KR20210029583A - 청소기 및 청소기의 제어 방법 - Google Patents

청소기 및 청소기의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

청소기가 개시된다. 본 개시에 따른 청소기는, 청소기의 외부의 먼지를 흡입하는 흡입 장치, 흡입 장치에 인접 배치되는 발광 소자와 수광 소자를 포함하는 먼지 감지 센서, 흡입 장치를 통하여 흡입된 먼지를 저장하는 먼지통, 및 수광 소자에서 출력된 전압 값에 기초하여 먼지 유입 여부 및 먼지통의 먼지량을 판단하고, 판단된 먼지 유입 여부 및 먼지량에 기초하여 먼지 감지 센서를 제어하는 프로세서를 포함한다. 이때, 발광 소자 및 수광 소자는 먼지통의 외부에서 먼지통의 유입구 방향으로 배치된다.

Description

청소기 및 청소기의 제어 방법 { CLEANER AND CONTROL METHOD THEREOF }
본 개시는 청소기 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 구체적으로 하나의 센서를 이용하여 먼지 유입 여부 및 먼지통의 먼지량을 판단하는 청소기 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
청소기는 청소기의 외부에 존재하는 먼지를 흡입하여 외부의 먼지를 제거하는 장치이다. 청소기는 청소기의 흡입구로 유입되는 먼지가 감지되면 청소기 흡입력을 높이고, 먼지통에 먼지가 가득 차면 사용자에게 먼지통의 상태를 알릴 수 있다. 이를 위하여 청소기는 흡입구로 유입되는 먼지를 감지하는 센서 및 먼지통 내 먼지량을 감지하는 센서 등 복수의 센서를 필요로 하였다.
먼지 유입 감지 센서로 사용되는 피에조(PIEZO)센서는 큰 이물질만을 감지할 수 있고, 먼지와 같은 작은 이물질은 감지하기 어려운 단점이 있어 적외선 센서를 먼지 유입 감지 센서로 사용하게 되었다. 그러나 발신 소자와 수신 소자가 서로 마주 보는 대향형 적외선 센서의 경우 발/수신 소자의 FOV(Field of View)영역을 제외하고는 먼지를 감지하기 어려운데, 먼지가 감지되지 않는 사각 영역이 넓다는 문제가 존재하였다.
한편, 먼지통 내의 먼지량을 감지하는 센서는 주로 먼지통 내에서 대향형 적외선 센서로 설치되었다. 먼지량 감지 센서는 먼지가 쌓이면서 발광 및 수광이 차단되어 먼지통의 가득참(Full)을 감지하였다. 그러나, 이러한 먼지량 감지 센서는 먼지통내 발광 센서 및 수광 센서의 발/수광 부분이 오염되는 경우 먼지량을 제대로 감지하기 어렵다는 문제가 있다.
또한, 먼지 감지 센서 및 먼지량 감지 센서와 같이 복수의 센서가 설치되어 청소기의 제조 단가가 상승되거나, 복수의 센서가 청소기 내 많은 공간을 차지하여 청소기의 크기 및 부피가 커지는 문제가 존재하였다.
본 개시는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 센서를 사용하여 청소기 내부로의 먼지의 유입 여부 및 먼지통의 먼지량 여부를 판단하는 청소기 및 이의 제공 방법을 제공함에 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기는, 본체; 상기 청소기의 외부의 먼지를 흡입하는 흡입 장치; 상기 흡입 장치에 인접 배치되는 발광 소자와 수광 소자를 포함하는 먼지 감지 센서; 및 상기 흡입 장치를 통하여 흡입된 먼지를 저장하는 먼지통; 상기 수광 소자에서 출력된 전압 값에 기초하여 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하고, 상기 판단된 먼지 유입 여부 및 먼지량에 기초하여 상기 청소기의 동작을 제어하는 프로세서;를 포함하고, 상기 발광 소자 및 상기 수광 소자는 상기 먼지통의 외부에서 상기 먼지통의 유입구 방향으로 배치된다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기의 제어 방법은, 상기 청소기의 외부의 먼지를 흡입하는 단계; 발광 소자를 이용하여 빛을 상기 청소기에 포함된 먼지통의 외부에서 상기 먼지통의 유입구 방향으로 발광하는 단계; 수광 소자를 이용하여 빛의 광량을 감지하는 단계; 상기 감지된 광량에 대응되어 상기 수광 소자로부터 출력된 전압 값에 기초하여 상기 청소기 내 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는 단계; 및 상기 판단된 먼지 유입 여부 및 먼지량에 기초하여 상기 청소기의 동작을 제어하는 단계;를 포함한다.
도 1A 및 도 1B는 본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 청소기의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따라 먼지통의 먼지량을 판단하는 청소기를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따라 먼지 유입 여부를 판단하는 청소기를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기의 구성을 보다 상세하게 설명하기 위한 블록도,
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 먼지 감지 센서의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 7A 및 도 7B는 본 개시의 일 실시 예에 따른 먼지 감지 센서의 위치를 설명하기 위한 도면, 및
도 8 및 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 개시에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 부프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 개시에서, 청소기는 공기를 흡입하는 방식으로 외부의 먼지나 이물질을 빨아들이는 장치로, 진공청소기, 스탠디형 진공청소기, 핸디형 진공청소기, 로봇청소기, 사이클론 청소기 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 개시에서, 먼지는 청소기 외부의 이물질을 총칭하는 것으로, 공기 중에 부유하는 미입자 뿐만 아니라, 모래, 머리카락과 같은 입자가 큰 이물질을 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로 도 1A는 본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기를 도시한 사시도이고, 도 1B는 본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기에 포함된 구성 요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 1A를 참조하면, 청소기(100)는 본체(11), 브러시(12), 흡입 장치 (13) 및 먼지통(14)를 포함할 수 있다.
