와 이격되는 제 2 메인바퀴(112)를 포함한다. 상기 제 1 구동부(113)는 상기 제 1 메인바퀴(111)를 회전시키기 위한 제 1 모터(114)와, 상기 제 2 메인바퀴(112)를 회전시키기 위한 제 2 모터(115)를 포함한다.

상기 각 모터(114, 115)는 독립적으로 작동하며, 정역 회전 가능하다. 따라서, 상기 제 1 메인바퀴(111)와 상기 제 2 메인바퀴(112)의 RPM은 같거나 다를 수 있다.

따라서, 상기 제 1 이동부(10)는 청소 대상물에서 전후진 뿐만 아니라, 회전할 수 있다. 즉, 상기 제 1 이동부(10)의 이동 시 방향 전환이 가능하게 된다. 이 때, 상기 제 2 이동부(20)에 메인바퀴를 회전시키기 위한 제 1 구동부가 없어도 상기 제 1 이동부(10)와의 인력에 의해서, 상기 제 2 이동부(20)는 상기 제 1 이동부(10)와 함께 이동한다.

본 명세서에서 상기 메인바퀴와 상기 제 1 구동부는 상기 이동부의 이동이 가능하도록 하는 이동수단으로 이름할 수 있다.

상기 제 1 청소부재는 상기 청소 대상물(5)과 접촉할 수 있다. 상기 제 1 청소부재는 다수의 청소 요소(121, 122, 123, 124)를 포함한다. 상기 다수의 청소 요소(121, 122, 123, 124)는 제 1 청소 요소 내지 제 4 청소 요소를 포함한다. 상기 제 1 청소부재는 상기 각 이동부(10, 20)의 하측부(청소 대상물을 바라보는 부분)에 구비될 수 있다. 또한, 상기 제 1 청소부재는 상기 각 이동부의 하측 단부에 인접하게 위치될 수 있다.

상기 제 1 청소 요소(121)와 상기 제 3 청소 요소(123)는 평행하게 배치되고, 상기 제 2 청소 요소(122)와 상기 제 4 청소 요소(124)는 평행하게 배치된다. 그리고, 상기 제 1 청소 요소(121)와 상기 제 3 청소 요소(123)는 상기 제 2 청소 요소(122) 및 제 4 청소 요소(124)와 직교된다.

상기 각 청소 요소(121, 122, 123, 124)는 상기 제 2 구동부(118)에 의해서 독립적으로 회전될 수 있다. 이 때, 상기 각 청소 요소(121, 122, 123, 124)는 상기 청소 대상물(5)의 청소면에 대해서 수직 회전할 수 있다. 즉, 상기 각 청소 요소(121, 122, 123, 124)의 회전축은 청소면과 평행하다.

그리고, 상기 각 청소 요소(121, 122, 123, 124)는 이물이 각 이동부(10, 20)의 바깥쪽에서 안쪽으로 이동하도록 회전한다.

상기 제 2 구동부(118)는 다수의 모터를 포함한다. 상기 다수의 모터의 수는 상기 제 1 청소부재를 구성하는 다수의 청소 요소(121, 122, 123, 124)의 수와 동일한 수로 구비될 수 있다. 따라서, 상기 다수의 청소 요소(121, 122, 123, 124) 전부 또는 일부가 작동할 수 있으며, 각 청소 요소(121, 122, 123, 124)의 회전 수가 다를 수 있다.

또는 상기 제 2 구동부(118)는 단일의 모터를 포함하고, 상기 단일의 모터의 동력이 동력 전달부에 의해서 다수의 청소 요소(121, 122, 123, 124)로 전달될 수도 있다. 이 때, 상기 제 1 이동부(10)의 제 2 구동부(118)의 작동 정보(제어 정보)는 상기 제 2 이동부(20)로 송신될 수 있다. 그러면, 상기 제 2 이동부(20)의 제 2 구동부는 상기 제 1 이동부(10)의 제 2 구동부(118)와 동일한 패턴으로 작동하게 된다.

상기 유입구(130)는 상기 제 1 청소부재와 이격되며, 상기 제 1 청소부재 보다 안쪽에 위치된다. 즉, 상기 이동부(10, 20)의 중심에서 상기 유입구(130) 까지의 거리는 상기 이동부(10, 20)의 중심에서 상기 제 1 청소부재 까지의 거리보다 짧다.

