KR20170048518A - 로봇 청소기 - Google Patents

Abstract

로봇 청소기는 본체, 및 본체의 정상면으로부터 돌출해 있는 센서를 포함하고, 본체는 로봇 청소기의 전진 주행 방향에 대해 센서의 앞에 위치되어 있는 돌출부를 포함하며, 돌출부는 센서의 높이와 적어도 같은 높이까지 연장되어 있다.

Description

로봇 청소기{A ROBOT CLEANER}

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것이다.

이동식 로봇이 점점 더 일반적인 것으로 되어 가고 있고 우주 탐사, 잔디 깎기 및 바닥 창소와 같은 다양한 분야에서 사용되고 있다. 최근에 로봇형 청소 장치의 분야, 특히 로봇 진공 청소기 및 바닥 닦기 로봇에서 급속한 발전이 있어 왔는데, 이것들의 주 목적은 바닥 청소 중에 사용자의 집에서 자율적으로 또한 거슬리지 않게 이동하는 것이다.

로봇 청소기는 이러한 임무를 수행할 때, 청소할 필요가 있는 영역에서 이동해야 한다. 일반적으로 로봇에는, 로봇이 환경 주위로 이동할 수 있게 해주는 많은 센서들이 제공되어 있다. 이동을 도와 주기 위해 다양한 센서가 로봇에 사용되고 있다. 예컨대, 어떤 로봇은 로봇이 IR 표지 쪽으로 이동할 수 있게 해주는 적외선 검출기를 이용하고 있고, 어떤 로봇은 로봇 주위의 국소적인 환경을 보고 이해하고 또한 그 환경 주위로 이동하기 위해 카메라를 이용하는 복잡한 비젼 시스템을 사용한다.

로봇은 이 로봇이 놓여 있는 환경 내의 장애물을 극복할 필요가 종종 있다. 예컨대, 일반적으로 로봇 진공 청소기는 의자, 소파 및 테이블과 같은 가구를 극복해야 한다. 로봇 청소기는 가능한 한 자율적으로 작동하도록 되어 있기 때문에, 일반적으로 로봇 청소기는 사용자의 어떤 관여도 필요 없이 아래를 계속 청소할 수 있도록 일부 작은 틈의 장애물 아래를 지나갈 수 있게 해주는 치수를 가지고 있다.

본 발명은 로봇 청소기를 제공하는 바, 이 로봇 청소기는 본체, 및 상기 본체의 정상면으로부터 돌출해 있는 센서를 포함하고, 상기 본체는 상기 로봇 청소기의 전진 주행 방향에 대해 상기 센서의 앞에 위치되어 있는 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부는 상기 센서의 높이와 적어도 같은 높이까지 연장되어 있다.

그 결과, 센서는 장애물과의 충돌로 인한 손상으로부터 보호된다. 또한, 센서는 손상되기가 덜 쉽기 때문에, 센서를 사용하는 내비게이션 시스템은 더 신뢰적으로 될 것이다.

상기 돌출부는 본체의 전방부에 위치될 수 있고, 상기 전방부는 본체의 전방 가장자리에 인접해 있다. 그 결과, 로봇이 낮은 장애물 쪽으로 이동하고 있을 때, 상기 돌출부에 의해, 로봇이 장애물 아래를 완전히 이동하는 것이 억제될 것이다. 이는 센서를 손상으로부터 보호해 줄 뿐만 아니라, 로봇이 돌출형 센서에 의해 장애물 아래에 쐐기 박힘되는 위험을 줄이는데도 도움을 준다. 더욱이, 돌출부를 본체의 전방부에 위치시킴으로써, 그 돌출부는 여전히 센서 앞에 위치되면서 그 센서로부터 가능한 한 멀리 있게 되고, 그리하여, 돌출부가 센서에 더 가까이 있는 경우 보다 센서의 시야를 덜 방해하게 된다.

