KR20170128248A - 제거 가능한 패드를 이용한 자율적 바닥 청소 - Google Patents
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Abstract
자율적인 바닥 청소 로봇은 본체, 본체에 의해서 지지되는 제어기, 제어기로부터의 명령에 응답하여 바닥 표면을 가로질러 로봇을 조작하기 위해서 본체를 지지하는 구동부, 및 로봇의 동작 중에 제거 가능한 청소 패드를 유지하기 위해서 본체의 하부면에 부착되는 패드 홀더를 포함한다. 패드는 장착 판 및 장착 표면을 포함한다. 장착 판은 장착 표면에 부착된다. 로봇은 패드 상의 특징부를 감지하기 위한 그리고, 카드 배면부 상의 절개부에 의해서 부분적으로 형성되는 특징부를 기초로 신호를 생성하기 위한 패드 센서를 포함한다. 장착 판은 패드 센서가 특징부를 검출할 수 있게 한다. 제어기는 신호에 응답하여, 신호를 기초로 청소 모드를 선택하는 것 및 선택된 청소 모드에 따라 로봇을 제어하는 것을 포함하는 동작을 실시한다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2015년 3월 16일자로 출원된 미국 출원 제14/658,820호의 부분 계속 출원이고, 미국 출원 제14/658,820호는 그 전체가 본원에서 참조로 포함된다.
본 개시 내용은 청소 패드를 이용하는 자율적인 로봇에 의한 바닥 청소에 관한 것이다.
타일 작업된 바닥 및 주방용 조리대는 일상적인 청소를 필요로 하고, 그러한 청소 중 일부는 건조된 오염을 제거하기 위한 걸레질을 수반한다. 경질 표면을 청소하기 위해서 여러 가지 청소 도구가 이용될 수 있다. 일부 도구는, 도구에 제거 가능하게 부착될 수 있는 청소 패드를 포함한다. 청소 패드는 일회용이거나 재사용될 수 있다. 일부 예에서, 청소 패드는 특정 도구에 끼워지도록 설계되거나, 하나 초과의 도구를 위해서 설계될 수 있다.
통상적으로, 젖은 대걸레를 이용하여 오염물을 제거하고 다른 더러운 얼룩(예를 들어, 오염물, 오일, 음식물, 소스, 커피, 커피 분말)을 바닥의 표면으로부터 제거한다. 사람은 대걸레를 물 및 비누 또는 특별한 바닥 청소 용액을 포함하는 양동이 내에 담그고 바닥을 대걸레로 문지른다. 일부 예에서, 사람이 특정의 오염 지역을 청소하기 위해서 전후로 걸레질 이동을 실시하여야 할 수 있다. 이어서 사람이 대걸레를 세척하기 위해서 동일한 물 양동이 내에 대걸레를 담그고 바닥을 계속 걸레질 한다. 부가적으로, 바닥을 청소하기 위해서 사람이 바닥에 무릎을 꿇을 필요가 있을 수 있고, 이는, 특히 바닥이 큰 지역을 덮고 있을 때, 힘들고 소모적일 수 있다.
바닥 대걸레는 사람이 무릎으로 전진할 필요가 없이 바닥을 걸레질하기 위해서 이용된다. 대걸레 또는 자율적인 로봇에 부착된 패드가 고체를 표면으로부터 걸레질하고 제거할 수 있고 표면을 청소하기 위해서 사용자가 구부리는 것을 방지한다.
일부 예에서, 자율적인 바닥 청소 로봇은 로봇 본체, 제어기, 구동부, 패드 홀더, 및 패드 센서를 포함한다. 로봇 본체는 전방 구동 방향을 규정하고 제어기를 지지한다. 구동부는 로봇 본체를 지지하고 제어기로부터의 명령에 응답하여 표면에 걸쳐 로봇을 조작하도록 구성된다. 패드 홀더는 로봇 본체의 하부면 상에 배치되고 청소 로봇의 동작 중에 제거 가능한 청소 패드를 유지하도록 구성된다. 패드 센서는 패드 홀더에 의해서 유지되는 청소 패드의 특징부(feature)를 감지하고 상응하는 신호를 생성하도록 배열된다. 제어기는 패드 센서에 의해서 발생되는 신호에 응답하고, 패드 센서에 의해서 발생되는 신호를 함수로 하여 복수의 로봇 청소 모드의 세트로부터 선택된 청소 모드에 따라 로봇을 제어하도록 구성된다.
일부 예에서, 패드 센서는 복사선 방출기 및 복사선 검출기 중 적어도 하나를 포함한다. 복사선 검출기는 가시광선 범위 내의 피크 스펙트럼 응답을 나타낼 수 있다. 특징부는 청소 패드의 표면 상에 배치된 채색 잉크일 수 있고, 패드 센서는 특징부의 스펙트럼 응답을 감지하고, 신호는 감지된 스펙트럼 응답에 상응한다.
일부 경우에, 신호는 감지된 스펙트럼 응답을 포함하고, 제어기는 감지된 스펙트럼 응답을, 제어기로 동작될 수 있는 메모리 저장 요소 상에 저장된 채색 잉크의 색인 내의 저장된 스펙트럼 응답에 비교한다. 패드 센서는 복사선에 응답하는 제1 및 제2 채널을 가지는 복사선 검출기를 포함할 수 있고, 제1 채널 및 제2 채널 각각은 특징부의 스펙트럼 응답의 일부를 감지한다. 제1 채널은 가시광선 범위 내의 피크 스펙트럼 응답을 나타낼 수 있다. 패드 센서는, 특징부의 스펙트럼 응답의 다른 부분을 감지하는 제3 채널을 포함할 수 있다. 제1 채널은 적외선 범위 내의 피크 스펙트럼 응답을 나타낼 수 있다. 패드 센서는 제1 복사선 및 제2 복사선을 방출하도록 구성된 복사선 방출기를 포함할 수 있고, 패드 센서는 특징부의 스펙트럼 응답을 감지하기 위해서 특징부의 제1 및 제2 복사선의 반사를 감지할 수 있다. 복사선 방출기가 제3 복사선을 방출하도록 구성될 수 있고, 패드 센서는 특징부의 스펙트럼 응답을 감지하기 위해서 특징부의 제3 복사선의 반사를 감지할 수 있다.
일부 구현예에서, 특징부는 제1 영역 및 제2 영역을 각각 가지는 식별 요소를 포함한다. 패드 센서는 제1 영역의 제1 반사도 및 제2 영역의 제2 반사도를 독립적으로 감지하도록 배열될 수 있다. 패드 센서는 제1 영역을 조사(illuminate)하도록 배열된 제1 복사선 방출기, 제2 영역을 조사하도록 배열된 제2 복사선 방출기, 및 제1 및 제2 영역 모두로부터 반사된 복사선을 수신하도록 배열된 광검출기를 포함할 수 있다. 제1 반사도가 제2 반사도 보다 실질적으로 클 수 있다.
일부 예에서, 복수의 로봇 청소 모드의 각각이 분무 일정 및 항행 거동(navigational behavior)을 규정한다.
일부 예에서, 바닥 청소 로봇 청소 패드는 패드 본체 및 장착 판을 포함한다. 패드 본체는, 청소 표면 및 장착 표면을 포함하는, 대향되는 넓은 표면들을 갖는다. 장착 판은 패드 본체의 장착 표면에 걸쳐 고정되고 장착 위치결정부 노치를 형성하는 대향 연부들을 갖는다. 청소 패드는 상이한 청소 성질들을 가지는 이용 가능한 청소 패드 유형의 세트 중 하나이다. 각각의 청소 패드의 장착 판은 청소 패드의 유형에 특유한 특징부를 가지며, 그러한 특징부는 패드가 장착되는 로봇의 특징부 센서에 의해서 감지되도록 배치된다.
일부 예에서, 특징부는 제1 특징부이고, 장착 판은 제1 특징부에 회전 대칭적인 제2 특징부를 갖는다. 특징부는 청소 패드의 유형에 특유한 스펙트럼 응답 특성을 가질 수 있다. 특징부는 청소 패드의 유형에 특유한 반사도를 가질 수 있다. 특징부는 청소 패드의 유형에 특유한 무선 주파수 특성을 가질 수 있다. 특징부는 청소 패드의 유형에 특유한 판독 가능한 바코드를 포함할 수 있다. 특징부는 청소 패드의 유형에 특유한 배향을 가지는 화상을 포함할 수 있다. 특징부는 청소 패드의 유형에 특유한 색채를 가질 수 있다. 특징부는 제1 및 제2 부분을 가지는 식별 요소를 포함할 수 있고, 제1 부분은 제1 반사도를 가지고 제2 부분은 제2 반사도를 가지며, 제1 반사도는 제2 반사도 보다 크다. 특징부는 청소 패드에 특유한 무선주파수 식별 태그를 포함할 수 있다. 특징부는 장착 판에 의해서 형성된 절개부를 포함할 수 있고, 절개부들 사이의 거리가 청소 패드의 유형 마다 특유하다.
일부 예에서, 상이한 유형의 자율적 로봇 청소 패드의 세트에서, 청소 패드의 각각은 패드 본체 및 장착 판을 포함한다. 패드 본체는, 청소 표면 및 장착 표면을 포함하는, 대향되는 넓은 표면들을 갖는다. 장착 판은 패드 본체의 장착 표면에 걸쳐 고정되고 장착 위치결정부 특징부(mounting locator feature)를 형성하는 대향 연부들을 갖는다. 각각의 청소 패드의 장착 판은 청소 패드의 유형에 특유한 패드 유형 식별 특징부를 가지며, 그러한 특징부는 패드가 장착되는 로봇에 의해서 감지되도록 배치된다.
일부 경우에서, 특징부는 제1 특징부이고, 장착 판은 제1 특징부에 회전 대칭적인 제2 특징부를 갖는다. 특징부는 청소 패드의 유형에 특유한 스펙트럼 응답 특성을 가질 수 있다. 특징부는 청소 패드의 유형에 특유한 반사도를 가질 수 있다. 특징부는 청소 패드의 유형에 특유한 무선 주파수 특성을 가질 수 있다. 특징부는 청소 패드의 유형에 특유한 판독 가능한 바코드를 포함할 수 있다. 특징부는 청소 패드의 유형에 특유한 배향을 가지는 화상을 포함할 수 있다. 특징부는 청소 패드의 유형에 특유한 색채를 가질 수 있다. 특징부는 제1 및 제2 부분을 가지는 식별 요소를 포함할 수 있고, 제1 부분은 제1 반사도를 가지고 제2 부분은 제2 반사도를 가지며, 세트의 제1 청소 패드의 경우에 제1 반사도는 제2 반사도 보다 크고, 세트의 제2 청소 패드의 경우에 제2 반사도가 제1 반사도 보다 크다. 특징부는 청소 패드에 특유한 무선주파수 식별 태그를 포함할 수 있다. 특징부는 장착 판에 의해서 형성된 절개부를 포함할 수 있고, 절개부들 사이의 거리가 청소 패드의 유형 마다 특유하다.
일부 예에서, 바닥을 청소하는 방법은 청소 패드를 자율적 바닥 청소 로봇의 하부면 표면에 부착하는 단계, 로봇을 청소하고자 하는 바닥 상에 배치하는 단계, 및 바닥 청소 동작을 개시하는 단계를 포함한다. 바닥 청소 동작에서, 로봇은 부착된 청소 패드를 감지하고 복수의 패드 유형의 세트 중에서 패드의 유형을 식별하며 이어서 식별된 패드 유형에 따라서 선택된 청소 모드로 바닥을 자율적으로 청소한다.
일부 경우에, 청소 패드는 식별 마크를 포함한다. 식별 마크는 채색 잉크를 포함할 수 있다. 로봇은, 청소 패드의 식별 마크를 감지하는 것에 의해서 부착된 청소 패드를 감지할 수 있다. 청소 패드의 식별 마크를 감지하는 것이 식별 마크의 스펙트럼 응답을 감지하는 것을 포함할 수 있다.
다른 구현예에서, 방법은 자율적 바닥 청소 로봇의 하부면 표면으로부터 청소 패드를 꺼내는 단계를 더 포함한다.
일부 예에서, 자율적 바닥 청소 로봇은 로봇 본체, 로봇 본체에 의해서 지지되는 제어기, 및 제어기로부터의 명령에 응답하여 바닥 표면에 걸쳐 로봇을 조작하기 위해서 로봇 본체를 지지하는 구동부를 포함한다. 로봇은 또한 로봇 본체의 하부면에 부착되고 청소 로봇의 동작 중에 제거 가능한 청소 패드를 유지하는 패드 홀더를 포함한다. 제거 가능한 청소 패드는 장착 판 및 장착 표면을 포함한다. 장착 판은 장착 표면에 부착된다. 로봇은 또한 제거 가능한 청소 패드 상의 특징부를 감지하기 위한 그리고 특징부를 기초로 하는 신호를 생성하기 위한 패드 센서를 포함한다. 특징부는 카드 배면부(card backing) 상의 절개부에 의해서 적어도 부분적으로 형성된다. 장착 판은 패드 센서가 특징부를 검출할 수 있게 하고, 제어기는 동작 실시를 위해서 패드 센서에 의해서 생성된 신호에 응답한다. 동작은 신호를 기초로 청소 모드들 중에서 청소 모드를 선택하는 것, 그리고 선택된 청소 모드에 따라서 로봇을 제어하는 것을 포함한다.
일부 예에서, 장착 표면은 바닥 표면 상의 유체를 흡수하는 흡수 층 주위를 감싸는 감싸기 층을 포함할 수 있다. 특징부는 감싸기 층 상의 마킹에 의해서 추가적으로 형성될 수 있다. 마킹은 절개부의 면적 보다 큰 면적을 점유할 수 있다. 절개부는 패드 센서가 마킹을 검출하게 할 수 있다.
일부 예에서, 특징부는 마킹 및 절개부에 의해서 적어도 부분적으로 형성된 식별 요소를 포함할 수 있다. 각각의 식별 요소는 제1 영역 및 제2 영역을 가질 수 있다. 패드 센서는 제1 영역의 제1 반사도 및 제2 영역의 제2 반사도를 독립적으로 감지하도록 배열될 수 있다.
일부 예에서, 제1 및 제2 반사도 중 적어도 하나가 카드 배면부의 반사도에 의해서 규정될 수 있다. 제1 및 제2 반사도 중 적어도 하나가 마킹의 반사도에 의해서 규정될 수 있다.
일부 예에서, 식별 요소가 경계부를 형성할 수 있고, 마킹이 경계부를 넘어서서 연장되는 면적을 점유할 수 있다.
일부 예에서, 패드 센서는 제1 영역을 조사하기 위한 제1 복사선 방출기, 제2 영역을 조사하기 위한 제2 복사선 방출기, 및 제1 및 제2 영역 모두로부터 반사된 복사선을 수신하기 위한 그리고 반사된 복사선을 기초로 하는 신호를 생성하기 위한 광검출기를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 제어기는 동작을 실시하는 것에 의해서 청소 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 동작은 제1 반사도 및 제2 반사도를 기초로 식별 요소의 각각의 상태를 결정하는 것, 식별 요소의 각각의 상태를 기초로 특징부의 상태를 결정하는 것, 특징부의 상태를 메모리에 저장된 상태의 색인에 비교하는 것, 그리고 비교를 기초로 청소 모드 중에서 청소 모드를 선택하는 것을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 식별 요소의 각각의 상태가 감싸기 층 상의 마킹의 검출 가능성을 기초로 할 수 있다.
일부 예에서, 제1 반사도가 제2 반사도 보다 실질적으로 클 수 있다.
일부 예에서, 마킹이 채색 잉크를 포함할 수 있다. 패드 센서가 마킹의 스펙트럼 응답을 감지하기 위한 것일 수 있다. 신호는 감지된 스펙트럼 응답에 상응할 수 있다.
일부 예에서, 패드 센서는 복사선에 응답하는 제1 및 제2 채널을 가지는 복사선 검출기를 포함할 수 있다. 제1 채널 및 제2 채널 각각은 마킹의 스펙트럼 응답의 일부를 감지할 수 있다.
일부 예에서, 제1 채널은 가시광선 범위 내의 피크 스펙트럼 응답을 나타낼 수 있다.
일부 예에서, 패드 센서는 제1 및 제2 복사선을 방출하도록 구성된 복사선 방출기를 포함할 수 있다. 패드 센서는 마킹의 스펙트럼 응답을 감지하기 위해서 마킹으로부터의 제1 및 제2 복사선의 반사를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 청소 모드는 분무 일정 및 항행 거동을 각각 규정할 수 있다.
일부 예에서, 상이한 유형의 자율적 로봇 청소 패드의 세트에서, 청소 패드의 각각은, 청소 표면 및 장착 표면을 포함하는, 대향되는 넓은 표면들을 가지는 패드 본체를 포함한다. 청소 패드의 각각은 청소 패드 및 패드 본체의 장착 표면에 걸쳐 고정된 장착 판의 유형을 나타내는 패드 유형 식별 특징부를 더 포함한다. 장착 판은, 패드 유형 식별 특징부를 적어도 부분적으로 형성하는 절개부를 포함한다. 장착 판은 로봇의 패드 센서가 패드 유형 식별 특징부를 검출할 수 있게 한다.
일부 예에서, 장착 표면은 바닥 표면 상의 유체를 흡수하는 흡수 층 주위를 감싸는 감싸기 층을 포함할 수 있다. 패드 유형 식별 특징부는 감싸기 층 상의 마킹에 의해서 추가적으로 형성될 수 있다. 마킹은 절개부의 면적 보다 큰 면적을 점유할 수 있다. 절개부는 패드 센서가 마킹을 검출하게 할 수 있다.
일부 예에서, 특징부는 마킹 및 절개부에 의해서 적어도 부분적으로 형성된 식별 요소를 포함할 수 있다. 각각의 식별 요소는 제1 영역 및 제2 영역을 가질 수 있다. 패드 센서는 제1 영역의 제1 반사도 및 제2 영역의 제2 반사도를 독립적으로 감지하도록 배열될 수 있다.
일부 예에서, 제1 및 제2 반사도 중 적어도 하나가 카드 배면부의 반사도에 의해서 규정될 수 있다. 제1 및 제2 반사도 중 적어도 하나가 마킹의 반사도에 의해서 규정될 수 있다.
일부 예에서, 식별 요소가 경계부를 형성할 수 있고, 마킹이 경계부를 넘어서서 연장되는 면적을 점유할 수 있다.
일부 예에서, 마킹이 채색 잉크를 포함할 수 있다. 패드 센서가 마킹의 스펙트럼 응답을 감지하기 위한 것일 수 있다.
본 개시 내용에서 설명된 구현예는 이하의 특징을 포함한다. 청소 패드는, 다른 특성을 가지는 식별 마크를 구비한 다른 청소 패드로부터 청소 패드를 구별할 수 있게 하는 특성을 가지는 식별 마크를 포함한다. 로봇은 청소 패드의 유형을 결정하기 위해서 식별 마크를 감지하기 위한 감지 하드웨어를 포함하고, 로봇의 제어기는, 감지 하드웨어가 검출한 것을 기초로 청소 패드의 유형을 판단하는 감지 알고리즘을 실시할 수 있다. 로봇은, 예를 들어, 방 청소를 위해서 로봇이 이용하는 항행 거동 및 분무 일정 정보를 포함하는, 청소 모드를 선택한다. 결과적으로, 사용자는 단순히 청소 패드를 로봇에 부착하고, 이어서 로봇은 청소 모드를 선택할 수 있다. 일부 경우에, 로봇은 식별 마크를 검출할 수 없고, 오류 발생을 결정할 수 있다.
구현예는 전술한 특징 및 본 개시 내용에서 설명된 다른 특징으로부터 이하의 장점을 추가적으로 유도한다. 예를 들어, 로봇의 사용은 감소된 수의 사용자 개입을 요구한다. 로봇은 자율적 방식으로 보다 양호하게 동작될 수 있는데, 이는 로봇이 사용자의 입력이 없이도 청소 모드와 관련하여 자율적인 결정을 할 수 있기 때문이다. 부가적으로, 더 적은 사용자 오류가 발생될 수 있는데, 이는 사용자가 청소 모드를 수동적으로 선택할 필요가 없기 때문이다. 로봇은 또한, 로봇에 대한 청소 패드의 바람직하지 못한 이동과 같이, 사용자가 알 수 없는 오류를 식별할 수 있다. 사용자는, 예를 들어, 청소 패드의 재료 또는 섬유를 주의 깊게 검사하는 것에 의해서, 청소 패드의 유형을 시각적으로 식별할 필요가 없다. 로봇은 특유의 식별 마크를 단순하게 검출할 수 있다. 로봇은 또한 사용되는 청소 패드의 유형을 감지하는 것에 의해서 청소 동작을 신속하게 개시할 수 있다.
하나 이상의 구현예에 관한 구체적인 내용이 첨부 도면 및 이하의 설명에서 기술된다. 본 발명의 다른 특징, 목적, 및 장점이 설명 및 도면으로부터, 그리고 청구항으로부터 명확해질 것이다.
도 1a는 예시적인 청소 패드를 이용한 청소를 위한 자율적 가동형 로봇의 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 자율적 가동형 로봇의 측면도이다.
도 2a는 도 1a의 예시적인 청소 패드의 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 예시적인 청소 패드의 분해 사시도이다.
도 2c는 도 2a의 예시적인 청소 패드의 상면도이다.
도 3a는 패드를 위한 예시적인 부착 메카니즘의 저면도이다.
도 3b는 고정 위치에서의 부착 메카니즘의 측면도이다.
도 3c는 패드를 위한 부착 메카니즘의 상면도이다.
도 3d는 해제 위치에서의 패드를 위한 부착 메카니즘의 절개 측면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 유체를 바닥 표면에 분무할 때의 로봇의 상면도이다.
도 4d는 바닥 표면을 걸레질할 때의 로봇의 상면도이다.
도 4e는 방 주위를 움직일 때의 덩굴형 거동(vining behavior)을 실시하는 로봇을 도시한다.
도 5는 도 1a의 가동형 로봇의 제어기의 개략도이다.
도 6a는 제1 패드 식별 특징부를 가지는 청소 패드의 상면도이다.
도 6b는 제1 패드 식별 판독기를 가지는 패드 부착 메카니즘의 상면도이다.
도 6c는 도 6b의 패드 부착 메카니즘의 분해도이다.
도 6d는 도 6b의 예시적인 부착 메카니즘에 부착된 청소 패드의 유형을 결정하기 위해서 이용되는 패드 식별 알고리즘의 흐름도이다.
도 7a는 제2 패드 식별 특징부를 가지는 청소 패드의 상면도이다.
도 7b는 제2 패드 식별 판독기를 가지는 패드 부착 메카니즘의 상면도이다.
도 7c는 도 7b의 패드 부착 메카니즘의 분해도이다.
도 7d는 도 7b의 예시적인 부착 메카니즘에 부착된 청소 패드의 유형을 결정하기 위해서 이용되는 패드 식별 알고리즘의 흐름도이다.
도 8a 내지 도 8f는 다른 패드 식별 특징부를 가지는 청소 패드를 도시한다.
도 9는 패드 식별 시스템의 사용을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 식별 시퀀스를 포함하는 청소 패드의 분해 사시도이다.
도 11은 식별 시퀀스를 포함하는 청소 패드의 분해 상면도이다.
도 12는 식별 마크를 포함하는 청소 패드의 분해 사시도이다.
도 13은 식별 마크를 포함하는 청소 패드의 상면도이다.
여러 도면 내의 유사한 참조 기호는 유사한 요소를 나타낸다.
도 1b는 도 1a의 자율적 가동형 로봇의 측면도이다.
도 2a는 도 1a의 예시적인 청소 패드의 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 예시적인 청소 패드의 분해 사시도이다.
도 2c는 도 2a의 예시적인 청소 패드의 상면도이다.
도 3a는 패드를 위한 예시적인 부착 메카니즘의 저면도이다.
도 3b는 고정 위치에서의 부착 메카니즘의 측면도이다.
도 3c는 패드를 위한 부착 메카니즘의 상면도이다.
도 3d는 해제 위치에서의 패드를 위한 부착 메카니즘의 절개 측면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 유체를 바닥 표면에 분무할 때의 로봇의 상면도이다.
도 4d는 바닥 표면을 걸레질할 때의 로봇의 상면도이다.