상기 청소 대상물의 이물은 상기 유입구(130)로 유입될 수 있다. 이 때, 상기 이동부(10, 20)에는 흡입력을 발생시키기 위한 흡입모터(도 3의 188참조)와, 유입된 먼지가 저장되는 먼지통(미도시)이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제 2 청소부재는 유입구(130)와 이격되며, 상기 유입구(130) 보다 안쪽에 위치된다. 즉, 상기 이동부(10, 20)의 바깥쪽에서 안쪽 방향으로, 상기 제 1 청소부재, 유입구(130) 및 제 2 청소 부재가 순차적으로 위치된다.

그리고, 상기 제 2 청소부재 또한 상기 청소 대상물(5)에 접촉할 수 있다. 상기 제 2 청소부재는 다수의 청소 요소(141, 142, 143, 144)를 포함한다. 상기 다수의 청소 요소(141, 142, 143, 144)는 제 1 청소 요소 내지 제 4 청소 요소를 포함한다.

상기 제 1 청소 요소(141)와 상기 제 3 청소 요소(143)는 평행하게 배치되고, 상기 제 2 청소 요소(142)와 상기 제 4 청소 요소(144)는 평행하게 배치된다. 그리고, 상기 제 1 청소 요소(141)와 상기 제 3 청소 요소(143)는 상기 제 2 청소 요소(142) 및 제 4 청소 요소(144)와 직교된다.

상기 각 청소 요소(141, 142, 143, 144)는 일 례로 고무 재질로 형성될 수 있다. 상기 각 이동부(10, 20)가 이동하면, 상기 각 청소 요소(141, 142, 143, 144)는 상기 청소 대상물에 접촉한 상태에서 상기 청소 대상물과 슬라이딩되어 상기 청소 대상물을 닦는다.

상기 이동부(10, 20)의 하측에는 상기 이동부(10, 20)의 저면과 수직한 회전축을 기준으로 회전할 수 있는 하나 이상의 캐스터(150)가 구비된다. 그리고, 상기 캐스터(150)에 상기 보조 바퀴(152)가 설치된다.

그리고, 상기 제 1 이동부(10) 및 제 2 이동부(20) 중 어느 하나는 실내에 위치할 수 있고, 다른 하나는 실내에 위치할 수 있다. 따라서, 실내에 위치하는 이동부가 가변될 수 있으므로, 상기 각 이동부(10, 20)에는 작동 명령(시작 명령, 작동 패턴 등)을 입력하기 위한 입력부가 구비될 수 있다. 각각의 이동부에는 통신부가 구비될 수 있으며, 어느 한 이동부에서 입력된 신호는 통신부를 통하여 다른 한 이동부로 전달될 수 있다.

한편, 상기 제 1 이동부(10)는, 제어부(180), 통신부(181), 충전전류발생부(183), 배터리(186) 및 알림부(190)를 더 포함한다. 도시되지는 않았으나, 상기 제 2 이동부(20)도, 제어부(180), 통신부(181), 충전전류발생부(183), 배터리(186), 알림부(190)를 포함한다.

상기 제어부(180)는 상기 제 1 이동부(10)의 작동을 위한 각종 명령을 생성한다. 이 때, 상기 제 1 이동부(10)의 제 2 구동부(118)의 작동 방법 정보는 상기 통신부(181)를 통하여 상기 제 2 이동부(20)로 전송된다. 상기 제 2 이동부(20)에서 동일한 방법으로 상기 제 2 구동부가 작동될 수 있다.

또한, 상기 제어부(180)는 상기 배터리(186)의 잔량을 판단하여 상기 배터리(186)의 충전 필요 여부를 판단한다.

한편, 상기 충전장치(30)는 상기 충전 전류 발생부(183)에서 전류 발생이 이루어질 수 있도록 신호를 송신하는 충전신호 발생부(350: 또는 충전신호 송신부라고도 할 수 있음)와, 상기 자동 청소기(10, 20)와 통신하는 통신부(310)와, 상기 충전 장치(30)의 작동을 제어하는 제어부(340)를 포함된다. 그리고, 상기 충전장치(30)는 외부의 상용 전원에 연결될 수 있다.

