KR20190030349A - 로봇청소기 및 그 제어방법 - Google Patents

로봇청소기 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

로봇청소기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 개선된 로봇청소기와 로봇청소기의 주행 알고리즘에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 로봇청소기는, 흡입 유로를 갖는 브러시 유닛, 구동 장치를 가지며, 상기 브러시 유닛에 대해 회전 가능하도록 상기 브러시 유닛에 결합되는 몸체 유닛, 및 상기 몸체 유닛을 상기 브러시 유닛에 대해 회전시키도록 구성되는 방향 전환 장치를 포함하며, 상기 방향 전환 장치는, 상기 브러시 유닛의 내주면을 따라 연장되는 회전 안내부, 상기 몸체 유닛에 배치되며, 동력을 발생시키는 회전 구동원, 및 상기 회전 구동원으로부터 전달받은 동력에 의해 상기 회전 안내부를 따라 이동하며 상기 몸체 유닛을 상기 브러시 유닛에 대해 회전시키는 동력 전달 부재를 포함한다.

Description

로봇청소기 및 그 제어방법{ROBOT CLEANER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
개시된 발명은 로봇청소기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 개선된 로봇청소기와 로봇청소기의 주행 알고리즘에 관한 것이다.
로봇청소기는 사용자의 조작 없이 청소 공간을 주행하면서 바닥에 쌓인 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써 청소 공간을 자동으로 청소하는 장치이다. 즉, 로봇청소기는 청소 공간을 주행하며 청소 공간을 청소한다.
로봇청소기는 일반적으로 사용자의 의도와 관계 없이 로봇청소기 내부적으로 계획된 경로에 따라 자동으로 청소를 한다. 로봇청소기는 청소 공간을 주행 중에 장애물을 감지하면 장애물을 회피하는 경로를 생성하고, 장애물을 회피하여 청소 공간을 주행한다.
로봇청소기가 장애물을 회피하기 위해서는 미리 설정된 주행 패턴에 따라 장애물을 회피하기 위한 동작을 반복하게 되며, 이로 인해 청소 시간이 지연되거나 로봇청소기의 배터리 소모량이 증가한다.
따라서, 최근에는 주행 중인 청소 공간에 위치하는 장애물을 효과적으로 회피하고 효율적인 청소를 수행할 수 있는 로봇청소기에 대한 필요성이 증대되고 있다.
개시된 발명의 일 측면은 움직임의 자유도가 향상된 청소기를 제공한다.
개시된 발명의 다른 일 측면은 청소성능이 향상된 청소기를 제공한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 로봇청소기는,
흡입 유로를 갖는 브러시 유닛, 구동 장치를 가지며, 상기 브러시 유닛에 대해 회전 가능하도록 상기 브러시 유닛에 결합되는 몸체 유닛, 및 상기 몸체 유닛을 상기 브러시 유닛에 대해 회전시키도록 구성되는 방향 전환 장치를 포함하며, 상기 방향 전환 장치는, 상기 브러시 유닛의 내주면을 따라 연장되는 회전 안내부, 상기 몸체 유닛에 배치되며, 동력을 발생시키는 회전 구동원, 및 상기 회전 구동원으로부터 전달받은 동력에 의해 상기 회전 안내부를 따라 이동하며 상기 몸체 유닛을 상기 브러시 유닛에 대해 회전시키는 동력 전달 부재를 포함한다.
또한, 상기 동력 전달 부재는, 상기 회전 구동원에 연결되는 제1 기어, 및 상기 제1 기어로부터 동력을 전달받아 회전하며 상기 회전 안내부를 따라 이동하는 제2 기어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전 안내부는, 상기 브러시 유닛의 내주면의 둘레 방향을 따라 연속적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 몸체 유닛은, 집진 장치로 이물질을 안내하는 집진 유로를 포함하며, 상기 흡입 유로와 상기 집진 유로는 상기 브러시 유닛의 내주면과 상기 몸체 유닛의 외주면에 사이에 형성되며 상기 몸체 유닛의 둘레 방향을 따라 연장되는 연결 유로에 의해 연결될 수 있다.
또한, 상기 몸체 유닛은, 상기 연결 유로의 내측을 형성하도록 상기 몸체 유닛의 외주면을 따라 연속적으로 연장되는 제1 유로 형성부를 포함하고, 상기 브러시 유닛은, 상기 연결 유로의 외측을 형성하도록 상기 브러시 유닛의 내주면을 따라 연장되며 상기 제1 유로 형성부와 결합되는 제2 유로 형성부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 브러시 유닛은, 상기 몸체 유닛의 회전을 가이드하도록 상기 몸체 유닛의 회전 방향을 따라 연장되는 가이드부(guide portion)를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 로봇청소기는,
흡입 유로를 갖는 브러시 유닛, 상기 브러시 유닛에 대해 회전 가능하도록 상기 브러시 유닛에 결합되는 몸체 유닛, 장애물을 감지하는 센서, 및 상기 센서가 상기 장애물을 감지하면 상기 몸체 유닛을 회전시켜 로봇청소기의 주행 방향을 변경하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 센서가 상기 장애물을 감지하면 상기 센서에 상기 장애물이 감지되지 않는 방향으로 상기 몸체 유닛을 회전시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 센서가 상기 장애물을 감지하면 상기 몸체 유닛을 미리 정해진 각도로 회전시키고, 상기 몸체 유닛의 회전 완료 후에 상기 센서에 다른 장애물이 감지되었는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 몸체 유닛을 회전시켜 상기 로봇청소기의 주행 방향을 변경 후, 상기 센서에 장애물이 감지되지 않으면 상기 로봇청소기가 주행하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 몸체 유닛을 회전시켜 상기 로봇청소기의 주행 방향을 변경 후, 상기 센서에 장애물이 감지되면 상기 센서에 상기 장애물이 감지되지 않는 방향으로 상기 몸체 유닛을 회전시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 브러시 유닛은 회전시키지 않고, 상기 몸체 유닛을 상기 주행 방향을 기준으로 90ㅀ 회전시켜 상기 로봇청소기가 상기 주행 방향에 수직한 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 브러시 유닛은 회전시키지 않고, 상기 몸체 유닛을 상기 주행 방향을 기준으로 180ㅀ 회전시켜 상기 로봇청소기가 상기 주행 방향과 반대 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 브러시 유닛은 회전시키지 않고, 상기 몸체 유닛을 360ㅀ 회전시킬 수 있다.
또한, 상기 센서는 상기 몸체 유닛에 마련될 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 로봇청소기 제어방법은,
로봇청소기의 주행을 제어하고, 장애물을 감지하고, 상기 장애물이 감지되면 상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시켜 상기 로봇청소기의 주행 방향을 변경하고, 상기 주행 방향 변경 후 장애물이 감지되지 않으면 상기 로봇청소기가 주행하도록 제어하는 것을 포함한다.
