KR20150060030A - 로봇 청소기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면 로봇 청소기의 소형화가 가능하다. 적은 토크를 갖는 모터를 사용할 수 있으므로 제조 비용을 절감할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는, 구동력을 전달하는 복수의 모터, 상기 복수의 모터 중 적어도 하나에 연결되고, 상기 모터로부터 회전력을 전달받아 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 바닥면을 청소하는 패드 어셈블리 및 상기 패드 어셈블리 및 상기 복수의 모터 중 다른 하나와 연결되고, 상기 모터의 구동력에 의해 상기 패드 어셈블리가 틸팅되도록 하는 와이어를 포함하고, 상기 패드 어셈블리의 저면과 바닥면 간의 불균일한 마찰력에 의해 특정 방향으로 주행한다.

Description

로봇 청소기{Robot cleaner}
본 발명은 패드와 바닥면 간의 불균일한 마찰력을 통해 주행을 할 수 있는 로봇 청소기에 관한 것이다.
로봇 청소기는 사용자의 조작없이 청소 영역을 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하여 청소 작업을 수행하는 기기이다. 로봇 청소기는 거리 센서를 통해 청소 구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 판별하고, 로봇 청소기의 좌륜 모터와 우륜 모터를 선택적으로 구동시킴으로써 스스로 방향을 전환해가면서 청소 구역을 청소한다.
최근에는 바닥의 먼지 등의 이물질을 흡입하는 로봇 청소기뿐만 아니라, 바닥의 먼지를 닦아내는 로봇 청소기가 등장하고 있다. 종래의 로봇 청소기는 저면에 패드가 구비되고, 로봇 청소기의 이동시 패드가 바닥면에 붙어 밀고 이동하는 방식으로 바닥의 먼지를 닦아냈다. 이때 로봇 청소기는 별도로 구비된 이동수단에 의해 이동된다.
본 발명은 패드와 바닥면 간의 불균일한 마찰력을 이용하여 다양한 방향으로 주행이 가능하고, 구동원에 걸리는 부하를 저감시킬 수 있는 로봇 청소기를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는, 구동력을 전달하는 복수의 모터; 상기 복수의 모터 중 적어도 하나에 연결되고, 상기 모터로부터 회전력을 전달받아 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 바닥면을 청소하는 패드 어셈블리; 및 상기 패드 어셈블리 및 상기 복수의 모터 중 다른 하나와 연결되고, 상기 모터의 구동력에 의해 상기 패드 어셈블리가 틸팅되도록 하는 와이어;를 포함하고, 상기 패드 어셈블리의 저면과 바닥면 간의 불균일한 마찰력에 의해 특정 방향으로 주행한다.
상기 와이어는, 상기 패드 어셈블리를 x축을 중심으로 틸팅시키는 제1와이어 및 상기 패드 어셈블리를 y축을 중심으로 틸팅시키는 제2와이어를 포함한다.
상기 복수의 모터는, 상기 제1와이어와 연결되는 제1모터, 상기 제2와이어와 연결되는 제2모터 및 상기 패드 어셈블리를 z축을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 제3모터를 포함한다.
상기 제1와이어는 상기 제1모터에 연결되어 회전하는 제1샤프트에 장착되고, 상기 제2와이어는 상기 제2모터에 연결되어 회전하는 제2샤프트에 장착된다.
상기 제1샤프트는 상기 제1모터에 연결되는 제1구동샤프트 및 상기 제1구동샤프트와 기어 연결되는 제1연결샤프트를 포함한다.
상기 제1와이어는, 상기 제1구동샤프트 및 상기 패드 어셈블리의 일측을 연결하는 부분과 상기 제2연결샤프트 및 상기 패드 어셈블리의 일측과 대향되는 타측을 연결하는 부분으로 분리되어 구비된다.
상기 패드 어셈블리는, 상기 제1모터 및 상기 제2모터에 의해 틸팅가능하고, 상기 제3모터에 의해 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있는 회전판을 포함한다.
상기 패드 어셈블리는, 상기 회전판이 저면에 장착되는 탄성부재 어셈블리 및 상기 탄성부재 어셈블리의 저면에 장착되는 패드 유닛을 포함한다.
상기 탄성부재 어셈블리는, 상기 패드 어셈블리의 저면 전체가 바닥면과 접촉되도록 하기 위한 탄성체 및 상기 탄성체가 수용되는 탄성부재 수용부를 포함한다.
상기 탄성부재 수용부는, 고무 소재의 복수의 주름을 가진 주름관의 형태로 마련된다.
상기 패드 유닛은, 상기 탄성부재 수용부의 저면에 탈착가능하게 장착되는 패드 장착부 및 상기 패드 장착부에 탈착가능하게 장착되어 바닥면을 청소하는 패드를 포함한다.