상기 충전신호 발생부(350)와 상기 충전전류 발생부(183)는 서로 이격된 상태에서 신호를 송수신하도록 하여 상기 배터리(186)의 충전이 가능하도록 한다.

도 4는 제 1 실시 예에 따른 자동 청소기의 배터리가 충전 장치에 의해서 충전되는 모습을 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 충전신호 발생부(350)는, 일정 전류 및 전압이 인가됨에 따라 자기장을 발생시키는 제 1 코일부(352)와, 상기 제 1 코일부(352)로 일정 전류 및 전압이 인가되도록 하는 AC 스위칭부(354)를 포함한다.

상기 충전전류 발생부(183)는, 상기 제 1 코일부(352)에서 발생된 자기장의 영향을 받아 전류가 발생되도록 하는 제 2 코일부(184)와, 상기 제 2 코일부(184)에서 발생된 교류 전류를 직류 전류로 변환시키는 DC 변환부(185)를 포함한다.

상세히, 상기 제 1 코일부(352)에는 다수의 코일이 감겨져 있어, 상기 제 1 코일부(352)로 일정 전류가 흐르게 되면, AMPERE의 법칙에 의해서 상기 전류 흐름 방향의 수직으로 자기장이 형성된다.

상기 자기장은 일정 영역(A)의 범위 내에서 형성되며, 상기 제 2 코일부(184)가 상기 일정 영역(A) 내로 위치한 상태에서, 상기 자기장에 의해서 상기 제 2 코일부(184)로 전류가 흐르게 된다. 이 때, 상기 제 2 코일부(184)로 흐르는 전류의 방향은 상기 제 1 코일부(352)로 흐르는 전류의 방향과 반대 방향임은 물론이다.

따라서, 상기 제 2 코일부(184)로 전류가 흐르게 되면, 상기 DC 변환부(185)를 거쳐 상기 배터리(186)로 공급되어 상기 배터리(186)의 충전이 이루어지게 된다.

이와 같이 본 발명은 상기 충전 장치(30)에서 발생되는 자기장을 매개 수단으로 하여 상기 자동 청소기(10, 20) 내에서 전류가 흐르도록 함에 따라, 상기 청소기(10, 20)와 상기 충전 장치(30)의 물리적 접촉 없이도 상기 각 이동부(10, 20)에 구비된 배터리(186)의 충전이 가능하게 된다.

도 5는 제 1 실시 예에 따른 자동 청소기의 배터리의 충전 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 상기 청소 대상물에 상기 자동 청소기(10, 20)가 부착된 상태에서, 상기 자동 청소기의 전원이 온되고, 작동 명령이 입력된다(S1).

그러면, 상기 각 이동부(10, 20)의 제어부는 배터리의 충전이 필요한 지 여부를 판단하게 된다(S2). 특정 이동부의 배터리의 충전이 필요하다고 판단되면, 해당 이동부의 제어부(180)는 해당 이동부가 일정 영역 내에 위치하는지 여부를 판단한다(S3).

상세히, 배터리의 충전이 필요한 이동부의 제어부(180)는 상기 충전장치(30)로 작동 신호를 송신한다. 그러면, 상기 충전장치(30)는 상기 제 1 코일부(352)로 전류를 인가하여 자기장이 발생되도록 한다. 그리고, 상기 제어부(180)는 상기 자기장의 영향을 받을 수 있는 위치인지 여부를 판단한다. 즉, 상기 일정 영역에 위치하는지 여부는 상기 자기장의 영향을 받을 수 있는 위치 인지 여부를 판단하는 것이다.

예를 들어, 제 1 이동부 및 제 2 이동부 각각의 배터리의 충전이 필요한 경우 상기 제 1 이동부 및 제 2 이동부가 일정 영역에 위치하는지 판단한다. 상기 제 1 이동부와 제 2 이동부 중 어느 하나의 배터리의 충전이 필요한 경우 배터리의 충전이 필요한 이동부가 일정 영역에 위치하는지 판단한다.

만약, 배터리의 충전이 필요한 이동부(10, 20)가 일정 영역에 위치한 경우, 상기 이동부(10, 20)는 배터리(186)의 충전을 시작한다(S4).

