KR20120108290A

KR20120108290A - Ｉｒ 거리 센서

Info

Publication number: KR20120108290A
Application number: KR1020110025968A
Authority: KR
Inventors: 제이슨얀
Original assignee: 제이슨얀
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2012-10-05

Abstract

본 발명은 제어 회로로 이동하는 주 몸체; 상기 주 몸체의 전단에 배치되며, 상기 주 몸체의 제어 회로와 전기적으로 연결된 터치 패널; 및 상기 주 몸체의 터치 패널상에 수직으로 배치되며, 상기 제어 회로와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 IR 검출기;를 포함하되, 상기 IR 검출기는 수직 또는 수평으로 배치된 송신기 및 적어도 두 개의 수신기를 포함하며, 상기 송신기는 두 개의 수신기 근처에 배치되는, IR 거리 센서를 제공한다. 이러한 설계로, 상기 두 개의 수신기 중 어느 하나가 송신기로부터의 신호를 수신하지 못할 때, 로봇의 주 몸체는 상기 제어 회로에 응답하여 뒤로 이동하여서, 흑색/백색 벽 또는 거울면에 대한 오판이나 부정확한 판단을 방지하고, 효율적으로 판단의 정확성을 향상시키고, 계단에서 떨어지거나 낮은 캐비넷에 막히는 것을 피하기 위하여 벽면으로부터의 거리를 정확하게 검출할 수 있다.

Description

ＩＲ 거리 센서{AN IR DISTANCE SENSOR}

본 발명은 개괄적으로 거리 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 IR 검출기를 수직 또는 수평으로 배열하도록 설계되고, 또한, 어떤 방향에서도 거리의 정확한 판단을 하기 위하여 송신기 및 적어도 두 개의 수신기를 갖춘 혁신적인 거리 센서에 관한 것이다.

