KR20160089997A

KR20160089997A - Robot for cleaning stair

Info

Publication number: KR20160089997A
Application number: KR1020150009715A
Authority: KR
Inventors: 박동용; 김재형
Original assignee: 한화테크윈 주식회사
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-07-29

Abstract

Disclosed is a robot for cleaning stairs. According to the present invention, the robot for cleaning stairs comprises: a body of the robot for cleaning stairs; a cleaning unit disposed on the body to clean a foreign substance positioned on a lower side of the body; a suction unit disposed on the body to suck the foreign substance; a stair moving unit to move two or more shift bars mounted on the body downwards in a position moving direction if moving from a first step board to a second step board of stairs or moving from the second step board to the first step board, then move each of the shift bars upwards in steps or move each of the shift bars downwards in steps, and then move the shift bars upwards; and a control unit to control cleaning and suction with respect to the stairs, and control drive of the stair moving unit.

Description

Robot for cleaning stair

본 발명은 계단 청소 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계단을 자유롭게 이동하면서 청소할 수 있는 계단 청소 로봇에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a stair cleaning robot, and more particularly, to a stair cleaning robot capable of cleaning a stair while freely moving.

자동화 산업의 발전으로, 인력으로 인한 노동이 로봇으로 대체되고 있다.With the development of the automation industry, labor due to manpower has been replaced by robots.

이러한 로봇은 각종 산업 현장은 물론이고, 가정에서도 사용되고 있다. 그 중에서 쉽게 접할 수 있는 것은 청소 로봇이다.These robots are used in various industrial fields as well as at home. Among them, cleaning robots are easily accessible.

청소 로봇은 평면적 바닥을 청소하는 것을 물론, 계단 등을 오르고 내리면서 자동으로 청소해주는 기능을 수행하여 사용자의 편의를 제공하고 있다.The cleaning robot not only cleans the floor, but also automatically cleans the stairs while raising and lowering the stairs.

그러나, 계단을 청소하는 일만큼은 아직까지 인력을 대체할 수 있을 정도의 기술 개발이 이루어지지 않았다.However, as far as the cleaning of the stairs is concerned, no technology has been developed to replace the manpower.

즉, 계단을 오르내리면서 좁은 계단에서의 이동이 용이하지 못하여, 미비한 영역에 대해서는 인력을 투입할 수밖에 없으므로, 인력의 대체수단으로서 청소 로봇이 구비되는 데에는 그 한계가 있다.In other words, moving up and down the stairs is not easy to move in a narrow stairway, and a manpower is forced to be applied to an insufficient area. Thus, there is a limit to providing a cleaning robot as an alternative means of manpower.

더군다나, 고층 건물의 계단을 청소하는 것은 계단의 계수가 많아 사람이 직접 청소하는 것이 매우 어려울 뿐만 아니라, 종래의 청소 로봇을 통해서는 인력의 투입 없이 계단 청소하는 것이 용이하지 아니하므로, 인력 투입 없이 무수히 많은 계단을 용이하게 청소할 수 있는 로봇의 등장이 요구된다.Furthermore, it is very difficult to clean the stairs of high-rise buildings due to the large number of stairs, and it is not easy to clean stairs without the input of manpower through conventional cleaning robots. The emergence of a robot that can easily clean many stairs is required.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0028917 (2011.03.22)Korean Patent Publication No. 10-2011-0028917 (Mar. 23, 2011)

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 과제는 디딤판과 계단턱이 반복되는 계단 구조와 대응되는 로봇 구조 및 로봇 움직임 제어를 통해 계단을 안정적이면서 신속하게 이동하여 청소하는 계단 청소 로봇을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a stair- To provide a stair cleaning robot.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 계단 청소 로봇은 계단 청소 로봇의 몸체, 상기 몸체에 마련되어 상기 몸체의 하측에 위치한 이물질을 청소하는 청소부, 상기 몸체에 마련되어 상기 이물질을 흡입하는 흡입부, 계단의 제1 디딤판에서 제2 디딤판으로 위치 이동하거나, 상기 제2 디딤판에서 제1 디딤판으로 위치 이동하는 경우, 상기 몸체와 결합한 적어도 둘 이상의 쉬프트 바를 위치 이동 방향에 따라 하방으로 위치 이동한 후 단계별로 상기 적어도 둘 이상의 쉬프트 바 중 각 쉬프트 바를 상방으로 위치 이동하거나, 단계별로 상기 적어도 둘 이상의 쉬프트 바 중 각 쉬프트 바를 하방으로 위치 이동한 후 상기 적어도 둘 이상의 쉬프트 바를 상방으로 위치 이동하는 계단이동부 및 상기 계단에 대한 청소 및 흡입을 제어하고, 상기 계단이동부의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a stair cleaning robot including a body of a stair cleaning robot, a cleaning unit provided on the body and cleaning foreign objects located on the lower side of the body, a suction unit provided on the body, When at least two shift bars, which are combined with the body, are moved downward in the direction of the movement of the position, when the first and second tread plates are moved from the first tread plate to the first tread plate, A step portion for shifting each shift bar among the at least two shift bars upward, a step for moving each shift bar of the at least two or more shift bars downward and a position for moving the at least two shift bars upward, Controlling the cleaning and suction of the stairs, A control unit for controlling the drive of the follower.

상기 흡입부는 상기 몸체의 좌, 우로 위치 이동하면서 상기 이물질을 흡입한다.The suction unit sucks foreign matter while moving to the left and right of the body.

상기 제어부는 계단참에 진입하는 경우, 상기 계단참에 진입한 후 전진 이동하면서 상기 계단참의 제1 계단 앞 부분을 청소하는 제어를 하고, 상기 전진 이동의 종료 지점에서 측 방향으로 이동하며, 측 방향 이동의 종료 지점에서 후진 이동하면서 상기 계단참의 제2 계단 앞 부분을 청소하는 제어를 한다.Wherein the control unit controls to clean the front part of the first step of the landing while advancing to the landing when entering the landing, moving in the lateral direction at the end point of the forward movement, And controls to clean the front portion of the second step of the landing while moving backward from the ending point.

따라서, 본 발명에서는 디딤판과 계단턱이 반복되는 계단 구조와 대응되는 로봇 구조 및 로봇 움직임 제어를 통해 계단을 안정적이면서 신속하게 이동하여 청소하는 계단 청소 로봇을 제공함으로써, 인력 투입 없이 무수히 많은 계단을 용이하게 청소할 수 있는 이점이 있다.Accordingly, the present invention provides a stair cleaning robot that stably and quickly moves and cleanes a stair through a robot structure and a robot movement control corresponding to a staircase structure in which a tread plate and a step stitch are repeated, There is an advantage that can be cleaned.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계단 청소 로봇의 블럭도이다.
도 2는 도 1의 계단 청소 로봇이 계단에 위치한 일례를 나타내는 예시도이다.
도 3은 도 2의 계단 청소 로봇을 더 구체적으로 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 2의 계단 청소 로봇을 더 구체적으로 나타내는 상면도이다.
도 5는 도 2의 계단 청소 로봇이 이동하는 과정 중 일부를 나타내는 측면도 및 정면도이다.
도 6은 도 2의 계단 청소 로봇이 이동하는 과정 중 다른 부분을 나타내는 측면도 및 정면도이다.
도 7은 도 2의 계단 청소 로봇이 이동하는 과정 중 또 다른 부분을 나타내는 측면도 및 정면도이다.
도 8은 도 2의 계단 청소 로봇이 이동하는 과정 중 또 다른 부분을 나타내는 측면도 및 정면도이다.
도 9는 도 2의 계단 청소 로봇이 계단을 청소하는 메커니즘을 일례로 나타내는 측면도, 정면도 및 상면도이다.
그리고, 도 10은 도 2의 계단 청소 로봇이 계단참을 청소하는 메커니즘을 일례로 나타내는 상면도이다.1 is a block diagram of a stair cleaning robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary view showing an example in which the step cleaning robot of FIG. 1 is located at a step.
Fig. 3 is a side view showing the stair cleaning robot of Fig. 2 more specifically.
Fig. 4 is a top view showing the step cleaning robot of Fig. 2 more specifically.
5 is a side view and a front view showing a part of the process of moving the step cleaning robot of FIG.
6 is a side view and a front view showing another part of a process of moving the step cleaning robot of FIG.
7 is a side view and a front view showing still another part of the process of moving the step cleaning robot of FIG.
FIG. 8 is a side view and a front view showing still another part of the process of moving the step cleaning robot of FIG. 2;
FIG. 9 is a side view, a front view and a top view showing, by way of example, a mechanism for cleaning a stair-step cleaning robot of FIG. 2;
10 is a top view showing an example of a mechanism by which the step cleaning robot of Fig. 2 cleans up landing.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. Further, the embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or schematic drawings that are ideal illustrations of the present invention. Thus, the shape of the illustrations may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. In addition, in the drawings of the present invention, each component may be somewhat enlarged or reduced in view of convenience of explanation.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 다음과 같이 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계단 청소 로봇의 블럭도이다.1 is a block diagram of a stair cleaning robot according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 계단 청소 로봇(100)은 딤판과 계단턱이 반복되는 계단 구조와 대응되는 로봇 구조 및 로봇 움직임 제어를 통해 계단을 안정적이면서 신속하게 이동하여 청소하는 구성을 갖춘다.Referring to FIG. 1, the stair-step cleaning robot 100 has a structure in which stairs are stably and quickly moved and cleaned through a robot structure corresponding to a stepped structure in which a step and a step stitch are repeated, and a robot motion control.

구체적으로, 계단 청소 로봇(100)은 몸체(110), 몸체(110)에 마련되어 몸체(110)의 하측에 위치한 이물질을 청소하는 청소부(120), 몸체(110)에 마련되어 이물질을 흡입하는 흡입부(130), 계단의 제1 디딤판에서 제2 디딤판으로 위치 이동하거나, 상기 제2 디딤판에서 제1 디딤판으로 위치 이동하는 경우, 상기 몸체(110)와 결합한 적어도 둘 이상의 쉬프트 바(142, 148)를 위치 이동 방향에 따라 하방으로 위치 이동한 후 단계별로 상기 적어도 둘 이상의 쉬프트 바(142, 148) 중 각 쉬프트 바를 상방으로 위치 이동하거나, 단계별로 상기 적어도 둘 이상의 쉬프트 바(142, 148) 중 각 쉬프트 바를 하방으로 위치 이동한 후 상기 적어도 둘 이상의 쉬프트 바(142, 148)를 상방으로 위치 이동하는 계단이동부(140), 및 계단에서의 청소 및 흡입을 제어하고 계단이동부(140)의 구동을 제어하는 제어부(150)를 포함한다.Specifically, the stair cleaning robot 100 includes a body 110, a cleaning unit 120 provided on the body 110 to clean foreign objects located on the lower side of the body 110, a suction unit 120 provided on the body 110, At least two shift bars 142 and 148 coupled with the body 110 when the first and second treads 130 and 130 move from the first tread plate to the second tread plate or from the second tread plate to the first tread plate, The shift bar may be moved downward according to the position moving direction and then moved upward by one of the at least two shift bars 142 and 148 or may be shifted upward by one of the at least two shift bars 142 and 148 (140) for moving the at least two shift bars (142, 148) upward after the bar is downwardly moved, and driving and moving the step moving part (140) by controlling the cleaning and suction at the step Control Includes a controller 150.

도 2는 도 1의 계단 청소 로봇(100)이 계단에 위치한 일례를 나타내는 예시도이다.FIG. 2 is an exemplary view showing an example in which the step cleaning robot 100 of FIG. 1 is located at a step.

도 2를 참조하면, 계단에 위치한 계단 청소 로봇(100)을 바라보는 3개의 관점들(즉, 상면뷰, 측면뷰 및 정면뷰)이 있다. 이하, 이러한 관점들을 기준으로 계단 청소 로봇(100)의 구성을 상세히 설명하기로 한다.Referring to FIG. 2, there are three views (i.e., a top view, a side view, and a front view) looking at the stair cleaning robot 100 located at the stairs. Hereinafter, the structure of the stair cleaning robot 100 will be described in detail with reference to these views.

먼저, 한국에서 계단의 규격은 주택건설기준 등에 관한 규정에 따르면, 유효폭(D) 120cm 이상, 단높이(H) 18cm 이하, 단너비(W) 26cm 이상으로 규정되어 있다. 이로 인해, 계단의 평균 사이즈는 30(W) × 140(D) × 16(H)이다. First, in Korea, the stairs are stipulated to have an effective width (D) of 120cm or more, a height (H) of 18cm or less, and a width (W) of 26cm or more. For this reason, the average size of the steps is 30 (W) x 140 (D) x 16 (H).

계단 청소 로봇(100)은 위 언급된 계단의 평균 사이즈에 따른 계단의 한 디딤판을 모두 덮을 수 있을 정도의 사이즈인 25(W) × 135(D) × 30(H)로 구비될 수 있다. 이를 통해, 계단 청소 로봇(100)은 계단의 한 디딤판에 위치한 상태에서 이물질을 청소 및 흡입함에 따라, 로봇 몸체(110)의 움직임을 최소화할 수 있다. The stair cleaning robot 100 may be provided with a size of 25 (W) x 135 (D) x 30 (H), which is a size enough to cover all the treads of the stairs according to the average size of the stairs mentioned above. Accordingly, the stair-step cleaning robot 100 can minimize the movement of the robot body 110 by cleaning and sucking the foreign matter in a state where the stair-step cleaning robot 100 is located on one tread of the stairs.

즉, 디딤판에서 계단 청소 로봇(100)이 움직이는 것을 최소화함으로써, 디딤판에 위치한 상태의 계단 청소 로봇(100)은 위치 이동이 아닌 청소 및 흡입만을 주로 실행하면 된다. 즉, 디딤판에서의 계단 청소 로봇(100)에 대한 움직임을 최소화해서 보다 신속하게 계단 청소 로봇(100)을 통한 계단 청소를 수행할 수 있다.That is, by minimizing the movement of the stair cleaning robot 100 in the tread, the stair cleaning robot 100 in the state of being located on the tread may perform cleaning and suction only, not positional movement. That is, it is possible to minimize the movement of the stair-step cleaning robot 100 in the tread, thereby performing stair cleaning through the stair-step cleaning robot 100 more quickly.

계단 청소 로봇(100)의 제어부(150)는 계단에 놓여 진 계단 청소 로봇(100)의 위치에 따라 적어도 둘 이상의 쉬프트 바(142, 148)를 하방으로 위치 이동하는 제어를 하거나, 단계적으로 상방으로 위치 이동하는 제어를 한 후, 제1 디딤판에서 제2 디딤판으로 위치 이동한 상태에서 다음 계단턱에 이르기까지 미리 정해진 주기로 몸체(110)의 좌우로 위치 이동하는 제어를 함께 수행할 수 있다.The control unit 150 of the stair-step cleaning robot 100 controls the at least two shift bars 142 and 148 to move downward in accordance with the position of the stair-step cleaning robot 100 placed at the step, It is possible to perform control to move the body 110 to the left and right at predetermined intervals from the first tread plate to the second tread plate to the next step tread.

또한, 제어부(150)는 제1 디딤판에서 계단 청소 로봇(100)의 이동을 위한 구동 제어를 학습하고, 제1 디딤판과 대응되는 구동 제어의 학습 내역을 토대로 다음 디딤판인 제2 디딤판에서의 구동 제어를 실행하는 것도 가능하다.In addition, the controller 150 learns the driving control for moving the step cleaning robot 100 in the first tread, and based on the learning details of the driving control corresponding to the first tread, the driving control in the second tread, May be executed.

즉, 제어부(150)는 제1 디딤판과 대응되는 구동 제어의 학습 내역에서 제1 디딤판의 유효폭(D)과 계단 청소 로봇(100)의 가로 길이가 오차 범위 이내에 속함에 따라, 계단 청소 로봇(100)이 좌우로 위치 이동하지 않아도 제1 디딤판의 이물질을 모두 수거하는 것이 가능한 것으로 학습된 경우, 제2 디딤판에서 계단 청소 로봇(100)의 몸체(110)를 좌우로 위치 이동할 것인지 여부를 판별하는 과정을 생략할 수 있다.That is, as the effective width D of the first tread plate and the lateral length of the stair cleaning robot 100 fall within the error range in the learning history of the driving control corresponding to the first tread, ) Is learned that it is possible to collect all the foreign substances on the first tread plate even if the first tread plate is not moved to the left and right, it is determined whether or not to move the body 110 of the step cleaning robot 100 from side to side in the second tread Can be omitted.

전술한 과정을 반복해서 제어부(150)를 제1 디딤판에서 제2 디딤판으로 오르는 동작을 반복적으로 제어한다. 반대로, 제어부(150)는 제2 디딤판에서 제1 디딤판으로 내려오는 동작을 반복하는 제어도 가능하다. 더 구체적인 설명을 위해, 제1 디딤판에서 제2 디딤판으로 계단 청소 로봇(100)이 오르는 동작을 위주로 이하 상술하고자 한다.And repeatedly controls the operation of raising the control unit 150 from the first tread plate to the second tread plate by repeating the above-described process. On the contrary, the control unit 150 can also control to repeat the operation of descending from the second tread to the first tread. For the sake of more detailed explanation, the operation of the stair cleaning robot 100 rising from the first tread plate to the second tread is mainly described below.

도 3은 도 2의 계단 청소 로봇(100)을 더 구체적으로 나타내는 측면도이다.Fig. 3 is a side view showing the step cleaning robot 100 of Fig. 2 more specifically.

도 3을 참조하면, 계단 청소 로봇(100)은 몸체(110), 청소부(120), 흡입부(130), 계단이동부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.3, the stair cleaning robot 100 includes a body 110, a cleaning unit 120, a suction unit 130, a step moving unit 140, and a control unit 150. As shown in FIG.

이 중에서, 계단이동부(140)는 계단 청소 로봇(100)이 제1 디딤판에서 제2 디딤판으로 안정적이면서도 신속하게 이동할 수 있도록 하는 구조를 갖춘다.The stair-step moving part 140 is structured such that the stair-step cleaning robot 100 can stably and quickly move from the first step to the second step.

예컨대, 계단이동부(140)는 포터센서(141), 쉬프트 바(142, 148), 접촉센서(143), 볼 캐스터(144), 구동모터(146), 옴니휠(145, 147)을 포함할 수 있다.For example, the stepped moving part 140 includes a porter sensor 141, shift bars 142 and 148, a contact sensor 143, a ball caster 144, a driving motor 146 and omni wheels 145 and 147 can do.

포터센서(141)는 쉬프트 바(142, 148)의 여러 수직 위치에 다수 개 구비되어, 쉬프트 바(142, 148)가 상방으로 이동된 상태인지 하방으로 이동된 상태인지를 제어부(150)에서 판별할 수 있는 센서 신호를 생성 및 제어부(150)로 생성된 센서 신호를 전달하는 역할을 한다. A plurality of porter sensors 141 are provided at various vertical positions of the shift bars 142 and 148 to determine whether the shift bars 142 and 148 are moved upward or downward, And transmits the generated sensor signal to the control unit 150. The controller 150 generates the sensor signal and transmits the generated sensor signal.

따라서, 포터센서(141)는 각 쉬프트 바(142, 148) 별로 구비되어, 각 쉬프트 바(142, 148)의 이동 상태를 판정하기 위한 각 센서 신호를 생성하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the porter sensor 141 is provided for each of the shift bars 142 and 148, and generates each sensor signal for determining the movement state of each of the shift bars 142 and 148.

계단의 제1 디딤판에서 제2 디딤판으로 위치 이동하는 경우, 몸체(110)와 이동 가능하게 결합한 적어도 둘 이상의 쉬프트 바(142, 148)가 하방으로 위치 이동해서 몸체(110)를 제1 디딤판과 제2 디딤판 사이의 계단턱에 대응하게 들어올린 후 계단 청소 로봇(100)이 제2 디딤판에 진입하는 이동을 하고, 단계별로 적어도 둘 이상의 쉬프트 바(142, 148) 중 각 쉬프트 바가 상방으로 위치 이동해서 제2 디딤판으로 계단 청소 로봇(100)이 추가 이동하도록 한다.At least two shift bars 142 and 148 movably engaged with the body 110 are moved downward to move the body 110 to the first tread plate and the second tread plate, The step cleaning robot 100 moves to enter the second tread plate after lifting up the step jaws between the two treads, and each shift bar of at least two of the shift bars 142 and 148 moves upward The step cleaning robot 100 is further moved by the second tread.

접촉센서(143)는 계단 청소 로봇(100)이 계단에서 위치 이동하는 각 단계를 구분할 수 있는 대표적 위치에 각각 구비될 수 있다. The contact sensor 143 may be provided at each representative position where the step cleaning robot 100 can distinguish each step of the positional movement from the step.

예를 들면, 제1 접촉센서(143)는 계단 청소 로봇(100)의 몸체(110) 앞 부분에 구비될 수 있다. 계단 청소 로봇(100)이 제1 디딤판을 위치 이동해서 제1 디딤판과 제2 디딤판 사이에 있는 계단턱에 다다를 경우, 제1 디딤판과 제2 디딤판 사이에 있는 계단턱과 계단 청소 로봇(100)의 몸체(110) 앞 부분에 구비된 제1 접촉센서(143)가 맞닿게 된다. 이로 인해, 제1 접촉센서(143)는 계단 청소 로봇(100)과 상기 계단턱 간의 맞닿은 상태를 센서 신호로 형성해서 제어부(150)에 전달한다.For example, the first contact sensor 143 may be provided at a front portion of the body 110 of the stair cleaning robot 100. When the stair-step cleaning robot 100 moves the first tread plate to reach the step jaw between the first tread plate and the second tread plate, the step jaws between the first and second treads and the stair-step cleaning robot 100 The first contact sensor 143 provided at the front portion of the body 110 abuts. Accordingly, the first contact sensor 143 forms a sensor signal between the stair-step cleaning robot 100 and the step stitch, and transmits the sensor signal to the controller 150.

추가 예로, 제2 접촉센서(143)는 계단 청소 로봇(100)의 제1 쉬프트 바(148)에도 구비될 수 있다. 제1 디딤판과 제2 디딤판 사이의 계단턱을 정면으로 지향하는 제1 쉬프트 바(148)의 일 측에 구비됨으로써, 제1 쉬프트 바(148) 및 제2 쉬프트 바(142)가 하방으로 위치 이동해서 몸체(110)를 제1 디딤판과 제2 디딤판 사이의 계단턱에 대응하게 들어올린 후 제2 디딤판에 몸체(110)를 진입시키는 이동하는 과정에서, 제1 디딤판과 제2 디딤판 사이의 계단턱에 제1 쉬프트 바(148)가 근접할 때 제1 쉬프트 바(148)의 일 측에 구비중인 제2 접촉센서(143)가 제1 디딤판과 제2 디딤판 사이에 있는 계단턱과 맞닿게 된다. 이로 인해, 제2 접촉센서(143)는 계단 청소 로봇(100)의 제1 쉬프트 바(148)와 상기 계단턱 간의 맞닿은 상태를 센서 신호로 형성해서 제어부(150)로 전달한다.As a further example, the second touch sensor 143 may also be provided in the first shift bar 148 of the stair cleaning robot 100. The first shift bar 148 and the second shift bar 142 are disposed on one side of the first shift bar 148 which faces the front step between the first tread plate and the second tread plate, In the course of moving the body 110 corresponding to the step between the first and second treads and then moving the body 110 into the second tread, a step between the first tread and the second tread, The second touch sensor 143 provided on one side of the first shift bar 148 is brought into contact with the step jaw between the first and second tread plates when the first shift bar 148 approaches the first tread bar 148. [ Accordingly, the second contact sensor 143 forms a state of contact between the first shift bar 148 of the stair-step cleaning robot 100 and the step stitch as a sensor signal, and transmits the sensor signal to the controller 150.

또한, 볼 캐스터(144)는 계단 청소 로봇(100)의 보조 바퀴로서, 360도 자유롭게 이동 가능한 바퀴이다.Further, the ball caster 144 is a sub-wheel of the step cleaning robot 100, which is freely movable by 360 degrees.

또한, 옴니휠(145, 147)은 계단 청소 로봇(100)의 메인 바퀴로서, 바퀴의 진행 방향을 360도 자유로이 바꿀 수 있는 바퀴로 계단 청소 로봇(100)의 수평 이동을 담당한다.The omni wheels 145 and 147 are the main wheels of the stair-step cleaning robot 100. The omni wheels 145 and 147 take the horizontal movement of the stair-step cleaning robot 100 by a wheel that can freely change the traveling direction of the wheel by 360 degrees.

청소부(120)는 현재 계단 청소 로봇(100)이 위치 중인 디딤판 위의 이물질을 청소하는 역할을 하며, 바닥감지센서(121), 브러쉬(122) 및 브러쉬 모터(123)를 포함할 수 있다.The cleaning unit 120 may include a floor sensor 121, a brush 122, and a brush motor 123. The floor sensor 120 may be configured to clean the foreign material on the tread floor where the step cleaning robot 100 is currently located.

바닥감지센서(121)는 브러쉬(122)의 동작하는 시점을 결정하기 위하여, 계단 청소 로봇(100)과 디딤판이 떨어진 거리를 측정한다. The floor detection sensor 121 measures a distance between the step cleaning robot 100 and the tread plate to determine the time when the brush 122 operates.

더 나아가, 바닥감지센서(121)는 계단 청소 로봇(100)이 제2 디딤판에서 제1 디딤판으로 위치 이동하는 경우, 적어도 둘 이상의 쉬프트 바(142, 148)를 적정한 시점에 상방 또는 하방으로 위치 이동하기 위한 시점을 결정하기 위한 센서 신호를 생성할 수도 있다.When the step cleaning robot 100 moves from the second tread plate to the first tread plate, the bottom detection sensor 121 moves at least two or more shift bars 142 and 148 upward or downward at an appropriate point in time And generate a sensor signal for determining a time point at which to perform the measurement.

도 4는 도 2의 계단 청소 로봇(100)을 더 구체적으로 나타내는 상면도이다.Fig. 4 is a top view showing the step cleaning robot 100 of Fig. 2 more specifically.

도 4를 참조하면, 흡입부(130)는 현재 계단 청소 로봇(100)이 위치 중인 디딤판 위의 이물질을 진공으로 흡입하는 역할을 하며, 플로우 게이트(133), 더스트 이동통로부(132), 더스트 탱크(131), 필터(134) 및 진공 모터(135)를 포함할 수 있다.4, the suction unit 130 serves to suck foreign objects on the tread plate where the step cleaning robot 100 is currently located, and includes a flow gate 133, a dust moving path 132, A tank 131, a filter 134, and a vacuum motor 135.

플로우 게이트(133)는 디딤판 위치의 이물질이 계단 청소 로봇(100)으로 흡입되는 최초 통로로서, 디딤판을 지향하는 홀 형상으로 구비될 수 있다.The flow gate 133 may be provided in a hole shape that directs the tread plate as a first passage through which the foreign material at the tread plate position is sucked into the step cleaning robot 100.

더스트 탱크(131)는 흡입된 이물질이 모이는 공간을 갖춘다.The dust tank 131 has a space in which the foreign substances sucked in are collected.

더스트 이동통로부(132)는 플로우 게이트(133)와 더스트 탱크(131) 사이를 연결함으로써, 플로우 게이트(133)로 흡입된 이물질을 더스트 탱크(131)로 전달한다.The dust transfer passage portion 132 connects the flow gate 133 and the dust tank 131 to transfer the foreign material sucked into the flow gate 133 to the dust tank 131. [

플로우 게이트(133), 브러쉬 모터(123) 및 브러쉬(122)를 포함하는 구성은 리니어 스테이지(Linear stage, 136)를 통해, 몸체(110)의 좌우로 위치 이동할 수 있게 구비되는 것이 바람직하다. It is preferable that the structure including the flow gate 133, the brush motor 123 and the brush 122 is provided so as to be movable to the left and right of the body 110 through the linear stage 136.

이 경우, 더스트 이동통로부(132)는 호스와 같은 형태로 구비되어, 상기 리니어 스테이지(136)의 좌우 위치 이동을 지원하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the dust transfer path portion 132 is provided in the form of a hose to support the movement of the linear stage 136 in the horizontal direction.

도 5는 도 2의 계단 청소 로봇(100)이 이동하는 과정 중 일부를 나타내는 측면도 및 정면도이고, 도 6은 도 2의 계단 청소 로봇(100)이 이동하는 과정 중 다른 부분을 나타내는 측면도 및 정면도이며, 도 7은 도 2의 계단 청소 로봇(100)이 이동하는 과정 중 또 다른 부분을 나타내는 측면도 및 정면도이고, 도 8은 도 2의 계단 청소 로봇(100)이 이동하는 과정 중 또 다른 부분을 나타내는 측면도 및 정면도이다.FIG. 5 is a side view and a front view showing a part of the process of moving the step cleaning robot 100 of FIG. 2, and FIG. 6 is a side view and a front view showing another part of the process of moving the step cleaning robot 100 of FIG. FIG. 7 is a side view and a front view showing another part of the process of moving the stair cleaning robot 100 of FIG. 2, and FIG. 8 is a view showing another part of the process of moving the stair cleaning robot 100 of FIG. Side view and front view.

'A' 단계는 계단 청소 로봇(100)이 제1 디딤판에 위치한 상태이다.In step 'A', the stair cleaning robot 100 is positioned on the first tread.

'B' 단계는 계단 청소 로봇(100)이 제1 디딤판에서 제2 디딤판으로 위치 이동하기 위하여, 몸체(110)와 이동 가능하게 결합한 제1 쉬프트 바(148) 및 제2 쉬프트 바(142)를 하방으로 위치 이동시켜 몸체(110)를 제1 디딤판과 제2 디딤판 사이의 계단턱에 대응하게 들어올리는 과정을 나타낸다.The 'B' step includes a first shift bar 148 and a second shift bar 142 movably coupled with the body 110 to move the step cleaning robot 100 from the first tread plate to the second tread plate And moves the body 110 downward to lift the body 110 corresponding to the step between the first and second treads.

'C' 단계는 계단 청소 로봇(100)의 몸체(110)가 제1 디딤판과 제2 디딤판 사이의 계단턱에 대응하는 높이까지 들어올려 진 상태에서 전진 이동하여 제2 디딤판에 진입한 상태이다.In the step 'C', the body 110 of the step cleaning robot 100 advances to a height corresponding to the height of the step between the first and second treads, and enters the second tread.

'D' 단계는 계단 청소 로봇(100)의 몸체(110)가 제2 디딤판에 진입한 이후 계단 청소 로봇(100)의 전진 이동으로 인하여, 제1 쉬프트 바(148)가 상방으로 위치 이동하여야 하는 상태를 나타낸다.In step 'D', since the body 110 of the step cleaning robot 100 enters the second tread plate, the first shift bar 148 moves upward due to the forward movement of the step cleaning robot 100 State.

즉, 제1 쉬프트 바(148)에 장착되어 있는 상태인 제2 접촉센서(143)가 제1 디딤판과 제2 디딤판 사이의 계단턱에 맞닿게 되고, 이로 인해 제2 접촉센서(143)에서 생성된 센서 신호가 제어부(150)로 전달된다. 이에, 제어부(150)는 수신된 센서 신호를 통해 제1 쉬프트 바(148)로 인해 계단 청소 로봇(100)의 추가 이동이 저지된 상태인 것으로 계단 청소 로봇(100)의 현 상태를 결정한다.That is, the second contact sensor 143 mounted on the first shift bar 148 is brought into contact with the step between the first tread plate and the second tread plate, And the sensor signal is transmitted to the controller 150. Accordingly, the controller 150 determines the current state of the stair-step cleaning robot 100 that the additional movement of the stair-step cleaning robot 100 is blocked by the first shift bar 148 through the received sensor signal.

따라서, 제어부(150)는 제1 쉬프트 바(148)를 상방으로 위치 이동시켜서 계단 청소 로봇(100)이 제2 디딤판으로 추가 이동할 수 있도록 하는 구동 제어를 한다.Accordingly, the control unit 150 performs the driving control to move the first shift bar 148 upward to allow the step cleaning robot 100 to further move to the second tread.

'E' 단계는 계단 청소 로봇(100)의 몸체(110)가 제2 디딤판에 진입한 이후 지속적으로 전진 이동함에 따라, 제2 쉬프트 바(142)가 상방으로 위치 이동하여야 하는 상태를 나타낸다.Step 'E' shows a state in which the second shift bar 142 moves upward as the body 110 of the step cleaning robot 100 continuously moves forward after entering the second tread.

즉, 제2 쉬프트 바(142)에 장착되어 있는 상태인 제3 접촉센서(143)가 제1 디딤판과 제2 디딤판 사이의 계단턱에 맞닿게 되고, 이로 인해 제3 접촉센서(143)에서 생성된 센서 신호가 제어부(150)로 전달된다. 이에, 제어부(150)는 수신된 센서 신호를 통해 제2 쉬프트 바(142)로 인해 계단 청소 로봇(100)의 추가 이동이 저지된 상태인 것으로 계단 청소 로봇(100)의 현 상태를 결정한다.That is, the third contact sensor 143 mounted on the second shift bar 142 comes into contact with the step between the first tread plate and the second tread plate, And the sensor signal is transmitted to the controller 150. Accordingly, the control unit 150 determines the current state of the stair-step cleaning robot 100 that the additional movement of the stair-step cleaning robot 100 is blocked by the second shift bar 142 through the received sensor signal.

따라서, 제어부(150)는 제2 쉬프트 바(142)를 상방으로 위치 이동시켜서 계단 청소 로봇(100)이 제2 디딤판으로 추가 이동할 수 있도록 하는 구동 제어를 한다.Accordingly, the control unit 150 moves the second shift bar 142 upward to perform the drive control so that the step cleaning robot 100 can further move to the second tread.

'F' 단계는 제2 쉬프트 바(142)가 상방으로 위치 이동한 이후, 계단 청소 로봇(100)이 제2 디딤판으로 추가 이동해서 제1 디딤판으로부터 계단 청소 로봇(100)이 완전이 위치 이동된 상태를 나타낸다.In step 'F', after the second shift bar 142 moves upward, the stair-step cleaning robot 100 further moves to the second tread, and the stair-step cleaning robot 100 is completely moved from the first tread State.

도 8을 참조하면, 계단 청소 로봇(100)은 제2 디딤판에 안착한 상태로서, 제1 디딤판에서 제2 디딤판으로의 위치 이동이 완료된 상태이다.Referring to FIG. 8, the stair-step cleaning robot 100 is in a state of being placed on the second tread, and the movement of the position from the first tread to the second tread is completed.

도 9는 도 2의 계단 청소 로봇이 계단을 청소하는 메커니즘을 일례로 나타내는 측면도, 정면도 및 상면도이다.FIG. 9 is a side view, a front view and a top view showing, by way of example, a mechanism for cleaning a stair-step cleaning robot of FIG. 2;

도 9의 'A' 단계를 참조하면, 계단 청소 로봇(100)이 계단 한 칸의 블록 안으로 진입한 후 계단과 정렬이 되도록 자리를 잡을 수 있다.Referring to step 'A' of FIG. 9, the stair-step cleaning robot 100 may enter a block of a stepped staircase and then be positioned so as to be aligned with a stairway.

이후, 도 9의 'B' 단계는 계단 이동부(140)의 제1 쉬프트 바(148) 및 제2 쉬프트 바(142)를 상방으로 위치 이동시켜서, 계단 청소 로봇(100)의 메인 바퀴인 옴니휠(145, 147)과 계단 청소 로봇(100)의 보조 바퀴인 볼 캐스터(144)도 함께 상방으로 위치 이동시킬 수 있다. 이와 같이 제1 쉬프트 바(148) 및 제2 쉬프트 바(142)를 상방으로 위치 이동하는 것과 함께, 옴니휠(145, 147)과 볼 캐스터(144)를 포함한 구조물 블럭도 함께 상방으로 위치 이동함으로써, 계단 위의 이물질을 흡입하기 위한 흡입부(130)를 움직일 수 있는 공간을 확보할 수 있다.9, the first shift bar 148 and the second shift bar 142 of the step moving unit 140 are moved upward to move the first and second shift bars 142 and 142 of the stair moving robot 100, The wheels 145 and 147 and the ball casters 144, which are the auxiliary wheels of the step cleaning robot 100, can also be moved upward. The first shift bar 148 and the second shift bar 142 are moved upward and the structure blocks including the omni wheels 145 and 147 and the ball caster 144 are also moved upward And a space for moving the suction unit 130 for sucking foreign substances on the stairs can be secured.

이후, 도 9의 'C-1' 및 'C-2' 단계는 상기 흡입부(130)의 위치 이동 구성을 나타낸다. 즉, 상기 흡입부(130)의 위치 이동 구성을 통해 계단 위에서 좌, 우로 이동하면서 계단 한 칸의 이물질을 모두 흡입 및 청소할 수 있다.Hereinafter, steps 'C-1' and 'C-2' of FIG. 9 show a position shifting structure of the suction unit 130. That is, the suction unit 130 moves left and right on the step by moving the position of the suction unit 130, so that foreign substances in the staircase can be sucked and cleaned.

여기서, 상기 흡입부(130)의 위치 이동 구성은 리니어 스테이지(Linear stage, 136)와 이동 가능하게 결합한 상태에서, 리니어 스테이지(Linear stage, 136) 상을 좌, 우로 위치 이동할 수 있다.Here, the position shifting structure of the suction unit 130 can be moved to the left and right on the linear stage 136 while being movably coupled with the linear stage 136.

그리고, 도 10은 도 2의 계단 청소 로봇이 계단참을 청소하는 메커니즘을 일례로 나타내는 상면도이다.10 is a top view showing an example of a mechanism by which the step cleaning robot of Fig. 2 cleans up landing.

도 10을 참조하면, 계단 청소 로봇(100)은 ①번 위치에서 ②번 위치로 전진 이동하며, 아래 계단 앞의 계단참 부분을 모두 청소하고, ②번 위치에서 ③번 위치로 우측 이동한다. 10, the stair-step cleaning robot 100 advances from the first position to the second position, cleans all landing portions in the lower step, and moves rightward from the second position to the third position.

이후, 계단 청소 로봇(100)은 ③번 위치에서 ④번 위치로 후진 이동하며, 윗 계단 앞의 계단참 부분을 모두 청소한다.Thereafter, the stair cleaning robot 100 moves backward from the ③ position to the ④ position, and cleans all the landing portions in the upper step.

계단 청소 로봇(100)은 앞, 뒤 대칭구조로 회전 없이, 계단참을 모두 청소한 후 윗 계단으로 이동하여 청소를 반복할 수 있다.The stair-step cleaning robot 100 can clean the stair-stepping without moving the stair-stepping robot 100 in a forward and backward symmetrical structure, and then move to the upper step to repeat the cleaning.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

또한, 본 발명은 디딤판과 계단턱이 반복되는 계단 구조와 대응되는 로봇 구조 및 로봇 움직임 제어를 통해 계단을 안정적이면서 신속하게 이동하여 청소하는 계단 청소 로봇을 제공하기 위한 것임에 따라, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.In addition, the present invention is to provide a stair cleaning robot that stably and quickly moves and cleans a stair through a robot structure and a robot movement control corresponding to a step structure in which a tread plate and a step stitch are repeated, This is an invention that is industrially applicable because it is not only possible but also practically possible to carry out clearly.

100: 계단 청소 로봇 110: 몸체
120: 청소부 121: 바닥감지센서
122: 브러쉬 123: 브러쉬 모터
130: 흡입부 131: 더스트 탱크
132: 더스트 이동통로부 133: 플로우 게이트
134: 필터 135: 진동 모터
136: 리니어 스테이지 140: 계단 이동부
141: 포터센서 142: 제2 쉬프트 바
143: 접촉센서 144: 볼 캐스터
145, 147: 옴니휠 146: 구동모터
148: 제1 쉬프트 바 150: 제어부100: stair cleaning robot 110: body
120: Cleaning section 121: Floor detection sensor
122: Brush 123: Brush motor
130: Suction part 131: Dust tank
132: dust moving passage portion 133: flow gate
134: Filter 135: Vibration motor
136: linear stage 140: step moving part
141: Porter sensor 142: Second shift bar
143: contact sensor 144: ball caster
145, 147: Omni wheel 146: Driving motor
148: first shift bar 150:

Claims

In a stair cleaning robot,
A body of the stair cleaning robot;
A cleaning unit provided on the body to clean a foreign object located on the lower side of the body;
A suction unit provided on the body and sucking the foreign matter;
When at least two shift bars, which are combined with the body, are moved downward in the direction of the movement of the position, when the first and second tread plates are moved from the first tread plate to the first tread plate, A step of moving the at least two shift bars upward or at least one of the at least two shift bars in a downward direction, and moving the at least two shift bars upward; And
And a controller for controlling cleaning and suction of the stairs and controlling driving of the stairs.

The method according to claim 1,
Wherein the suction unit sucks the foreign matter while moving to the left and right of the body.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the control unit controls to clean the front part of the first step of the landing while advancing to the landing when entering the landing, moving in the lateral direction at the end point of the forward movement, And a step of cleaning the front part of the second step of the landing while moving backward from the end point.