KR20190093749A - 청소 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벽면에 인접한 바닥면을 청소할 수 있는 청소 로봇에 관한 것이다. 일 실시예에 따른 청소 로봇은, 본체, 상기 본체의 하부에 장착되는 휠, 상기 본체의 하부에 장착되어 바닥면을 청소하는 패드유닛, 상기 본체의 전방에 장착되어 장애물을 감지하는 초음파 센서 및 상기 본체의 일측면에 장착되는 리미트 센서를 포함하고, 상기 리미트 센서가 벽면과 접촉되어 온 상태가 되면 전방으로 주행한다.

Description

청소 로봇{Cleaning Robot}

본 발명은 벽면에 인접한 바닥면을 청소할 수 있는 청소 로봇에 관한 것이다.

청소 로봇은 사용자의 조작없이 청소하고자 하는 영역을 스스로 주행하면서 바닥면의 먼지 등의 이물질을 제거하는 장치이다. 청소 로봇은 거리센서를 통해 청소 구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 판별하고, 휠을 선택적으로 구동시켜 스스로 방향을 전환해가면서 청소 구역을 청소한다.

실내에서 신발을 벗고 생활하는 주거문화가 있는 곳에서 실내 청소를 할 때에는, 물걸레질을 하여 바닥면의 이물질을 닦아내는 것이 필요하다. 그러나 사람이 직접 엎드려 걸레질을 하는 경우 체력 소모가 크고 신체에 무리가 갈 수 있다. 또한, 사람이 서 있는 자세에서 손잡이를 잡고 바닥을 닦을 수 있는 봉걸레 등은 사람이 직접 엎드려 바닥면을 닦는 것보다 편리하지만, 일일이 청소도구를 파지한 상태로 이동시키면서 바닥면을 문질러야 한다는 점에서 여전히 불편함이 따른다.

이와 같은 불편함을 해소하기 위해 스스로 이동하면서 물걸레질을 할 수 있는 청소 로봇이 개발되고 있다. 그러나 청소 로봇에 의해 청소가 이루어지는 경우, 사람이 직접 청소하는 경우에 비해 벽에 인접한 바닥면의 가장자리 부분은 청소가 청결하게 이루어지기 힘들다는 단점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 벽면을 따라 이동하면서 벽과 바닥면의 경계가 되는 가장자리 부분을 청결하게 청소할 수 있는 청소 로봇을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 청소 로봇은, 본체, 상기 본체의 하부에 장착되는 휠, 상기 본체의 하부에 장착되어 바닥면을 청소하는 패드유닛, 상기 본체의 전방에 장착되어 장애물을 감지하는 초음파 센서 및 상기 본체의 일측면에 장착되는 리미트 센서를 포함하고, 상기 리미트 센서가 벽면과 접촉되어 온 상태가 되면 전방으로 주행한다.

또한, 상기 초음파 센서에 의해 전방의 장애물이 감지되면 상기 휠에 의해 주행 방향이 전환된다.

또한, 상기 리미트 센서는 상기 본체로부터 연장되는 암의 일단부에 장착되고, 상기 암은 휘어질 수 있게 구비되어 상기 리미트 센서와 벽면과의 충돌이 상기 암에 의해 완충된다.

또한, 상기 패드유닛은, 전방 모서리가 둥근 형태로 구비된다.

또한, 상기 패드유닛은 적어도 일부가 상기 본체의 전방으로 돌출되도록 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 청소 로봇에 의하면, 벽과 인접한 바닥면을 청결하게 청소할 수 있다.

또한, 동작에 관한 알고리즘을 단순화시킬 수 있어 제품 설계가 용이하다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 로봇을 도시한 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 로봇의 패드유닛을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 로봇의 동작 모습을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 로봇에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 로봇을 도시한 사시도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 로봇의 패드유닛을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 로봇(1)은, 본체(10), 본체(10)에 장착되어 본체(10)를 주행시키는 복수의 휠(21,22) 및 본체(10)의 하부에 장착되는 패드유닛(30)이 구비될 수 있다.