상기 전방부는 하방으로 본체의 상기 전방 가장자리 쪽으로 경사져 있을 수 있고, 상기 돌출부는 경사진 전방부로부터 수직으로 연장되어 있는 전향(forward-facing) 가장자리를 가질 수 있다. 따라서, 로봇 청소기의 경사진 전방부가 쐐기 박힘의 위험이 증가할 정도로 상승하면, 돌출부의 수직 전방 가장자리가 앞쪽의 장애물에 접촉하여 전방부가 그 장애물 아래에서 쐐기 박힘되는 것을 방지함으로써 상기 위험을 막을 것이다.

상기 돌출부는 2개의 스테이지, 즉 본체의 정상면의 높이와 적어도 같은 높이까지 연장되어 있는 하측 스테이지, 및 상기 센서의 높이와 적어도 같은 높이까지 연장되어 있는 상측 스테이지를 포함할 수 있다. 그 결과, 돌출부의 하측 스테이지는 로봇의 전방부가 쐐기 박힘되는 위험으로부터 로봇 청소기를 보호할 수 있고, 돌출부의 상측 스테이지는 센서를 손상으로부터 보호할 수 있다. 상기 두 스테이지의 형상과 크기는, 스테이지가 수행할 필요가 있는 기능에 대해 각 스테이지의 효과를 최대화하도록 되어 있을 수 있다. 예컨대, 센서를 보호하는 돌출부의 부분은 쐐기 박힘으로부터의 보호를 주는 돌출부의 부분 만큼 클 필요는 없어도 되고, 그래서 상측 스테이지는 하측 스테이지 보다 작게 만들어질 수 있다. 이리하여, 사용되는 재료의 양 및 제조 비용이 절감되고 또한 기계의 중량도 감소된다. 또한, 센서에 보일 수 있는 돌출부의 부분이 더 작게 만들어질 수 있어 센서의 시야를 덜 방해하게 된다.

상기 상측 스테이지의 전향 가장자리는 상기 하측 스테이지의 전향 가장자리 뒤에 위치되어 있을 수 있다. 이리하여, 강제로 멈추기 전에 쐐기 박힘의 위험이 없다면 로봇은 장애물 아래에서 더 이동할 수 있다. 따라서, 로봇 청소기는 센서에 대한 손상을 야기할 수 있는 장애물 주위를 청소할 때 더 넓은 영역을 커버할 수 있게 된다.

상기 센서는 적외선 센서 어셈블리, 레이저 거리 센서 어셈블리 및 카메라 어셈블리 중의 하나일 수 있다. 상기 카메라 어셈블리는, 본체의 정상면으로부터 돌출해 있는 돔형 렌즈를 포함하는 파노라마식 환형 렌즈 카메라일 수 있다. PAL 카메라를 사용함으로써, 로봇 주위의 영역의 360°전방향(omni-directional) 이미지를 찍을 수 있고, 로봇 청소기는 이것이 위치되어 있는 환경 주위를 더 효과적으로 이동할 수 있다.

상기 본체는 본체의 나머지로부터 제거될 수 있는 분리 장치 부분을 포함하고, 상기 돌출부는 상기 분리 장치 부분에 제공될 수 있다. 분리 장치 부분을 로봇 청소기의 전방부에 위치시킴으로써, 로봇 청소기가 장애물과 접촉할 때 그 분리 장치 부분은 로봇 청소기를 위한 탄성 범퍼로서 작용하게 된다. 분리 장치 부분은 로봇 청소기의 본체의 나머지와는 달리 어떤 민감한 전자 장치도 포함하지 않는데, 그래서, 장애물과의 충돌로 인해 전자 장치 및 제어부가 손상되는 위험이 감소된다. 그러므로, 돌출부를 분리 장치 부분에 위치시키는 것이 유리한데, 이렇게 하면, 돌출부와의 충돌로 인해 로봇의 전자 장치 또는 다른 민감한 부분이 손상되는 위험이 감소될 것이기 때문이다.

