KR20150033006A - 청소기 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR20150033006A
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김민재
박흠용
김신
박성진
이동훈
최건수
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삼성전자주식회사
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Abstract

개시된 발명은 청소기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 본체; 복수의 구동 바퀴에 구동력을 제공하는 구동부; 흡입 노즐을 통해 흡입된 이물질을 본체로 이동시키는 흡입 호스; 흡입 호스에 형성되어, 흡입 호스의 휨 정도를 감지하는 휨 센서; 본체와 흡입 호스가 결합된 영역에 형성되어, 흡입 호스의 회전각을 감지하는 포지션 센서; 및 휨 센서와 포지션 센서에 의해서 감지된 흡입 호스의 휨 정도와 흡입 호스의 회전각을 통해 본체의 주행 방향을 감지하여 구동부를 통해 복수의 구동 바퀴를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

청소기 및 그 제어방법{CLEANER AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
청소기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 청소기는 사용자의 이동 경로를 따라 본체가 이동하면서 바닥면의 이물질을 흡입하여 청소 작업을 수행한다. 이때, 사용자의 청소기 본체 이동을 보다 용이하게 할 수 있도록 청소기의 손잡이와 본체에 가속도 센서를 설치하고 3축 가속도 값을 누적하여 위치 정보를 획득하고, 획득된 값을 기초로 손잡이와 본체의 상대적 위치 변화를 이용하여 사용자의 본체 견인의도를 파악하는 기술이 연구되었다.
그러나, 상술한 방식의 청소기는 단순히 가속도 정보를 누적하여 위치정보를 산출하는데, 시간이 경과할수록 오차가 누적되어 산출된 위치정보의 정확도가 떨어질 수 있다. 또한, 손잡이에 설치된 센서의 정보를 RF 통신을 통해 본체에 구비된 마이컴에 전달하기 때문에 전파방해를 일으키는 물건들로 인해 RF 통신 간섭으로 호스쪽 위치정보가 본체로 전달되지 않아 오동작을 유발시킬 수 있다.
청소기 및 그 제어방법의 일 측면은 청소기에 장착된 흡입 호스의 휨 정도에 따라 본체의 견인 의도를 파악하여 사용자의 이동 방향에 따라 청소기의 주행이 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 청소기 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 청소기는, 본체; 복수의 구동 바퀴에 구동력을 제공하는 구동부;
흡입 노즐을 통해 흡입된 이물질을 상기 본체로 이동시키는 흡입 호스;
상기 흡입 호스에 형성되어, 상기 흡입 호스의 휨 정도를 감지하는 휨 센서;
상기 본체와 상기 흡입 호스가 결합된 영역에 형성되어, 상기 흡입 호스의 회전각을 감지하는 포지션 센서; 및
상기 휨 센서와 상기 포지션 센서에 의해서 감지된 상기 흡입 호스의 휨 정도와 상기 흡입 호스의 회전각을 통해 상기 본체의 주행 방향을 감지하여 상기 구동부를 통해 상기 복수의 구동 바퀴를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는, 상기 휨 센서로부터 전달된 상기 휨 정도를 기 설정된 본체의 이동 기준치 및 정지 기준치와 비교하고, 비교 결과 상기 휨 정도가 상기 이동 기준치와 일치하는 경우, 상기 포지션 센서로부터 전달된 상기 흡입 호스의 회전각을 통해 상기 본체의 주행 방향을 파악하여 상기 구동부의 구동을 제어할 수 있다.
또한, 복수의 구동 바퀴는, 본체의 좌측에 형성된 좌측 구동 바퀴와 상기 본체의 우측에 형성된 우측 구동 바퀴를 포함할 수 있다.
또한, 구동부는, 상기 좌측 구동 바퀴에 구동력을 제공하는 제1 구동 모터와 상기 우측 구동 바퀴에 구동력을 제공하는 제2 구동 모터를 포함할 수 있다.
상기 휨 센서는, 상기 흡입 호스의 구부러짐 정도에 따라 가변되는 저항값을 감지할 수 있다.
