KR20120016403A

KR20120016403A - 자동청소장치 및 자동청소장치의 제어방법

Info

Publication number: KR20120016403A
Application number: KR1020100078735A
Authority: KR
Inventors: 장승락
Original assignee: (주)마미로봇
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2010-08-16
Publication date: 2012-02-24
Also published as: KR101225820B1

Abstract

본 발명은 자동청소장치 및 제어방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 청소로봇이 청소를 유도하는 복수의 송출기에 의해 청소작업을 수행하는 자동청소장치 및 자동청소장치의 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 청소공간의 면적 및 형태에 따라 송출기 및 복수의 추가송출기를 설치할 수 있으므로 제외되는 청소공간이 발생하지 않으며, 송출기 및 추가송출기로부터 순차적으로 송출되는 청소신호에 의해 청소로봇이 이동하면서 청소하므로 불필요한 이동이 방지되고 청소로봇의 이탈이 방지되는 효과가 있다.

Description

자동청소장치 및 자동청소장치의 제어방법{APPARATUS FOR CLEANING AND METHOD FOR CONTROLLING APPARATUS FOR CLEANING}

본 발명은 자동청소장치 및 제어방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 청소로봇이 청소를 유도하는 복수의 유도장치에 의해 청소작업을 수행하는 자동청소장치 및 자동청소장치의 제어방법에 관한 것이다.

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.

이러한 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, 청소공간에 로봇청소기의 청소작업을 유도하는 유도장치를 설치하여 청소작업을 수행하되, 청소공간의 면적 및 형태에 따라 유도장치를 추가할 수 있는 자동청소장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

또한, 청소유도신호를 발신하는 복수의 유도장치가 순차적으로 작동하여 불필요한 유도신호의 발신에 의한 전력손실을 방지하고, 제외되는 청소공간 없이 청소할 수 있는 자동청소장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

또, 청소유도신호를 방사상태로 확산시켜 송출할 수 있는 자동청소장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

이에 더하여, 청소유도신호의 감도를 청소구역에 따라 조절하여 청소유도신호가 벽면 등에 반사되는 것을 방지하여 로봇청소기를 정확하게 유도할 수 있는 자동청소장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

덧붙여, 하나의 유도장치가 복수의 로봇청소기의 청소를 상호 중복없이 제각기 유도할 수 있는 자동청소장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

또한, 로봇청소기가 유도장치의 유도공간 내에서 임의로 이탈되는 것을 방지 할 수 있는 자동청소장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

또, 상기와 같은 자동청소장치를 제어하는 방법, 즉 청소공간에 따라 유동적으로 설치되는 유동장치들에 의해 로봇청소기가 순차적으로 청소작업을 수행하여 청소공간을 균일하게 청소하는 자동청소장치의 제어방법을 제공하기 위함이 다른 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 설정된 시간동안 청소신호를 송출하여 청소구역을 설정하고, 설정된 청소시간이 경과되면 청소신호의 송출을 중단하고 구역이동신호 및 다음구역신호를 송출하는 송출기; 상기 송출기에 이격상태로 설치되어 송출기의 다음구역신호를 수신하고, 다음구역신호가 수신되면 설정된 시간동안 청소신호를 송출하여 또 다른 청소구역을 설정하며, 설정된 청소시간이 경과되면 구역이동신호 및 다음구역신호를 송출하거나 종료신호를 송출하는 적어도 하나의 추가송출기; 및 상기 송출기의 청소신호를 감지하여 청소신호가 감지되는 청소구역 내에서만 청소작업을 수행하며, 상기 구역이동신호가 수신되면 상기 추가송출기의 청소신호가 감지될 때까지 이동하면서 청소작업을 수행하는 적어도 하나의 청소로봇;을 포함하는 자동청소장치에 관계한다.

상기 송출기 및 추가송출기는 예컨대, 상기 청소로봇의 청소작업을 위하여 사용자로부터 사용자명령을 입력받는 입력부; 상기 입력부로 입력되는 사용자 명령에 따라 청소시간을 설정하고 상기 청소신호의 송출을 제어하며, 설정된 청소시간을 카운팅하여 상기 구역이동신호 및 다음구역신호의 송출을 제어하는 송출제어부; 상기 송출제어부의 제어에 따라 적외선의 상기 청소신호를 방사상으로 발신하는 발신부; 상기 발신부에서 발신되는 청소신호를 확산시켜 송출하는 신호확산부; 및 상기 송출제어부의 제어에 따라 상기 청소로봇 및 상기 추가송출기로 상기 구역이동신호 및 다음구역신호를 제각기 발신하고, 구역이동신호 및 다음구역신호의 발신에 따른 응답신호를 청소로봇 및 추가송출기로부터 수신하는 무선통신부;를 포함할 수 있다.

상기 신호확산부는 예컨대, 상기 발신부의 외측에 마련되어 적외선의 상기 청소신호를 발신부를 중심으로 방사상태로 송출시키는 반구형의 렌즈;로 구성될 수 있다.

또한, 상기 송출기 및 추가송출기는 상기 발신부에서 발신되는 상기 청소신호의 감도를 조절하여 청소신호가 차폐물에 의해 반사되는 것을 방지하는 감도조절부;를 더 포함할 수 있다.