또한, 상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것은, 상기 장애물이 감지되면 상기 장애물이 감지되지 않는 방향으로 상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것은, 상기 장애물이 감지되면 상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 미리 정해진 각도로 회전시키는 것을 포함하고, 상기 몸체 유닛의 회전 완료 후에 다른 장애물이 감지되었는지 여부를 판단하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것은, 상기 주행 방향 변경 후 장애물이 감지되면 상기 장애물이 감지되지 않는 방향으로 상기 몸체 유닛을 회전시킬 수 있다.
또한, 상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것은, 상기 로봇청소기의 브러시 유닛은 회전시키지 않고, 상기 몸체 유닛을 상기 주행 방향을 기준으로 90ㅀ 회전시켜 상기 로봇청소기가 상기 주행 방향에 수직한 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것은, 상기 로봇청소기의 브러시 유닛은 회전시키지 않고, 상기 몸체 유닛을 상기 주행 방향을 기준으로 180ㅀ 회전시켜 상기 로봇청소기가 상기 주행 방향과 반대 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것은, 상기 로봇청소기의 브러시 유닛은 회전시키지 않고, 상기 몸체 유닛을 360ㅀ 회전시킬 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 청소기는 구동 유닛이 브러시 유닛에 대해 회전 가능하게 구성되므로, 움직임의 자유도가 향상될 수 있다. 또한, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 청소기는 움직임의 자유도가 향상됨에 따라 청소성능이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로봇청소기의 일부의 분해사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 로봇청소기의 몸체 유닛이 방향 전환 장치에 의해 브러시 유닛에 대해 회전하는 동작을 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 로봇청소기의 제어 블록도이다.
도 6 내지 도 10은 일 실시예에 따른 로봇청소기의 주행 형태를 도시한 실시예이다.
도 11은 일 실시예에 따른 로봇청소기 제어방법을 도시한 순서도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다"등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
한편, 하기의 설명에서 사용된 용어 "전방", "후방", "상부", "하부", "좌측" 및 "우측"등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서 사용되는 전면 및 전방은 도 1에 도시된 로봇청소기(1)를 기준으로 앞으로 보이는 전면 및 전방을 향하는 방향을 지칭하고, 후방은 로봇청소기(1)의 후방을 향하는 방향을 지칭하도록 한다.
도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 로봇청소기의 일부의 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)를 설명한다.
로봇청소기(1)는 몸체 유닛(110)과, 브러시 유닛(130)과, 방향 전환 장치(150)를 포함할 수 있다.
몸체 유닛(110)은 구동 장치(112)와, 집진 장치(114)를 내부에 수용하는 본체(111)와, 본체(111)의 상면을 커버하는 커버(121)를 포함할 수 있다. 몸체 유닛(110)은 브러시 유닛(130)에 대해 회전 가능하도록 구성될 수 있다.
본체(111)는 집진 장치(114)가 수용되는 공간(111a)이 내부에 형성될 수 있다. 본체(111)는 브러시 유닛(130)으로부터 흡입된 먼지 등 이물질을 포함한 공기를 집진 장치(114)로 안내하는 집진 유로(117)를 포함할 수 있다. 본체(111)는 집진 유로(117)를 형성하는 유로 구획부(117a)를 포함할 수 있다.
구동 장치(112)는 본체(111)가 청소 영역을 주행할 수 있도록 마련되는 휠(113)을 포함할 수 있다. 구동 장치(112)는 휠(113)을 회전 구동시키는 구동원(미도시)을 포함할 수 있다. 휠(113)은 본체(111)의 저면으로부터 하측으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 휠(113)은 본체(111)의 저면의 좌측 및 우측에 각각 마련될 수 있다.
집진 장치(114)는 본체(111)의 내부에 수용될 수 있다. 집진 장치(114)는 먼지를 흡입하는 동력을 제공하는 흡입 모터(115)와, 흡입된 먼지를 저장하는 집진통(116)을 포함할 수 있다. 브러시 유닛(130)에서 흡입된 이물질을 포함하는 공기는 흡입 유로(117)를 거쳐 집진 장치(114)로 유입될 수 있다.
본체(111)는 브러시 유닛(130)에 대해 회전 가능하도록 대략 원형으로 형성될 수 있다. 본체(111)는 외주면을 따라 연장되는 제1 유로 형성부(118)를 포함할 수 있다. 제1 유로 형성부(118)는 브러시 유닛(130)의 제2 유로 형성부(138)와 함께 연결 유로(148)를 형성할 수 있다. 제1 유로 형성부(118)는 연결 유로(148)의 내측을 형성하고, 제2 유로 형성부(138)는 연결 유로(148)의 외측을 형성할 수 있다. 연결 유로(148)에 대해서는 뒤에서 자세히 설명한다.
제1 유로 형성부(118)는 제2 유로 형성부(138)의 제2 결합부(138a)와 결합되는 제1 결합부(118a)를 포함할 수 있다. 제1 결합부(118a)는 연결 유로(148)의 내측면을 형성하는 제1 유로 형성부(118)의 일 부분으로부터 돌출될 수 있다. 제1 결합부(118a)는 제2 결합부(138a)와 함께 유로(148)의 상면 및 하면을 형성할 수 있다. 제1 결합부(118a)는 본체(111)의 외주를 따라 연장될 수 있다.
커버(121)는 본체(111)의 상면을 커버할 수 있다. 구체적으로, 커버(121)는 브러시 유닛(130)과 결합된 본체(111)의 상면을 커버할 수 있다. 즉, 커버(121)는 브러시 유닛(130)의 상부에 결합됨에 따라 본체(111)의 상면을 커버할 수 있다. 커버(121)는 브러시 유닛(130)에 대해 회전 가능하도록 대략 원형으로 형성될 수 있다.
커버(121)는 장애물을 감지하는 센서(123)를 포함할 수 있다. 센서(123)는 구동 장치(112)의 주행 방향에 따른 전방을 감지하도록 배치될 수 있다. 후술하겠지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)는 몸체 유닛(110)이 브러시 유닛(130)에 대해 회전 가능하게 마련되어 브러시 유닛(130)이 몸체 유닛(110)의 측방 또는 후방에 위치하더라도 몸체 유닛(110)은 전방으로 이동할 수 있으므로, 센서(123)가 전방에만 마련되더라도 청소 영역을 효율적으로 주행할 수 있다.
커버(121)는 집진 장치(114)의 내부에 수집된 먼지를 확인할 수 있도록 마련된 먼지 확인부(125)를 포함할 수 있다. 먼지 확인부(125)는 커버(121)를 개방하지 않은 상태에서 집진 장치(114)의 내부를 볼 수 있도록 투명하게 형성될 수 있다.
브러시 유닛(130)은 바닥면으로부터 먼지를 흡입하는 브러시부(131)와, 몸체 유닛(110)에 회전 가능하게 결합되는 베이스부(136)를 포함할 수 있다.
브러시부(131)는 그 내부에 회전 가능하게 장착되는 롤러(132) 및 롤러(132)의 외주면에 구비되는 브러시(133)를 포함할 수 있다. 롤러(132)가 회전함에 따라 브러시(133)는 바닥면의 이물질을 흡입 유로(131a)로 쓸어줄 수 있다.