청소 로봇(1)은 복수의 휠(21,22)에 의해 주행할 수 있다. 본체(10)에는 구동모터(미도시)가 구비되고, 구동모터의 구동력을 전달받아 휠(21,22)이 회전하여 청소 로봇(1)을 주행시킬 수 있다. 휠(21,22)은, 본체(10)의 전후 방향에 각각 배치되는 전방 휠(21) 및 후방 휠(22)을 포함한다.

일례로, 도 1에 도시된 바와 같이, 전방 휠(21)은 2 개가 마련되어 본체(10)의 전방 좌, 우측에 각각 위치될 수 있다. 후방 휠(22)도 2개가 마련되어 본체(10)의 후방 좌, 우측에 각각 위치될 수 있다. 이와 같이 청소 로봇(1)은 총 4개의 휠에 의해 안정적으로 주행할 수 있다.

전방 휠(21)은 청소 로봇(1)이 방향 전환을 할 수 있도록 스티어링(steering)이 가능한 구조로 구비될 수 있다. 후방 휠(22)은, 전방 휠(21)과 마찬가지로 동시에 스티어링이 가능한 구조로 마련되거나, 스티어링 기능이 없는 구조로 마련될 수도 있다. 이하에서는, 전방 휠(21)만이 스티어링 가능한 구조로 마련되는 실시예에 관하여 설명한다.

본체(10)의 하부에는 바닥면을 닦는 패드(P)가 장착되는 패드유닛(30)이 마련될 수 있다. 패드유닛(30)는 패드(P)가 장착되어 고정되는 패드장착부(31)를 포함한다. 패드(P)는 패드장착부(31)로부터 분리 가능하게 마련된다. 한번 사용된 패드(P)는 패드장착부(31)로부터 분리되어 새 것으로 교체되거나, 세척 후 재사용될 수 있다.

패드장착부(31)의 적어도 일부는 본체(10)의 전방으로 돌출되도록 마련될 수 있다. 패드장착부(31)가 본체(10)의 전방으로 돌출됨으로써, 벽과 바닥면의 경계가 되는 가장자리까지 패드장착부(31)가 접근하여 바닥면을 청소할 수 있다.

패드장착부(31)의 전방 모서리(32)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전체적으로 둥근 형태로 마련될 수 있다. 이와 같이, 패드장착부(31)의 전방은 뾰족하게 돌출된 부분이 없이 둥글게 마련되므로, 청소 로봇(1)이 주행하거나 방향을 전환할 때 패드장착부(31)의 모서리에 외부의 장애물에 걸려 간섭되는 것이 방지될 수 있다.

패드장착부(31)의 후방 모서리(33)는 공간의 효율성을 위해 직선으로 연장될 수 있다. 이와 같이, 패드장착부(31)는 전체적으로 반원형으로 마련될 수 있다. 그러나 패드장착부(31)의 형태는 반원형의 형태에 한정되지 않고 다양한 형태로 마련될 수 있다.

본체(10)의 일측에는 센서(12, 13)가 구비될 수 있다. 본체(10)의 전방에는 장애물을 감지하는 초음파 센서(13)가 위치되고, 본체(10)의 측면에는 접촉식 센서인 리미트 센서(12)가 위치될 수 있다.

리미트 센서(12)는 본체(10)의 외부로 돌출되어 위치될 수 있다. 리미트 센서(12)는 외부의 장애물인 벽면과 접촉되면 온(ON) 상태가 되고, 리미트 센서(12)가 온 상태일 때 청소 로봇(1)은 전방으로 주행할 수 있다.

일례로 리미트 센서(12)는 본체(10)의 일측면에만 구비될 수 있다. 리미트 센서(12)가 본체(10)의 일측면에만 구비되면, 청소 로봇(1)이 동일한 공간을 반복하여 주행하도록 하는 동작에 관한 제어 알고리즘이 단순해질 수 있다. 그러나 리미트 센서(12)에 관한 실시예는 상기 기재된 바에 한정되지 않는다. 경우에 따라, 리미트 센서(12)는 본체(10)의 양쪽 측면에 모두 위치될 수도 있다.