과학과 기술의 빠른 발전과 함께 로봇은 예를 들면, 군 또는 민간 분야에서 바닥을 청소하거나 위험한 물건에 접근하거나 그 외에 인간을 위한 특정한 일을 수행하는데 널리 사용된다. 비용 절감의 목적으로, 바닥 청소용 로봇에 의한 거리 탐지는 일반적으로 IR 탐지기에 의해 실행된다. 그러한 IR 탐지기의 사시도는 도 1 내지 도 3에 도시하였다. 종래의 IR 검출기의 동작도[1][2]를 참조하면, 이동을 제어하기 위한 제어 회로(10)를 갖춘 주 몸체(1)와 벽면(5)에 일단 접촉하면 뒤로 이동하게 하는 터치 패널(11) 및 벽면(5)과 접촉을 방지하고 벽면(5)으로부터의 거리를 판단하기 위하여 터치 패널(11)상에 배치되는 IR 검출기(3)를 포함한다. 상기 IR 검출기(3)는 평행으로 배열된 두 개의 송신기(31)와 수신기(32)를 갖추고 있어 크로스 세팅과 각도 및 효과적인 크로스 섹션에 기초하여 벽면(5)으로부터의 거리를 판단할 수 있다. 또는, 평행으로 배열된 두 개의 송신기(31) 및 수신기(32)를 이용함으로써 벽면(5)을 통한 송신기(31)로부터 수신기(32)까지의 신호(30)의 반사에 의해 벽면(5)에 근접하는지를 판단할 수 있다. 즉, 상기 신호(30)가 수신기(32)에 의해 수신되면(도 2에 도시) 주 몸체(1)는 앞으로 이동하거나 상기 신호(30)가 수신되지 않으면(도 3에 도시) 뒤로 이동한다. 종래 기술의 빈약한 설계로 인해, 상기 송신기(31)로부터의 신호(30)는 흑색/백색 벽, 거울면을 잘못 판단하거나, 부정확한 판단을 초래한다. 즉, 종래 기술은 같은 거리에서 빛을 흡수하는 낮은 반사율의 흑색 벽면(5)을 검출할 때, 상기 IR 검출기(3)의 수신기(32)는 주 몸체(1)가 상기 벽면(5)에 접근할 때에만 작동된다. 종래 기술의 부적절한 구조상의 설계로 인해, 로봇은 청소 또는 탈진(dedusting)을 위하여 벽면(5)에 접근할 수 없거나, 목표물에 접근하기 전에, 또는 주 몸체(1)의 터치 패널(11)이 벽면(5)에 부딪친 후에 뒤로 이동하므로, 불필요한 잡음과 주 몸체(1)나 가구, 벽면(5)의 손상 및 사용기간의 단축을 초래한다. 같은 거리에서 빛을 흡수하는 것이 용이하지 않은 높은 반사율의 백색 벽면(5) 또는 거울면에 있어서는, 주 몸체(1)의 상기 IR 검출기(3)의 수신기(32)는 더 큰 범위에서 작동된다. 즉, 주 몸체(1)는 벽면(5)으로부터 미리 설정된 거리에 도달하기 전에 뒤로 이동하므로, 선행기술에 의해 송신된 신호(30)는 약해져, 넓고 긴 범위에서 사용되는 것이 어려워진다. 그러한 경우, 부적당한 구조상의 설계로 인하여, 로봇은 목표물에 접근할 수 없거나, 바닥을 고르게 청소할 수 없으며, 벽면(5)에 접근하는 것이 용이하지 않게 된다. 즉, 평행 또는 대각선으로 배열된 두 개의 송신기(31) 및 수신기(32)를 사용함으로써, 계단에서 떨어져 손상될 가능성을 야기하거나 낮은 캐비넷에 막히는 바닥으로부터의 거리 또는 상단 거리를 정확하게 검출하는 것이 어렵다. 따라서, 본 발명의 IR 센서는 흑색/백색 벽 또는 거울 면을 잘못 판단하거나 부정확한 판단을 방지하도록 주 몸체가 정확하게 거리를 판단하고, 목표물에 접근하거나 벽면(5)을 접촉하도록 설계되었다. 이로 인하여, 적용 범위와 작업 능률을 크게 향상시킬 수 있으며, 또한, 예상치 못한 떨어짐이나 막힘을 피하기 위하여 바닥으로부터 로봇 몸체와의 거리 또는 상단 거리를 정확하게 검출할 수 있게 된다.

종래 기술의 전술한 문제점을 극복하기 위하여, IR 거리 센서의 기능에 능률을 크게 향상시킬 수 있는 개선된 구조를 제공하여 진보성을 가지게 한다. 본 발명은 상기 종래 기술의 결점을 극복할 수 있도록 설계되었다. 다른 반사율의 백색/흑색 벽 및 거울면의 영향하에서는, 거리의 오판 및 미리 설정된 목표물 또는 벽면으로의 접근 실패를 초래하거나, 심각한 충돌을 불러 일으키고 사용 기간을 단축시켜 넓고 긴 범위에서의 사용을 어렵게 한다. 게다가 종래 기술은 바닥으로부터 로봇과의 거리 또는 상단 거리를 검출할 수 없어서 계단에서 떨어지거나 낮은 캐비넷에 막힐 가능성을 초래한다.

상기에서 언급한 목적을 위해, 본 발명은 제어 회로에 의해 이동하는 주 몸체; 상기 주 몸체의 전단에 배치되며, 상기 주 몸체의 제어 회로와 전기적으로 연결된 터치 패널; 및 상기 주 몸체의 터치 패널 상에 배치되며, 상기 제어 회로와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 IR 검출기;를 포함하되, 상기 IR 검출기는 송신기 및 적어도 두 개의 수신기를 포함하며, 상기 송신기는 두 개의 수신기 근처에 배치되는, IR 거리 센서를 제공한다.