또, 상기 송출기 및 추가송출기는 상기 발신부에 의해 설정된 하나의 청소구역에 존재하는 복수의 상기 청소로봇들에게 청소구역을 분할하여 할당하는 구역분할신호를 제각기 제공하는 청소구역분할부; 및 상기 분할청소신호에 의해 할당된 청소구역을 제각기 청소하는 상기 청소로봇들에게 상기 발신부와 함께 상기 청소신호를 제각각 발신하여, 청소로봇들의 청소를 할당된 상기 청소구역 내에서 청소구역의 일부분씩 순차적으로 유도하는 추가발신부;를 더 포함할 수 있다.

상기 청소로봇은 예컨대, 상기 송출기 또는 추가송출기에서 송출되는 청소신호를 수신하는 수신부; 상기 수신부로 수신된 청소신호에 따라 이동하는 구동부; 상기 구동부에 의해 이동하면서 이물질을 흡입하여 포집하는 포집부; 상기 송출기 또는 추가송출기에서 송출된 구역이동신호를 수신하고, 구역이동신호의 수신에 따른 응답신호를 발신하여 송출기 또는 추가송출기에 제공하는 통신부; 상기 통신부와 구동부 및 포집부를 제어하며, 상기 수신부에 상기 청소신호가 수신되면 상기 포집부 및 구동부를 구동시키는 제어부; 및 상기 구동부에 의해 이동하면서, 장애물 또는 벽면을 감지하였는가를 확인하고 상기 제어부로 확인신호를 발신하는 센서부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 청소로봇은, 상기 통신부로 구역이동신호가 수신되면 구동부와 포집부 및 센서부를 구동시켜 상기 추가송출기의 청소신호가 감지될 때까지 벽면을 따라 이동하면서 청소작업을 수행시키는 벽면이동부;를 더 포함할 수 있다.

이에 더하여, 상기 청소로봇은, 상기 수신부로 수신된 상기 청소신호의 최종수신지점을 저장하고, 청소신호가 설정된 시간동안 수신되지 않으면 최종수신지점으로 복귀하도록 상기 구동부를 구동시키는 엔코더;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상은, 청소로봇의 청소시간 및 청소구역을 설정하는 송출기 또는 추가송출기를 통해 청소작업을 수행하는 자동청소장치의 제어방법에 있어서, 상기 청소로봇과 송출기 및 추가송출기에 전원을 인가하고, 청소로봇과 송출기 및 추가송출기의 설정내용을 초기화하는 시스템 초기화단계; 청소공간에 설치된 상기 송출기 및 추가송출기에 청소시간 및 청소구역을 설정하는 설정단계; 상기 설정이 완료된 상기 송출기가 설정된 청소구역에 청소신호를 송출하는 신호송출단계; 상기 송출기의 청소신호에 의해 상기 청소로봇이 청소신호가 수신되는 청소구역 내에서 이동하면서 청소작업을 수행하는 청소단계; 상기 청소로봇에 청소신호를 송출하는 송출기가 설정된 청소시간이 경과되었는가를 확인하는 청소시간확인단계; 청소시간의 경과가 확인되면 상기 송출기가 다음청소구역이 있는가를 확인하는 다음청소구역확인단계; 상기 다음청소구역이 확인되면 상기 송출기가 청소신호의 송출을 중단하고, 다음구역신호 및 구역이동신호를 상기 추가송출기 및 청소로봇에 제각기 송출하는 이동신호송출단계; 상기 다음구역신호 및 구역이동신호를 송출한 송출기가 추가송출기 및 청소로봇으로부터 응답신호가 수신되었는가를 확인하는 응답신호확인단계; 상기 송출기로 응답신호를 발신한 추가송출기가 청소신호를 송출하는 추가신호송출단계; 상기 추가송출기의 청소신호가 감지될 때까지 상기 청소로봇이 이동하는 구역이동단계; 상기 청소로봇이 이동하면서 상기 추가송출기의 청소신호를 감지하는 청소신호감지단계; 상기 추가송출기의 청소신호에 의해 상기 청소로봇이 추가송출기의 청소구역 내에서 설정된 청소시간동안 청소하는 청소반복단계; 및 상기 추가송출기의 설정된 청소시간이 경과되면, 다음청소구역이 또 있는가를 확인하여 확인결과에 따라 청소를 종료시키거나, 상기 이동신호송출단계 내지 상기 청소반복단계를 반복하여 다음청소구역을 청소한 다음 청소를 종료시키는 종료단계;를 포함하는 자동청소장치의 제어방법에 관계한다.

또한, 상기 설정단계는 상기 송출기 및 추가송출기 통해 제각기 송출되는 청소신호의 감도를 조절하여 청소신호가 차폐물에 의해 반사되는 것을 방지하는 감도조절단계;를 더 포함할 수 있다.

또, 상기 청소단계는 상기 청소로봇이 수신되는 청소신호를 확인하여 청소신호가 수신된 최종수신지점을 저장하고, 설정된 시간동안 청소신호가 수신되지 않으면 저장된 최종수신지점으로 이동하는 구역이탈방지단계;를 더 포함할 수 있다.

