KR20150006857A - 자주식 전자 장치 - Google Patents

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KR20150006857A
KR20150006857A KR1020147032593A KR20147032593A KR20150006857A KR 20150006857 A KR20150006857 A KR 20150006857A KR 1020147032593 A KR1020147032593 A KR 1020147032593A KR 20147032593 A KR20147032593 A KR 20147032593A KR 20150006857 A KR20150006857 A KR 20150006857A
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고지 무라카미
초지 요시다
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

단차가 존재하더라도, 자주식 전자 장치가 단차 위로 스무드하게 올라갈 수 있도록 하우징의 하부 부분이 성형되어 있는 자주식 전자 장치가 제공된다. 자주식 전자 장치는 하우징(101), 하우징의 저부면 상에 배치되고 바닥면과 접하게 되고 하우징이 주행하게 하는 구동륜(108), 저부면 상에 배치되고 바닥면과 접하게 되고 하우징을 지지하는 종동륜(109) 및 주행 방향에서 하우징의 전방 하단부로부터 저부면으로 스무드하게 놓이도록 배치된 경사판(104)을 구비한다. 하우징은 주행 방향으로 변위될 수 있는 범퍼(111)를 갖고, 경사판의 전방 단부는 범퍼가 후진할 때 범퍼의 전방 하단부(102)의 후방에 위치된다.

Description

자주식 전자 장치{SELF-TRAVELING ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 자주식(self-traveling) 전자 장치에 관한 것이다.
자주식 전자 장치의 예인 자주식 진공 청소기(vacuum cleaner)가 예를 들어 특허 문헌 1에 설명된 것과 같이 공지되어 있다. 자주식 전자 장치의 다른 예인 자주식 공기 청정기(air cleaner)가 예를 들어, 특허 문헌 2에 설명된 것과 같이 공지되어 있다.
특허 문헌 1은 자주식 진공 청소기의 본체의 전방의 바닥면 상의 물체를 감지하기 위한 센서와, 감지 결과에 기초하여 바닥면으로부터 본체의 전방부를 들어올리기 위한 승강 수단(lifting means)을 포함하고, 본체의 전방부는 자주식 진공 청소기의 주행 방향에 기초하여 결정되고 주행 수단에 기초하여 바닥면으로부터 상승되고, 물체 위로 올라가는 것이 가능한 자주식 진공 청소기를 설명하고 있다. 따라서, 자주식 진공 청소기는 전기 코드 또는 신문지와 같은 물체 위로 올라가서 청소하는 것이 가능하다. 이 자주식 진공 청소기는 바닥면이 단차(level difference)를 갖더라도 자주식 진공 청소기가 자율 주행(self-travel)하도록 주행 방향에 대해 경사지는 하부 단부면을 갖는다. 이 경사부는 자주식 진공 청소기가 단차 위로 쉽게 올라갈 수 있게 한다.
특허 문헌 2는 자주식 공기 청정기의 주행 방향을 향해 개방된 흡기구, 상향으로 개방된 배기구 및 구동륜과 전륜 사이에 배치되어 먼지를 긁어모으는 브러시를 포함하는 자주식 공기 청정기를 설명하고 있다. 이 자주식 공기 청정기는 방 내에서 주행하는 동안 청정한 공기를 방에 공급하고 동시에 브러시의 사용에 의해 바닥면을 청소한다. 도 2는 본체의 전방면에 본체의 전폭을 가로질러 배치된 범퍼를 구비하는 특허 문헌 2의 자주식 공기 청정기를 도시하고, 범퍼는 그 하단부로부터 그 저부를 향해 만곡되어 있다.
[선행 기술 문헌]
[특허 문헌]
특허 문헌 1: 일본 특허 출원 공개 제2006-155274호
특허 문헌 2: 일본 특허 출원 공개 제2005-331128호
특허 문헌 1의 자주식 진공 청소기는 고정되지 않은 물체와의 재밍(jamming) 없이 전기 코드와 같은 고정되지 않은 물체 위를 넘어가기 위해 승강 수단의 사용에 의해 그 전방 단부를 들어올리면서 전진하는 것이 가능하다. 그러나, 자주식 진공 청소기는 승강 수단을 실현하기 위해 복잡한 구조를 필요로 한다. 자주식 진공 청소기는 자주식 진공 청소기가 단차 위로 쉽게 올라가게 하기 위해 본체의 그 하단부면에 경사부를 구비한다. 그러나, 이 경사부는 반복적으로 주행 코스에서의 단차와 접하게 되어, 가능하게는 단차의 코너에 손상을 야기한다. 자주식 진공 청소기는 또한 본체의 전방 단부와 경사부의 전방 단부 사이에 배치된 약간의 단차부를 갖는다. 따라서, 자주식 진공 청소기는 불균일한 표면 상에서 스무드하게(smoothly) 자율 주행하는 것이 불가능할 수도 있다.
특허 문헌 2의 자주식 공기 청정기는 본체의 전방부에 배치된 범퍼의 사용에 의해 물체와의 충돌을 감지하고 하우징을 보호한다. 자주식 공기 청정기는 자주식 공기 청정기가 정지하고, 후진하고, 회전하여 재차 주행하기 전에 물체를 회피하도록 범퍼의 눌림 및/또는 비접촉식 센서의 사용에 의해 자주식 공기 청정기의 전방의 물체를 감지하도록 구성된다.
자주식 공기 청정기가 범퍼의 사용에 의해 물체를 감지함으로써 물체를 회피하는 경우에, 자주식 공기 청정기는 자주식 공기 청정기가 카펫의 에지와 같은 소정 정도의 단차 위로 올라가서 주행할 수 있지 않으면 방을 청소할 수 없다. 따라서, 범퍼의 하단부는 미리 정해진 높이에서 바닥면으로부터 이격하여 상승되도록 구성된다. 자주식 공기 청정기는 범퍼의 하단부와 바닥면 사이의 높이보다 낮은 단차 위로 올라간다.
자주식 장치의 저부가 바닥면으로부터 이격되어 있으면, 자주식 장치의 저부는 단차와 충돌하지 않거나 단차 위로 올라간다. 그 간단한 예는 범퍼의 저부가 그 하단부보다 높은 구조를 가져야 한다. 자주식 진공 청소기는 예를 들어, 자주식 진공 청소기의 저부 상에 배치된 흡기구를 통해 바닥면 상의 먼지를 흡인할 필요가 있고, 따라서 자주식 진공 청소기는 흡기구가 바닥면으로부터 너무 멀리 있으면 먼지를 효율적으로 흡인하지 않는다. 자주식 장치는 일반적으로 예를 들어 살균, 탈취 및 알러지 물질의 억제를 위해 예를 들어 침대 아래로 주행하기 위해 그 높이를 낮게 유지해야 할 필요가 있다. 따라서, 저부를 높게 설정하는 것이 어려울 수도 있다. 이 경우에, 특허 문헌 1에 설명된 경사부는 자주식 장치가 단차 위로 쉽게 올라갈 수도 있도록 필요할 수도 있다.
본 발명은 전술된 상황의 견지에서 연구된 것으로서, 자주식 전자 장치가 단차 위로 스무드하게 올라갈 수 있도록 그 하부 부분이 고유하게 성형되어 있는 하우징을 포함하는 자주식 전자 장치를 제공하는 것이다.
전술된 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 하우징과, 하우징의 저부에 배치되고 바닥면과 접하여 하우징을 바닥면 상에서 주행시키는 구동륜과, 하우징의 저부 상에 배치되고 바닥면과 접하여 하우징을 지지하는 종동륜(follower wheel)과, 주행 방향에 있어서 하우징의 전방 하단부로부터 저부로 스무드하게 놓이도록 배치된 경사판을 포함하고, 하우징은 주행 방향으로 활주 가능한 범퍼를 갖고, 경사판의 전방 단부는 범퍼가 후방으로 활주하는 경우에 범퍼의 전방 하단부 후방에 위치되는 것을 특징으로 하는 자주식 전자 장치를 제공한다.
본 발명의 자주식 전자 장치는, 자주식 전자 장치가 하우징의 저부와 하우징의 하단부를 스무드하게 연결하기 위해 배치된 경사판을 포함하고, 하우징은 주행 방향으로 활주 가능한 범퍼를 갖고, 경사판의 전방 단부는 범퍼가 후방으로 활주하는 경우에 범퍼의 전방 하단부 후방에 위치되기 때문에, 단차 위로 스무드하게 올라가는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 자주식 전자 장치를 위해 사용된 경사판의 설명도의 예이다.
도 2는 본 발명의 비교예인 경사판을 갖지 않는 종래의 자주식 전자 장치의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시예를 예시하는 자주식 이온 발생기의 사시도이다.
도 4는 상부 커버가 없는 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기의 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기의 저면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기 상에 배치될 다양한 경사판의 설명도를 도시한다.
도 7은 도 3의 화살표 A-A를 따라 본, 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기의 단면도이다.
도 8은 도 3의 화살표 B-B를 따라 본, 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기의 단면도이다.
도 9는 도 3의 화살표 C-C를 따라 본, 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기의 단면도이다.
도 10은 충전 스테이션으로 복귀한 도 4에 도시된 자주식 이온 발생기의 대응 도면이다.
도 11은 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기를 제어하기 위한 제어기의 구성을 지시하는 블록도이다.
도 12는 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기 내에 설치될 이온 발생 장치의 간략한 구조의 설명도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예를 예시하는 자주식 진공 청소기의 사시도이다.
도 14는 도 13의 화살표 A-A를 따라 본, 도 13에 도시된 자주식 진공 청소기의 단면도이다.
도 15는 도 13에 도시된 자주식 진공 청소기의 저면도이다.
도 16은 도 13에 도시된 자주식 진공 청소기 상에 배치될 다양한 경사판의 설명도를 도시한다.
도 17은 그 커버가 개방되어 있는 도 14에 도시된 자주식 진공 청소기의 대응 도면을 도시하고 또한 자주식 진공 청소기로부터 제거된(pulled out) 집진 부재를 도시한다.
도 18은 하우징의 상부판, 제어 회로 기판 등이 제거되어 있는 분해 상태에서 도 13에 도시된 자주식 진공 청소기의 사시도이다.