바람직한 실시예에서 예시하는 바와 같이, 본 발명의 상기 IR 검출기에 포함된 송신기 및 적어도 두 개의 수신기는 수직으로 배열될 수 있다.

바람직한 실시예에서 예시하는 바와 같이, 본 발명의 상기 IR 검출기에 포함된 송신기 및 적어도 두 개의 수신기는 수평으로 배열될 수 있다.

바람직한 실시예에서 예시하는 바와 같이, 상기 IR 검출기의 송신기와 두 개의 수신기 사이의 거리는 두 개의 수신기 사이의 거리 이하이다.

이러한 설계로, 상기 IR 검출기의 두 개의 수신기 중 어느 하나가 송신기로 부터의 신호를 수신하지 못할 때, 주 몸체의 제어 회로에 응답하여 뒤로 움직여서, 흑색/백색 벽 또는 거울면에 대한 오판이나 부정확한 판단을 방지하고,효율적으로 판단의 정확성을 향상시키고, 계단에서 떨어지거나 낮은 캐비넷에 막히는 것을 피하기 위하여 바닥으로부터 주 몸체와의 거리 또는 상단 거리를 정확하게 검출할 수 있다.

도 1은 종래 기술의 사시도이다.
도 2는 종래 IR 검출기의 동작도[1]이다.
도 3은 종래 IR 검출기의 동작도[2]이다.
도 4는 본 발명의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 IR 검출기의 동작도[1]이다.
도 6은 본 발명의 IR 검출기의 동작도[2]이다.

본 발명의 특징과 이점은 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 이하의 상세한 설명에 의해 사려깊은 숙고로 보다 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 그러나 이는 도면에서의 실제 비율과 정확한 배치에 대해서 적용 범위의 제한 없이 단지 예시와 보충적인 설명을 위한 것이다.

본 발명의 사시도는 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다. IR 거리 센서의 바람직한 실시예에 관한 동작도 [1][2] 또한 참조하면, 상기 IR 거리 센서는 주 몸체 (1), 터치 패널(11) 및 적어도 하나의 IR 검출기(4)를 포함한다.

상기 주 몸체(1)는, 제어회로(10)에 의해 이동하는 몸체이다.

상기 터치 패널(11)은, 상기 주 몸체(1)의 전단에 배치되며, 상기 주 몸체 (1)의 제어 회로(10)와 전기적으로 연결된다.

적어도 하나의 IR 검출기(4)는, 상기 주 몸체(1)의 터치 패널(11) 상에 수직으로 배치되거나, 수평으로 배열되거나 또는 다른 방식으로 배열될 수 있다.

또한, 상기 IR 검출기(4)는 상기 제어 회로(10)와 전기적으로 연결된다. 상기 IR 검출기(4)는 또한 송신기(41) 및 적어도 두 개의 수신기(42,43)를 포함하며, 상기 송신기(41)는 두 개의 수신기(42,43) 근처에 배치된다. 송신기(41)는 IR 신호(40)를 송신할 수 있고, 상기 두 개의 수신기(42,43)는 상기 송신기(41)에서 송신한 신호(40)를 수신할 수 있다. 상기 IR 검출기(4)의 송신기(41)와 두 개의 수신기(42,43) 사이의 거리는 두 개의 수신기(42,43) 사이의 거리 이하이다.