이에 더하여, 상기 구역이동단계는 상기 청소로봇이 벽면을 따라 이동하면서 청소작업을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동청소장치에 의하면, 청소공간의 면적 및 형태에 따라 송출기 및 복수의 추가송출기를 설치할 수 있으므로 제외되는 청소공간이 발생하지 않으며, 송출기 및 추가송출기로부터 순차적으로 송출되는 청소신호에 의해 청소로봇이 이동하면서 청소하므로 불필요한 이동이 방지되는 효과가 있다.

또한, 송출기가 청소시간이 완료되면 청소신호의 송출을 중단하고, 추가송출기가 송출기의 청소시간이 완료된 후에 청소신호를 송출하므로 전력을 절약할 수 있다.

또, 송출기의 청소신호가 반구형의 렌즈로 마련되는 신호확산부에 의해 방사상태로 확산되므로, 별개의 회전방사장치 없이 간단한 구성으로 구현되어 제작원가가 절감되는 장점이 있다.

이에 더하여, 송출기 및 추가송출기의 청소신호가 감도조절부에 의해 감도조절되므로, 특히 면적이 작은 청소공간에서 청소신호가 벽면과 같은 차폐물에 반사되지 않아서 청소로봇의 청소작업을 정확하게 유도할 수 있다.

덧붙여, 송출기 및 추가송출기가 청소구역분할부에 의해 복수의 청소로봇들에 서로 다른 청소구역을 분할하고, 추가발신부에 의해 청소신호를 분할된 청소구역 각각에 발신하여 청소작업을 유도하므로, 하나의 송출기에 대응되는 청소로봇들의 청소구역이 중첩되지 않는 효과도 있다.

또, 청소로봇이 벽면을 따라 청소하면서 다른 청소구역으로 이동하므로, 청소구역의 외곽이 빠짐없이 청소될 수 있다.

또한, 청소로봇이 송출기의 청소신호 영역에서 벗어났을 경우 엔코더에 의해 청소신호의 최종수신지점으로 복귀할 수 있으므로, 청소로봇이 임의로 이탈되는 것이 방지되는 효과도 있다.

더불어, 본 발명에 따른 자동청소장치의 제어방법에 의하면, 청소로봇은 청소공간에 독립적으로 설치된 송출기 및 추가송출기에서 순차적으로 송출되는 청소신호의 영역 내에서만 청소작업을 수행하므로, 중복되거나 제외되는 청소구역 없이 균일하게 청소할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 자동청소장치를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자동청소장치의 내부 구성을 나타내는 블럭도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 자동청소장치의 동작상태를 나타내는 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 자동청소장치의 제어방법을 나타내는 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 자동청소장치의 또 다른 동작상태를 나타내는 개략도.

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 자동청소장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자동청소장치의 내부 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명 자동청소장치는 청소구역에 설치되어 청소신호를 송출하는 송출기(100)와 추가송출기(100') 및 송출기(100) 또는 추가송출기(100')의 청소신호에 따라 청소작업을 수행하는 청소로봇(200)을 포함하여 구성될 수 있다.

송출기(100)는 청소구역에 독립적으로 설치되어 청소로봇(200)의 청소작업을 유도하는 청소신호를 방사상태로 송출하는 부재이다. 이러한 송출기(100)는 외부전원이 공급되는 전원공급수단에 의해 동작하며 입력부(110), 발신부(130), 신호확산부(140), 무선통신부(150), 디스플레이(160) 및 후술하는 송출제어부를 포함한다.

입력부(110)는 청소로봇(200)의 청소작업을 위하여 사용자로부터 사용자명령이 입력된다. 여기서, 사용자명령은 청소구역의 설정과 청소시간의 설정 및 청소로봇의 동작명령 등을 포함한다. 즉, 송출기(100)는 입력부(110)를 통해 사용자명령을 입력받아서 청소로봇(200)을 작동시키는 리모콘으로 사용될 수 있다.

발신부(130)는 청소신호를 발신하여 청소로봇(200)의 청소작업을 유도한다. 이러한 발신부(130)는 적외선발광다이오드로 구성되어 청소신호를 적외선으로 발신할 수 있다.

신호확산부(140)는 발신부(130)에서 발신되는 청소신호를 방사상태로 송출하는 부재이다. 이러한, 신호확산부(140)는 발신부(130)의 외측에 마련되는 반구형의 렌즈로 구성될 수 있다. 반구형의 렌즈는 내측에서 발신되는 청소신호를 렌즈의 표면을 통해 방사상태로 확산시킨다.

따라서, 청소신호는 발신부(130)에서 발신되어 신호확산부(140)에 의해 방사상태로 송출된다.

한편, 발신부(130)는 복수로 구성될 수 있으며, 미도시된 스테핑모터에 의해 회전하는 드럼에 결합되어 회전하면서 청소신호를 순차적으로 송출할 수도 있다.

무선통신부(150)는 설정된 청소시간이 경과되면 청소로봇(200) 및 추가송출기(100')에 구역이동신호 및 다음구역신호를 제각기 송신하고, 응답신호를 청소로봇(200) 및 추가송출기(100')로부터 수신한다. 이러한 무선통신부(150)는 통상적으로 무선통신에 사용되는 RF신호를 송수신한다. 즉, 구역이동신호와 다음구역신호 및 응답신호는 RF신호이다.

