KR20130042423A - 로봇 청소기 및 그 제어 방법 - Google Patents

로봇 청소기 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130042423A
KR20130042423A KR1020120022469A KR20120022469A KR20130042423A KR 20130042423 A KR20130042423 A KR 20130042423A KR 1020120022469 A KR1020120022469 A KR 1020120022469A KR 20120022469 A KR20120022469 A KR 20120022469A KR 20130042423 A KR20130042423 A KR 20130042423A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
auxiliary cleaning
main body
cleaning unit
obstacle
unit
Prior art date
Application number
KR1020120022469A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101970582B1 (ko
Inventor
윤상식
김병찬
이병인
이준화
정재영
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US13/652,802 priority Critical patent/US20130092190A1/en
Priority to EP12188917.4A priority patent/EP2583605B1/en
Priority to JP2012230846A priority patent/JP2013085959A/ja
Priority to CN201210397282.4A priority patent/CN103054515B/zh
Publication of KR20130042423A publication Critical patent/KR20130042423A/ko
Priority to US15/704,839 priority patent/US11006795B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101970582B1 publication Critical patent/KR101970582B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
    • A47L9/2847—Surface treating elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Landscapes

  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 로봇 청소기는 바닥을 주행하는 본체, 상기 본체에 근접하는 장애물을 감지하는 장애물 감지부, 상기 본체의 하부에 돌출, 및 수렴이 가능하게 장착되는 보조 청소 유닛, 및 상기 장애물이 감지되면 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절하여 상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

로봇 청소기 및 그 제어 방법{ROBOT CLEANER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 청소 영역을 주행하면서 바닥에 쌓인 먼지 등을 자동으로 청소하는 로봇 청소기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 로봇 청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 영역을 스스로 주행하면서 바닥으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써 자동으로 청소하는 장치이다. 이와 같은 로봇 청소기는 본체의 하부에 쌓인 먼지 등을 제거하기 위한 메인 브러시 외에 벽면 인접부 등의 청소 성능을 향상시키기 위한 보조 청소 툴을 구비한다.
이와 같은 로봇 청소기의 보조 청소 툴은 로봇 청소기 본체의 내부로부터 외부를 향해 돌출됨으로써 바닥의 먼지, 특히 벽면 인접부의 먼지 등을 청소하게 된다. 이와 같이 보조 청소 툴은 벽면 인접부 등의 청소 성능을 향상시키는 반면, 로봇 청소기 본체의 외부로 돌출됨으로써 장애물, 예를 들어 벽면과 충돌 위험이 증가되는 문제점이 있었다. 그러나, 종래의 로봇 청소기는 보조 청소 툴의 돌출을 정밀하게 제어하지 않음으로써 보조 청소 툴과 장애물의 충돌을 회피하지 못하고 로봇 청소기의 주행이 방해되는 등 벽면 인접부의 효율적인 청소가 불가능하였다.
본 발명의 일 측면은 장애물이 감지되면 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절하는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공한다. 본 발명의 다른 일 측면은 장애물의 형태에 따라 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 제어하는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공한다. 본 발명의 다른 일 측면은 본체의 주행 방향에 따라 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 제어하는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공한다. 본 발명의 다른 일 측면은 청소 모드에 따라 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 제어하는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는 바닥을 주행하는 본체, 상기 본체에 근접하는 장애물을 감지하는 장애물 감지부, 상기 본체의 하부에 돌출, 및 수렴이 가능하게 장착되는 보조 청소 유닛, 및 상기 장애물이 감지되면 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절하여 상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 본체의 주행 방향과 상기 본체의 하부에 회동 가능하게 결합되는 보조 청소 유닛이 이루는 각을 기초로 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절한다.
또한, 상기 제어부는 상기 보조 청소 유닛의 최외곽과 상기 장애물 사이의 거리가 미리 정한 제1 임계값보다 크고 미리 정한 제2 임계값보다 작도록 조절한다.
또한, 상기 제어부는 상기 장애물 감지부의 감지 방향에 따른 출력 신호와 미리 정한 임계값을 비교하여 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절한다.
또한, 상기 미리 정한 임계값은 상기 본체로부터 상기 보조 청소 유닛의 최외곽 거리에 대응된다.
또한, 상기 제어부는 상기 장애물 감지부의 상기 보조 청소 유닛이 돌출되는 방향에 따른 출력 신호만을 기초로 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절한다.
또한, 상기 제어부는 상기 출력 신호에 비례하여 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 로봇 청소기는 바닥을 주행하는 본체, 상기 본체에 근접하는 장애물을 감지하는 장애물 감지부, 상기 본체의 하부에 돌출, 및 수렴이 가능하게 장착되는 보조 청소 유닛, 및 상기 장애물이 감지되면 상기 장애물의 형태에 따라 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 장애물의 형태가 평면 벽면인 경우 상기 보조 청소 유닛이 일정 시간 동안 돌출된 후 수렴되거나, 일정 시간 동안 수렴된 후 돌출되도록 제어한다.
또한, 적어도 둘 이상의 보조 청소 유닛이 상기 본체의 하부에 장착되고, 상기 제어부는 상기 장애물이 상기 본체의 측면에서만 감지되는 경우, 상기 장애물 방향의 보조 청소 유닛만이 돌출, 또는 수렴되도록 제어한다.
또한, 적어도 둘 이상의 보조 청소 유닛이 상기 본체의 하부에 장착되고,
상기 제어부는 상기 장애물의 형태가 코너 벽면인 경우 양측 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 장애물의 형태가 기준 크기 이하의 장애물인 경우 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 조절한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 로봇 청소기는 바닥을 주행하는 본체, 상기 본체에 근접하는 장애물을 감지하는 장애물 감지부, 상기 본체의 하부에 돌출, 및 수렴이 가능하게 장착되는 보조 청소 유닛, 및 상기 장애물이 감지되면 상기 본체의 주행 방향에 따라 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 조절하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 본체의 회전 전후, 또는 후진 전후에 상기 보조 청소 유닛이 수렴되도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 본체의 회전 방향에 따라 상기 회전 방향측 보조 청소 유닛이 수렴되도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 본체의 회전 방향에 따라 상기 회전 반대 방향측 보조 청소 유닛의 돌출 거리가 증가되도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 본체가 회전하는 경우 상기 본체의 주행 속도, 또는 상기 보조 청소 유닛에 결합되는 보조 청소 툴의 회전 속도를 조절한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 로봇 청소기는 바닥을 주행하는 본체, 상기 본체에 근접하는 장애물을 감지하는 장애물 감지부, 상기 본체의 하부에 돌출, 및 수렴이 가능하게 장착되는 보조 청소 유닛, 및 상기 장애물이 감지되면 상기 본체의 청소 모드에 따라 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 조절하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 청소를 완료한 경우 상기 보조 청소 유닛이 돌출되지 않도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 본체가 충전기, 또는 배출 스테이션으로 복귀하는 동안 상기 장애물이 상기 충전기, 또는 배출 스테이션으로 판단되는 경우 상기 보조 청소 유닛이 돌출되지 않도록 제어한다.
또한, 상기 충전기, 또는 배출 스테이션의 식별 신호를 감지하는 신호 감지부를 더 포함한다.
또한, 상기 신호 감지부는 적외선 신호, RF 신호, 자기장 신호를 감지한다.