본체(11)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 도 1A에서는 원형의 로봇 청소기의 형태로 도시되어 있으나, 상술한 바와 같이 본 개시의 청소기는 진공청소기, 스탠드형 진공청소기, 핸디형 진공청소기, 로봇청소기, 사이클론 청소기 등으로 다양하게 구현될 수 있다는 점에서, 본체는 사각형, 직육면체형, 원통형 등으로 다양하게 형성될 수 있다.
본체(11)는 청소기(100)의 외부의 이물질을 청소기(100)의 내부로 흡입하도록 본체(11)의 일 측면에 흡입구를 형성할 수 있다. 본 개시에서는 본체의 하부에 흡입구가 마련되는 것으로 도시되었으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니며, 청소기의 종류 및 형태에 따라 흡입구의 위치는 다양할 수 있다.
이때, 흡입구에는 청소기 바닥 면의 이물질 또는 먼지를 제거하는 브러시(12)가 마련되거나 연결될 수 있다. 브러시(12)가 흡입구와 연결되는 경우, 브러시(12)는 연장 부재(미도시), 핸들 장치(미도시) 등을 통하여 흡입구와 연결될 수 있다.
한편, 이는 일 실시 예이며, 경우에 따라 본체의 흡입구는 흡입 장치(13)와 연결될 수 있으며, 흡입 장치가 브러시를 포함할 수도 있다.
도 1B는 본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기에 포함된 구성 요소를 설명하기 위한 도면이다.
브러시(12)는 청소기 외부의 먼지를 쓸어 올린다. 브러시(12)는 모터에 의해 회전하면서 청소기 바닥 면의 먼지 또는 이물질을 청소기(100)의 흡입구 측으로 유도할 수 있다. 브러시(12)에 의해 흡입구로 유도된 먼지 또는 이물질은 청소기(100) 내부로 흡입되어 흡입 장치(13)를 통해 먼지통(14)에 집진될 수 있다.
브러시(12)는 사이드 브러시를 포함할 수도 있다. 특히 청소기(100)가 로봇 청소기인 경우, 브러시(12) 외에 추가적으로 사이드 브러시(미도시)를 포함할 수 있으며, 사이드 브러시(미도시)는 바닥의 먼지를 모아 흡입 유로에 근접한 메인 브러시로 보낼 수 있다. 사이드 브러시(미도시)는 브러시(12)의 모터와 별도의 모터로 구동될 수 있다.
흡입 장치(13)는 청소기(100) 외부의 먼지를 흡입하는 구성 요소이다. 흡입 장치(13)는 청소기 외부의 공기와 함께 청소기 외부의 먼지를 흡입할 수 있다.
흡입 장치(13)는 청소기(100)의 흡입구와 연결될 수 있다. 흡입 장치(13)는 흡입 유로를 포함할 수 있는데 흡입 유로를 통과한 먼지는 먼지통(14)에 저장될 수 있다. 즉, 흡입 장치(13)는 본체(11)의 흡입구와 먼지통(14)을 연결하여, 흡입구를 통하여 흡입된 먼지가 먼지통(14)에 저장되도록 한다. 흡입 장치(13)를 통하여 먼지가 흡입구에서 먼지통(14)으로 이동된다는 점에서, 흡입 장치(13)와 인접한 위치에 먼지의 유입을 감지하기 위한 먼지 감지 센서(110)가 마련될 수 있다.
먼지통(14)은 본체(11)의 후방에 설치될 수 있다. 먼지통(14)은 청소기(100)가 흡입한 먼지를 저장할 수 있으며, 먼지통(14)에 저장된 먼지 또는 이물질의 양이 기 설정된 값 이상이 되는 경우, 청소기(100)는 먼지통이 가득 찼다는 알림 표시를 표시할 수 있다. 또한, 청소기(100)가 로봇 청소기인 경우 먼지통(14)에 저장된 먼지 또는 이물질의 양이 기 설정된 값 이상이 되는 경우, 청소기(100)는 도킹 스테이션(미도시)으로 이동하여 도킹할 수 있다. 그리고, 먼지통(14)에 집진된 먼지 또는 이물질은 도킹 스테이션(미도시) 내의 먼지통으로 흡입될 수도 있다. 또는, 먼지통에 집진된 이물질 또는 먼지는 사용자가 먼지통을 분리하여 버리거나 먼지통을 교체함으로써 제거될 수 있다.
흡입 모터(15)는 청소기 외부의 먼지가 먼지통(14)으로 흡입되도록 흡입력을 발생시킨다. 구체적으로, 흡입 모터(15)는 흡입 모터(15)의 회전력을 먼지 흡입 팬(미도시)에 전달하여 먼지 흡입 팬(미도시)를 회전시킨다. 먼지 흡입 팬에 의해 청소기 외부의 공기가 청소기 외부의 먼지와 함께 흡입 장치(13)로 유입된다.
흡입 모터(15)는 먼지 감지 유무에 따라 흡입력의 크기를 다르게 할 수 있다. 흡입 모터(15)는 먼지가 감지 되지 않는 상태에서 노말(normal) 모드로 동작하면서 기 설정된 크기의 흡입력이 발생되도록 할 수 있다. 그리고, 흡입 모터(15)는 먼지가 감지되는 경우, 터보(turbo) 모드로 동작하면서 노말 모드에서의 기 설정된 크기 이상의 흡입력이 발생되도록 할 수 있다.
한편, 먼지 감지 센서(110)는 먼지의 유입 뿐만 아니라, 먼지통(14)의 먼지의 양을 감지하는데 사용될 수 있다. 이를 위하여, 먼지 감지 센서(110)는 먼지통(14)의 외부에 마련되어, 먼지통(14)의 외부에서 먼지통의 유입구 방향으로 배치될 수 있다.
이하에서는, 본 개시에 따른 청소기(100)에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 청소기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 청소기(100)는 먼지 감지 센서(110) 및 프로세서(120)를 포함한다.
먼지 감지 센서(110)는 청소기(100)의 외부에서 내부로 유입되는 먼지 또는 이물질를 감지하기 위한 구성요소이다. 먼지 감지 센서(110)는 발광 소자 및 수광 소자를 포함할 수 있다. 이때, 발광 소자 및 수광 소자는 서로 인접하여 배치될 수 있다. 또한 하나의 발광 소자는 적어도 2개 이상의 수광 소자 사이에 일렬로 배치될 수 있다. 그러나, 이는 일 실시 예일 뿐 반드시 이에 한하는 것은 아니다. 즉, 발광 소자 및 수광 소자의 개수 및 위치는 실시 예에 따라 다양할 수 있다.
발광 소자는 적외선 광센서로서 빛을 발할 수 있다. 구체적으로 발광 소자는 먼지통(14)의 외부에서 먼지통(14)의 유입구 방향으로 배치되어, 먼지통(14)의 외부에서 먼지통(14)의 유입구 방향으로 빛을 발할 수 있다. 발광 소자에서 발한 빛은 먼지통(14) 또는 먼지통(14) 내부의 먼지나 이물질에 의해 반사될 수 있다. 한편, 먼지 감지 센서(110)는 흡입 장치(13)에 인접하여 마련될 수 있는데, 발광 소자에서 발한 빛은 흡입 장치(13) 또는 흡입 장치(13)를 통하여 먼지통(14)으로 유입되는 먼지에 의해 반사될 수도 있다.
수광 소자 또한 적외선 광센서로서 빛을 수신할 수 있다. 구체적으로, 수광 소자는 발광 소자에 의해 반사된 빛을 수신할 수 있다. 수광 소자 또한, 발광 소자와 마찬가지로, 흡입 장치(13)에 마련되어 먼지통(14)의 외부에서 먼지통(14)의 유입구 방향으로 배치될 수 있다. 따라서, 수광 소자는 흡입 장치(13) 및 흡입 장치(13) 내부의 먼지에 의해 반사된 빛 뿐만 아니라, 먼지통(14) 내부 및 먼지통(14) 내부의 먼지에 의해 반사된 빛을 수신할 수 있다. 빛이 반사된 위치에 따라 빛의 반사 면적 및 단위 면적당 반사된 빛의 양이 달라질 수 있다. 따라서, 빛의 반사된 위치에 따라 수광 소자에 도달하는 빛의 양 또한 달라질 수 있다.
한편, 수광 소자는 수신한 빛의 양에 대응되는 전압을 출력할 수 있다. 발광 소자에서 발한 빛의 반사 위치에 따라 수광 소자에 도달하는 빛의 양이 달라진다는 점에서, 수광 소자에서 출력되는 전압의 크기는 발광 소자로부터 발광된 빛의 반사 위치에 따라 달라질 수 있다.
가령, 수광 소자가 흡입 장치(13) 또는 흡입 장치(13)를 통하여 먼지통(14)으로 유입되는 먼지에 의해 반사된 빛을 수신한 경우, 수광 소자가 흡입 장치(13)에 인접하여 마련된다는 점에서, 수광 소자는 많은 양의 반사된 빛을 받을 수 있다. 이 경우, 수광 소자는 수신된 광량에 기초하여 높은 전압을 출력할 수 있다. 반면, 수광 소자가 먼지통(14) 또는 먼지통(14) 내부의 먼지에 의해 반사된 빛을 수신한 경우, 수광 소자와 빛의 반사 위치 간의 거리가 멀어 빛의 반사 영역이 넓다는 점에서, 수광 소자는 흡입 장치(13) 내에서 반사된 빛을 수신한 경우보다 적은 양의 빛을 받을 수 있다. 이 경우, 수광 소자는 수신된 광량에 기초하여 낮은 전압을 출력할 수 있다.
프로세서(120)는 청소기(100)의 전반적인 동작 및 기능을 제어할 수 있다.
프로세서(120)는 수광 소자에서 출력된 전압 값에 기초하여 청소기(100) 내의 먼지 유입 여부 및 먼지통(14)의 먼지량을 판단할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 기설정된 시간 단위 내에서 수광 소자에서 출력된 적어도 하나의 전압 값의 평균에 기초하여 먼지통의 먼지량 및 먼지 유입 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 기 설정된 제1 시간(가령, 2ms)마다 수광 소자로부터 전압 값을 획득할 수 있다. 그리고, 프로세서(120)는 기 설정된 제1 시간마다 획득한 복수의 전압 값 중 일부를 선택하여 기 설정된 제2 시간(가령, 10ms) 내에서의 적어도 하나의 전압 값에 대한 평균을 산출할 수 있다. 이때, 제2 시간 단위는 제1 시간 단위를 포함할 수 있다. 가령, 프로세서(120)는 2ms마다 수광 소자로부터 수광 소자가 받은 광량에 대응되는 전압 값을 획득하고, 2ms마다 획득된 복수의 전압 값 중 5개의 선택하여 10ms 단위 내에서의 5개의 전압 값에 대한 평균을 산출할 수 있다.
프로세서(120)는 기 설정된 제1 시간마다 복수의 전압 값에 대한 평균을 산출할 수 있다. 즉, 프로세서(120)는 기 설정된 제1 시간마다 수광 소자로부터 전압 값을 획득하는 동시에, 전압 값을 획득하기 이전에 수광 소자로부터 획득한 적어도 하나의 전압 값을 이용하여 기 설정된 제2 시간 범위에서의 복수의 전압 값에 대한 평균을 산출할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따라, 프로세서(120)는 수광 소자로부터 획득한 전압 값이 기 설정된 범위에 해당하는 경우, 기 설정된 제2 시간 단위 내에서의 복수의 전압 값에 대한 평균을 산출할 수도 있다. 가령, 프로세서(120)는 수광 소자로부터 획득한 전압 값이 0.001V 이상 1V 이하인 경우에만 기 설정된 시간 단위 내에서 획득된 복수의 전압 값에 대한 평균을 산출할 수 있다.
그리고, 프로세서(120)는 기 설정된 시간 단위 내에서의 수광 소자에서 출력된 전압 값의 평균(이하, 평균 전압 값)에 기초하여 먼지통의 먼지량을 판단할 수 있다.
이와 관련하여, 도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따라 먼지통의 먼지량을 판단하는 청소기를 설명하기 위한 도면으로, 시간에 따른 평균 전압 값을 나타내는 그래프을 도시한 도면이다.
상술한 바와 같이, 프로세서(120)는 기 설정된 시간(가령 2ms) 마다 기 설정된 시간 단위(가령, 10ms) 내에서의 수광 소자에서 출력된 전압 값의 평균(이하, 평균 전압 값)을 획득할 수 있다.
한편, 먼지통(14)의 먼지량이 많아질수록 먼지통 내부의 먼지는 쌓인다는 점에서 발광 소자에서 먼지통(14) 내부로 발한 빛이 반사되는 위치는 먼지통(14)의 먼지량에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 먼지통(14)의 먼지량이 적을 경우, 수광 소자는 먼지통(14)의 바닥면 또는 그와 인접한 위치에서 반사된 빛을 받게 되지만, 먼지통(14)의 먼지량이 많은 경우, 수광 소자는 먼지통(14)의 유입구와 인접한 위치에서 반사된 빛을 받을 수 있다. 즉, 먼지통(14)에 먼지가 쌓이면 쌓일수록 발광 소자에서 발한 빛이 반사되는 위치는 먼지통의 유입구와 가까워질 수 있고, 수광 소자가 받는 광량도 많아질 수 있다. 이에 따라, 먼지통(14) 내 먼지가 쌓일수록 수광 소자가 출력하는 전압 값도 증가하게 된다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 시간에 따른 평균 전압 값도 증가하게 된다.
프로세서(120)는 기 설정된 시간 단위 내에서 수광 소자에서 출력된 전압 값의 평균, 즉, 평균 전압 값이 기 설정된 값 이상이면 먼지통(14)의 먼지량이 풀(Full)인 것으로 판단할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 평균 전압 값이 기 설정된 시간(Δt)동안 기 설정된 임계값 이상인 경우, 먼지통(14)의 먼지량이 풀(Full)인 것으로 판단할 수 있다. 여기에서, 기 설정된 임계값 및 기 설정된 시간은 먼지통(14)의 용량에 따라 달라지는 값으로, 실험에 따라 다양하게 결정될 수 있다.
한편, 프로세서(120)는 산출된 평균 전압 값을 이용하여 청소기(100)의 외부에서 먼지통(14)으로 먼지가 유입되는지 여부를 판단할 수도 있다.
이와 관련하여, 도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따라 먼지 유입 여부를 판단하는 청소기를 설명하기 위한 도면이다.
상술한 바와 같이, 발광 소자 및 수광 소자를 포함하는 먼지 감지 센서(110)는 흡입 장치(13)와 인접한 위치에 마련된다는 점에서, 발광 소자에서 발한 빛은 흡입 장치(13) 내부의 먼지에 반사되어 수광 소자가 수신할 수 있다. 즉, 수광 소자는 청소기(100)에서 흡입 장치(13)를 통하여 먼지통(12)에 유입되는 먼지에 반사된 빛을 수신할 수 있으며, 프로세서(120)는 이를 이용하여 청소기(100)에 먼지가 유입되는지 여부를 판단할 수 있다.
프로세서(120)는, 상술한 바와 같이, 기 설정된 제1 시간 단위마다 수광 소자로부터 출력된 전압 값을 획득할 수 있으며, 획득된 전압 값을 기초로 제2 시간 단위 내에서의 평균 전압 값을 산출할 수 있다. 이때, 제2 시간 단위는 제1 시간 단위를 포함할 수 있다.
도 4의 그래프(401)은 기 설정된 제1 시간 단위마다 수광 소자로부터 출력된 전압 값을 나타내며, 그래프(402)는 기 설정된 제1 시간 단위마다 산출된 평균 전압 값을 나타낸다.
프로세서(120)는 평균 전압 값과 출력된 전압 값을 비교하여, 그 차이가 기 설정된 제1 값 이상인 경우, 청소기(100)의 외부에서 먼지가 유입되는 것으로 판단할 수 있다.
프로세서(120)는 t1 시간에서 수광 소자로부터 출력된 전압 값을 획득하고, t1 시간 이전에 수광 소자로부터 획득한 적어도 하나의 전압 값을 기초로 평균 전압 값을 획득할 수 있다. 그리고, 프로세서(120)는 획득한 전압 값과 평균 전압 값 간의 차이가 기 설정된 제1 값 이상인 경우, 외부에서 먼지가 유입되는 것으로 판단할 수 있다. 여기에서 기 설정된 값은 실험에 의해 획득된 값으로, 청소기의 종류에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 본 개시의 실시 예에 따라 청소기의 먼지 유입 상태 여부 또는 먼지통의 먼지량 판단 여부의 판단 방법은 다양할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 평균 전압 값과 출력 전압 값의 차이가 기 설정된 제1 값 이상인 경우, 평균 전압 값이 기 설정된 범위 이내인지 판단할 수 있다. 구체적으로, 평균 전압 값과 출력 전압 값의 차이가 기 설정된 값 이상인 경우, 프로세서(120)는 평균 전압 값이 기 설정된 제2 값 이상 기 설정된 제3 값 미만인지 판단할 수 있으며, 평균 전압 값이 이에 해당하는 경우, 먼지 유입 상태인 것으로 판단할 수 있다. 반면, 평균 전압 값이 기 설정된 제3 값을 초과하는 경우, 프로세서(120)는 먼지통(14)이 풀 상태인 것으로 판단할 수 있고, 평균 전압 값이 기 설정된 제2 값보다 작은 경우 먼지통(14)이 청소기(100)에서 분리된 상태인 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이 하나의 센서를 이용하여 먼지 유입 여부 및 먼지통의 먼지량을 판단하는 방법은 다양할 수 있다.
다시 도 2를 참조하여, 프로세서(120)는, 판단된 먼지 유입 여부 및 먼지량에 기초하여 청소기(100)의 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(120)는 먼지 유입 여부에 따라 흡입 모터를 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 먼지 감지 센서(110)의 감지 결과 청소기(100)의 외부에서 내부로 먼지가 유입되는 것으로 판단되는 경우, 흡입 모터(15)의 흡입력을 높이도록 흡입 모터(15)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(120)는 청소기(100)가 온(On) 상태이면서 청소기에 먼지가 유입되지 않는 것으로 판단된 경우, 흡입 모터(15)가 노말(normal) 모드로 동작하도록 흡입 모터(15)를 제어할 수 있다. 여기에서, 노말(normal) 모드는 흡입 모터(15)의 동작 모드 중 하나로, 기 설정된 크기(가령, 150 AW(Air Watt))의 흡입력을 가지는 상태를 나타낸다.
그리고, 프로세서(120)는 청소기(100)에 먼지 유입이 있는 것으로 판단되는 경우, 흡입 모터(15)가 터보(turbo) 모드로 동작하도록 흡입 모터(15)를 제어할 수 있다. 이때, 터보(turbo) 모드는 흡입 모터(15)의 동작 모드 중 하나로, 노말 모드에서의 흡입력보다 더 큰 흡입력을 가지는 상태를 나타낸다. 가령, 노말 모드에서의 흡입 모터(15)의 흡입력은 150 AW 인 반면, 터보 모드에서의 흡입 모터(15)의 흡입력은 180 AW 일 수 있다.
즉, 프로세서(120)는 청소기에 먼지가 유입되지 않는 것으로 판단되면 흡입 모터의 흡입력이 기 설정된 값(노말 모드에 대응되는 값)을 가지도록 흡입 모터(15)를 제어하고, 청소기에 먼지가 유입되는 것으로 판단되면 흡인 모터(15)의 흡인력을 기설정된 값 이상으로 높이도록 흡입 모터를 제어할 수 있다.
이에 따라, 청소기(100)는 먼지 유입 여부에 기초하여 흡입 모터(15)의 흡입력을 제어할 수 있게 되며, 전력 소비를 줄일 수 있게 된다. 한편, 이는 일 실시 예일 뿐이며, 프로세서(120)는 먼지가 유입되는 것으로 판단되는 경우, 브러시(12)의 회전 속도를 증가시킬 수도 있다.
프로세서(120)는 먼지통(14)의 먼지량에 기초하여 먼지 감지 센서(110)의 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 먼지 감지 센서(110)의 감지 결과 먼지통(14)의 먼지량이 풀인 것으로 판단되면, 먼지 감지 센서(110)의 먼지 유입 감지 동작을 중단할 수 있다. 그리고, 프로세서(120)는 청소기(100)가 기 설정된 위치로 이동하도록 구동 장치(미도시)를 제어할 수 있다. 여기에서 기 설정된 위치는, 로봇 청소기의 배터리가 충전되거나 로봇 청소기의 먼지통이 비워지는 로봇 청소기의 스테이션을 의미할 수 있다. 즉, 프로세서(120)는 먼지통(14)의 먼지량이 풀인 것으로 판단되면, 청소기(100)가 스테이션으로 이동할 수 있도록 구동 장치(미도시)를 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(120)는 전원부(미도시)로부터 배터리의 용량 정보를 획득할 수 있다. 여기에서, 배터리의 용량 정보는, 배터리의 전체 용량, 배터리의 사용 가능한 용량, 배터리의 사용 가능한 시간 등을 포함할 수 있다.
프로세서(120)는 획득한 배터리의 용량 정보를 기초로, 먼지 유입 여부 및 먼지통의 먼지량을 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 배터리의 사용 가능한 용량이 기 설정된 값을 초과하는 경우에만, 청소기(100)에 먼지가 유입되는지 여부 및 먼지통(14)의 먼지량을 판단할 수 있다. 즉, 배터리의 사용 가능한 용량이 기 설정된 값 이하인 경우, 프로세서(120)는 청소기(100)에 먼지가 유입되는지 여부 및 먼지통(14)의 먼지량을 판단하지 않을 수 있다. 예를 들어, 청소기가 로봇 청소기이고, 배터리의 사용 가능한 용량이 기 설정된 값 이하라면, 프로세서(120)는 먼지 유입 여부 및 먼지통(14)의 먼지량에 대한 판단을 중지하고, 스테이션(미도시)으로 이동하도록 구동 장치(미도시)를 제어할 수 있다. 이 경우, 프로세서(120)는 브러시(12) 및 흡입 모터(15)의 동작을 중지 할 수 있다. 스테이션으로 청소기(100)가 이동되면, 프로세서(120)는 청소기의 배터리가 충전되도록 전원부(미도시)를 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(120)는 청소기(100)의 동작 모드를 판단하고, 청소기(100)의 동작 모드가 특정 모드인 경우에만 먼지 유입 여부 및 먼지통(14)의 먼지량을 판단할 수 있다. 여기에서 청소기(100)의 동작 모드는, 자동 모드, 수동 모드, 포인트 클리닝(Point Cleaning)모드 등을 포함할 수 있으며, 이는 청소기의 종류 및 시스템의 설정에 따라 다양할 수 있다. 자동 모드는 청소기(100)가 사용자의 조작 없이 자동적으로 동작하면서 먼지를 감지하고 먼지를 흡입하는 모드를 나타내고, 수동 모드는 청소기(100)가 사용자의 조작에 따라 동작하는 모드를 나타내며, 포인트 클리닝 모드는 청소기(100)가 사용자가 지정한 특정 영역을 이동하면서 자동적으로 먼지를 감지하고 먼지를 흡입하는 모드를 나타낸다.