그리고, 상기 배터리(186)의 충전 완료 여부를 판단하여(S5), 배터리(186)의 충전이 완료되면, 청소를 수행하게 된다(S6).

반면, 상기 배터리의 충전이 필요한 이동부(10, 20)가 일정 영역에 위치하지 않는 경우, 상기 각 이동부는 정지하고, 상기 각 이동부(10, 20)의 알림부에서는 배터리 충전이 필요함을 알리기 위한 메시지가 발생한다(S7). 즉, 상기 각 이동부가 충전 장치에 의해서 충전될 수 없음을 알리기 위한 메시지가 발생한다. 이러한 메시지를 확인한 사용자는 충전 장치를 위치를 변경하거나, 상기 각 이동부를 충전 장치와 인접하게 위치시켜, 배터리의 충전을 먼저 수행할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 및 제 2 이동부 중 어느 하나는 실외에 배치될 수 있으므로, 사용자가 메시지를 용이하게 확인할 수 있도록 각 이동부에서 메시지가 발생하게 된다.

본 실시 예에서는 각 이동부에 배터리가 구비되고, 청소대상물의 청소 과정에서 각 배터리를 사용하므로, 상기 모든 배터리의 충전이 완료되지 않은 경우에는 청소를 시작하지 않는다.

위의 실시 예에서는 각 이동부에 배터리가 구비될 때의 충전 방법에 대해서 설명하였으나, 이와 달리 어느 한 이동부에 배터리가 구비되는 경우에도 동일한 충전 방법이 적용될 수 있다.

본 실시 예에서, 충전 장치는 건물에 다수 개가 구비될 수 있으며, 이러한 경우에도 모든 충전 장치의 자기장의 영향을 받을 수 없는 경우에만 상기 알림부에서 메시지가 발생하고, 하나 이상의 충전 장치의 자기장의 영향을 받을 수 있는 경우에는 배터리의 충전을 수행할 수 있다.

도 6은 제 2 실시 예에 따른 자동 청소기의 배터리의 충전 방법을 설명하는흐름도이다.

도 6을 참조하면, 자동 청소기의 시작 명령이 입력되어 청소를 수행한다(S11). 청소 수행 중, 상기 각 이동부(10, 20)의 제어부는 배터리의 충전이 필요한 지 여부를 판단하게 된다(S12). 특정 이동부의 배터리의 충전이 필요하다고 판단되면, 해당 이동부의 제어부(180)는 해당 이동부가 일정 영역 내에 위치하는지 여부를 판단한다(S13). 배터리의 충전이 이동부가 일정 영역 내에 위치한지 여부 판단은 제 1 실시 예에서 설명한 것과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

만약, 배터리의 충전이 필요한 이동부(10, 20)가 일정 영역에 위치한 경우, 상기 이동부(10, 20)는 배터리(186)의 충전을 시작한다(S14). 그리고, 상기 배터리(186)의 충전 완료 여부를 판단하여, 상기 배터리(186)의 충전이 완료되면, 청소를 재수행하게 된다(S15).

반면, 상기 배터리의 충전이 필요한 이동부(10, 20)가 일정 영역에 위치하지 않는 경우, 상기 각 이동부(10, 20)의 알림부에서는 배터리 충전이 필요함을 알리기 위한 메시지가 발생한다(S16).

이 때, 상기 이동부(10, 20)는 현재 위치에서 정지하거나, 작동 시작 위치로 복귀한 후에 정지하거나, 청소 대상물에서 제일 낮은 위치로 이동한 후에 정지할 수 있다.

도 7은 제 3 실시 예에 따른 충전 시스템의 구성을 보여주는 블럭도이다.

본 실시 예어서 상기 자동 청소기의 기본적인 구성은 제 1 실시 예와 동일하고, 다만, 충전 방식 및 이에 따른 자동 청소기의 일부 구성에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

그리고, 본 실시 예에서 언급되는 자동 청소기는 제 1 이동부 및 제 2 이동부를 포함하며, 각 이동부의 배터리의 충전을 위한 구성은 동일하므로, 제 1 이동부 및 제 2 이동부를 구분하지 않고 자동 청소기의 충전을 위한 구성에 대해서 언급하기로 한다.