디스플레이(160)는 전술한 입력부(110)로 입력되는 사용자명령과 설정된 청소시간, 청소로봇(200)의 동작상태 등이 표시된다.

추가송출기(100')는 송출기(100)에 이격상태로 설치되어 또 다른 청소구역 및 청소시간을 설정한다. 이러한 추가송출기(100')는 도시된 바와 같이 송출기(100)와 동일하게 구성된다. 즉, 송출기(100)는 청소구역의 면적 및 형태에 따라 복수로 마련되어 설치될 수 있다.

추가송출기(100')는 송출기(100)에서 송신되는 다음구역신호를 무선통신부(150')를 통해 수신하고, 다음구역신호가 수신되면 발신부(130')를 통해 청소신호를 방사상태로 송출하여 청소로봇(200)의 청소작업을 유도한다.

즉, 추가송출기(100')는 무선통신부(150')를 통해 송출기(100)의 무선통신부(150)와 통신한다.

한편, 추가송출기(100')는 설정된 청소시간이 경과되면 무선통신부(150')를 통해 청소로봇(200) 및 또 다른 추가송출기에 구역이동신호 및 다음구역신호를 제각기 송신하거나, 청소구역의 마지막일 경우 청소로봇(200)에 종료신호를 송출한다.

청소로봇(200)은 송출기(100) 또는 추가송출기(100')의 청소신호를 감지하여 청소신호가 감지되는 영역 내에서만 청소작업을 수행한다. 이러한 청소로봇(200)은 몸체(201)에 수신부(210), 통신부(240), 센서부(260) 및 후술되는 제어부와 구동부 및 포집부가 마련되어 구성될 수 있다.

몸체(201)는 도시된 바와 같이 청소작업을 수행하면서 벽체나 가구와 같은 장애물에 유동적으로 대응하기 위하여 원형의 함체로 형성된다.

수신부(210)는 몸체(201)의 전방에 마련되어 전술한 송출기(100) 또는 추가송출기(100')에서 송출되는 청소신호를 감지한다.

통신부(240)는 송출기(100)의 무선통신부(150)에서 송신되는 구역이동신호를 수신하고 응답신호를 송신한다. 즉, 송출기(100)와 청소로봇(200)은 무선통신부(150) 및 통신부(240)를 통해 서로 통신한다.

센서부(260)는 몸체(201)의 외주면에 다수로 마련되어 청소로봇(200)이 이동하면서 장애물 또는 벽면에 도달하였는가를 감지하여 확인신호를 후술되는 제어부로 제공한다. 이러한 센서부(260)는 청소로봇(200)의 이동방향으로 초음파를 발신하여 벽면 또는 장애물과의 거리판별을 통해 확인하는 초음파센서로 구성될 수 있으며, 청소구역의 벽면이나 장애물에 접촉되어 스위칭되면서 확인신호를 인가하는 접촉스위치로 구성될 수도 있다.

한편, 청소로봇(200)은 몸체(201)에 충전수단이 마련되어 미도시된 충전스테이션에 도킹되어 전원을 공급받아 작동한다.

또한, 청소로봇(200)은 복수로 마련되어 제각기 청소작업을 수행할 수도 있다.

도 2를 참조하면, 송출기(100)는 내측에 송출제어부(120)가 내장된다. 송출제어부(120)는 마이크로프로세서 및 메모리로 형성되며, 입력부(110)로 입력되는 사용자명령에 따라 청소시간을 설정하고 발신부(130)로 송출되는 청소신호의 송출을 제어한다. 또한, 송출제어부(120)는 설정된 청소시간을 카운팅하여 무선통신부(150)로 송신되는 구역이동신호 및 후술되는 다음구역신호의 송신을 제어한다.

송출기(100)는 감도조절부(170)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

감도조절부(170)는 발신부(130)를 통해 발신되는 청소신호의 감도를 청소구역의 면적에 따라 조절하여 청소신호가 벽면 등의 차폐물에 의해 반사되는 것을 방지한다.

따라서, 송출기(170)는 감도조절부(170)에 의해 면적이 작은 청소구역의 설정시 전력소모를 최소화할 수 있으며, 청소신호의 반사가 방지되므로 청소로봇(200)의 정확한 청소작업을 유도할 수 있다.

이러한 감도조절부(170)는 입력부(110)에 연결되어 사용자의 입력에 의해 조절될 수 있으며, 송출제어부(120)에 의해 자동으로 조절될 수도 있다.

한편, 송출기(100)는 청소구역분할부(180) 및 추가발신부(190)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

청소구역분할부(180)는 발신부(130)에 의해 설정된 하나의 청소구역에 존재하는 복수의 청소로봇(200)들에게 청소구역을 분할하여 할당하는 구역분할신호를 제각기 발신한다.

이러한 구역분할신호는 하나의 청소구역 내에서 청소로봇(200)들의 이동범위가 제각기 설정된 서로 다른 주파수 신호로 구성되며, 전술한 무선통신부(150)를 통해 발신될 수 있다. 즉, 구역분할신호는 RF신호로 구성되어 발신될 수 있다.