상기 회전판에는 물탱크로부터 물이 공급되는 연결부가 구비되고, 상기 탄성부재 어셈블리 및 상기 패드 유닛에는 연통되는 물공급홀이 형성된다.
상기 회전판에는 물공급부재가 장착되고, 상기 물공급부재는 상기 연결부와 연통된 중앙홀 및 측방에 형성되어 상기 중앙홀과 연통되는 측면홀을 포함한다.
상기 연결부를 통해 공급된 물은 상기 물공급부재의 측면홀을 통해 분사되어 상기 물공급홀을 통해 상기 패드로 전달된다.
상기 패드 어셈블리는 복수 개가 구비되고, 각각의 패드 어셈블리는 독립적으로 구동된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는, 베이스에 장착되고, 저면에 패드가 장착되는 패드 어셈블리; 상기 베이스에 구비되는 제1모터 및 제2모터; 상기 패드 어셈블리와 연결되어 상기 패드 어셈블리를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 제3모터; 상기 패드 어셈블리 및 상기 제1모터와 연결되어 상기 패드 어셈블리를 x축을 중심으로 틸팅시키는 제1와이어; 및 상기 패드 어셈블리 및 상기 제2모터와 연결되어 상기 패드 어셈블리를 y축을 중심으로 틸팅시키는 제2와이어;를 포함하고, 상기 패드 어셈블리가 상기 제1와이어 또는 상기 제2와이어에 의해 틸팅됨으로써 상기 패드 어셈블리의 저면과 바닥면 간에는 불균일한 마찰력이 발생하고, 상기 패드 어셈블리의 저면과 바닥면 간의 불균일한 마찰력에 의해 특정 방향으로 주행한다.
상기 패드 어셈블리의 저면과 바닥면 간의 마찰력이 큰 부분의 위치 및 상기 제3모터에 의한 회전 방향에 의해 주행 방향이 결정된다.
상기 제1와이어는 상기 제1모터에 연결되어 회전하는 제1샤프트에 장착되고, 상기 제2와이어는 상기 제2모터에 연결되어 회전하는 제2샤프트에 장착된다.
상기 패드 어셈블리는 상기 패드 전체가 바닥면과 접촉되도록 하는 탄성체를 포함한다.
상기 탄성체는 복수의 주름을 가진 고무 소재의 주름관 내에 수용된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 로봇 청소기의 소형화가 가능하다. 적은 토크를 갖는 모터를 사용할 수 있으므로 제조 비용을 절감할 수 있다. 패드 어셈블리에 구비되는 탄성 부재가 위생적으로 관리될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 커버를 제거한 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 일부를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 일부를 도시한 분해 단면도이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기가 전방으로 주행할 때의 모습을 도시한 도면이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기가 사선으로 주행할 때의 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 패드 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 커버를 제거한 모습을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 일부를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 일부를 도시한 분해 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 복수의 패드 어셈블리(2)를 포함한다. 패드 어셈블리(2)는 저면에 패드(27)가 장착된다. 패드(27)에 의해 바닥면이 습식청소될 수 있다. 패드 어셈블리(2)는 바닥면을 문질러 청소할 수 있다. 로봇 청소기(1)는 패드 어셈블리와 바닥면 간의 불균일한 마찰력에 의해 다양한 방향으로 주행할 수 있다.
로봇 청소기(1)의 상부는 커버(10)에 의해 커버될 수 있다. 커버(10)의 일측에는 물탱크 수용부(100)가 마련될 수 있다. 물탱크 수용부(100)에는 물이 수용되는 물탱크(101)가 수용될 수 있다. 물탱크(101)에 수용된 물은 물공급관(미도시)에 의해 패드 어셈블리(2)로 제공될 수 있다. 패드 어셈블리(2)는 물탱크(101)로부터 물을 공급받아 바닥면을 습식 청소할 수 있다. 로봇 청소기(1)의 측면에는 범퍼(11)가 구비될 수 있다. 범퍼(11)에 의해 로봇 청소기(1)가 외부의 장애물로부터 받는 충격이 완충될 수 있다.
범퍼(11)의 일측에는 센서(110)가 구비될 수 있다. 센서(110)는 장애물 감지센서, 위치 감지 센서 등을 포함할 수 있다. 센서(110)에 의해 로봇 청소기(1)의 전방에 위치하는 장애물이 감지될 수 있다. 센서(110)는 도킹 스테이션 또는 패드 교체장치에 구비된 센서와 통신하여 로봇 청소기(1)를 도킹 스테이션 또는 패드 교체장치로 안내할 수 있다.