더욱이, 돌출부를 제거 가능한 분리 장치 부분의 정상부에 위치시킴으로써, 사용 중에 손상된 경우, 분리 장치 부분을 교체하는 것이, 본체의 나머지를 수리하거나 교체하는 것 보다 훨씬 더 쉽고 저렴하다.

본 발명을 더 잘 이해할 수 있도록, 이제 본 발명의 실시 형태를 다음의 첨부 도면을 참조하여 예시적으로 설명하도록 한다.

도 1은 로봇 청소기의 제 1 실시 형태의 사시도이다.
도 2는 로봇 청소기의 제 2 실시 형태의 사시도이다.
도 3은 도 2의 로봇 청소기의 측면도이다.
도 4는 도 2 및 3의 로봇 청소기의 분리 장치를 나타낸다.
도 5a 및 6a는 가구 주위를 이동하는, 본 발명에 따르지 않은 로봇 청소기를 나타낸다.
도 5b 및 6b는 대응하는 도 5a 및 6a에 나타나 있는 동일한 가구 주위를 이동하는 본 발명에 따른 로봇 청소기를 나타낸다.

도 1은 로봇 청소기(1)의 제 1 실시 형태를 나타낸다. 이 로봇 청소기(1)는 본체(2)를 포함한다. 센서(3)가 본체(2)의 정상면(5)에 제공되어 있다. 이 센서(3)는 본체(2)의 정상면(5) 위로 돌출되어 있어, 전방향적이고 필요한 경우 로봇 주위의 어떤 방향으로도 작동할 수 있다. 예컨대, 센서(3)는 IR 비임을 검출할 수 있는 적외선 센서 어셈블리, 레이저 거리 센서 어셈블리 또는 카메라 어셈블리일 수 있다. 센서(3)는 파노라마식 환형 렌즈(PAL) 카메라 형태의 카메라 어셈블리일 수 있다. PAL 카메라는 로봇 청소기(1)의 정상면으로부터 돌출되어 있어 로봇 청소기(1) 주위에서 360°이미지를 찍을 수 있다. 구동 유닛(6)(예컨대, 바퀴)이 로봇에 제공되어 있어 그 로봇이 국소적인 환경 주위로 자율적으로 움직일 수 있다.

센서(3)는 본체(2)의 정상면(5) 위로 돌출되어 있으며, 그래서, 로봇 청소기가 방 주위로 움직일 때, 예컨대 낮은 가구로부터 움직이고 있을 때 센서가 손상을 입을 수 있다. 센서(3)가 손상되면, 로봇 청소기(1)는 정확히 이동할 수 없게 된다. 센서(3)가 이렇게 손상될 가능성을 줄이기 위해, 로봇 청소기(1)에는 돌출부(4)가 제공되어 있는데, 이 돌출부는 로봇 청소기의 전진 주행 방향(도 1에서 화살표 "F"로 표시되어 있음)에 대해 상기 센서의 앞에 위치되어 있다. 상기 돌출부는 본체(2)의 전방 가장자리에 인접해 있는 본체의 전방부에 위치되어 있다. 본체(2)의 전방부는 로봇(1)의 정상면(5)의 일 부분을 형성한다. 돌출부(4)는 본체(2)의 정상면(5) 위로 돌출되어 있고, 화살표 "A"로 표시되어 있는 바와 같이, 센서(3)의 높이와 같은 높이까지 연장되어 있다. 대안적인 실시 형태에서, 돌출부는 센서(3)의 높이 보다 높은 높이까지 연장되어 있을 수 있는데, 하지만, 센서를 보호하기 위한 최소한의 요건은, 돌출부(4)는 도 1에 나타나 있는 바와 같이 센서(3)의 높이와 적어도 같은 높이까지 연장되어 있어야 한다는 것이다.

그러므로, 로봇이 본체(2)의 정상면(5) 보다 높지만 센서(3)의 높이 보다는 낮은 낮은 장애물을 만나게 되면, 돌출부(4)가 센서(3) 앞에서 그 장애물과 접촉하게 될 것이다. 돌출부(4)가 장애물과 접촉하면, 로봇(1)은 이를 충돌로 인식하고 그런 다음 그의 경로를 조절하여 장애물 주위를 이동하게 된다. 따라서, 장애물은 센서(3)와 접촉하지 않을 것이고 그 센서(3)에 대한 어떠한 잠재적인 손상도 회피된다.

돌출부(4)는 본체(2)의 전방부에 위치되어 있는데, 왜냐하면, 이 위치에서 돌출부가 센서로부터 가능한 한 멀리 떨어져 있고 그래서 센서(3)의 시야 내에서의 시각적 방해가 가능한 한 적기 때문이다.

도 2 및 3은 로봇 청소기(10)의 다른 실시 형태를 나타낸다. 이 로봇 청소기(10)는 본체(12)를 포함하고, 본체(12)는 이 본체의 정상면(15)으로부터 돌출되어 있는 파노라마식 환형 렌즈(PAL) 카메라(13)를 가지고 있다. 본체(12)는 착탈식 분리 장치(16)를 포함하며, 이 분리 장치는 로봇 청소기의 전진 주행 방향(도 1에서 화살표 "F"로 표시되어 있음)에 대해 로봇 청소기(10)의 전방부에 위치되어 있다. 돌출부(14)는 카메라(13)의 위치 앞에서 분리 장치(16)의 정상면에 형성되어 있다. 그러므로 돌출부(4)의 위치는 상기 본체(2)의 전방부에 대응하고, 이 본체의 전방부는 본체의 전방 가장자리에 인접해 있고, 본체의 전방 가장자리는 분리 장치(16)의 전방 가장자리이다. 이 실시 형태에서, 전방부는 본체(12)의 정상면(15)과 그 본체의 전방 가장자리 사이에 위치한다. 도 3에 있는 대시선(B)은, 돌출부(14)가 정상면(15) 위로 카메라(13)의 높이와 같은 높이까지 연장되어 있음을 나타낸다. 로봇 청소기(10)에 있는 구동 유닛은 연속적인 탱크 궤도(17)이다.

도 4는 도 2 및 3에 있는 로봇 청소기(10)의 분리 장치(16)를 나타낸다. 이 분리 장치(16)의 정상부의 일 부분은 오목하게 되어 있고, 내부 사이클론(20)의 정상부를 경사진 전방 가장자리(18)에서 볼 수 있다. 역시 전방부(14)는 그 경사진 전방 가장자리(18)에 위치되어 있다. 돌출부(14)는 2개의 스테이지, 즉 하측 스테이지(21)와 상측 스테이지(22)를 포함한다. 하측 스테이지(21)는 경사진 전방 가장자리(18) 상에 있고, 상측 스테이지(22)가 위치하는 기부를 제공한다. 하측 스테이지(21)와 상측 스테이지(22) 둘 모두는 수직 상방으로 연장되어 있는 전향(forward-facing) 가장자리를 가지고 있다.

도 5a 및 5b는 바닥면으로부터 높이(H1)에 있는 가구(30)를 나타낸다. 도 5a에 있는 로봇(32)은 전방부에서 돌출부를 가지고 있지 않으며, 카메라(13)가 가구에 부딪힐 때가지 그 가구(30) 아래를 지나갈 수 있다. 그러한 경우, 이미 설명한 바와 같이, 특히 카메라(13)가 오랜 시간에 걸쳐 가구(30)에 반복적으로 부딪히면, 로봇(32)이 더 이상 이동할 수 없을 정도로 카메라(13)가 손상될 수 있다. 이와는 대조적으로, 도 6b에 나타나 있는 로봇(10)에는 돌출부(14)가 제공되어 있고, 돌출부(14)의 상측 스테이지가 카메라(13) 앞에서 가구(30)와 접촉하게 되고 이렇게 해서 그 카메라(13)에 대한 손상을 방지해 준다.