또한, 상기 제어부는 자동 청소 모드에 따라 청소 동작이 시작되는 경우 일정 시간 동안 상기 보조 청소 유닛이 돌출되지 않도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 본체가 충전을 수행하는 경우 상기 보조 청소 유닛이 돌출되지 않도록 제어한다.
또한, 상기 제어부는 상기 본체의 충전이 완료된 경우, 또는 충전기의 전원이 차단된 경우 상기 보조 청소 유닛이 돌출되지 않도록 제어한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은 본체를 구동하여 바닥을 주행하는 단계, 상기 본체에 근접하는 장애물을 감지하는 단계, 및 상기 본체의 하부에 돌출, 및 수렴이 가능하게 장착되는 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절하여 상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 단계는 상기 본체의 주행 방향과 상기 본체의 하부에 회동 가능하게 결합되는 보조 청소 유닛이 이루는 각을 기초로 제어한다.
또한, 상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 단계는 상기 보조 청소 유닛의 최외곽과 상기 장애물 사이의 거리가 미리 정한 제1 임계값보다 크고 미리 정한 제2 임계값보다 작도록 제어한다.
또한, 상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 단계는 장애물 의 감지 방향에 따른 출력 신호와 미리 정한 임계값을 비교하여 제어한다.
또한, 상기 미리 정한 임계값은 상기 본체로부터 상기 보조 청소 유닛의 최외곽 거리에 대응된다.
또한, 상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 단계는 상기 보조 청소 유닛이 돌출되는 장애물의 감지 방향에 따른 출력 신호만을 기초로 제어한다.
또한, 상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 단계는 상기 출력 신호에 비례하여 제어한다.
상술한 본 발명의 일 측면에 의하면 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절함으로써 보조 청소 유닛과 장애물의 충돌을 회피함과 동시에 벽면 인접부 등의 청소 효율을 개선할 수 있다. 본 발명의 다른 일 측면에 의하면 장애물의 형태에 따라 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 제어함으로써 로봇 청소기의 청소 시간을 감소시키고 벽면 인접부의 청소 효율을 증대시킬 수 있다. 본 발명의 다른 일 측면에 의하면 본체의 주행 방향에 따라 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 제어함으로써 장애물 회피 주행의 경우에도 장애물과 충돌 없이 주행할 수 있다. 본 발명의 다른 일측면에 의하면 청소 모드에 따라 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 제어함으로써 신속하게 충전기, 또는 배출스테이션으로 복귀할 수 있으며, 충전기, 또는 배출 스테이션을 장애물로 판단하여 보조 청소 유닛이 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 외관을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 로봇 청소기의 하부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 보조 청소 유닛을 돌출, 또는 수렴되게 하는 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따라 보조 청소 유닛을 돌출, 또는 수렴되게 하는 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 청소 툴의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보조 청소 툴의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇 청소기의 장애물 감지 결과를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 로봇 청소기의 장애물 감지 결과를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 22 내지 24는 본 발명의 제6 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 외관을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 로봇 청소기(1)는 외관을 형성하는 본체(10), 벽면 인접부와 구석 부분을 청소하기 위한 보조 청소 유닛(21, 22)을 포함한다.
본체(10)에는 장애물을 감지할 수 있도록 각종 센서가 결합되며, 각종 센서는 근접 센서(61), 및/또는 비전 센서(62)를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소기(1)가 정해진 경로 없이 임의의 방향으로 주행하는 경우 즉, 맵이 없는 청소 시스템에서 로봇 청소기(1)는 근접 센서(61)를 이용하여 장애물을 감지하고 청소 영역을 주행하는 것이 가능하다. 반대로 로봇 청소기(1)가 정해진 경로를 따라서 주행하는 경우 즉, 맵을 필요로 하는 청소 시스템에서는 로봇 청소기(1)의 위치 정보를 입력받고 맵을 생성하기 위한 비전 센서(62)가 설치될 수 있으며, 이 밖에 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
그리고, 본체(10)에는 충전기, 또는 배출 스테이션으로부터 신호를 수신할 수 있도록 신호 센서(63)가 결합된다.
또한, 본체(10)에는 디스플레이부(64)가 결합되어 로봇 청소기(1)의 각종 상태를 표시할 수 있다. 예를 들어, 배터리 충전 상태, 집진 장치에 먼지가 가득 찼는지 여부, 또는 로봇 청소기(1)의 청소 모드 등을 나타낼 수 있다.
보조 청소 유닛(21, 22)의 구성에 관해서는 도 3 내지 도 6에서 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 로봇 청소기의 하부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 로봇 청소기(1)는 메인 브러시 유닛(30), 전원부(50), 구동바퀴(41, 42), 캐스터(43), 보조 청소 유닛(21, 22)을 포함한다.
메인 브러시 유닛(30)은 본체(10) 하부의 중앙 영역에서 후방(R)으로 치우친 부분에 형성된 개구에 장착된다. 메인 브러시 유닛(30)은 본체(10)가 놓여 있는 바닥에 쌓인 먼지를 쓸어 먼지 유입구(33)로 유도한다. 그리고, 메인 브러시 유닛(30)이 장착되는 본체(10) 하부의 개구는 먼지 유입구(33)가 된다.
메인 브러시 유닛(30)은 롤러(31), 롤러(31)의 외부면에 박혀 있는 메인 브러시(32)로 구성된다. 롤러(31)가 회전함에 따라 메인 브러시(32)는 바닥에 쌓인 먼지를 휘저어 먼지 유입구(33)로 유도한다.
도 2에 도시되지 않았으나 먼지 유입구(33)의 내부에는 흡입력을 발생시키는 송풍 장치가 결합되어, 먼지 유입구(33)로 유입된 먼지를 집진 장치로 이동하게 한다.
전원부(50)는 본체(10)를 구동시키기 위한 구동 전원을 공급한다. 전원부(50)는 본체(10)와 본체(10)에 장착된 각종 부품을 구동시키기 위한 각 구동 장치와 전기적으로 연결되어 구동 전원을 공급하는 배터리를 포함한다. 배터리는 재충전이 가능한 2차 배터리로 마련되며, 본체(10)가 청소 과정을 완료하고 충전기, 또는 배출 스테이션에 결합되는 경우 충전기, 또는 배출 스테이션으로부터 전력을 공급받아 충전된다.
구동바퀴(41, 42)는 본체(10) 하부의 중앙 영역의 좌우 가장자리에 서로 대칭적으로 배치된다. 구동바퀴(41, 42)는 로봇 청소기(1)가 청소를 수행하는 과정에서 전진, 후진 및 회전 주행 등의 이동 동작이 가능하도록 한다.
로봇 청소기(1)의 주행 방향을 기준으로 본체(10) 하부의 전방 가장자리에는 캐스터(43)가 설치되어, 본체(10)가 안정된 자세를 유시할 수 있도록 한다. 그리고, 구동바퀴(41, 42)와 캐스터(43)는 하나의 어셈블리로 구성되어 본체(10)에 착탈 가능하게 장착될 수 있다.
본체(10)의 전방(F) 양측에는 개구가 형성되어 있고, 이 개구를 덮을 수 있도록 보조 청소 유닛(21, 22)이 설치된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 보조 청소 유닛을 돌출, 또는 수렴되게 하는 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 보조 청소 유닛(21, 22)은 사이드 암(102), 테두리 커버(103), 보조 청소 툴(110)을 포함한다.