도 4e는 방 주위를 움직일 때의 덩굴형 거동(vining behavior)을 실시하는 로봇을 도시한다.
도 5는 도 1a의 가동형 로봇의 제어기의 개략도이다.
도 6a는 제1 패드 식별 특징부를 가지는 청소 패드의 상면도이다.
도 6b는 제1 패드 식별 판독기를 가지는 패드 부착 메카니즘의 상면도이다.
도 6c는 도 6b의 패드 부착 메카니즘의 분해도이다.
도 6d는 도 6b의 예시적인 부착 메카니즘에 부착된 청소 패드의 유형을 결정하기 위해서 이용되는 패드 식별 알고리즘의 흐름도이다.
도 7a는 제2 패드 식별 특징부를 가지는 청소 패드의 상면도이다.
도 7b는 제2 패드 식별 판독기를 가지는 패드 부착 메카니즘의 상면도이다.
도 7c는 도 7b의 패드 부착 메카니즘의 분해도이다.
도 7d는 도 7b의 예시적인 부착 메카니즘에 부착된 청소 패드의 유형을 결정하기 위해서 이용되는 패드 식별 알고리즘의 흐름도이다.
도 8a 내지 도 8f는 다른 패드 식별 특징부를 가지는 청소 패드를 도시한다.
도 9는 패드 식별 시스템의 사용을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 식별 시퀀스를 포함하는 청소 패드의 분해 사시도이다.
도 11은 식별 시퀀스를 포함하는 청소 패드의 분해 상면도이다.
도 12는 식별 마크를 포함하는 청소 패드의 분해 사시도이다.
도 13은 식별 마크를 포함하는 청소 패드의 상면도이다.
여러 도면 내의 유사한 참조 기호는 유사한 요소를 나타낸다.
이하에는, 바닥 표면을 걸레질하면서 방 주위를 항행하는 것에 의해서 방의 바닥 표면을 청소할 수 있는 자율적 가동형 청소 로봇을 더 구체적으로 설명한다. 로봇은 청소 유체를 바닥 표면 상으로 분무할 수 있고 바닥 표면을 걸레질하기 위해서 로봇의 하단부에 부착된 청소 패드를 이용한다. 청소 유체는, 예를 들어, 바닥 표면 상의 잔해를 용해하고 부유시킬 수 있다. 로봇은 로봇에 부착된 청소 패드를 기초로 청소 모드를 자동적으로 선택할 수 있다. 청소 모드는, 예를 들어, 로봇에 의해서 분배되는 청소 유체의 양 및/또는 청소 패턴을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 청소 패드는 청소 유체를 이용하지 않고 바닥 표면을 청소할 수 있고, 그에 따라 로봇은 선택된 청소 모드의 일부로서 바닥 표면 상으로 청소 유체를 분무할 필요가 없다. 다른 경우에, 표면을 청소하기 위해서 사용되는 청소 유체의 양이 로봇에 의해서 식별되는 패드의 유형을 기초로 달라질 수 있다. 일부 청소 패드는 걸레질 기능을 개선하기 위해서 많은 양의 청소 유체를 필요로 할 수 있고, 다른 청소 패드는 비교적 적은 양의 청소 유체를 필요로 할 수 있다. 청소 모드는, 로봇이 특정 이동 패턴을 이용하게 하는 항행 거동의 선택을 포함할 수 있다. 예를 들어, 로봇이 청소 모드의 일부로서 청소 유체를 바닥 상으로 분무한다면, 로봇은, 청소 유체를 충분히 확산시키고 부유된 잔해를 포함할 수 있는 청소 유체를 흡수하기 위해서 전후 걸레질 이동을 촉진하는 이동 패턴을 따를 수 있다. 청소 모드의 항행 및 분무 특성은 하나의 청소 패드의 유형으로부터 다른 청소 패드의 유형까지 크게 다를 수 있다. 로봇은 그러한 로봇에 부착된 청소 패드의 유형을 검출할 때 이러한 특성을 선택할 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명되는 바와 같이, 로봇은 청소 패드의 식별 특징부를 자동적으로 검출하여 부착된 청소 패드의 유형을 식별하고 식별된 청소 패드의 유형에 따라서 청소 모드를 선택한다.
전체적인 로봇 구조
도 1a를 참조하면, 일부 구현예에서, 중량이 5 lbs 미만(예를 들어, 2.26 kg 미만)이고 중력 중심(CG)을 가지는 자율적 가동형 로봇(100)이 바닥 표면(10)을 향행하고 청소한다. 로봇(100)은 예를 들어 x, y, 및 θ 성분을 가지는 구동 명령을 기초로 바닥 표면(10)에 걸쳐 로봇(100)을 조작할 수 있는 구동부(미도시)에 의해서 지지되는 본체(102)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 로봇 본체(102)는 정사각형 형상을 갖는다. 다른 구현예에서, 본체(102)는 원형 형상, 계란형 형상, 눈물방울 형상, 직사각형 형상, 정사각형이나 직사각형 전방부 및 원형 후방부의 조합, 또는 이러한 형상 중 임의 형상의 길이방향으로 비대칭적인 조합과 같은 다른 형상을 가질 수 있다. 로봇 본체(102)는 전방 부분(104) 및 후방(후방부를 향하는) 부분(106)을 갖는다. 본체(102)는 또한 하단부 부분(미도시) 및 상단부 부분(108)을 포함한다.
로봇 본체(102)의 하단부 부분을 따라, 로봇(100)의 2개의 후방 모서리 중 하나 또는 양 후방 모서리에 위치된 하나 이상의 후방 절벽 센서(미도시) 및 가동형 로봇(100)의 전방 모서리 중 하나 또는 양 전방 모서리에 위치된 하나 이상의 전방 절벽 센서(미도시)는 바닥 표면(10)의 턱 또는 다른 가파른 높이 변화를 검출하고 로봇(100)이 그러한 바닥 연부를 지나서 낙하되는 것을 방지한다. 절벽 센서는 기계적 낙하부 센서(mechanical drop sensor) 또는 광-기반의 근접도 센서, 예를 들어 IR(적외선) 쌍, 이중 방출기, 단일 수신기 또는 이중 수신기, 바닥 표면(10)에서 하향 지향되는 단일 방출기 IR 광 기초 근접도 센서일 수 있다. 일부 예에서, 절벽 센서는 로봇 본체(102)의 모서리에 대해서 각도를 이루어 배치되고, 그에 따라 절벽 센서가 모서리를 절개하고 로봇(100)의 측벽들 사이에 걸쳐지며 가능한 한 근접하게 모서리를 덮어서 높이 문턱값을 초과하는 바닥 높이 변화를 검출한다. 절벽 센서를 로봇(100)의 모서리에 근접하여 배치하는 것은, 로봇(100)이 바닥 낙하부에 걸릴 때 즉각적으로 트리거(trigger)하는 것 그리고 로봇 바퀴가 낙하부 연부 위에서 전진하지 않게 방지하는 것을 보장한다.
본체(102)의 전방 부분(104)은 길이방향(A, F) 또는 측방향(L, R)을 따라 충돌을 검출하기 위한 가동형 범퍼(110)를 수반한다. 범퍼(110)는 로봇 본체(102)를 보완하는 형상을 가지고 로봇 본체(102)의 전방으로 연장되어 전방 부분(104)의 전체적인 치수가 로봇 본체(102)의 후방 부분(106) 보다 넓어지게 한다. 로봇 본체(102)의 하단부 부분은 부착된 청소 패드(120)를 수반한다. 도 1b를 간략히 언급하면, 로봇 본체(102)의 하단부 부분은, 로봇(100)이 바닥 표면(10) 주위를 항행할 때, 로봇 본체(102)의 후방 부분(106)을 회전식으로 지지하는 바퀴(121)를 포함한다. 로봇(100)이 바닥 표면(10) 주위를 항행할 때, 청소 패드(120)는 로봇 본체(102)의 전방 부분(104)을 지지한다. 일 구현예에서, 청소 패드(120)는 범퍼(110)의 폭을 넘어서서 연장되고, 그에 따라 로봇(100)은 패드(120)의 외부 연부를, 벽-바닥 계면과 같은, 도달하기 힘든 표면까지 또는 그러한 표면을 따라 또는 틈새 내로 배치할 수 있다. 다른 구현예에서, 청소 패드(120)는 연부까지 연장되고 로봇의 패드 홀더(미도시)를 넘어서서 연장되지 않는다. 그러한 예에서, 패드(120)는 단부 상에서 무디게 절단될 수 있고 측면 표면 상에서 흡수성을 가질 수 있다. 로봇(100)은 패드(120)의 연부를 벽 표면에 대해서 밀 수 있다. 청소 패드(120)의 위치는, 로봇(100)이 벽 종동 이동(wall following motion)으로 이동되는 동안, 청소 패드(120)의 연장된 연부에 의해서 청소 패드(120)가 벽의 표면 또는 틈새를 추가적으로 청소할 수 있게 한다. 그에 따라, 청소 패드(120)의 연장부는 로봇(100)이 로봇 본체(102)의 도달 거리를 넘어서서 균열부 및 틈새를 청소할 수 있게 한다.
로봇 본체(102) 내의 저장용기(122)는 청소 유체(124)(예를 들어, 청소 용액, 물 및/또는 세제)를 유지하고, 예를 들어, 170 내지 230 mL의 청소 유체(124)를 유지할 수 있다. 하나의 예에서, 저장용기(122)는 200 mL의 유체 용량을 갖는다. 로봇(100)은 로봇 본체(102) 내의 관에 의해서 저장용기(122)에 연결된 유체 도포기(126)를 갖는다. 유체 도포기(126)는 상단부 노즐(128a) 및 하단부 노즐(128b)을 가지는 분무기 또는 분무 메카니즘일 수 있다. 상단부 노즐(128a) 및 하단부 노즐(128b)은 유체 도포기(126) 내의 함몰부(129) 내에 수직으로 적층되고 바닥 표면(10)에 평행한 수평 평면으로부터 각도를 이룬다. 상단부 노즐(128a)이 비교적 긴 길이의 유체를 전방 및 하향으로 분무하여 로봇(100) 전방의 바닥 표면(10)의 지역을 덮도록, 그리고 다른 노즐(128b)은 비교적 짧은 길이의 유체를 전방 및 하향으로 분무하여 상단부 노즐(128a)에 의해서 분배되는 도포된 유체의 지역 보다 로봇(100)에 더 가깝게 로봇(100)의 전방으로 바닥 표면(10)의 지역 상에 도포 유체의 후방 공급을 남기도록, 노즐(128a 및 128b)이 서로 이격된다. 일부 경우에, 각각의 분무의 경우에 후속하여 청소 유체(124)가 노즐(128a, 128b)로부터 누출되거나 똑똑 떨어지지 않도록, 노즐(128, 128b)은 노즐의 개구부에서 유체의 적은 부피를 흡입하는 것에 의해서 각각의 분무 사이클을 완성한다.
유체 도포기(126)의 다른 예에서, 상이한 방향들로 유체를 분무하도록 복수의 노즐이 구성된다. 유체 도포기는 범퍼(110)의 하단부 부분을 통해서, 로봇(100)의 전방으로 직접적으로 청소 유체를 외향으로, 적하(dripping) 또는 분무하지 않고, 하향으로 유체를 도포할 수 있다. 일부 예에서, 유체 도포기는 미세섬유 천 또는 스트립, 유체 분배 솔, 또는 분무기이다. 다른 경우에, 로봇(100)은 단일 노즐을 포함한다.
저장용기(122)로부터 흡수성 청소 패드(120)로 청소 유체를 전달하는 프로세스가 동적인 이동 중에 로봇(100)의 전방부 및 후방부 균형을 유지하도록, 청소 패드(120) 및 로봇(100)의 크기 및 형상이 결정된다. 청소 패드(120)를 점점 더 포화시키지 않으면서 그리고 점점 더 비워지는 유체 저장용기(122)가 로봇(100)의 후방 부분(106)을 상승시키지 않고 로봇(100)의 전방 부분(104)을 하향 이동시키지 않으면서, 로봇(100)이 바닥 표면(10) 위에서 청소 패드(120)를 연속적으로 추진하도록 유체가 분배되고, 전술한 전방 부분의 하향 이동은 이동을 방해하는 하향력을 로봇(100)에 인가할 수 있다. 그에 따라, 로봇(100)은 청소 패드(120)가 유체로 완전히 포화될 때에도 그리고 저장용기가 비었을 때에도, 청소 패드(120)가 바닥 표면(10)에 걸쳐 이동될 수 있게 한다. 로봇(100)은 이동된 바닥 표면(10)의 양 및/또는 저장용기(122) 내에 남아 있는 유체의 양을 추적할 수 있고, 청소 패드(120)의 교체 및/또는 저장용기(122)의 재충진을 사용자에게 가청적 및/또는 시각적 경고를 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 청소할 바닥이 남아 있는 경우에, 청소 패드(120)가 완전히 포화되었거나 달리 교체할 필요가 있다면, 로봇(100)은 이동을 중단하고 바닥 표면(10) 상의 위치에서 유지된다.
로봇(100)의 상단부 부분(108)은 로봇(100)을 이송하기 위한 사용자용 핸들(135)을 포함한다. 핸들(135)은 이송을 위해서 연장되어 도 1a에 도시되어 있다. 접혔을 때, 핸들(135)은 로봇(100)의 상단부 부분(108) 내의 함몰부 내에 포개진다. 상단부 부분(108)은 또한, 이하에서 더 구체적으로 설명하는 패드 해제 메카니즘을 활성화시키는, 핸들(135) 아래에 배치된 토글 버튼(toggle button)(136)을 포함한다. 화살표(138)는 토글 이동의 방향을 나타낸다. 이하에서 더 구체적으로 설명하는 바와 같이, 토글 버튼(136)의 토글링은 패드 해제 메카니즘을 작동시켜 청소 패드(120)를 로봇(100)의 패드 홀더로부터 해제한다. 사용자는 또한 청소 버튼(140)을 눌러서, 로봇(100)을 턴 온시킬 수 있고 청소 동작을 시작하도록 로봇(100)에 지시할 수 있다. 청소 버튼(140)은 로봇(100)의 턴 오프와 같은 다른 로봇 동작을 위해서 또한 사용될 수 있다.
로봇(100)의 전체적인 구조에 관한 다른 상세 내용을 2013년 11월 12일자로 출원되고 명칭이 "자율적 표면 청소 로봇(Autonomous Surface Cleaning Robot)"인 미국 특허출원 제14/077,296호, 2013년 11월 12일자로 출원되고 명칭이 "청소 패드(Cleaning Pad)"인 미국 가특허출원 제61/902,838호, 및 2014년 10월 3일자로 출원되고 명칭이 "표면 청소 패드"인 미국 가특허출원 제62/059,637호에서 찾아볼 수 있을 것이고, 그 각각의 전체 내용이 본원에서 참조로 포함된다.
청소 패드 구조물
도 2a를 참조하면, 청소 패드(120)는 흡수 층(201), 외부 감싸기 층(204), 및 카드 배면부(206)를 포함한다. 흡수 층(201) 및 감싸기 층(204)은 바닥 표면으로부터 유체를 흡수하고 카드 배면부(206)를 지지하는 청소 패드(120)의 패드 본체를 함께 형성한다. 패드(120)는 무디게 절개된 단부를 가지며, 그에 따라 흡수 층(201)이 패드(120)의 양 단부에서 노출된다. 감싸기 층(204)이 패드(120)의 단부(207)에서 밀봉되고 흡수 층(201)의 단부(207)를 압축하는 대신에, 패드(120)의 전체 길이가 유체 흡수 및 청소를 위해서 이용될 수 있다. 흡수 층(201)의 부분은 감싸기 층(204)에 의해서 압축되지 않으며, 그에 따라, 청소 유체를 흡수할 수 없다. 부가적으로, 청소 동작의 종료시에, 청소 패드(120)의 흡수 층(201)은 청소 패드(120)가 흠뻑 젖는 것을 방지하고 흡수된 청소 유체의 과다 중량으로 인해서 청소 작동의 완료시에 단부(207)가 편향되는 것을 방지한다. 흡수된 청소 유체가 흡수 층(201)에 의해서 확실하게 유지되고, 그에 따라 청소 유체가 청소 패드(120)로부터 떨어지지 않는다.
도 2b를 또한 참조하면, 흡수 층(201)은 제1, 제2, 및 제3 층(201a, 201b, 및 201c)을 포함하나, 부가적인 또는 그보다 적은 층도 가능하다. 일부 구현예에서, 흡수 층(201a 내지 201c)은 서로 접합되거나 서로 체결될 수 있다.
감싸기 층(204)은 흡수 층(201) 주위를 감싸는 부직형의, 다공성 재료이다. 감싸기 층(204)은 스펀레이스(spunlace) 층 및 연마재 층을 포함할 수 있다. 연마재 층은 감싸기 층의 외부 표면 상에 배치될 수 있다. 스펀레이스 층은, 고수압직조(hydroentangling), 물 직조(water entangling), 제트 직조 또는 수압 니들링(hydraulic needling)로도 공지된 프로세스에 의해서 형성될 수 있으며, 그러한 프로세스에서는 섬유에 미세한 고압 물 제트를 복수로 통과시키는 것에 의해서 흩어진 섬유의 웨브가 얽혀서 시트 구조를 형성한다. 고수압직조 프로세스는 섬유 재료를 복합 부직 웨브로 얽히게 할 수 있다. 이러한 재료는 많은 닦기 위한 적용예에 필요한 성능상의 장점을 제공하는데, 이는 그 개선된 성능 또는 비용 구조 때문이다.
감싸기 층(204)은 흡수 층(201) 주위를 감싸고 흡수 층(201)이 바닥 표면(10)과 직접적으로 접촉하는 것을 방지한다. 감싸기 층(204)은 천연 섬유 또는 인공 섬유(예를 들어, 스펀레이스 또는 스펀본드)를 가지는 가요성 재료일 수 있다. 청소 패드(120) 아래의 바닥(10)에 도포된 유체는 감싸기 층(204)을 통해서 그리고 흡수 층(201) 내로 전달된다. 흡수 층(201) 주위를 감싸는 감싸기 층(204)은 흡수 층(201) 내의 원료 흡수 재료의 노출을 방지하는 전달 층이다.
만약 청소 패드(120)의 감싸기 층(204)이 너무 흡수적이라면, 청소 패드(120)는 바닥(10)을 가로질러 이동하는데 있어서 과다한 저항을 생성할 수 있고 이동이 어려울 수 있다. 만약 저항이 너무 크다면, 예를 들어 로봇은, 바닥 표면(10)을 가로질러 청소 패드(120)를 이동시키려 노력 하는 동안 그러한 저항을 극복하지 못할 수 있다. 도 2a를 다시 참조하면, 감싸기 층(204)은 연마성 외부 층에 의해서 흩어진 오염물 및 잔해를 잡아 올리고, 바닥(10) 상에 줄무늬 마크를 남기지 않고 공기에 의해서 건조되는 바닥 표면(10) 상의 청소 유체(124)의 얇은 광택체(sheen)를 남길 수 있다. 청소 용액의 얇은 광택체는 예를 들어 1.5 내지 3.5 ml/평방 미터일 수 있고 바람직하게 합리적인 시간 이내에(예를 들어 2분 내지 10분) 건조된다.
바람직하게, 청소 패드(120)는 청소 유체(124)를 흡수할 때 상당히 부풀거나 팽창되지 않고 총 패드 두께의 최소의 증가를 제공한다. 청소 패드(120)의 이러한 특성은, 청소 패드(120)가 팽창하는 경우에 로봇(100)이 뒤쪽으로 기울어지는 것 또는 위쪽으로 들어 올려지는 것을 방지한다. 청소 패드(120)는 로봇의 전방부의 중량을 지지할 수 있을 정도로 충분히 강성이다. 하나의 예에서, 청소 패드(120)는 180 ml 또는 저장용기(122) 내에 포함되는 총 유체의 90%까지 흡수할 수 있다. 다른 예에서, 청소 패드(120)는 약 55 내지 60 ml의 청소 유체(124)를 유지하고, 완전히 포화된 외부 감싸기 층(204)은 약 6 내지 약 8 ml의 청소 유체(124)를 유지한다.
일부 패드의 감싸기 층(204)은 유체를 흡수하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에, 예를 들어 섬세한 바닥 표면을 긁는 것을 방지하기 위해서, 감싸기 층(204)이 매끄럽다. 청소 패드(120)는 이하의 세정제 구성요소: - 계면 활성제로 작용하고 물때 및 광물성 침착물 등을 공격하기 위한 - 부톡시프로판올, 알킬 폴리글리코시드, 디알킬 디메틸 암모늄 클로라이드, 폴리옥시에틸렌 캐스터 오일, 선형 알킬벤젠 술포네이트, 글리콜 산 중 하나 이상을 포함 할 수 있다. 여러 가지 패드가 또한 향기, 항박테리아 또는 항진균 방부제를 포함할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 청소 패드(120)는 청소 패드(120)의 상단부 표면(예를 들어, 감싸기 층(204))에 부착된 카드 배면 층 또는 카드 배면부(206)를 포함한다. 이하에서 구체적으로 설명되는 바와 같이, 카드 배면부(206)(및 그에 따라 청소 패드(120))가 로봇(100) 상에 탑재될 때, 카드 배면부(206)의 장착 표면(202)이 로봇(100)과 대면된다. 로봇(100)은 카드 배면부(206) 또는 장착 표면(202) 상의 특징부를 감지하는 것에 의해서 탑재된 청소 패드(120)의 유형을 식별할 수 있다. 카드 배면부(206)가 카드보드 재료로서 설명되었지만, 다른 구현예에서, 카드 배면부의 재료는, 로봇 이동 중에 청소 패드가 상당히 병진운동되지 않도록 청소 패드를 제 위치에서 유지하는 임의의 경직성 재료일 수 있다. 일부 경우에, 청소 패드는, 폴리카보네이트와 같이 세탁이 가능하고 재사용이 가능할 수 있는 강성 플라스틱 재료일 수 있다.
카드 배면부(206)는 청소 패드(120)의 길이방향 연부를 넘어서서 돌출하고, 카드 배면부(206)의 돌출되는 길이방향 연부(210)는 로봇(100)의 패드 홀더(도 3a 내지 도 3d와 관련하여 이하에서 설명된다)에 부착된다. 카드 배면부(206)는 0.02 내지 0.03 인치의 두께(예를 들어, 0.5mm 내지 0.8mm), 68 내지 72 mm 의 폭 및 90 내지 94 mm의 길이를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 카드 배면부(206)는 0.026 인치의 두께(예를 들어, 0.66 mm), 70 mm의 폭 및 92 mm의 길이를 갖는다. 카드 배면부(206)가 젖었을 때 분해되는 것을 방지하기 위해서, 카드 배면부(206)의 양 측면이 내수성 코팅, 예를 들어, 왁스 또는 중합체 또는 내수성 재료들의 조합, 예를 들어, 왁스/폴리비닐 알코올, 폴리아민으로 코팅될 수 있다.
카드 배면부(206)는 카드 배면부(206)의 돌출되는 길이방향 연부(210)을 따라서 중심에 위치되는 절개부(212)를 형성한다. 카드 배면부는 또한 카드 배면부(206)의 측방향 연부 상에 절개부(214)의 제2 세트를 포함한다. 절개부(212, 214)는 패드(120)의 길이방향 중심 축(YP) 및 패드(120)의 측방향 중심 축(XP)을 따라서 대칭적으로 중심에 위치된다.
일부 경우에, 청소 패드(120)는 일회용이다. 다른 경우에, 청소 패드(120)는 내구적 플라스틱 배면부를 가지는 재사용이 가능한 미세섬유 천 패드이다. 천 패드는, 배면부의 용융이나 훼손이 없이, 세탁할 수 있고 기계 건조될 수 있다. 다른 예에서, 세탁이 가능한 미세섬유 천 패드는, 청소 패드를 플라스틱 배면부에 고정하고 세탁 전에 배면부가 제거될 수 있게 하는 부착 메카니즘을 포함한다. 하나의 예시적인 부착 메카니즘은 청소 패드 및 플라스틱 배면부 모두에 부착된 벨크로 또는 다른 후크-및-고리 부착 메카니즘 장치를 포함할 수 있다. 다른 청소 패드(120)는 일회용의 마른 천으로서의 이용을 위한 것이고, 머리카락을 포집하기 위한 노출된 섬유를 가지는 바늘 펀칭된 스펀본드 또는 스펀레이스 재료의 단일 층을 포함한다. 청소 패드(120)는 오염물 및 잔해를 유지하기 위한 점착성 특성을 부가하는 화학적 처리제를 포함할 수 있다.