도 7을 참조하면, 본 실시 예의 충전 시스템은 충전장치(40)와 자동 청소기(50)를 포함한다.

상기 충전장치(40)는, 전원 공급부(410)와, 상기 전원 공급부(410)로부터 공급된 교류 전원을 직류 전원으로 변환시키는 AC/DC변환부(420)와, 상기 AC/DC변환부(420)에 의해서 변환된 직류 전원을 전파(Radio frequencty : RF)로 변환시키는 DC/RF 변환부(430)와, 상기 DC/RF 변환부(430)에서 변환된 전파를 송신하는 제 1 통신부(440)를 포함한다.

상기 자동 청소기(50)는, 상기 충전장치(40)로부터 송신된 전파를 수신하는 제 2 통신부(510)와, 상기 제 2 통신부(510)에서 수신된 전파를 직류 전원으로 변환시키는 RF/DC변환부(520)와, 상기 RF/DC변환부(520)에서 변환된 직류 전원에 의해서 충전되는 배터리(530)와, 상기 배터리(530)와 연결되는 제어부(540)와, 알림부(542)를 포함한다.

상세히, 상기 제 1 통신부(440)에서 송신되는 전파로는 마이크로파가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 통신부(510)는 상기 제 1 통신부(440)와 일정 거리 범위 내에 위치한 상태에서 상기 제 1 통신부(440)에서 송신되는 전파를 수신한다.

상기 제어부(540)는 상기 배터리(530)와 연결되어 상기 배터리(530)의 잔량을 감지하여 상기 배터리(530)의 충전 필요 여부를 판단한다.

여기서, 본 실시예의 경우 자동청소기에 제 2 통신부(510)와 RF/DC변환부(520)가 구비되나, 이와 달리 렉테나(Rectenna)가 구비될 수도 있다. 상기 렉테나(Rectenna)는 정류기(Retifier)와 안테나(Antenna)를 합성한 조어로서, 이는 공지의 기술이므로, 자세한 설명은 생략한다.

그리고, 상기 알림부(542)는 상기 제 1 통신부(440)로부터 전파를 수신할 수 없는 경우, 메시지를 외부로 알린다.

본 실시 예에서의 충전 방법은 도 6 및 도 7에서 설명한 방법과 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 도 6 및 도 7에서 일정 영역은 전파를 수신할 수 있는 영역을 의미한다.

도 8은 제 4 실시 예에 따른 자동 청소기의 사시도이고, 도 9는 도 8의 자동 청소기의 제 2 본체의 구성을 보여주는 부분 단면도이며, 도 10은 제 4 실시 예에 따른 자동 청소기의 구성을 보여주는 블럭도이다.

본 실시 예는 충전 구조 및 방식에 있어서는 제 1 실시 예 내지 제 3 실시 예 중 어느 하나와 동일하고, 다만, 자동 청소기의 구성에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 실시 예의 자동 청소기(60)는, 청소 대상물의 일면에 부착된 상태에서 청소를 수행한다.

상기 자동 청소기(60)는, 제 1 본체(610: 제 1 이동부라고도 할 수 있음)와, 상기 제 1 본체(610)와 상대 운동 가능하게 결합되는 제 2 본체(620: 제 2 이동부라고도 할 수 있음)를 포함한다.

상기 제 1 본체(610)는, 제 1 청소부재(611)와 제 2 청소부재(612)와, 고정 흡착부(614)를 포함한다. 상기 제 1 청소부재(611) 및 상기 제 2 청소부재(612)의 구조, 위치 및 제 1 청소부재(611)를 회전시키기 위한 구성(제 2 구동부)은 제 1 실시 예와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 본 실시 예에서는 제 1 실시 예의 유입구는 제거되거나 존재할 수 있다. 도 8에는 일 례로 유입구가 제거된 것이 도시된다.

상기 고정 흡착부(614)는 다수 개가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 고정 흡착부(614)는 제 1 흡입모터(651)와 연통된다.

상기 제 1 흡입모터(651)가 작동하면, 상기 각 고정 흡착부(614)에 음압이 작용하여 상기 각 고정 흡착부(614)가 상기 청소 대상물에 흡착될 수 있다.