본체(10)의 전방 일측 하부에는 사이드 암(102)이 결합되고, 그 상부에는 사이드 암(102)을 구동하는 암 모터(미도시)가 수용된다. 암 모터는 사이드 암(102)에 구동력을 전달하는 소정의 기어를 통해서 회전축(미도시)과 연결되며, 이 회전축이 사이드 암(102)의 일단에 형성된 결합홈(101)에 장착된다.
이에 따라, 암 모터가 구동되면 회전축이 회전하면서 사이드 암(102)은 결합홈(101)을 기준으로 회동하게 된다. 이 때, 사이드 암(102)이 본체(10)의 외측으로 회동하면서, 테두리 커버(103)는 본체(10)의 개구를 더 이상 덮지 않고, 본체(10)의 측면 테두리를 형성하지 않게 된다.
사이드 암(102)의 타단에는 보조 청소 툴이 결합되는 결합홈(104)이 형성된다. 그 상부에는 보조 청소 툴을 구동하는 회전 모터(미도시)가 수용되고, 회전 모터의 구동력에 의해서 보조 청소 툴이 결합홈(104)을 기준으로 회전하게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따라 보조 청소 유닛을 돌출, 또는 수렴되게 하는 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 보조 청소 유닛(21, 22)은 사이드 암(106), 테두리 커버(108), 보조 청소 툴(110)을 포함한다.
본체(10)의 전방 일측 하부에는 사이드 암(106)이 결합홈(105)을 통해 결합되고, 사이드 암(106)의 내부에는 사이드 암(106)의 외부로 미끄러져 연장되는 연장 암(107)이 수용된다.
연장 암(107)은 사이드 암(106)의 내부에서 사이드 암(106)의 길이 방향을 따라 전후로 이동된다. 이를 위해, 사이드 암(106)의 내부에는 레일이 형성되고, 연장 암(107)에는 가이드 고리(미도시)가 형성되어, 연장 암(107)은 레일에 고정된 채로 레일을 따라 미끄러져 이동될 수 있다. 또한, 연장 암(107)의 내부에는 연장 암(107)의 외부로 미끄러져 연장되는 다른 연장 암이 수용될 수 있다. 한편, 다른 연장 암의 이동도 동일한 방식으로 이뤄질 수 있으며, 연장 암의 수는 제한되지 않는다.
그리고, 사이드 암(106)의 상부에는 연장 암(107)을 구동하는 암 모터(미도시)가 수용된다. 암 모터는 소정의 기어를 통해서 연장 암(107)에 구동력을 전달하며, 암 모터가 구동되면 연장 암(107)이 사이드 암(106)의 외부로 미끄러져 본체(10)의 외측으로 돌출된다. 이 때, 테두리 커버(108)는 본체(10)의 개구를 더 이상 덮지 않고, 본체(10)의 측면 테두리를 형성하지 않게 된다.
그리고, 연장 암(106)의 일단에는 보조 청소 툴이 결합되는 결합홈(109)이 형성된다. 그 상부에는 보조 청소 툴을 구동하는 회전 모터(미도시)가 수용되고, 회전 모터의 구동력에 의해서 보조 청소 툴이 결합홈(109)을 기준으로 회전하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 청소 툴의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 보조 청소 툴(110)의 반경 방향 외측으로 브러시 암(113)이 연장되어 형성된다. 브러시 암(113)에는 보조 브러시(112)가 결합되고, 브러시 암(113)으로부터 돌출되어 형성된 회전축(111)이 결합홈을 통해서 사이드 암(102), 또는 연장 암(106)과 결합된다. 그리고, 보조 청소 툴(110)이 회전하게 되면 보조 브러시(112)가 벽면 인접부 등에 쌓인 먼지를 본체(10)의 중앙 영역으로 쓸게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보조 청소 툴의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 보조 청소 툴(110)의 반경 방향으로 걸레 홀더(116)가 형성되고, 걸레 홀더(116)에는 걸레 홀더(116)의 반경 방향으로 보조 걸레(115)가 안착된다. 걸레 홀더(116)의 중심에는 회전 모터의 구동력을 전달 받아 보조 청소 툴(110)을 회전하게 하는 회전축(114)이 돌출되어 형성되며, 이 회전축(114)이 결합홈을 통해서 사이드 암(102), 또는 연장 암(106)과 결합된다. 그리고, 보조 청소 툴(110)이 회전하게 되면 보조 걸레(115)가 벽면 인접부 등을 닦게 된다.
한편, 보조 브러시(112)는 탄성이 있는 다양한 재질로 형성될 수 있으며, 보조 걸레(115)는 섬유 재질 이외에도 다양한 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 본체(10)의 외측으로 돌출되는 보조 청소 유닛(21, 22)으로 인해 청소 영역이 넓어져, 벽면 인접부나 바닥의 구석 부분까지 청소할 수 있게 된다.
이하에서 설명하는 보조 청소 유닛(21, 22)의 동작에서 보조 청소 유닛(21, 22)의 돌출은 개별적으로 설명한 경우를 제외하고는 제1 실시예에 따라 사이드 암(102)이 본체(10)의 외측으로 회동되거나, 제2 실시예에 따라 연장 암(106)이 본체(10)의 외측으로 연장되어 돌출되는 것을 모두 포함한다. 또한, 로봇 청소기(1)의 청소 동작 중에 보조 청소 툴(110)이 회전하여 벽면 인접부나 바닥의 구석 부분을 청소하는 것으로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 7을 참조하면, 로봇 청소기(1)는 입력부(210), 장애물 감지부(220), 신호 감지부(230), 제어부(240), 본체 구동부(250), 메인 브러시 유닛 구동부(260), 보조 청소 유닛 구동부(270)를 포함한다.
입력부(210)는 본체(10)에 마련된 조작 패널, 또는 리모콘으로부터 사용자의 조작 명령을 입력받는다. 사용자의 조작 명령에는 로봇 청소기(1)의 주행, 청소, 또는 충전 동작에 관련된 명령이 포함된다. 특히, 사용자는 리모콘을 직접 조작하여 보조 청소 유닛(21, 22)의 돌출 여부 등의 명령을 입력할 수 있다.
장애물 감지부(220)는 본체(10)의 주행 중에 근접하는 장애물을 감지한다. 보다 상세하게, 장애물 감지부(220)는 근접 센서(61), 또는 비전 센서(62)로부터 장애물에 관한 정보를 수신하고, 본체(10)의 주변에 위치한 장애물을 감지한다.
예를 들어, 근접 센서(61)는 초음파 방식으로 구현되어, 초음파를 송신하고 장애물에서 반사되는 초음파를 수신하여 장애물을 감지할 수 있다. 이를 위해, 근접 센서(61)는 본체(10)의 둘레에 적어도 하나 이상의 초음파 송신부와 초음파 수신부가 결합된 형태로 설치될 수 있다. 초음파 방식의 근접 센서(61)는 장애물과 거리가 가까울수록 반사되는 초음파의 세기가 커져 높은 출력의 신호를 생성한다. 그리고, 근접 센서(61)의 출력 신호를 기초로 본체(10)와 장애물 사이의 거리가 계산될 수 있다.
한편, 비전 센서(62)는 본체(10)의 주행 경로 상의 영상을 획득하고 영상 처리를 이용하여 장애물을 감지할 수 있으며, 실제 3차원 좌표를 기초로 비전 센서(62)가 처리한 영상상의 본체(10)와 장애물 사이의 거리가 계산될 수 있다.