프로세서(120)는 청소기(100)의 동작 모드가 자동 모드인 경우에만 먼지 유입 여부 및 먼지통(14)의 먼지량을 판단할 수 있으며, 청소기(100)의 동작 모드가 수동 모드이거나 그 이외의 모드인 경우, 먼지 유입 여부 및 먼지통(14)의 먼지량을 판단을 중단할 수 있다.
그 밖에, 프로세서(120)는 청소기의 청소 완료 여부를 기초로, 먼지 유입 여부 및 먼지통(14)의 먼지량을 판단할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 청소기의 이동 정보를 기초로, 청소기의 청소 완료 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 청소기의 누적된 이동 정보를 기초로, 청소가 가능한 영역의 정보를 획득할 수 있으며 이를 메모리(미도시)에 저장할 수 있다. 그리고, 프로세서(120)는 획득된 청소 가능 영역에 대한 정보를 청소기의 이동 정보와 비교하여 청소기의 청소 완료 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(120)는 청소기가 청소를 완료하지 않은 것으로 판단된 경우, 먼지 유입 여부 및 먼지통(14)의 먼지량을 판단할 수 있다.
이 밖에 프로세서(120)는 청소기(100)의 다양한 구성 요소를 제어할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기의 구성을 보다 상세하게 설명하기 위한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 청소기(100)는 집진 장치(130), 구동 장치(140), 감지 장치(150), 메모리(160), 통신 인터페이스(170), 디스플레이(180), 입력 인터페이스(190), 전원 장치(200) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여 프로세서(120)에 관한 설명은 도 2에서 상술한 내용과 중복된다는 점에서 생략하기로 한다.
집진 장치(130)는 청소기(100)의 외부에 존재하는 먼지를 집진하는 구성요소이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 집진 장치(130)는 브러시(12), 흡입 장치(13), 먼지통(14) 및 흡입 모터(15)를 포함할 수 있다. 브러시(12), 흡입 장치(13), 먼지통(14) 및 흡입 모터(15)에 관한 설명은 도 2에서의 상술하였는바 생략하기로 한다.
구동 장치(140)는 청소기(100)를 이동시키는 구성 요소이다. 구동 장치(140)는 하나 또는 둘 이상의 바퀴를 포함할 수 있다. 또한, 청소기의 종류에 따라 구동 장치(140)는 바퀴를 회전시키기 위한 구동 모터를 포함할 수도 있다. 구동 장치(140)는 프로세서(120)의 제어 신호에 따라 이동, 정치, 방향 전환 등의 주행 동작을 수행할 수 있다.
감지 장치(150)는 청소기(100)의 동작에 포함된 센서를 포함할 수 있다. 감지 장치(150)는 도 2에서 상술한 먼지 감지 센서(110)를 포함할 수 있다. 먼지 감지 센서(110)에 대한 설명은 도 2에서의 설명과 중복되는 바 생략하기로 한다.
그 밖에 감지 장치(150)는 장애물 감지 센서(151), 액체 감지 센서(152) 등을 더 포함할 수 있다. 장애물 감지 센서(151)는 초음파 센서(supersonic sensor), 적외선 센서(InfraRed sensor), RF 센서 등을 이용하여 청소기(100) 주변의 장애물의 위치 및 장애물과의 거리를 감지할 수 있다. 또한, 장애물 감지 센서(151)는 충돌 센서를 더 포함하여 장애물과의 충돌을 통하여 장애물을 감지할 수도 있다. 액체 감지 센서(152)는 청소기(100)의 액체 접촉 여부를 감지할 수 있다. 구체적으로 액체 감지 센서(152)는 청소기(100)의 구동 장치(140)를 구성하는 바퀴에 액체 접촉 여부를 감지할 수 있다.
메모리(160)는 청소기(100)의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(160)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 플래시메모리(flash-memory), 하드디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등으로 구현될 수 있다.
메모리(160)에는 수광 소자로부터 기 설정된 제1 시간 단위마다 획득한 복수의 전압 값이 저장될 수 있다. 프로세서(120)는 메모리(160)에 저장된 복수의 전압 값을 기초로, 평균 전압 값을 산출할 수 있다.
또한, 메모리(160)에는 구동 장치(140)의 구동에 따라 생성된 지도 정보가 저장되어 있을 수 있다. 여기서 지도 정보는 청소 과정 중의 청소기(100)의 이동 경로 및 청소 경로를 나타내는 정보로, 이미지 형태일 수 있으며, 좌표 형태의 궤적 데이터일 수도 있다. 여기서 이동 경로는 청소기(100)의 전체 경로이고, 청소 경로는 전체 경로 중 집진 장치(130)에서 먼지 흡입 동작이 수행된 경로를 의미한다. 그리고, 메모리(160)에는 청소 과정 중에 발생한 이력 등을 이력 정보로 저장할 수 있다. 여기서 이력 정보로, 청소 시간, 충전 횟수 정보, 에러 발생 횟수 정보, 각 에러 정보, 미청소 영역에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
통신 인터페이스(170)는 청소기(100)가 외부 장치(미도시)와 통신을 수행하도록 하기 위한 구성 요소이다. 여기에서 외부 장치(미도시)는 사용자 단말 장치, 홈 서버 등이 될 수 있으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니다. 통신 인터페이스(170)를 통하여 청소기(100)는 사용자 단말 장치(미도시)에 청소 결과 정보를 제공할 수 있으며, 사용자 단말 장치로부터 청소기(100)의 동작과 관련된 각종 명령 등을 수신할 수 있다. 여기에서 청소 결과 정보는, 청소기(100)가 청소를 수행한 결과에 관한 정보로, 청소 시간, 이동 경로, 청소 경로, 에러 정보, 미청소 영역 정보 등을 포함할 수 있다.