도 19는 도 13에 도시된 자주식 진공 청소기의 전기적 구성을 지시하는 블록도이다.
본 발명의 실시예들을 설명하기 전에 본 발명의 몇몇 바람직한 태양이 설명될 것이다.
본 발명의 자주식 전자 장치는 하우징과, 하우징의 저부에 배치되고 바닥면과 접하여 하우징을 바닥면 상에서 주행시키는 구동륜과, 저부 상에 배치되고 바닥면과 접하여 하우징을 지지하는 종동륜과, 주행 방향에 있어서 하우징의 전방 하단부와 저부를 스무드하게 연결되도록 배치된 경사판과, 경사판의 후방부에 배치되지만 구동륜 및 종동륜의 전방에 배치된 전방 보조륜을 포함하고, 전방 보조륜은 그 하단부가 저부보다 낮지만 바닥면보다는 높게 위치되는 방식으로 배치되고, 경사판은 그 전방부가 스무드한 방식으로 그 후방부보다 바닥면으로부터 더 높은 방식으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
하우징은 그 전방부에 배치되고 주행 방향으로 활주 가능한 범퍼를 갖고, 경사판의 전방 단부는 범퍼가 후방으로 활주하는 경우에 범퍼의 전방 하단부 후방에 위치될 수도 있다. 경사판의 전방 단부는 범퍼의 후방에 위치되기 때문에 - 범퍼가 후방으로 활주하더라도, 범퍼는 경사판이 물체와 충돌하는 경우에 물체 또는 경사판에 대한 손상을 회피할 수 있다.
범퍼는 그 하단부를 후방으로 절첩(folding)함으로써 형성된 만곡부를 갖고, 만곡부는 전방 하단부로서 기능할 수도 있다. 이 경우에, 범퍼의 전방 하단부는 경사판의 전방 단부와 스무드하게 연결되도록 구성되고, 따라서 경사판의 경사가 전방 보조륜을 스무드하게 안내하면서 전방 보조륜이 단차 위로 올라가기 때문에, 단차가 범퍼의 하단부보다 약간 낮더라도 자주식 전자 장치는 단차 위로 올라갈 수 있다.
경사판은 하우징의 전방 중심으로부터 좌우로 연장하는 미리 정해진 폭을 갖도록 설계되고, 경사판은 그 폭방향에 있어서 바닥면으로부터의 높이가 경사판의 양측의 저부보다 낮을 수도 있다. 이 경우에, 경사판은 그 폭 전체에 걸쳐 형성될 필요는 없고, 단차가 경사판과 충돌하는 경우에, 경사판의 양측에서 저부는 단차와 충돌하지 않을 것이고, 전방 보조륜은 경사판의 경사부를 따라 단차 위로 스무드하게 올라간다.
더욱이, 하우징은 평면에서 볼 때 대략 원의 형태이고, 한 쌍의 대향 구동륜이 주행 방향에서 하우징의 대략 중심으로부터 균등하게 이격되어 배치되고, 종동륜은 구동륜의 후방에 배치된다.
경사판은 하우징의 저부와 일체화함으로써 형성될 수도 있고 또는 별개로 형성될 수도 있다.
더욱이, 자주식 전자 장치는 기류를 상향으로 송풍하는 자주식 이온 발생기로서 또는 자주식 진공 청소기로서 기능하도록 제조될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 태양은 전술된 태양들 중 임의의 것의 조합들을 포함한다.
이하, 본 발명의 도면의 사용을 통해 상세히 설명될 것이다. 이하의 설명은 모든 태양에서 예시이고, 본 발명을 단지 이들 예에만 한정하는 것으로 이해되어서는 안된다는 것을 주목하라.
전술된 실시예에 따르면, 자주식 전자 장치는 평면에서 볼 때 대략 원의 형태의 하우징과, 하우징의 상부면 상에 배치된 공기 송풍 밸브와, 중심선으로부터 하우징의 주행 방향을 따라 균등하게 이격되어 배치되고 하우징의 저부로부터 돌출하는 한 쌍의 대향 구동륜과, 주행 방향을 따라 하우징의 후방 단부에 배치된 후륜과, 주행 방향을 따라 하우징의 전방 단부에 배치된 전방 보조륜을 포함한다. 자주식 전자 장치는 구동 제어기 및 하우징 내부의 제어기를 또한 포함한다. 구동 제어기는 구동륜을 제어하고, 제어기는 공기 송풍 밸브로부터 공기 송풍을 제어한다. 자주식 전자 장치는 그 전방 단부가 하우징의 전방 하단부에 배치되고 그 후방 단부는 전방 보조륜이 부근에서 하우징의 저부와 스무드하게 연결되는 경사판을 더 포함한다.
자주식 전자 장치의 일 예는 그 저부에 배치된 흡입구, 하우징 내부에 배치되고 저부 상의 흡입구로부터 진공 청소기의 상부면에 있는 공기 송풍 밸브로 연장하는 통로 및 통로의 소정의 중간점에 배치된 필터를 포함하는 진공 청소기이다. 도 13은 진공 청소기의 외관의 예를 도시한다. 자주식 전자 장치의 다른 예는 그 저부 또는 상부면에 배치된 흡입구, 하우징 내부에 배치되고 저부 상의 흡입구로부터 이온 발생기의 상부면에 있는 공기 송풍 밸브로 연장하는 통로 및 통로의 소정의 중간점에 배치된 이온 발생 유닛을 포함하는 이온 발생기이다. 도 3은 이온 발생기의 외관의 예를 도시한다. 본 발명의 자주식 전자 장치는 사용자 주의에 독립적으로 자율적으로 주행하고, 청소 기능 및/또는 공기 청정 기능을 수행하고 또는 다른 동작을 수행하는 것이 가능한 전자 장치를 의미한다.
본 발명의 하우징은 평면에서 볼 때 원형 형상인 하우징을 나타내지만, 원형 형상은 단지 완벽하게 원형 형상을 의미하는 것은 아닌데, 즉 원형 형상은 다소 불균일한 대략 원형 형상 및 장축과 단축을 갖는 타원형 형상을 포함한다. 공기 송풍 밸브가 배치되어 있는 하우징의 상부면은 정점(vertex)은 아닐 수도 있다. 하우징의 상부면은 하우징의 측면 및 저부면으로부터 간단히 구별되는 상부면을 의미한다.
공기 송풍 밸브는 진공 청소기의 배기구로서 또는 청결한 공기를 송풍하는 이온 발생기의 공기 송풍 밸브로서 기능할 수도 있다. 구동륜은 자주식 전자 장치가 전방 및 후방으로 주행하게 하고 회전하게 한다. 구동 제어기는 청소 기능 또는 공기 청정 기능을 사용함으로써 자주식 전자 장치가 방 내부에서 완전히 주행하게 하고 또한 자주식 전자 장치가 전방 및 후방으로 주행하고 물체를 회피하기 위해 회전하게 하도록 구동륜을 제어한다. 구동륜은 구동륜이 불균일한 바닥면에 적응 가능하도록 서스펜션 기구와 함께 하우징 상에 설치된다. 하우징은 한 쌍의 대향하는 구동륜 및 자주식 전자 장치가 안정하게 주행하게 하기 위한 종동륜으로서 기능하는 후륜으로 이루어지는 3점 지지체를 갖는다. 하우징은 구동륜과 후륜 상에 지지되기 때문에, 하우징은 하우징의 전방부가 중량이 감소되도록 하우징의 후방부에 배치된 배터리와 같은 무거운 물품을 가질 수 있다. 따라서, 하우징의 전방부는 물체 위로 올라가도록 쉽게 들어올려질 수 있다.
도 1은 본 발명의 자주식 전자 장치를 위해 사용된 경사판의 예로서 설명도를 도시한다. 이하, 경사판에 대해 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 자주식 전자 장치(100)의 경사판(104)이 주행 방향에서 평면에서 볼 때 원형 하우징(101)의 전방부에 배치되어 있다. 경사판(104)의 전방 단부가 전방 저부(102)에 위치되고, 경사판(104)의 후방 단부는 전방 보조륜(103)의 외주부의 전방부 부근에서 하우징(101)의 저부와 스무드하게 연결된다. 전방 보조륜(103)은, 자주식 전자 장치(100)가 바닥면(F) 상에서 주행하는 동안 전방 보조륜(103)이 바닥면(F)과 접하게 되지 않도록 바닥면(F)으로부터 이격하여 상승된다. 하우징(101)의 저부는 전방 보조륜(103)의 하단부보다 높게 구성된다. 이 경우에, 하우징(101)의 저부는 전방 보조륜(103)이 물체 위로 올라가는 경우에 물체와 접하게 되지 않는다. 도 1은 또한 커버(105), 흡기구(106), 배기구(107), 구동륜(108), 후륜(109) 및 범퍼(111)를 또한 도시한다. 도 1에서, 전방 보조륜(103)이 배치되어 있는 측은 전방측을 지시하고, 후륜(109)이 배치되어 있는 측은 후방측을 지시한다.
경사판(104)은 하우징의 중심선으로부터 좌우로 연장하는 미리 정해진 폭을 갖도록 설계되고, 중심선은 주행 방향을 따라 연장한다. 경사판(104)은 전방 보조륜(103) 바로 아래의 위치로부터 주행 방향의 전방을 향해 30° 또는 60°의 각도로 양측으로 확산하는 팬 형상(fan shape)을 갖는 것이 바람직하다. 대안적으로, 경사판은 주행 방향에 수직인 폭방향에서 전방 보조륜(103) 바로 아래의 위치로부터 하우징의 양 단부 사이로 연장하는 선의 후방 단부의 전방에 배치된 영역이다. 대안적으로, 경사판은 전방 보조륜(103) 바로 아래의 위치를 포함하고, 폭방향에서 전방 보조륜의 폭보다 2배 또는 3배 더 긴 선의 후방 단부의 전방에 배치된 영역이다.