도 6a 및 6b는 H1 보다 약간 낮은 높이(H2)에 있는 가구(31)를 나타낸다. 도 6a에 나타나 있는 바와 같이, 로봇 청소기(32)의 전방부의 정상부는 하방으로 경사져 있지만 돌출부를 가지고 있지 않다. 그래서, 로봇은 가구 아래에서 "쐐기 박힘"될 수 있는데, 이 경우, 로봇(32)의 전방부는 가구(31)와 접촉하면, 화살표 "W"로 나타나 있는 바와 같이, 아래로 바닥 쪽으로 구동된다. 로봇 청소기(32)가 충분히 큰 힘으로 가구(31)와 접촉하면, 그 로봇 청소기가 가구와 바닥 사이에서 쐐기 박힘되어 더 이상 앞뒤로 갈 수 없는 상황에 이를 수 있다. 이러한 상황이 도 6a에 나타나 있다. 이 상황에서 로봇(32)은 청소 작업을 완료할 수 없을 것이고 사용자에게 에러 메시지를 주어야 할 것이다. 그런 다음 사용자는 로봇(32)이 청소를 계속할 수 있기 전에 그 로봇을 쐐기 박힘 위치에서 자유롭게 해야 할 것이다.

이와는 대조적으로, 도 6b에서 로봇(10)에는 돌출부(14)가 제공되어 있다. 이 경우, 돌출부(14)의 하측 스테이지의 수직 전향 가장자리가 가구(31)와 접촉하게 되고, 그리하여, 경사진 전방 정상 가장자리가 가구(31)와 접촉하는 것이 방지된다. 그러므로, 돌출부(14)가 가구(31)와 접촉할 때, 로봇(10)은 아래로 바닥 쪽으로 구동되지 않을 것이다. 대신에, 로봇(10)은 그 접촉을 장애물과의 충돌로 감지할 것이고 그의 경로를 조절하여 장애물 주위를 이동할 것이다.

지금까지 특정한 실시 형태를 설명했지만, 청구 범위에 규정되어 있는 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (8)

1. 로봇 청소기로서,
   본체; 및
   상기 본체의 정상면으로부터 돌출해 있는 센서를 포함하고,
   상기 본체는 상기 로봇 청소기의 전진 주행 방향에 대해 상기 센서의 앞에 위치되어 있는 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부는 상기 센서의 높이와 적어도 같은 높이까지 연장되어 있는, 로봇 청소기.
2. 제 2 항에 있어서,
   상기 돌출부는 본체의 전방부에 위치되어 있고, 상기 전방부는 본체의 전방 가장자리에 인접해 있는, 로봇 청소기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 전방부는 하방으로 본체의 상기 전방 가장자리 쪽으로 경사져 있고, 상기 돌출부는 경사진 전방부로부터 수직으로 연장되어 있는 전향(forward-facing) 가장자리를 가지고 있는, 로봇 청소기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 돌출부는 2개의 스테이지, 즉 본체의 정상면의 높이와 적어도 같은 높이까지 연장되어 있는 하측 스테이지, 및 상기 센서의 높이와 적어도 같은 높이까지 연장되어 있는 상측 스테이지를 포함하는, 로봇 청소기.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 상측 스테이지의 전향 가장자리는 상기 하측 스테이지의 전향 가장자리 뒤에 위치되어 있는, 로봇 청소기.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 센서는 적외선 센서 어셈블리, 레이저 거리 센서 어셈블리 및 카메라 어셈블리 중의 하나인, 로봇 청소기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 카메라 어셈블리는, 본체의 정상면으로부터 돌출해 있는 돔형 렌즈를 포함하는 파노라마식 환형 렌즈 카메라인, 로봇 청소기.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 본체는 본체의 나머지로부터 제거될 수 있는 분리 장치 부분을 포함하고, 상기 돌출부는 상기 분리 장치 부분에 제공되어 있는, 로봇 청소기.

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