통신 인터페이스(170)는 유선 통신 모듈(미도시), 근거리 무선 통신 모듈(미도시), 무선 통신 모듈(미도시) 등과 같은 다양한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
여기에서, 유선 통신 모듈은 유선 이더넷(Ethernet)과 같이 유선 통신 방식에 따라 외부 장치(미도시)와 통신을 수행하기 위한 모듈이다. 그리고, 근거리 무선 통신 모듈이란 블루투스(Bluetooth, BT), BLE(Bluetooth Low Energy), ZigBee 방식 등과 같은 근거리 무선 통신 방식에 따라 근거리에 위치한 외부 장치(미도시)와 통신을 수행하기 위한 모듈이다. 또한, 무선 통신 모듈이란 WiFi, IEEE 등과 같은 무선 통신 프로토콜에 따라 외부 네트워크에 연결되어 외부 장치(미도시) 및 음성 인식 서버(미도시)와 통신을 수행하는 모듈이다. 이 밖에 무선 통신 모듈은 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(LTE Advanced), 5세대 네트워크(5G Networks) 등과 같은 다양한 이동 통신 규격에 따라 이동 통신망에 접속하여 통신을 수행하는 이동 통신 모듈을 더 포함할 수도 있다.
디스플레이(180)는 청소기(100)에서 지원하는 각종 정보를 디스플레이할 수 있다. 이러한 디스플레이(180)는 LCD 등과 같은 작은 크기의 모니터일 수 있으며, 후술할 입력 인터페이스(190)의 기능을 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린으로 구현될 수도 있다.
디스플레이(180)는 로봇 청소기(100)의 동작 상태(청소 모드 또는 휴면 모드인지 여부), 청소 진행과 관련된 정보(예를 들어, 청소 진행 시간, 현재 청소 모드(예를 들어, 흡입 강도)), 배터리 정보, 충전 여부, 먼지 통에 먼지가 가득 찼는지 여부, 에러 상태(액체 접촉 상태) 등의 정보를 표시할 수 있다. 그리고 디스플레이(180)는 에러가 감지되면, 감지된 에러를 표시할 수 있다.
입력 인터페이스(190)는 사용자의 입력을 수신하는 구성요소이다. 입력 인터페이스(190)는 청소기(100)의 기능에 대응되는 다수의 기능 키를 포함할 수 있다. 이러한 입력 인터페이스(190)는 복수의 버튼 등으로 구현될 수 있으며, 상술한 디스플레이(180)의 기능을 동시에 수행하는 터치 스크린으로 구현될 수 있다.
입력 인터페이스(190)는 청소기(100)의 기능의 온/오프 명령, 청소 모드의 선택, 미청소 영역에 대한 재청소 명령, 특정 공간에 대한 청소 명령 등을 입력받을 수 있다.
전원 장치(200)는 청소기(100)의 구동에 필요한 전원을 공급한다. 전원 장치(200)는 집진 장치(130), 구동 장치(140) 등과 같은 청소기(100)의 각종 구성 요소와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 전원 장치(200)는 배터리를 포함할 수 있다. 배터리는 재충전이 가능한 2차 배터리로 마련될 수 있으며, 청소기(100)가 작업을 완료하고 스테이션(미도시)에 결합된 경우 스테이션으로부터 전력을 공급받아 충전될 수 있다. 전원 장치(200)는 프로세서(120)에 배터리의 용량, 배터리의 사용 가능 시간 등과 같은 배터리와 관련된 정보를 제공할 수 있다. 도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 먼지 감지 센서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 먼지 감지 센서(110)는 투명창(610) 및 차단 리브(Rib)를 포함할 수 있다.
투명창(610)은 발광 소자 및 수광 소자의 상단, 즉, 빛이 출력되고, 빛이 들어오는 쪽에 마련되어, 발광 소자에서 발광된 빛 및 수광 소자로 향하는 빛을 통과할 수 있다.
또한, 먼지 감지 센서(110)에 포함된 투명창(610)은 발광 소자 및 수광 소자가 먼지에 의해 오염되는 것을 방지한다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 투명창(610)에 붙은 먼지로 인하여 내부 반사가 일어나는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 수광 소자는 내부 반사로 반사된 빛을 수신하여 먼지 유입 감지 오류가 발생될 수 있다.
이러한 현상을 방지하기 위하여, 발광 소자 및 수광 소자는 차단 리브(620)를 포함할 수 있다. 차단 리브(620)는 발광 소자 또는 수광 소자의 측면부를 감싸는 형태로 되어, 발광 소자에서 발광된 빛이 투명창에서 반사되어 수광 소자로 수신되는 것을 차단할 수 있다.
차단 리브(620)는, 발광된 빛의 내부 반사를 최대한으로 방지하기 위하여, 투명창(610)에 최대한 인접하게 마련될 수 있다. 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 차단 리브의 상단이 투명창에 접하도록, 차단 리브가 발광 소자 또는 수광 소자의 측면부를 감쌀 수 있다.
한편, 투명창(610)에 묻은 먼지에 의해 내부 반사가 일어난다는 점에서, 투명창에 먼지가 묻는 것을 낮추기 위한 먼지 감지 센서의 배치 위치를 고려해볼 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 먼지 감지 센서의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 먼지 감지 센서(110)가 마련된 흡입 장치(13)의 측면도를 도시한 도면이다.