신호 감지부(230)는 신호 센서(63)로부터 충전기로부터 송신되거나, 충전기의 주변에 형성된 식별 신호를 감지한다.
본체 구동부(250)는 구동바퀴(41, 42)를 구동하여 로봇 청소기(1)가 이동되도록 하며, 주행 제어부(242)의 제어 명령에 따라 로봇 청소기(1)의 주행 방향, 및 주행 속도를 조절한다.
메인 브러시 유닛 구동부(260)는 청소 제어부(241)의 제어 명령에 따라 롤러(31)를 구동하고, 롤러(31)가 회전함에 따라 메인 브러시(32)가 회전되면서 바닥에 쌓인 먼지를 쓸게 된다.
보조 청소 유닛 구동부(270)는 청소 제어부(241)의 제어 명령에 따라 암 모터를 구동하여 보조 청소 유닛(21, 22)의 돌출, 또는 수렴 여부를 조절한다. 또한, 보조 청소 유닛 구동부(270)는 암 모터의 회전수를 통해 장애물과 거리에 따라 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출, 또는 수렴되는 정도를 조절한다. 그리고, 보조 청소 유닛 구동부(270)는 보조 청소 툴(110)의 회전 여부, 및 회전 속도를 조절하여 보조 브러시(112), 또는 보조 걸레(115)가 벽면 인접부 등을 청소하게 한다.
제어부(240)는 제어 프로그램에 따라 로봇 청소기(1)의 전반적인 동작을 제어하며, 크게 로봇 청소기(1)의 청소 동작을 제어하는 청소 제어부(241), 로봇 청소기(1)의 주행을 제어하는 주행 제어부(242), 로봇 청소기(1)의 충전을 제어하는 충전 제어부(243)를 포함한다.
청소 제어부(241)는 메인 브러시 유닛(30)의 동작뿐만 아니라, 보조 청소 유닛(21, 22)의 돌출, 또는 수렴 여부, 및 보조 청소 유닛(21, 22)의 돌출, 또는 수렴 정도를 제어한다. 또한, 청소 제어부(241)는 본체(10)의 청소 모드를 자동 청소 모드, 복귀 모드, 충전 모드, 충전 완료 모드, 충전 정지 모드 등으로 구별하고, 청소 모드에 따라 보조 청소 유닛(21, 22)의 돌출, 또는 수렴을 제어한다.
주행 제어부(242)는 본체(10)의 전진, 후진, 또는 회전 주행을 제어한다. 보다 상세하게, 주행 제어부(242)는 본체(10)의 주행을 위한 구동 바퀴(41, 42)의 회전 방향과 속도를 제어한다. 그리고, 주행 제어부(242)는 본체(10)의 주행 경로에 장애물이 감지되는 경우 본체(10)가 장애물을 회피하기 위해서 어느 방향으로 선회해야하는지 또는 후진해야하는지 제어한다.
충전 제어부(243)는 로봇 청소기(1)가 청소를 완료한 경우 충전기, 또는 배출 스테이션으로 복귀하여 충전이 이뤄지도록 제어하며, 본체(10)와 충전기가 도킹하여 충전을 수행하는 경우 충전 상태를 판단한다. 즉, 충전 제어부(243)는 충전이 완료된 경우 또는 충전 중 충전기의 전원이 차단된 경우 등을 판단할 수 있다.
이하에서는 상술한 로봇 청소기의 실시예에 따라 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 제어하는 방법을 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이고, 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8, 및 도 9를 참조하면, 장애물 감지부(220)는 본체(10)에 근접하는 장애물을 감지한다(410). 다음으로, 청소 제어부(241)는 보조 청소 유닛(21)의 결합홈으로부터 장애물의 거리 L을 산출한다(420). 청소 제어부(241)는 근접 센서(61)의 출력 신호를 기초로 보조 청소 유닛(21)의 회전축으로부터 장애물의 거리 L을 산출할 수 있다.
다음으로, 청소 제어부(241)는 보조 청소 유닛(21)이 돌출될 수 있는 거리 D2를 산출한다(430). 본체(10)의 주행 방향을 기준으로 할 때, 보조 청소 유닛(21)이 돌출될 수 있는 거리 D2는 사이드 암(102)의 회전 반경 R, 및 보조 청소 툴(110)의 회전 반경 r을 기초로 산출될 수 있다. 여기서, 보조 청소 툴(110)의 회전 반경 r은 탄성이 없는 브러시 암(113), 또는 걸레 홀더(116)의 회전 반경을 나타낸다. 보다 상세하게, 보조 청소 유닛(21)이 돌출될 수 있는 거리 D2는 다음 수학식에 의해서 산출될 수 있다.
[수학식]
D2 = R * COSθ + r
여기서, θ는 본체(10)의 주행 방향과 사이드 암(102)이 이루는 각을 나타낸다. 그리고, θ의 크기에 따라 사이드 암의 회전 경로(310), 및 보조 청소 툴의 회전 경로(320)를 경유하여 보조 청소 유닛(21)이 돌출될 수 있다.
그리고, 보조 청소 유닛(21)의 최외곽이 장애물과 충돌되지 않도록 보조 청소 유닛(21)이 돌출될 수 있는 거리 D2가 산출된다. 여기서, 보조 청소 유닛(21)의 최외곽은 브러시 암(113), 또는 걸레 홀더(116)가 회전하는 둘레에 대해서 본체(10)의 주행 방향 바깥쪽 테두리를 나타낸다. 이에 따라, 탄성 재질로 형성된 보조 브러시(112), 및 섬유 재질로 형성된 보조 걸레(115)는 회전 경로(330)에 따라 벽면 인접부 등과 접하여 청소할 수 있다.
다음으로, 청소 제어부(241)는 보조 청소 유닛(21)의 돌출 거리를 조절하여 보조 청소 유닛(21)을 돌출한다(440). 이 때, 보조 청소 유닛(21)의 돌출 거리는 사이드 암(102)의 회전각과 관련되며, 사이드 암(102)의 회전각은 각 θ와 관련된다.
청소 제어부(241)는 사이드 암(102)의 회전각을 조절하게 되고, 이에 따라 보조 청소 유닛(21)의 최외곽과 장애물 사이의 거리 D1이 조절된다. 장애물 사이의 거리 D1은 보조 청소 유닛(21)의 회전축으로부터 장애물의 거리 L과 보조 청소 유닛(21)의 돌출 거리 D2의 편차를 통해 산출할 수 있다. 그리고, 청소 제어부(241)는 보조 청소 유닛(21)의 최외곽과 장애물 사이의 거리 D1이 미리 정한 제1 임계값보다 크고, 미리 정한 제2 임계값보다 작도록 보조 청소 유닛(21)의 회전각을 조절할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10, 및 도 11을 참조하면, 장애물 감지부(220)는 본체(10)에 근접하는 장애물을 감지한다(510). 본체(10)의 둘레에는 적어도 하나의 근접 센서(61)가 설치되며, 근접 센서(61)는 각 감지 방향에 대하여 장애물을 감지한다.