따라서, 청소로봇(200)들은 청소구역분할부(180)에 의해 청소구역이 중첩되지 않는다.

추가발신부(190)는 추가되는 청소로봇(200)의 수량에 대응하는 수량으로 마련되며, 전술한 구역분할신호에 의해 할당된 청소구역의 청소로봇(200)들에게 발신부(130)와 함께 청소신호를 제각기 발신하여, 청소로봇(200)들의 청소작업을 할당된 청소구역 내에서 일부분씩 순차적으로 유도한다.

이러한 추가발신부(190)는 발신부(130)와 동일하게 구성되어 적외선의 청소신호를 발신하며, 미도시된 드럼에 결합되고 드럼을 회전시키는 스테핑모터에 의해 회전하면서 청소신호를 순차적으로 송출한다.

따라서, 하나에 청소구역에 존재하는 복수의 청소로봇(200)들은 청소구역분할부(190)에 의해 할당된 구역 내에서 추가발신부(190)에 의해 순차적으로 청소작업을 수행한다.

추가송출기(100')는 전술한 바와 같이 송출기(100)와 동일한 구성을 가지며, 무선통신부(150')를 통해 송출기(100)와 통신한다.

청소로봇(200)은 내측에 구동부(220)와 포집부(230) 및 제어부(250)가 내장된다.

구동부(220)는 제어부(250)에 의해 작동되어 청소로봇(200)을 이동시킨다. 여기서 구동부(220)는 구동모터와 좌륜 및 우륜을 포함한다. 이러한 구동부(220)는 구동모터에 의해 좌륜 및 우륜을 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 청소로봇(200)을 이동시키며, 좌륜과 우륜의 회전수를 달리하여 로봇청소기(10)의 방향을 전환시킨다.

포집부(230)는 제어부(250)에 의해 동작하며 청소구역의 먼지나 이물질을 흡입하여 제거하는 것으로서, 이물질을 흡입하는 흡입모터와, 이물질을 수집하는 흡입브러쉬, 이물질의 흡입을 유도하는 흡입구 및 흡입관 및 흡입관으로부터 이송된 먼지 등의 이물질을 집진하는 집진팩을 포함하여 구성될 수 있다.

제어부(250)는 마이크로프로세서 및 메모리로 형성되어 청소로봇(200)의 구동을 위한 운영프로그램 및 데이터가 저장되며, 통신부(240)와 구동부(220) 및 포집부(230)의 작동을 제어한다. 이러한 제어부(250)는 전술한 수신부(210)에 송출기(100)에서 송출된 청소신호가 수신되면 구동부(220) 및 포집부(230)를 구동시켜 청소작업을 제어한다.

또한, 제어부(250)는 수신부(210)에 수신된 청소신호 및 통신부(240)에 수신된 구역이동신호에 따른 응답신호의 발신을 제어하며, 센서부(260)로부터 벽면 또는 장애물의 확인신호를 인가받아서 구동부(220)를 제어한다.

한편, 청소로봇(200)은 벽면이동부(270)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 벽면이동부(270)는 송출기(100)로부터 발신된 구역이동신호가 통신부(240)로 수신되면 구동부(220)와 포집부(230) 및 센서부(260)를 작동시켜 전술한 추가송출기(100')의 청소신호가 감지될 때까지 청소로봇(200)을 벽면을 따라 이동시키면서 청소작업을 유도한다.

이에 더하여, 청소로봇(200)은 엔코더(280)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 엔코더(280)는 전술한 수신부(210)로 수신된 청소신호의 최종수신지점을 저장하고, 청소신호가 일정시간동안 수신되지 않으면 구동부(220)를 구동시켜 청소로봇(200)을 최종수신지점으로 이동시킨다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 자동청소장치의 동작상태를 나타내는 개략도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 자동청소장치의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 송출기(100)는 청소공간에 설치되어 발신부(130)를 통해 청소신호(A)를 송출한다. 또한, 추가송출기(100',100")는 청소공간의 면적 및 형태에 따라 복수로 추가 설치되어 발신부(130')를 통해 청소신호(A',A")를 송출한다.

송출기(100)는 청소공간의 면적 및 차폐물의 유무에 따라 청소구역을 설정한다. 이때, 송출기(100)는 발신부(130)로 발신되는 청소신호(A)의 감도를 감도조절부(170)를 통해 조절하여 청소구역을 설정한다.

또한, 추가송출기(100',100")는 송출기(100)와 동일하게 감도조절부에 의해 각각의 청소신호(A",A")의 감도를 조절하여 청소구역을 제각기 설정한다.

따라서, 송출기(100) 및 추가송출기(100',100") 각각의 청소구역은 감도조절부(170)에 의해 청소신호(A,A',A")의 감도가 조절되어 도시된 바와 같이 면적에 따라 설정된다.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 자동청소장치의 작동 및 제어방법을 설명한다.

도 3을 참조하면, 먼저 자동청소장치를 초기화한다. 이때에는 청소로봇(200)과 송출기(100) 및 추가송출기(100')에 전원을 인가하고, 저장된 이전 청소구역이나 청소시간 등을 삭제하여 초기화한다.(도 4의 S10)

자동청소장치를 초기화한 후, 송출기(100) 및 추가송출기(100')는 청소공간에 설치된다. 이때, 추가송출기(100')는 청소공간의 면적과 형태에 따라 복수로 설치될 수 있으며, 청소공간이 협소할 경우 설치되지 않을 수도 있다.

송출기(100) 및 추가송출기(100')의 설치가 완료된 후, 송출기(100) 및 추가송출기(100',100")는 각각의 입력부(110)를 통해 사용자로부터 사용자명령을 입력받아서 청소시간 및 청소구역을 설정한다.(도 4의 S20)

이때, 입력부(110)는 사용자로부터 청소시간을 입력받아 송출제어부(120)에 인가하여 청소시간을 설정하며, 감도조절부(170)를 통해 청소신호(A)의 감도를 조절하여 청소구역을 설정한다.

한편, 입력부(110)로 입력되는 사용자명령은 디스플레이(160)를 통해 표시되어 사용자에 인지된다.

송출기(100)는 청소구역 및 청소시간의 설정이 완료된 후, 송출제어부(120)의 제어에 따라 발신부(130)를 통해 청소신호(A)를 송출한다.(도 4의 S30)

이때, 청소신호(A)는 신호확산부(140)에 의해 발신부(130)를 중심으로 방사상으로 송출된다.

청소로봇(200)은 수신부(210)를 통해 청소신호(A)가 수신되면 청소신호(A)가 수신되는 구역 내에서만 청소작업을 수행한다.(도 4의 S40)

이때, 청소로봇(200)은 제어부(250)에 의해 구동부(220)가 구동함에 따라 이동하며, 포집부(230)가 구동함에 따라 먼지나 이물질 등을 흡입 제거하여 청소작업을 수행한다.

여기서, 청소로봇(200)의 제어부(250)는 청소작업을 수행하면서 청소신호(A)가 수신부(210)으로 수신되는 것을 주기적으로 확인하며, 엔코더(280)를 통해 청소신호(A)가 수신된 최종수신지점을 저장하고, 일정시간 동안 청소신호(A)가 수신되지 않으면 저장된 최종수신지점으로 복귀하도록 구동부(220)를 구동시킨다.

따라서, 청소로봇(200)은 엔코더(280)에 의해 청소구역에서 임의로 이탈되지 않고 청소작업을 수행한다.

송출기(100)는 송출제어부(120)가 설정된 청소시간을 카운팅하여 청소시간이 경과되었는가를 확인한다.(도 4의 S50)

송출기(100)는 청소시간이 경과되면 청소신호(A)의 송출을 중단하고, 송출제어부(120)에 의해 다음청소구역이 있는가를 확인한다.(도 4의 S60)

즉, 송출기(100)는 현재청소구역이 마지막 청소구역인가를 확인한다.

송출기(100)는 다음청소구역이 확인되면 무선통신부(150)를 통해 구역이동신호(B) 및 다음구역신호(C)를 추가송출기(100') 및 청소로봇(200)에 제각기 송신한다.(도 4의 S70)

추가송출기(100')는 무선통신부(150')를 통해 다음구역신호(C)가 수신되면 응답신호를 송출기(100)에 인가한다. 또한, 청소로봇(200)은 통신부(240)를 통해 구역이동신호(B)가 수신되면 응답신호를 송출기(100)로 인가한다.

이때, 송출기(100)는 청소로봇(200) 및 추가송출기(100')로부터 응답신호가 수신될 때까지 구역이동신호(B) 및 다음구역신호(C)를 반복하여 송신한다.(도 4의 S80)

추가송출기(100')는 다음구역신호(C)가 수신되면 발신부(130')를 통해 청소신호(A')를 송출한다.(도 4의 S90)

여기서, 추가송출기(100')는 입력부(110')로 입력된 설정시간동안 설정된 청소구역으로 청소신호(A')를 송출한다.

청소로봇(200)은 구역이동신호(B)가 수신되면, 추가송출기(100')의 청소신호(A')가 감지될 때가지 벽면이동부(270)에 의해 벽면을 따라 이동하면서 청소작업을 수행한다.(도 4의 S100)

청소로봇(200)은 벽면을 따라 이동하면서 추가송출기(100')의 청소신호(A')가 감지되었는가를 확인한다.(도 4의 S110)

청소로봇(200)은 청소신호(A')가 감지되면 청소신호(A')가 수신되는 구역 내에서 청소작업을 수행하고 S40단계 내지 S110단계를 반복수행하여, 마지막 추가송출기(100")의 청소신호(A")에 의해 설정되는 마지막 청소구역까지 청소한다.

송출기(100) 또는 추가송출기(100',100")는 마지막 청소구역이 확인되면 종료신호를 청소로봇(200)에 인가한다.(도 4의 S120)

청소로봇(200)은 종료신호가 수신되면 제어부(250)에 의해 포집부(230)의 작동을 중지하고, 구동부(220)에 의해 미도시된 충전스테이션으로 이동하여 충전을 실시한다.

충전이 실시되면, 청소로봇(200)과 송출기(100) 및 추가송출기(100',100")는 전원을 오프하여 종료한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 자동청소장치 및 제어방법에 의하면, 청소공간의 면적 및 형태에 따라 송출기 및 복수의 추가송출기를 설치할 수 있으므로 제외되는 청소공간이 발생하지 않으며, 송출기 및 추가송출기로부터 순차적으로 송출되는 청소신호에 의해 청소로봇이 이동하면서 청소하므로 불필요한 이동이 방지되고 청소로봇의 이탈이 방지되는 효과가 있다.

한편, 도 5를 참조하면, 송출기(100) 또는 추가송출기(100')는 복수의 청소로봇들(200,200',200")의 청소작업을 제각기 유도할 수 있다.

이때, 송출기(100) 또는 추가송출기(100')는 전술한 청소구역분할부(180)에 의해 무선통신부(150)로 구역분할신호(D1,D2,D3)를 발신한다.

즉, 송출기(100) 또는 추가송출기(100')는 서로 다른 주파수신호로 구성되어 청소로봇들(200,200',200")에 제각기 대응되는 구역분할신호((D1,D2,D3)를 발신하여 청소로봇들(200,200',200") 각각의 청소구역을 분할하여 할당한다.

또한, 발신부(130) 및 추가발신부(190)는 구역분할신호에 의해 할당된 청소구역의 청소로봇들(200,200',200")의 청소작업을 유도하는 적외선의 청소신호(E1,E2,E3)를 제각기 발신한다.

이때, 발신부(130) 및 추가발신부(190)는 미도시된 스테핑모터에 의해 회전하면서 청소신호(E1,E2,E3)를 제각기 발신하여, 청소로봇들(200,200',200")이 각각의 청소구역 내에서 순차적으로 일부분씩 청소하게 한다.

따라서, 청소로봇들(200,200'200")의 청소구역은 청소구역분할부(180) 및 추가발신부(190)에 의해 중첩되지 않는다.

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.

100 : 송출기 110 : 입력부 120 : 송출제어부
130 : 발신부 140 : 신호확산부 150 : 무선통신부
160 : 디스플레이 170 : 감도조절부 180 : 청소구역분할부
190 : 추가발신부 100' : 추가송출기 200 : 청소로봇
210 : 수신부 220 : 구동부 230 : 포집부
240 : 통신부 250 : 제어부 260 : 센서부
270 : 벽면이동부 280 : 엔코더 A : 청소신호
B : 구역이동신호 C : 다음구역신호 D : 구역분할신호