패드 어셈블리(2)는 베이스(12)에 장착될 수 있다. 패드 어셈블리(2)는 복수 개가 마련될 수 있다. 이하에서는 패드 어셈블리(2)가 제1패드 어셈블리(2a), 제2패드 어셈블리(2b), 제3패드 어셈블리(2c) 및 제4패드 어셈블리(2d)를 포함하는 실시예에 관하여 설명한다. 제1패드 어셈블리(2a), 제2패드 어셈블리(2b), 제3패드 어셈블리(2c) 및 제4패드 어셈블리(2d)는 동일한 구성을 갖으므로, 이하에서 패드 어셈블리(2)는 제1패드 어셈블리(2a), 제2패드 어셈블리(2b), 제3패드 어셈블리(2c) 및 제4패드 어셈블리(2d) 중 적어도 어느 하나를 의미하는 것으로 보고 설명한다.
패드 어셈블리(2)는 모터에 의해 구동될 수 있다. 모터는 제1모터(120), 제2모터(121) 및 제3모터(122)를 포함한다. 제1모터(120) 및 제2모터(121)는 베이스(12)에 마련될 수 있다. 제3모터(122)는 패드 어셈블리(2)에 장착될 수 있다. 제3모터(122)에 의해 패드 어셈블리(2)는 회전하면서 바닥면을 문지를 수 있다.
제1모터(120)에는 제1샤프트(123)가 연결될 수 있다. 제1샤프트(123)는 제1모터(120)에 의해 회전할 수 있다. 제1샤프트(123)에는 제1와이어(W1)가 연결될 수 있다. 제1모터(120)에 의해 제1샤프트(123)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하면 제1와이어(W1)는 제1샤프트(123)에 감길 수 있다.
제1와이어(W1)의 일단부 및/또는 타단부는 패드 어셈블리(2)에 고정될 수 있다. 제1샤프트(123)가 회전하여 제1와이어(W1)가 제1샤프트(123)에 감기면, 제1와이어(W1)에 의해 패드 어셈블리(2)가 틸팅될 수 있다.
일례로 제1샤프트(123)가 회전하여 제1와이어(W1)가 제1샤프트(123)에 감기면, 제1와이어(W1)에 의해 패드 어셈블리(2)는 x축을 중심으로 틸팅될 수 있다. 패드 어셈블리(2)가 틸팅되고, 패드 어셈블리(2)가 제3모터(122)에 의해 z축을 중심으로 회전하면, 패드 어셈블리(2)의 저면과 바닥면 간에는 불균일한 마찰력이 발생할 수 있다.
제1샤프트(123)는 하나가 마련되어 제1와이어(W1)가 고정될 수 있다. 제1샤프트(123)는 제1모터(120)와 연결된 제1구동샤프트(123') 및 제1연결샤프트(123'')를 포함할 수도 있다. 제1구동샤프트(123')와 제1연결샤프트(123'')는 기어(125)에 의해 연결될 수 있다. 제1구동샤프트(123')에는 제1구동기어(125')가 구비될 수 있다. 제1연결샤프트(123'')에는 제1연결기어(125'')가 구비될 수 있다. 제1구동기어(125')와 제1연결기어(125'')는 치합될 수 있다.
제1모터(120)의 구동력이 제1구동샤프트(123')에 전달되면, 기어 연결에 의해 제1연결샤프트(123'')가 제1구동샤프트(123')와 함께 회전할 수 있다. 제1구동샤프트(123')와 제1연결샤프트(123'')는 반대 방향으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 제1구동샤프트(123')가 시계 방향으로 회전하면 제1연결샤프트(123'')는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
제1와이어(W1)는 두 개가 마련되어, 하나의 제1와이어(W1')는 일측이 제1구동샤프트(123')에 고정되고, 타측이 패드 어셈블리(2)의 일측에 고정될 수 있다. 다른 하나의 제1와이어(W1'')는 일측이 제1연결샤프트(123'')에 고정되고, 타측이 패드 어셈블리(2)의 타측에 고정될 수 있다. 제1구동샤프트(123')에 연결된 와이어(W1')와 제1연결샤프트(123'')에 연결된 와이어(W1'') 중 어느 하나가 연결된 샤프트에 감기면 다른 하나는 샤프트로부터 풀릴 수 있다.
예를 들어, 제1연결샤프트(123')에 연결된 제1와이어(W1')가 패드 어셈블리(2)의 일측을 상방으로 들어올리면, 제1연결샤프트(123'')에 연결된 제1와이어(W1'')는 패드 어셈블리(2)의 타측 저면이 바닥면과 가까워지도록 하방으로 내릴 수 있다. 이로써 패드 어셈블리(2)가 x축을 중심으로 틸팅될 수 있다. 패드 어셈블리(2)가 제3모터(122)에 의해 z축을 중심으로 회전하면 패드 어셈블리(2)와 바닥면 간의 마찰력이 불균일하게 발생될 수 있다.