청소 패드(120)의 식별된 유형에 대해서, 로봇(100)은 상응하는 항행 거동 및 분무 일정을 선택한다. 청소 패드(120)는 예를 들어 이하 중 하나로서 식별될 수 있다:
* 향기를 가질 수 있고 미리-비누칠되는 습식 대걸레질 청소 패드.
* 향기를 가질 수 있고, 미리-비누칠되며, 습식 대걸레질 청소 패드 보다 적은 청소 유체를 필요로 하는, 축축한 대걸레질 청소 패드
* 향기를 가질 수 있고, 광유가 함침된, 그리고 어떠한 청소 유체도 필요로 하지 않는, 건식 분진 청소 패드.
* 재사용할 수 있고 물, 청소 용액, 향기가 가미된 용액, 또는 다른 청소 유체를 이용하여 바닥 표면을 청소할 수 있는, 세탁 가능한 청소 패드
일부 예에서, 습식 대걸레질 청소 패드, 축축한 대걸레질 청소 패드, 및 건식 분진 청소 패드는 한번 사용하는 일회용 청소 패드이다. 패드를 그 포장으로부터 제거할 때, 패드가 물이나 다른 청소 유체를 포함하도록, 습식 대걸레질 청소 패드 및 축축한 대걸레질 청소 패드가 미리-가습되거나 미리-습윤될 수 있다. 건식 분진 청소 패드는 광유로 별도로 함침될 수 있다. 청소 패드의 각각의 유형과 연관될 수 있는 항행 거동 및 분무 일정은 도 4a 내지 도 4e 및 표 1 내지 표 3과 관련하여 더 구체적으로 후술할 것이다.
청소 패드 유지 및 부착 메카니즘
이제 또한 도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 청소 패드(120)는 패드 홀더(300)에 의해서 로봇(100)에 고정된다. 패드 홀더(300)는 패드 홀더(300)의 하부면 상의 길이방향 중심 축(YH)에 대해서 중심에 위치되고 패드 홀더(300)의 하부면 상의 측방향 중심 축(XH)을 따라서 위치되는 돌출부(304)를 포함한다. 패드 홀더(300)는 또한 패드 홀더(300)의 하부면 상의 길이방향 중심 축(YH)을 따라서 위치되고 패드 홀더(300)의 하부면 상의 측방향 중심 축(XH)에 대해서 중심에 위치되는 돌출부(306)를 포함한다. 도 3a에서, 패드 홀더(300)의 길이방향 연부 상의 상승된 돌출부(306)는 상승된 돌출부(306)가 보여질 수 있도록 가상의 도면으로 도시된 유지 클립(324a)에 의해서 가려진다.
청소 패드(120)의 절개부(214)는 패드 홀더(300)의 상응하는 돌출부(304)와 결합되고, 청소 패드(120)의 절개부(212)는 패드 홀더(300)의 상응하는 돌출부(306)와 결합된다. 돌출부(304, 306)는 청소 패드(120)를 패드 홀더(300)에 대해서 정렬시키고, 측방향 및/또는 횡방향 미끄러짐을 방지함으로써 청소 패드(120)를 패드 홀더(300)에 대해서 상대적으로 정지적으로 유지한다. 절개부(212, 214) 및 돌출부(304, 306)의 구성은 청소 패드(120)가 2개의 동일한 방향들(서로 180도로 대향되는) 중 어느 하나로부터 패드 홀더(300) 내로 설치될 수 있게 한다. 해제 메카니즘(322)이 트리거링될 때, 패드 홀더(300)는 또한 청소 패드(120)를 보다 용이하게 해제할 수 있다. 협력하는 상승된 돌출부 및 절개부의 수가 다른 예에서 달라질 수 있다.
상승된 돌출부(304, 306)가 절개부(212, 214) 내로 연장되기 때문에, 절개부-돌출부 유지 시스템에 의해서 청소 패드(120)는 회전력에 대항하여 제 위치에서 결과적으로 유지된다. 일부 경우에, 로봇(100)은 본원에서 설명된 바와 같은 걸레질 이동으로 이동되고, 일부 실시예에서, 패드 홀더(300)는 부가적인 걸레질을 위해서 청소 패드(120)를 진동시킨다. 예를 들어, 로봇(100)은 바닥(10)을 걸레질하기 위해서, 부착된 청소 패드(120)를 12 내지 15 mm의 궤도 내에서 진동시킬 수 있다. 로봇(100)은 또한 1 파운드 또는 그 미만의 하향 밀어내기 힘을 패드에 인가할 수 있다. 카드 배면부(206) 내의 절개부(212, 214)를 돌출부(304, 306)와 정렬시킴으로써, 패드(120)는 사용 중에 패드 홀더(300)에 대해서 정지적으로 유지되고, 진동이동을 포함하는 걸레질 이동의 인가는, 전달되는 이동의 손실이 없이, 패드 홀더(300)로부터 패드(120)의 층을 통해서 직접적으로 전달된다.
도 3b 내지 도 3d를 참조하면, 패드 해제 메카니즘(322)은 카드 배면부(206)의 돌출되는 길이방향 연부(210)를 파지하는 것에 의해서 청소 패드(120)를 제 위치에서 확실하게 유지하는 가동형 유지 클립(324a), 또는 립을 포함한다. 비-가동형 유지 클립(324b)이 또한 청소 패드(120)를 지지한다. 패드 해제 메카니즘(322)은 가동형 유지 클립(324a), 및 패드 홀더(300) 내의 슬롯 또는 개구부를 통해서 위쪽으로 활주되는 사출 돌출부(326)를 포함한다. 일부 구현예에서, 유지 클립(324a, 324b)은 후크-및-고리 체결부를 포함할 수 있고, 다른 실시예에서, 유지 클립(324a, 324b)은 클립, 또는 유지 브래킷, 그리고 제거를 위해서 패드를 선택적으로 해제하기 위한 가동형 클립 또는 유지 브래킷을 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어 패드 해제 메카니즘(322)의 활성화시에, 청소 패드(120)의 해제를 허용하도록 구성될 수 있는, 스냅, 클램프, 브랫킷, 접착부, 등과 같은, 다른 유형의 유지부를 이용하여 청소 패드(120)를 로봇(100)에 연결할 수 있다.
청소 패드(120)를 해제하기 위해서, 패드 해제 메카니즘(322)을 아래쪽 위치(도 3d)로 밀 수 있다. 사출 돌출부(326)는 청소 패드(120)의 카드 배면부(206)를 아래로 민다. 도 1a에 대해서 전술한 바와 같이, 패드 해제 메카니즘(322)을 작동시키기 위해서, 사용자가 토글 버튼(136)을 토글링시킬 수 있다. 토글 버튼을 토글링할 때, 스프링 작동기(미도시)가 패드 해제 메카니즘(322)을 회전시켜, 유지 클립(324a)을 카드 배면부(206)로부터 멀리 이동시킨다. 이어서, 사출 돌출부(326)는 패드 홀더(300)의 슬롯을 통해서 이동되고 카드 배면부(206) 및, 결과적으로, 청소 패드(120)를 패드 홀더(300)의 외부로 민다.
사용자는 전형적으로 청소 패드(120)를 패드 홀더(300) 내로 활주시킨다. 도시된 예에서, 청소 패드(120)는 유지 클립(324)과의 결합을 위해서 패드 홀더(300) 내로 밀어 넣어질 수 있다.
항행 거동 및 분무 일정
도 1a 내지 도 1b를 다시 참조하면, 로봇(100)은 패드 홀더(300) 상에 탑재된 청소 패드(120)의 유형에 따라서 다양한 항행 거동 및 분무 일정을 실행할 수 있다. 항행 거동 및 분무 일정을 포함할 수 있는 - 청소 모드는 패드 홀더(300) 내에 탑재된 청소 패드(120)에 따라서 달라진다.
항행 거동은 직선적 이동 패턴, 덩굴 패턴, 땋은 머리형(cornrow) 패턴, 또는 이러한 패턴의 임의 조합을 포함할 수 있다. 다른 패턴이 또한 가능하다. 직선적 이동 패턴에서, 로봇(100)은 일반적으로 벽과 같은 직선형 연부에 의해서 형성된 장애물을 따르기 위해서 직선형 경로로 이동한다. 새발형 패턴(birdfoot pattern)의 연속적이고 반복적인 사용을 덩굴 패턴 또는 덩굴형 패턴이라 지칭한다. 덩굴 패턴에서, 로봇(100)은 그러한 로봇(100)이 일반적으로 전방 궤적을 따라 증분적으로 진행하는 동안 전후로 이동하는 새발형 패턴의 반복을 실행한다. 새발형 패턴의 각각의 반복은 로봇(100)을 일반적으로 전방 궤적을 따라 진행시키고, 새발형 패턴의 반복된 실행은 로봇(100)이 일반적으로 전방 궤적으로 바닥 표면에 걸쳐 횡단하게 할 수 있다. 덩굴 패턴 및 새발형 패턴을 도 4a 내지 도 4e와 관련하여 이하에서 더 구체적으로 설명할 것이다. 땋은 머리형 패턴에서, 바닥 표면을 횡단하는 일련의 일반적으로 평행한 열(row)을 형성하기 위해서, 로봇(100)이 방의 각각의 횡단 사이에서 패턴의 길이방향에 수직으로 약간 이동되도록, 로봇(100)이 방을 가로질러 전후로 이동된다.
이하에서 설명되는 예에서, 각각의 분무 일정은 일반적으로 습윤 기간, 청소 기간, 및 종료 기간을 규정한다. 각각의 분무 일정의 상이한 기간은 (이동 거리를 기초로 하는) 분무의 빈도수 및 분무의 지속시간을 규정한다. 습윤 기간은 로봇(100)의 턴 온 및 청소 동작의 개시 직후에 발생된다. 습윤 기간 중에, 청소 동작의 청소 기간을 개시하기 위해서 청소 패드(120)가 청소 유체를 충분히 흡수하도록, 청소 패드(120)는 청소 패드(120)를 충분히 습윤시키기 위한 부가적인 청소 유체를 필요로 한다. 청소 기간 중에, 청소 패드(120)는 습윤 기간에 필요로 하는 것 보다 적은 청소 유체를 필요로 한다. 청소 유체로 인한 웅덩이를 바닥(10)에 생성하지 않으면서 청소 패드(120)의 습윤성을 유지하기 위해서, 로봇(100)은 일반적으로 청소 유체를 분무한다. 종료 기간 중에, 청소 패드(120)는 청소 기간에 필요로 하는 것 보다 적은 청소 유체를 필요로 한다. 종료 기간 중에, 청소 패드(120)는 일반적으로 완전히 포화되고, 바닥(10)으로부터의 오염물 및 잔해의 제거를 방해할 수도 있는 증발 또는 다른 건조를 수용하기 위한 충분한 유체를 흡수하기만 하면 된다.
이하의 표 1을 참조하면, 로봇(100)에 의해서 식별된 청소 패드(120)의 유형은 로봇(100)에서 실행하고자 하는 청소 모드의 분무 일정 및 항행 거동을 결정한다. 습윤 기간, 청소 기간, 및 종료 기간을 포함하는 - 분무 일정은 청소 패드(120)의 유형에 따라 달라진다. 청소 패드(120)가 습식 대걸레질 청소 패드, 축축한 대걸레질 청소 패드, 또는 세탁 가능한 청소 패드라는 것을 로봇(100)이 결정한 경우에, 로봇(100)은 하나의 새발형 패턴의 일부 또는 복수의 새발형 패턴 마다 특정 분무 지속시간을 규정하는 기간을 가지는 분무 일정을 실행한다. 로봇(100)은 로봇(100)이 방을 횡단할 때 덩굴 패턴 및 땋은 머리형 패턴을 이용하고, 로봇(100)이 방의 경계부 또는 방 내의 물체의 연부 주위로 이동될 때 직선적 이동 패턴을 이용하는 항행 거동을 실행한다. 분무 일정이 3개의 구분된 기간을 가지는 것으로 설명하였지만, 일부 구현예에서, 분무 일정은 3개 초과의 기간 또는 3개 미만의 기간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 분무 일정은 습윤 기간 및 종료 기간에 더하여 제1 및 제2 청소 기간을 가질 수 있다. 다른 경우에, 미리-가습된 청소 패드와 함께 기능하도록 로봇이 구성된 경우에, 습윤 기간은 필요하지 않을 수 있다. 유사하게, 항행 거동은 지그-재그형 패턴 또는 나선형 패턴과 같은 다른 이동 패턴을 포함할 수 있다. 습윤 기간, 청소 기간, 및 종료 기간을 포함하는 것으로 청소 동작을 설명하였지만, 일부 구현예에서, 청소 동작은 청소 기간 및 종료 기간 만을 포함할 수 있고, 습윤 기간은 청소 동작 전에 발생되는 별개의 동작일 수 있다.
청소 패드(120)가 건식 분진 청소 패드라는 것을 로봇(100)이 결정하는 경우에, 로봇은, 그러한 로봇(100)이 단순히 청소 유체(124)를 분무하지 않는 분무 일정을 실행할 수 있다. 로봇(100)은 로봇(100)이 방을 횡단할 때 땋은 머리형 패턴을 이용하고 로봇(100)이 방의 경계부 주위로 항행할 때 직선적 이동 패턴을 이용하는 항행 거동을 실행할 수 있다.
표 1에서 설명된 예에서, 습윤 기간 및 청소 기간 중에 동일한 패턴(예를 들어, 덩굴 패턴, 땋은 머리형 패턴)을 이용하는 것으로 로봇을 설명하였지만, 일부 예에서, 습윤 기간이 상이한 패턴을 이용할 수 있다. 예를 들어, 습윤 기간 중에, 로봇은 큰 청소 유체의 웅덩이를 만들 수 있고 패드를 습윤시키기 위해서 액체를 가로질러 전방 방향 및 후방 방향으로 진행될 수 있다. 그러한 구현예에서, 로봇은 청소 기간이 될 때까지 바닥 표면을 횡단하기 위한 땋은 머리형 패턴을 개시하지 않는다. 도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 로봇(100)의 청소 패드(120)는 바닥 표면(10)을 걸레질하고 바닥 표면(10) 상의 유체를 흡수한다. 도 1a에 대해서 전술한 바와 같이, 로봇(100)은 바닥 표면(10) 상으로 청소 유체(124)를 분무하는 유체 도포기(126)를 포함한다. 로봇(100)은 걸레질을 하고, 얼룩(22)을 용해하고 및/또는 흩어지게 하는 도포된 유체(124)와 함께 패드(120)에 의해서 흡수되는 얼룩(22)(예를 들어, 오염물, 오일, 음식물, 소스, 커피, 커피 가루)을 제거한다. 얼룩(22)의 일부는, 점성 특성 및 탄성 특성 모두를 나타내는(예를 들어, 꿀) 점탄성 성질을 가질 수 있다. 청소 패드(120)는 흡수성을 가지며, 얼룩(22)을 연마하고 바닥 표면(10)으로부터 흩어지게 하기 위해서 연마성을 가질 수 있다.
또한 전술한 바와 같이, 유체 도포기(126)는 청소 유체(124)를 바닥 표면(10) 위에 분배하기 위해서 상단부 노즐(128a) 및 하단부 노즐(128b)을 포함한다. 상단부 노즐(128a) 및 하단부 노즐(128b)은 각도를 이루고 서로 상이한 거리로 청소 유체(124)를 분무하도록 구성될 수 있다. 도 1 및 도 4b를 참조하면, 상단부 노즐(128a)이 로봇(100) 전방의 지역을 커버하기 위해서 상대적으로 더 긴 길이의 청소 유체(124a)를 전방으로 그리고 하향으로 분무하도록, 상단부 노즐(128a)이 함몰부(129) 내에서 각도를 이루고 이격된다. 하단부 노즐(128b)이 로봇(100) 전방의 그러나 로봇에 더 가까운 지역을 커버하기 위해서 상대적으로 더 짧은 길이의 유체(124b)를 전방으로 그리고 하향으로 분무하도록, 하단부 노즐(128b)이 함몰부(129) 내에서 각도를 이루고 이격된다. 도 4c를 참조하면, 상단부 노즐(128a)은 - 청소 유체(124a)를 분무한 후에 - 도포된 유체(402a)의 전방 지역 내에 청소 유체(124a)를 분배한다. 하단부 노즐(128b)은 - 청소 유체(124b)의 분무 이후에 - 도포된 유체(402b)의 후방 지역 내에 청소 유체(124b)를 분배한다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 장애물 또는 벽(20)을 향해서 전방 방향(F)으로 이동하는 것에 의해서, 이어서 후방 방향 또는 역방향(A)으로 이동하는 것에 의해서, 로봇(100)이 청소 동작을 실행할 수 있다. 로봇(100)은 전방 구동 방향으로 제1 위치(L1)까지 제1 거리(Fd)로 구동될 수 있다. 로봇(100)이 후방으로 제2 위치(L2)까지 제2 거리(Ad)로 이동될 때, 로봇(100)이 전방 구동 방향(F)으로 이미 횡단하였던 바닥 표면(10)의 지역을 가로질러 적어도 거리(D)로 이동된 후에, 노즐(128a, 128b)은 긴 길이의 청소 유체(124a) 및 짧은 길이의 유체(124b)를 로봇(100)의 전방으로 전방 방향 및/또는 하향 방향으로 바닥 표면(10) 상으로 동시에 분무한다. 유체(124)는 로봇(100)의 점유 면적(AF)과 실질적으로 동일하거나 그보다 작은 면적에 도포될 수 있다. 거리(D)가 로봇(100)의 길이(LR)에 걸쳐지는 거리이기 때문에, 로봇(100)은 로봇(100)이 횡단한 바닥(10)의 지역이 가구, 벽(20), 절벽, 카펫 또는 다른 표면이나 장애물에 의해서 점유되지 않았다는 것을 결정할 수 있고, 로봇(100)이 깨끗한 바닥(10)의 존재를 이전에 결정하지 않은 경우에, 그러한 바닥(10)의 지역 상에 청소 유체(124)가 도포될 것이다. 청소 유체(124)를 도포하기 전에 전방 방향(F)으로 이동하는 것 및 이어서 역방향(A)으로 이동하는 것에 의해서, 로봇(100)은 바닥 변화 및 벽과 같은 경계를 식별하고 유체가 이러한 물품을 손상시키는 것을 방지한다.
일부 구현예에서, 노즐(128a, 128b)은 하나의 로봇 폭(WR) 및 적어도 하나의 로봇 길이(LR)의 치수로 연장되는 면적 패턴으로 청소 유체(124)를 분배한다. 상단부 노즐(128a) 및 하단부 노즐(128b)은 청소 패드(120)가 (도 4d 및 도 4e에 대해서 이하에서 설명되는 바와 같은) 전방 및 후방 각도형 걸레질 이동으로, 도포된 유체(402a, 402b)의 스트립의 외부 연부를 통과할 수 있도록, 로봇(100)의 전체 폭(WR)까지 연장하지 않는 도포된 유체(402a, 402b)의 2개의 구분되고 이격된 스트립으로 청소 유체(124)를 도포한다. 다른 구현예에서, 도포된 유체(402a, 402b)의 스트립은 로봇 폭(WR)의 75 내지 95%의 폭(WS) 및 로봇 길이(LR)의 75 내지 95%의 조합된 길이(LS)를 커버한다. 일부 예에서, 로봇(100)은 바닥 표면(10)의 횡단된 지역 상으로만 분무한다. 다른 구현예에서, 로봇(100)은 그러한 로봇(100)이 이미 횡단한 바닥 표면(10)의 지역으로만 청소 유체(124)를 도포한다. 일부 예에서, 도포된 유체(402a, 402b)의 스트립이 실질적으로 직사각형 또는 타원형일 수 있다.
로봇(100)은 청소 패드(120)를 가습하기 위해서 및/또는 청소 유체(124)가 이미 도포된 바닥 표면(10)을 걸레질하기 위해서 전후 이동으로 이동될 수 있다. 도 4d를 참조하면, 하나의 예에서, 로봇(100)은 청소 유체(124)가 도포된 바닥 표면(10) 상에서 점유 면적(AF)을 통해서 새발형 패턴으로 이동된다. 도시된 새발형 패턴은 (i) 중심 궤적(450)을 따른 전방 방향(F) 및 후방 또는 역방향(A), (ii) 좌측 궤적(460)을 따른 전방 방향(F) 및 역방향(A), 및 (iii) 우측 궤적(455)을 따른 전방 방향(F) 및 역방향(A)으로 로봇(100)을 이동시키는 것을 포함한다. 좌측 궤적(460) 및 우측 궤적(455)은 궁형이고, 중심 궤적(450)을 따른 시작 지점으로부터의 원호로 외향 연장된다. 좌측 및 우측 궤적(455, 460)을 궁형으로 설명하고 도시하였지만, 다른 구현예에서, 좌측 궤적 및 우측 궤적이, 중심 궤적으로부터 직선으로 외향 연장되는 직선 궤적일 수 있다.
도 4d의 예에서, 로봇(100)은 벽(20)과 만나고 위치(B)에서 범프 센서를 트리거링할 때까지, 중앙 궤적(450)을 따라서 위치(A)로부터 전방 방향(F)으로 이동한다. 이어서, 로봇(100)은 유체 도포에 의해서 커버하고자 하는 거리와 같거나 그보다 긴 거리까지 중심 궤적을 따라서 후방 방향(A)으로 이동한다. 예를 들어, 로봇(100)은 위치(A)와 동일한 위치일 수 있는 위치(C)까지 적어도 하나의 로봇 길이(l) 만큼 중심 궤적(450)을 따라서 후방으로 이동한다. 로봇(100)은 청소 유체(124)를 로봇(100)의 점유 면적(AF)과 실질적으로 동일하거나 그보다 작은 면적에 도포하고 벽(20)으로 복귀한다. 로봇이 벽(20)으로 복귀함에 따라, 청소 패드(120)는 청소 유체(124)를 통과하고 바닥 표면(10)을 청소한다. 위치(F 또는 D)로부터, 로봇(100)은 위치(D) 또는 위치(F) 각각으로 가기 전에, 좌측 궤적(460) 또는 우측 궤적(455)을 따라서 위치(G) 또는 위치(E)로 후퇴한다. 일부 경우에, 위치(C, E, 및 G)가 위치(A)에 상응할 수 있다. 이어서, 로봇(100)은 계속하여 그 나머지 궤적을 완성할 수 있다. 로봇(100)이 중심 궤적(450), 좌측 궤적(460) 및 우측 궤적(455)을 따라 전방 및 후방으로 이동할 때마다, 청소 패드(120)는 도포된 유체(124)를 통과하고, 오염물, 잔해 및 다른 미립자 물질을 바닥 표면(10)으로부터 걸레질하고, 오염 유체를 바닥 표면(10)으로부터 흡수한다. 청소 유체(124)의 용매 특성과 조합된 청소 패드(120)의 걸레질 이동은 건조된 오물 및 오염물을 파괴하고 흩어지게 한다. 로봇(100)에 의해서 도포되는 청소 유체(124)는 흩어진 잔해를 부유시키고, 그에 따라 청소 패드(120)는 부유 잔해를 흡수하고 바닥 표면(10)으로부터 떨어져 스며들게 한다.
로봇(100)이 전후로 구동됨에 따라, 로봇(100)은 횡단 지역을 청소하고 그에 따라 강한 걸레질을 바닥 표면(10)에 제공한다. 로봇(100)의 전후 이동은 바닥(10) 상의 오물(예를 들어, 도 4a 내지 도 4c의 얼룩(22))을 파괴할 수 있다. 이어서, 청소 패드(120)가 파괴된 오물을 흡수할 수 있다. 청소 패드(120)는 청소 패드(120)가 너무 많은 액체, 예를 들어 청소 유체(124)를 잡아 올리는 경우에 불균일한 줄무늬를 피하기 위해서 분무된 유체를 충분히 잡아 올릴 수 있다. 청소 패드(120)는 걸레질되는 표면 바닥(10) 상에 가시적인 광택을 제공하기 위해서, 물 또는 세정제를 함유한 용액을 포함하는 일부 다른 세정제일 수 있는 유체의 잔류물을 남길 수 있다. 일부 예에서, 청소 유체(124)는 항박테리아, 예를 들어 알코올 함유 용액을 포함한다. 그에 따라, 잔류물의 얇은 층은 청소 패드(120)에 의해서 흡수되지 않고, 유체가 큰 백분율의 세균을 살균할 수 있게 한다.