다음으로, 청소 제어부(241)는 센서의 위치에 따라 장애물 감지 결과를 분석한다(520). 도 12에 도시된 바와 같이, 장애물 감지 결과를 분석하면, 근접 센서(61)의 감지 방향에 따라 출력 신호가 상이하게 나타난다. 예를 들어, 본체(10)의 주행 방향에 장애물이 위치하는 경우 본체(10)의 정면에 가까운 순서대로 센서의 출력 신호가 크게 나타난다. 이와 같은 경우, 센서 A의 출력 신호를 기초로 장애물의 거리를 계산할 수 있다.
그리고, 청소 제어부(241)는 미리 정한 임계값을 기준으로 하여 근접 센서(61)의 출력 신호가 임계값보다 큰지, 또는 작은지 분석한다. 여기서, 임계값은 본체(10)의 주행 방향에 따라 본체(10)로부터 보조 청소 유닛(21)의 최외곽 거리에 대응된다.
다음으로, 청소 제어부(241)는 분석 결과에 따라 보조 청소 유닛(21)의 돌출 위치를 결정한다(530). 보조 청소 유닛(21)은 사이드 암의 회전 경로(310), 및 보조 청소 툴의 회전 경로(320)를 경유하여 돌출될 수 있다. 여기서, 보조 청소 유닛(21)의 돌출 위치는 사이드 암의 회전 경로(310) 상의 위치에 대응된다.
청소 제어부(241)는 근접 센서(61)의 출력 신호가 미리 정한 임계값보다 크면, 해당하는 근접 센서(61)의 위치는 보조 청소 유닛(21)이 돌출될 공간이 부족한 것으로 판단할 수 있다. 이 때에는 출력 신호가 임계값보다 작은 근접 센서(61) 중 출력 신호가 가장 큰 근접 센서(61)의 위치를 판단하고, 그 근접 센서(61)의 위치에 대응하여 사이드 암의 회전 경로(310) 상의 보조 청소 유닛(21)의 돌출 위치를 결정한다.
그리고, 청소 제어부(241)는 근접 센서(61)의 출력 신호가 미리 정한 임계값보다 작으면, 해당하는 근접 센서(61)의 위치는 보조 청소 유닛(21)이 돌출될 공간이 충분한 것으로 판단할 수 있다. 이 때에는 출력 신호가 가장 큰 근접 센서(61)의 위치를 판단하고, 그 근접 센서(61)의 위치에 대응하여 사이드 암의 회전 경로(310) 상의 보조 청소 유닛(21)의 돌출 위치를 결정한다. 한편, 가장 큰 근접 센서(61)의 위치와 두 번째로 큰 근접 센서(61)의 위치 사이에서 사이드 암의 회전 경로(310) 상의 보조 청소 유닛(21)의 돌출 위치를 결정할 수도 있다.
다음으로, 청소 제어부(241)는 결정된 돌출 위치에 따라 사이드 암(102)의 회전각을 조절하여 보조 청소 유닛(21)을 돌출한다(540).
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이고, 도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13, 및 도 14을 참조하면, 장애물 감지부(220)는 본체(10)에 근접하는 장애물을 감지한다(610).
다음으로, 청소 제어부(241)는 센서의 위치에 따라 장애물 감지 결과를 분석한다(620). 도 15에 도시된 바와 같이 장애물 감지 결과를 분석하면, 근접 센서(61)의 감지 방향에 따라 출력 신호가 상이하게 나타난다. 예를 들어, 보조 청소 유닛(21)이 돌출되는 방향에 장애물이 위치하는 경우 보조 청소 유닛(21)에 가까운 순서대로 센서의 출력 신호가 크게 나타난다. 이와 같은 경우, 보조 청소 유닛(21)이 돌출되는 방향에 위치한 센서의 출력 신호만을 고려하여 장애물 감지 결과를 분석할 수 있으며, 센서 B, 센서 C, 또는 센서 D의 출력 신호를 기초로 장애물의 거리를 계산할 수 있다.
그리고, 청소 제어부(241)는 미리 정한 임계값을 기준으로 하여 근접 센서(61)의 출력 신호가 임계값보다 큰지, 또는 작은지 분석한다. 여기서, 임계값은 연장 암(107)의 연장 방향에 따라 본체(10)로부터 보조 청소 유닛(21)의 최외곽 거리에 대응된다.
다음으로, 청소 제어부(241)는 분석 결과에 따라 보조 청소 유닛(21)의 돌출 위치를 결정한다(630). 보조 청소 유닛(21)은 연장 암의 연장 경로(340)를 경유하여 돌출될 수 있다. 여기서, 보조 청소 유닛(21)의 돌출 위치는 연장 암의 연장 경로(340) 상의 위치에 대응된다.
청소 제어부(241)는 근접 센서(61)의 출력 신호가 미리 정한 임계값보다 크면, 해당하는 근접 센서(61)의 위치는 보조 청소 유닛(21)이 돌출될 공간이 부족한 것으로 판단할 수 있다. 이 때에는 센서 B, 센서 C, 또는 센서 D의 출력 신호에 비례하여 보조 청소 유닛(21)의 돌출 위치를 결정한다.
그리고, 청소 제어부(241)는 근접 센서(61)의 출력 신호가 미리 정한 임계값보다 작으면, 보조 청소 유닛(21)이 돌출될 공간이 충분한 것으로 판단할 수 있다. 이 때에는 보조 청소 유닛(21)의 돌출 위치를 최대로 결정할 수 있다.
다음으로, 청소 제어부(241)는 결정된 돌출 위치에 따라 연장 암(107)의 연장 거리를 조절하여 보조 청소 유닛(21)을 돌출한다(640).
이상에서는 보조 청소 유닛(21)의 제어 방법을 설명하면서, 본체(10)의 주행 방향을 기준으로 하여 보조 청소 유닛(21)의 돌출 거리를 조절하는 방법을 서술하였으나, 본체(10)의 다른 방향에 위치하는 장애물에 대해서도 동일한 방식으로 조절할 수 있다.
또한, 이상에서는 설명의 편의를 위하여 우측 보조 청소 유닛(21)을 예로 들어 설명하였으며, 좌측 보조 청소 유닛(22)에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
그리고, 보조 청소 유닛(21, 22)의 돌출을 제어하는 방법은 역으로 보조 청소 유닛(21, 22)의 수렴을 제어하는 방법에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16 내지 도 18을 참조하면, 청소 제어부(241)는 장애물의 형태를 판단하고, 판단된 장애물의 형태에 따라 보조 청소 유닛(21, 22)의 돌출, 또는 수렴을 조절한다.
청소 제어부(241)는 본체(10)의 측면에 가까운 순서대로 소정의 개수의 근접 센서(61)의 출력 신호가 소정의 값보다 큰 경우에는 본체(10)의 측면에 평면 벽면의 장애물이 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 청소 제어부(241)는 평면 벽면의 장애물에 대해서 보조 청소 유닛(21, 22)이 일정 시간 동안 돌출된 후 수렴되도록 조절한다. 또한, 청소 제어부(241)는 보조 청소 유닛(21, 22)이 일정 시간 동안 수렴된 후 돌출되도록 조절할 수도 있다.
그리고, 청소 제어부(241)는 좌측 보조 청소 유닛(22)과 우측 보조 청소 유닛(21)이 독립적으로 돌출, 또는 수렴되도록 제어하면서, 본체(10)의 좌측, 또는 우측에만 장애물이 위치하는 경우 좌측, 또는 우측 보조 청소 유닛(21, 22)만 돌출, 또는 수렴되도록 제어한다. 또한, 청소 제어부(241)는 양측 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출, 또는 수렴되도록 제어할 수도 있다.