도 5, 도 6과 함께 도 4를 참조하면, 수직으로 배열된 하나의 송신기(41) 및 적어도 두 개의 수신기(42,43)를 구비한 상기 IR 검출기(4)는 주 몸체(1)의 터치 패널(11)의 전단 상에 배치된다. 바람직한 실시예인 청소 로봇의 주 몸체(1)가 벽면(5) 앞에 위치하면, 송신기(41)로부터의 IR 신호(40)는 적어도 두 개의 수신기 (42,43)에 의해 수신되고, 상기 IR 검출기(4)가 상기 주 몸체(1)의 제어 회로(10)와 전기적으로 연결되어 있어, 주 몸체(1)는 판단하고, 앞으로 이동한다(도 5에 도시). 상기 IR 검출기(4)의 두 개의 수신기(42,43) 중 어느 하나가 상기 벽면(5)으로부터 반사된 IR 신호(40)를 수신하는데 실패하면{즉, 오직 하나의 수신기(42)만이 IR 신호(30)를 수신}, 주 몸체(1)의 제어 회로(10)가 판단하여, 즉시 앞으로 이동하도록 한다(도 6에 도시). 본 발명에서, 상기 IR 검출기(4)는 송신기(41)와 또한 상기 송신기(41) 근처에 배치된 적어도 두 개의 수신기(42,43)를 구비하고, 상기 IR 검출기(4)의 송신기(41)와 두 개의 수신기(42,43) 사이의 거리는 두 개의 수신기(42,43) 사이의 거리 이하이다. 따라서, 제 1 수신기(42)에 더하여, 본 발명의 다른 수신기{예를 들어 본 발명의 수신기(43)}는 주 몸체(1)가 미리 설정된 거리에 도달한 후에 뒤로 이동할지를 판단하는데 이용될 수 있다. 게다가, 본 발명의 상기 IR 신호(40)의 강도는 제한이 없고, 같은 거리에서 흑색/백색 벽면(5) 또는 거울면의 영향을 받을 염려가 없어서, 상기 벽면(5) 또는 어떤 물체와 주 몸체(1)와의 심각한 충돌이 일어날 가능성을 제거한다. 또한, 본 발명은 바닥으로부터 로봇의 주 몸체(1)와의 거리 또는 상단 거리를 정확하게 검출할 수 있게 되어서, 계단에서 떨어지거나 낮은 캐비넷에 막히는 가능성을 배제할 수 있게 된다.

이러한 설계로, 상기 IR 검출기(4)의 두 개의 수신기(42,43) 중 어느 하나가 상기 송신기(41)로부터의 신호(40)를 수신하는데 실패할 때, 제어 회로(10)에 응답하여 뒤로 이동하게 되므로, 흑색/백색 벽 또는 거울면으로 인한 오판단 또는 부정확한 판단을 방지하고, 효율적으로 판단의 정확성을 향상시키며, 심각한 충돌이나 소음없이 완전한 청소를 보장하면서 벽면(5)으로부터의 거리를 정확하게 검출하며, 또한, 계단에서 떨어지거나 낮은 캐비넷에 막히는 것이 방지된다.

요약하면, 혁신적인 구조의 본 발명은 창의성과 응용에 대한 새로운 특허의 정신에 따른 획기적인 제품으로서 능률을 개선할 수 있고, 그 특허 청구범위는 이하에 기재되어 있다.

비록 본 발명은 바람직한 실시예에 관하여 설명하였지만, 다른 많은 가능한 변경과 변형은 아래에 청구된 발명의 정신과 범위에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것은 이해될 수 있을 것이다.

Claims

제어 회로로 이동하는 주 몸체;
상기 주 몸체의 전단에 배치되며, 상기 주 몸체의 제어 회로와 전기적으로 연결된 터치 패널; 및
상기 주 몸체의 터치 패널상에 배치되며, 상기 제어 회로와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 IR 검출기;를 포함하되,
상기 IR 검출기는 송신기 및 적어도 두 개의 수신기를 포함하며, 상기 송신기는 두 개의 수신기 근처에 배치되는, IR 거리 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 IR 검출기의 송신기 및 적어도 두 개의 수신기는 수직으로 배열될 수 있는, IR 거리 센서.
제 1 항에 있어서, 상기 IR 검출기의 송신기 및 적어도 두 개의 수신기는 수평으로 배열될 수 있는, IR 거리 센서.
제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 IR 검출기의 송신기와 두 개의 수신기 사이의 거리는 두 개의 수신기 사이의 거리 이하인, IR 거리 센서.