제2모터(121)에는 제2샤프트(124)가 연결될 수 있다. 제2샤프트(124)는 제2모터(121)에 의해 회전할 수 있다. 제2샤프트(124)에는 제2와이어(W2)가 연결될 수 있다. 제2모터(121)에 의해 제2샤프트(124)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하면 제2와이어(W2)는 제2샤프트(124)에 감길 수 있다. 패드 어셈블리(2)에서 제2와이어(W2)가 장착되는 위치를 지나는 직선은 제1와이어(W1)가 장착되는 위치를 지나는 직선과 수직을 이룰 수 있다.
제2와이어(W2)의 일단부 및/또는 타단부는 패드 어셈블리(2)에 고정될 수 있다. 제2샤프트(124)가 회전하여 제2와이어(W2)가 제2샤프트(124)에 감기면, 제2와이어(W2)에 의해 패드 어셈블리(2)가 틸팅될 수 있다.
일례로 제2샤프트(124)가 회전하여 제2와이어(W2)가 제2샤프트(124)에 감기면, 제2와이어(W2)에 의해 패드 어셈블리(2)는 y축을 중심으로 틸팅될 수 있다. 패드 어셈블리(2)가 틸팅되면, 패드 어셈블리(2)가 제3모터(122)에 의해 z축을 중심으로 회전했을 때 패드 어셈블리(2)의 저면과 바닥면 사이에는 불균일한 마찰력이 발생할 수 있다.
제2샤프트(124)는 하나가 마련되어 제2와이어(W2)가 고정될 수 있다. 제1샤프트(123)의 경우와 유사하게, 제2샤프트(124)는 제2모터(121)와 연결된 제2구동샤프트(124') 및 제2연결샤프트(124'')를 포함할 수도 있다. 제2구동샤프트(124')와 제2연결샤프트(124'')는 기어(126)에 의해 연결될 수 있다. 제2구동샤프트(124')에는 제3구동기어(126')가 구비될 수 있다. 제2연결샤프트(124'')에는 제4연결기어(126'')가 구비될 수 있다. 제3구동기어(126')와 제4연결기어(126'')는 치합될 수 있다.
제2모터(121)의 구동력이 제2구동샤프트(124')에 전달되면, 기어 연결에 의해 제2연결샤프트(124'')가 제2구동샤프트(124')와 함께 회전할 수 있다. 제2구동샤프트(124')와 제2연결샤프트(124'')는 반대 방향으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 제2구동샤프트(124')가 시계 방향으로 회전하면 제2연결샤프트(124'')는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
제2와이어(W2)는 두 개가 마련되어, 하나의 제2와이어(W2')는 일측이 제2구동샤프트(124')에 고정되고, 타측이 패드 어셈블리(2)의 일측에 고정될 수 있다. 다른 하나의 제2와이어(W2'')는 일측이 제2연결샤프트(124'')에 고정되고, 타측이 패드 어셈블리(2)의 타측에 고정될 수 있다. 제2구동샤프트(124')에 연결된 와이어(W2')와 제2연결샤프트(124'')에 연결된 와이어(W2'') 중 어느 하나가 연결된 샤프트에 감기면 다른 하나는 샤프트로부터 풀릴 수 있다. 예를 들어, 제2연결샤프트(124')에 연결된 제2와이어(W2')가 패드 어셈블리(2)의 일측을 상방으로 들어올리면, 제2연결샤프트(124'')에 연결된 제2와이어(W2'')는 패드 어셈블리(2)의 타측 저면이 바닥면과 가까워지도록 하방으로 내릴 수 있다. 이로써 패드 어셈블리(2)가 y축을 중심으로 틸팅될 수 있다. 패드 어셈블리(2)가 제3모터(122)에 의해 z축을 중심으로 회전하면 패드 어셈블리(2)와 바닥면 간의 마찰력이 불균일하게 발생될 수 있다.
패드 어셈블리(2)가 제1모터(120) 또는 제2모터(121)에 의해 틸팅되고, 제3모터(122)에 의해 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전함으로써 패드 어셈블리(2)에 의해 바닥면이 청소되면서 로봇 청소기(1)가 특정 방향으로 주행할 수 있다.