한편, 청소 제어부(241)는 보조 청소 유닛이 둘 이상 있는 경우에도 동일한 방식으로 보조 청소 유닛을 제어할 수 있다.
청소 제어부(241)는 본체(10)의 측면뿐만 아니라 정면에 가까운 순서대로 소정의 개수의 근접 센서(61)의 출력 신호가 소정의 값보다 큰 경우에는 본체(10) 측면, 및 정면에 코너 벽면의 장애물이 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 청소 제어부(241)는 코너 벽면의 장애물에 대해서 보조 청소 유닛(21, 22)이 일정 시간 동안 돌출된 후 수렴되도록 조절한다. 또한, 청소 제어부(241)는 보조 청소 유닛(21, 22)이 일정 시간 동안 수렴된 후 돌출되도록 조절할 수도 있다.
그리고, 청소 제어부(241)는 본체(10)의 정면에 장애물이 위치하는 경우에는 양측 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출되도록 제어한다.
청소 제어부(241)는 출력 신호가 소정의 값보다 큰 근접 센서(61)가 연속적이지 않은 경우에는 본체(10)의 둘레에 기준 크기 이하의 장애물이 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 청소 제어부(241)는 기준 크기 이하의 장애물에 대해서 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출되지 않도록 조절한다. 여기서, 기준 크기 이하의 장애물은 일반적으로, 본체(10)가 주행하는 바닥에 놓여진 화분, 의자 다리 등일 수 있다. 이 때 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출된다면 화분, 의자 다리 등과 충돌하거나 본체(10)의 장애물 회피 주행에 장애가 발생할 수 있다.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 19 내지 도 21을 참조하면, 청소 제어부(241)는 본체(10)의 주행 방향에 따라 보조 청소 유닛(21, 22)의 돌출, 또는 수렴을 조절한다.
청소 제어부(241)는 본체(10)가 코너 벽면의 장애물로 진입하는 경우 양측 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출되도록 제어한다. 그리고, 주행 제어부(242)는 장애물을 회피하기 위해서 본체(10)가 제자리에서 회전하거나 후진하도록 구동 바퀴(41, 42)를 제어한다.
이 때, 청소 제어부(241)는 본체(10)가 회전하거나 후진하기 전에 보조 청소 유닛(21, 22)이 수렴되도록 제어할 수 있다. 또한, 청소 제어부(241)는 본체(10)의 회전 방향에 따라 회전 방향측 보조 청소 유닛(21, 22)이 회전 전에 수렴되거나 회전 후에 수렴되도록 할 수 있다. 또한, 청소 제어부(241)는 본체(10)의 회전 방향에 따라 회전 반대 방향측 보조 청소 유닛(21, 22)이 회전 전에 수렴되거나 회전 후에 수렴되도록 할 수 있다.
또한, 청소 제어부(241)는 본체(10)의 회전 방향에 따라, 예를 들어, 반시계 방향으로 회전하는 경우 좌측 보조 청소 유닛(22)의 돌출 거리를 감소시키고, 우측 보조 청소 유닛(21)의 돌출 거리를 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 본체(10)가 코너 벽면의 장애물을 회피 주행하는 경우 보조 청소 유닛(21, 22)과 장애물의 충돌이 방지된다.
또한, 본체(10)의 회피 주행 경로에 턱이 위치하는 경우에도 동일한 효과를 가질 수 있다. 특히, 턱이 본체(10)의 주행 경로에 위치하지 않는 경우에도 보조 청소 유닛(21, 22)과 충돌 위험이 존재할 수 있다. 이와 같은 경우 회전 방향측 보조 청소 유닛(22)이 미리 수렴되도록 제어되며, 회전 반대 방향측 보조 청소 유닛(21)은 장애물과 충돌하는 경우에도 자연적으로 수렴될 수 있도록 회전 방향 반대측 암 모터에 대한 전원 공급이 완화되거나, 보조 청소 유닛(21, 22)에 스프링 구조가 이용될 수 있다.
한편, 본체(10)가 코너 벽면의 장애물을 회피 주행하는 경우 주행 제어부(242)는 본체(10)의 주행 속도를 감속시키고, 청소 제어부(241)는 보조 청소 툴(110)의 회전 속도가 가속되도록 제어할 수 있다. 본체(10)의 주행 속도가 감속되는 경우 코너 벽면의 청소 시간이 증가되며, 보조 청소 툴(110)의 회전 속도가 가속되는 경우 코너 벽면의 먼지를 쓸어내는 회수가 증가되어 코너 벽면의 청소 효율이 증가되는 효과가 있다.
도 22 내지 24는 본 발명의 제6 실시예에 따른 로봇 청소기의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 22 내지 24를 참조하면, 청소 제어부(241)는 본체(10)의 청소 모드에 따라 보조 청소 유닛(21, 22)의 돌출, 또는 수렴을 조절한다.
자동 청소 모드의 경우 청소 제어부(241)는 본체(10)에 근접한 장애물이 감지되면 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출되도록 제어한다. 또한, 청소 제어부(241)는 자동 청소 모드에 따라 로봇 청소기(1)의 청소 동작이 시작되는 경우 소정의 시간 동안 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출되지 않도록 제어할 수 있다.
그러나, 복귀 모드의 경우 충전 제어부(243)는 본체(10)가 충전기(80)로 복귀하도록 제어하며, 청소 제어부(241)는 본체(10)가 충전기(80)로 복귀하는 동안 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출되지 않도록 제어한다. 또한, 복귀 모드의 경우 청소 제어부(241)는 본체(10)가 충전기(80)로 복귀하는 동안 감지되는 장애물이 충전기(80)로 판단되는 경우 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출되지 않도록 제어할 수도 있다.
로봇 청소기(1)가 청소를 완료하고 충전기(80)로 복귀 주행을 하는 경우에는 보조 청소 유닛(21, 22)을 돌출하여 청소를 수행할 필요가 없으며, 충전기(80)에 대해 보조 청소 유닛(21, 22)을 돌출하는 경우 본체(10)와 충전기(80)의 도킹에 방해가 될 수 있기 때문이다.
한편, 청소 제어부(241)가 장애물과 충전기(80)를 식별할 수 있도록, 충전기(80)에는 식별 신호를 송신하는 신호 송신부(81)가 설치된다.
식별 신호는 로봇 청소기(1)가 충전기(80)의 위치를 추종하거나 충전기(80)와 도킹할 수 있도록 송신되는 적외선 신호(82)일 수 있다. 여기서, 적외선 신호(82)는 충전기(80)로부터 방사되어 송신되거나 충전기(80)로부터 일직선으로 송신될 수 있다. 충전기(80)로부터 방사되어 송신되는 경우 적외선 신호(82)는 저출력 신호, 및 고출력 신호로 구별되어 신호 영역을 형성할 수 있다. 일 예로 저출력 신호는 충전기(80)의 위치를 추종하도록 형성되며, 고출력 신호는 충전기(80)의 위치 추종 중에 충전기(80)와 도킹할 수 있도록 형성될 수 있다.