상기 제 2 본체(620)는 상기 청소기(60)가 상기 청소 대상물을 따라 이동할 수 있도록 하는 주행부(630: 또는 이동수단이라고도 할 수 있음)를 포함한다. 상기 주행부(630)는 상기 청소기가 청소 대상물에 부착되도록 함과 동시에 이동할 수 있도록 한다.

상세히, 상기 주행부(630)는 제 1 주행부와, 제 2 주행부를 포함한다. 상기 제 1 주행부는 제 1 흡착부(631)와 제 2 흡착부(632)를 포함한다. 상기 제 1 흡착부(631) 및 제 2 흡착부(632)는 제 2 흡입 모터(652)와 연통된다.

상기 제 2 주행부는 제 3 흡착부(633)와 제 4 흡착부(634)를 포함한다. 상기 제 3 흡착부(633)와 제 4 흡착부(634)는 제 3 흡입 모터(653)와 연통된다. 따라서, 상기 제 1 주행부와 상기 제 2 주행부 각각에 독립적으로 음압이 가해질 수 있다.

상기 각 흡착부(631, 632, 633, 634)와 상기 제 2 본체(620)는 상기 제 2 본체(620)에 형성된 슬롯(621)에 의해서 상대 운동할 수 있다.

상기 제 1 흡착부(631)와 상기 제 2 흡착부(632)는 연결부(635)에 의해서 연결된다. 그리고, 상기 연결부(635)에는 랙 기어(636)가 형성된다. 상기 랙 기어(636)에는 제 2 구동모터(655)에 결합된 피니언 기어(638)가 맞물린다.

상기 제 3 흡착부(633)와 상기 제 4 흡착부(634)도 마찬가지로 연결부에 의해서 연결될 수 있으며, 랙 기어 및 피니언 기어에 의해서 제 3 구동모터(656)와 연결된다.

따라서, 상기 제 1 흡착부(631) 및 상기 제 2 흡착부(632)가 청소 대상물에 흡착된 상태에서 상기 제 2 구동모터(655)가 작동하면, 상기 제 1 흡착부(631) 및 제 2 흡착부(632)를 제외한 제 1 본체(610) 및 제 2 본체(620)가 이동하게 된다. 즉, 상기 제 1 흡착부(631) 및 제 2 흡착부(632)가 도 8에 도시된 위치에 있는 상태에서, 상기 제 2 구동모터(655)가 작동하면, 상기 제 1 본체(610) 및 제 2 본체(620)가 도 8을 기준으로 상방으로 이동하게 된다.

상기 자동 청소기(60)가 지속적으로 상방으로 이동하기 위해서는 상기 제 1 흡착부(631) 및 제 2 흡착부(632)가 청소 대상물에 흡착된 상태에서 상기 제 3 흡착부 (633) 및 제 4 흡착부(634)는 상기 제 3 구동모터(656)에 의해서 상방으로 이동하여야 한다. 물론, 상기 제 3 흡착부(633)와 제 4 흡착부(634)가 상방으로 이동하려면 상기 제 3 흡입모터(653)는 작동하지 않아야 한다.

따라서, 상기 주행부(630)에 의하면, 상기 청소기가 직선 운동할 수 있다.

한편, 상기 청소기의 방향 전환은 상기 고정 흡착부(614)가 청소 대상물에 흡착된 상태에서 제 1 구동모터(654)가 작동함에 따라 이루어질 수 있다.

상기 제 1 구동모터(654)는 상기 제 2 본체(620)와 연결된다. 따라서, 상기 제 1 구동모터(654)가 작동하면, 상기 제 1 본체(610)가 상기 청소 대상물에 고정된 상태에서 상기 제 2 본체(620)가 상기 제 1 본체(610)에 대해서 회전될 수 있다. 그리고, 상기 청소기의 방향 전환이 완료되면, 상기 고정 흡착부(614)에 가해지는 음압은 제거된다.

그리고, 상기 각 흡입모터 및 구동 모터는 제어부(650)에 의해서 제어될 수 있다.

도 11은 제 5 실시 예에 따른 자동 청소기의 제 2 이동부의 사시도이다.