하우징(101)은 주행 방향의 전방 단부의 위치로서 전방 저부(102)를 갖도록 구성되고, 전방 보조륜(103)의 부근에서 저부와 스무드하게 연결하는 경사면을 따라 배치된 경사판(104)을 포함한다. 따라서, 자주식 전자 장치는, 물체(Z)가 주행 방향에 바로 존재하더라도, 물체(Z) 위로 올라갈 수 있고 계속 주행할 수 있다.
도 2는 비교예로서, 본 발명을 특징화하는 경사판을 포함하지 않는 자주식 전자 장치의 설명도를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(101)은 도 1의 하우징(101)과는 달리, 하우징(101)의 주행 방향을 따라 전방 저부(102)와 전방 보조륜(103) 사이에 배치된 둔각 단차부(X)를 가져, 단차부(X)가 물체(Z)와 충돌하는 경우에 구동륜(108) 상에 상당한 응력을 야기하고, 따라서 자주식 전자 장치(100)가 물체(Z) 위로 올라가는 것을 곤란하게 한다.
실선에 의해 지시된 바와 같이, 범퍼(111)는 스프링(도시 생략)에 의해 전방으로 작동되고, 하우징(101)으로부터 약간 돌출한다. 도 2에 점선에 의해 지시된 바와 같이, 범퍼(111)는 물체와 충돌시에 후방으로 활주한다. 경사판(104)은, 범퍼(111)의 전방 하단부가 범퍼(111)가 후방으로 활주하는 위치(도면 부호 111a에 의해 지시됨)에서 경사판(104)의 전방 단부와 정렬하는 방식으로 구성된다(도 1 참조). 경사판(104)은 그 후방 단부에서 하우징(101)의 저부와 스무드하게 연결하고, 그 후방 단부에 전방 보조륜(103)을 구비한다. 범퍼(111)는 하우징(101)의 저부측을 향해 만곡하거나 절첩된다. 경사판(104)의 전방 단부는 만곡된 또는 절첩된 범퍼(111)의 전방 하단부가 후방으로 활주하는 위치와 정렬하도록 구성된다.
경사판(104)은 하우징의 저부의 전방 단부로 연장하는 에지를 갖고, 따라서 도 1의 경사판(104)의 경사각은 도 2의 단차부(X)의 경사각보다 더 완만하고, 그 결과 경사판이 단차와 충돌하는 경우에 충격이 감소되고, 자주식 전자 장치는 단차 위로 쉽고 스무드하게 올라갈 수 있다. 경사판(104)의 에지는 범퍼(111)가 후방으로 활주하는 위치로 연장하지만 이 위치보다 더 멀리 돌출하지는 않고, 따라서 경사판(104)의 에지와 물체 사이에 발생되는 충격이 범퍼(111)에 의해 최소화되고, 에지는 손상, 인열 등으로부터 보호된다.
<< 자주식 이온 발생기의 전체 구조 >>
본 발명의 자주식 이온 발생기가 설명될 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예를 예시하는 자주식 이온 발생기의 사시도를 도시한다.
도 4는 상부 커버가 없는 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기의 사시도를 도시한다.
도 5는 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기의 저면도를 도시한다.
도 6은 자주식 전자 장치 상에 배치될 다양한 경사판의 설명도를 도시한다.
도 7은 도 3의 화살표 A-A를 따라 본, 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기의 단면도를 도시한다.
도 8은 도 3의 화살표 B-B를 따라 본, 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기의 단면도를 도시한다.
도 9는 도 3의 화살표 C-C를 따라 본, 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기의 단면도를 도시한다.
도 10은 충전 스테이션으로 복귀한 도 7에 도시된 자주식 이온 발생기의 대응 도면을 도시한다.
도 11은 도 3에 도시된 자주식 이온 발생기를 제어하기 위한 제어기의 구성을 지시하는 블록도를 도시한다.
도 12는 이온 발생 부재 내에 설치될 이온 발생 장치의 간략한 구조의 설명도를 도시한다.
도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 자주식 전자 장치로서의 자주식 이온 발생기(1)는 설치 위치의 바닥면(F) 상에서 자율 주행하는 동안 흡기구(3)를 통해 주위 공기를 흡인한다. 흡인된 공기는 예를 들어 이온 발생 유닛(4)의 사용에 의해 부분적으로 이온화 처리를 받게 되고, 처리된 이온 함유 공기는 배기구(5)를 통해 송풍된다.
자주식 이온 발생기(1)는 디스크형 하우징(2)을 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 하우징(2) 내에는 전력을 저장하기 위한 충전식 배터리(6), 공기를 하우징(2) 내로 공급하고 공기를 배기구(5)를 통해 송풍하기 위한 전기팬(electric fan)(7) 및 하우징(2) 내로 공급된 공기로부터 먼지 또는 이물질을 분리하기 위한 필터(8)가 제공되어 있다. 자주식 이온 발생기는 하우징(2) 내로 흡인된 공기에 이온화 처리를 실시함으로써 이온을 발생하기 위한 이온 발생 유닛(4), 공기를 흡인하기 위해 그리고 흡기구(3)를 개폐하기 위해 사용된 커버(9)[이하, "흡기구(3)-덮기용 커버(9)"라 칭할 수도 있음] 및 커버(9)를 구동하기 위한 구동 부재(10)[이하, "커버(9)-구동용 구동 부재(10)"라 칭할 수도 있음](도 4 참조)를 또한 구비한다. 하우징(2) 내에는, 배기구(5)를 개폐하기 위해 사용된 커버(11)[이하, "배기구(5)-덮기용 커버(11)"라 칭할 수도 있음], 커버(11)를 구동하기 위한 구동 부재(12)[이하, "커버(11)-구동용 구동 부재(12)"라 칭할 수도 있음](도 4 참조) 및 각각의 구성 요소의 기능을 포괄적으로 제어하기 위한 제어기(13)가 또한 제공되어 있다. 제어기(13)는 다양한 전자 부품이 실장되어 있는 제어 회로 기판(14)을 구비한다.
하우징(2)은 외부에, 흡기구(3)를 개폐하기 위해 사용된 커버(9), 하우징(2)이 바닥면(F) 상에서 주행하게 하기 위한 주행 부재로서 기능하는 한 쌍의 구동륜(15) 및 하우징(2)의 균형을 안정화하도록 배치된 전방 보조륜(16) 및 후륜(17)을 구비한다. 전방 보조륜(16)이 배치되어 있는 측은 전방측을 지시하고, 후륜(17)이 배치되어 있는 측은 후방측을 지시한다.
하우징(2)은 평면에서 볼 때 원형 형상의 저부판(2a) 및 후방측판(2b), 활주 가능한 범퍼로서 기능하는 전방측판(2c) 및 후방측판(2b) 및 전방측판(2c)의 상부 부분을 덮기 위한 평면에서 볼 때 원형 형상의 상부 커버(2d)를 주로 포함한다. 저부판(2a) 또는 전방측판(2c)의 전방 단부, 또는 저부판(2a)과 전방측판(2c) 사이의 경계예는 전방 단부로서 경사판(U)이 제공되어 있다. 경사판(U)의 후방 단부는 전방 보조륜(16)의 부근에 배치되고, 저부판(2a)과 스무드하게 연결한다. 활주 가능한 범퍼로서 기능하는 전방측판(2c)은 스프링(도시 생략)에 의해 작동되고, 주행 방향을 향해 돌출한다. 일단 자주식 이온 발생기가 물체와 충돌하면, 전방측판(2c)은 후방으로 활주하여 충격을 흡수한다. 경사판(U)은, 전방측판(2c)이 후방으로 활주함에 따라 전방측판(2c)의 전방 단부가 전방측판(2c)의 전방 하단부에 위치되게 되는 방식으로 구성된다. 전방측판(2c)의 하단부는 하우징의 저부측을 향해 만곡되거나 절첩되어 전방측판(2c)의 전방 하단부를 형성한다. 흡기구(3)는 상부 커버(2d)의 중심의 약간 후방에 배치되고, 배기구(5)는 상부 커버(2d)의 중심의 전방에 배치된다.
이온 발생기(1)가 충전중이고 작동하지 않을 때, 흡기구(3) 및 배기구(5)는 가동 커버(9)와 가동 커버(11)로 각각 폐쇄된다. 커버(9) 및 커버(11)는 먼지 또는 이물질이 흡기구(3) 또는 배기구(5)를 통해 진입하는 것을 방지하도록 폐쇄된다. 흡기구(3)-덮기용 커버(9) 및 배기구(5)-덮기용 커버(11)는 커버(9)-구동용 구동 부재(10) 및 커버(11)-구동용 구동 부재(12)에 의해 각각 구동되고, 양 구동 부재는 하우징(2) 내에 제공된다.
필터(8)는 흡기구를 통해 흡인된 공기로부터 먼지를 분리하고 먼지가 없는 공기가 그를 통해 통과하게 하기 위한 것이다. 이 필터(8)는 유지 보수 등이 수행될 수 있도록 제거 가능하게 장착된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 저부판(2a)은 착탈식 저부 커버(2e)를 구비한다. 저부 커버(2e)를 탈착함으로써, 흡인된 공기의 통로의 일부가 노출되고, 저부 커버 아래에 장착된 필터(8)가 제거될 수 있다.
이온 발생 유닛(4)은 예를 들어, 전기 방전에 의해 공기 내의 물 분자를 이온화하고, 양이온으로서 H+(H2O)m(m은 임의의 음이 아닌 정수) 및 음이온으로서 O2 -(H2O)n(n은 임의의 음이 아닌 정수)을 생성하기 위한 것이다. 이 이온 발생 유닛(4)은 전술된 이온 이외의 음이온을 생성할 수도 있다.
한 쌍의 구동륜(15)이 평면에서 볼 때 원형 형상인 하우징(2)의 중심을 따라 그리고 주행 방향을 따라 연장하는 중심선(C)과 직교하여 교차하는 한 쌍의 회전 샤프트(15a)(도 5 참조)에 체결된다. 하우징(2)은 한 쌍의 구동륜(15)이 동일한 방향으로 회전함에 따라 전방 또는 후방으로 주행하고, 하우징(2)은 한 쌍의 구동륜(15)이 반대 방향으로 회전함에 따라 중심선(C) 상에서 회전한다.