베이스부(136)는 로봇청소기(1)의 외측면의 하부를 형성할 수 있다. 베이스부(136)는 내부에 본체(111)가 삽입될 수 있는 공간(136a)이 형성된 대략 원형으로 형성될 수 있다. 즉 베이스부(136)는 도넛 형상을 가질 수 있다. 베이스부(136)의 상부에는 커버(121)가 회전 가능하게 결합되는 커버 결합부(137)가 마련될 수 있다. 커버 결합부(137)는 베이스부(136)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 커버(121)는 커버 결합부(137)에 회전 가능하게 결합된 상태에서 방향 전환 장치(150)가 작동됨에 따라 베이스부(136)에 대해 회전할 수 있다.
로봇 청소기(1)는 몸체 유닛(110)의 회전을 가이드하도록 몸체 유닛의 회전 방향을 따라 연장되는 가이드부(161)를 포함할 수 있다. 도 2에서 가이드부(161)는 브러시 유닛(130)과 별도로 형성되는 것으로 도시하였으나, 가이드부(161)는 브러시 유닛(131)에 일체로 형성될 수도 있다. 가이드부(161)는 탄성을 가질 수 있다. 이에 따라, 커버(121)는 가이드부(161)에 회전 가능한 상태로 분리 가능하게 장착될 수 있다.
베이스부(136)는 제1 유로 형성부(118)와 함께 연결 유로(148)를 형성하는 제2 유로 형성부(138)를 포함할 수 있다. 제2 유로 형성부(138)는 베이스부(136)의 내주면을 따라 연장될 수 있다.
제2 유로 형성부(138)는 제1 결합부(118a)와 결합되는 제2 결합부(138a)를 포함할 수 있다. 제2 결합부(138a)는 연결 유로(148)의 외측면을 형성하는 제2 유로 형성부(138)로부터 내측으로 돌출될 수 있다. 제2 결합부(138a)는 제1 결합부(118a)와 함께 연결 유로(148)의 상면 및 하면을 형성할 수 있다.
즉, 연결 유로(148)는 브러시 유닛(130)의 내주면과 몸체 유닛(110)의 외주면 사이에 형성되어 흡입 유로(131a)와 집진 유로(117)를 연결하며, 몸체 유닛(110)의 둘레 방향을 따라 연장될 수 있다.
이러한 구성에 따라, 몸체 유닛(110)이 브러시 유닛(130)에 대하여 회전하더라도 브러시 유닛(130)의 흡입 유로(131a)와 몸체 유닛(110)의 집진 유로(117)는 계속해서 연통된 상태를 유지할 수 있다.
로봇청소기(1)는 몸체 유닛(110)을 브러시 유닛(130)에 대해 회전시키도록 구성되는 방향 전환 장치(150)를 포함할 수 있다. 방향 전환 장치(150)는 회전 구동원(151)과, 동력 전달 부재(152)와, 회전 안내부(153)를 포함할 수 있다.
회전 구동원(151)는 본체(111)의 내부에 배치될 수 있다. 회전 구동원(151)은 모터를 포함할 수 있다. 회전 구동원(151)은 몸체 유닛(110)을 브러시 유닛(130)에 대해 회전시키기 위한 동력을 발생시킬 수 있다.
동력 전달 부재(152)는 회전 구동원(151)에서 발생된 동력을 브러시 유닛(130)에 배치된 회전 안내부(153)로 전달할 수 있다. 동력 전달 부재(152)는 회전 구동원(151)으로부터 전달받은 동력에 의해 회전 안내부(153)를 따라 이동할 수 있다. 이에 따라, 동력 전달 부재(152)가 배치된 몸체 유닛(110)은 브러시 유닛(130)에 대해 회전할 수 있다.
동력 전달 부재(152)는 하나 이상의 기어를 포함할 수 있다. 구체적으로, 동력 전달 부재(152)는 회전 구동원(151)에 연결되는 제1 기어(152a) 및 제1 기어(152a)와 회전 안내부(153)를 연결하는 제2 기어(152b)를 포함할 수 있다.
제1 기어(152a)는 회전 구동원(151)에 연결될 수 있다.
제2 기어(152b)는 제1 기어(152a)로부터 동력을 전달받아 회전하며 회전 안내부(153)를 따라 이동할 수 있다.
제2 기어(152b)는 제1 기어(152a)와 상이한 크기를 갖도록 하여, 기어 비 차이에 따라 몸체 유닛(110)의 회전 속도를 조절할 수 있다. 구체적으로, 제2 기어(152b)는 제1 기어(152a)보다 큰 직경을 갖도록 마련하여, 몸체 유닛(110)이 회전 구동원(151)의 회전 속도보다 느린 속도로 회전하도록 구성할 수 있다.
이와 달리, 제2 기어(152b)는 생략될 수 있으며, 이 경우, 제1 기어(152a)는 직접 회전 안내부(153)에 연결될 수 있다.
회전 안내부(153)는 브러시 유닛(130)의 베이스부(136)의 내주면을 따라 연장될 수 있다. 회전 안내부(153)는 브러시 유닛(130)의 내주면을 따라 연속적으로 형성될 수 있다. 회전 안내부(153)는 베이스부(136)의 내주면을 따라 연속적으로 형성된 나사산 형상을 가질 수 있다.
이러한 구성에 따라, 방향 전환 장치(150)가 구동될 때, 몸체 유닛(110)은 브러시 유닛(130)에 대해 회전할 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 로봇청소기의 몸체 유닛이 방향 전환 장치에 의해 브러시 유닛에 대해 회전하는 동작을 도시한 도면이다.
구체적으로 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)의 동작을 설명한다.
도 3을 참조하면, 로봇청소기(1)는 전방을 향해 주행하다가 벽(W)을 만날 수 있다. 이때, 로봇청소기(1)는 브러시 유닛(130)과 몸체 유닛(110)이 함께 후진을 한 후 좌측 또는 우측으로 주행 방향을 변경할 수도 있지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)는 브러시 유닛(130)이 벽(W)에 밀착된 상태에서 몸체 유닛(110)만 좌측 또는 우측으로 회전하여 벽(W)에 인접한 바닥면을 더 효과적으로 청소하도록 구동될 수도 있다.
구체적으로, 로봇청소기(1)의 브러시 유닛(130)이 벽(W)에 밀착된 경우, 방향 전환 장치(150)의 회전 구동원(151)은 동력을 발생시킬 수 있다. 회전 구동원(151)에서 발생된 동력은 동력 전달 부재(152)를 회전시킬 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)을 브러시 유닛(130)에 대해 우측으로 회전시키고자 하는 경우, 회전 구동원(151)은 제1 기어(152a)를 시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 제1 기어(152a)가 시계 방향으로 회전함에 따라, 제2 기어(152b)는 반 시계 방향으로 회전할 수 있다. 제2 기어(152b)는 반 시계 방향으로 회전하며 회전 안내부(153)를 따라 시계 방향으로 이동할 수 있다. 이때, 제2 기어(152b)는 몸체 유닛(110)에 고정되어 있으므로, 몸체 유닛(110)은 제2 기어(152b)와 함께 시계 방향으로 회전할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)을 브러시 유닛(130)에 대해 좌측으로 회전시키고자 하는 경우, 회전 구동원(151)은 제1 기어(152a)를 반 시계 방향으로 회전시키고, 이에 따라, 제2 기어(152b)는 시계 방향으로 회전할 수 있으며, 이에 따라, 몸체 유닛(110)은 반 시계 방향으로 회전할 수 있다.