본 실시 예의 제 1 이동부는 제 1 실시 예와 동일하고, 충전 구조 및 방법은 제 1 실시 예 내지 제 3 실시 예 중 어느 하나와 동일하며, 다만, 제 2 이동부의 구성에 있어서 차이가 있다. 따라서 이하에서는 본 실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

도 11을 참조하면, 본 실시 예의 제 2 이동부(70)는, 제 1 청소부재(711)와, 제 2 청소부재(712)와, 자성부재(720)와, 바퀴(730)를 포함한다.

상기 제 1 청소부재(711)는 복수 개가 구비될 수 있으며, 상기 제 1 청소부재의 위치는 제 1 실시 예에서 설명한 것과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 다만, 본 실시 예에서 제 1 청소부재(711)는 제 1 실시 예와 달리 얇은 판 형상으로 형성되며, 회전되지 않는다. 상기 제 1 청소부재(711)는 섬유 재질로 형성되어, 상기 제 2 이동부의 이동 시 상기 청소 대상물의 일 청소면을 닦는다.

상기 제 2 청소부재(712)의 재질 및 위치는 제 1 실시 예에서 설명한 것과 동일하다. 상기 바퀴(730)는 상기 제 2 이동부의 이동이 용이하도록 한다.

본 실시 예에 의하면, 상기 제 1 청소부재를 회전시키기 위한 구조가 불필요하므로, 제 2 이동부의 구조 및 무게가 가벼워지는 장점이 있다.

10: 제 1 이동부 20: 제 2 이동부

Claims (14)