일 구현예에서, 청소 유체(124)의 이용을 필요로 하는 청소 패드(120)(예를 들어, 습식 대걸레질 청소 패드, 축축한 대걸레질 청소 패드, 및 세탁 가능한 청소 패드)를 로봇(100)이 사용할 때, 로봇(100)은 덩굴 패턴 및 땋은 머리형 패턴 및 직선적 이동 패턴 사이에서 전후로 전환될 수 있다. 로봇(100)은 방 청소 중에 덩굴 및 땋은 머리형 패턴을 이용하고, 경계부 청소 중에 직선적 이동 패턴을 이용한다.
도 4e를 참조하면, 다른 구현예에서, 로봇(100)은 경로(467)를 따라서 전술한 덩굴 패턴 및 직선-이동 패턴의 조합을 실행하면서 방(465) 주위를 항행한다. 이러한 예에서, 로봇(100)은 경로(467)을 따라서 로봇(100) 앞의 분출로 청소 유체(124)를 도포한다. 도 4e에 도시된 예에서, 로봇(100)은 청소 유체(124)의 이용을 필요로 하는 청소 모드로 동작된다. 로봇(100)은 새발형 패턴의 반복을 포함하는 덩굴 패턴을 실시하는 것에 의해서 경로(467)를 따라 전진한다. 각각의 새발형 패턴으로, 앞서서 더 구체적으로 설명한 바와 같이, 로봇(100)은 그 초기 위치에 대해서 일반적으로 전방에 있는 위치에서 종료된다. 로봇(100)은 덩굴 및 땋은 머리형 패턴 분무 일정 및 직선적 이동 패턴 분무 일정에 각각 상응하는, 이하의 표 2 및 표 3에 기재된 분무 일정에 따라서 동작된다. 표 2 및 표 3에서, 이동 거리는, 덩굴 패턴에서의 로봇(100)의 궁형 궤적을 반영하는, 덩굴 패턴에서 이동한 총 거리로서 계산될 수 있다. 이러한 예에서, 분무 일정은 습윤 기간, 제1 청소 기간, 제2 청소 기간, 및 종료 기간을 포함한다. 일부 경우에, 로봇(100)은 이동 거리를 단순히 이동한 전방 거리로서 계산할 수 있다.
분무 일정의 습윤 기간에 상응하는 - 로봇(100)이 유체를 바닥 표면에 도포하는 처음 15회에서, 로봇(100)은 적어도 344 mm(~13.54 인치, 또는 피트를 약간 초과)의 이동 거리 마다 청소 유체(124)를 분무한다. 각각의 분무는 약 1초의 지속시간 동안 지속된다. 습윤 기간은 일반적으로, 로봇(100)이 덩굴 패턴 및 땋은 머리형 패턴을 조합한 항행 거동을 실행하는, 방(465)의 영역(470) 내에 포함되는 경로(467)에 상응한다.
일반적으로 로봇(100)이 분무 일정의 제1 청소 기간을 실행할 때에 상응하는 - 청소 패드(120)가 완전히 습윤되면, 로봇(100)은 600 내지 1100mm (~23.63 내지 43.30 인치, 또는 2 내지 4 피트)의 이동 거리 마다 그리고 1초의 지속시간 동안 분무할 것이다. 이러한 비교적 더 느린 분무 빈도수는 과다 습윤 또는 웅덩이가 없는 패드 체류를 보장한다. 청소 기간은 방(465)의 영역(475)에 포함된 경로(467)로서 표시된다. 로봇은 미리 결정된 수의 분무(예를 들어, 20번의 분무)를 위한 분무 빈도수 및 청소 기간의 지속시간을 따른다.
로봇(100)이 방(465)의 영역(480)에 진입할 때, 로봇(100)은 제2 청소 기간을 시작하고 1/2초의 지속시간 동안 900 내지 1600 mm(~35.43 내지 ~63 인치, 또는 약 3 내지 5 피트)의 이동 거리마다 분무를 한다. 이러한 비교적 느린 분무 빈도수 및 분무 지속시간은 과다 습윤이 없는 패드 습윤을 유지하고, 그러한 과다 습윤은, 일부 예에서, 부유된 잔해를 포함할 수 있는 부가적인 청소 유체를 패드가 흡수하는 것을 방지할 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 영역(480)의 지점(491)에서, 로봇(100)은 직선형 연부를 가지는 장애물, 예를 들어, 부엌 중앙의 아일랜드(492)와 만난다. 로봇(100)이 중앙의 아일랜드(492)의 직선 연부에 도달하면, 항행 거동이 덩굴 및 땋은 머리형 패턴으로부터 직선적 이동 패턴으로 전환된다. 로봇(100)은 직선적 이동 패턴에 상응하는 분무 일정에서의 지속시간 및 빈도수에 따라 분무한다.
로봇(100)은 청소 동작에서 로봇(100)이 전체적으로 위치되는 총 분무 수 합계에 상응하는 직선적 이동 패턴 분무 일정의 기간을 구현한다. 로봇(100)은 분무의 수를 추적하고 그에 따라 로봇(100)이 지점(491)에서 분무한 분무의 수에 상응하는 직선적 이동 패턴 분무 일정의 기간을 선택할 수 있다. 예를 들어, 만약 로봇(100)이 지점(491)에 도달할 때 36회를 분무하였다면, 다음 분무는 37번째 분무가 될 것이고 37번째 분무에 상응하는 직선적 이동 일정에 속하게 될 것이다.
로봇(100)은 영역(490) 내에 포함되는 경로(467)를 따라 중앙의 아일랜드(492) 주위로 이동하기 위한 직선적 이동 패턴을 실행한다. 로봇(100)은 또한, 표 3에 기재된 직선적 이동 패턴 분무 일정의 제1 청소 기간인, 37번째 분무에 상응하는 기간을 실행할 수 있다. 그에 따라, 로봇(100)은 중앙의 아일랜드(492)의 연부를 따라 직선적 이동으로 이동하면서, 400 mm 내지 750 mm(15.75 내지 29.53 인치)의 이동 거리 마다 0.6초 동안 유체를 도포한다. 일부 구현예에서, 로봇(100)은 덩굴형 패턴보다 직선적 이동 패턴에서 적은 청소 유체를 도포하는데, 이는 로봇(100)이 덩굴형 패턴에서 더 짧은 거리를 커버하기 때문이다.
중앙의 아일랜드(492) 주위의 로봇 연부 및 10회의 분무를 가정하면, 로봇이 지점(493)에서 덩굴 및 땋은 머리형 패턴을 이용하여 바닥을 청소하는 것으로 복귀될 때, 로봇은 청소 동작에서 47번째 분무에 위치될 것이다. 지점(493)에서, 로봇(100)은 47번째 분무를 위한 덩굴 및 땋은 머리형 패턴 분무 일정을 따를 것이고, 이는 로봇(100)을 제2 청소 기간 내로 다시 위치시킨다. 그에 따라, 방(465)의 영역(495) 내에 포함된 경로(467)를 따라, 로봇(100)은 900 내지 1600 mm(~35.43 내지 ~63 인치, 또는 약 3 내지 5 피트) 마다 분무한다.
로봇(100)은 65번째 분무에 도달할 때까지 제2 청소 기간을 계속적으로 실행하고, 그러한 65번째 분무에서 로봇(100)은 덩굴 및 땋은 머리형 패턴 분무 일정의 종료 기간 실행을 시작한다. 로봇(100)은 약 1200 내지 2250 mm의 이동 거리 및 1/2초의 지속시간 동안 유체를 도포한다. 이러한 적은 빈도수 및 적은 부피의 분무는 청소 동작의 종료에 상응할 수 있고, 그러한 청소 동작의 종료는 패드(120)가 완전히 포화되고 바닥 표면으로부터의 오염물 및 잔해의 제거를 방해할 수도 있는 증발 또는 다른 건조를 수용하기 위한 충분한 유체를 흡수하기만 하면 될 때이다.
전술한 예에서, 청소 유체 도포 및/또는 청소 패턴이 로봇에 의해서 식별되는 패드의 유형을 기초로 변경되었지만, 다른 인자가 부가적으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 로봇은 특정 패드 유형을 이용한 청소를 돕기 위해서 진동을 제공할 수 있다. 표면 장력을 파괴하여, 진동이 없는 경우(예를 들어, 단지 닦아 내는 것)보다 더 양호하게 오염물을 이동 및 파괴하는데 도움을 주는 것으로 믿어진다는 점에서, 진동이 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 습식 패드로 청소할 때, 패드 홀더는 패드가 진동하게 할 수 있다. 건식 천으로 청소할 때, 패드 홀더가 진동하지 않을 수 있는데, 이는 진동이 오염물 및 머리카락을 패드로부터 제거하는 결과를 초래할 수 있기 때문이다. 그에 따라, 로봇은 패드를 식별할 수 있고 패드 유형을 기초로 패드를 진동시킬 지의 여부를 결정할 수 있다. 부가적으로, 로봇은 진동의 주파수, 진동의 범위(예를 들어, 바닥에 평행한 축을 중심으로 하는 패드 병진운동의 양) 및/또는 (예를 들어, 로봇의 이동 방향에 수직인, 이동 방향에 평행한, 또는 로봇의 이동 방향에 평행 또는 수직하지 않은 다른 각도의) 진동의 축을 변경할 수 있다.
일부 구현예에서, 일회용 습식 및 축축한 패드는 청소 용매, 항박테리아 용매 및/또는 방향제로 미리-가습되고 및/또는 미리-주입된다. 일회용 습식 및 축축한 패드가 미리-가습되거나 미리-주입될 수 있다.
다른 구현예에서, 일회용 패드는 미리-가습되지 않고, 에어레이드 층(airlaid layer)이 목재 펄프를 포함한다. 일회용 패드 에어레이드 층은 목재 펄프 및 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 결합제를 포함할 수 있고, 이러한 코-폼 조합(co-form combination)은 순수 목재 펄프 보다 덜 조밀하고 그에 따라 더 양호하게 유체를 유지한다. 일회용 패드의 하나의 구현예에서, 겉부분(overwrap)은 폴리프로필렌 및 목재를 포함하는 스펀본드 재료이고, 겉부분 층은 전술한 바와 같은 폴리프로필렌 용융 취입 층으로 커버된다. 용융 취입 층은 오염물 및 수분을 패드 내로 끌어 당기는 친수성 습윤제로 처리된 폴리프로필렌으로 제조될 수 있고, 일부 구현예에서, 스펀본드 겉부분은 부가적으로 소수적이며, 그에 따라 유체는 용융 취입 층에 의해서 그리고 겉부분을 통해서, 겉부분을 포화시키지 않고, 에어레이드 내로 위쪽으로 스며들게 된다. 축축한 패드 구현예와 같은 다른 구현예에서, 용융 취입 층은 친수성 습윤제로 처리되지 않는다. 예를 들어, 로봇 상에서 축축한 패드 모드의 일회용 패드를 작동시키는 것은, 적은 유체가 바닥 상으로 분무되도록 그에 따라 적은 유체가 일회용 패드 내로 흡수되도록 하는 목재 바닥재를 가지는 사용자에게 바람직할 수 있다. 그에 따라, 에어레이드 층 또는 층들로 신속하게 스며드는 것은 이러한 용도의 경우에 덜 중요하다.
일부 구현예에서, 일회용 패드는 목재 펄프 또는 목재 펄프 및 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 결합제의 코-폼 혼합물로 제조된 에어레이드 층 또는 층들을 가지는 건식 패드이다. 습식 및 축축한 버전의 일회용 패드와 달리, 건식 패드는 습식/축축한 패드보다 더 얇고, 적은 에어레이드 재료를 포함할 수 있으며, 그에 따라 유체 흡수로 인해서 압축되지 않는 패드 상에서 최적의 높이에서 로봇이 주행할 수 있다. 일회용 건식 패드의 일부 구현예에서, 겉부분은 니들 펀칭된 스펀본드 재료이고, DRAKASOL과 같은 광유로 처리될 수 있으며, 그러한 광유는 오염물, 분진 및 기타 잔해가 패드에 결합되게 하고 로봇이 임무를 완료하는 동안 분리되지 않게 하는데 도움을 준다. 겉부분은 동일한 이유로 정전기 처리로 처리될 수 있다.
일부 구현예에서, 세탁 가능 패드는 패드 홀더와의 교합을 위해서 부착된 재사용이 가능한 플라스틱 배면 층을 가지는 미세섬유 패드이다.
일부 구현예에서, 패드는 멜라민 발포 패드이다.
제어 시스템
도 5를 참조하면, 로봇의 제어 시스템(500)은 구동부(510), 청소 시스템(520), 패드 식별 시스템(534)을 가지는 센서 시스템(530), 거동 시스템(540), 항행 시스템(550), 및 메모리(560)를 동작시키는 제어기 회로(505)(본원에서 "제어기"로서 지칭된다)를 포함한다.
구동 시스템(510)은 x, y, 및 θ 성분을 가지는 구동 명령을 기초로 바닥 표면에 걸쳐 로봇(100)을 조작하기 위한 바퀴를 포함할 수 있다. 구동 시스템(510)의 바퀴는 로봇 본체를 바닥 표면 위에서 지지한다. 제어기(505)는 바닥 표면 주위에서 로봇(100)을 조작하도록 구성된 항행 시스템(550)을 더 동작시킨다. 항행 시스템(550)은 메모리(560) 내에 저장될 수 있는 항행 거동 및 분무 일정을 선택하는 거동 시스템(540) 상의 그 항행 명령을 기초로 한다. 항행 시스템(550)은 또한 범프 센서, 가속도계, 및 로봇의 다른 센서를 이용하는 센서 시스템(530)과 통신하여, 구동 명령을 결정하고 그러한 구동 명령을 구동 시스템(510)으로 보낸다.
센서 시스템(530)은 3-축 가속도계, 3-축 자이로스코프, 및 바퀴(예를 들어, 도 1b에 도시된 바퀴(121))에 대한 회전 인코더를 부가적으로 포함할 수 있다. 제어기(505)는 또한 x 및 y 방향을 따른 이동을 추정하기 위해서 3-축 가속도계로부터 감지된 선형 가속도를 이용할 수 있고, 로봇(100)의 방향 또는 배향(θ)을 따른 이동을 추정하기 위해서 3-축 자이로스코프를 이용할 수 있다. 그에 따라, 제어기(505)는 회전 인코더, 가속도계, 및 자이로스코프에 의해서 수집된 데이터를 조합하여 로봇(100)의 일반적인 자세(예를 들어, 위치 및 배향)의 추정을 생성할 수 있다. 일부 구현예에서, 로봇(100)이 땋은 머리형 패턴을 구현할 때 로봇(100)이 대체로 평행한 행을 유지하도록, 로봇(100)이 인코더, 가속도계, 및 자이로스코프를 이용할 수 있다. 자이로스코프 및 회전 인코더를 부가적으로 함께 이용하여, 추측 항법 알고리즘(dead reckoning algorithm)을 실시함으로써 로봇(100)의 환경 내의 위치를 결정할 수 있다.
제어기(505)는 특정 주파수에서 특정 지속시간 동안 분무 명령을 개시하도록 청소 시스템(520)을 동작시킨다. 분무 명령은 메모리(560)에 저장된 분무 일정에 따라서 생성될 수 있다.
메모리(560)에는, 청소 동작 중에 로봇에 로딩될 수 있는 청소 패드의 특정 유형에 상응하는 분무 일정 및 항행 거동이 추가적으로 로딩될 수 있다. 센서 시스템(530)의 패드 식별 시스템(534)은 로봇 상에 탑재된 청소 패드의 유형을 결정하기 위해서 청소 패드의 특징부를 검출하는 센서를 포함한다. 검출된 특징부를 기초로, 제어부(505)는 청소 패드의 유형을 결정할 수 있다. 패드 식별 시스템(534)은 이하에서 더 구체적으로 설명될 것이다.
일부 예에서, 로봇은, 로봇의 비-일시적-메모리(560) 상에 또는 청소 작동 중에 유선 또는 무선 수단을 통해서 로봇이 접속할 수 있는 외부 저장 매체 상에 저장된 맵 상의 그 커버리지 위치를 저장하는 것을 기초로 로봇이 어디에 있는지를 인지한다. 로봇 센서는 공간 맵을 구축하기 위해서 카메라 및/또는 하나 이상의 거리측정 레이저를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 로봇 제어기(505)는 벽, 가구, 바닥 변화, 및 다른 장애물의 맵을 이용하여, 청소 유체의 도포에 앞서서, 장애물 및/또는 바닥 변화로부터 충분히 먼 위치에 로봇을 위치시키고 배치한다. 이는 인지된 장애물이 없는 바닥 표면의 지역으로 유체를 도포하는 장점을 갖는다.
패드 식별 시스템
패드 식별 시스템(534)은 로봇의 하단부에 부착된 청소 패드의 유형을 로봇이 식별할 수 있게 하기 위해서 사용되는 패드 식별 체계의 유형에 따라서 다양할 수 있다. 이하에서 몇몇 상이한 유형의 패드 식별 체계를 설명한다.
구분된 식별 시퀀스
도 6a를 참조하면, 예시적인 청소 패드(600)는 장착 표면(602) 및 청소 표면(604)을 포함한다. 청소 표면(604)은 청소 패드(600)의 하단부에 상응하고, 일반적으로 바닥 표면과 접촉하여 청소하는 청소 패드(600)의 표면이다. 청소 패드(600)의 카드 배면부(606)는 사용자가 로봇의 패드 홀더 내로 삽입할 수 있는 장착 판으로서의 역할을 한다. 장착 표면(602)은 카드 배면부(606)가 상부에 장착되는 청소 패드(600)의 본체의 외부 층에 상응한다. 로봇은 로봇 상에 배치된 청소 패드의 유형을 식별하기 위해서 카드 배면부(606)를 이용한다. 카드 배면부(606)는 카드 배면부(606) 상에 표시된 식별 시퀀스(603)를 포함한다. 식별 시퀀스(603)는 청소 패드(600)의 길이방향 축 및 수평 축을 중심으로 대칭적으로 복제되며, 그에 따라 사용자는 2개의 배향 중 어느 하나를 따라 로봇(예를 들어, 도 1a 및 도 1b의 로봇(100)) 내로 청소 패드(600)를 삽입할 수 있다.
식별 시퀀스(603)는 사용자가 로봇 상에 장착한 청소 패드의 유형을 식별하기 위해서 로봇이 감지할 수 있는 카드 배면부(606)의 감지 가능 부분이다. 식별 시퀀스(603)는 유한한 수의 구분된 상태 중 하나를 가질 수 있고, 로봇은 식별 시퀀스(603)를 검출하여 그러한 식별 시퀀스(603)가 구분된 상태 중 어떠한 상태를 나타내는지를 결정한다.
도 6a의 예에서, 식별 시퀀스(603)는 식별 시퀀스(603)의 구분된 상태를 함께 형성하는, 3개의 식별 요소(608a 내지 608c)를 포함한다. 각각의 식별 요소(608a 내지 608c)는 좌측 블록(610a 내지 610c) 및 우측 블록(612a 내지 612c)을 포함하고, 블록(610a 내지 610c, 612a 내지 612c)은 카드 배면부(606)의 색채와 대비되는 잉크(예를 들어, 어두운 잉크, 밝은 잉크)를 포함할 수 있다. 잉크의 존재 또는 부재를 기초로, 블록(610a 내지 610c, 612a 내지 612c)이 2개의 상태 중 하나 즉: 어두운 상태 또는 밝은 상태일 수 있다. 요소(608a 내지 608c)는 그에 따라 4개의 상태 중 하나 즉: 밝은-밝은 상태, 밝은-어두운 상태, 어두운-밝은 상태, 및 어두운-어두운 상태일 수 있다. 이어서, 식별 시퀀스(603)는 64개의 구분된 상태를 갖는다.
좌측 블록(610a 내지 610c)의 각각 및 우측 블록(612a 내지 612c)의 각각이 (예를 들어, 제조 중에) 어두운 또는 밝은 상태로 설정될 수 있다. 일 구현예에서, 각각의 블록은, 블록의 지역 내의 어두운 잉크의 존재 또는 부재를 기초로, 어두운 상태 또는 밝은 상태로 배치될 수 있다. 카드 배면부(606)의 주위 재료보다 더 어두운 잉크가 블록에 의해서 형성되는 지역 내에서 카드 배면부(606) 상에 침착될 때, 블록은 어두운 상태가 된다. 잉크가 카드 배면부(606) 상으로 침착되지 않고 블록이 카드 배면부(606)의 색채를 취할 때, 블록은 전형적으로 밝은 상태가 된다. 결과적으로, 밝은 블록은 전형적으로 어두운 블록 보다 더 큰 반사도를 갖는다. 비록 블록(610a 내지 610c, 612a 내지 612c)이 어두운 잉크의 존재 또는 부재를 기초로 밝은 상태 또는 어두운 상태로 설정되는 것으로 설명하였지만, 일부 경우에, 제조 중에, 카드 배면부의 색채가 밝아지도록 카드 배면부를 표백처리하는 것 또는 카드 배면부에 밝은 채색 잉크를 도포하는 것에 의해서, 블록이 밝은 상태로 설정될 수 있다. 그에 따라, 밝은 상태의 블록은 주위 카드 배면부보다 더 큰 조도를 가질 것이다. 도 6a에서, 우측 블록(612a), 우측 블록(612b), 및 좌측 블록(610c)이 어두운 상태이다. 좌측 블록(610a), 좌측 블록(610b), 및 우측 블록(612c)은 밝은 상태이다. 일부 경우에, 어두운 상태 및 밝은 상태가 실질적으로 상이한 반사도들을 가질 수 있다. 예를 들어, 어두운 상태는 밝은 상태보다 20%, 30%, 40%, 50%, 등으로 덜 반사적일 수 있다.
그에 따라, 요소(610a 내지 610c)의 각각의 상태는 그 구성 블록(610a 내지 610c, 612a 내지 612c)의 상태에 의해서 결정될 수 있다. 요소는 이하의 4개의 상태 중 하나를 가지는 것으로 결정될 수 있다:
1. 좌측 블록(610a 내지 610c)이 밝은 상태이고 우측 블록(612a 내지 612c)이 밝은 상태인, 밝은-밝은 상태;
2. 좌측 블록(610a 내지 610c)이 밝은 상태이고 우측 블록(612a 내지 612c)이 어두운 상태인, 밝은-어두운 상태;
3. 좌측 블록(610a 내지 610c)이 어두운 상태이고 우측 블록(612a 내지 612c)이 밝은 상태인, 어두운-밝은 상태;
4. 좌측 블록(610a 내지 610c)이 어두운 상태이고 우측 블록(612a 내지 612c)이 어두운 상태인, 어두운-어두운 상태.
도 6a에서, 요소(608a)는 밝은-어두운 상태이고, 요소(608b)는 밝은-어두운 상태이며, 요소(608c)는 어두운-밝은 상태이다.