한 쌍의 회전 샤프트(15a)는 한 쌍의 주행 모터(도시 생략)로부터 구동력을 각각 얻는다. 주행 모터는 동력 전달 기구(도시 생략)를 통해 회전 샤프트에 각각 연결된다. 각각의 주행 모터는 하우징(2)의 저부판(2a)과 직접 또는 서스펜션 기구를 통해 체결된다.
전방 보조륜(16)은 롤러를 포함하고, 전방 보조륜은 하우징(2)의 저부판(2a)의 전방에 배치되고, 전방 보조륜이 회전함에 따라 자주식 이온 발생기(1)가 그 진로 상에 단차 위로 쉽게 올라갈 수 있도록 바닥면(F)으로부터 약간 이격하여 상승된다.
후륜(17)은 선회륜(swivel wheel)을 포함하고, 후륜은 하우징(2)의 저부판(2a) 후방에 배치되고 후륜과 구동륜이 바닥면(F)과 접하게 되는 동안 하우징(2)을 지지한다. 전방 보조륜(16)과 후륜(17)은 주행 모터와 같은 구동원에 연결되지 않고 이에 의해 종동륜으로서 기능한다.
전술된 바와 같이, 자주식 이온 발생기(1)는 하우징(2)의 전후 방향의 중간에 배치된 한 쌍의 구동륜(15)을 갖고, 전방 보조륜(16)은 자주식 이온 발생기(1)의 중량이 한 쌍의 구동륜과 후륜 상에 지지되는 방식으로 바닥면(F)으로부터 이격하여 상승되고, 그 결과 전후 방향에서 중량이 배분된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(2)의 저부에는 바닥-감지 센서(18) 및 한 쌍의 바닥-감지 센서(19)가 배치되고, 바닥-감지 센서(18)는 바닥면(F)을 감지하도록 전방 보조륜(16)의 전방에 배치되고, 바닥-감지 센서(19)는 바닥면(F)을 감지하도록 구동륜(15)의 전방에 각각 배치된다. 바닥-감지 센서(18)가 하향 계단 등을 감지할 때, 바닥-감지 센서(18)는 감지 신호를 제어기(13)에 송신하고, 제어기(13)는 한 쌍의 구동륜(15)을 정지하도록 제어한다. 바닥-감지 센서(18)가 고장일 때에도, 바닥-감지 센서(19)는 하향 계단 등을 감지하여 한 쌍의 구동륜(15)을 정지시킨다. 따라서, 자주식 이온 발생기(1)는 하향 계단으로 낙하하는 것이 방지된다. 바닥-감지 센서(19)가 하향 계단 등을 감지할 때, 바닥-감지 센서(19)는 감지 신호를 제어기에 송신한다. 제어기는 하향 계단을 회피하고 - 즉, 제어기는 자주식 이온 발생기(1)가 후진하도록 제어함 - 또는 회전하도록 자주식 이온 발생기(1)를 제어할 수도 있다.
전후 방향에서의 중량은 자주식 이온 발생기(1)가 전진 중에 급정지시에 후륜(17)을 들어올리지 않는 방식으로 배분된다. 자주식 이온 발생기가 전진 중에 하향 계단 바로 앞에서 급정지하는 경우에, 자주식 이온 발생기는 전방으로 기댐에 따라 하향 계단으로 낙하하는 것이 방지된다.
각각의 구동륜(15)은 구동륜들이 급정지시에 스키드(skid)하지 않도록 휠베어러(wheel bearer)의 홈 상에 끼워진 고무 타이어를 갖는다.
하우징(2)의 저부에는 전방 하단부(T)와 전방 보조륜(16) 사이에 배치된 경사판(U)이 제공되어 있다. 경사판(U)은 하우징(2)의 전방측판(2c) 또는 저부판(2a)을 경사시킴으로써 형성된다. 경사판(U)은 하우징(2)의 전방 하단부(T)가 전방 단부로서 위치됨에 따라 전방 보조륜(16)의 부근에서 저부와 스무드하게 연결되도록 구성된다. 경사판(U)은 하우징의 중심선으로부터 좌우로 연장하는 미리 정해진 폭을 갖도록 설계되고, 중심선은 주행 방향을 따라 연장한다.
전방 보조륜(16)의 이웃으로부터 전방을 향해 30°의 각도로 양측으로 확산하는 팬형판(U1)[도 6의 (a) 참조], 전방을 향해 60°의 각도로 양측으로 확산하는 팬형판(U2)[도 6의 (b) 참조], 또는 이하의 2개의 선, 즉 전방 보조륜(16)의 회전 샤프트에 평행한 직선 및 이 직선의 전방에서 하우징의 전방 하단부의 곡선에 의해 경계 형성된 반원형판(U3)[도 6의 (c)]과 같은 경사판이 구성될 수도 있다. 대안적으로, 전방 보조륜(16)을 둘러싸고, 이하의 4개의 선, 즉 그 길이가 전방 보조륜(16)의 폭보다 긴 - 예를 들어, 전방 보조륜의 폭의 3배만큼 긴 - 전방 보조륜(16)의 회전 샤프트에 평행한 직선, 전술된 직선의 양 단부로부터 전방을 향해 연장하는 2개의 직선 및 이들 2개의 직선 사이로 연장된 하우징의 전방 하단부의 곡선에 의해 경계 형성된 영역(U4)과 같은 경사판이 구성될 수도 있다[도 6의 (d) 참조].
하우징(2)의 후방측판(2b)의 후단부에는 배터리(6)를 충전하기 위한 충전 단자(20)가 제공되어 있다. 방 내부에서 자율 주행하는 동안 이온을 방출하는 자주식 이온 발생기(1)는 자주식 이온 발생기(1)는 지정된 조건이 발생할 때 - 예를 들어, 배터리(6) 내의 충전 레벨이 임계 레벨보다 낮아짐(도 10 참조) - 방 내에 배치된 충전 스테이션(21)으로 복귀한다. 이 경우에, 충전 단자(20)는 충전 스테이션(21) 상에 설치된 단자(22)와 접촉하게 되고, 따라서 배터리(6)는 충전되기 시작한다. 충전 스테이션(21)은 일반적으로 방의 측벽(S)에 설치된 상용 전원(예를 들어, 벽 콘센트)과 접속된다.
배터리(6)는 충전 단자(20)를 통해 충전 스테이션(21)에 의해 충전되고, 제어기(13), 한 쌍의 구동륜(15)을 구동하기 위한 한 쌍의 주행 모터, 이온 발생 유닛(4), 전기팬(7) 및 다양한 센서와 같은 구성 요소에 전력을 공급한다.
도 11은 본 발명의 실시예를 예시하는 자주식 이온 발생기(1)를 제어하기 위한 제어기(13)의 구성을 지시하는 블록도를 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제어기(13)는 마이크로컴퓨터이다. 마이크로컴퓨터는 연산 처리를 수행하기 위한 CPU(23), CPU(23)에 의해 수행된 제어 프로그램을 저장하기 위한 ROM(24) 및 CPU(23)에 메모리 영역을 공급하기 위한 RAM(25)을 포함한다. 마이크로컴퓨터는 자주식 이온 발생기(1) 상에 설치된 임의의 센서로부터 제어 신호를 입력하고 CPU(23)의 제어 하에서 제어 신호를 출력하기 위한 I/O 포트(26), CPU(23)의 제어 하에서 자주식 이온 발생기(1) 내에 설치된 임의의 구동 부재를 구동하기 위한 드라이버 회로(27) 및 CPU(23)의 제어 하에서 다양한 정보를 저장하기 위한 메모리(28)를 또한 포함한다. 제어기(13)는 자주식 이온 발생기(1)를 포괄적으로 제어하고, 일련의 자율 주행 동작 및 이온 방출 동작을 수행한다.
제어기(13)는 조작 패널(도시 생략)로부터 사용자에 의해 프로그램된 자주식 이온 발생기(1)의 기능을 위한 조건 설정을 수신하고, 조건 설정을 저장하도록 메모리(28)를 제어한다. 메모리(28)는 자주식 이온 발생기(1)가 배치되어 있는 영역의 주행 루트를 저장하는 것이 가능하다. 주행 루트는 주행 경로 또는 주행 속도와 같은 자주식 이온 발생기(1)의 주행 기록에 대한 정보를 지시하고, 주행 루트는 2개의 상이한 방식으로 메모리(28)에 저장될 수 있는데, 사용자는 메모리(28) 내에 주행 루트를 미리 저장하고, 메모리(28)는 자주식 이온 발생기(1)가 주행하여 이온을 방출하는 동안 자동화 방식으로 주행 루트를 기록한다. 제어기(13)는 또한 자주식 이온 발생기가 임의의 소정의 위치로 주행하도록 리모콘(도시 생략)에 의해 사용자에 의해 제어될 수 있다.
냄새 센서(29)가 하우징(2) 주위의 냄새를 감지한다. 냄새 센서(29)로서 사용 가능한 것은 예를 들어 반도체형 냄새 센서 및 접촉 연소형 냄새 센서이다. 냄새 센서(29)는 자주식 이온 발생기(1) 주위의 냄새를 감지하기 위해 하우징(2)으로부터 외향으로 돌출하는 방식으로 하우징(2) 상에 배치된다. 제어기(13)는 I/O 포트(26)를 통해 냄새 센서(29)에 접속되고, 냄새 센서(29)로부터의 출력 신호에 기초하여 하우징(2) 주위의 냄새에 대한 정보를 수신한다.
습도 센서(30)가 하우징(2) 주위의 습도를 감지한다. 습도 센서(30)로서 사용 가능한 것은 예를 들어 감습성 고분자 재료로 제조된 용량성 습도 센서 및 전기 저항식 습도 센서이다. 습도 센서(30)는 자주식 이온 발생기(1) 주위의 상대 습도를 감지하기 위해 하우징(2)으로부터 외향으로 돌출하는 방식으로 하우징(2) 상에 배치된다. 제어기(13)는 I/O 포트(26)를 통해 습도 센서(30)에 접속되고, 습도 센서(30)로부터의 출력 신호에 기초하여 하우징(2) 주위의 습도에 대한 정보를 수신한다.
메모리(28) 내에 저장된 주행 루트는 자주식 이온 발생기(1)가 배치되어 있는 특정 위치로서, 임계 레벨보다 높은 레벨을 갖는 냄새를 갖는 위치 또는 임계 레벨보다 높은 레벨을 갖는 습도를 갖는 위치를 미리 저장할 수 있다. 이는 제어기(13)가 하우징(2)의 주위 환경에 기초하여 저장된 위치로서 특정 위치를 검출하게 한다. 즉, 주행 루트는 냄새 센서(29) 및 습도 센서(30)와 유사한 방식으로 하우징(2)의 주위 환경을 감지하는 환경 센서로서 역할을 한다.
인체 감지 센서(31)는 예를 들어 적외선, 초음파 또는 가시광의 사용에 의해 인간의 존재를 감지하기 위한 것이다. 인체 감지 센서(31)는 자주식 이온 발생기(1) 주위의 인간을 감지하기 위해 하우징(2)으로부터 외향으로 돌출하는 방식으로 하우징(2) 상에 배치된다. 제어기(13)는 I/O 포트(26)를 통해 인간 센서(31)에 접속되고, 인체 감지 센서(31)로부터의 출력 신호에 기초하여 하우징(2) 주위의 인간에 대한 존재 정보를 수신한다.
충돌 센서(32)는 예를 들어 자주식 이온 발생기가 자율 주행하는 동안 마이크로스위치의 사용에 의해 물체와 자주식 이온 발생기(1)의 충돌을 감지하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예를 예시하는 충돌 센서는, 물체와의 충돌의 결과로서 활주 가능한 전방측판(2c)(범퍼로서 기능할 수도 있음)의 모션을 감지하기 위해 하우징(2)의 전방측판(2c) 부근에 배치된다. 제어기(13)는 I/O 포트(26)를 통해 충돌 센서(32)에 접속되고, 충돌 센서(32)로부터의 출력 신호에 기초하여 하우징(2) 주위의 물체에 대한 존재 정보를 수신한다.
자주식 이온 발생기(1)가 예를 들어 주행 영역의 가장자리에 도달하거나 그 진로 상에 물체와 충돌하는 경우에, 한 쌍의 구동륜(15)은 정지하고, 구동륜(15)은 서로 반대 방향으로 회전하고, 그 결과 자주식 이온 발생기(1)는 그 주행 방향을 변경한다. 이는 자주식 이온 발생기(1)가 물체를 회피하면서 자율 주행하게 한다.
이온 발생 유닛(4)이 작동하는 동안, 제어기(13)는 흡기구(3) 및 배기구(5)를 각각 개방하도록 커버(9)-구동용 구동 부재(10) 및 커버(11)-구동용 구동 부재(12)를 제어한다. 이온 발생 유닛(4)이 휴지 상태에 있는 동안, 제어기(13)는 흡기구(3) 및 배기구(5)를 각각 폐쇄하도록 커버(9)-구동용 구동 부재(10) 및 커버(11)-구동용 구동 부재(12)를 제어한다. 이는 이온 발생 유닛이 휴지 상태에 있는 동안 - 예를 들어, 이온 발생 유닛이 충전됨 - 흡기구(3) 또는 배기구(5)를 통해 먼지 또는 이물질이 진입하는 것을 방지하고, 자주식 이온 발생기(1)의 고장을 방지한다.
전기팬(7), 이온 발생 유닛(4) 및 한 쌍의 구동륜(15)은 이온 방출 동작의 지령에 의해 작동된다. 자주식 이온 발생기(1)는 미리 정해진 영역에서 자율 주행하는 동안 흡기구(3)를 통해 주위 공기를 흡인하고, 배기구(5)로부터 이온 발생 유닛(4)에 의해 생성된 이온 함유 공기를 방출한다. 그 이동도에 기인하여, 자주식 이온 발생기(1)는 거치형 또는 탁상형 이온 발생기가 이온을 확산할 수 없는 영역에 이온을 충분히 확산하는 것이 가능하고, 공기 내의 곰팡이 또는 부유 진균을 효율적으로 분해하고 제거하거나 공기를 살균하는 것이 가능하다.
자주식 이온 발생기(1)는 또한 냄새 센서(29), 습도 센서(30), 주행 루트 및 인체 감지 센서(31)와 같은 환경 센서들로부터의 정보에 기초하여 특정 이온 방출 동작을 수행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 자주식 이온 발생기(1)는 환경 센서들에 의해 감지된 주위 환경에 기초하여 특정 시간 기간 동안 지정된 위치에 체류하는 것이 가능하고, 배기구(5)를 통해 이온 함유 공기를 집중적으로 방출하는 것이 가능하다.
본 발명을 위해 사용된 이온 발생 유닛(4)의 다른 예가 도 12를 참조하여 설명될 것이다. 도 12는 이온 발생 유닛(4)의 사시도를 도시한다. 이온 발생 유닛(4)은 배기 통로와 결합된 이온 방출기(41a, 41b)를 갖는다. 이들 이온 방출기(41a, 41b)는 예를 들어 이온 발생 유닛(4)이 수지 하우징의 부분을 원형으로 천공함으로써 형성된 개구이고, 이들 개구는 후술되는 이온을 발생하기 위한 전극을 구비한다.
더 구체적으로, 이온 방출기(41a, 41b)는 각각 공통의 대향 전극(42)을 구비하고, 또한 니들형 방전 전극(43a, 43b)을 각각 구비한다. 방전 전극(43a, 43b)은 각각 그 팁에서 날카로워지는 니들 전극이고, 대향 전극(42)은 방전 전극(43a, 43b)을 각각 둘러싸는 방식으로 천공된 개구이다.
이온 발생 유닛(4)은 그 본체부(45)에 설치된 고전압 회로를 갖고, 배터리(6)로부터 단자(46)를 통해 공급된 전력이 이온 발생 유닛을 작동하도록 그 측면에(또는 도 7에서 그 저부에) 배치된 2개의 단자(46)를 구비한다.
본체부(45) 내의 고전압 회로는 교류 또는 임펄스 파형을 갖는 양 또는 음의 고전압을 방전 전극(43a, 43b)에 인가한다. 전술된 바와 같이, 이온 발생 유닛(4)은 복수의 방전 전극을 갖고, 양의 임펄스 파형을 갖는 고전압은 예를 들어 방전 전극(43a)에 인가된다. 이 경우에, 이온화에 의해 발생된 이온은 공기중의 물과 결합하고, H+(H2O)m을 주로 포함하는 양의 클러스터 이온이 발생된다.
음의 임펄스 파형을 갖는 고전압은 방전 전극(43b)에 인가되고, 이온화에 의해 발생된 이온은 공기중의 물과 결합하여, 그 결과 O2 -(H2O)n을 주로 포함하는 음의 클러스터 이온이 발생된다. m 및 n은 각각 임의의 음이 아닌 정수를 표현한다.
공기 내로 방출된 이온화된 H+(H2O)m 및 O2 -(H2O)n은 진균의 외부면에 부착하고, H2O2 및 -OH와 같은 화학 반응에 의한 활성종으로 변화된다. H2O2 및 -OH는 매우 강한 활성을 갖고, 따라서 이들은 진균을 제거하거나 살균하기 위해 공기중의 부유 진균을 에워싼다. 이 경우에, -OH는 활성종들 중 하나이고 래디컬 -OH를 지시한다.
전술된 이온 발생 유닛(4)은 양이온 및 음이온을 동시에 발생하기 위한 그 구성의 일 예이고, 단지 하나의 방전 전극만을 구비하는 이온 발생 유닛은 교류 고전압이 방전 전극에 인가되는 동안 양이온과 음이온을 교대로 발생하는 것이 가능하다. 양이온 및 음이온을 발생하는 대신에, 이온 발생 유닛은 단지 음이온만을 발생하기 위한 구성을 가질 수도 있다.
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도 13은 본 발명의 실시예를 예시하는 자주식 진공 청소기의 사시도를 도시한다.
도 14는 도 13의 화살표 A-A를 따라 본, 도 13에 도시된 자주식 진공 청소기의 단면도를 도시한다.
도 15는 도 13에 도시된 자주식 진공 청소기의 저면도를 도시한다.
도 16은 자주식 진공 청소기 상에 배치될 다양한 경사판의 설명도를 도시한다.
도 17은 그 커버가 개방되어 있는 도 14에 도시된 자주식 진공 청소기의 대응 도면을 도시하고 또한 자주식 진공 청소기로부터 제거된 집진 부재를 도시한다.
도 18은 하우징의 상부판, 제어 회로 기판 등이 제거되어 있는 도 13에 도시된 자주식 진공 청소기의 사시도를 도시한다.
도 19는 도 13에 도시된 자주식 진공 청소기의 전기적 구성을 지시하는 블록도를 도시한다.
본 발명의 자주식 진공 청소기(201)(이하, "청소 로봇"이라 칭함)는 바닥면 상의 먼지를 함유하는 공기를 흡인함으로써 그리고 자주식 진공 청소기가 배치되는 위치의 바닥면 상에서 자율 주행하면서 먼지가 없는 공기를 송풍함으로써 바닥면을 청소하는 청소 로봇이다.
청소 로봇(201)은 디스크형 하우징(202)을 포함하고, 이 하우징(202)은 내부 또는 외부에, 회전형 브러시(209), 사이드 브룸(side broom)(210), 집진 박스(230), 전기팬(222)을 갖는 송풍기, 한 쌍의 구동륜(229), 후륜(226), 전방 보조륜(227) 및 다양한 센서를 포함하는 제어기를 구비한다.
청소 로봇(201)의 전방 보조륜(227)이 배치되어 있는 측은 전방측을 지시하고, 후륜(226)이 배치되어 있는 측은 후방측을 지시하고, 집진 박스(230)가 배치되어 있는 영역은 청소 로봇의 중간부를 지시한다.