리미트 센서(12)는 본체(10)로부터 연장된 암(11)에 설치될 수 있다. 일례로 암(11)의 일단부에는 리미트 센서(12)가 위치되고, 암(11)의 타단부는 본체(10)에 고정될 수 있다. 이와 같이, 리미트 센서(12)는 암(11)에 의해 본체(10)로부터 이격되어 위치될 수 있다. 리미트 센서(12)가 본체(10)의 측면으로부터 이격되어 위치되므로, 청소 로봇(1)이 주행할 때 본체(10)의 측면이 벽면과 마찰되어 주행이 방해되거나 본체(10)의 측면이 마모되는 것을 방지할 수 있다.

리미트 센서(12)가 외부의 장애물인 벽면에 접촉될 때, 리미트 센서(12)는 벽면에 의해 가압될 수 있다. 이때, 암(11)은 벽면에 의해 가압되는 힘에 의해 일단부가 본체(10)의 내측으로 밀릴 수 있게 구비된다. 암(11)의 일단부가 본체(10)의 내측으로 밀릴 수 있는 구조로 구비됨으로써, 리미트 센서(12)에 가해질 수 있는 충격이 완충될 수 있다.

초음파 센서(13) 및 리미트 센서(12)에 의해 감지된 정보는 본체(10)에 위치한 제어부(미도시)로 전송되고, 제어부는 전송받은 정보에 따라 청소 로봇(1)의 동작을 제어할 수 있다.

상세히, 초음파 센서(13)에 의해 청소 로봇(1)의 소정 거리 이내의 전방에 장애물이 위치하는지 여부를 감지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 로봇(1)은 벽에 인접한 바닥면을 청소하도록 제어되므로, 여기서 장애물은 벽(wall)일 수 있다.

초음파 센서(13)에 의해 전방에 벽이 위치된 것으로 감지되면, 초음파 센서(13)는 감지된 정보를 제어부로 전송하고, 제어부는 전방 휠(21)의 회전축의 방향을 제어하여 청소 로봇(1)의 주행 방향을 전환시킬 수 있다.

청소 로봇(1)의 주행 방향이 전환되고, 본체(10)의 측면에 위치된 리미트 센서(12)가 벽면에 접촉되면 청소 로봇(1)은 전방으로 주행하도록 제어될 수 있다. 이때, 청소 로봇(1)은 리미트 센서(12)가 벽면에 접촉된 상태로 전방으로 주행할 수 있다.

리미트 센서(12)가 벽면에 접촉된 상태로 청소 로봇(1)이 주행하다가, 초음파 센서(13)에 의해 전방에 장애물이 있는 것으로 감지되면, 청소 로봇(1)은 또 다시 주행 방향이 전환될 수 있다. 주행 방향이 전환되어 리미트 센서(12)가 벽면에 접촉되면, 청소 로봇(1)은 리미트 센서(12)가 벽면에 접촉된 상태로 벽면을 따라 전방으로 주행할 수 있다.

이와 같은, 동작을 반복하면서 청소 로봇(1)은 벽면을 따라 이동하며 벽면과 바닥면의 경계가 되는 가장자리 부분을 청소할 수 있다.

이하, 리미트 센서(12)와 초음파 센서(13)에 의해 감지된 정보에 의해 청소 로봇(1)의 주행 방향이 전환되는 제어 방법에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 로봇의 동작 모습을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, F 위치에 놓인 청소 로봇은 전방으로 주행한다. 초음파 센서(13)에 의해 전방에 위치된 A 벽이 감지되면, 청소 로봇(1)은 일 방향으로 회전하여 S 위치로 주행 방향을 변경한다. 청소 로봇(1)은, 주행 방향이 전환되고 리미트 센서(12)가 A 벽에 접촉하면, 리미트 센서(12)가 A 벽에 접촉된 상태로 B 벽이 위치한 전방으로 이동한다.

청소 로봇(1)이 A 벽을 따라 이동하다가, 초음파 센서(13)에 의해 전방의 B 벽이 감지되면, 로봇 청소기(1)는 다시 일 방향으로 회전하여 주행 방향을 변경한다. 주행 방향이 변경되고, 리미트 센서(12)가 B 벽에 접촉되면, 청소 로봇(1)은 리미트 센서(12)가 B 벽에 접촉된 상태로 B 벽을 따라 전방으로 이동한다.