도 6a 내지 도 6c에 대해서 현재 설명한 바와 같은 구현예에서, 밝은-밝은 상태는, 청소 패드(600)가 로봇(100) 상에 정확하게 설치되었는지를 결정하기 위해서 그리고 패드(600)가 로봇(100)에 대해서 병진운동되었는지를 결정하기 위해서 로봇 제어기(505)가 이용하는 오류 상태로서 예약될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 사용 중에, 로봇(100)이 회전됨에 따라 청소 패드(600)가 수평으로 이동될 수 있다. 만약 로봇(100)이 식별 시퀀스(603) 대신에 카드 배면부(606)의 색채를 검출한다면, 로봇(100)은 청소 패드(600)가 패드 홀더를 따라서 병진운동되었다는 것, 그에 따라 청소 패드(600)가 패드 홀더 내로 더 이상 적절하게 탑재되지 않았다는 것을 의미하는 것으로 그러한 검출을 해석할 수 있다. 요소(608a 내지 608c)의 상태를 결정하기 위해서 좌측 블록(610a 내지 610c)의 반사도를 우측 블록(612a 내지 612c)의 반사도에 단순히 비교하는 식별 알고리즘을 로봇이 구현하게 할 수 있도록, 어두운-어두운 상태는 또한 이하에서 설명되는 구현예에서 사용되지 않는다. 비교-기반의 식별 알고리즘을 이용하여 청소 패드를 식별하기 위한 목적을 위해서, 요소(610a 내지 610c)는 2개의 상태 즉: 밝은-어두운 상태 및 어두운-밝은 상태 중 하나일 수 있는 비트(bit)로서의 역할을 한다. 오류 상태 및 어두운-어두운 상태를 포함하여, 식별 시퀀스(603)는 43개 또는 64개의 상태 중 하나를 가질 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이 식별 알고리즘을 단순화하는, 오류 상태 및 어두운-어두운 상태를 제외하고, 요소(610a 내지 610c)는 2개의 상태를 가지고, 식별 시퀀스(603)는 그에 따라 23개 또는 8개의 상태 중 하나를 가질 수 있다.
도 6b를 참조하면, 로봇은 패드 홀더 본체(622)를 가지는 패드 홀더(620), 및 식별 시퀀스(603)를 검출하기 위해서 그리고 식별 시퀀스(603)의 상태를 결정하기 위해서 이용되는 패드 센서 조립체(624)를 포함할 수 있다. 패드 홀더(620)는 (도 2a 내지 도 2c 및 도 3a 내지 도 3d의 패드 홀더(300) 및 청소 패드(120)에 대해서 설명한 바와 같이) 도 6a의 청소 패드(600)를 유지한다. 도 6c를 참조하면, 패드 홀더(620)는 인쇄회로기판(626)을 수용하는 패드 센서 조립체 하우징(625)을 포함한다. 체결부(628a 내지 628b)는 패드 센서 조립체(624)를 패드 홀더 본체(622)에 결합시킨다.
회로기판(626)은 (도 5에 대해서 설명한) 패드 식별 시스템(534)의 일부이고, 방출기/검출기 어레이(629)를 제어기(505)에 전기적으로 연결한다. 방출기/검출기 어레이(629)는 좌측 방출기(630a 내지 630c), 검출기(632a 내지 632c), 및 우측 방출기(634a 내지 634c)를 포함한다. 요소(610a 내지 610c)의 각각에 대해서, 좌측 방출기(630a 내지 630c)가 요소(610a 내지 610c)의 좌측 블록(610a 내지 610c)을 조사하도록 배치되고, 우측 방출기(634a 내지 634c)는 요소(610a 내지 610c)의 우측 블록(612a 내지 612c)을 조사하도록 배치되며, 검출기(632a 내지 632c)는 좌측 블록(610a 내지 610c) 및 우측 블록(612a 내지 612c) 상에 입사된 반사 광을 검출하도록 배치된다. 제어기(예를 들어, 도 5의 제어기(505))가 좌측 방출기(630a 내지 630c) 및 우측 방출기(634a 내지 634c)를 활성화시킬 때, 방출기(630a 내지 630c, 634a 내지 634c)는 실질적으로 유사한 파장(예를 들어, 500 nm)의 복사선을 방출한다. 검출기(632a 내지 632c)는 복사선(예를 들어, 가시광선 또는 적외선)을 검출하고 그러한 복사선의 조도에 상응하는 신호를 생성한다. 방출기(630a 내지 630c, 634a 내지 634c)의 복사선은 블록(610a 내지 610c, 612a 내지 612c)에서 반사될 수 있고, 검출기(632a 내지 632c)는 반사된 복사선을 검출할 수 있다.
정렬 블록(633)은 식별 시퀀스(603) 위에 방출기/검출기 에레이(629)를 정렬시킨다. 특히 정렬 블록(633)은 좌측 방출기(630a 내지 630c)를 좌측 블록(610a 내지 610c) 위에 각각 정렬시키고; 우측 방출기(634a 내지 634c)를 우측 블록(612a 내지 612c) 위에 각각 정렬시키며; 검출기(632a 내지 632c)가 좌측 방출기(630a 내지 630c) 및 우측 방출기(634a 내지 634c)로부터 동일한 거리에 있도록 검출기(632a 내지 632c)를 정렬시킨다. 정렬 블록(633)의 창(635)은 방출기(630a 내지 630c, 634a 내지 634c)에 의해서 방출된 복사선을 장착 표면(602)을 향해서 지향시킨다. 창(635)은 또한 장착 표면(602)에서 반사된 복사선을 검출기(632a 내지 632c)가 수신할 수 있게 한다. 일부 경우에,방출기/검출기 어레이(629)를 수분, 이물질(예를 들어, 청소 패드로부터의 섬유), 및 잔해로부터 보호하기 위해서, 창(635)이 (예를 들어, 플라스틱 수지를 이용하여), 봉입된다(potted). 좌측 방출기(630a 내지 630c),검출기(632a 내지 632c), 및 우측 방출기(634a 내지 634c)가 정렬 블록에 의해서 형성되는 면을 따라서 배치되고, 그에 따라, 청소 패드가 패드 홀더(620) 내에 배치될 때, 좌측 방출기(630a 내지 630c), 검출기(632a 내지 632c), 및 우측 방출기(634a 내지 634c)가 장착 표면(602)으로부터 동일한 거리에 위치된다. 좌측 및 우측 블록(610a 내지 610c, 612a 내지 612c)으로부터의 방출기 및 검출기의 거리의 변동을 최소화하도록, 그에 따라 거리가 블록에 의해서 반사된 복사선의 측정 조도에 최소한으로 영향을 미치도록, 방출기(630a 내지 630c, 634a 내지 634c) 및 검출기(632a 내지 632c)의 상대적인 위치들이 선택된다. 결과적으로, 블록(610-610c, 612a 내지 612c)의 어두운 상태를 위해서 도포된 잉크의 어두움 및 카드 배면부(606)의 자연적인 색채는 각각의 블록(610a 내지 610c, 612a 내지 612c)의 반사도에 영향을 미치는 주요 인자이다.
검출기(632a 내지 632c)가 좌측 방출기(630a 내지 630c) 및 우측 방출기(634a 내지 634c)로부터 동일한 거리에 있는 것으로 설명되었지만, 검출기가 좌측 블록 및 우측 블록으로부터 동일한 거리에 있도록 검출기가 또한 또는 대안적으로 배치될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 예를 들어, 검출기로부터 좌측 블록의 우측 연부까지의 거리가 우측 블록의 좌측 연부까지의 거리와 동일하도록, 검출기가 배치될 수 있다.
또한, 도 6a를 참조하면, 패드 센서 조립체 하우징(625)은 청소 패드(600)가 패드 홀더(620) 내로 삽입될 때, 패드 센서 조립체(624)를 식별 시퀀스(603) 바로 위에 정렬시키는 검출 창(640)을 형성한다. 검출 창(640)은 방출기(630a 내지 630c, 634a 내지 634c)에 의해서 발생된 복사선이 식별 시퀀스(603)의 식별 요소(608a 내지 608c)를 조사하게 할 수 있다. 검출 창(640)은 또한, 복사선이 요소(608a 내지 608c)로부터 반사될 때, 검출기(632a 내지 632c)가 복사선을 검출할 수 있게 한다. 청소 패드(600)가 패드 홀더(620) 내로 탑재될 때, 방출기/검출기 어레이(629)가 청소 패드(600)의 카드 배면부(606)에 꼭 맞게 안착되도록, 검출 창(640)이 정렬 블록(633)을 수용하기 위한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 각각의 방출기(630a 내지 630c, 634a 내지 634c)는 좌측 및 우측 블록(610a 내지 610c, 612a 내지 612c) 중 하나 바로 위에 안착될 수 있다.
사용 중에, 검출기(632a 내지 632c)는 방출기(630a 내지 630c, 634a 내지 634c)에 의해서 발생되는 복사선의 반사의 조도를 결정할 수 있다. 좌측 블록(610a 내지 610c) 및 우측 블록(612a 내지 612c) 상에 입사되는 복사선은 검출기(632a 내지 632c)를 향해서 반사되고, 검출기는 다시, 제어기가 프로세스할 수 있고 반사된 복사선의 조도를 결정하기 위해서 이용할 수 있는 신호(예를 들어, 전류 또는 전압의 변화)를 생성한다. 제어기는 방출기(630a 내지 630c, 634a 내지 634c)를 독립적으로 활성화시킬 수 있다.
사용자가 청소 패드(600)를 패드 홀더(620) 내로 삽입한 후에, 로봇의 제어기는 패드 홀더(620) 내로 삽입된 패드의 유형을 결정한다. 전술한 바와 같이, 청소 패드(600)는 식별 시퀀스(603) 및 대칭적 시퀀스를 가지며, 그에 따라, 장착 표면(602)이 방출기/검출기 어레이(629)와 대면하기만 한다면, 청소 패드(600)는 양 수평 배향으로 삽입될 수 있다. 청소 패드(600)가 패드 홀더(620) 내로 삽입될 때, 카드 배면부(606)는 수분, 이물질, 및 잔해를 정렬 블록(633)으로부터 닦아낼 수 있다. 식별 시퀀스(603)는 요소(608a 내지 608c)의 상태를 기초로 삽입된 패드의 유형과 관련된 정보를 제공한다. 메모리(560)에는 전형적으로, 식별 시퀀스(603)의 각각의 가능한 상태를 특정 청소 패드 유형과 연관시키는 데이터가 미리-로딩될 수 있다. 예를 들어, 메모리(560)는 상태(어두운-밝은, 어두운-밝은, 밝은-어두운)를 가지는 3개-요소 식별 시퀀스를 축축한 대걸레질 청소 패드와 연관시킬 수 있다. 표 1을 다시 간략히 참조하면, 로봇(100)은 축축한 대걸레질 청소 패드와 연관된 저장된 청소 모드를 기초로 항행 거동 및 분무 일정을 선택하는 것에 의해서 응답할 수 있다.
도 6d를 또한 참조하면, 제어기는 식별 시퀀스(603)에 의해서 제공된 정보를 검출하고 프로세스하기 위해서 식별 시퀀스 알고리즘(650)을 개시한다. 단계(655)에서, 제어기는, 좌측 블록(610a)을 향해서 지향되는 복사선을 방출하는 좌측 방출기(630a)를 활성화시킨다. 복사선은 좌측 블록(610a)에서 반사된다. 단계(660)에서, 제어기는 검출기(632a)에 의해서 발생된 제1 신호를 수신한다. 제어기는, 검출기(632a)가 반사된 복사선의 조도를 검출할 수 있게 하는 지속시간(예를 들어, 10 ms, 20 ms, 또는 그 초과) 동안 좌측 방출기(630a)를 활성화시킨다. 검출기(632a)는 반사된 복사선을 검출하고 제1 신호를 생성하며, 제1 신호의 강도는 좌측 방출기(630a)로부터 반사된 복사선의 조도에 상응한다. 그에 따라, 제1 신호는 좌측 블록(610a)의 반사도 및 좌측 블록(610a)으로부터 반사된 복사선의 조도를 나타낸다. 일부 경우에, 검출된 조도가 클수록 더 강한 신호를 생성한다. 신호는, 제1 신호의 강도에 비례하는 조도에 대한 절대값을 결정하는 제어기에 전달된다. 제어기는 제1 신호를 수신한 후에 좌측 방출기(630a)를 비활성화시킨다.
단계(665)에서, 제어기는, 우측 블록(612a)을 향해서 지향되는 복사선을 방출하는 우측 방출기(634a)를 활성화시킨다. 복사선은 우측 블록(612a)에서 반사된다. 단계(670)에서, 제어기는 검출기(632a)에 의해서 발생된 제2 신호를 수신한다. 제어기는, 검출기(632a)가 반사된 복사선의 조도를 검출할 수 있게 하는 지속시간 동안 우측 방출기(634a)를 활성화시킨다. 검출기(632a)는 반사된 복사선을 검출하고 제2 신호를 생성하며, 제2 신호의 강도는 우측 방출기(634a)로부터 반사된 복사선의 조도에 상응한다. 그에 따라, 제2 신호는 우측 블록(612a)의 반사도 및 우측 블록(612a)으로부터 반사된 복사선의 조도를 나타낸다. 일부 경우에, 조도가 클수록 더 강한 신호를 생성한다. 신호는, 제2 신호의 강도에 비례하는 조도에 대한 절대값을 결정하는 제어기에 전달된다. 제어기는 제2 신호를 수신한 후에 우측 방출기(634a)를 비활성화시킨다.
단계(675)에서, 제어기는 좌측 블록(610a)의 측정된 반사도를 우측 블록(612a)의 측정된 반사도에 비교한다. 만약 제1 신호가 반사된 복사선에 대해서 더 큰 조도를 나타낸다면, 제어기는 좌측 블록(610a)이 밝은 상태였다는 것 그리고 우측 블록(612a)이 어두운 상태였다는 것을 결정한다. 단계(680)에서, 제어기는 요소의 상태를 결정한다. 전술한 예에서, 제어기는 요소(608a)가 밝은-어두운 상태라는 것을 결정할 수 있다. 만약 제1 신호가 반사된 복사선에 대해서 더 작은 조도를 나타낸다면, 제어기는 좌측 블록(610a)이 어두운 상태였다는 것 그리고 우측 블록(612a)이 밝은 상태였다는 것을 결정한다. 결과적으로, 요소(608a)는 어두운-밝은 상태이다. 제어기는 블록(610a, 612a)의 측정된 반사도 값의 절대값을 단순히 비교하기 때문에, 요소(608a 내지 608c)의 상태의 결정은, 예를 들어, 어두운 상태로 설정된 블록에 도포되는 잉크의 어두움의 약간의 변동 및 방출기/검출기 어레이(629) 및 식별 시퀀스(603)의 정렬의 약간의 변동에 대해서 보호된다.
좌측 블록(610a) 및 우측 블록(612a)이 상이한 반사도 값을 가진다는 것을 결정하기 위해서는, 하나의 블록이 어두운 상태이고 다른 블록이 밝은 상태라는 것을 제어기가 결론지을 수 있을 정도로 좌측 블록(610a)의 반사도 및 우측 블록(612a)의 반사도가 충분히 상이하다는 것을 나타내는 문턱값만큼 제1 신호 및 제2 신호가 달라야 한다. 문턱값은 어두운 상태의 블록의 예측된 반사도 및 밝은 상태의 블록의 예측된 반사도를 기초로 할 수 있다. 문턱값은 주변 광 조건을 추가적으로 고려할 수 있다. 블록(610a 내지 610c, 612a 내지 612c)의 어두운 상태를 형성하는 어두운 잉크는, 카드 배면부(606)의 색채에 의해서 형성될 수 있는 어두운 상태와 밝은 상태 사이의 충분한 대비를 제공하도록, 선택될 수 있다. 일부 경우에, 요소(608a 내지 608c)가 밝은-어두운 상태와 어두운-밝은 상태에 있다는 결론을 내릴 정도로 제1 및 제2 신호가 충분히 상이하지 않다는 것을 제어기가 결정할 수 있다. 제어기는 (전술한 바와 같이) 결정적이지 않은 비교를 오류 상태로 해석하는 것에 의해서 이러한 오류를 인지하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 청소 패드(600)가 적절하게 탑재되지 않을 수 있거나, 청소 패드(600)가 패드 홀더(620)로부터 활주 이탈될 수 있고, 그에 따라 식별 시퀀스(603)가 방출기/검출기 어레이(629)와 적절하게 정렬되지 않을 수 있다. 청소 패드(600)가 패드 홀더(620)로부터 활주 이탈된 것을 검출할 때, 제어기는 청소 동작을 중단하거나, 청소 패드(600)가 패드 홀더(620)로부터 활주 이탈되었다는 것을 사용자에게 표시할 수 있다. 하나의 예에서, 로봇(100)은 청소 패드(600)가 활주 이탈되었다는 것을 나타내는 경고(예를 들어, 가청적 경고, 시각적 경고)를 할 수 있다. 일부 경우에, 제어기는, 청소 패드(600)가 패드 홀더(620) 상에서 여전히 적절하게 탑재되어 있는지를 주기적으로(예를 들어, 10 ms, 100 ms, 1초, 등) 확인할 수 있다. 결과적으로, 검출기(632a 내지 632c)에 의해서 수신된 반사 복사선은 조도에 대한 유사한 측정 값을 생성할 수 있는데, 이는 좌측 및 우측 방출기(630a 내지 630c, 634a 내지 634c) 모두가 잉크가 없는 카드 배면부(606)의 부분을 단순히 조사하기 때문이다.
단계(655, 660, 665, 670, 및 675)를 실시한 후에, 각각의 요소의 상태를 결정하기 위해서 제어기가 요소(608b) 및 요소(608c)에 대한 단계를 반복할 수 있다. 식별 시퀀스(603)의 요소의 전부에 대한 이러한 단계를 완료한 후에, 제어기는 식별 시퀀스(603)의 상태를 결정할 수 있고, 그러한 상태로부터, (i) 패드 홀더(620) 내로 삽입된 청소 패드의 유형을, 또는 (ii) 청소 패드 오류가 발생하였다는 것을 결정한다. 로봇(100)이 청소 동작을 실행하는 동안, 제어기는 또한 식별 시퀀스 알고리즘(650)을 계속적으로 반복하여, 청소 패드(600)가 패드 홀더(620) 상의 그 희망 위치로부터 이동되지 않았다는 것을 확인할 수 있다.
제어기가 각각의 블록(610a 내지 610c, 612a 내지 612c)의 반사도를 결정하는 순서가 달라질 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 일부 경우에, 각각의 요소(608a 내지 608c)에 대해서 단계(655, 660, 665, 670, 및 675)를 반복하는 대신에, 제어기는 모든 좌측 방출기를 동시에 활성화시킬 수 있고; 검출기에 의해서 발생되는 제1 신호를 수신하고, 모든 우측 방출기를 동시에 활성화시키며; 검출기에 의해서 발생되는 제2 신호를 수신하고; 이어서 제1 신호를 제2 신호와 비교한다. 다른 구현예에서, 제어기는 좌측 블록의 각각을 순차적으로 조사하고 이어서 우측 블록의 각각을 순차적으로 조사한다. 제어기는, 각각의 블록에 상응하는 신호를 수신한 후에 좌측 블록과 우측 블록을 비교할 수 있다.
방출기 및 검출기는 가시광선 범위(예를 들어, 400 nm 내지 700 nm) 내측의 또는 외측의 다른 복사선 파장을 감지할 수 있도록 추가적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 방출기는 자외선(예를 들어, 300 nm 내지 400 nm) 또는 근적외선 범위(예를 들어, 15 마이크로미터 내지 1 mm) 내의 복사선을 방출할 수 있고, 검출기는 유사한 범위 내의 복사선에 응답할 수 있다.
도 6a의 카드 배면부(606)가 식별 시퀀스(603)를 형성하기 위한 마킹을 포함하는 것으로 설명되었지만, 일부 구현예에서, 청소 패드의 감싸기 층 상에 형성된 마킹은 청소 패드의 카드 배면부를 통해서 볼 수 있다. 청소 패드의 장착 판은 식별 시퀀스를 제공하고, 감싸기 층 상의 마킹을 검출하도록 패드 센서가 접근할 수 있게 한다. 카드 배면부 상의 절개부 또는 투명 부분은 패드 센서가 마킹을 검출할 수 있게 하고 식별 시퀀스의 블록의 위치를 규정한다. 장착 판은, 감싸기 층 상의 마킹과 함께, 식별 시퀀스를 형성한다. 제조 중에, 절개부는, 청소 패드의 유형에 특유한 식별 시퀀스를 형성하는 블록의 예상되는 잠재적 위치 내에서 카드 배면부 내에 형성된다.
청소 패드(1000)의 분해도를 도시하는 도 10에 도시된 바와 같이, 청소 패드(1000)는 흡수 층(1001a, 1001b, 1001c), 감싸기 층(1004), 및 카드 배면부(1006)를 포함한다. 감싸기 층(1004) 및 흡수 층(1001a, 1001b, 1001c)은 청소 패드(1000)의 패드 본체를 함께 형성한다. 흡수 층(1001a, 1001b, 1001c), 감싸기 층(1004) 및 카드 배면부(1006)의 재료 성질은, 도 2b와 관련하여 설명된, 흡수 층(201a, 201b, 201c), 감싸기 층(204), 및 카드 배면부(206) 각각의 성질과 유사하다.
본원에서 설명된 바와 같이, 감싸기 층(1004)은 내부 표면(1008) 및 내부 표면(1008)에 대향되는 외부 표면(1009)을 포함하는 부직형의 다공성 재료로 이루어진 시트 구조물이다. 로봇이 바닥 표면을 횡단하는 동안 로봇이 청소 패드(1000)를 유지하는 청소 동작 중에, 감싸기 층(1004)의 외부 표면(1009)은 바닥 표면과 접촉된다. 도 10에서 확인할 수 있는, 감싸기 층(1004)의 내부 표면(1008)은 청소 패드(1000)가 조립될 때, 흡수 층(1001a, 1001b, 1001c)에 대면된다. 내부 표면(1008)은 청소 동작 중에 바닥 표면과 직접적으로 접촉되지 않는다. 도 10에서 확인될 수 없는, 감싸기 층(1004)의 외부 표면(1009)은 청소 패드(1000)가 조립될 때, 흡수 층(1001a, 1001b, 1001c)으로부터 멀어지는 쪽으로 대면된다. 감싸기 층(1004)의 외부 표면(1009)은 흡수 층(1001a, 1001b, 1001c)과 같은 패드 본체의 내부 구성요소를 커버하는 패드 본체의 외부 표면으로서의 역할을 한다. 일부 구현예에서, 외부 표면(1009)이 바닥 표면 상의 청소 유체와 접촉될 때, 청소 유체는 감싸기 층(1004)을 통해서 외부 표면(1009)로부터 내부 표면(1008)까지 그리고 이어서 내부 표면(1008)에 대면되는 흡수 층(1001a, 1001b, 1001c) 내로 흡수된다.
감싸기 층(1004)은 마킹(1010)을 포함한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 마킹(1010)은 감싸기 층(1004)의 외부 표면(1009) 상에 배치된다. 청소 패드(1000)가 조립된 후에, 마킹(1010)은 카드 배면부(1006)에 대면된다. 마킹(1010)을 형성하기 위해서, 예를 들어, 잉크를 해당 부분에 침착시키는 것 또는 채색된 종이 또는 섬유를 해당 부분에 부착하는 것에 의해서, 감싸기 층(1004)의 일부가 마킹된다. 마킹(1010)은 예를 들어, 감싸기 층(1004) 및 흡수 층(1001a, 1001b, 1001c)을 통한 유체의 흡수로 인해서, 예를 들어, 감싸기 층(1004) 및 흡수 층(1001a, 1001b, 1001c)을 통해서 확산되지 않는 잉크에 의해서 형성된다.
마킹(1010)이 카드 배면부(1006)에 대면되기 때문에, 카드 배면부(1006) 상의 절개부(1012)는 마킹(1010)의 부분이 카드 배면부(1006)를 통해서 보여질 수 있게 한다. 외부 표면(1009) 상의 마킹(1010)이 카드 배면부(1006) 상의 절개부(1012)와 협력하여 식별 시퀀스를 형성한다. 도 6a의 식별 시퀀스(603)와 유사하게, 식별 시퀀스는 청소 패드(1000)의 유형을 특유하게 식별한다. 청소 패드(1000)의 제조 중에, 마킹(1010)은 감싸기 층(1004) 상에 직접적으로 형성된다(예를 들어, 침착되거나 인쇄된다). 마킹(1010)은 카드 배면부(1006) 상의 절개부(1012)를 위한 예상되는 잠재적 위치(예를 들어, 식별 시퀀스의 블록을 위한 예상 위치) 아래의 감싸기 층(1004)의 영역으로 국소화된다. 절개부(1012)의 존재는, 카드 배면부(1006)를 통해서 마킹(1010)의 부분이 보여질 수 있게 하는 반면, 절개부(1012)의 부재는 마킹(1010)의 다른 부분이 카드 배면부(1006)를 통해서 보여지는 것을 방지한다.
절개부(1012)는 예를 들어, 제조 중에 절개 또는 펀칭되는 카드 배면부(1006)의 부분에 의해서 형성된다. 청소 패드(1000)의 제조 중에, 절개부(1012)가 청소 패드(1000)의 유형에 특유한 식별 시퀀스를 형성하도록, 카드 배면부(1006) 상의 절개부(1012)의 위치 및 수가 선택된다. 식별 시퀀스(603)를 형성하기 위한 잉크 또는 다른 마킹을 카드 배면부(606)가 포함하는 청소 패드(600)와 대조적으로, 청소 패드(1000)의 카드 배면부(1006)는 식별 시퀀스를 형성하기 위한 인쇄된 마킹을 포함하지 않는다. 오히려, 카드 배면부(1006)는 절개부(1012)가 위치되는 카드 배면부(1006)를 통해서 감싸기 층(1004)의 외부 표면(1009) 상의 마킹(1010)의 일부가 보여질 수 있게 하는, 절개부(1012)를 포함한다. 카드 배면부(1006) 및 절개부(1012)는 로봇의 패드 센서(예를 들어, 패드 센서 조립체(624))가 상이하게 음영처리되거나 채색된 마킹의 패턴을 검출하게 할 수 있게 한다. 그러한 패턴은 절개부(1012)의 위치 및 수에 의해서 형성된다. 절개부(1012)는 식별 시퀀스를 형성하고 패드 센서가 패드 센서의 검출 창(예를 들어, 검출 창(640)) 아래의 특정 영역에서 마킹(1010)을 검출할 수 있게 하는, 창을 제공한다.
마킹(1010) 자체는 식별 시퀀스를 형성하지 않는다. 오히려, 절개부(1012) 및 마킹(1010)이 함께 식별 시퀀스를 형성한다. 카드 배면부(1006) 상에 만들어진 절개부(1012)의 임의 조합은 마킹(1010)의 일부를 드러내서, 청소 패드(1000)의 유형에 특유한 식별 시퀀스를 형성한다. 절개부(1012)는 아래쪽의 마킹(1010)이 패드 센서에 의해서 방출된 복사선을 반사시킬 수 있게 하고, 비-절개 부분은 카드 배면부(1006) 자체가 패드 센서에 의해서 방출된 복사선을 반사시킬 수 있게 한다.
일부 예에서, 절개부의 존재로 인해서 카드 배면부(1006)를 통해서 마킹(1010)을 볼 수 있을 때, 절개부는 어두운 상태의 식별 시퀀스의 블록을 형성한다. 절개부의 부재(예를 들어, 비-절개 부분의 존재)로 인해서 카드 배면부(1006)를 통해서 마킹(1010)을 볼 수 없을 때, 카드 배면부(1006)는 밝은 상태의 식별 시퀀스의 블록을 형성한다. 절개부(1012) 및 비-절개 부분의 조합은 상이하게 채색되거나 음영처리된 마킹의 패턴을 형성한다. 이러한 조합은 또한 식별 시퀀스를 형성한다.
청소 패드(1000)의 제조 중에, 일부 경우에, 마킹(1010)은 감싸기 층(1004)이 흡수 층(1001a, 1001b, 1001c) 주위로 감싸여진 후에, 감싸기 층(1004) 상에 배치된다. 잉크가 감싸기 층(1004) 상에 마킹(1010)을 형성할 때, 마킹(1010)이 감싸기 층(1004)의 내부 표면 및 감싸기 층(1004)의 외부 표면 모두 상에서 보여질 수 있거나, 감싸기 층(1004)의 외부 표면(1009) 상에서만 보여질 수 있다. 감싸기 층(1004)이 흡수 층(1001a, 1001b, 1001c) 주위로 감싸질 때, 마킹(1010)을 패드 본체의 외부 표면 상에서 볼 수 있다. 마킹(1010)이 카드 배면부(1006) 내의 절개부(1012)를 통해서 보여질 수 있도록 절개부(1012)가 마킹(1010)과 정렬되는 경우에, 마킹(1010)은 광학적 센서(예를 들어, 방출기/검출기 어레이(629))에 의해서 검출될 수 있다.
청소 패드(1000)를 위한 제조 프로세스는 감싸기 층(1004) 상에 마킹(1010)을 형성하기 위한 그리고 카드 배면부(1006) 상에 절개부(1012)를 형성하기 위한 동작을 포함한다. 일부 구현예에서, 마킹(1010)은 청소 패드의 유형에 특정되지 않는 인쇄 동작을 이용하여 형성되는 한편, 카드 배면부(1006)는 청소 패드의 유형에 특정되는 동작을 이용하여 제조된다. 이러한 제조 프로세스의 예에서, 마킹(1010)을 형성하기 위해서, 잉크 또는 다른 적절한 마킹은, 청소 패드(1000)가 로봇의 패드 홀더(예를 들어, 패드 홀더(620))에 의해서 유지될 때 패드 센서의 아래에 일반적으로 배치될 수 있는 부분 내에서 감싸기 층(1004) 상에 전체적으로 침착된다. 패드 상의 인쇄에 필요한 정렬이 최소화될 수 있는데, 이는 마킹(1010)이 식별 시퀀스의 패턴을 형성하지 않기 때문이다. 더 큰 잉크의 스폿이 마킹(1010)을 형성하기 위해서 분배될 수 있고, 잉크를 분배하기 위한 동작은 정밀할 필요가 없다. 이러한 제조 프로세스에서, 잉크 또는 다른 마킹은, 일부 경우에, 내수성 표면일 수 있는 카드 배면부(1006) 상에 직접적으로 배치될 필요가 없다.
카드 배면부(1006)를 제조하기 위해서, 절개부(1012) 및 카드 배면부(1006)가 예를 들어 단일 동작에서 형성되고, 그러한 단일 동작에서 카드 배면부(1006) 및 그 상응하는 절개부(1012)가 카드스톡(cardstock)으로부터 제거된다. 이러한 동작은 카드 배면부(1006)의 형상뿐만 아니라 카드 배면부(1006)를 따른 절개부(1012)의 위치를 규정한다. 이러한 단일 동작은, 카드 배면부(1006)(예를 들어, 카드 배면부(1006)의 연부)와 식별 시퀀스 사이에서 발생될 수 있는 정렬 불일치를 감소시킨다. 정렬 불일치는 별개로 카드 배면부(1006)를 제조하고 식별 시퀀스를 형성하는 제조 동작 중에 명확하게 나타날 수 있다.
만약 식별 시퀀스가 카드 배면부 상에 직접적으로 인쇄된다면, 특별한 정렬 프로세스를 이용하여 인쇄를 카드 배면부의 연부에 정렬시킬 수 있다. 카드 배면부(1006) 및 절개부(1012)의 경우에, 이러한 특별한 정렬 프로세스는 필수적이지 않은데, 이는 카드 배면부(1006) 및 절개부(1012)가 단일 스탬핑 동작에서 형성되기 때문이다. 단일 동작에서 카드 배면부의 형상을 형성하고 절개부를 형성하는 것에 의해서, 패턴이 별개의 프로세스들을 이용하여 형성되는 경우에, 예를 들어, 카드 배면부가 카드 스톡으로부터 먼저 스탬핑된 후에 패턴이 카드 배면부 상에 인쇄되는 경우에 필요할 수도 있는 특별한 정렬 프로세스를 필요로 하지 않고, 절개부가 배면부의 연부와 정렬된다.
본원에서 설명된 바와 같이, 카드 배면부(606) 상에 직접적으로 분배되는 마킹에 의해서 형성된 식별 시퀀스(603)와 대조적으로, 도 11에 도시된 바와 같은 식별 시퀀스(1103)는 카드 배면부(1106) 상의 마킹(1115) 및 절개부에 의해서 형성된다. 도 11에 도시된 바와 같이, - 예를 들어, 도 10의 청소 패드(1000)에 대해서 설명된 구성요소와 유사한 구성요소를 이용하여 제조된 - 청소 패드(1100)는 장착 표면(1102), 청소 표면(1104), 및 카드 배면부(1106)를 포함한다. 청소 패드(1100)의 패드 본체의 외부 표면은 장착 표면(1102) 및 청소 표면(1104)을 형성한다. 청소 패드(1100)가 로봇에 의해서 유지될 때, 장착 표면(1102)은 로봇과 대면되는 한편, 청소 표면(1104)는 로봇에 대향되어 대면된다. 로봇이 바닥 표면 주위를 항행하는 청소 동작 중에, 청소 표면(1104)은 바닥 표면에 대면된다. 청소 패드(1100)의 감싸기 층 상으로 분배되고 장착 표면(1102) 상에 배치되는 마킹(1115)은 카드 배면부(1106)의 절개부를 통해서 선택적으로 보여질 수 있거나 검출될 수 있고, 그에 따라 사용자가 로봇에 장착한 청소 패드의 유형을 식별하기 위해서 로봇이 검출하는 식별 시퀀스(1103)를 형성한다. 마킹(1115)은 패드 본체의 장착 표면(1102) 상에 직접적으로 위치되고, 카드 배면부(1106)의 절개부는, 청소 패드(1000)가 패드 홀더에 의해서 유지될 때 로봇의 패드 센서에 의해서 마킹(1115)이 검출될 수 있도록, 마킹(1115)을 드러낸다.
식별 시퀀스(603)와 유사하게 그리고 그에 대해서 설명된 바와 같이, 식별 시퀀스(1103)는 식별 요소(1108a 내지 1108c)를 포함하고, 그러한 식별 요소는 각각 우측 블록(1112a 내지 1112c) 및 좌측 블록(1110a 내지 1110c)을 포함한다. 본원에서 설명된 바와 같이, 블록(1110a 내지 1110c, 1112a 내지 1112c)은 2개의 상태 중 하나 즉: 어두운 상태 또는 밝은 상태이다. 일부 구현예에서, 블록의 어두운 상태는 잉크의 검출에 상응하고, 밝은 상태는 카드 배면부(1106)의 검출에 상응한다.
좌측 블록(1110a 내지 1110c)의 각각 및 우측 블록(1112a 내지 1112c)의 각각이 (예를 들어, 제조 중에) 어두운 또는 밝은 상태로 설정된다. 블록의 지역 내의 마킹(1115)의 검출 가능성을 기초로, 각각의 블록의 상태는 어두운 상태 또는 밝은 상태가 한다. 어두운 상태의 블록(1110a 내지 1110c, 1112a 내지 1112c)이 카드 배면부(1106) 상의 절개부의 존재에 의해서 형성되는 한편, 밝은 상태의 블록(1110a 내지 1110c, 1112a 내지 1112c)은 카드 배면부(1106) 상의 절개부의 부재에 의해서 형성된다. 다시 말해서, 마킹(1115) 및 카드 배면부(1106)의 절개부가 블록(1110a 내지 1110c, 1112a 내지 1112c)에 대한 어두운 상태를 형성하는 한편, 카드 배면부(1106) 자체는 밝은 상태를 형성한다. 마킹(1115)은 예를 들어, 카드 배면부(1106)의 자연 색채가 마킹(1115)과 대비되도록 감싸기 층 및 장착 표면(1102)을 채색하는 어두운 잉크 또는 밝은 잉크이다.
도 11에서, 우측 블록(1112a), 우측 블록(1112b), 및 좌측 블록(1110c)이 어두운 상태이다. 마킹(1115)이 카드 배면부(1106)를 통해서 보여질 수 있도록, 카드 배면부(1106) 상의 절개부는 이러한 블록에 상응하는 위치에 배치된다. 대조적으로, 좌측 블록(1110a), 좌측 블록(1110b), 및 우측 블록(1112c)은 밝은 상태이다. 마킹(1115)이 카드 배면부(1106)를 통해서 보여질 수 없도록, 카드 배면부(1106)는 이러한 블록의 위치에서 절개부를 포함하지 않는다. 오히려, 카드 배면부(1106)는 밝은 상태의 이러한 블록에 상응하는 위치에 위치된다.
마킹(1115)이 블록(1110a 내지 1110c, 1112a 내지 1112c)의 각각의 전체를 채우도록, 마킹(1115)은 블록(1110a 내지 1110c, 1112a 내지 1112c) 아래의 영역을 점유한다. 마킹(1115)은 카드 배면부(1106) 상의 절개부의 위치에 또한 상응하는 블록(1110a 내지 1110c, 1112a 내지 1112c) 내에서만 볼 수 있다. 마킹(1115)이 절개부를 위한 임의의 예상되는 잠재적 위치 아래에 놓이도록, 마킹(1115)은 블록(1110a 내지 1110c, 1112a 내지 1112c)의 외부 경계부를 지나서 연장되는 지역을 점유한다.
도 6c를 다시 참조하면, 식별 시퀀스(1103)를 검출하기 위해서 이용되는 로봇의 패드 센서 조립체(624)가 도 11의 식별 시퀀스(1103)를 검출하기 위해서 유사하게 이용될 수 있다. 청소 패드(1100)가 패드 홀더(620) 내로 삽입될 때, 절개부 및 그에 따른 식별 시퀀스(1103)가 패드 센서 조립체(624) 아래에 배치되고, 그에 따라 방출기(630a 내지 630c, 634a 내지 634c)에 의해서 방출되는 복사선은 창(635)을 통해서 이동되고, 청소 패드(1100)의 감싸기 층의 하부 표면을 조사하고 그로부터 반사된다. 사용자가 청소 패드(1100)를 패드 홀더(620) 내로 삽입한 후에, 로봇의 제어기는 본원에서 설명된 식별 시퀀스 프로세스를 이용하여 패드 홀더(620) 내로 삽입된 패드의 유형을 결정한다.
일부 경우에, 마킹(1115)이 식별 시퀀스 또는 식별 시퀀스의 개별적인 블록의 면적 보다 큰(예를 들어, 식별 시퀀스의 면적 보다 5% 내지 25% 더 큰) 면적을 점유하도록, 마킹(1115)은 식별 요소(1108a 내지 1108c)의 경계부를 넘어서서 연장된다. 식별 시퀀스의 면적은, 패드 센서가 식별 시퀀스의 블록을 검출하는 청소 패드(1000)를 따른(예를 들어, 카드 배면부(1006)를 따른) 면적에 상응한다. 식별 시퀀스의 면적은 식별 시퀀스의 (예를 들어, 어두운 상태 또는 밝은 상태의) 블록에 상응하는 절개부(1012)를 위한 예측된 잠재적 위치를 포함한다. 식별 시퀀스의 면적은, 일부 예에서, 검출 창의 면적과 같다. 일부 경우에, 식별 시퀀스의 면적은 검출 창의 면적보다, 예를 들어, 1배 내지 1.5배, 1.5배 내지 2배, 또는 2배 내지 3배 더 크다.
일부 구현예에서, 마킹(1115)은 예를 들어, 식별 시퀀스(1103)의 면적 또는 식별 시퀀스의 블록의 면적의 100% 내지 150%, 110% 내지 125%, 125% 내지 150%, 150% 내지 200%, 또는 200% 내지 250%의 크기를 가지는 면적을 점유한다. 일부 구현예에서, 마킹(1010)은 예를 들어, 2 평방 센티미터 내지 4 평방 센티미터 또는 2 평방 센티미터 내지 6 평방 센티미터의 면적을 점유한다. 각각의 마킹(1010)은 일부 경우에, 예를 들어, 카드 배면부(1006)의 면적의 10% 내지 25% 또는 25% 내지 50%와 같은, 카드 배면부(1006)의 면적에 비례하는 면적을 점유한다. 일부 예에서, 마킹(1115)의 면적은 패드 센서의 검출 창의 면적에 상응한다. 검출기(632a 내지 632c)가 검출 창을 통해서 마킹(1115)에서 반사되는 복사선을 검출할 수 있게 할 정도로, 절개부의 크기가 충분히 크다. 마킹(1115)은 예를 들어, 검출 창의 면적의 100% 내지 150%, 110% 내지 125%, 125% 내지 150%, 150% 내지 200%, 또는 200% 내지 250%인 면적을 점유한다. 절개부는, 일부 예에서, 정사각형 또는 직사각형이고, 약 3 mm 내지 5 mm의 폭을 갖는다.
패드 센서가 어두운 상태와 밝은 상태 사이의 차이를 검출하도록, 어두운 상태 및 밝은 상태는 상이한 반사도들을 갖는다. 예를 들어, 어두운 상태는 밝은 상태보다 20%, 30%, 40%, 50%, 등으로 덜반사적일 수 있다. 어두운 상태의 반사도는 마킹(1115)의 반사도에 의존하는 한편, 밝은 상태의 반사도는 카드 배면부(1106)의 반사도에 의존한다. 식별 시퀀스의 블록이 밝은 상태에서 보다 어두운 상태에서 더 낮은 반사도를 가지게 하기 위해서, 마킹(1115)은 밝은 상태의 블록의 반사도에 비해서 어두운 상태의 블록의 반사도를 감소시키는 더 어두운 잉크 또는 마크를 포함한다.
일부 경우에, 마킹(1115)은 카드 배면부(1106) 보다 더 밝다. 이러한 경우에, 마킹(1115)의 검출은 블록에 대한 밝은 상태를 나타내는 한편, 카드 배면부(1106)의 검출은 블록에 대한 어두운 상태를 나타낸다.
일부 구현예에서, 감싸기 층은 카드 배면부(1106)와 상이한 반사도를 갖는다. 감싸기 층 자체가 카드 배면부(1106)와 대비되고, 장착 표면(1102) 상에 마킹(1115)을 형성하기 위한 부가적인 잉크가 감싸기 층 상에서 요구되지 않는다. 카드 배면부(1106)는 예를 들어, 감싸기 층 보다 20% 내지 50%, 50% 내지 100%, 또는 100% 내지 150% 더 반사적이다(또는 그 반대이다). 감싸기 층 자체는, 카드 배면부(1106) 보다 덜 반사적인 마킹으로서의 역할을 한다. 감싸기 층의 검출은 블록에 대한 어두운 상태를 나타내는 한편, 카드 배면부(1106)의 검출은 블록에 대한 밝은 상태를 나타낸다.
도 11은 카드 배면부(1106) 상의 절개부에 의해서 형성된 직사각형 부분으로서 식별 시퀀스(1103)의 블록의 각각을 도시하나, 다른 구현예에서, 그러한 부분은, 식별 시퀀스(1103)를 검출하기 위한 로봇의 광학적 센서(예를 들어, 도 6c의 방출기/검출기 어레이(629))에 의한 검출을 위한 충분한 면적을 제공하는 원형, 타원형, 직사각형, 정사각형, 또는 다른 적합한 형상일 수 있다. 절개부(1012)가 식별 시퀀스의 각각의 블록을 형성하는 것으로 설명되지만, 일부 구현예에서, 단일 절개부가, 식별 시퀀스의 블록의 각각을 포함하는 형상을 형성한다.
도 10 및 도 11이 청소 패드 상의 2개의 식별 시퀀스에 대한 2개의 마킹을 도시하지만, 일부 경우에, 마킹이 양 식별 시퀀스를 형성하도록, 단일 마킹이 감싸기 층의 더 큰 부분을 가로질러 침착된다. 단일 마킹은 30 평방 센티미터 내지 60 평방 센티미터, 또는 그 초과의 면적을 점유한다. 일부 예에서, 단일 마킹은, 카드 배면부의 면적의 75% 내지 125%의 크기를 가지는 면적으로 배치된다.
채색된 식별 마크
도 7a를 참조하면, 청소 패드(700)는 장착 표면(702) 및 청소 표면(704), 그리고 카드 배면부(706)를 포함한다. 패드(700)는 상이한 식별 마크를 제외하고, 전술한 패드와 본질적으로 동일하다. 카드 배면부(706)는 단색 식별 마크(703)를 포함한다. 카드 배면부(706)는 청소 패드(700)의 장착 표면(702) 상에 배치된다. 식별 마크(703)는 길이방향 축 및 수평방향 축을 중심으로 대칭적으로 복제되고, 그에 따라 사용자는 청소 패드(700)를 양 수평 방향으로 로봇(100) 내로 삽입할 수 있다.
식별 마크(703)는 사용자가 로봇 상에 장착한 청소 패드의 유형을 식별하기 위해서 로봇이 사용할 수 있는 카드 배면부(706)의 감지 가능 부분이다. 식별 마크(703)는 (예를 들어, 청소 패드(700)의 제조 중에) 채색 잉크로 카드 배면부(706)에 마킹하는 것에 의해서 카드 배면부(706) 상에 생성된다. 채색 잉크는 청소 패드의 상이한 유형들을 특유적으로 식별하기 위해서 이용되는 몇몇 색채 중 하나일 수 있다. 결과적으로, 로봇의 제어기는 청소 패드(700)의 유형을 식별하기 위해서 식별 마크(703)를 이용할 수 있다. 도 7a는 식별 마크(703)를 카드 배면부(706) 상에 침착된 잉크의 원형 점으로서 도시한다. 식별 마크(703)가 단색으로서 설명되었지만, 다른 구현예에서, 식별 마크(703)는 상이한 색도의 패터닝된 점을 포함할 수 있다. 식별 마크(703)는 식별 마크(703)의 색도, 반사도, 또는 다른 광학적 특징을 구별할 수 있는 다른 유형의 패턴을 포함할 수 있다.
도 7b 및 7c를 참조하면, 로봇은 패드 홀더 본체(722)를 가지는 패드 홀더(720) 및 식별 마크(703)를 검출하기 위해서 이용되는 패드 센서 조립체(724)를 포함할 수 있다. 패드 홀더(720)는 (도 3a 내지 도 3d의 패드 홀더(300)에 대해서 설명한 바와 같이) 청소 패드(700)를 유지한다. 패드 센서 조립체 하우징(725)은 광검출기(728)를 포함하는 인쇄회로기판(726)을 수용한다. 광검출기(728)가 식별 마크(703)에서 반사되는 복사선을 검출할 수 있게 할 정도로, 식별 마크(703)의 크기는 충분히 크다(예를 들어, 식별 마크가 약 5 mm 내지 50 mm의 직경을 갖는다). 하우징(725)은 방출기(730)를 더 수용한다. 회로기판(726)은 (도 5에 대해서 설명한) 패드 식별 시스템(534)의 일부이고, 검출기(728) 및 방출기를 제어기에 전기적으로 연결한다. 검출기(728)는 복사선을 감지할 수 있고, 감지된 복사선의 적색, 녹색, 및 청색 성분을 측정한다. 이하에서 설명되는 구현예에서, 방출기(730)는 3개의 상이한 유형의 광을 방출할 수 있다. 방출기(730)는 가시광선 범위의 광을 방출할 수 있으나, 다른 구현예에서, 방출기(730)가 적외선 범위 또는 자외선 범위의 광을 방출할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 방출기(730)는 약 623nm(예를 들어, 590 nm 내지 720 nm) 파장의 적색 광, 약 518 nm(예를 들어, 480 nm 내지 600 nm) 파장의 녹색 광, 및 약 466 nm(예를 들어, 400 nm 내지 540 nm) 파장의 청색 광을 방출할 수 있다. 검출기(728)는 3개의 별개의 채널을 가질 수 있고, 각각의 채널은 적색, 녹색 또는 청색에 상응하는 스펙트럼 범위에서 감지할 수 있다. 예를 들어, 제1 채널(적색 채널)은 590 nm 내지 720 nm 파장의 적색 광을 감지할 수 있는 스펙트럼 응답 범위를 가질 수 있고, 제2 채널(녹색 채널)은 480 nm 내지 600 nm 파장의 녹색 광을 감지할 수 있는 스펙트럼 응답 범위를 가질 수 있으며, 제3 채널(청색 채널)은 400 nm 내지 540 nm 파장의 청색 광을 감지할 수 있는 스펙트럼 응답 범위를 가질 수 있다. 검출기(728)의 각각의 채널은 반사 광 내의 적색 광, 녹색 광, 또는 청색 광의 양에 상응하는 출력을 생성한다.
패드 센서 조립체 하우징(725)은 방출기 창(733) 및 검출기 창(734)을 형성한다. 방출기(730)의 활성화가 방출기(730)로 하여금 방출기 창(733)을 통해서 복사선을 방출하게 하도록, 방출기(730)가 방출기 창(733)과 정렬된다. 검출기(728)가 검출기 창(734)을 통과한 복사선을 수신하도록, 검출기(728)가 검출기 창(734)과 정렬된다. 일부 경우에,방출기(730) 및 검출기(728)를 수분, 이물질(예를 들어, 청소 패드(700)로부터의 섬유), 및 잔해로부터 보호하기 위해서, 창(733, 734)이 (예를 들어, 플라스틱 수지를 이용하여) 봉입된다. 청소 패드(700)가 패드 홀더(720) 내로 삽입될 때, 식별 마크(703)는 패드 센서 조립체(724) 아래에 배치되고, 그에 따라 방출기(730)에 의해서 방출되는 복사선은 방출기 창(733)을 통해서 이동되고, 식별 마크(703)를 조사하며, 식별 마크(703)로부터 검출기 창(734)을 통해서 검출기(728)로 반사된다.
다른 구현예에서, 패드 센서 조립체 하우징(725)은 여유분을 제공하기 위해서 부가적인 방출기 및 검출기를 위한 부가적인 방출기 창 및 검출기 창을 포함할 수 있다. 청소 패드(700)는 2개 이상의 식별 마크를 가질 수 있고, 각각의 식별 마크는 상응하는 방출기 및 검출기를 갖는다.
방출기(730)에 의해서 방출되는 각각의 광에 대해서, 검출기(728)의 채널은 식별 마크(703)로부터 반사된 광을 검출하고, 광 검출에 응답하여, 광의 적색, 녹색, 및 청색 성분의 양에 상응하는 출력을 생성한다. 식별 마크(703) 상으로 입사되는 복사선은 검출기(728)의 채널을 향해서 반사되고, 그러한 검출기는 다시, 반사된 광의 적색, 청색, 및 녹색 성분의 양을 결정하기 위해서 제어기가 프로세스할 수 있고 이용할 수 있는 신호(예를 들어, 전류 또는 전압의 변화)를 생성한다. 이어서, 검출기(728)는 검출기의 출력을 반송하는(carrying) 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 검출기(728)는 벡터(R, G, B) 형태의 신호를 전달할 수 있고, 벡터의 요소(R)는 적색 채널의 출력에 상응하고, 벡터의 요소(G)는 녹색 채널의 출력에 상응하며, 벡터의 요소(B)는 청색 채널의 출력에 상응한다.
방출기(730)에 의해서 방출되는 광의 수 및 검출기(728)의 채널의 수는 식별 마크(703)의 식별의 차수(order)를 결정한다. 예를 들어, 2개의 검출 채널을 가지는 2개의 방출된 광은 4차 식별을 허용한다. 다른 구현예에서, 3개의 검출 채널을 가지는 2개의 방출된 광은 6차 식별을 허용한다. 전술한 구현예에서, 3개의 검출 채널을 가지는 3개의 방출된 광은 9차 식별을 허용한다. 더 높은 차수의 식별이 더 정확하나 계산 비용이 더 많이 든다. 방출기(730)가 광의 3개의 상이한 파장을 방출하는 것으로 설명되었지만, 다른 구현예에서, 방출될 수 있는 광의 수는 그와 다를 수 있다. 식별 마크(703)의 색채를 분류하는데 있어서 더 큰 신뢰성을 필요로 하는 구현예에서, 색채 결정의 신뢰성을 개선하기 위해서 부가적인 광의 파장이 방출되고 검출될 수 있다. 더 신속한 계산 및 측정 시간을 필요로 하는 구현예에서, 식별 마크(703)의 스펙트럼 응답 측정을 위해서 필요한 계산 비용 및 시간을 줄이기 위해서, 적은 수의 광이 방출되고 검출될 수 있다. 식별 마크(703)를 식별하기 위해서 하나의 검출기를 가지는 단일 광원을 이용할 수 있으나, 더 많은 수의 잘못된 식별을 초래할 수 있다.
사용자가 청소 패드(700)를 패드 홀더(720) 내로 삽입한 후에, 로봇의 제어기는 패드 홀더(720) 내로 삽입된 패드의 유형을 결정한다. 전술한 바와 같이, 카드 배면부(706)가 패드 센서 조립체(724)에 대면하기만 한다면, 청소 패드(700)는 양 수평 배향으로 삽입될 수 있다. 청소 패드(700)가 패드 홀더(720) 내로 삽입될 때, 카드 배면부(706)는 수분, 이물질, 및 잔해를 창(733, 734)으로부터 닦아낼 수 있다. 식별 마크(703)는 식별 마크(703)의 색채를 기초로 삽입된 패드의 유형과 관련된 정보를 제공한다.
제어기의 메모리에는 전형적으로, 청소 패드(700)의 카드 배면부(706) 상의 식별 마크로서 사용되는 것으로 예상되는 잉크의 색채에 상응하는 색채의 색인이 미리-로딩된다. 색채의 색인 내의 특정 채색 잉크는 방출기(730)에 의해서 방출되는 광의 색채의 각각에 대한 (R, G, B) 벡터 형태의 상응하는 스펙트럼 응답 정보를 가질 수 있다. 예를 들어, 색채의 색인 내의 적색 잉크는 3개의 식별 응답 벡터를 가질 수 있다. 제1 벡터(적색 벡터)는 방출기(730)에 의해서 방출되고 적색 잉크에서 반사되는 적색 광에 대한 검출기(728)의 채널의 응답에 상응한다. 제2 벡터(청색 벡터)는 방출기(730)에 의해서 방출되고 적색 잉크에서 반사되는 청색 광에 대한 검출기(728)의 채널의 응답에 상응한다. 제3 벡터(녹색 벡터)는 방출기(730)에 의해서 방출되고 적색 잉크에서 반사되는 녹색 광에 대한 검출기(728)의 채널의 응답에 상응한다. 청소 패드(700)의 카드 배면부(706) 상의 식별 마크로서 이용되는 것으로 예상되는 잉크의 각각의 색채는 전술한 바와 같은 3개의 응답 벡터에 상응하는 상이한 그리고 특유한 연관된 사인(signature)을 갖는다. 응답 벡터는 카드 배면부(706)의 재료와 유사한 재료 상에 침착된 특정의 채색 잉크의 반복적인 테스트로부터 수집될 수 있다. 색채의 잘못된 식별 가능성을 줄이기 위해서 채색 잉크들이 광 스펙트럼을 따라서 서로 거리를 두고 떨어지도록(예를 들어, 보라색, 녹색, 적색, 및 흑색), 미리-로딩된 색인 내의 채색 잉크가 선택될 수 있다. 각각의 미리-규정된 채색 잉크는 특정 청소 패드 유형에 상응한다.
도 7d를 또한 참조하면, 제어기는 식별 마크(703)에 의해서 제공된 정보를 검출하고 프로세스하기 위해서 식별 마크 알고리즘(750)을 개시한다. 단계(755)에서, 제어기는 방출기(730)를 활성화시켜, 식별 마크(703)를 향해서 지향되는 적색 광을 생성한다. 적색 광이 식별 마크(703)에서 반사된다.
단계(760)에서, 제어기는, 검출기(728)의 3개의 색채 채널에 의해서 측정된 (R, G, B) 벡터를 포함하는, 검출기(728)에 의해서 생성된 제1 신호를 수신한다. 검출기(728)의 3개의 채널은 식별 마크(703)에서 반사된 광에 응답하고, 적색, 녹색 및 청색 스펙트럼 응답을 측정한다. 이어서, 검출기(728)는 이러한 스펙트럼 응답의 값을 반송하는 제1 신호를 생성하고 제1 신호를 제어부에 전달한다.
단계(765)에서, 제어기는 방출기(730)를 활성화시켜, 식별 마크(703)를 향해서 지향되는 녹색 광을 생성한다. 녹색 광이 식별 마크(703)에서 반사된다.
단계(770)에서, 제어기는, 검출기(728)의 3개의 색채 채널에 의해서 측정된 (R, G, B) 벡터를 포함하는, 검출기(728)에 의해서 생성된 제2 신호를 수신한다. 검출기(728)의 3개의 채널은 식별 마크(703)에서 반사된 광에 응답하고, 적색, 녹색 및 청색 스펙트럼 응답을 측정한다. 이어서, 검출기(728)는 이러한 스펙트럼 응답의 값을 반송하는 제2 신호를 생성하고 제2 신호를 제어부에 전달한다.
단계에서, 제어기(505)는 방출기(730)를 활성화시켜, 식별 마크(703)를 향해서 지향되는 청색 광을 생성한다. 청색 광이 식별 마크(703)에서 반사된다. 단계(780)에서, 제어기는, 검출기(728)의 3개의 색채 채널에 의해서 측정된 (R, G, B) 벡터를 포함하는, 검출기(728)에 의해서 생성된 제3 신호를 수신한다. 검출기(728)의 3개의 채널은 식별 마크(703)에서 반사된 광에 응답하고, 적색, 녹색 및 청색 스펙트럼 응답을 측정한다. 이어서, 검출기(728)는 이러한 스펙트럼 응답의 값을 반송하는 제3 신호를 생성하고 제3 신호를 제어기에 전달한다.
단계(785)에서, 단계(760, 770, 및 780)에서 제어기에 의해서 수신된 3개의 신호를 기초로, 제어기는 메모리 내에 로딩된 색채의 색인 내에서 채색 잉크에 대한 식별 마크(703)의 확률론적 정합을 생성한다. (R, G, B) 벡터는, 식별 마크(703)를 형성하는 채색 잉크를 식별하고, 제어기는, 3개의 벡터의 세트가 색채의 색인 내의 채색 잉크에 상응할 수 있는 가능성을 산정할 수 있다. 제어기는 색인 내의 채색 잉크의 전부에 대한 가능성을 산정할 수 있고, 이어서 채색 잉크를 가장 높은 가능성으로부터 가장 낮은 가능성까지 등급화한다. 일부 예에서, 제어기는 제어기에 의해서 수신된 신호를 정규화하기 위한 벡터 동작을 실시한다. 일부 경우에, 제어기는, 벡터를 색인 내의 채색 잉크에 정합시키기 전에, 정규화된 외적 또는 내적(cross product or a dot product)을 계산한다. 제어기는 환경 내의 잡음원, 예를 들어, 식별 마크(703)의 검출된 광학적 특성을 왜곡시킬 수 있는 주변 광을 고려할 수 있다.
일부 경우에, 가장 높은 가능성의 채색 잉크가 문턱값 가능성(예를 들어, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%)을 초과하는 경우를 제어기가 결정하고 그러한 경우에 제어기가 하나의 색채만을 결정하도록, 제어기가 프로그래밍될 수 있다. 문턱값 가능성은, 식별 마크(703)와 패드 센서 조립체(724)의 오정렬을 검출하는 것에 의해서, 청소 패드(700)를 패드 홀더(720) 상으로 탑재하는데 있어서의 오류에 대해서 보호한다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 청소 패드(700)는 사용 중에 패드 홀더(720)로부터 "빠져 나가거나" 활주 이탈될 수 있고 패드 홀더(720)를 따라서 그 탑재 위치로부터 부분적으로 병진운동될 수 있으며, 그에 따라 패드 센서 조립체(724)가 식별 마크(703)를 검출하지 못하게 할 수 있다. 만약 제어기가 채색 잉크 색인 내의 채색 잉크의 가능성을 계산하고 가능성이 문턱값 가능성을 초과하지 않는다면, 제어기는 패드 식별 오류가 발생하였다는 것을 나타낼 수 있다. 문턱값 가능성은 식별 마크 알고리즘(750)에 대해서 요구되는 감도 및 정밀도를 기초로 선택될 수 있다. 일부 구현예에서, 가능성이 문턱값 가능성을 초과하지 않는다는 것이 결정될 때, 로봇은 경고를 생성한다. 일부 경우에, 경고는 시각적 경고이고, 이러한 경우에 로봇은 그 위치에서 정지될 수 있고 및/또는 로봇 상의 조명을 점멸할 수 있다. 다른 경우에, 경고는 가청적 경고이고, 그 경우에 로봇은 로봇에 오류가 발생되었다는 것을 기술하는 구두 경고를 할 수 있다. 가청적 경고는 또한 경고음과 같은 소리의 시퀀스일 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 제어기는 각각의 산정된 가능성에 대한 오류를 계산할 수 있다. 만약 가장 높은 가능성의 채색 잉크의 오류가 문턱값 오류 보다 크다면, 제어기는 패드 식별 오류가 발생되었다는 것을 나타낼 수 있다. 전술한 문턱값 가능성과 유사하게, 문턱값 오류는 청소 패드(700)의 오정렬 및 탑재 오류에 대해서 보호한다.
식별 마크(703)는 검출기(728)에 의해서 검출될 수 있을 정도로 충분히 크나, 청소 패드(700)가 패드 홀더(720)로부터 활주 이탈될 때 패드 식별 오류가 발생되었다는 것을 식별 마크 알고리즘(750)이 나타낼 수 있을 정도로 충분히 작다. 예를 들어, 식별 마크 알고리즘(750)은 예를 들어 청소 패드(700)의 5%, 10%, 15%, 20%, 25%가 패드 홀더(720)로부터 활주 이탈된 경우에 오류를 나타낼 수 있다. 그러한 경우에, 식별 마크(703)의 크기는 청소 패드(700)의 길이의 백분율에 상응할 수 있다(예를 들어, 식별 마크(703)가 청소 패드(700)의 길이의 1% 내지 10%의 직경을 가질 수 있다). 식별 마크(703)가 제한된 범위를 가지는 것으로 설명되고 도시되었지만, 일부 경우에, 식별 마크가 단순히 카드 배면부의 색채일 수 있다. 카드 배면부는 전체적으로 균일한 색채를 가질 수 있고, 상이한 채색된 카드 배면부들의 스펙트럼 응답들이 색채 색인 내에 저장될 수 있다. 일부 경우에, 식별 마크(703)는 원형 형상이 아니고, 그 대신에, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 또는 광학적으로 검출될 수 있는 다른 형상이다.
식별 마크(703)를 생성하기 위해서 이용되는 잉크가 채색 잉크로서 단순히 설명되었지만, 일부 예에서, 채색 잉크는, 잉크 및 그에 따라 청소 패드를 특유적으로 식별하기 위해서 제어기가 이용할 수 있는 부가적인 성분을 포함한다. 예를 들어, 잉크는, 특정 유형의 복사선 하에서 형광을 나타내는 형광성 마커를 포함할 수 있고, 형광성 마커는 패드 유형을 식별하기 위해서 추가적으로 이용될 수 있다. 잉크는 또한, 검출기가 검출할 수 있는 반사된 복사선 내의 구분되는 위상 변이를 생성하는 마커를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 제어기는, 그러한 제어기가 식별 마크(703)를 이용하여 청소 패드의 유형을 식별할 수 있고 후속하여 형광성 또는 위상 변이 마커를 이용하는 것에 의해서 청소 패드의 유형을 인증할 수 있는 식별 및 인증 프로세스 모두로서, 식별 마크 알고리즘(750)을 이용할 수 있다.
다른 구현예에서, 동일한 유형의 채색 잉크가 상이한 유형들의 청소 패드에 대해서 이용된다. 잉크의 양은 청소 패드의 유형에 따라 달라지고, 광검출기는 청소 패드의 유형을 결정하기 위해서 반사된 복사선의 세기를 검출할 수 있다.
도 7a의 카드 배면부(706)가 단색의 식별 마크(703)를 포함하는 것으로 설명되었지만, 일부 구현예에서, 식별 마크는 청소 패드의 감싸기 층 상에 직접적으로 배치될 수 있다. 청소 패드(1200)의 분해도인 도 12에 도시된 바와 같이, 청소 패드(1200)는 흡수 층(1201a, 1201b, 1201c), 감싸기 층(1204), 및 카드 배면부(1206)를 포함한다.
본원에서 설명된 바와 같이, 감싸기 층(1204)은 내부 표면(1208) 및 내부 표면(1209)에 대향되는 외부 표면(1208)을 포함하는 부직형의 다공성 재료로 이루어진 시트 구조물이다. 흡수 층(1201a, 1201b, 1201c), 감싸기 층(1204) 및 카드 배면부(1206)의 재료 성질은, 도 2b와 관련하여 설명된, 흡수 층(201a, 201b, 201c), 감싸기 층(204), 및 카드 배면부(206) 각각의 성질과 유사할 수 있다. 로봇이 청소 패드(1200)를 유지하는 청소 동작 중에, 외부 표면(1209)이 바닥 표면과 접촉된다. 도 12에서 확인할 수 있는, 감싸기 층(1204)의 내부 표면(1208)은 청소 패드(1200)가 조립될 때, 흡수 층(1201a, 1201b, 1201c)에 대면된다. 내부 표면(1208)은 청소 동작 중에 바닥 표면과 접촉되지 않는다. 도 12에서 확인될 수 없는, 감싸기 층(1204)의 외부 표면(1209)은 청소 패드(1200)가 조립될 때, 흡수 층(1201a, 1201b, 1201c)으로부터 멀어지는 쪽으로 대면된다. 감싸기 층(1204)의 외부 표면(1209)은 흡수 층(1201a, 1201b, 1201c)과 같은 패드 본체의 내부 구성요소를 커버하는 패드 본체의 외부 표면으로서의 역할을 한다. 일부 구현예에서, 외부 표면(1209)이 바닥 표면 상의 청소 유체와 접촉된 후에, 청소 유체는 감싸기 층(1204)을 통해서 외부 표면(1209)로부터 내부 표면(1208)까지 그리고 이어서 내부 표면(1208)에 대면되는 흡수 층(1201a, 1201b, 1201c) 내로 흡수된다.
감싸기 층(1204)은 감싸기 층(1204) 상의 단색성 식별 마크(1210)를 형성하는, 외부 표면(1209) 상의 마킹을 포함한다. 식별 마크(1210)는 감싸기 층(1204) 상에 직접적으로 형성된다. 식별 마크(1210)는 예를 들어, 식별 마크(1210)가 직사각형 또는 원형과 같은 기하형태적 형상을 형성하도록, 감싸기 층(1204)에 의해서 흡수되고 감싸기 층(1204)의 부분으로 국소화된 잉크이다. 감싸기 층(1204)의 부분 상의 식별 마크(1210)가 절개부(1212)를 통해서 보여질 수 있는 감싸기 층(1204)의 부분의 실질적으로 전부를 점유하도록(예를 들어, 감싸기 층(1204)의 부분의 85%, 90%, 95%, 99% 초과 등이 절개부(1212)를 통해서 보여질 수 있다), 카드 배면부(1206)가 절개부(1212)를 포함한다.
카드 배면부(1206) 아래에서 감싸기 층(1204) 상에 배치된 식별 마크(1210)는 일부 경우에, (예를 들어, 청소 패드(1300) 및 청소 패드(1300)의 감싸기 층의 제조 중에) 채색 잉크로 형성된다. 채색 잉크는, 예를 들어, 청소 패드의 상이한 유형들을 특유적으로 식별하기 위해서 로봇의 제어기가 이용하는 몇몇 상이한 색채 중 하나이다. 일부 구현예에서, 식별 마크(1210)는 청소 패드(1200)의 이용 중에, 예를 들어, 청소 패드(1200)가 감싸기 층(1204) 및 흡수 층(1201a, 1201b, 1201c)을 통해서 수분을 흡수할 때, 감싸기 층(1204) 및 흡수 층(1201a, 1201b, 1201c)을 통해서 확산되지 않는 잉크이다.
카드 배면부(1206)는 절개부(1212)를 포함하도록 제조된다. 절개부(1212)는 예를 들어, 제조 중에 절개 또는 펀칭되는 카드 배면부(1206)의 부분에 의해서 형성된다. 결과적으로, 카드 배면부(706)가 식별 마크(703)를 형성하기 위한 잉크를 포함하는 청소 패드(700)와 대조적으로, 카드 배면부(1206)는 식별 마크를 형성하기 위한 잉크 또는 다른 채색된 마킹을 포함하지 않는다. 오히려, 카드 배면부(1206)는 식별 마크(1210)의 일부가 카드 배면부(1206)를 통해서 보여질 수 있게 하기 위해서, 그에 따라 로봇의 패드 센서(예를 들어, 패드 센서 조립체(724))가 카드 배면부(1206)를 통해서 식별 마크(1210)의 일부를 검출할 수 있게 하기 위해서, 절개부(1212)를 포함한다.
도 13에 도시된 바와 같이, - 예를 들어, 도 12의 청소 패드(1200)에 대해서 설명된 구성요소와 유사한 구성요소를 이용하여 제조된 - 청소 패드(1300)는 장착 표면(1302), 청소 표면(1304), 및 카드 배면부(1306)를 포함한다. 청소 패드(1300)의 패드 본체의 외부 표면은 장착 표면(1302) 및 청소 표면(1304)을 형성한다. 청소 패드(1300)가 로봇에 의해서 유지될 때, 장착 표면(1302)은 로봇과 대면되는 한편, 청소 표면(1304)은 로봇에 대향되어 대면된다. 로봇이 바닥 표면 주위를 항행하는 청소 동작 중에, 청소 표면(1304)은 바닥 표면에 대면된다. 청소 패드(1300)의 감싸기 층 상에 배치된 단색성 식별 마크(1303)의 일부가 카드 배면부(1306)의 절개부(1305)를 통해서 보여질 수 있거나 광학적으로 감지될 수 있다. 식별 마크(1303)는 장착 표면(1302) 상의 청소 패드(1300)의 길이방향 축 및 수평방향 축을 중심으로 대칭적으로 복제되고, 그에 따라 사용자는 청소 패드(1300)를 양 수평 방향으로 로봇 내로 삽입할 수 있다.
일부 예에서, 식별 마크(1303)가 절개부(1305)를 채우도록 보장하기 위해서, 식별 마크(1303)는 절개부(1305)의 면적 보다 큰 면적을 점유한다. 식별 마크(1303)는 예를 들어, 절개부(1305)의 면적 보다 0% 내지 50%, 10% 내지 25%, 또는 25% 내지 50% 더 큰 면적을 갖는다. 일부 구현예에서, 마킹(1010)은 예를 들어, 0.5 평방 센티미터 내지 2 평방 센티미터, 또는 2 평방 센티미터 내지 6 평방 센티미터, 또는 2 평방 센티미터 내지 4 평방 센티미터의 면적을 점유한다.
각각의 식별 마크(1303)는 일부 경우에, 예를 들어, 카드 배면부(1006)의 면적의 10% 내지 25% 또는 25% 내지 50%와 같은, 카드 배면부(1006)의 면적에 비례하는 면적을 점유한다. 일부 예에서, 식별 마크(1303)의 면적은 패드 센서의 방출기 창의 면적에 상응한다. 패드 센서가 방출기 창을 통해서 식별 마크(1303)에서 반사되는 복사선을 검출할 수 있게 할 정도로, 절개부의 크기가 충분히 크다. 식별 마크(1303)는 예를 들어, 방출기 창의 면적의 100% 내지 150%, 110% 내지 125%, 125% 내지 150%, 150% 내지 200%, 또는 200% 내지 250%인 면적을 점유한다. 절개부는, 일부 예에서, 원형이고, 약 3 mm 내지 5 mm, 5 mm 내지 10 mm, 또는 10 mm 내지 20 mm의 직경을 갖는다. 일부 구현예에서, 절개부는, 로봇의 광학적 센서가 식별 마크(1303)를 검출하기 위한 충분한 면적을 제공하는 타원형, 직사각형, 정사각형, 또는 다른 적절한 형상을 갖는다.
도 7b 및 도 7c를 다시 참조하면, 식별 마크(703)를 검출하기 위해서 이용되는 로봇의 패드 센서 조립체(724)가 도 13의 식별 마크(1303)를 검출하기 위해서 유사하게 이용될 수 있다. 광검출기(728)가 카드 배면부(1306)를 통해서 볼 수 있는 식별 마크(1303)의 일부에서 반사되는 복사선을 검출할 수 있게 할 정도로, 절개부(1305)의 크기가 충분히 크다(예를 들어, 절개부(1305)는 약 5 mm 내지 50 mm의 직경을 갖는다). 청소 패드(1300)가 패드 홀더(720) 내로 삽입될 때, 절개부(1305) 및 식별 마크(1303)는 패드 센서 조립체(724) 아래에 배치되고, 그에 따라 방출기(730)에 의해서 방출되는 복사선은 방출기 창(733)을 통해서 이동되고, 절개부(1305)를 통해서 보여질 수 있는 식별 마크(1303)의 일부를 조사한다. 복사선은 식별 마크(1303)에서 검출기 창(734)을 통해서 검출기(728)로 반사된다. 사용자가 청소 패드(1300)를 패드 홀더(720) 내로 삽입한 후에, 로봇의 제어기는, 예를 들어, 식별 마크(1303)에 의해서 제공되는 정보(예를 들어, 식별 마크(1303)의 스펙트럼 응답)를 검출 및 프로세스하기 위한 식별 마크 프로세스(750)를 이용하여, 패드 홀더(720) 내로 삽입된 패드의 유형을 결정한다. 식별 마크(1303)의 색채를 기초로, 제어기는 본원에서 설명된 바와 같이 청소 패드의 유형을 결정할 수 있고 그에 따라 청소 및 항행 동작을 조정할 수 있다.
다른 식별 체계
도 8a 내지 도 8f는, 로봇의 제어기가 패드 홀더 내로 침착된 청소 패드의 유형을 식별할 수 있게 하기 위해서 사용될 수 있는 상이한 검출 가능 특성을 가지는 다른 청소 패드를 도시한다. 도 8a를 참조하면, 청소 패드(800A)의 카드 배면부(802A)는 무선주파수 식별(RFID) 칩(803A)을 포함한다. 무선주파수 식별 칩은 사용되는 청소 패드(800A)의 유형을 특유적으로 구별한다. 로봇의 패드 홀더는 짧은 수신 범위(예를 들어, 10cm 미만)를 가지는 RFID 판독기를 포함할 수 있다. 청소 패드(800A)가 패드 홀더 상에 적절하게 탑재될 때 RFID 판독기가 RFID 칩(803A) 위에 안착되도록, RFID 판독기가 패드 홀더 내에 배치될 수 있다.
도 8b를 참조하면, 청소 패드(800B)의 카드 배면부(802B)는 사용되는 청소 패드(800A)의 유형을 구별하기 위한 바코드(803B)를 포함한다. 로봇의 패드 홀더는, 패드 홀더 상에 놓여진 청소 패드(800A)의 유형을 결정하기 위해서 바코드(803B)를 스캔하는 바코드 스캐너를 포함할 수 있다.
도 8c를 참조하면, 청소 패드(800C)의 카드 배면부(802C)는 사용되는 청소 패드(800C)의 유형을 구별하는 미세 인쇄된 식별부(803C)를 포함한다. 로봇의 패드 홀더는, 미세 인쇄된 식별부(803C)의 화상을 취하고 청소 패드(800C)를 특유적으로 구별하는 미세 인쇄된 식별부(803C)의 특성을 결정하는 광학적 마우스 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 미세 인쇄된 식별부(803C)의 특징부(예를 들어, 회사 로고 또는 다른 반복된 화상)의 배향 각도(804C)를 측정하기 위해서 화상을 이용할 수 있다. 제어기는 화상 배향의 검출을 기초로 패드 유형을 선택한다.
도 8d를 참조하면, 청소 패드(800D)의 카드 배면부(802D)는 사용되는 청소 패드(800C)의 유형을 구별하기 위한 기계적 핀(mechanical fin)(803D)을 포함한다. 기계적 핀(803D)은 카드 배면부(802D)에 대해서 편평화될 수 있도록, 접혀질 수 있는 재료로 제조될 수 있다. 도 8d의 A-A 도면에서 도시된 바와 같이, 기계적 핀(803D)은 그 펼쳐진 상태에서 카드 배면부(802D)으로부터 돌출된다. 로봇의 패드 홀더는 복수의 브레이크 빔 센서(break beam sensor)를 포함할 수 있다. 핀에 의해서 트리거링되는 기계적 브레이크 빔 센서들의 조합은, 특별한 유형의 청소 패드(800D)가 로봇 내로 탑재되었다는 것을 로봇의 제어기에 표시한다. 브레이크 빔 센서 중 하나가 도 8d에 도시된 기계적 핀(803D)과 인터페이스할 수 있다. 제어기는, 트리거링된 센서들의 조합을 기초로, 패드 유형을 결정할 수 있다. 제어기는, 트리거링된 센서의 패턴으로부터, 특별한 패드 유형에 특유한 기계적 핀들(803D) 사이의 거리를 대안적으로 결정할 수 있다. 핀 또는 다른 특징부의 정확한 위치에 반대되는 것으로서, 핀들 또는 다른 특징부들 사이의 거리를 이용하는 것에 의해서, 식별 체계는 약간의 오정렬 오류에 대해서 내성을 갖는다.
도 8e를 참조하면, 청소 패드(800E)의 카드 배면부(802E)는 절개부(803E)를 포함한다. 로봇의 패드 홀더는, 절개부(803E)의 영역 내에서 미작동 상태로 유지되는 기계적 스위치를 포함할 수 있다. 결과적으로, 절개부(803E)의 배치 및 크기는 패드 홀더 내에 놓여진 청소 패드(800E)의 유형을 특유하게 식별할 수 있다. 예를 들어, 제어기는, 작동되는 스위치의 조합을 기초로, 절개부들(803E) 사이의 거리를 계산할 수 있고, 제어기는 패드 유형을 결정하기 위해서 그러한 거리를 이용할 수 있다.
도 8f를 참조하면, 청소 패드(800F)의 카드 배면부(802F)는 전도성 영역(803F)을 포함한다. 로봇의 패드 홀더는 청소 패드(800F)의 카드 배면부(802F)와 접촉되는 상응하는 전도도 센서를 포함할 수 있다. 전도성 영역(803F)과 접촉될 때, 전도도 센서는 전도도의 변화를 검출하는데, 이는 전도성 영역(803F)이 카드 배면부(802F) 보다 높은 전도도를 가지기 때문이다. 제어기는 청소 패드(800F)의 유형을 결정하기 위해서 전도도의 변화를 이용할 수 있다.
사용 방법
(도 1a에 도시된) 로봇(100)은 (도 5에 도시된) 제어 시스템(500) 및 패드 식별 시스템(534)을 구현할 수 있고, (도 3a 내지 도 3d에 도시된 그리고 대안적으로 패드 홀더(620, 720)로서 설명된) 패드 홀더(300) 내로 탑재된 (도 2a에 도시된 그리고 대안적으로 청소 패드(600, 700, 800A 내지 800F)로서 설명된) 청소 패드(120)의 유형을 기초로 특정 거동을 지능적으로 실행하기 위해서 패드 식별자(예를 들어, 도 6a의 식별 시퀀스(603), 도 7a의 식별 마크(703), 도 8a의 RFID 칩(803A), 도 8b의 바코드(803B), 도 8c의 미세 인쇄된 식별부(803C), 도 8d의 기계적 핀(803D), 도 8e의 절개부(803E), 및 도 8f의 전도성 영역(803F))를 이용할 수 있다. 이하의 방법 및 프로세스는 패드 식별 시스템을 가지는 로봇(100)의 이용예를 설명한다.
도 9를 참조하면, 흐름도(900)는 로봇(100) 그리고 그 제어 시스템(500) 및 패드 식별 시스템(534)의 사용 경우를 설명한다. 흐름도(900)는 사용자가 개시하거나 실시하는 단계에 상응하는 사용자 단계(910) 및 로봇이 개시하거나 실시하는 단계에 상응하는 로봇 단계(920)를 포함한다.
단계(910a)에서, 사용자는 배터리를 로봇 내로 삽입한다. 배터리는, 예를 들어, 로봇(100)의 제어 시스템에 전력을 제공한다.
단계(910b)에서, 사용자는 청소 패드를 패드 홀더 내로 탑재시킨다. 사용자는, 청소 패드가 패드 홀더의 돌출부와 결합되도록 청소 패드를 패드 홀더 내로 활주시키는 것에 의해서 청소 패드를 탑재시킬 수 있다. 사용자는 임의 유형의 청소 패드, 예를 들어, 전술한 습식 대걸레질 청소 패드, 축축한 대걸레질 청소 패드, 건식 분진 청소 패드, 또는 세탁이 가능한 청소 패드를 삽입할 수 있다.
단계(910c)에서, 적용 가능한 경우에, 사용자는 청소 유체를 로봇에 채운다. 만약 사용자가 건식 분진 청소 패드를 삽입하였다면, 사용자는 청소 유체를 로봇에 채울 필요가 없다. 일부 예에서, 로봇은 동작(910b) 직후에 청소 패드를 식별할 수 있다. 이어서, 로봇은 사용자가 청소 유체를 저장용기에 채울 필요가 있는지의 여부를 사용자에게 표시할 수 있다.
단계(910d)에서, 사용자는 시작 위치에서 로봇(100)을 턴 온한다. 사용자는, 예를 들어, 로봇을 턴 온시키기 위해서 (도 1a에 도시된) 청소 버튼(140)을 1번 또는 2번 누를 수 있다. 사용자는 또한 로봇을 시작 위치로 물리적으로 이동시킬 수 있다. 일부 경우에, 사용자는 로봇을 턴 온시키기 위해서 청소 버튼을 1번 누르고, 청소 동작을 개시하기 위해서 2번째로 청소 버튼을 누른다.
단계(920a)에서, 로봇은 청소 패드의 유형을 식별한다. 로봇의 제어기는, 예를 들어, 도 6a 내지 6d, 도 7a 내지 7d, 및 도 8a 내지 도 8f에 대해서 설명한 패드 식별 체계 중 하나를 실행할 수 있다.
단계(920b)에서, 청소 패드의 유형을 식별하였을 때, 로봇은 청소 패드의 유형을 기초로 청소 동작을 실행한다. 로봇은 전술한 바와 같은 항행 거동 및 분무 일정을 실시할 수 있다. 예를 들어, 도 4e와 관련하여 설명한 바와 같은 예에서, 로봇은 표 2 및 표 3에 상응하는 분무 일정을 실행하고, 그러한 표에 대해서 설명한 바와 같은 항행 거동을 실행한다.
단계(920c 및 920d)에서, 로봇은 오류에 대해서 청소 패드를 주기적으로 확인한다. 로봇이 단계(920b)의 일부로서 실행되는 청소 동작을 계속하는 동안, 로봇은 오류에 대해서 청소 패드를 확인한다. 만약 오류가 발생하였다는 것을 로봇이 결정하지 않는다면, 로봇은 청소 동작을 계속한다. 만약 오류가 발생되었다는 것을 로봇이 결정한다면, 로봇은, 예를 들어, 청소 동작을 중단할 수 있고, 로봇의 상단부 상의 시각적 표시부의 색채를 변경할 수 있고, 가청적 경고, 또는 오류가 발생하였다는 표시의 일부 조합을 생성할 수 있다. 로봇이 청소 동작을 실행할 때, 로봇은 청소 패드의 유형을 연속적으로 확인하는 것에 의해서 오류를 검출할 수 있다. 일부 경우에, 로봇은 그 청소 패드 유형의 현재의 식별을 전술한 단계(920b)의 일부로서 식별된 초기 청소 패드 유형과 비교하는 것에 의해서 오류를 검출할 수 있다. 만약 현재 식별이 초기 식별과 상이하다면, 로봇은 오류가 발생된 것으로 결정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 청소 패드는 패드 홀더에서 활주 이탈될 수 있고, 이는 오류 검출을 초래할 수 있다.
단계(920e)에서, 청소 동작의 완료시에, 로봇은 단계(910d)의 시작 위치로 복귀되고 전력을 오프한다. 로봇이 그 시작 위치로 복귀되었다는 것을 검출할 때, 로봇의 제어기는 로봇의 제어 시스템으로부터 전력을 차단할 수 있다.
단계(910e)에서, 사용자는 청소 패드를 패드 홀더로부터 꺼낸다. 도 3a 내지 도 3c에 대해서 전술한 바와 같이, 사용자는 패드 해제 메카니즘(322)을 작동시킬 수 있다. 사용자는 청소 패드와의 접촉이 없이 청소 패드를 쓰레기통 내로 직접적으로 사출할 수 있다.
단계(910f)에서, 적용 가능한 경우에, 사용자는 나머지 청소 유체를 로봇으로부터 비운다.
단계(910g)에서, 사용자는 배터리를 로봇으로부터 제거한다. 이어서, 사용자는 외부 전원을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다. 사용자는 추후의 사용을 위해서 로봇을 저장할 수 있다.
흐름도(900)와 관련하여 전술한 단계는 로봇의 사용 방법의 범위를 제한하지 않는다. 하나의 예에서, 로봇은, 로봇이 검출한 청소 패드의 유형을 기초로, 사용자에게 시각적 또는 가청적 지시를 제공할 수 있다. 만약 로봇이 특별한 유형의 표면을 위한 청소 패드를 검출한다면, 로봇은 표면의 유형을 위해서 권장되는 표면의 유형을 사용자에게 친절하게 상기시킬 수 있다. 로봇은 청소 유체를 저장용기에 채울 필요가 있다는 것을 사용자에게 또한 경고할 수 있다. 일부 경우에, 로봇은, 저장용기 내로 공급하여야 하는 청소 유체의 유형(예를 들어, 물, 세제 등)을 사용자에게 알릴 수 있다.
다른 구현예에서, 청소 패드의 유형을 식별하였을 때, 로봇이 식별된 청소 패드를 이용하기 위한 정확한 동작 조건에 있는지를 결정하기 위해서, 로봇은 그러한 로봇의 다른 센서를 이용할 수 있다. 예를 들어, 만약 로봇이 카펫 상에 배치되었다는 것을 로봇이 검출한다면, 로봇은 카펫의 손상을 방지하기 위해서 청소 동작을 개시하지 않을 수 있다.
설명 목적을 위해서 많은 예를 설명하였지만, 전술한 설명은 첨부된 청구항의 범위에 의해서 규정되는 본 발명의 범위를 제한하지 않을 것이다. 다른 예 및 수정예가 이하의 청구항의 범위 내에 포함되어 있고 포함될 것이다.
Claims (34)
- 자율적 바닥 청소 로봇이며:
로봇 본체;
상기 로봇 본체에 의해서 지지되는 제어기;
상기 제어기로부터의 명령에 응답하여 바닥 표면에 걸쳐 로봇을 조작하도록 상기 로봇 본체를 지지하는 구동부;
상기 로봇 본체의 하부면에 부착되고 상기 청소 로봇의 동작 중에 제거 가능한 청소 패드를 유지하는 패드 홀더로서, 상기 제거 가능한 청소 패드는 장착 판 및 장착 표면을 포함하고, 상기 장착 판은 상기 장착 표면에 부착되는, 패드 홀더; 및
상기 제거 가능한 청소 패드 상의 패드 유형 식별 특징부를 감지하기 위한 그리고 상기 패드 유형 식별 특징부를 기초로 신호를 생성하기 위한 패드 센서로서, 상기 패드 유형 식별 특징부는 적어도 부분적으로 상기 장착 판 상의 절개부에 의해서 형성되는, 패드 센서를 포함하고;
상기 장착 판은 상기 패드 센서가 상기 패드 유형 식별 특징부를 검출할 수 있게 하고, 상기 제어기는 상기 패드 센서에 의해서 생성된 신호에 응답하여, 이하의 동작을 실시하며, 상기 동작은:
상기 신호를 기초로 청소 모드들 중에서 청소 모드를 선택하는 것, 그리고
선택된 청소 모드에 따라서 로봇을 제어하는 것을 포함하는, 로봇. - 제1항에 있어서,
상기 장착 표면은 상기 바닥 표면 상의 유체를 흡수하는 흡수 층 주위를 감싸는 감싸기 층을 포함하고,
상기 패드 유형 식별 특징부는 상기 감싸기 층 상의 마킹에 의해서 추가적으로 형성되고, 상기 마킹은 상기 절개부의 면적 보다 큰 면적을 점유하며, 상기 절개부는 상기 패드 센서가 상기 마킹을 검출할 수 있게 하는, 로봇. - 제2항에 있어서,
상기 패드 유형 식별 특징부는 적어도 부분적으로 상기 마킹 및 상기 절개부에 의해서 형성된 식별 요소를 포함하고, 각각의 식별 요소는 제1 영역 및 제2 영역을 가지며, 상기 패드 센서는 상기 제1 영역의 제1 반사도 및 상기 제2 영역의 제2 반사도를 독립적으로 감지하도록 배열되는, 로봇. - 제3항에 있어서,
상기 제1 및 제2 반사도의 적어도 하나가 상기 장착 판의 반사도에 의해서 규정되고, 상기 제1 및 제2 반사도 중 적어도 하나가 상기 마킹의 반사도에 의해서 규정되는, 로봇. - 제3항에 있어서,
상기 식별 요소는 경계부를 형성하고, 상기 마킹은 상기 경계부를 넘어서서 연장되는 면적을 점유하는, 로봇. - 제3항에 있어서,
상기 패드 센서는:
상기 제1 영역을 조사하기 위한 제1 복사선 방출기,
상기 제2 영역을 조사하기 위한 제2 복사선 방출기, 및
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 모두로부터 반사된 복사선을 수신하기 위한 그리고 반사된 복사선을 기초로 신호를 생성하기 위한 광검출기를 포함하는, 로봇. - 제3항에 있어서,
상기 제어기는 이하의 동작을 실시하는 것에 의해서 청소 모드를 선택하도록 구성되며, 상기 동작은:
제1 반사도 및 제2 반사도를 기초로 각각의 식별 요소의 상태를 결정하는 것;
상기 각각의 식별 요소의 상태를 기초로 패드 유형 식별 특징부의 상태를 결정하는 것;
상기 패드 유형 식별 특징부의 상태를 메모리 내에 저장된 상태의 색인에 비교하는 것; 및
상기 비교를 기초로 청소 모드들 중에서 청소 모드를 선택하는 것을 포함하는, 로봇. - 제7항에 있어서,
상기 각각의 식별 요소의 상태가 상기 감싸기 층 상의 마킹의 검출 가능성을 기초로 하는, 로봇. - 제3항에 있어서,
상기 제1 반사도가 상기 제2 반사도 보다 실질적으로 큰, 로봇. - 제2항에 있어서,
상기 마킹은 채색 잉크를 포함하고, 상기 패드 센서는 상기 마킹의 스펙트럼 응답을 감지하며, 상기 신호는 감지된 스펙트럼 응답에 상응하는, 로봇. - 제10항에 있어서,
상기 패드 센서는 복사선에 응답하는 제1 및 제2 채널을 가지는 복사선 검출기를 포함하고, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널 각각은 상기 마킹의 스펙트럼 응답의 일부를 감지하는, 로봇. - 제11항에 있어서,
상기 제1 채널은 가시광선 범위 내의 피크 스펙트럼 응답을 나타내는, 로봇. - 제10항에 있어서,
상기 패드 센서는 제1 복사선 및 제2 복사선을 방출하도록 구성된 복사선 방출기를 포함하고, 상기 패드 센서는 상기 마킹의 스펙트럼 응답을 감지하기 위해서 상기 마킹에서의 제1 및 제2 복사선의 반사를 감지하는, 로봇. - 제1항에 있어서,
상기 청소 모드는 분무 일정 및 항행 거동을 각각 규정하는, 로봇. - 상이한 유형의 자율적인 로봇 청소 패드의 세트로서, 각각의 청소 패드가:
청소 표면 및 장착 표면을 포함하는, 대향되는 넓은 표면들을 가지는 패드 본체;
청소 패드의 유형을 나타내는 패드 유형 식별 특징부; 및
상기 패드 본체의 장착 표면에 걸쳐 고정되고 적어도 부분적으로 패드 유형 식별 특징부를 형성하는 절개부를 포함하는 장착 판으로서, 상기 청소 패드가 상기 로봇에 장착될 때, 상기 로봇의 패드 센서가 상기 패드 유형 식별 특징부를 검출할 수 있게 하는, 장착 판을 포함하는, 세트. - 제15항에 있어서,
상기 패드 본체는 유체를 흡수하는 흡수 층 주위를 감싸는 감싸기 층을 포함하고,
상기 감싸기 층은 상기 장착 표면을 형성하며, 그리고
상기 패드 유형 식별 특징부는 상기 감싸기 층 상의 마킹에 의해서 추가적으로 형성되고, 상기 마킹은 상기 절개부의 면적 보다 큰 면적을 점유하며, 상기 절개부는 상기 패드 센서가 상기 마킹을 검출할 수 있게 하는, 세트. - 제16항에 있어서,
상기 패드 유형 식별 특징부는 적어도 부분적으로 상기 마킹 및 상기 절개부에 의해서 형성된 식별 요소를 포함하고, 각각의 식별 요소는 제1 영역 및 제2 영역을 가지며, 상기 제1 영역의 제1 반사도 및 상기 제2 영역의 제2 반사도는 상기 패드 센서에 의해서 독립적으로 검출되도록 구성되는, 세트. - 제17항에 있어서,
상기 제1 반사도 및 제2 반사도의 적어도 하나가 상기 장착 판의 반사도에 의해서 규정되고, 상기 제1 반사도 및 제2 반사도 중 적어도 하나가 상기 마킹의 반사도에 의해서 규정되는, 세트. - 제17항에 있어서,
상기 식별 요소는 경계부를 형성하고, 상기 마킹은 상기 경계부를 넘어서서 연장되는 면적을 점유하는, 세트. - 제16항에 있어서,
상기 마킹은, 상기 패드 센서에 의해서 검출 가능한 스펙트럼 응답을 가지는 채색 잉크를 포함하는, 세트. - 제15항에 있어서,
상기 장착 판의 외부 경계부에 대한 상기 절개부의 위치가 상기 청소 패드의 유형을 나타내는, 세트. - 제17항에 있어서,
상기 절개부의 적어도 일부가 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 하나 내에 배치되는, 세트. - 제17항에 있어서,
상기 장착 판은 상기 절개부를 커버하는 투명 부분을 포함하는, 세트. - 제15항에 있어서,
상기 패드 유형 식별 특징부는 적어도 부분적으로 상기 장착 판 상의 복수의 절개부에 의해서 형성되는, 세트. - 제15항에 있어서,
상기 장착 판은 제1 청소 패드를 위한 제1 장착 판이고, 상기 청소 패드는 제2 청소 패드를 위한 제2 장착 판을 포함하며;
상기 제1 장착 판의 외부 경계부의 형상 및 크기는 상기 제2 장착 판의 외부 경계부의 형상 및 크기와 실질적으로 동일하며; 그리고
상기 제1 청소 패드의 흡수 층의 흡수도는 상기 제2 청소 패드의 흡수 층의 흡수도 보다 큰, 세트. - 제25항에 있어서,
상기 제1 청소 패드는 건식 청소 패드이고 상기 제2 청소 패드는 습식 청소 패드인, 세트. - 제15항에 있어서,
상기 패드 본체는 유체를 흡수하는 흡수 층 주위를 감싸는 감싸기 층을 포함하고, 그리고
상기 흡수 층은 상기 패드 본체의 길이방향 단부에서 노출되는, 세트. - 제15항에 있어서,
상기 장착 판은 내수성 코팅을 포함하는, 세트. - 제15항에 있어서,
상기 장착 판은, 상기 패드 본체의 길이방향 연부 위로 돌출되는 돌출 부분을 포함하고, 상기 돌출 부분은 상기 로봇에 부착될 수 있는, 세트. - 제15항에 있어서,
상기 장착 판은 상기 로봇의 상응하는 돌출부와 결합되도록 구성된 복수의 정렬 절개부를 포함하는, 세트. - 제30항에 있어서,
상기 복수의 정렬 절개부 중의 제1 정렬 절개부가 상기 장착 판의 길이방향 중심 축 상에 배치되고; 그리고
상기 복수의 정렬 절개부 중의 정렬 절개부가 상기 장착 판의 측방향 중심 축 상에 배치되는, 세트. - 제15항에 있어서,
상기 청소 패드의 유형은 상기 로봇의 분무 일정 및 항행 거동을 나타내는, 세트. - 제15항에 있어서,
상기 장착 판은 실질적으로 0.5 내지 0.8 밀리미터의 두께를 포함하는, 세트. - 제15항에 있어서,
상기 패드 유형 식별 특징부는 제1 패드 유형 식별 특징부이고, 상기 청소 패드의 각각은 상기 청소 패드의 유형을 나타내는 제2 패드 유형 식별 특징부를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 패드 유형 식별 특징부가 상기 장착 판의 길이방향 중심 축 및 상기 장착 판의 측방향 중심 축을 중심으로 대칭적이 되도록, 상기 제1 및 제2 패드 유형 식별 특징부가 상기 장착 판 상에 배치되는, 세트.
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