즉, 제1패드 어셈블리(2a), 제2패드 어셈블리(2b), 제3패드 어셈블리(2c) 또는 제4패드 어셈블리(2d)는 각각 별개의 제1모터 또는 제2모터와 연결된다. 제1패드 어셈블리(2a), 제2패드 어셈블리(2b), 제3패드 어셈블리(2c) 또는 제4패드 어셈블리(2d)는 각각에 연결된 제1모터 또는 제2모터에 의해 x축, y축을 중심으로 틸팅될 수 있다. 또한 제1패드 어셈블리(2a), 제2패드 어셈블리(2b), 제3패드 어셈블리(2c) 또는 제4패드 어셈블리(2d)는 각각 별개의 제3모터를 포함한다. 제1패드 어셈블리(2a), 제2패드 어셈블리(2b), 제3패드 어셈블리(2c) 또는 제4패드 어셈블리(2d)는 제3모터에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 바닥면을 문지를 수 있다.
제1패드 어셈블리(2a), 제2패드 어셈블리(2b), 제3패드 어셈블리(2c) 또는 제4패드 어셈블리(2d)를 틸팅시키는 제1모터(120) 및 제2모터(121)는 베이스(12)에 마련될 수 있다. 제1패드 어셈블리(2a), 제2패드 어셈블리(2b), 제3패드 어셈블리(2c) 또는 제4패드 어셈블리(2d)를 z축을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 제3모터(122)는 제1패드 어셈블리(2a), 제2패드 어셈블리(2b), 제3패드 어셈블리(2c) 및 제4패드 어셈블리(2d)에 각각 장착될 수 있다.
한편, 제1와이어(W1) 및 제2와이어(W2)는 스틸 와이어(steel wire)일 수 있다. 제1와이어(W1)는 장력조절장치(127)에 의해 장력이 조절될 수 있다. 일례로 제1와이어(W1)는 장력조절장치(127)에 감길 수 있게 구비될 수 있다. 장력조절장치(127)에 제1와이어(W1)가 감기거나 장력조절장치(127)로부터 제1와이어(W1)가 풀림으로써 제1샤프트(123)와 패드 어셈블리(2)를 연결하는 제1와이어(W1)의 장력이 크거나 작게 조절될 수 있다. 장력조절장치(127)는 제1와이어(W1)가 제1샤프트(123) 및 패드 어셈블리(2) 간의 최소 거리의 루트로 연장되어 연결되거나, 제1와이어(W1)를 잡아당겨 제1와이어(W1)가 제1샤프트(123) 및 패드 어셈블리(2) 간의 최소 거리의 루트를 우회하여 연결하도록 구비될 수도 있다.
제2와이어(W2)에도 장력조절장치(미도시)가 연결되어 장력이 조절될 수 있다. 제2와이어(W2)에 연결된 장력조절장치(미도시)의 경우도 제1와이어(W1)에 연결된 장력조절장치(127)와 유사하게 구성될 수 있다.
패드 어셈블리(2)가 스틸 와이어에 의해 모터와 연결되어 틸팅되도록 구성됨으로써, 링크 프레임에 의해 연결되는 경우보다 모터 측에 더 작은 토크가 가해질 수 있다. 링크 프레임에 의해 패드 어셈블리와 모터가 연결된 경우, 모터는 링크의 길이와 패드 어셈블리에 가해지는 힘의 크기를 곱한 값의 토크값을 가지는 출력을 발생시켜야 한다. 그러나 패드 어셈블리와 모터가 와이어에 의해 연결된 경우, 모터는 와이어가 감긴 샤프트의 직경과 패드 어셈블리에 가해지는 힘의 크기를 곱한 값만큼의 토크값을 가지는 출력을 발생시키면 된다. 와이어가 감긴 샤프트의 직경은 모터와 패드 어셈블리를 연결시키는 링크의 길이에 비해 현저히 작을 것으로 예상되는 바, 와이어에 의해 패드 어셈블리와 모터가 연결되는 경우 작은 출력을 가진 모터를 사용할 수 있으므로 로봇 청소기(1)의 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한 링크를 사용할 때에 비해 와이어를 사용할 경우 로봇 청소기(1)의 부피를 줄일 수 있다. 따라서 로봇 청소기(1)를 소형화할 수 있다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기가 전방으로 주행할 때의 모습을 도시한 도면이고, 도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기가 사선으로 주행할 때의 모습을 도시한 도면이다.
도 5(a) 내지 도 6(b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 로봇 청소기(1)는 패드 어셈블리(2)와 바닥면과의 불균일한 마찰력에 의해 특정 방향으로 주행할 수 있다. 상세히 로봇 청소기(1)는 패드 어셈블리(2)의 저면에서 바닥면과의 마찰력이 큰 방향으로 주행할 수 있다. 로봇 청소기(1)의 주행 속도는 제3모터(122)에 의한 회전 속도에 의해 가변될 수 있다.