상기 휨 센서는, 상기 흡입 호스의 휨에 대응되어 구부러질 수 있는 플렉서블(Flexible) 재질로 형성될 수 있다.
상기 포지션 센서는, 상기 흡입 호스의 회전에 따라 저항값이 가변되며, 가변되는 저항값을 기준으로 상기 흡입 호스의 회전각을 감지할 수 있다.
개시된 발명의 다른 측면에 따른 청소기의 제어방법은, 청소기가 구동됨에 따라, 휨 센서를 통해 흡입 호스의 휨 정도를 감지하는 단계;
상기 흡입 호스의 휨 정도를 기 설정된 본체의 이동 기준치 및 정지 기준치와 비교하여 본체에 대한 견인의도를 파악하는 단계;
상기 흡입 호스의 휨 정도가 상기 이동 기준치와 일치하여 상기 본체를 견인할 의도로 파악되는 경우, 포지션 센서를 통해 상기 흡입 호스의 회전각을 감지하는 단계;
상기 흡입 호스의 회전각을 기초로 상기 본체의 주행 방향을 파악하는 단계; 및
상기 파악된 본체의 주행 방향을 기초로 구동 바퀴의 구동을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 흡인 호스의 휨 정도를 감지하는 단계에서, 상기 휨 센서는 상기 흡입 호스의 구부러짐 정도에 따라 가변되는 저항값을 감지할 수 있다.
상기 흡입 호스의 회전각을 감지하는 단계에서, 상기 포지션 센서는 상기 흡입 호스의 회전에 따라 가변되는 저항값을 기준으로 상기 흡입 호스의 회전각을 감지할 수 있다.
상기 구동 바퀴는 좌측 구동 바퀴와 우측 구동 바퀴를 포함하며, 상기 구동 바퀴의 구동을 제어하는 단계에서, 상기 파악된 본체의 주행 방향에 따라 상기 좌측 구동 바퀴와 상기 우측 구동 바퀴에 구동력을 제공하는 구동모터를 제어할 수 있다.
청소기 및 그 제어방법의 일 측면에 의하면, 청소기에 장착된 흡입 호스의 휨 정도에 따라 청소기의 견인 의도를 파악하고, 흡입 호스의 회전각을 기초로 견입 방향을 파악하기 때문에, 청소 작업 시 사용자가 청소기를 견인하려고 하는 방향에 따라 청소기의 주행을 능동적으로 제어할 수 있고, 이로 인해 사용자의 청소기 이동 조작이 용이해진다는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 청소기의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 청소기의 본체와 흡입 호스의 결합영역을 보다 상세하게 나타내는 도면이다.
도 3은 청소기의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 4는 청소기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 청소기의 외관을 나타내는 도면이고, 도 2는 청소기의 본체와 흡입 호스의 결합영역을 보다 상세하게 나타내는 도면이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 청소기(100)는 흡입력을 생성하는 팬모터(미도시)와 흡입된 공기의 이물질을 모으는 집진부(미도시)를 갖는 본체(110), 바닥의 이물질을 흡입하는 흡입 노즐(170), 사용자의 청소기 조작을 위한 조작부가 장착된 핸들관(150), 흡입 노즐(170)과 핸들관(150)을 연결하는 연장관(160), 핸들관(150)과 본체(110)를 연결하는 플렉서블 재질의 흡입 호스(140)를 포함할 수 있다.
흡입 노즐(170)을 통해 흡입된 이물질은 연장관(160), 핸들관(150), 흡입 호스(140)를 순차적으로 경유하여 본체(110)의 집진부로 수집되어 외부로 배출될 수 있다. 이때, 집진부는 본체의 내부 이외에 다른 영역에 구비되는 것도 가능하며, 집진부의 위치 변경에 따라 이물질의 이동 경로 역시 변경됨은 자명하다 할 것이다. 또한, 집진부는 먼지 봉투에 공기를 통과시켜 이물질을 거르는 이물질 봉투 방식이거나, 또는 원심 분리를 통해 이물질을 분리하는 사이클론 방식 중 제한없이 적용 가능할 수 있다.