1. 지면에 대해서 경사진 청소면에 부착된 상태에서 이동하면서 청소를 수행할 수 있으며, 하나 이상의 배터리를 가지는 자동 청소기; 및
   상기 하나 이상의 배터리를 상기 자동 청소기와 물리적으로 이격된 상태에서 충전시키기 위한 충전장치를 포함하고,
   상기 충전장치는, 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 충전신호를 송신하는 충전신호 발생부를 포함하고,
   상기 자동 청소기는, 상기 청소면에 부착된 상태를 유지하기 위한 부착 유지수단과, 상기 청소면을 청소하기 위한 청소부재와, 상기 청소면을 이동하기 위한 이동수단과, 상기 충전 신호에 의해서 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 전류 발생부를 포함하는 자동 청소기의 충전 시스템.
2. 지면에 대해서 경사진 청소면에 부착된 상태에서 이동하면서 청소를 수행할 수 있으며, 하나 이상의 배터리를 가지는 자동 청소기; 및
   상기 하나 이상의 배터리를 상기 자동 청소기와 물리적으로 이격된 상태에서 충전시키기 위한 충전장치를 포함하고,
   상기 충전장치는, 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 충전신호를 송신하는 충전신호 발생부를 포함하고,
   상기 자동 청소기는, 상기 청소면에 부착된 상태를 유지하고 상기 자동 청소기의 이동이 가능하도록 하는 이동수단과, 상기 청소면을 청소하기 위한 청소부재와, 상기 충전 신호에 의해서 상기 배터리의 충전이 이루어지도록 하는 전류 발생부를 포함하는 자동 청소기의 충전 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 충전 신호는 상기 충전 장치에서 흐르는 전류에 의해서 발생된 자기장인 자동 청소기의 충전 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 충전신호 발생부는 일정 전류가 흐르는 경우 자기장을 발생시키는 제 1 코일부를 포함되고,
   상기 전류 발생부는 상기 자기장에 의해서 전류가 발생되는 제 2 코일부를 포함하는 자동 청소기의 충전 시스템.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 자동 청소기의 전원이 온 되고 작동 명령이 입력되면, 청소 수행 전에 상기 자동 청소기는 배터리의 충전필요 여부를 판단하는 자동 청소기의 충전 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 자동 청소기의 배터리의 충전이 필요하다고 판단되면, 상기 자동 청소기가 충전 가능한 일정 영역에 위치되었는지 여부를 판단하는 자동 청소기의 충전 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 자동 청소기가 충전 가능한 일정 영역 내에 위치한 경우, 상기 배터리의 충전을 시작하고,
   상기 자동 청소기가 충전 가능한 일정 영역 내에 위치하지 않는 경우, 상기 자동 청소기에 구비된 알림부에서, 상기 배터리의 충전필요를 알리는 메시지가 발생되는 자동 청소기의 충전시스템.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 자동 청소기의 청소 수행 중에 배터리의 충전이 필요한 경우, 상기 자동 청소기가 충전 가능한 일정 영역에 위치되었는지 여부를 판단하고,
   상기 자동 청소기가 충전 가능한 일정 영역 내에 위치한 경우, 상기 배터리의 충전을 시작하고,
   상기 자동 청소기가 충전 가능한 일정 영역 내에 위치하지 않는 경우, 상기 자동 청소기에 구비된 알림부에서, 상기 배터리의 충전필요를 알리는 메시지가 발생되는 자동 청소기의 충전시스템.
9. 지면에 대해서 경사진 청소면에 부착된 상태에서 이동하면서 청소를 수행할 수 있으며, 하나 이상의 배터리를 가지는 자동 청소기; 및
   상기 하나 이상의 배터리를 상기 자동 청소기와 물리적으로 이격된 상태에서 충전시키기 위한 충전장치를 포함하고,
   상기 충전장치는, 전원을 전파로 변환시키는 변환부와, 상기 변환부에서 변환된 신호를 송신하는 제 1 통신부를 포함하고,
   상기 자동 청소기는, 상기 청소면에 부착된 상태를 유지하기 위한 부착 유지수단과, 상기 청소면을 청소하기 위한 청소부재와, 상기 청소면을 이동하기 위한 이동수단과, 상기 제 1 통신부에서 송신된 전파를 수신하는 제 2 통신부와, 상기 수신된 전파를 전원으로 변환시키는 변환부와, 상기 배터리와 연결되는 제어부를 포함하는 자동 청소기의 충전 시스템.
10. 지면에 대해서 경사진 청소면에 부착된 상태에서 이동하면서 청소를 수행할 수 있으며, 하나 이상의 배터리를 가지는 자동 청소기; 및
    상기 하나 이상의 배터리를 상기 자동 청소기와 물리적으로 이격된 상태에서 충전시키기 위한 충전장치를 포함하고,
    상기 충전장치는, 전원을 전파로 변환시키는 변환부와, 상기 변환부에서 변환된 신호를 송신하는 제 1 통신부를 포함하고,
    상기 자동 청소기는, 상기 청소면에 부착된 상태를 유지하고 상기 자동 청소기의 이동이 가능하도록 하는 이동수단과, 상기 청소면을 청소하기 위한 청소부재와, 상기 제 1 통신부에서 송신된 전파를 수신하는 제 2 통신부와, 상기 수신된 전파를 전원으로 변환시키는 변환부와, 상기 배터리와 연결되는 제어부를 포함하는 자동 청소기의 충전 시스템.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 자동 청소기의 전원이 온 되고 작동 명령이 입력되면, 청소 수행 전에 상기 자동 청소기는 배터리의 충전필요 여부를 판단하는 자동 청소기의 충전 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 자동 청소기의 배터리의 충전이 필요하다고 판단되면, 상기 자동 청소기가 전파 수신이 가능한 일정 영역에 위치되었는지 여부를 판단하는 자동 청소기의 충전 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 자동 청소기가 상기 일정 영역 내에 위치한 경우, 상기 배터리의 충전을 시작하고,
    상기 자동 청소기가 충전 가능한 일정 영역 내에 위치하지 않는 경우, 상기 자동 청소기에 구비된 알림부에서, 상기 배터리의 충전필요를 알리는 메시지가 발생되는 자동 청소기의 충전시스템.
14. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 자동 청소기의 청소 수행 중에 배터리의 충전이 필요한 경우, 상기 자동 청소기가 전파 수신이 가능한 일정 영역에 위치되었는지 여부를 판단하고,
    상기 자동 청소기가 상기 일정 영역 내에 위치한 경우, 상기 배터리의 충전을 시작하고,
    상기 자동 청소기가 상기 일정 영역 내에 위치하지 않는 경우, 상기 자동 청소기에 구비된 알림부에서, 상기 배터리의 충전필요를 알리는 메시지가 발생되는 자동 청소기의 충전시스템.

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