일례로 제1패드 어셈블리(2a)는 P1 부분이 바닥면과의 마찰력이 가장 크도록 x축을 중심으로 틸팅되고, z축을 중심으로 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 제2패드 어셈블리(2b)는 P2 부분이 바닥면과의 마찰력이 가장 크도록 x축을 중심으로 틸팅되고, z축을 중심으로 시계 방향으로 회전할 수 있다. 제3패드 어셈블리(2c)는 P3 부분이 바닥면과의 마찰력이 가장 크도록 x축을 중심으로 틸팅되고, z 축을 중심으로 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 제4패드 어셈블리(2d)는 P4 부분이 바닥면과의 마찰력이 가장 크도록 x축을 중심으로 틸팅되고, z 축을 중심으로 시계 방향으로 회전할 수 있다. 이러한 경우 로봇 청소기(1)는, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이, A 방향(전방)으로 주행할 수 있다.
또 다른 예로, 제1패드 어셈블리(2a)는 Q1 부분이 바닥면과의 마찰력이 가장 크도록 x축 및 y축을 중심으로 틸팅되고, z축을 중심으로 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 제2패드 어셈블리(2b)는 Q2 부분이 바닥면과의 마찰력이 가장 크도록 x축 및 y축을 중심으로 틸팅되고, z축을 중심으로 시계 방향으로 회전할 수 있다. 제3패드 어셈블리(2c)는 Q3 부분이 바닥면과의 마찰력이 가장 크도록 x축 및 y축을 중심으로 틸팅되고, z 축을 중심으로 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 제4패드 어셈블리(2d)는 Q4 부분이 바닥면과의 마찰력이 가장 크도록 x축 및 y축을 중심으로 틸팅되고, z 축을 중심으로 시계 방향으로 회전할 수 있다. 이러한 경우 로봇 청소기(1)는, 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 사선 방향인 B 방향으로 주행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 패드 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 3, 도 4 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)의 패드 어셈블리(2)는 베이스(12)에 장착되는 장착부(20), 장착부(20)에 회전가능하게 연결되는 회전판(21), 탄성부재 어셈블리(22,23,24), 록킹부(26), 패드 유닛(26,27) 및 물공급장치(28)를 포함한다.
장착부(20)는 베이스(12)에 장착된다. 장착부(20)의 저면에는 볼 조인트를 통해 회전판(21)이 회전가능하게 장착될 수 있다. 장착부(20)에는 제1와이어(W1) 및 제2와이어(W2)가 장착될 수 있다. 장착부(20)에는 제1와이어(W1)가 장착될 수 있는 제1와이어 장착부(203,205) 및 제2와이어(W2)가 장착될 수 있는 제1와이어 장착부(202,204)가 마련될 수 있다. 장착부(20)를 상부에서 바라볼 때 제1와이어(W1) 및 제2와이어(W2)가 교차되도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1와이어 장착부(204,205)와 제2와이어 장착부(202,204)는 서로 교번하도록 배치될 수 있다. 즉, 장착부(20)의 외주면을 따라 시계 방향으로 제1와이어 장착부(204), 제2와이어 장착부(205), 제1와이어 장착부(205), 제2와이어 장착부(202) 순서로 배치될 수 있다.
장착부(20)에는 제3모터(122)가 장착될 수 있다. 제3모터(122)에는 구동기어(206)가 연결된다. 구동기어(206)는 회전판(21)에 구비된 기어(211)와 치합되어 제3모터(122)의 구동력을 회전판(21)에 전달할 수 있다. 구동기어(206)는 장착부(20) 내부에 마련될 수 있다.
회전판(21)은 볼 조인트를 통해 자유롭게 회전가능하도록 장착부(20)에 장착될 수 있다. 회전판(21)에는 물탱크(101)와 연결된 물공급관(미도시)과 연통될 수 있는 연결부(210)가 마련될 수 있다. 물탱크(101)에 수용된 물은 물공급관(미도시)을 통해 연결부(210)로 공급될 수 있다. 연결부(210)에는 기어(211)가 마련되어 제3모터(122)와 연결될 수 있다. 기어(211)는 장착부(20) 내에서 구동기어(206)와 치합될 수 있다. 제3모터(122)가 구동되면, 기어(211)는 구동기어(206)와 치합되어 회전할 수 있다. 이로써 회전판(21)이 z 축을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
회전판(21)의 저면에는 탄성부재 어셈블리(22,23,24)가 마련될 수 있다. 탄성부재 어셈블리(22,23,24)는 탄성부재 수용부(22), 탄성체(23) 및 고정부재(24)를 포함할 수 있다. 탄성부재 수용부(22)는 복수의 주름을 가진 주름관(flexible tube)의 형태로 마련될 수 있다. 탄성부재 수용부(22)는 물이 스며들지 않는 고무 소재로 마련될 수 있다.
탄성체(23)는 탄성부재 수용부(22)에 수용될 수 있다. 탄성체(23)는 스폰지(sponge)와 같은 소재로 마련될 수 있다. 탄성체(23)에 의해 패드 어셈블리(2)의 저면 전체가 바닥면과 접촉될 수 있다. 즉, 패드 어셈블리(2)가 틸팅되더라도 탄성체(23)에 의해 패드 어셈블리(2)의 저면 전체가 바닥면과 접촉될 수 있다. 다만 패드 어셈블리(2)의 저면과 바닥면과의 마찰력은 불균일할 수 있다. 탄성부재 수용부(22)에 탄성체(23)가 수용됨으로써 연결부(210)를 통해 공급된 물이 탄성체(23)에 스며들지 않을 수 있다.
고정부재(24)는 탄성부재 수용부(22)를 회전판(21)에 장착시킬 수 있다. 고정부재(24)에는 고정부(240)가 마련될 수 있다. 회전판(21)과 고정부재(24) 사이에 탄성부재 수용부(22)의 상단이 위치된 상태로, 고정부재(24)가 회전판(21)에 결합됨으로써 탄성부재 수용부(22)가 회전판(21)에 장착될 수 있다. 일례로 고정부재(24)와 회전판(21)은 후크 결합될 수 있다.
탄성부재 어셈블리(22,23,24)의 저면에는 록킹부(25)가 장착될 수 있다. 록킹부(25)의 저면에는 패드 장착부(26)가 분리가능하게 장착될 수 있다. 패드 장착부(26)에는 간섭돌기(261)가 마련되고, 록킹부(25)에는 간섭돌기(261)를 간섭할 수 있는 록킹부재(251)가 마련될 수 있다. 록킹부재(251)는 록킹부(25)에 형성된 록킹홀(250)의 일부를 간섭하도록 마련될 수 있다. 간섭돌기(261)가 록킹홀(250)을 통과하면 록킹부재(251)에 의해 간섭되어 빠지지 않도록 고정될 수 있다. 이로서 패드 장착부(26)가 록킹부(25)에 장착될 수 있다.
패드 장착부(26)의 저면에는 바닥면을 청소하는 패드(27)가 장착될 수 있다. 패드(27)는 벨크로(velcro) 방식 등에 의해 패드 장착부(26)에 탈착가능하게 장착될 수 있다.
탄성부재 어셈블리(22,23,24), 록킹부(25), 패드 장착부(26) 및 패드(27)에는 물공급홀(220,230,250,260,270)이 연통되도록 형성될 수 있다. 물공급홀(220,230,250,260,270)에는 회전판(21)의 연결부(210)로부터 공급된 물이 흐를 수 있다. 회전판(21)의 하부에는 물공급부재(28)가 마련될 수 있다. 물공급부재(28)는 중앙에 연결부(210)와 연통된 중앙홀(280)이 형성될 수 있다. 물공급부재(28)의 측방에는 중앙홀(280)과 연통된 측면홀(281)이 형성될 수 있다. 측면홀(281)은 일정 간격을 두고 복수 개가 마련될 수 있다. 중앙홀(280)을 통해 물공급부재(28)로 공급된 물은 측방에 형성된 측면홀(281)을 통해 분사될 수 있다. 측면홀(281)을 통해 분사된 물은 물공급홀(220,230,250,260,270)을 통과해 패드(27)에 공급될 수 있다. 패드(27)는 물을 공급받아 바닥면을 습식청소할 수 있다.