본체(110)의 양측면에는 본체의 이동을 위한 구동 바퀴(130)를 구비할 수 있다. 이때, 구동 바퀴(130)는 본체(110)의 주행방향을 기준으로 좌측면과 우측면에 각각 형성된 좌측 구동 바퀴와 우측 구동 바퀴를 포함할 수 있으며, 이들은 구동 모터의 구동력 제공을 통해 구동될 수 있다. 상기 구동 모터는 일방향 회전 모터이거나 또는 양 방향 회전 모터일 수 있다.
또한, 청소기(100)는 본체(110)의 흡입 호스(140)와 결합되는 영역에 형성되어 흡입 호스(140)의 회전각을 감지하는 포지션 센서(120)와 흡입 호스(140)의 휨 정도를 감지하기 위한 휨 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 포지션 센서(120)를 통해 감지된 흡입 호스(140)의 회전각을 이용하여 본체(110)의 주행 방향을 판단할 수 있다.
도 3은 청소기의 구성을 상세하게 나타내는 도면으로서, 청소기의 본체와 흡입 호스의 결합영역을 보다 상세하게 나타내는 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 청소기(200)는 본체(210), 흡입 호스(220), 휨 센서(230), 포지션 센서(240), 구동부(250) 및 제어부(260)를 포함할 수 있다.
흡입 호스(220)는 흡입 노즐(도 1의 170)을 통해 흡입된 이물질을 본체(210)로 이동시키기 위한 구성일 수 있다.
휨 센서(230)는 흡입 호스(220)에 형성되어, 흡입 호스(220)의 휨 정도를 감지할 수 있다. 이때, 휨 센서(230)는 흡입 호스(220)의 내측 또는 외측 중 호스의 길이 방향을 기준으로 중간영역에 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 흡입 호스(220)의 휨 정도를 측정할 수 있는 위치라면 어디든지 설치될 수 있다. 또한, 휨 센서(230)는 흡입 호스(220)의 휨에 대응되어 구부러질 수 있는 플렉서블(Flexible) 재질로 형성될 수 있다.
또한, 휨 센서(230)는 흡입 호스(220)의 구부러짐 정도에 따라 가변되는 저항값을 감지할 수 있다. 즉, 흡입 호스(220)의 구부러짐에 따라 가변되는 저항값을 기초로 흡입 호스(220)의 휨 정도를 파악하는 것이다. 이때, 휨 센서(230)가 가변되는 저항값을 기초로 흡입 호스(220)의 휨 정도를 파악하는 것 외에 다른 방식을 적용하는 것도 가능하다 할 것이다.
포지션 센서(240)는 본체(210)와 흡입 호스(220)가 결합된 영역에 형성되어, 흡입 호스(220)의 회전각을 감지할 수 있다. 이때, 포지션 센서(240)는 흡입 호스(220)의 회전에 따라 저항값이 가변되며, 가변되는 저항값을 기준으로 흡입 호스(140)의 회전각을 감지할 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 도시하는 바와 같이, 본체(110)에 장착된 흡입 호스(140)는 A 방향(좌우측 양방향) 회전이 가능하며, 특정 지점을 기준으로 회전정도에 대한 회전각이 감지될 수 있는 것이다.
구동부(250)는 복수의 구동 바퀴에 구동력을 제공하기 위한 구성이다. 또한, 구동부(250)는 좌측 구동 바퀴에 구동력을 제공하는 제1 구동 모터(251)와 우측 구동 바퀴에 구동력을 제공하는 제2 구동 모터(253)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 구동 모터(251)와 제2 구동 모터(253)는 제어부(260)로부터 전달되는 구동 바퀴 제어 정보에 따라 본체(210)가 이동하는 방향으로 주행할 수 있도록 해당 구동 모터의 구동력을 세게하거나, 또는 약하게 할 수 있는 것이다.
제어부(260)는 휨 센서(230)와 포지션 센서(240)에 의해서 감지된 흡입 호스(220)의 휨 정도와 흡입 호스(220)의 회전각을 통해 본체(210)의 주행 방향을 감지하여 구동부(250)를 통해 복수의 구동 바퀴를 제어할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 제어부(260)는 휨 센서(230)로부터 전달된 휨 정도를 기 설정된 본체(210)의 이동 기준치 및 정지 기준치와 비교하고, 비교 결과 휨 정도가 이동 기준치와 일치하는 경우, 포지션 센서(240)로부터 전달된 흡입 호스(220)의 회전각을 통해 본체(210)의 주행 방향을 파악하여 구동부(250)의 구동을 제어할 수 있다. 이때, 구동부(250)의 구동을 제어한다는 것은 본체(210)가 이동하는 방향으로 구동 바퀴(130)가 이동할 수 있도록 제1 구동 모터(251)와 제2 구동 모터(253)의 구동력을 제어하는 정보를 구동부(250)로 전달하는 것을 의미할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 청소를 하지 않거나, 또는 동일 영역을 지속적으로 청소하거나, 또는 사용자 주변 지역을 청소하는 경우, 흡입 호스(220)는 구부러진 상태를 유지할 것이고, 사용자가 본체(220)를 이동시키려고 하는 경우, 흡입 호스(220)는 사용자의 잡아 당김으로 인해 팽팽하게 펴진 상태일 것이다. 이러한 원리를 적용하여, 본체(220)의 이동 시 흡입 호스(220)의 휨 정도를 이동 기준치로 설정하고, 본체(220)의 정지 시 흡입 호스(220)의 휨 정도를 정지 기준치로 설정하는 것이다. 이때, 이동 기준치와 정지 기준치는 흡입 호스(220)의 휨 정도에 대응되는 저항값일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 만약, 휨 센서(230)가 가변 저항이 아닌 다른 방식으로 흡입 호스(220)의 휨 정도를 측정한다면, 이동 기준치와 정지 기준치 역시 저항값이 아닌 다른 값으로 변경될 수 있는 것이다.
상술한 복수의 구동 바퀴(도 1의 130)는 본체(도 1의 110)의 좌측에 형성된 좌측 구동 바퀴와 본체(도 1의 110)의 우측에 형성된 우측 구동 바퀴를 포함할 수 있다.
도 4는 청소기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 청소기(200)는 청소기가 구동됨에 따라, 휨 센서(230)를 통해 흡입 호스(220)의 휨 정도를 감지할 수 있다(S101, S103).
이때, 휨 센서(230)는 흡입 호스(220)의 구부러짐 정도에 따라 가변되는 저항값을 감지할 수 있다.
다음, 청소기(200)는 흡입 호스(220)의 휨 정도를 기 설정된 본체(210)의 이동 기준치 및 정지 기준치와 비교하여 본체에 대한 견인의도를 파악할 수 있다(S105).
다음, 흡입 호스(220)의 휨 정도가 이동 기준치와 일치하여 본체(210)를 견인할 의도로 파악되는 경우, 청소기(200)는 포지션 센서(240)를 통해 흡입 호스(220)의 회전각을 감지할 수 있다(S107).
이때, 포지션 센서(240)는 흡입 호스(220)의 회전에 따라 가변되는 저항값을 기준으로 흡입 호스(220)의 회전각을 감지할 수 있다.
다음, 청소기(200)는 흡입 호스(220)의 회전각을 기초로 본체(210)의 주행 방향을 파악하고, 파악된 본체(210)의 주행 방향을 기초로 구동 바퀴의 구동을 제어할 수 있다(S109, S111).
상기 구동 바퀴(도 1의 130)는 좌측 구동 바퀴와 우측 구동 바퀴를 포함할 수 있다. 청소기(200)는 구동 바퀴(130)의 구동을 제어하는 단계에서, 단계 S109에서 파악된 본체(210)의 주행 방향에 따라 좌측 구동 바퀴와 우측 구동 바퀴에 구동력을 제공하는 구동모터를 제어하는 것이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100, 200 : 청소기
110, 210 : 본체
120, 240 : 포지션 센서
130 : 구동 바퀴
140, 220 : 흡입 호스
150 : 핸들관
160 : 연장관
170 : 흡입 노즐
230 : 휨 센서
250 : 구동부
251 : 제1 구동모터
253 : 제2 구동모터
260 : 제어부

Claims (11)

  1. 본체;
    복수의 구동 바퀴에 구동력을 제공하는 구동부;
    흡입 노즐을 통해 흡입된 이물질을 상기 본체로 이동시키는 흡입 호스;
    상기 흡입 호스에 형성되어, 상기 흡입 호스의 휨 정도를 감지하는 휨 센서;
    상기 본체와 상기 흡입 호스가 결합된 영역에 형성되어, 상기 흡입 호스의 회전각을 감지하는 포지션 센서; 및
    상기 휨 센서와 상기 포지션 센서에 의해서 감지된 상기 흡입 호스의 휨 정도와 상기 흡입 호스의 회전각을 통해 상기 본체의 주행 방향을 감지하여 상기 구동부를 통해 상기 복수의 구동 바퀴를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 청소기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제어부는,
    상기 휨 센서로부터 전달된 상기 휨 정도를 기 설정된 본체의 이동 기준치 및 정지 기준치와 비교하고, 비교 결과 상기 휨 정도가 상기 이동 기준치와 일치하는 경우, 상기 포지션 센서로부터 전달된 상기 흡입 호스의 회전각을 통해 상기 본체의 주행 방향을 파악하여 상기 구동부의 구동을 제어하는 청소기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 구동 바퀴는,
    상기 본체의 좌측에 형성된 좌측 구동 바퀴와 상기 본체의 우측에 형성된 우측 구동 바퀴를 포함하는 청소기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 좌측 구동 바퀴에 구동력을 제공하는 제1 구동 모터와 상기 우측 구동 바퀴에 구동력을 제공하는 제2 구동 모터를 포함하는 청소기.
  5. 청구항 1에 이어서,
    상기 휨 센서는, 상기 흡입 호스의 구부러짐 정도에 따라 가변되는 저항값을 감지하는 청소기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 휨 센서는, 상기 흡입 호스의 휨에 대응되어 구부러질 수 있는 플렉서블(Flexible) 재질로 형성되는 청소기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 포지션 센서는,
    상기 흡입 호스의 회전에 따라 저항값이 가변되며, 가변되는 저항값을 기준으로 상기 흡입 호스의 회전각을 감지하는 청소기.
  8. 청소기가 구동됨에 따라, 청소기가 휨 센서를 통해 흡입 호스의 휨 정도를 감지하는 단계;
    상기 흡입 호스의 휨 정도를 기 설정된 본체의 이동 기준치 및 정지 기준치와 비교하여 본체에 대한 견인의도를 파악하는 단계;
    상기 흡입 호스의 휨 정도가 상기 이동 기준치와 일치하여 상기 본체를 견인할 의도로 파악되는 경우, 포지션 센서를 통해 상기 흡입 호스의 회전각을 감지하는 단계;
    상기 흡입 호스의 회전각을 기초로 상기 본체의 주행 방향을 파악하는 단계; 및
    상기 파악된 본체의 주행 방향을 기초로 구동 바퀴의 구동을 제어하는 단계;
    를 포함하는 청소기 제어방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 흡인 호스의 휨 정도를 감지하는 단계에서,
    상기 휨 센서는 상기 흡입 호스의 구부러짐 정도에 따라 가변되는 저항값을 감지하는 청소기 제어방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 흡입 호스의 회전각을 감지하는 단계에서,
    상기 포지션 센서는 상기 흡입 호스의 회전에 따라 가변되는 저항값을 기준으로 상기 흡입 호스의 회전각을 감지하는 청소기 제어방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 구동 바퀴는 좌측 구동 바퀴와 우측 구동 바퀴를 포함하며,
    상기 구동 바퀴의 구동을 제어하는 단계에서,
    상기 파악된 본체의 주행 방향에 따라 상기 좌측 구동 바퀴와 상기 우측 구동 바퀴에 구동력을 제공하는 구동모터를 제어하는 청소기 제어방법.
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