이때, 연결 유로(148)가 몸체 유닛(110)의 회전 방향을 따라 연장되어 있으므로, 흡입 유로(131a)와 집진 유로(117)는 계속해서 연통될 수 있으며, 브러시부(131)를 통해 유입된 공기는 흡입 유로(131a)와, 연결 유로(148)와 집진 유로(117)를 순차적으로 거치며(A 방향) 집진 장치(114)로 안내될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 로봇청소기의 제어 블록도이다. 도 6 내지 도 10은 일 실시예에 따른 로봇청소기의 주행 형태를 도시한 실시예이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)는 로봇청소기(1)의 제어와 관련된 데이터를 저장하는 저장부(90), 로봇청소기(1)의 각 구성을 제어하는 제어부(100), 로봇청소기(1)의 주행 중에 장애물을 감지하는 센서(123)를 포함할 수 있다.
센서(123)는 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)에 마련될 수 있으며, 본체(111)의 상면을 커버하는 커버(121)에 마련되어 구동 장치(112)의 주행 방향에 따른 전방을 감지하도록 배치될 수 있다.
센서(123)는 로봇청소기(1)의 주행 경로 상에 위치하는 물체 또는 장애물을 정면 또는 측면 등에서 감지할 수 있다. 센서(123)가 마련되는 위치는 일 실시예에 불과하며 센서(123)가 마련되는 위치 또는 센서(123)의 개수에는 제한이 없다.
또한, 센서(123)의 종류는 모션 센서, 이미지 센서, 적외선 센서, 전파 센서, 3차원 감지센서 등 다양한 실시예가 존재할 수 있다. 로봇청소기(1)의 주행 경로에 위치하는 장애물과의 일정한 거리를 감지하여 장애물의 존재를 인식할 수 있다. 나아가 모션 센서는 움직이는 장애물의 동작을 인식하고, 장애물의 3차원 형상을 획득할 수 있으며, 이미지 센서 또한 장애물의 형상을 획득할 수 있다. 적외선 센서 또는 전파 센서는 적외선 또는 전파를 물체에 송신하여 장애물과의 거리를 측정할 수 있으며, 복수개의 센서(123)가 마련되는 경우 1차원 상의 거리뿐 아니라, 2차원 3차원의 장애물 형상 및 위치도 감지할 수 있다. 3차원 감지센서 또한 장애물과의 거리 및 장애물의 3차원 형상을 인식할 수 있다. 1차원 상의 거리 및 형상을 인식할 수 있는 센서(123)가 복수개 마련되는 경우, 2차원 및 3차원 형상도 감지할 수 있으므로 센서(123)의 종류 및 개수에 따라 2차원, 3차원의 장애물도 감지할 수 있다. 이러한 센서(123)를 통하여 도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이 로봇청소기(1)가 주행하는 경로 상에서 장애물을 감지하고 회피하여 이동할 수 있다.
저장부(90)는 로봇청소기(1)를 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터, 로봇청소기(1)가 주행 중에 획득한 청소 공간의 맵 정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(90)는 로봇청소기(1)의 주행 경로상에서 센서(123)가 감지하는 로봇청소기(1)의 이동 제한 방향 또는 장애물을 회피하여 이동하는 경로에 대한 데이터를 저장할 수 있다.
저장부(90)는 로봇청소기(1)가 주행 경로상에서 장애물을 회피하여 주행할 수 있도록 몸체 유닛(110)을 회전시키는 경우, 몸체 유닛(110)이 회전하는 각도에 대한 데이터를 저장할 수 있다.
저장부(90)는 후술할 제어부(100)에 포함된 메모리를 보조하는 보조 기억 장치로서 동작할 수 있으며, 로봇청소기(1)가 전원이 차단되더라도 저장된 데이터가 소멸되지 않는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다.
이와 같은 저장부(90)는 반도체 소자에 데이터를 저장하는 반도체 소자 드라이브, 자기 디스크에 데이터를 저장하는 자기 디스크 드라이브 등을 포함할 수 있다.
제어부(100)는 로봇청소기(1)의 동작을 총괄 제어한다.
제어부(100)의 로봇청소기(1) 동작 제어에 대해서는, 이하 도 6 내지 도 10을 참고하여 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)가 장애물을 회피하여 주행하는 주행 알고리즘을 설명한다.
도 6을 참고하면, 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)는 청소 공간을 주행 중에 장애물(ob1)을 감지하면 회피 경로를 생성할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)는 ①번 위치에서부터 주행을 시작하여 청소 공간을 주행 중에 센서(123)에 의해 장애물(ob1)이 감지될 수 있다. 로봇청소기(1)는 ②번 위치에 도달하는 경우, 장애물(ob1)과 맞닥뜨려 더 이상 주행이 불가하므로 장애물(ob1)을 회피하는 주행을 해야 한다. 또한, 로봇청소기(1)는 ①번 위치에서 주행을 시작하여 ③번 위치에서 장애물(ob1)을 감지할 수 있고, 장애물(ob1)까지의 거리를 감지하여 장애물(ob1)과 맞닥뜨리기 전에 주행 경로를 변경해야 됨을 판단할 수 있다.
제어부(100)는 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)과 브러시 유닛(130)을 함께 회전시켜 로봇청소기(1)의 주행 경로를 변경할 수 있다.
로봇청소기(1)가 ②번 위치에 있는 경우, 제어부(100)는 로봇청소기(1)의 구동 장치(112)를 제어하여 로봇청소기(1)를 ③번 위치까지 후진 주행하도록 제어할 수 있다.
로봇청소기(1)가 ③번 위치에 오면, 몸체 유닛(110)과 브러시 유닛(130)을 오른쪽으로 함께 회전시켜서 로봇청소기(1)의 주행 경로를 오른쪽으로 변경할 수 있다. 즉, 제어부(100)는 로봇청소기(1)의 방향 전환 장치(150)가 동작하지 않도록 제어하고 구동 장치(112)가 동작하도록 제어하여, 몸체 유닛(110)과 브러시 유닛(130)이 함께 회전할 수 있도록 제어할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)과 브러시 유닛(130)이 오른쪽으로 함께 회전하여 로봇청소기(1)의 주행경로가 변경되면 ④번 위치에서 우측으로 주행할 수 있다.
한편, 로봇청소기(1)가 ①번 위치에서 주행을 시작하여 ③번 위치에서 장애물(ob1)을 감지하는 경우, 제어부(100)는 전술한 바와 같은 방식으로 ③번 위치에서 몸체 유닛(110)과 브러쉬 유닛(130)을 오른쪽으로 함께 회전시키는 제어 신호를 송출할 수 있고, 제어 신호에 의해 로봇청소기(1)의 주행 경로가 오른쪽으로 변경될 수 있다.
로봇청소기(1)가 ④번 위치에서 ⑤번 위치로 주행한 후에 제어부(100)는 로봇청소기(1)가 장애물(ob1)이 존재하는 영역을 벗어난 것으로 판단할 수 있고, 미리 설정된 청소 주행 경로에 기초하여 로봇청소기(1)의 주행 경로를 좌측으로 변경할 수 있다.
즉, 로봇청소기(1)가 ⑤번 위치에 오면, 몸체 유닛(110)과 브러시 유닛(130)을 왼쪽으로 함께 회전시켜서 로봇청소기(1)의 주행 경로를 왼쪽으로 변경할 수 있다. 즉, 제어부(100)는 로봇청소기(1)의 방향 전환 장치(150)가 동작하지 않도록 제어하고 구동 장치(112)가 동작하도록 제어하여, 몸체 유닛(110)과 브러시 유닛(130)이 함께 회전하도록 제어할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)과 브러시 유닛(130)이 왼쪽으로 함께 회전하여 로봇청소기(1)의 주행경로가 변경되면 ⑥번 위치에서 ⑦번 위치를 향하는 경로로 주행할 수 있다.
도 6에서와 같이, 로봇청소기(1)는 제어부(100)의 구동 장치(112) 제어에 따라 몸체 유닛(110)과 브러시 유닛(130)을 함께 회전 시켜서 장애물(ob1)을 회피할 수 있으나 몸체 유닛(110)과 브러시 유닛(130)이 함께 회전해야 되므로 주행 동작에 제약이 있고, 방향 전환을 위해 불필요한 주행 동작이 반복될 수 있다.
도 7을 참고하면, 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)는 청소 공간을 주행 중에 장애물(ob1)을 감지하면 도 6에서와 달리 브러시 유닛(130)은 회전시키지 않고 몸체 유닛(110)만 회전시켜서 로봇청소기(1)의 주행 방향을 변경할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)는 ①번 위치에서부터 주행을 시작하여 청소 공간을 주행 중 센서(123)는 장애물(ob1)을 감지할 수 있고, 감지한 장애물(ob1)에 대한 데이터를 제어부(100)에 전달할 수 있다.
로봇청소기(1)가 ②번 위치에 도달하는 경우, 장애물(ob1)과 맞닥뜨려 더 이상 주행이 불가하므로 장애물(ob1)을 회피하는 주행을 해야 한다. 이 때, 몸체 유닛(110)이 브러시 유닛(130)과 독립적으로 회전하지 않는 경우에는 몸체 유닛(110)과 브러시 유닛(130)을 함께 회전시켜야 하므로 제어부(100)는 로봇청소기(1)가 ②번 위치에 도달하기 전에 오른쪽으로 주행 방향을 변경하는 제어 신호를 송출해야 했었다.
그러나, 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)에 의하면 몸체 유닛(110)이 브러시 유닛(130)과 독립적으로 회전할 수 있으므로, 로봇청소기(1)가 ②번 위치에 도달하여 브러시 유닛(130)이 장애물(ob1)와 평행한 방향으로 밀착되어 있는 경우에도 로봇청소기(1)의 주행 방향 전환이 가능하다.
구체적으로, 제어부(100)는 센서(123)의 장애물(ob1) 감지 결과에 기초하여 몸체 유닛(110)을 회전시켜 로봇청소기(1)의 주행 방향을 변경하는 제어 신호를 송출할 수 있다.
제어부(100)가 송출한 제어 신호는 몸체 유닛(110)을 브러시 유닛(130)에 대해 회전시키도록 마련된 방향 전환 장치(150)를 제어하여 몸체 유닛(110)이 브러시 유닛(130)에 대해 독립적으로 회전하도록 제어할 수 있다.
도 7을 참고하면, 제어부(100)는 로봇청소기(1)의 브러시 유닛(130)은 장애물(ob1)에 평행한 방향으로 밀착되어 고정된 채로 회전하지 않도록 하고, 몸체 유닛(110)만을 시계방향으로 90ㅀ 회전시킬 수 있다. 제어부(100)의 방향 전환 장치(150) 제어에 따라 브러시 유닛(130)과 독립적으로 몸체 유닛(110)이 회전하는 구체적인 동작은 도 3 및 도 4에서 상술한 바, 중복되는 설명은 생략한다.
도 7에서는 몸체 유닛(110)이 90ㅀ 회전하는 것을 예로 들어 설명하지만, 몸체 유닛(110)이 회전하는 각도는 미리 정해진 설정 값에 따라 달라질 수 있다. 또한, 몸체 유닛(110)이 회전한 후에 제어부(100)는 센서(123)의 장애물 감지 결과에 따라 장애물이 감지되지 않는 방향으로 몸체 유닛(110)이 추가 회전 하도록 제어할 수 있다.
즉, 제어부(100)는 방향 전환 장치(150)를 제어하여 몸체 유닛(110)을 미리 정해진 각도로 회전시키고, 몸체 유닛(110)의 회전이 완료된 후에 몸체 유닛(123)에 마련된 센서(123)에 장애물이 감지되었는지 여부를 판단할 수 있다.
도 7과 같이, 몸체 유닛(110)이 시계방향으로 90ㅀ 회전하면 몸체 유닛(110)과 함께 회전된 구동 장치(112)의 휠(113) 방향에 따라 로봇청소기(1)의 주행 방향이 오른쪽으로 변경될 수 있다. 몸체 유닛(110)에 마련된 센서(123)는 로봇청소기(1)의 변경된 주행 방향에 대해 전방을 감지할 수 있다.
제어부(100)는 몸체 유닛(110)이 회전이 완료된 후, 센서(123)에 장애물이 감지되지 않으면 변경된 주행 방향을 따라 로봇청소기(1)가 주행하도록 제어할 수 있다.
도 7을 참고하면, 로봇청소기(1)의 브러시 유닛(130)은 장애물(ob1)과 평행한 방향으로 장애물(ob1)에 밀착된 채, 로봇청소기(1)가 우측으로 주행하므로 브러시 유닛(130)의 넓은 부분에 의해 장애물(ob1)과 밀착된 영역에 대한 청소가 효과적으로 진행됨과 동시에 로봇청소기(1)의 측면 방향 주행이 이루어질 수 있다.
로봇청소기(1)가 주행하여 ③번 위치에 도달하면, 제어부(100)는 로봇청소기(1)가 장애물(ob1)이 존재하는 영역을 벗어난 것으로 판단할 수 있다. 제어부(100)는 미리 설정된 청소 주행 경로에 기초하여 로봇청소기(1)의 주행 경로를 좌측으로 변경하기 위해 방향 전환 장치(150)를 제어하여 몸체 유닛(110)이 반시계 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다.
로봇청소기(1)의 브러시 유닛(130)은 고정된 채, 몸체 유닛(110)만 반시계 방향으로 회전이 완료되면, 로봇청소기(1)는 ①번 위치에서 처음 주행을 시작했던 방향으로 주행할 수 있다.
도 8을 참고하면, 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)는 청소 공간을 주행 중에 벽(W)을 감지할 수 있다. 즉, 제어부(100)는 센서(123)에 인식된 장애물의 가로 폭이 미리 정해진 범위보다 클 경우에는 센서(123)가 인식한 장애물을 벽(W)으로 판단할 수 있다.
센서(123)가 감지한 장애물이 벽(W)인 경우에도 도 7에서와 마찬가지로, 제어부(100)는 로봇청소기(1)의 브러시 유닛(13)은 회전시키지 않고 몸체 유닛(110)만 회전시켜서 로봇청소기(1)의 주행 방향을 변경할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)가 ①번 위치에서 주행을 시작하여 ②번 위치에 도달하는 경우, 벽(W)과 맞닥뜨려 더 이상 주행이 불가하므로 벽(W)을 회피하여 이동하는 주행을 하거나 벽(W)을 따라 이동하는 주행을 해야 한다.
일 실시예에 따른 로봇청소기(1)에 의하면 몸체 유닛(110)이 브러시 유닛(130)과 독립적으로 회전할 수 있으므로, 로봇청소기(1)가 ②번 위치에 도달하여 브러시 유닛(130)이 벽(W)과 평행한 방향으로 밀착되어 있는 경우에도 로봇청소기(1)의 주행 방향 전환이 가능하다.
제어부(100)는 몸체 유닛(110)을 회전시켜 로봇청소기(1)의 주행 방향을 변경하는 제어 신호를 송출할 수 있고, 제어부(100)가 송출한 제어 신호는 몸체 유닛(110)을 브러시 유닛(130)에 대해 회전시키도록 마련된 방향 전환 장치(150)를 제어하여 몸체 유닛(110)이 브러시 유닛(130)에 대해 독립적으로 회전하도록 제어할 수 있다.
도 8과 같이, 몸체 유닛(110)이 시계방향으로 90ㅀ 회전하면 몸체 유닛(110)과 함께 회전된 구동 장치(112)의 휠(113) 방향에 따라 로봇청소기(1)의 주행 방향이 오른쪽으로 변경될 수 있다. 몸체 유닛(110)에 마련된 센서(123)는 로봇청소기(1)의 변경된 주행 방향에 대해 전방을 감지할 수 있다.
로봇청소기(1)의 브러시 유닛(130)은 벽(W)과 평행한 방향으로 벽(W)에 밀착된 채, 로봇청소기(1)가 우측으로 주행하므로 브러시 유닛(130)의 넓은 부분에 의해 벽(W)과 밀착된 영역에 대한 청소가 효과적으로 진행됨과 동시에 로봇청소기(1)의 측면 방향 주행이 이루어질 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)가 주행 중에 도 6 및 도 7에서와 다른 형태의 장애물(ob2)에 직면하는 경우, 제어부(100)가 몸체 유닛(110)을 회전 시켜서 로봇청소기(1)의 주행 방향을 변경하는 것을 도시한 것이다.
도 9를 참고하면, 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)는 청소 공간을 주행 중에 다양한 형태의 장애물(ob2)을 감지할 수 있다. 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)는 청소 공간을 주행 중에 장애물(ob2)을 감지하면 도 6에서와 달리 브러시 유닛(130)은 회전시키지 않고 몸체 유닛(110)만 회전시켜서 로봇청소기(1)의 주행 방향을 변경할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(1)가 ①번 위치에서 주행을 시작하여 ②번 위치에 도달하는 경우, 장애물(ob2)과 맞닥뜨려 더 이상 주행이 불가하므로 장애물(ob2)을 회피하여 이동하는 주행을 하거나 장애물(ob2)을 따라 이동하는 주행을 해야 한다.
일 실시예에 따른 로봇청소기(1)에 의하면 몸체 유닛(110)이 브러시 유닛(130)과 독립적으로 회전할 수 있으므로, 로봇청소기(1)가 ②번 위치에 도달하여 브러시 유닛(130)이 장애물(ob2)과 평행한 방향으로 밀착되어 있는 경우에도 로봇청소기(1)의 주행 방향 전환이 가능하다.
제어부(100)는 몸체 유닛(110)을 회전시켜 로봇청소기(1)의 주행 방향을 변경하는 제어 신호를 송출할 수 있고, 제어부(100)가 송출한 제어 신호는 몸체 유닛(110)을 브러시 유닛(130)에 대해 회전시키도록 마련된 방향 전환 장치(150)를 제어하여 몸체 유닛(110)이 브러시 유닛(130)에 대해 독립적으로 회전하도록 제어할 수 있다.
도 9와 같이, 몸체 유닛(110)이 시계방향으로 90ㅀ 회전하면 몸체 유닛(110)과 함께 회전된 구동 장치(112)의 휠(113) 방향에 따라 로봇청소기(1)의 주행 방향이 오른쪽으로 변경될 수 있다. 몸체 유닛(110)에 마련된 센서(123)는 로봇청소기(1)의 변경된 주행 방향에 대해 전방을 감지할 수 있다.
로봇청소기(1)의 브러시 유닛(130)은 장애물(ob2)과 평행한 방향으로 장애물(ob2)에 밀착된 채, 로봇청소기(1)가 우측으로 주행하므로 브러시 유닛(130)의 넓은 부분에 의해 장애물(ob2)과 밀착된 영역에 대한 청소가 효과적으로 진행됨과 동시에 로봇청소기(1)의 측면 방향 주행이 이루어질 수 있다.
로봇청소기(1)가 주행하여 ③번 위치에 도달하면, 센서(123)는 주행방향의 전방에 위치하는 장애물(ob2)을 감지할 수 있다. 즉, 제어부(100)는 센서(123)의 장애물(ob2) 감지 결과에 따라 장애물(ob2)이 감지되지 않는 방향으로 몸체 유닛(110)이 회전하도록 제어할 수 있다.
로봇청소기(1)가 ③번 위치에 위치하는 경우, 몸체 유닛(110)이 반시계 방향으로 90ㅀ 회전하면 센서(123)에 의해 장애물(ob2)이 재차 감지된다. 따라서, 제어부(100)는 센서(123)의 장애물(ob2) 감지 결과에 기초하여 몸체 유닛(100)이 시계 방향으로 90ㅀ 회전하도록 제어할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, ③번 위치에서 로봇청소기(1)가 시계방향으로 90ㅀ 회전하면 몸체 유닛(110)과 함께 회전된 구동 장치(112)의 휠(113) 방향에 따라 로봇청소기(1)의 주행 방향이 오른쪽으로 변경될 수 있다. 센서(123)는 로봇청소기(1)의 변경된 주행 방향에 대해 전방을 감지할 수 있다.
로봇청소기(1)가 ③번 위치에서부터 주행을 하면 로봇청소기(1)의 브러시 유닛(130)은 좁은 부분이 장애물(ob2)에 밀착된 채, 로봇청소기(1)가 주행하게 되고, 앞서 로봇청소기(1)가 ①번 위치에서 ②번 위치로 주행하던 것과 180ㅀ 반대 방향으로 주행할 수 있다.
즉, ③번 위치에서 로봇청소기(1)의 주행 방향이 변경되면 센서(123)가 향하는 방향을 전방으로 하여 로봇청소기(1)가 주행할 수 있다. 도 9에서와 같이, 로봇청소기(1)가 청소 공간을 주행 중에 장애물(ob2)과 연속적으로 맞닥뜨리는 경우에도, 제어부(100)의 통제에 따라 로봇청소기(1)의 브러시 유닛(130)과는 독립적으로 몸체 유닛(110)만이 회전하여 주행 방향이 변경될 수 있으므로, 브러시 유닛(130)의 위치 및 방향은 처음과 동일하여도 로봇청소기(1)의 주행 방향은 자유롭게 변경될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)가 주행 중에 장애물(ob3)에 직면하는 경우, 제어부(100)가 몸체 유닛(110)을 회전 시켜서 로봇청소기(1)의 주행 방향을 변경하는 것을 도시한 것이다.
도 10의 (a)를 참고하면, 일 실시예에 따른 로봇청소기(1)가 ①번 위치에서 주행을 시작하여 ②번 위치에 도달하는 경우, 장애물(ob3)과 맞닥뜨려 더 이상 주행이 불가하므로 장애물(ob3)을 회피하여 이동하는 주행을 해야 한다.
일 실시예에 따른 로봇청소기(1)에 의하면 몸체 유닛(110)이 브러시 유닛(130)과 독립적으로 회전할 수 있으므로, 로봇청소기(1)가 ②번 위치에 도달하여 로봇청소기(1)의 3 면이 모두 장애물(ob3)로 둘러싸여 있는 경우에도 로봇청소기(1)의 주행 방향 전환이 가능하다.
즉, 로봇청소기(1)가 ②번 위치에 있는 경우, 센서(123)는 주행 방향의 전방에 위치하는 장애물(ob3)을 감지할 수 있고, 제어부(100)는 센서(123)의 장애물(ob3) 감지 결과에 따라 장애물(ob3)이 감지되지 않는 방향으로 몸체 유닛(110)이 회전하도록 제어할 수 있다.
로봇청소기(1)가 ②번 위치에 있는 경우에는 몸체 유닛(110)이 시계 방향으로 90ㅀ 회전하거나, 반시계 방향으로 90ㅀ 회전하는 경우에도 센서(123)에 의해 장애물(ob3)이 재차 감지된다. 따라서, 제어부(100)는 센서(123)의 장애물(ob3) 감지 결과에 기초하여 몸체 유닛(100)이 180ㅀ 회전하도록 제어할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, ②번 위치에서 로봇청소기(1)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 180ㅀ 회전하면 몸체 유닛(110)과 함께 회전된 구동 장치(112)의 휠(113) 방향에 따라 로봇청소기(1)의 주행 방향이 ①번 위치에서의 로봇청소기(1)의 주행 방향과 180ㅀ 반대쪽으로 변경될 수 있다. 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 센서(123)는 ③번 위치에서 로봇청소기(1)의 변경된 주행 방향에 대해 전방을 감지할 수 있다.
로봇청소기(1)가 ③번 위치에서 센서(123)의 감지 결과 전방에 장애물이 감지되지 않으면, 제어부(100)는 로봇청소기(1)가 주행하도록 제어할 수 있고, 로봇청소기(1)는 ③번 위치에서 ④번 위치로 주행하여 장애물(ob3)을 회피할 수 있다.
도 10에서 설명한 바와 같이, 로봇청소기(1)가 주행 중에 장애물(ob3)을 감지하여 주행 방향을 기준으로 우측 또는 좌측으로도 주행 방향을 변경할 수 없는 경우에는, 몸체 유닛(110)만을 180ㅀ 회전시켜서 처음 주행 방향과 반대쪽으로 주행하게 할 수 있다.
즉, 제어부(100)의 통제에 따라 로봇청소기(1)의 브러시 유닛(130)과는 독립적으로 몸체 유닛(110)만이 회전하여 주행 방향이 변경될 수 있으므로, 브러시 유닛(130)의 위치 및 방향은 처음과 동일하여도 로봇청소기(1)의 주행 방향만 자유롭게 변경하여 장애물을 회피하는 주행을 수행할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 제어부(100)는 브러시 유닛(130)과는 독립적으로 몸체 유닛(110)만을 360ㅀ 회전시킬 수 있고, 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)은 제어부(100)의 통제하에 모든 방향으로 자유롭게 회전할 수 있다.
몸체 유닛(110)의 회전에 기초하여, 구동 장치(112)도 같이 회전할 수 있고, 변경된 주행 경로에 기초하여 로봇청소기(1)가 주행할 수 있다. 또한, 로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)에 마련된 센서(123)는 로봇청소기(1)의 주행 방향에 대해 장애물을 실시간으로 감지할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 로봇청소기 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 11을 참고하면, 로봇청소기(1)는 청소 공간을 주행 중에(200) 몸체 유닛(110)에 마련된 센서(123)를 통해 장애물을 감지할 수 있다(210). 센서(123)가 장애물에 대해 감지한 데이터는 제어부(100)에 전달될 수 있고, 제어부(100)는 센서(123)의 장애물 감지 결과에 기초하여 몸체 유닛(110)을 회전시켜 로봇청소기(1)의 주행 방향을 변경하는 제어 신호를 송출할 수 있다(220).
즉, 제어부(100)가 송출한 제어 신호는 몸체 유닛(110)을 브러시 유닛(130)에 대해 회전시키도록 마련된 방향 전환 장치(150)를 제어하여 몸체 유닛(110)이 브러시 유닛(130)에 대해 독립적으로 회전하도록 제어할 수 있다.
로봇청소기(1)의 몸체 유닛(110)이 회전한 후에 센서(123)는 몸체 유닛(110)이 회전한 방향의 전방에 장애물이 있는지 감지할 수 있다(230). 감지 결과, 로봇청소기(1)의 주행 방향에 장애물이 감지되면, 제어부(100)는 몸체 유닛(110)을 장애물이 감지되지 않는 방향으로 회전시켜 로봇청소기(1)의 주행 방향을 변경할 수 있다(220). 반면, 센서(123)의 감지 결과 장애물이 감지되지 않으면 로봇청소기(1)가 주행하도록 구동 장치(112)를 제어할 수 있다(240).
로봇청소기(1)가 주행하는 동안 센서(123)는 실시간으로 장애물을 감지할 수 있고(250), 감지 결과 로봇청소기(1)의 주행 방향에서 장애물이 감지되면, 제어부(100)는 몸체 유닛(110)을 장애물이 감지되지 않는 방향으로 회전시켜 로봇청소기(1)의 주행 방향을 변경할 수 있다(220). 반면, 센서(123)의 감지 결과 장애물이 감지되지 않으면 로봇청소기(1)가 주행하도록 구동 장치(112)를 제어할 수 있다(260).
즉, 로봇청소기(1)가 청소 공간을 주행하는 동안 센서(123)는 실시간으로 청소 공간에 위치하는 장애물을 감지할 수 있고, 장애물이 감지되는 경우 제어부(100)는 몸체 유닛(110)을 브러시 유닛(130)과는 독립적으로 회전시킴으로써 장애물이 위치하지 않는 방향으로 로봇청소기(1)의 주행 방향을 변경할 수 있다. 또한, 청소 공간에 대한 청소가 완료되면 청소를 종료할 수 있다(270).
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 로봇청소기
90 : 저장부
100 : 제어부
110 : 몸체 유닛
112 : 구동 장치
123 : 센서
130 : 브러시 유닛
150 : 방향 전환 장치
151 : 회전 구동원
152 : 동력 전달 부재
153 : 회전 안내부

Claims (22)

  1. 흡입 유로를 갖는 브러시 유닛;
    구동 장치를 가지며, 상기 브러시 유닛에 대해 회전 가능하도록 상기 브러시 유닛에 결합되는 몸체 유닛; 및
    상기 몸체 유닛을 상기 브러시 유닛에 대해 회전시키도록 구성되는 방향 전환 장치;를 포함하며,
    상기 방향 전환 장치는,
    상기 브러시 유닛의 내주면을 따라 연장되는 회전 안내부;
    상기 몸체 유닛에 배치되며, 동력을 발생시키는 회전 구동원; 및
    상기 회전 구동원으로부터 전달받은 동력에 의해 상기 회전 안내부를 따라 이동하며 상기 몸체 유닛을 상기 브러시 유닛에 대해 회전시키는 동력 전달 부재;를 포함하는 로봇청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동력 전달 부재는,
    상기 회전 구동원에 연결되는 제1 기어; 및
    상기 제1 기어로부터 동력을 전달받아 회전하며 상기 회전 안내부를 따라 이동하는 제2 기어;를 포함하는 로봇청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전 안내부는,
    상기 브러시 유닛의 내주면의 둘레 방향을 따라 연속적으로 형성되는 로봇청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몸체 유닛은,
    집진 장치로 이물질을 안내하는 집진 유로를 포함하며,
    상기 흡입 유로와 상기 집진 유로는 상기 브러시 유닛의 내주면과 상기 몸체 유닛의 외주면에 사이에 형성되며 상기 몸체 유닛의 둘레 방향을 따라 연장되는 연결 유로에 의해 연결되는 로봇청소기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 몸체 유닛은,
    상기 연결 유로의 내측을 형성하도록 상기 몸체 유닛의 외주면을 따라 연속적으로 연장되는 제1 유로 형성부를 포함하고,
    상기 브러시 유닛은,
    상기 연결 유로의 외측을 형성하도록 상기 브러시 유닛의 내주면을 따라 연장되며 상기 제1 유로 형성부와 결합되는 제2 유로 형성부를 포함하는 로봇청소기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 브러시 유닛은,
    상기 몸체 유닛의 회전을 가이드하도록 상기 몸체 유닛의 회전 방향을 따라 연장되는 가이드부(guide portion)를 포함하는 로봇청소기.
  7. 흡입 유로를 갖는 브러시 유닛;
    상기 브러시 유닛에 대해 회전 가능하도록 상기 브러시 유닛에 결합되는 몸체 유닛;
    장애물을 감지하는 센서; 및
    상기 센서가 상기 장애물을 감지하면 상기 몸체 유닛을 회전시켜 로봇청소기의 주행 방향을 변경하는 제어부;를 포함하는 로봇청소기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센서가 상기 장애물을 감지하면 상기 센서에 상기 장애물이 감지되지 않는 방향으로 상기 몸체 유닛을 회전시키는 로봇청소기.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센서가 상기 장애물을 감지하면 상기 몸체 유닛을 미리 정해진 각도로 회전시키고, 상기 몸체 유닛의 회전 완료 후에 상기 센서에 다른 장애물이 감지되었는지 여부를 판단하는 로봇청소기.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 몸체 유닛을 회전시켜 상기 로봇청소기의 주행 방향을 변경 후, 상기 센서에 장애물이 감지되지 않으면 상기 로봇청소기가 주행하도록 제어하는 로봇청소기.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 몸체 유닛을 회전시켜 상기 로봇청소기의 주행 방향을 변경 후, 상기 센서에 장애물이 감지되면 상기 센서에 상기 장애물이 감지되지 않는 방향으로 상기 몸체 유닛을 회전시키는 로봇청소기.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 브러시 유닛은 회전시키지 않고, 상기 몸체 유닛을 상기 주행 방향을 기준으로 90ㅀ 회전시켜 상기 로봇청소기가 상기 주행 방향에 수직한 방향으로 주행하도록 제어하는 로봇청소기.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 브러시 유닛은 회전시키지 않고, 상기 몸체 유닛을 상기 주행 방향을 기준으로 180ㅀ 회전시켜 상기 로봇청소기가 상기 주행 방향과 반대 방향으로 주행하도록 제어하는 로봇청소기.
  14. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 브러시 유닛은 회전시키지 않고, 상기 몸체 유닛을 360ㅀ 회전시키는 로봇청소기.
  15. 제 7항에 있어서,
    상기 센서는 상기 몸체 유닛에 마련되는 로봇청소기.
  16. 로봇청소기의 주행을 제어하고;
    장애물을 감지하고;
    상기 장애물이 감지되면 상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시켜 상기 로봇청소기의 주행 방향을 변경하고;
    상기 주행 방향 변경 후 장애물이 감지되지 않으면 상기 로봇청소기가 주행하도록 제어하는 로봇청소기 제어방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것은,
    상기 장애물이 감지되면 상기 장애물이 감지되지 않는 방향으로 상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 로봇청소기 제어방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것은,
    상기 장애물이 감지되면 상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 미리 정해진 각도로 회전시키는 것을 포함하고,
    상기 몸체 유닛의 회전 완료 후에 다른 장애물이 감지되었는지 여부를 판단하는 것;을 더 포함하는 로봇청소기 제어방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것은,
    상기 주행 방향 변경 후 장애물이 감지되면 상기 장애물이 감지되지 않는 방향으로 상기 몸체 유닛을 회전시키는 로봇청소기 제어방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것은,
    상기 로봇청소기의 브러시 유닛은 회전시키지 않고, 상기 몸체 유닛을 상기 주행 방향을 기준으로 90ㅀ 회전시켜 상기 로봇청소기가 상기 주행 방향에 수직한 방향으로 주행하도록 제어하는 로봇청소기 제어방법.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것은,
    상기 로봇청소기의 브러시 유닛은 회전시키지 않고, 상기 몸체 유닛을 상기 주행 방향을 기준으로 180ㅀ 회전시켜 상기 로봇청소기가 상기 주행 방향과 반대 방향으로 주행하도록 제어하는 로봇청소기 제어방법.
  22. 제 16항에 있어서,
    상기 로봇청소기의 몸체 유닛을 회전시키는 것은,
    상기 로봇청소기의 브러시 유닛은 회전시키지 않고, 상기 몸체 유닛을 360ㅀ 회전시키는 로봇청소기 제어방법.
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