Claims

설정된 시간동안 청소신호를 송출하여 청소구역을 설정하고, 설정된 청소시간이 경과되면 청소신호의 송출을 중단하고 구역이동신호 및 다음구역신호를 송출하는 송출기;
상기 송출기에 이격상태로 설치되어 송출기의 다음구역신호를 수신하고, 다음구역신호가 수신되면 설정된 시간동안 청소신호를 송출하여 또 다른 청소구역을 설정하며, 설정된 청소시간이 경과되면 구역이동신호 및 다음구역신호를 송출하거나 종료신호를 송출하는 적어도 하나의 추가송출기; 및
상기 송출기의 청소신호를 감지하여 청소신호가 감지되는 청소구역 내에서만 청소작업을 수행하며, 상기 구역이동신호가 수신되면 상기 추가송출기의 청소신호가 감지될 때까지 이동하면서 청소작업을 수행하는 적어도 하나의 청소로봇;을 포함하는 자동청소장치.
제 1 항에 있어서, 상기 송출기 및 추가송출기는,
상기 청소로봇의 청소작업을 위하여 사용자로부터 사용자명령을 입력받는 입력부;
상기 입력부로 입력되는 사용자 명령에 따라 청소시간을 설정하고 상기 청소신호의 송출을 제어하며, 설정된 청소시간을 카운팅하여 상기 구역이동신호 및 다음구역신호의 송출을 제어하는 송출제어부;
상기 송출제어부의 제어에 따라 적외선의 상기 청소신호를 방사상으로 발신하는 발신부;
상기 발신부에서 발신되는 청소신호를 확산시켜 송출하는 신호확산부; 및
상기 송출제어부의 제어에 따라 상기 청소로봇 및 상기 추가송출기로 상기 구역이동신호 및 다음구역신호를 제각기 발신하고, 구역이동신호 및 다음구역신호의 발신에 따른 응답신호를 청소로봇 및 추가송출기로부터 수신하는 무선통신부;를 포함하는 자동청소장치.
제 2 항에 있어서, 상기 신호확산부는,
상기 발신부의 외측에 마련되어 적외선의 상기 청소신호를 발신부를 중심으로 방사상태로 송출시키는 반구형의 렌즈;인 것을 특징으로 하는 자동청소장치.
제 2 항에 있어서, 상기 송출기 및 추가송출기는,
상기 발신부에서 발신되는 상기 청소신호의 감도를 조절하여 청소신호가 차폐물에 의해 반사되는 것을 방지하는 감도조절부;를 더 포함하는 자동청소장치.
제 2 항에 있어서, 상기 송출기 및 추가송출기는,
상기 발신부에 의해 설정된 하나의 청소구역에 존재하는 복수의 상기 청소로봇들에게 청소구역을 분할하여 할당하는 구역분할신호를 제각기 제공하는 청소구역분할부; 및
상기 분할청소신호에 의해 할당된 청소구역을 제각기 청소하는 상기 청소로봇들에게 상기 발신부와 함께 상기 청소신호를 제각각 발신하여, 청소로봇들의 청소를 할당된 상기 청소구역 내에서 청소구역의 일부분씩 순차적으로 유도하는 추가발신부;를 더 포함하는 자동청소장치.
제 1 항에 있어서, 상기 청소로봇은,
상기 송출기 또는 추가송출기에서 송출되는 청소신호를 수신하는 수신부;
상기 수신부로 수신된 청소신호에 따라 이동하는 구동부;
상기 구동부에 의해 이동하면서 이물질을 흡입하여 포집하는 포집부;
상기 송출기 또는 추가송출기에서 송출된 구역이동신호를 수신하고, 구역이동신호의 수신에 따른 응답신호를 발신하여 송출기 또는 추가송출기에 제공하는 통신부;
상기 통신부와 구동부 및 포집부를 제어하며, 상기 수신부에 상기 청소신호가 수신되면 상기 포집부 및 구동부를 구동시키는 제어부; 및
상기 구동부에 의해 이동하면서, 장애물 또는 벽면을 감지하였는가를 확인하고 상기 제어부로 확인신호를 발신하는 센서부;를 포함하는 자동청소장치.
제 6 항에 있어서, 상기 청소로봇은,
상기 통신부로 구역이동신호가 수신되면 구동부와 포집부 및 센서부를 구동시켜 상기 추가송출기의 청소신호가 감지될 때까지 벽면을 따라 이동하면서 청소작업을 수행시키는 벽면이동부;를 더 포함하는 자동청소장치.
제 6 항에 있어서, 상기 청소로봇은,
상기 수신부로 수신된 청소신호의 최종수신지점을 저장하고, 청소신호가 설정된 시간동안 수신되지 않으면 최종수신지점으로 복귀하도록 상기 구동부를 구동시키는 엔코더;를 더 포함하는 자동청소장치.
청소로봇의 청소시간 및 청소구역을 설정하는 송출기 또는 추가송출기를 통해 청소작업을 수행하는 자동청소장치의 제어방법에 있어서,
상기 청소로봇과 송출기 및 추가송출기에 전원을 인가하고, 청소로봇과 송출기 및 추가송출기의 설정내용을 초기화하는 시스템 초기화단계;
청소공간에 설치된 상기 송출기 및 추가송출기에 청소시간 및 청소구역을 설정하는 설정단계;
상기 설정이 완료된 상기 송출기가 설정된 청소구역에 청소신호를 송출하는 신호송출단계;
상기 송출기의 청소신호에 의해 상기 청소로봇이 청소신호가 수신되는 청소구역 내에서 이동하면서 청소작업을 수행하는 청소단계;
상기 청소로봇에 청소신호를 송출하는 송출기가 설정된 청소시간이 경과되었는가를 확인하는 청소시간확인단계;
청소시간의 경과가 확인되면 상기 송출기가 다음청소구역이 있는가를 확인하는 다음청소구역확인단계;
상기 다음청소구역이 확인되면 상기 송출기가 청소신호의 송출을 중단하고, 다음구역신호 및 구역이동신호를 상기 추가송출기 및 청소로봇에 제각기 송출하는 이동신호송출단계;
상기 다음구역신호 및 구역이동신호를 송출한 송출기가 추가송출기 및 청소로봇으로부터 응답신호가 수신되었는가를 확인하는 응답신호확인단계;
상기 송출기로 응답신호를 발신한 추가송출기가 청소신호를 송출하는 추가신호송출단계;
상기 추가송출기의 청소신호가 감지될 때까지 상기 청소로봇이 이동하는 구역이동단계;
상기 청소로봇이 이동하면서 상기 추가송출기의 청소신호를 감지하는 청소신호감지단계;
상기 추가송출기의 청소신호에 의해 상기 청소로봇이 추가송출기의 청소구역 내에서 설정된 청소시간동안 청소하는 청소반복단계; 및
상기 추가송출기의 설정된 청소시간이 경과되면, 다음청소구역이 또 있는가를 확인하여 확인결과에 따라 청소를 종료시키거나, 상기 이동신호송출단계 내지 상기 청소반복단계를 반복하여 다음청소구역을 청소한 다음 청소를 종료시키는 종료단계;를 포함하는 자동청소장치의 제어방법.
제 9 항에 있어서, 상기 설정단계는,
상기 송출기 및 추가송출기 통해 제각기 송출되는 청소신호의 감도를 조절하여 청소신호가 차폐물에 의해 반사되는 것을 방지하는 감도조절단계;를 더 포함하는 자동청소장치의 제어방법.
제 9 항에 있어서, 상기 청소단계는,
상기 청소로봇이 수신되는 청소신호를 확인하여 청소신호가 수신된 최종수신지점을 저장하고, 설정된 시간동안 청소신호가 수신되지 않으면 저장된 최종수신지점으로 이동하는 구역이탈방지단계;를 더 포함하는 자동청소장치의 제어방법.
제 9 항에 있어서, 상기 구역이동단계는,
상기 청소로봇이 벽면을 따라 이동하면서 청소작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동청소장치의 제어방법.