신호 감지부(230)는 충전기(80)에서 송신되는 적외선 신호(82)를 감지하고, 청소 제어부(241)는 적외선 신호(82)가 감지되는 경우 본체(10)의 정면에 충전기(80)가 위치하는 것으로 판단하고, 본체(10)와 충전기(80)가 도킹될 때까지 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출되지 않도록 제어한다.
또한, 식별 신호는 충전기(80)로부터 송신되는 단거리 RF 신호일 수 있다. 이에 따라 충전기(80)의 주변에는 소정의 RF 신호 영역(83)이 형성되고, 본체(10)가 RF 신호 영역(83)으로 진입함에 따라 신호 감지부(230)는 충전기(80)로부터 송신되는 단거리 RF 신호를 감지할 수 있다. 청소 제어부(241)는 단거리 RF 신호가 감지되는 경우 본체(10)의 주변에 충전기(80)가 위치하는 것으로 판단하고, 본체(10)와 충전기(80)가 도킹될 때까지 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출되지 않도록 제어한다.
또한, 식별 신호는 충전기(80)의 주변에 형성되는 자기장 신호일 수 있다. 일 예로 충전기(80)의 정면, 측면, 전면, 또는 일면을 둘러싸는 형태로 자석 벨트(84)가 설치되고, 자석 벨트(84)는 충전기(80)의 주변에 소정의 자기장 영역(85)을 형성할 수 있다. 한편, 자석 벨트(84)는 반드시 띠의 형태로 설치되는 것은 아니다.
신호 감지부(230)는 충전기(80)의 주변에 형성된 자기장을 감지하고, 청소 제어부(241)는 자기장이 감지되는 경우 본체(10)의 주변에 충전기(80)가 위치하는 것으로 판단하여, 본체(10)와 충전기(80)가 도킹될 때까지 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출되지 않도록 제어한다.
본체(10)가 충전을 수행하는 충전 모드, 본체(10)의 충전이 완료된 충전 완료 모드, 본체(10)의 충전 중에 충전기의 전원이 차단되는 충전 정지 모드의 경우에도 청소 제어부(241)는 보조 청소 유닛(21, 22)이 돌출되지 않도록 제어한다.
상술한 로봇 청소기(1)의 동작은 충전기(80)에 대해서 뿐만 아니라, 로봇 청소기(1)에 저장된 먼지를 비우는 배출 스테이션의 경우에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 로봇 청소기(1)의 보조 청소 유닛(21, 22)이 본체(10)의 좌측, 및 우측에 결합되는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 적용되기 위한 보조 청소 유닛의 개수 및 설치 위치에는 제한이 없다.
210: 입력부 220: 장애물 감지부
230: 신호 감지부 240: 제어부
250: 본체 구동부 260: 메인 브러시 유닛 구동부
270: 보조 청소 유닛 구동부

Claims (32)

  1. 바닥을 주행하는 본체;
    상기 본체에 근접하는 장애물을 감지하는 장애물 감지부;
    상기 본체의 하부에 돌출, 및 수렴이 가능하게 장착되는 보조 청소 유닛; 및
    상기 장애물이 감지되면 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절하여 상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 본체의 주행 방향과 상기 본체의 하부에 회동 가능하게 결합되는 보조 청소 유닛이 이루는 각을 기초로 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절하는 로봇 청소기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 보조 청소 유닛의 최외곽과 상기 장애물 사이의 거리가 미리 정한 제1 임계값보다 크고 미리 정한 제2 임계값보다 작도록 조절하는 로봇 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 장애물 감지부의 감지 방향에 따른 출력 신호와 미리 정한 임계값을 비교하여 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절하는 로봇 청소기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 미리 정한 임계값은 상기 본체로부터 상기 보조 청소 유닛의 최외곽 거리에 대응되는 로봇 청소기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 장애물 감지부의 상기 보조 청소 유닛이 돌출되는 방향에 따른 출력 신호만을 기초로 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절하는 로봇 청소기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 출력 신호에 비례하여 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절하는 로봇 청소기.
  8. 바닥을 주행하는 본체;
    상기 본체에 근접하는 장애물을 감지하는 장애물 감지부;
    상기 본체의 하부에 돌출, 및 수렴이 가능하게 장착되는 보조 청소 유닛; 및
    상기 장애물이 감지되면 상기 장애물의 형태에 따라 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 제어하는 제어부;를 포함하는 로봇 청소기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 장애물의 형태가 평면 벽면인 경우 상기 보조 청소 유닛이 일정 시간 동안 돌출된 후 수렴되거나, 일정 시간 동안 수렴된 후 돌출되도록 제어하는 로봇 청소기.
  10. 제9항에 있어서,
    적어도 둘 이상의 보조 청소 유닛이 상기 본체의 하부에 장착되고,
    상기 제어부는 상기 장애물이 상기 본체의 측면에서만 감지되는 경우, 상기 장애물 방향의 보조 청소 유닛만이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 로봇 청소기.
  11. 제8항에 있어서,
    적어도 둘 이상의 보조 청소 유닛이 상기 본체의 하부에 장착되고,
    상기 제어부는 상기 장애물의 형태가 코너 벽면인 경우 양측 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 로봇 청소기.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 장애물의 형태가 기준 크기 이하의 장애물인 경우 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 조절하는 로봇 청소기.
  13. 바닥을 주행하는 본체;
    상기 본체에 근접하는 장애물을 감지하는 장애물 감지부;
    상기 본체의 하부에 돌출, 및 수렴이 가능하게 장착되는 보조 청소 유닛; 및
    상기 장애물이 감지되면 상기 본체의 주행 방향에 따라 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 조절하는 제어부;를 포함하는 로봇 청소기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 본체의 회전 전후, 또는 후진 전후에 상기 보조 청소 유닛이 수렴되도록 제어하는 로봇 청소기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 본체의 회전 방향에 따라 상기 회전 방향측 보조 청소 유닛이 수렴되도록 제어하는 로봇 청소기.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 본체의 회전 방향에 따라 상기 회전 반대 방향측 보조 청소 유닛의 돌출 거리가 증가되도록 제어하는 로봇 청소기.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 본체가 회전하는 경우 상기 본체의 주행 속도, 또는 상기 보조 청소 유닛에 결합되는 보조 청소 툴의 회전 속도를 조절하는 로봇 청소기.
  18. 바닥을 주행하는 본체;
    상기 본체에 근접하는 장애물을 감지하는 장애물 감지부;
    상기 본체의 하부에 돌출, 및 수렴이 가능하게 장착되는 보조 청소 유닛; 및
    상기 장애물이 감지되면 상기 본체의 청소 모드에 따라 상기 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴을 조절하는 제어부;를 포함하는 로봇 청소기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어부는 청소를 완료한 경우 상기 보조 청소 유닛이 돌출되지 않도록 제어하는 로봇 청소기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 본체가 충전기, 또는 배출 스테이션으로 복귀하는 동안 상기 장애물이 상기 충전기, 또는 배출 스테이션으로 판단되는 경우 상기 보조 청소 유닛이 돌출되지 않도록 제어하는 로봇 청소기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 충전기, 또는 배출 스테이션의 식별 신호를 감지하는 신호 감지부; 를 더 포함하는 로봇 청소기.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 신호 감지부는 적외선 신호, RF 신호, 자기장 신호를 감지하는 로봇 청소기.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 제어부는 자동 청소 모드에 따라 청소 동작이 시작되는 경우 일정 시간 동안 상기 보조 청소 유닛이 돌출되지 않도록 제어하는 로봇 청소기.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 본체가 충전을 수행하는 경우 상기 보조 청소 유닛이 돌출되지 않도록 제어하는 로봇 청소기.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 본체의 충전이 완료된 경우, 또는 충전기의 전원이 차단된 경우 상기 보조 청소 유닛이 돌출되지 않도록 제어하는 로봇 청소기.