1: 로봇 청소기 2: 패드 어셈블리
10: 커버 11: 범퍼
12: 베이스 21: 회전판
22: 탄성부재 수용부 23: 탄성체
24: 고정부재 25: 록킹부
26: 패드 장착부 27: 패드
28: 물공급부재 120: 제1모터
121: 제2모터 122: 제3모터
123: 제1샤프트 124: 제2샤프트
W1: 제1와이어 125: 제2와이어

Claims (20)

  1. 구동력을 전달하는 복수의 모터;
    상기 복수의 모터 중 어느 하나에 연결되고, 상기 모터로부터 회전력을 전달받아 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 바닥면을 청소하는 패드 어셈블리; 및
    상기 패드 어셈블리 및 상기 복수의 모터 중 다른 하나와 연결되고, 상기 모터의 구동력에 의해 상기 패드 어셈블리가 틸팅되도록 하는 와이어;를 포함하고, 상기 패드 어셈블리의 저면과 바닥면 간의 불균일한 마찰력에 의해 특정 방향으로 주행하는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 와이어는, 상기 패드 어셈블리를 x축을 중심으로 틸팅시키는 제1와이어 및 상기 패드 어셈블리를 y축을 중심으로 틸팅시키는 제2와이어를 포함하는 로봇 청소기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 모터는, 상기 제1와이어와 연결되는 제1모터, 상기 제2와이어와 연결되는 제2모터 및 상기 패드 어셈블리를 z축을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 제3모터를 포함하는 로봇 청소기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1와이어는 상기 제1모터에 연결되어 회전하는 제1샤프트에 장착되고, 상기 제2와이어는 상기 제2모터에 연결되어 회전하는 제2샤프트에 장착되는 로봇 청소기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1샤프트는 상기 제1모터에 연결되는 제1구동샤프트 및 상기 제1구동샤프트와 기어 연결되는 제1연결샤프트를 포함하는 로봇 청소기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1와이어는, 상기 제1구동샤프트 및 상기 패드 어셈블리의 일측을 연결하는 부분과 상기 제2연결샤프트 및 상기 패드 어셈블리의 일측과 대향되는 타측을 연결하는 부분을 포함하는 로봇 청소기.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 패드 어셈블리는, 상기 제3모터에 의해 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있는 회전판을 포함하는 로봇 청소기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 패드 어셈블리는, 상기 회전판의 저면에 장착되는 탄성부재 어셈블리 및 상기 탄성부재 어셈블리의 저면에 장착되는 패드 유닛을 포함하는 로봇 청소기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 탄성부재 어셈블리는, 상기 패드 어셈블리의 저면 전체가 바닥면과 접촉되도록 하기 위한 탄성체 및 상기 탄성체가 수용되는 탄성부재 수용부를 포함하는 로봇 청소기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 탄성부재 수용부는, 고무 소재의 복수의 주름을 가진 주름관의 형태로 마련되는 로봇 청소기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 패드 유닛은, 상기 탄성부재 수용부의 저면에 탈착가능하게 장착되는 패드 장착부 및 상기 패드 장착부에 탈착가능하게 장착되어 바닥면을 청소하는 패드를 포함하는 로봇 청소기.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 회전판에는 물탱크로부터 물이 공급되는 연결부가 구비되고, 상기 탄성부재 어셈블리 및 상기 패드 유닛에는 연통되는 물공급홀이 형성되는 로봇 청소기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 회전판에는 물공급부재가 장착되고, 상기 물공급부재는 상기 연결부와 연통된 중앙홀 및 측방에 형성되어 상기 중앙홀과 연통되는 측면홀을 포함하는 로봇 청소기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연결부를 통해 공급된 물은 상기 물공급부재의 측면홀을 통해 분사되는 로봇 청소기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 패드 어셈블리는 복수 개가 구비되고, 각각의 패드 어셈블리는 독립적으로 구동되는 로봇 청소기.
  16. 베이스에 장착되고, 저면에 패드가 장착되는 패드 어셈블리;
    상기 베이스에 구비되는 제1모터 및 제2모터;
    상기 패드 어셈블리와 연결되어 상기 패드 어셈블리를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 제3모터;
    상기 패드 어셈블리 및 상기 제1모터와 연결되어 상기 패드 어셈블리를 x축을 중심으로 틸팅시키는 제1와이어; 및
    상기 패드 어셈블리 및 상기 제2모터와 연결되어 상기 패드 어셈블리를 y축을 중심으로 틸팅시키는 제2와이어;를 포함하고, 상기 패드 어셈블리가 상기 제1와이어 또는 상기 제2와이어에 의해 틸팅됨으로써 상기 패드 어셈블리의 저면과 바닥면 간에는 불균일한 마찰력이 발생하고, 상기 패드 어셈블리의 저면과 바닥면 간의 불균일한 마찰력에 의해 특정 방향으로 주행하는 로봇 청소기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 패드 어셈블리의 저면과 바닥면 간의 마찰력이 큰 부분의 위치 및 상기 제3모터에 의한 회전 방향에 의해 주행 방향이 결정되는 로봇 청소기.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1와이어는 상기 제1모터에 연결되어 회전하는 제1샤프트에 장착되고, 상기 제2와이어는 상기 제2모터에 연결되어 회전하는 제2샤프트에 장착되는 로봇 청소기.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 패드 어셈블리는 상기 패드 전체가 바닥면과 접촉되도록 하는 탄성체를 포함하는 로봇 청소기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 탄성체는 복수의 주름을 가진 고무 소재의 주름관 내에 수용되는 로봇 청소기.
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