하우징(202)은, 전방측과 중간부 사이의 경계 부근에서 전방측에 배치된 흡입구(206)를 갖는 평면에서 볼 때 원형 형상인 저부판(202a)과, 중간부에 배치된 커버(203)를 갖는 상부판(202b)을 포함하고, 커버는 집진 박스(230)가 하우징(202) 외로 제거되거나 하우징 내로 삽입될 수 있도록 개폐하도록 구성된다. 하우징은 저부판(202a) 및 상부판(202b)의 외주부를 따라 배치된 평면에서 볼 때 링의 형태의 측판(202c)을 또한 포함한다. 저부판(202a)은 전방 보조륜(227) 하부 부분, 한 쌍의 구동륜(229)의 하부 부분 및 후륜(226)의 하부 부분이 하우징(2)으로부터 돌출하게 하기 위한 개구를 구비한다. 상부판(202b)은 전방측과 중간측 사이의 경계 부근에 배기구(207)를 구비한다. 측판(202b)은 전방 및 후방에 2개의 부분으로 분할되고, 측판의 전방부는 범퍼로서 기능한다.
하우징(202)은, 저부판(202a)과 측판(202c)의 전방부 사이의 경계에 배치되고 하우징(202)의 전방 하단부가 전방 단부로서 위치됨에 따라 전방 보조륜(227)의 부근에서 하우징의 저부와 스무드하게 연결하는 경사판(U)(도 14 참조)을 구비한다. 전방측판(202c)은 범퍼로서 기능하고, 하우징(202)으로부터 돌출하도록 스프링(도시 생략)과 함께 설치된다. 일단 청소 로봇(201)이 자율 주행하는 동안 물체와 충돌하면, 전방측판(202c)은 후방으로 활주하여 충격을 흡수한다. 경사판(U)은 전방측판(202c)이 후방으로 활주함에 따라 하우징(202)의 전방 하단부의 전방 단부에서 전방 보조륜(227)의 부근에서 저부와 스무드하게 연결하도록 구성된다. 전방측판(202c)의 하단부는 전방 하단부를 형성하도록 하우징의 저부측을 향해 만곡하거나 절첩된다. 경사판(U)은 경사판(U)과 바닥면(F) 사이의 거리가 그 전방부로부터 그 후방부를 향해 지향함에 따라 더 근접하는 방식으로 스무드하게 경사지도록 구성되고, 따라서 청소 로봇(201)은 경사판(U)이 단차의 코너와 접하게 될 때 그 전방부를 들어올린다. 따라서, 청소 로봇(201)은 단차 위로 스무드하게 올라갈 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 하우징(202)은 전방측에서 그 내부에 배치된 전방 챔버(R1), 중간부에서 그 내부에 배치된 중간 챔버(R2) 및 후방측에서 그 내부에 배치된 후방 챔버(R3)를 갖는다. 하우징은 흡인 통로(211) 및 배기 통로(212)를 또한 갖고, 양 통로는 전방측과 후방부 사이의 경계 부근에 배치된다.
전방 챔버(R1)는 전기팬(222)을 갖는 모터 유닛(220)(송풍기), 배기 통로(212, 224)를 둘러싸는 내부 하우징(221), 배기 통로에 배치된 이온 발생 유닛(225) 등을 수용한다(도 18 참조). 중간 챔버(R2)는 집진 박스(230)를 수용한다. 후방 챔버(R3)는 제어기로서 기능하는 제어판(215), 배터리(214), 충전 단자(204) 등을 수용한다. 흡입 통로(211)는 흡입구(206)(도 14 참조)를 중간 챔버(R2)에 연결하고, 배기 통로(212)는 중간 챔버(R2)를 전방 챔버(R1)에 연결한다. 챔버(R1, R2, R3), 흡입 통로(211) 및 배기 통로(212)는 하우징(202)(도 17 참조) 내에서 분할기(239)로 벽 분할된다.
구동륜(229)은 평면에서 볼 때 원형 형상인 하우징(202)의 중심을 따라 그리고 주행 방향을 따라 연장하는 중심선(C)에 수직으로 교차하는 회전 샤프트에 각각 체결된다. 하우징(202)은 한 쌍의 구동륜(229)이 동일 방향으로 회전할 때 전방 또는 후방으로 주행하고, 하우징(202)은 한 쌍의 구동륜(229)이 반대 방향으로 회전할 때 중심선(C) 상에서 회전한다.
한 쌍의 구동륜(229)은 한 쌍의 주행 모터(도시 생략)와 각각 연결되어, 주행 모터로부터 구동력을 각각 얻고, 각각의 주행 모터는 하우징의 저부판(202a)과 직접 또는 서스펜션 기구를 통해 체결된다.
각각의 전방 보조륜(227)은 롤러를 포함하고, 하우징(202)이 충돌시에 그 진로 상에 단차 위를 올라갈 수 있도록 구동륜(229)과 접하게 되는 바닥면(F)으로부터 약간 이격하여 상승되는 방식으로 하우징(202)의 저부판(202a)의 부분 상에 회전 가능하게 설치된다.
후륜(226)은 선회륜을 포함하고, 구동륜(229)과 접하게 되는 바닥면(F)과 접하는 방식으로 하우징(202)의 한 쌍의 저부판(202a) 상에 회전 가능하게 설치된다.
전술된 바와 같이, 청소 로봇은 하우징(202)에 대해 전후 방향의 중간부에 배치된 한 쌍의 구동륜(229)을 구비하고, 전방 보조륜(227)은 청소 로봇(201)의 중량이 한 쌍의 구동륜(229)과 후륜(226) 상에 지지되는 방식으로 바닥면(F)으로부터 이격하여 상승되고, 그 결과 중량은 하우징(202)에 대해 전후 방향으로 배분된다. 이는 전방 보조륜(227)이 흡인 동작을 차단하지 않는 동안 청소 로봇이 흡입구(206)를 통해 주행 방향에 놓인 먼지를 흡인하게 한다.
흡입구(206)는 하우징(202)의 저부[저부판(202a)의 하부면] 상에 형성되고 바닥면(F)으로 지향하는 오목부(208)에 있는 개방 영역이다. 이 오목부(208)에는 하우징(202)의 저부에 평행한 제1 샤프트 중심 상에서 회전하는 회전형 브러시(209)가 제공된다. 오목부(208)는 하우징(202)의 저부에 수직인 제2 샤프트 중심 상에서 회전하는 사이드 브룸(210)을 그 양 측에 구비한다. 회전형 브러시(209)는 회전 샤프트의 외주부 내에 나선형 방식으로 롤러로서 식립된(implanted) 브러시를 갖는다. 사이드 브룸(210)은 회전 샤프트의 하단부에 배치되고 방사상 패턴으로 연장하는 브러시 번들을 각각 갖는다. 회전형 브러시(209)의 회전 샤프트와 한 쌍의 사이드 브룸(210)의 회전 샤프트는 하우징(202)의 저부판(202a)의 부분에 의해 회전 가능하게 지지되고, 구동 모터(M)(도 18 참조), 풀리, 벨트 등을 포함하는 동력 전달 기구를 통해 서로 연결되며, 이들 구성 요소의 모두는 회전형 브러시 및 사이드 브룸의 부근에 제공된다.
도 15에 도시된 바와 같이, 하우징(202)은 그 저부에, 바닥-감지 센서(213) 및 바닥-감지 센서(219)를 구비하고, 바닥-감지 센서(213)는 바닥면(F)을 감지하도록 하우징(202)의 저부와 전방 보조륜(227) 사이에 배치되고, 바닥-감지 센서(219)는 바닥면(F)을 감지하도록 구동륜(229)의 전방 및 측면에 각각 배치된다. 바닥-감지 센서(213)가 하향 계단을 감지할 때, 바닥-감지 센서(213)는 감지 신호를 제어기에 송신하고, 제어기는 정지하도록 한 쌍의 구동륜(229)을 제어한다. 바닥-감지 센서(213)가 고장일 때에도, 바닥-감지 센서(219)는 하향 계단을 감지하고 한 쌍의 구동륜(229)을 정지하고, 따라서 청소 로봇(201)이 하향 계단으로 낙하하는 것이 방지된다. 바닥-감지 센서(219)가 하향 계단을 감지할 때, 바닥-감지 센서(219)는 감지 신호를 제어기에 송신하고, 제어기는 하향 계단을 회피하기 이해 후진하거나 회전하도록 구동륜(229)을 제어할 수도 있다.
도 16은 도 15에 도시된 청소 로봇의 개략도를 도시한다. 하우징(202)은 전방 하단부(T)와 전방 보조륜(227) 사이에 배치된 경사판(U)을 그 저부에 구비한다. 경사판(U)은 하우징(202)의 저부판(202a)을 경사시킴으로써 형성된다. 경사판(U)은 전방 하단부(T)가 전방 단부로서 위치됨에 따라 전방 보조륜(227)의 부근에서 저부와 스무드하게 연결하도록 구성된다. 경사판(U)은 하우징의 중심선으로부터 좌우로 연장하는 미리 정해진 폭을 갖도록 설계되고, 중심선은 주행 방향을 따라 연장한다.
전방 보조륜(227)의 이웃으로부터 전방을 향해 30°의 각도로 양측으로 확산하는 팬형판(U1)[도 16의 (a) 참조], 전방을 향해 60°의 각도로 양측으로 확산하는 팬형판(U2)[도 16의 (b) 참조], 또는 각각의 전방 보조륜(227)의 회전 샤프트에 평행한 직선 및 이 직선의 전방에서 하우징의 만곡된 전방 하단부에 의해 경계 형성된 반원형판(U3)[도 16의 (c)]과 같은 경사판이 구성될 수도 있다. 대안적으로, 전방 보조륜(227)을 둘러싸고, 이하의 4개의 선, 즉 그 길이가 전방 보조륜(227)의 폭보다 긴 - 예를 들어, 전방 보조륜의 폭의 3배만큼 긴 - 각각의 전방 보조륜(227)의 회전 샤프트에 평행한 직선, 전술된 직선의 양 단부로부터 전방을 향해 연장하는 2개의 직선 및 이들 2개의 직선 사이로 연장된 하우징의 만곡된 전방 하단부에 의해 경계 형성된 영역(U4)이 구성될 수도 있다[도 16의 (d) 참조].
청소 로봇(201)의 제어판(215)은 구동륜(229), 회전형 브러시(209), 사이드 브룸(210) 및 전기팬(222)과 같은 구성 요소를 제어하기 위한 제어 회로를 구비한다.
하우징(202)의 측판(202c)은 배터리(214)를 충전하기 위한 충전 단자(204)를 그 후단부에 구비한다. 방 내부에서 자율 주행하면서 청소하는 청소 로봇(201)은 방 내에 배치된 충전 스테이션(240)으로 복귀한다. 따라서, 배터리(214)는 일단 충전 단자(204)가 충전 스테이션(240) 상에 각각 설치된 단자(241)와 접촉하게 되면 충전하기 시작한다. 충전 스테이션(240)은 일반적으로 방의 측벽(S)에 설치된 상용 전원(예를 들어, 벽 콘센트)과 접속된다.
배터리(214)는 충전 단자(204)를 통해 충전 스테이션(240)에 의해 충전되고, 제어 패널(215), 구동륜(229)을 구동하기 위한 주행 모터, 회전형 브러시(209) 및 사이드 브룸(210)을 구동하기 위한 구동 모터, 전기팬(222) 및 다양한 센서와 같은 구성 요소에 전력을 공급한다.
집진 박스(230)는 일반적으로 하우징(202) 내의 중간 챔버(R2) 내에 수용되고, 집진 박스(230) 내에 집진된 먼지를 폐기하기 위해 하우징(202)의 커버(203)를 개방함으로써 중간 챔버(도 17 참조) 외로 제거되거나 중간 챔버 내로 삽입될 수 있다.
집진 박스(230)는 개구를 갖는 집진컵(231), 집진컵(231)의 개구를 덮기 위한 필터(233) 및 필터(233) 및 집진컵(231)의 개구를 덮기 위한 커버(232)를 포함한다. 커버(232) 및 필터(233)는 집진컵(231)의 개구의 전방 에지에 회전 가능하게 축방향으로 체결된다.
집진컵(231)은 유입 통로(234) 및 배출 통로(235)를 그 측부 전방부에 구비한다. 유입 통로(234)는 집진 박스(230)가 하우징(202) 내의 중간 챔버(R2) 내에 수용되는 경우에 하우징(202) 내의 흡입 통로(211)와 연결된다. 배출 통로(235)는 집진 박스(230)가 하우징(202) 내의 중간 챔버(R2) 내에 수용되는 경우에 하우징(202) 내의 배기 통로(212)와 연결된다.
제어기는 청소 로봇(201)의 모든 기능을 제어한다. 제어기는 CPU(215a)(도 19 참조) 및 다른 전자 부품(도시 생략)을 갖는 제어판(215)을 구비한다. 제어기는 주행 루트(218a)를 저장하기 위한 메모리(218), 전기팬(222)을 구동하기 위한 모터 드라이버(222a) 및 구동륜(229)의 주행 모터(251)를 구동하기 위한 모터 드라이버(251a)를 또한 포함한다. 제어기는 루버(louver)(217) 및 루버를 구동하기 위한 제어 유닛(217a)을 더 포함하고, 루버(217)는 하우징(202) 내의 배기구(207)의 부근에 회전 가능하게 제공된다. 더욱이, 제어기는 냄새 센서(252) 및 그 제어 유닛(252a)과, 습도 센서(253) 및 그 제어 유닛(253a)과, 인체 감지 센서(254) 및 그 제어 유닛(254a)과, 충돌 센서(255) 및 그 제어 유닛(255a) 등을 포함한다.
CPU(215a)는 중앙 처리 유닛이고, 메모리(218) 내에 미리 저장된 프로그램 데이터에 기초하여 제어 신호를 개별적으로 모터 드라이버(222a, 251a) 및 제어 유닛(217a)에 송신한다. CPU(215a)는 또한 전기팬(222), 주행 모터(251) 및 루버(217)를 제어하고, 일련의 청소 동작 및 이온-방출 동작을 수행한다.
CPU(215a)는 조작 패널(도시 생략)로부터 사용자에 의해 프로그램된 청소 로봇(201)의 기능의 조건 설정을 수신하고, 조건 설정을 저장하도록 메모리(218)를 제어한다. 이 메모리(218)는 청소 로봇(201)이 배치되어 있는 영역의 주행 루트(218a)를 저장하는 것이 가능하다. 주행 루트(218a)는 주행 경로 또는 주행 속도와 같은 청소 로봇(201)의 주행 기록에 대한 정보를 지시하고, 주행 루트는 2개의 상이한 방식으로 메모리(218)에 저장될 수 있는데, 사용자는 메모리(218) 내에 주행 루트를 미리 저장하고, 메모리(218)는 청소 로봇(201)이 청소하는 동안 자동화 방식으로 주행 루트를 기록한다.
냄새 센서(252)는 하우징(202) 주위의 냄새를 감지한다. 냄새 센서(252)로서 사용 가능한 것은 예를 들어 반도체형 냄새 센서 및 접촉 연소형 냄새 센서이다. 냄새 센서(252)는 청소 로봇(201) 주위의 냄새를 감지하기 위해 하우징(202)의 측판(202c) 또는 상부판(202b)으로부터 외향으로 돌출하는 방식으로 청소 로봇(201) 상에 배치된다. CPU(215a)는 제어 유닛(252a)을 통해 냄새 센서(252)에 접속되고, 냄새 센서(252)로부터의 출력 신호에 기초하여 하우징(2) 주위의 냄새에 대한 정보를 수신한다.
습도 센서(253)는 하우징(202) 주위의 습도를 감지한다. 습도 센서(253)로서 사용 가능한 것은 예를 들어 감습성 고분자 재료로 제조된 용량성 습도 센서 및 전기 저항식 습도 센서이다. 습도 센서(253)는 청소 로봇(201) 주위의 상대 습도를 감지하기 위해 하우징(2)의 측판(202c) 또는 상부판(202b)으로부터 외향으로 돌출하는 방식으로 하우징(202) 상에 배치된다. CPU(215a)는 제어 유닛(253a)을 통해 습도 센서(253)에 접속되고, 습도 센서(253)로부터의 출력 신호에 기초하여 하우징(202) 주위의 습도에 대한 정보를 수신한다.
주행 루트(218a)는 청소 로봇(201)이 배치되어 있는 특정 위치, 임계 레벨보다 높은 레벨을 갖는 냄새를 갖는 위치 또는 임계 레벨보다 높은 레벨을 갖는 습도를 갖는 위치로서 미리 저장될 수 있다. 이는 CPU(215a)가 하우징(202)의 주위 환경에 기초하여 저장된 위치로서 특정 위치를 검출하게 한다. 즉, 주행 루트(218a)는 냄새 센서(252) 및 습도 센서(253)와 유사한 방식으로 하우징(202)의 주위 환경을 감지하는 환경 센서로서 역할을 한다.
인체 감지 센서(254)는 예를 들어 적외선, 초음파 또는 가시광의 사용에 의해 인간의 존재를 감지하기 위한 것이다. 인체 감지 센서(254)는 청소 로봇(201) 주위의 인간을 감지하기 위해 예를 들어 하우징(202)의 측판(202c) 또는 상부판(202b)으로부터 외향으로 돌출하는 방식으로 배치된다. CPU(215a)는 제어 유닛(254a)을 통해 인체 감지 센서(254)에 접속되고, 인체 감지 센서(254)로부터의 출력 신호에 기초하여 하우징(2) 주위의 인간에 대한 존재 정보를 수신한다.
충돌 센서(255)는 예를 들어 청소 로봇이 주행하는 동안 물체와 청소 로봇(201)의 충돌을 감지하기 위해 하우징(202)의 측판(202c)의 전방부에 배치된다. CPU(215a)는 제어 유닛(255a)을 통해 충돌 센서(255)에 접속되고, 충돌 센서(255)로부터의 출력 신호에 기초하여 하우징(202) 주위의 물체에 대한 존재 정보를 수신한다.
상기와 같이 구성된 청소 로봇(201)은 청소 동작의 지령시에, 전기팬(222), 이온 발생 유닛(225), 구동륜(229), 회전형 브러시(209) 및 사이드 브룸(210)을 구동한다. 따라서, 하우징(202)은 회전형 브러시(209), 사이드 브룸(210), 구동륜(229) 및 후륜(226)이 바닥면(F)과 접하게 됨에 따라 미리 정해진 영역에서 자율 주행하는 동안 흡입구(206)를 통해 바닥면(F) 상의 먼지를 함유하는 공기를 흡인한다. 이는 회전형 브러시(209)가 바닥면(F) 상의 먼지를 긁어모으고 먼지를 흡입구(206)에 유도하게 한다. 이는 또한 회전하는 사이드 브룸(210)이 흡입구(206) 주위의 먼지를 흡입구(206)에 유도하게 한다.
흡입구(206)를 통해 하우징(202) 내에 흡입된 먼지-함유 공기는 하우징(202) 내의 흡입 통로(211)를 통해(도 14에 도시된 바와 같이, 화살표 A1을 따라) 그리고 집진 박스(230)의 유입 통로(234)를 통해 통과하고 집진컵(231) 내로 유입한다. 집진컵(231) 내로 유입된 기류는 필터(233)를 통해 필터(233)와 커버(232) 사이의 공간 내로 유입되고, 배출 통로(235)를 통해 하우징(202) 내의 배기 통로(212) 내로 송풍된다. 이 경우에, 집진컵(231) 내의 기류 내에 함유된 먼지는 필터(233)를 통해 여과되고, 집진컵(231) 내에 집진된다.
집진 박스(230)로부터 하우징(202) 내의 배기 통로(212) 내로 유입된 기류는 전방 챔버(R1) 내로 유입되고(도 14에 도시된 바와 같이, 화살표 A2를 따라), 제1 배기 통로(224a) 및 제2 배기 통로(224b)를 통해 통과한다(도 18 참조). 제2 배기 통로(224b)를 통해 통과하는 기류는 이온 발생 유닛(225)에 의해 발생된 이온을 함유한다. 이온 함유 기류는 하우징(2)의 상부면 상에 배치된 배기구(207)를 통해 하우징의 후방을 향해 상향으로 경사져서 송출된다(도 14에 도시된 바와 같이, 화살표 A3을 따라). 따라서, 바닥면(F)은 청소되고, 청소 로봇(201)으로부터 송출된 공기 내에 함유된 이온은 방 내의 공기를 살균하고 탈취한다. 이온은 배기구(207)를 통해 하우징의 후방을 향해 상향으로 경사져서 방출되기 때문에, 바닥면(F) 상의 먼지가 위로 송풍되는 것이 방지되어, 그 결과 방 내의 공기가 청결성이 향상된다. 이온 발생 유닛(225)의 외부로 방출된 이온은 음이온 또는 양이온 또는 양자 모두일 수도 있다. 음이온 및 양이온의 모두가 송출되는 경우에, 이는 공기의 청결성, 살균성 또는 탈취성과 같은 특히 우수한 효과를 유도한다.
제2 배기 통로(224b)를 통해 통과하는 기류는 오목부(208) 내로 부분적으로 유입될 수도 있다. 흡입구(206)로부터 흡입 통로(211) 내로 유입된 기류는 이온을 함유하기 때문에, 집진 박스(230) 내의 집진컵(231)의 내부 및 필터(233)는 살균 및 탈취될 수 있다. 이온 함유 기류는 또한 먼지 등을 전기적으로 중화하고 먼지가 집진컵(231) 등에 정전 흡착하는 것을 억제하는 것이 가능하다.
청소 로봇(201)은 양 구동륜(229)이 동일한 방향으로 정회전함에 따라 전진하고, 양 구동륜이 동일한 방향으로 역회전함에 따라 후진하고, 청소 로봇은 구동륜이 서로 반대 방향으로 회전함에 따라 중심선(C) 상에서 회전한다. 예를 들어, 청소 로봇(201)이 주행 영역의 가장자리에 도달하거나 그 진로 상에 물체와 충돌하는 경우에, 구동륜(229)은 정지하고, 이어서 양 구동륜(229)은 서로 반대 방향으로 회전하고, 그 결과 청소 로봇이 그 주행 방향을 변경한다. 이는 청소 로봇(201)이 배치되어 있는 영역 사방에서 또는 물체를 회피함에 따라 원하는 영역 사방에서 청소 로봇(201)이 자율 주행하게 한다.
청소 로봇(201)의 3개의 구성 요소 - 양 구동륜(229) 및 후륜(226) - 는 후륜(226)이 전진 중에 급정지시에 바닥면(F)으로부터 들어올려지지 않는 방식으로 청소 로봇의 중량이 균형화된 방식으로 배분되도록 지면과 접하게 되도록 구성된다. 청소 로봇(201)이 전진 중에 하향 계단 바로 앞에서 급정지하는 경우에, 청소 로봇(201)은 전방으로 기댐에 따라 하향 계단으로 낙하하는 것이 방지된다. 각각의 구동륜(229)은 구동륜이 급정지시에 스키드하지 않도록 휠베어러의 홈 상에 끼워진 고무 타이어를 포함한다.
집진 박스(230)는 구동륜(229)의 회전 샤프트 위에 배치되기 때문에, 집진된 먼지에 기인하여 중량이 증가된 청소 로봇(201)은 여전히 그 중량 균형을 유지할 수 있다.
청소 로봇(201)은 냄새 센서(252), 습도 센서(253), 주행 루트(218a) 및 인체 감지 센서(254)와 같은 환경 센서들로부터의 정보에 기초하여 특정 기능을 수행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 청소 로봇(201)은 환경 센서에 의해 감지된 주위 환경에 기초하여 특정 시간 기간 동안 지정된 위치에 체류하고 배기구(207)를 통해 이온 함유 기류를 송풍하는 것이 가능하다.
청소 로봇(201)은 청소 후에 충전 스테이션(240)으로 복귀한다. 따라서, 배터리(214)는 일단 충전 단자(204)가 단자(241)와 각각 접촉하게 되면 충전을 시작한다.
청소 로봇(201)은 또한 충전 스테이션(240)으로 복귀한 후에 전기팬(222) 및 이온 발생 유닛(225)을 구동하는 것이 가능하다. 이 경우에, 이온 함유 기류는 배기구(207)를 통해 하우징의 후방을 향해 상향으로 경사져서 송출되고, 이온 함유 기류는 측벽(S)을 따라 상승하고 방의 측벽(S)으로부터 대향하는 벽과 천정을 따라 유동한다. 따라서, 이온은 방 전체에 걸쳐 확산되고, 공기의 살균 또는 탈취와 같은 효과를 향상시킬 수 있다. 따라서, 청소 로봇(201)은 이온-방출 동작만을 수행하는 것이 가능하다.
청소 로봇(201)은 그 상부면 상에 조작 부재를 구비하고, 조작 부재의 사용에 의해 청소 동작 및 이온 방출 동작을 수행하는 것이 가능하다. 청소 로봇은 또한 하우징(202) 내에 수신 부재를 구비하고, 수신 부재는 청소 로봇이 원격 제어될 수 있도록 수신 부재에 지령 신호를 송신하기 위한 송신기를 구비할 수도 있다. 청소 로봇(201)은 또한 인터넷 접속 및 방 내에 배치된 라우터를 거쳐 스마트폰으로서 알려진 휴대폰으로부터 지령 신호를 송신함으로써 원격 제어될 수도 있다.
본 발명은 전술된 실시예 외에 다양한 변형예를 가질 수도 있다. 이들 변형예들은 본 발명의 범주로부터 제어되지 않아야 한다. 본 발명은 청구범위의 범주 및 청구범위의 것들 및 청구범위 내의 것들에 상응하는 모든 변형예들을 포함해야 한다.
1: 자주식 이온 발생기 2: 하우징
2a: 저부판 2b: 후방측판
2c: 전방측판 2d: 상부 커버
2e: 저부 커버 3: 흡기구
4: 이온 발생 유닛 41a, 41b: 이온 방출기
42: 대향 전극 43a, 43b: 방전 전극
45: 본체 46: 단자
5: 배기구 6: 배터리
7: 전기팬 8: 필터
9: 흡기구(3)용 커버
10: 흡기구(3)용 커버(9)를 구동하기 위한 구동 부재
11: 배기구(5)용 커버
12: 배기구(5)용 커버(11)를 구동하기 위한 구동 부재
13: 제어기 14: 제어 회로 기판
15: 구동륜 15a: 회전 샤프트
16: 전방 보조륜 17: 후륜
18, 19: 바닥-감지 센서 20: 충전 단자
21: 충전 스테이션 22: 단자
23: CPU 24: ROM
25: RAM 26: I/O 포트
27: 드라이버 회로 28: 메모리
29: 냄새 센서 30: 습도 센서
31: 인체 감지 센서 32: 충돌 센서
100: 자주식 전자 장치 101: 하우징
102: 전방 저부 103: 전방 보조륜
104: 경사판 105: 커버
106: 흡기구 107: 배기구
108: 구동륜 109: 후륜
111: 범퍼 201: 청소 로봇
202: 하우징 202a: 저부판
202b: 상부판 202c: 전방측판
203: 커버 204: 충전 단자
206: 흡입구 207: 배기구
208: 오목부 209: 회전형 브러시
210: 사이드 브룸 211: 흡입 통로
212: 배기 통로 213: 바닥-감지 센서
214: 배터리 215: 제어 회로 기판
215a: CPU 217: 루버
217a: 제어 유닛 218: 메모리
218a: 주행 루트 219: 바닥-감지 센서
220: 모터 유닛(송풍기) 221: 내부 하우징
222: 전기팬 222a: 모터 드라이버
224a: 제1 배기 통로 224b: 제2 배기 통로
225: 이온 발생 유닛 226: 후륜
227: 전방 보조륜 229: 구동륜
230: 집진 박스 231: 집진컵
232: 커버 233: 필터
234: 유입 통로 235: 배출 통로
239: 분할기 240: 충전 스테이션
241: 단자 251: 주행 모터
251a: 모터 드라이버 252: 냄새 센서
252a: 제어 유닛 253: 습도 센서
253a: 제어 유닛 254: 인체 감지 센서
254a: 제어 유닛 255: 충돌 센서
255a: 제어 유닛 R1: 전방 챔버
R2: 중간 챔버 R3: 후방 챔버

Claims (6)

  1. 자주식(self-traveling) 전자 장치로서,
    하우징과,
    상기 하우징의 저부에 배치되고 바닥면과 접하여 상기 하우징을 상기 바닥면 상에서 주행시키는 구동륜과,
    상기 하우징의 상기 저부 상에 배치되고 상기 바닥면과 접하여 상기 하우징을 지지하는 종동륜(follower wheel)과,
    주행 방향에 있어서 상기 하우징의 전방 하단부로부터 상기 저부로 스무드하게(smoothly) 놓이도록 배치된 경사판을 포함하고,
    상기 하우징은 주행 방향으로 활주 가능한 범퍼를 갖고, 상기 경사판의 전방 단부는 상기 범퍼가 후방으로 활주하는 경우에 상기 범퍼의 전방 하단부 후방에 위치되는, 자주식 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 경사판의 후방부에 배치되지만 상기 구동륜 및 상기 종동륜의 전방에 배치된 전방 보조륜을 더 포함하고, 상기 전방 보조륜은 그 하단부가 상기 저부보다 낮지만 상기 바닥면보다는 높게 위치되는 방식으로 배치되는, 자주식 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 범퍼는 그 하단부를 후방으로 절첩(folding)함으로써 형성된 만곡부를 갖고, 상기 만곡부는 상기 전방 하단부로서 기능할 수도 있는, 자주식 전자 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경사판은 상기 하우징의 전방 중심으로부터 좌우로 연장하는 미리 정해진 폭을 갖도록 설계되고, 상기 경사판은, 그 폭방향에 있어서 상기 바닥면으로부터의 높이가 상기 경사판의 양측의 저부보다 낮을 수도 있는, 자주식 전자 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경사판은 상기 하우징의 상기 저부와 일체화함으로써 형성될 수도 있고 또는 별개로 형성될 수도 있는, 자주식 전자 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자주식 전자 장치는 이온 유동을 방출하는 자주식 이온 발생기로서 또는 자주식 진공 청소기로서 기능하도록 제조될 수도 있는, 자주식 전자 장치.
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