  26. 본체를 구동하여 바닥을 주행하는 단계;
    상기 본체에 근접하는 장애물을 감지하는 단계; 및
    상기 본체의 하부에 돌출, 및 수렴이 가능하게 장착되는 보조 청소 유닛의 돌출, 또는 수렴 정도를 조절하여 상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 단계; 를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 단계는 상기 본체의 주행 방향과 상기 본체의 하부에 회동 가능하게 결합되는 보조 청소 유닛이 이루는 각을 기초로 제어하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 단계는 상기 보조 청소 유닛의 최외곽과 상기 장애물 사이의 거리가 미리 정한 제1 임계값보다 크고 미리 정한 제2 임계값보다 작도록 제어하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 단계는 장애물 의 감지 방향에 따른 출력 신호와 미리 정한 임계값을 비교하여 제어하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 미리 정한 임계값은 상기 본체로부터 상기 보조 청소 유닛의 최외곽 거리에 대응되는 로봇 청소기의 제어 방법.
  31. 제26항에 있어서,
    상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 단계는 상기 보조 청소 유닛이 돌출되는 장애물의 감지 방향에 따른 출력 신호만을 기초로 제어하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 보조 청소 유닛이 돌출, 또는 수렴되도록 제어하는 단계는 상기 출력 신호에 비례하여 제어하는 로봇 청소기의 제어 방법.
KR1020120022469A 2011-10-18 2012-03-05 로봇 청소기 및 그 제어 방법 KR101970582B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/652,802 US20130092190A1 (en) 2011-10-18 2012-10-16 Robot cleaner and control method for the same
EP12188917.4A EP2583605B1 (en) 2011-10-18 2012-10-18 Robot cleaner and control method for the same
JP2012230846A JP2013085959A (ja) 2011-10-18 2012-10-18 ロボット清掃機及びその制御方法
CN201210397282.4A CN103054515B (zh) 2011-10-18 2012-10-18 机器人吸尘器以及用于该机器人吸尘器的控制方法
US15/704,839 US11006795B2 (en) 2011-10-18 2017-09-14 Robot cleaner

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110106678 2011-10-18
KR20110106678 2011-10-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130042423A true KR20130042423A (ko) 2013-04-26
KR101970582B1 KR101970582B1 (ko) 2019-04-22

Family

ID=48441128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120022469A KR101970582B1 (ko) 2011-10-18 2012-03-05 로봇 청소기 및 그 제어 방법

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2013085959A (ko)
KR (1) KR101970582B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3485788A4 (en) * 2016-07-14 2020-06-03 LG Electronics Inc. -1- CLEANSER
WO2023214684A1 (ko) * 2022-05-04 2023-11-09 삼성전자 주식회사 주행 로봇, 그 주행 로봇의 제어 방법, 및 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록매체

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6935943B2 (ja) * 2017-09-04 2021-09-15 学校法人千葉工業大学 自走式掃除機
CN110412530B (zh) * 2018-04-27 2021-09-17 深圳市优必选科技有限公司 一种识别充电桩的方法、装置及机器人
CN114587190B (zh) * 2021-08-23 2023-07-04 北京石头世纪科技股份有限公司 一种清洁设备的控制方法、系统、设备及计算机可读存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07155273A (ja) * 1993-12-02 1995-06-20 Nippon Yusoki Co Ltd 自走式掃除機
US20010004719A1 (en) * 1998-07-31 2001-06-21 Volker Sommer Service robot for the automatic suction of dust from floor surfaces
KR20060050129A (ko) * 2004-07-14 2006-05-19 산요덴키가부시키가이샤 청소기
US7332890B2 (en) * 2004-01-21 2008-02-19 Irobot Corporation Autonomous robot auto-docking and energy management systems and methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07155273A (ja) * 1993-12-02 1995-06-20 Nippon Yusoki Co Ltd 自走式掃除機
US20010004719A1 (en) * 1998-07-31 2001-06-21 Volker Sommer Service robot for the automatic suction of dust from floor surfaces
US7332890B2 (en) * 2004-01-21 2008-02-19 Irobot Corporation Autonomous robot auto-docking and energy management systems and methods
KR20060050129A (ko) * 2004-07-14 2006-05-19 산요덴키가부시키가이샤 청소기

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3485788A4 (en) * 2016-07-14 2020-06-03 LG Electronics Inc. -1- CLEANSER
US10993598B2 (en) 2016-07-14 2021-05-04 Lg Electronics Inc. Robot cleaner and method of controlling the same
US11019975B2 (en) 2016-07-14 2021-06-01 Lg Electronics Inc. Robot cleaner
US11071429B2 (en) 2016-07-14 2021-07-27 Lg Electronics Inc. Robot cleaner
US11202547B2 (en) 2016-07-14 2021-12-21 Lg Electronics Inc. Cleaner
US11253126B2 (en) 2016-07-14 2022-02-22 Lg Electronics Inc. Robot cleaner
US11564546B2 (en) 2016-07-14 2023-01-31 Lg Electronics Inc. Cleaner
US11930973B2 (en) 2016-07-14 2024-03-19 Lg Electronics Inc. Cleaner
US12075955B2 (en) 2016-07-14 2024-09-03 Lg Electronics Inc. Cleaner washing apparatus
WO2023214684A1 (ko) * 2022-05-04 2023-11-09 삼성전자 주식회사 주행 로봇, 그 주행 로봇의 제어 방법, 및 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록매체

Also Published As

Publication number Publication date
KR101970582B1 (ko) 2019-04-22
JP2013085959A (ja) 2013-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11006795B2 (en) Robot cleaner
US10335005B2 (en) Robot cleaner
KR102015311B1 (ko) 청소 로봇 및 그 제어 방법
EP3047773B1 (en) Robot cleaner and controlling method thereof
US7133746B2 (en) Autonomous machine for docking with a docking station and method for docking
KR101752190B1 (ko) 로봇청소기 및 그 제어방법
EP2921095B1 (en) Robot cleaner and method for controlling the same
EP3236829B1 (en) Autonomous mobile cleaner and control method thereof
CA2959143C (en) Autonomous traveling body device
KR101484940B1 (ko) 로봇청소기 및 그 제어방법
KR101666902B1 (ko) 청소기의 제어방법
US20140283326A1 (en) Robot cleaner and control method thereof
KR101970582B1 (ko) 로봇 청소기 및 그 제어 방법
KR102070282B1 (ko) 청소기 및 그 제어방법
KR102070066B1 (ko) 로봇 청소기 및 그 제어 방법
CN110507238B (zh) 自主行走式吸尘器
KR20130042422A (ko) 로봇 청소기 및 그 제어방법
KR101970586B1 (ko) 로봇 청소기 및 그 제어 방법
CN216167276U (zh) 一种自移动机器人
JP7089452B2 (ja) 自走式掃除機
JP6942102B2 (ja) 自走式掃除機
CN113854900B (zh) 一种自移动机器人
JP2016045518A (ja) 自律走行体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant