KR20150081767A - 로봇 청소기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는, 흡입부가 좌우로 이동가능하게 마련되어 청소 불량 영역의 발생을 최소화할 수 있다. 로봇 청소기의 흡입부 측에는 유로 커넥터가 구비되어 수동 청소기의 연결관이 선택적으로 흡입 유로와 연통될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는, 바닥면의 이물질을 흡입하는 흡입모터 및 흡입된 이물질이 분리되어 수용되는 집진장치가 장착되는 본체 및 상기 본체의 전방에 좌우로 이동가능하게 마련되어 바닥면을 청소하는 흡입부를 포함하고, 장애물이 본체에 인접하여 위치되면 상기 흡입부는 상기 장애물에 접촉되도록 좌측 또는 우측으로 이동하여 장애물에 인접한 바닥면을 청소한다.

Description

로봇 청소기 및 그 제어방법{Robot cleaner and controlling method thereof}
본 발명은 바닥면의 이물질을 흡입하는 로봇 청소기 및 그 제어방법에 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.
로봇 청소기는 원통 형상으로 마련될 수 있다. 로봇 청소기가 원통 형태로 마련됨으로써 청소 구역의 모서리 부분에서 원활하게 방향 전환을 할 수 있고 장애물에 의해 걸려 빠져나오지 못하는 것을 방지할 수 있다.
로봇 청소기의 저면에는 흡입부가 구비된다. 흡입부 측에는 브러시 어셈블리가 회전가능하게 마련될 수 있다. 브러시 어셈블리는 바닥면의 먼지를 포집하여 흡입부로 안내한다. 흡입부 및 브러시 어셈블리는 로봇 청소기의 전방 또는 후방에 마련될 수 있다. 원통 형상의 로봇 청소기의 전방 또는 후방에 흡입구 및 브러시 어셈블리가 마련된 경우, 바닥면의 특정 영역을 로봇 청소기가 주행하더라도 벽 쪽에 위치한 바닥면 등은 로봇 청소기에 의해 청소가 되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 흡입부가 좌우로 이동가능하게 마련되어 청소 불량 영역의 발생을 최소화한 로봇 청소기를 제공할 수 있다. 또한 로봇 청소기의 흡입부 측에는 유로 커넥터가 구비되어 수동 청소기의 연결관이 선택적으로 흡입 유로와 연통되는 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는, 바닥면의 이물질을 흡입하는 흡입모터 및 흡입된 이물질이 분리되어 수용되는 집진장치가 장착되는 본체; 및 상기 본체의 전방에 좌우로 이동가능하게 마련되어 바닥면을 청소하는 흡입부;를 포함하고, 장애물이 본체에 인접하여 위치되면 상기 흡입부는 상기 장애물에 접촉되도록 좌측 또는 우측으로 이동하여 장애물에 인접한 바닥면을 청소한다.
상기 본체의 전방에는 피니언 기어가 구비되고, 상기 흡입부에는 상기 피니언 기어에 치합되는 랙기어가 구비되고, 상기 피니언 기어가 회전함으로써 상기 흡입부가 좌측 또는 우측으로 이동한다.
상기 본체는 전방이 일(一)자형으로 형성된 원통형으로 구비된다.
상기 본체의 전방에는 일(一)자형의 연장부가 마련되고, 상기 로봇 청소기는 연장부에 장착된다.
상기 흡입부는 바닥면의 이물질을 흡입하는 흡입구와 연통된 연결부를 포함하고, 상기 연결부와 상기 집진장치는 흡입유로에 의해 연결된다.
상기 흡입 유로는 플렉서블한 고무 재질로 마련된다.
상기 본체의 일측에는, 상기 흡입유로가 상기 연결부와 연결되어 좌측 또는 우측으로 이동할 수 있도록 좌우 방향으로 길게 연장된 가이드홈이 형성된다.
상기 흡입구 측에는 바닥면의 이물질을 픽업하여 상기 흡입구 측으로 안내하는 브러시 어셈블리가 구비된다.
상기 흡입부의 좌측 단부 또는 우측 단부에는 댐퍼가 구비된다.
상기 댐퍼는 복수 개의 주름을 가진 고무 소재의 주름관이다.
상기 흡입유로에는, 수동 청소 모드시 흡입헤드가 장착된 연장관이 선택적으로 연결된다.
상기 흡입유로에는 상기 연결부 또는 상기 연장관을 선택적으로 연통시키는 유로 커넥터가 장착된다.
상기 유로 커넥터는 상기 연결부 또는 상기 연장관을 선택적으로 차단하는 밸브가 구비된다.
상기 밸브에는 탄성부재가 장착되어 상기 연장관을 차단하고, 상기 연장관이 상기 유로 커넥터에 연결된 때에만 상기 연장관과 상기 흡입유로를 연통시키고 상기 연결부와 상기 흡입유로를 차단한다.
상기 본체에는 토크 센서가 마련되어 상기 연장관이 힘을 받는 방향 및 힘의 세기를 감지하여 그 정보를 제어부로 전송하고, 상기 제어부는 전송받은 정보를 이용하여 상기 본체를 주행시키는 휠을 구동한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어방법은, 흡입부가 좌우로 이동가능하게 장착된 로봇 청소기의 제어방법은, 본체에 연장관이 연결되었는지 판단하는 단계; 수동 청소 모드 또는 자동 청소 모드를 설정하는 단계; 흡입부의 위치를 설정하는 단계; 바닥면의 이물질을 흡입하는 단계;를 포함한다.
상기 본체에 연장관이 연결된 것으로 판단되면 수동 청소 모드로 설정된다.
수동 청소 모드로 설정되는 경우, 로봇 청소기에 장착된 토크 센서에 의해 상기 본체에 가해지는 힘의 방향 및 힘의 세기가 감지되어 제어부로 전송되는 단계를 더 포함한다.
상기 토크 센서에 의해 감지된 정보를 이용하여 상기 제어부가 본체에 장착된 휠을 구동시키는 단계를 더 포함한다.
흡입부의 위치를 설정하는 단계는, 상기 본체에 장착된 센서에 의해 상기 본체에 인접하여 장애물이 위치된 경우 상기 흡입부가 좌측 또는 우측으로 이동하여 상기 흡입부가 상기 장애물에 접촉되는 단계이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 주행시 흡입부가 청소 공간의 벽에 접하도록 함으로써 벽 쪽에 위치한 바닥면의 일부가 청소되지 않는 것을 방지할 수 있다. 로봇 청소기의 유로 커넥터에는 수동 청소기가 선택적으로 연결될 수 있으므로 사용자의 편의에 따라 자동 또는 수동으로 바닥면을 청소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 저면을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서 흡입부가 분리된 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입부를 도시한 도면이다.
도 5(a)는 내지 도 5(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기가 코너에서 방향 전환을 하는 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에 연장관이 연결된 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 유로 커넥터를 도시한 도면이다.
도 8(a)은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 자동 청소 모드일 때 유로 커넥터의 모습을 도시한 도면이다.
도 8(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 수동 청소 모드일 때 유로 커넥터의 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어방법을 도시한 흐름도이다.
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 저면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 본체(2) 및 흡입부(3)를 포함한다. 흡입부(3)는 본체(2)에 대해 상대이동 가능하게 마련될 수 있다. 일례로 흡입부(3)는 본체(2)의 일측에 좌우로 이동가능하게 장착될 수 있다. 본체(2)는 전체적으로 원통형의 형상으로 마련되되, 본체(2)의 일측면은 흡입부(3) 일측의 형상에 대응되도록 마련될 수 있다.
본체(2)는 전체적으로 원통형으로 구비되되, 본체(2)는 직선부(F1) 및 곡선부(F2)를 포함한다. 본체(2)의 상부면을 상부에서 내려다보았을 때, 본체의 전방에는 직선부(F1)가 구비될 수 있다. 본체(2)의 측방 및 후방에는 곡선부(F2)가 구비될 수 있다. 곡선부(F2)는 본체(2)의 어느 한 지점(O)을 중심으로 하는 원의 일부일 수 있다.
본체(2)에는 로봇 청소기(1)에 구동력을 제공하는 구동원이 마련될 수 있다. 본체(2)는, 구동원과 전기적으로 연결되어 구동 전원을 공급하는 배터리를 포함한다. 본체(2)가 청소 과정을 완료하고 도킹 스테이션에 결합된 경우, 배터리는 도킹 스테이션으로부터 전력을 공급받아 충전될 수 있다.
본체(2)의 저면에는 휠(21)이 마련될 수 있다. 휠(21)이 구동원에 의해 구동됨으로써 로봇 청소기(1)가 전진, 후진 및 회전 주행 등의 이동 동작을 할 수 있다. 휠(21)은 본체(2) 하부의 중앙 영역의 좌우 가장자리에 서로 대칭적으로 두 개가 배치될 수 있다. 본체(2)의 저면에는 캐스터(22)가 더 구비될 수 있다. 캐스터(22)에 의해 로봇 청소기(1)가 안정된 자세를 유지할 수 있다. 캐스터(22)는 본체(2) 하부의 전방 또는 후방에 마련될 수 있다.
흡입부(3)는 본체(2)에 대해 상대이동 가능하게 마련될 수 있다. 이하에서는 흡입부(3)가 본체(2)에 대해 좌측 또는 우측으로 이동가능하게 마련되는 실시예에 관하여 설명한다. 흡입부(3)는 본체(2)의 전방에 마련될 수 있다. 흡입부(3)는 본체(2)의 전방에 위치한 직선부(F1) 측에 구비될 수 있다. 흡입부(3)의 전방은 직선부(F1)에 대응되도록 구비될 수 있다.
본체(2)의 전방에는 흡입부(3)가 장착될 수 있는 연장부(20)가 구비될 수 있다. 연장부(20)는 본체(2)의 전방 상부에 구비될 수 있다. 연장부(20)의 전방은 직선부(F1)일 수 있다. 흡입부(3)는 연장부(20)의 하부에 구비될 수 있다.
로봇 청소기(1)가 전방 주행하는 중, 연장부(20)가 연장부(20)의 전면의 넓이보다 넓은 벽면에 접촉되면, 연장부(20)의 직선부(F1)를 포함하는 연장부(20)의 전면이 벽면과 접촉될 수 있도록 마련될 수 있다. 흡입부(3)는 좌우 방향으로 길게 마련되어 연장부(20)의 전방에 장착될 수 있다. 전방에 위치한 흡입부(3)의 일부는 연장부(20)의 전방으로 돌출되도록 구비될 수 있다.
흡입부(3)를 통해 바닥면의 이물질이 흡입될 수 있다. 본체(2) 내부에는 흡입력을 발생시키는 흡입모터가 구비될 수 있다. 흡입모터에 의해 흡입부(3)를 통해 흡입된 공기는 흡입 유로를 통해 집진장치로 이동할 수 있다. 집진장치에서는 이물질을 분리하여 수거하고 이물질이 분리된 공기는 배출구를 통해 외부로 배출될 수 있다. 집진장치는 사이클론 집진장치일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서 흡입부가 분리된 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입부를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입부(3)는 좌우로 이동가능하게 본체(2)의 전방에 장착될 수 있다. 흡입부(3)는 본체(2)의 좌우로 연장된 지름에 해당하는 길이(L)의 범위 내에서 이동할 수 있다.
본체(2)에는 흡입부(3)와 연결될 수 있는 흡입유로(23)가 구비될 수 있다. 흡입부(3)에는 연결부(31)가 마련될 수 있다. 연결부(31)는 흡입유로(23)와 연결될 수 있다. 연결부(31)는 흡입구(32)와 연통될 수 있다. 흡입구(32)를 통해 흡입된 공기는 연결부(31), 흡입유로(23)를 통해 집진장치로 이동할 수 있다.
흡입유로(23)는 플렉서블한 소재로 마련될 수 있다. 일례로 흡입유로(23)는 고무 소재로 마련될 수 있다.
흡입유로(23)의 일단은 흡입부(3)와 함께 좌우 방향으로 이동가능하게 마련될 수 있다. 흡입부(3)가 좌측 또는 우측 방향으로 이동하더라도 흡입유로(23)와 연결부(31)의 연결은 해제되지 않는다. 흡입유로(23)의 일측은 연결부(31)와 함께 좌측 또는 우측으로 이동할 수 있다.
본체(2)의 일측에는 가이드홈(200)이 형성될 수 있다. 흡입유로(23)와 연결부(31)는 가이드홈(200)을 통해 연결될 수 있다. 가이드홈(200)은 좌우 방향으로 길게 연장될 수 있다. 흡입유로(23) 및 흡입부(3)의 연결부(31)는 가이드홈(200)을 따라 좌측 또는 우측으로 이동할 수 있다. 일례로 가이드홈(200)은 연장부(20)가 위치한 본체(2)의 전방 측면에 마련될 수 있다. 가이드홈(200)은 연장부(20)의 하부에 구비될 수 있다.
본체(2) 또는 흡입부(3)에는 이동부재가 구비될 수 있다. 이동부재는 본체(2)에 마련된 모터와 연결되어 구동될 수 있다. 이동부재는 흡입부(3)를 좌측 또는 우측으로 이동시킬 수 있다. 일례로 본체(2)의 일측에는 제1이동부재가 구비되고 흡입부(3)의 일측에는 제2이동부재가 구비될 수 있다. 제1이동부재는 모터에 의해 구동되어 제2이동부재를 좌측 또는 우측으로 이동시킬 수 있다. 이로써 흡입부(3)가 좌측 또는 우측으로 이동할 수 있다.
일례로 제1이동부재는 피니언 기어(24)이고, 제2이동부재는 랙기어(30)일 수 있다. 반대로, 제1이동부재는 랙기어이고, 제2이동부재는 피니언 기어일 수 있다. 이하에서는 제1이동부재가 피니언 기어(24)이고, 제2이동부재가 랙기어(30)인 실시예에 관하여 설명한다.
상세히, 본체(2)의 일측에는 피니언 기어(24)가 구비될 수 있다. 피니언 기어(24)는 모터에 의해 회전할 수 있다. 흡입부(3)의 일측에는 랙기어(30)가 구비될 수 있다. 랙기어(30)는 피니언 기어(24)와 치합될 수 있다. 피니언 기어(24)가 랙기어(30)와 치합된 상태에서 모터에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면 랙기어(30)가 형성된 흡입부(3)는 좌측 또는 우측으로 이동할 수 있다. 피니언 기어(24)는 본체(2)의 전방에 마련될 수 있다. 랙기어(30)는 흡입부(3)의 상부 외측면 또는 후방 외측면에 구비될 수 있다. 랙기어(30)는 흡입부(3)의 길이 방향으로 연장될 수 있다.
로봇 청소기(1)가 벽 또는 장애물에 인접하면, 제어부는 모터를 구동시켜 피니언 기어(24)를 회전시킨다. 랙기어(30)가 형성된 흡입부(30)는 피니언 기어(24)에 의해 좌측 또는 우측으로 이동하여 벽 또는 장애물에 인접하도록 이동할 수 있다. 흡입부(30)는 벽 또는 장애물에 접촉될 때까지 좌측 또는 우측으로 이동할 수 있다.
흡입부(3)의 좌우 양쪽 단부에는 댐퍼(33)가 마련될 수 있다. 흡입부(30)가 피니언 기어(24) 및 랙기어(30)에 의해 좌측 또는 우측으로 이동할 때, 흡입부(30)의 좌측 단부 또는 우측 단부는 벽 또는 장애물과 충돌할 수 있다. 흡입부(30)가 벽 또는 장애물과 충돌하는 경우 충격을 완화하기 위해 흡입부(3)의 좌우 양쪽 ?부에는 댐퍼(33)가 마련될 수 있다. 댐퍼(33)는 스폰지 또는 고무 소재의 주름관(flexible tube)일 수 있다.
흡입부(3)의 내측에 형성된 공간에는 브러시 어셈블리가 회전가능하게 마련될 수 있다. 흡입부(3)의 내측에 형성된 공간의 일측에는 흡입구(32)가 형성될 수 있다. 브러시 어셈블리는 바닥면의 이물질을 픽업하여 흡입구(32) 측으로 안내할 수 있다. 브러시 어셈블리에 의해 픽업된 이물질은 흡입구(32)를 통해 흡입되어 로봇 청소기(1) 내의 집진장치로 이동할 수 있다.
브러시 어셈블리는 모터와 연결되어 회전하는 샤프트(34) 및 샤프트(34)의 외주면에 구비되는 브러시(35)를 포함할 수 있다. 브러시(35)는 나선형의 형태로 샤프트(34)의 외주면에 구비될 수 있다. 브러시(35)에 의해 픽업된 이물질은 흡구(32)를 통해 흡입될 수 있다.
종래의 원통형의 로봇 청소기는 흡입구가 중심부로부터 치우쳐 구비된다. 흡입부 측에는 롤러 브러시가 회전을 하면서 바닥면의 이물질을 픽업한다. 롤러 브러시는 좌우 방향으로 연장되어 바닥면의 이물질을 픽업한다. 롤러 브러시는 로봇 청소기의 중심부로부터 이격되어 구비되므로 롤러 브러시의 길이는 로봇 청소기의 직경보다 짧게 구비된다. 상기와 같이, 롤러 브러시의 길이가 로봇 청소기의 직경보다 짧게 구비되면, 로봇 청소기가 벽 또는 장애물에 인접하여 주행하는 경우, 롤러 브러시가 닿지 않는 바닥면이 생길 수 있다. 롤러 브러시가 닿지 않는 바닥면은 롤러 로봇 청소기가 지나가더라도 청소가 되지 않는 청소 불량 영역이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 흡입부(3)가 좌우 방향으로 이동가능하게 마련되므로 상기와 같이 로봇 청소기(1)가 벽 또는 장애물에 인접하여 주행하는 경우라도 흡입부(3)가 좌측 또는 우측으로 이동하여 벽 또는 장애물에 인접한 바닥면을 청소할 수 있다.
도 5(a)는 내지 도 5(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기가 코너에서 방향 전환을 하는 모습을 도시한 도면이다.
도 5(a)는 내지 도 5(c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 벽 또는 장애물이 감지되는 경우 흡입부(3)의 위치를 최적화하여 청소를 할 수 있다. 로봇 청소기(1)의 측면에는 장애물을 감지하는 센서가 구비될 수 있다. 장애물을 감지하는 센서는 로봇 청소기(1)의 측면 둘레를 따라 복수 개가 마련될 수 있다.
센서에 의해 벽 또는 장애물이 로봇 청소기(1)에 인접한 것으로 감지되면, 흡입부(3)는 벽 또는 장애물이 위치한 방향으로 이동할 수 있다. 이하에서는 로봇 청소기(1)의 주행 방향을 기준으로 우측에 제1벽(W1)이 위치하고, 흡입부(3)가 제1벽(W1)이 위치하는 방향(P1)으로 이동하는 것으로 보고 설명한다. 흡입부(3)는 제1벽(W1)이 위치한 방향(P1)으로 이동하여 제1벽(W1)과 접촉할 수 있다. 이때 흡입부(3)가 제1벽(W1)과 접촉하면서 발생하는 충격은 댐퍼(33)에 의해 완충될 수 있다.
흡입부(3)가 제1벽(W1)과 접촉되면 로봇 청소기(1)는 A 방향으로 직진 주행할 수 있다. 센서에 의해 제1벽(W1)이 로봇 청소기(1)에 인접한 것으로 감지되지 않으면 흡입부(3)는 로봇 청소기(1) 내측에 위치된 상태로 로봇 청소기(1)가 A 방향으로 주행하면서 청소를 할 수 있다. 즉, 흡입부(3)가 벽과 접촉하도록 이동된 상태에서 벽을 추종(follow)하도록 주행할 수 있다.
로봇 청소기(1)가 A 방향으로 직진 주행을 하다가 코너에 다다른 경우, 로봇 청소기(1)의 전방에 위치한 연장부(20)의 직선부(F1)는 코너를 형성하는 제2벽(W2)에 접촉할 수 있다. 로봇 청소기(1)의 전방에 구비된 흡입부(3)는 코너를 형성하는 다른 제2벽(W2)에 접촉할 때까지 로봇 청소기(1)는 A 방향으로 직진 주행을 하면서 바닥면을 청소할 수 있다. 로봇 청소기(1)는 센서에 의해 다른 제2벽(W2)이 인접한 것으로 감지되었었을 때 A 방향으로 직진 주행을 멈출 수도 있다.
상기와 같이 로봇 청소기(1)의 전방에 직선부(F1)가 구비되고, 로봇 청소기(1)가 전방에 위치한 벽 또는 장애물과 접촉하거나 로봇 청소기(1)의 전방에 벽 또는 장애물이 인접한 것으로 감지될 때까지 주행함으로써, 로봇 청소기(1)의 전방 끝까지 흡입부(3)에 의해 청소될 수 있다. 로봇 청소기(1)가 벽 또는 장애물을 따라 이동하면서 청소하는 경우, 흡입부(3)가 벽 또는 장애물과 접촉되도록 로봇 청소기(1)로부터 돌출됨으로써 벽 또는 장애물에 인접한 바닥면까지 깨끗하게 청소될 수 있다. 이로써 로봇 청소기(1)가 바닥면을 지나가더라도 청소되지 않는 청소 불량 영역이 발생하지 않을 수 있다.
전방에 위치한 제2벽(W2)이 있는 것으로 감지되거나 전방에 위치한 제2벽(W2)에 접촉되면, 로봇 청소기(1)는 A 방향으로의 주행을 멈추고, 흡입부(3)를 본체(2) 내측으로 위치시킨다. 흡입부(3)가 본체(2) 내측으로 인입되면, 로봇 청소기(1)는 B 방향으로 회전을 할 수 있다. 로봇 청소기(1)는 곡선부(F1)에 의해 W1과 W2가 이루는 코너에서 회전을 용이하게 할 수 있다. 즉, 로봇 청소기(1)는 전방 일부를 제외한 나머지 형상이 전체적으로 원통 형상으로 구비되므로 W1과 W2가 이루는 코너에서 B 방향으로 용이하게 회전을 할 수 있다.
로봇 청소기(1)가 B 방향으로 회전을 한 후, 흡입부(3)는 제2벽(W2)과 접촉하도록 우측(P2방향)으로 이동할 수 있다. 흡입부(3)가 제2벽(W2)과 접촉되면, 로봇 청소기(1)는 W2를 따라 전방(C방향)으로 주행하면서 바닥면을 청소할 수 있다.
로봇 청소기(1)의 전방에 제2벽(W2)이 있음이 감지되면 흡입부(3)는 본래의 위치로 복귀될 수 있다. 로봇 청소기(1)는 제2벽(W2)의 추종 주행 모드로 전환되고, 흡입부(3)가 제2벽(W2)에 접촉된 상태에서 로봇 청소기(1)는 제2벽(W2)을 추종 주행할 수 있다.
상기와 같이 로봇 청소기(1)는 청소 불량 영역을 발생시키지 않고 바닥면 전체를 청소할 수 있다. 로봇 청소기(1)는 코너 또는 장애물이 전방에 위치된 경우 회전을 하여 주행 방향을 용이하게 가변시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에 연장관이 연결된 모습을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 자동으로 바닥면을 청소할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 직접 수동으로 바닥면을 청소할 수도 있다. 사용자가 직접 바닥면을 청소하고자 할 경우, 흡입 헤드(5)가 구비된 연장관(4)이 로봇 청소기(1)에 장착될 수 있다. 바닥면의 이물질은 흡입 헤드(5)를 통해 흡입될 수 있다.
사용자는 연장관(4)에 마련된 손잡이 등을 잡고 바닥면을 청소할 수 있다. 연장관(4)이 로봇 청소기(1)에 장착되면, 연장관(4)은 로봇 청소기(1)에 마련된 흡입 유로(23)와 연통될 수 있다. 흡입 유로(23)는 로봇 청소기(1)에 장착되는 흡입부(3) 또는 연장관(4)과 선택적으로 연통될 수 있다.
이하, 흡입 유로(23)가 흡입부(3) 또는 연장관(4)과 선택적으로 연통되도록 하는 유로 커넥터(6)에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 유로 커넥터를 도시한 도면이고, 도 8(a)은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 자동 청소 모드일 때 유로 커넥터의 모습을 도시한 도면이고, 도 8(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 수동 청소 모드일 때 유로 커넥터의 모습을 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 8(b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)의 흡입 유로(23)는 유로 커넥터(6)에 의해 흡입부(3) 또는 연장관(4)과 선택적으로 연통될 수 있다. 유로 커넥터(6)에는 밸브(62)가 마련되어 흡입부(3) 측 유로 또는 연장관(4) 측 유로를 선택적으로 개폐시킬 수 있다.
유로 커넥터(6)는 제1유로(60) 및 제2유로(61)를 포함할 수 있다. 밸브(62)에 의해 제1유로(60) 또는 제2유로(61)는 선택적으로 개폐될 수 있다. 제1유로(60)는 흡입부(3)와 연결될 수 있다. 이 경우 제1유로(60)와 흡입부(3)와의 연결은 신축가능한 연결관을 통해 연결되어 흡입부가 좌우 방향으로 이동하는데 영향이 없도록 구성될 수 있다. 또는 유로 커넥터(6)가 흡입부(3) 측에 설치되어 흡입부(3)와 함께 이동하도록 구성되는 것도 가능하다. 제2유로(61)는 연장관(4)과 연결될 수 있다.
유로 커넥터(6)는 T자 형상 또는 Y자 형상으로 구비될 수 있다. 제2유로(61)의 일측은 흡입 유로(23)에 장착될 수 있다. 제2유로(61)의 타측에는 연장관(4)이 장착될 수 있다. 제1유로(60)는 제2유로(61)로부터 분기되어 마련될 수 있다. 밸브(62)이 제거된 상태에서 제1유로(60)와 제2유로(61)는 연통될 수 있다.
밸브(62)는 제1유로(60)와 제2유로(61)가 만나는 지점에 장착될 수 있다. 유로 커넥터(6)에서 흡입 유로(23)가 장착되는 위치의 유로를 제3유로(601)가 하면, 밸브(62)이 제1유로(60)를 차단하는 경우 제3유로(601)는 제2유로(61)와 연통될 수 있다. 밸브(62)가 제2유로(61)를 차단하는 경우 제3유로(601)는 제1유로(60)와 연통될 수 있다. 상기와 같이 밸브(62)는 제1유로(60) 또는 제2유로(61)가 제3유로(601)와 선택적으로 연통되도록 할 수 있다.
밸브(62)는 전기적 매커니즘을 통해 자동으로 제1유로(60) 또는 제2유로(61)를 개폐할 수 있다. 밸브(62)는 탄성부재에 의한 기구적 매커니즘을 통해 제1유로(60) 또는 제2유로(61)를 개폐할 수도 있다.
일례로 밸브(62)은 탄성부재를 통해 제1유로(60)와 제2유로(61)가 만나는 부분에 위치한 유로 커넥터(6)의 측벽에 장착될 수 있다. 밸브(62)는 탄성부재에 의해 외력이 없는 한 제2유로(61)를 차단하도록 구비될 수 있다. 이때 제1유로(60)와 제3유로(601)는 연통될 수 있다. 연장관(4)이 제2유로(61)에 장착되는 경우, 연장관(4)에 의해 밸브(62)에 외력이 가해질 수 있다. 연장관(4)이 제2유로(61)에 삽입되어 밸브(62)를 밀어냄으로써 밸브(62)가 힌지를 중심으로 회전하여 제2유로(61)와 제3유로(601)를 연통시키고, 제3유로(601)와 제1유로(60)를 차단할 수 있다.
로봇 청소기(1)가 자동으로 바닥면을 청소할 경우, 밸브(62)는 제1유로(60)와 제3유로(601)를 연통시키고 제2유로(61)와 제3유로(601)를 차단시킬 수 있다. 사용자에 의해 수동 청소가 이루어질 경우, 밸브(62)는 제2유로(61)와 제3유로(601)를 연통시키고 제1유로(60)와 제3유로(601)를 차단시킬 수 있다. 상기와 같이 밸브(62)에 의해 제1유로(60) 또는 제2유로(61)가 선택적으로 흡입 유로(23)와 연통되도록 함으로써 자동 청소 모드 또는 수동 청소 모드에서 흡입된 이물질이 유로 커넥터(6)의 일측으로 누출되는 것을 방지하고 로봇 청소기(1)에 의해 바닥면이 효율적으로 청소되도록 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 본체(2)에 연장관(4)이 연결되었는지 여부에 따라 자동 청소 모드 또는 수동 청소 모드로 설정될 수 있다(S1). 연장관(4)이 본체(2)에 연결되었는지 여부는 센서에 의해 감지될 수 있다. 센서에 의해 감지된 정보는 제어부로 전송될 수 있다.
센서에 의해 연장관(4)이 본체(2)에 연결된 것으로 감지되면, 제어부는 로봇 청소기(1)를 사용자가 직접 조작하여 청소할 수 있도록 수동 청소 모드로 설정한다(S2). 로봇 청소기(1)가 수동 청소 모드로 설정되면, 제어부는 디스플레이부에 수동 청소 모드임을 표시할 수 있다(S2). 로봇 청소기(1)가 수동 청소 모드인 경우, 제어부는 AMC(Advanced Motion Control) 기능을 실행시킬 수 있다(S4). AMC 기능에 의해 사용자는 로봇 청소기(1) 본체(2)를 용이하게 이동시킬 수 있다. 흡입력이 높은 로봇 청소기의 경우 대용량의 배터리와 고출력 모터를 사용하므로 부피와 무게가 증가하게 된다. AMC 기능에 의해 사용자는 로봇 청소기(1)의 본체(2)를 수월하게 이동시킬 수 있다.
AMC 기능을 구현하기 위해, 로봇 청소기(1)에는 토크 센서가 장착된다. 토크 센서는 사용자가 연장관(4)을 잡아당기는 힘의 크기와 방향을 센싱할 수 있다. 제어부는 토크 센서에 의해 감지된 힘의 크기와 방향을 기준으로 휠(21)과 연결된 모터를 구동시킬 수 있다. 휠(21)은 토크 센서에 의해 감지된 힘의 방향으로 로봇 청소기(1)가 움직일 수 있도록 구동될 수 있다. 휠(21)은 토크 센서에 의해 감지된 힘의 크기에 따라 로봇 청소기(1)가 움직이는 속도가 조절될 수 있도록 구동될 수 있다.
상기와 같은 AMC 기능에 의해 로봇 청소기(1)가 사용자가 원하는 방향으로 이동할 수 있다. 로봇 청소기(1)가 대용량 배터리와 고출력 모터를 사용하여 부피와 무게가 증가하더라도 사용자가 로봇 청소기(1)에 연결된 연장관(4)을 원하는 방향으로 잡아당겨 로봇 청소기(1)를 용이하게 이동시킬 수 있다.
센서에 의해 연장관(4)이 본체(2)에 연결된 것으로 감지되지 않으면 제어부는 로봇 청소기(1)가 자동으로 바닥면을 청소할 수 있도록 자동 청소 모드로 설정한다(S6). 자동 청소 모드로 설정되면, 제어부는 디스플레이부에 자동 청소 모드임이 표시될 수 있도록 한다(S7). 디스플레이부에 자동 청소 모드임이 표시되면 로봇 청소기(1)는 스스로 바닥면을 주행하면서 청소를 할 수 있다(S8).
상기와 같이, 로봇 청소기(1)에는 좌우 방향으로 이동가능한 흡입부(3)가 마련되어 벽이나 장애물에 인접한 바닥면을 청소할 수 있다. 이로써 바닥면에 청소 불량 영역이 발생하지 않도록 할 수 있다. 로봇 청소기(1)에는 흡입 헤드(5)가 구비된 연장관(4)이 연결될 수 있도록 구비되어 사용자는 수동으로 바닥면을 청소할 수도 있다. 로봇 청소기(1)의 흡입 유로(23)에는 흡입부(3) 또는 연장관(4)이 선택적으로 연통될 수 있도록 흡입부(3) 또는 연장관(4) 측의 유로를 선택적으로 개방하는 밸브(62)가 마련된 유로 커넥터(6)가 구비될 수 있다.
1: 로봇 청소기 2: 본체
3: 흡입부 4: 연장관
5: 흡입헤드 6: 유로 커넥터
20: 연장부 23: 흡입유로
24: 피니언 기어 30: 랙기어
33: 범퍼 60: 제1유로
61: 제2유로

Claims (19)

  1. 집진장치가 장착되는 본체 및 상기 본체의 전방에 마련되어 바닥면을 청소하는 흡입부를 구비하는 로봇 청소기에 있어서,
    상기 흡입부는, 상기 본체에 대하여 상대 이동가능하도록 구성된 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡입부를 상기 본체에 대하여 좌측 또는 우측으로 이동시키는 이동부재를 더 포함하는 로봇 청소기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이동부재는, 상기 피니언 기어와 랙 기어로 구성되며, 상기 피니언 기어는 상기 본체 또는 상기 흡입부 중 어느 하나에 구비되고, 상기 랙기어는 상기 본체 또는 상기 흡입부 중 다른 하나에 구비되는 로봇 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 본체에는 전방에 직선부가 구비되는 연장부가 마련되고, 상기 흡입부는 연장부 측에 장착되는 로봇 청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 흡입부는 바닥면의 이물질을 흡입하는 흡입구와 연통된 연결부를 포함하고, 상기 연결부와 상기 집진장치는 흡입유로에 의해 연결되는 로봇 청소기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 흡입 유로는 플렉서블한 고무 재질로 마련되는 로봇 청소기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 본체의 일측에는, 상기 흡입유로와 연결되어 좌측 또는 우측으로 이동할 수 있도록 좌우 방향으로 길게 연장된 가이드홈이 형성되는 로봇 청소기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 흡입부 측에는 바닥면의 이물질을 픽업하여 상기 흡입부 측으로 안내하는 브러시 어셈블리가 구비되는 로봇 청소기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 흡입부의 좌측 단부 또는 우측 단부에는 댐퍼가 구비되는 로봇 청소기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 댐퍼는 고무 소재의 주름관인 로봇 청소기.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 흡입유로에는 상기 연결부 또는 흡입헤드가 장착된 연장관을 선택적으로 연통시키는 유로 커넥터가 장착되는 로봇 청소기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유로 커넥터는 상기 연장관을 차단하는 측으로 탄성력을 가하는 탄성부재가 구비된 밸브를 더 포함하는 로봇 청소기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 연장관이 상기 유로 커넥터에 삽입될 때 회동되어 상기 흡입유로를 상기 연장관과 연통시키고 상기 연결부를 차단하는 로봇 청소기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 본체에는 상기 본체의 주행을 제어하는 제어부와 토크 센서를 더 구비하고, 상기 토크 센서는 상기 연장관이 힘을 받는 방향 및 힘의 세기를 감지하여 그 정보를 제어부로 전송하고, 상기 제어부는 전송받은 정보를 이용하여 상기 본체를 주행시키는 휠을 구동하는 로봇 청소기.
  15. 본체와 상기 본체에 대하여 상대 이동이 가능한 흡입부를 구비한 로봇 청소기의 제어방법에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 벽 또는 장애물에 인접한 것을 감지하고 상기 벽 또는 장애물 측으로 상기 흡입부를 이동시키는 로봇 청소기의 제어방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 흡입부를 벽 또는 장애물 측으로 이동시킨 상태에서 벽 또는 장애물을 추종(follow)하도록 주행하는 로봇 청소기의 제어방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 추종 주행 중에, 다른 벽 또는 장애물을 감지하면 상기 흡입부를 원래의 위치로 복귀시킨 후, 상기 다른 벽 또는 장애물 추종 주행으로 변환하고, 상기 흡입부를 상기 다른 벽 또는 장애물 측으로 이동시키는 로봇 청소기의 제어방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 본체에 연장관이 연결되었는지 판단하고, 상기 연장관이 연결된 경우 수동 청소 모드로 전환하는 로봇 청소기의 제어방법.
  19. 제18항에 있어서,
    수동 청소 모드로 전환시, 상기 연장관에 의해 상기 본체에 가해지는 힘의 방향 및 힘의 세기에 대응하도록 상기 로봇 청소기의 주행을 제어하는 로봇 청소기의 제어방법.
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