이와 같은 주행과 방향 전환의 동작을 반복하여, 청소 로봇(1)은 C 벽 및 D 벽을 따라 이동할 수 있다. 청소 로봇(1)은 A 벽, B 벽, C 벽 및 D 벽을 따라 차례로 지나가면서 벽에 인접한 바닥면을 청소할 수 있다. 청소 로봇(1)이 A 벽, B 벽, C 벽 및 D 벽을 따라 차례로 지나는 동작은 반복될 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 청소 로봇(1)은 벽면을 따라 이동하면서 벽면에 인접한 바닥면을 깨끗하게 청소할 수 있다. 또한, 전방이 둥근 형상으로 구비되는 패드장착부(31)의 형상에 의해, 외부의 장애물에 의해 청소 로봇(1)의 주행이 간섭되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 리미트 센서(12)가 본체(10)의 외부로 돌출되도록 마련되므로 청소 로봇(1)의 주행이 방해되거나 본체(10)의 측면과 벽면 건의 마찰에 의해 본체(10)의 측면이 마모되는 것을 방지할 수 있다. 리미트 센서(12)는 본체(10)의 내측으로 휘어질 수 있는 암(11)에 의해 본체(10)와 연결되므로, 벽과 접촉될 때 리미트 센서(12)에 전달되는 충격이 완화될 수 있다.

또한, 리미트 센서(12)가 본체(10)의 일 측면에만 구비되는 경우, 청소 로봇(1)은 어느 한 방향으로만 회전하도록 설계될 수 있어 청소 로봇(1)의 제어에 관한 알고리즘을 단순화시킬 수 있다.

예를 들어, 리미트 센서(12)가 본체(10)의 좌측면에 구비될 때, 초음파 센서(13)에 의해 전방에 벽이 있는 것으로 감지되면 청소 로봇(1)은 우회전을 하도록 제어될 수 있다. 청소 로봇(1)이 우회전을 하여 본체(10)의 좌측면에 구비된 리미트 센서(12)가 벽에 접근하여 접촉될 수 있다.

이와 같이, 리미트 센서(12)가 본체(10)의 좌측면에만 구비되는 경우, 전방의 벽이 감지될 때 청소 로봇(1)은 좌회전을 할 필요 없이 우회전을 하도록 제어될 수 있다. 따라서 청소 로봇(1)의 동작이 효율적으로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 청소 로봇(1)의 동작에 관한 알고리즘을 단순화시킬 수 있어, 청소 로봇(1)의 설계가 용이하게 이루어질 수 있다.

상기에서는, 리미트 센서(12)가 벽면에 접촉된 상태로 청소 로봇(1)이 주행하는 경우에 관하여 설명하였으나, 청소 로봇(1)이 위치된 공간에 가구 등이 배치되어 있는 경우, 리미트 센서(12)는 그 공간 내에 위치된 가구 등과 접촉된 상태에서 청소 로봇(1)이 주행할 수 있다.

1: 청소 로봇 10: 본체
11: 암 12: 리미트 센서
13: 초음파 센서 21: 전방 휠
22: 후방 휠 30: 패드유닛
31: 패드장착부 32: 전방 모서리부
33: 후방 모서리부 P: 패드

Claims (4)

1. 본체;
   상기 본체의 하부에 장착되는 휠;
   상기 본체의 하부에 장착되어 바닥면을 청소하는 패드유닛;
   상기 본체의 전방에 장착되어 장애물을 감지하는 초음파 센서; 및
   상기 본체의 일측면에 장착되는 리미트 센서; 를 포함하고,
   상기 리미트 센서가 벽면과 접촉되어 온 상태가 되면 전방으로 주행하는 청소 로봇.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 초음파 센서에 의해 전방의 장애물이 감지되면 상기 휠에 의해 주행 방향이 전환되고, 상기 패드유닛은 적어도 일부가 상기 본체의 전방으로 돌출되도록 배치되는 청소 로봇.
3. 제1항에 있어서,
   상기 리미트 센서는 상기 본체로부터 연장되는 암의 일단부에 장착되고, 상기 암은 휘어질 수 있게 구비되어 상기 리미트 센서와 벽면과의 충돌이 상기 암에 의해 완충되는 청소 로봇.
4. 제1항에 있어서,
   상기 패드유닛은, 전방 모서리가 둥근 형태로 구비되는 청소 로봇.

Images