도 7A와 같이, 먼지 감지 센서(110)가 흡입 장치(13)의 내부면으로부터 돌출된 경우, 외부로부터 흡입된 먼지가 먼지 감지 센서(110)와 흡입 장치(13) 간의 단차에 따라 발생된 공간에 쌓일 수 있다. 이에 의해 먼지 감지 센서(110)의 투명창(610)에 먼지가 묻거나 쌓일 수 있으며, 결국 도 6에서 상술한 내부 반사의 문제가 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 도 7B에 도시된 바와 같이, 먼지 감지 센서(110)와 흡입 장치(13) 간에 단차가 발생되지 않도록 먼지 감지 센서(110)의 투명창(610)은 흡입 장치(13)의 일 면과 동일 선상에 놓일 수 있다. 구체적으로, 먼지 감지 센서(110)는 투명창(610)의 전면(全面)이 흡입 장치(13)의 내부 면과 동일 평면 상에 놓이도록 마련될 수 있다. 이 경우, 먼지 감지 센서(110)와 흡입 장치(13) 사이에 단차가 존재하지 않는다는 점에서, 먼지는 먼지 감지 센서(110)의 주변에 쌓이지 않게 된다. 즉, 도 7B와 같이 먼지 감지 센서(110) 및 흡입 장치(13) 간에 단차가 발생되지 않도록 먼지 감지 센서(110)의 양 끝단이 흡입 장치(13)의 내부 면의 연장선에 놓이는 경우, 외부로부터 흡입되어 먼지 감지 센서(110)의 유리창에 쌓이는 먼지가 줄어든다는 점에서, 발광 소자에서 발한 빛의 내부 반사로 인한 수광 소자의 감지 오류를 줄일 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 청소기 외부의 먼지를 흡입한다(S810). 청소기 외부로부터 흡입된 먼지는 흡입 장치를 통하여 먼지통으로 유입될 수 있다.
발광 소자를 이용하여 청소기에 포함된 먼지통의 외부에서 먼지통의 유입구 방향으로 빛을 발광한다(S810). 이때, 발광 소자는 흡입 장치에 인접한 위치에 마련되어 먼지통의 외부에서 먼지통의 유입구 방향으로 배치될 수 있다. 따라서, 발광 소자로부터 발한 빛은 먼지통의 유입구를 거쳐 먼지통의 내부에 도달할 수 있다. 한편, 발광 소자로부터 발한 빛은 먼지통 내부의 먼지 또는 흡입 장치 내부의 먼지로부터 반사될 수도 있다.
이 경우, 발광 소자와 인접하게 배치되는 수광 소자를 이용하여 광량을 감지할 수 있다(S820). 이때, 감지되는 빛의 광량에 따라 수광 소자가 출력하는 전압의 세기가 결정될 수 있다.
그리고, 감지된 광량 대응되어 수광 소자로부터 출력된 전압 값에 기초하여 청소기 내 먼지 유입 여부 및 먼지통의 먼지량을 판단할 수 있다(S830). 구체적으로 기설정된 시간 단위 내에서 수광 소자에서 출력된 전압 값의 평균을 산출하고, 산출된 평균에 기초하여 먼지통의 먼지량 및 먼지 유입 여부를 판단할 수 있다.
가령, 출력된 전압 값의 평균이 기 설정된 값 이상인 경우, 먼지 통의 먼지량이 풀(Full)인 것으로 판단할 수 있다. 다만 이는 일 실시 예이며, 출력된 전압 값의 평균이 기 설정된 시간 동안 기 설정된 값 이상인 경우, 먼지통의 먼지량이 풀인 것으로 판단할 수도 있다.
한편, 기 설정된 시간 단위 내에서 수광 소자에서 출력된 전압 값의 평균과 수광 소자로부터 출력된 전압 값의 차이가 기 설정된 값 이상인 경우 외부에서 먼지가 유입되는 것으로 판단할 수 있다. 먼지 유입 여부 및 먼지통의 먼지량을 판단 과정에 대해서는 도 9에서 좀 더 구체적으로 후술하기로 한다.
그리고, 판단된 먼지 유입 여부 및 먼지량에 기초하여 청소기의 동작을 제어할 수 있다(S840).
먼지통의 먼지량이 풀인 것으로 판단되면, 먼지 감지 동작을 중단하고, 기 설정된 위치로 이동할 수 있다. 여기에서, 기 설정된 위치는 청소기의 스테이션일 수 있다. 즉, 청소기의 먼지통의 먼지량이 풀인 것으로 판단되면, 청소기의 스테이션으로 이동하여 청소기의 먼지통에 포함된 먼지를 비울 수 있다.
또한, 먼지가 유입되는 것으로 판단되면, 청소기의 흡입력을 기 설정된 값 이상으로 높일 수 있다. 여기에서, 기 설정된 값은 청소기가 먼지를 흡입하지 않는 경우의 흡입력에 대응되는 값을 나타내며, 노말 상태인 흡입 모터의 흡입력에 대응되는 값일 수 있다.
한편, 본 개시에 따른 청소기의 제어 방법은 청소기의 동작 모드를 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다. , . 여기에서, 청소기의 동작 모드는, 자동 모드, 수동 모드, 포인트 클리닝(Point Cleaning)모드 등을 포함할 수 있으며, 이는 청소기의 종류 및 시스템의 설정에 따라 다양할 수 있다. 자동 모드는 청소기(100)가 사용자의 조작 없이 자동적으로 동작하면서 먼지를 감지하고 먼지를 흡입하는 모드를 나타내고, 수동 모드는 청소기(100)가 사용자의 조작에 따라 동작하는 모드를 나타내며, 포인트 클리닝 모드는 청소기(100)가 사용자가 지정한 특정 영역을 이동하면서 자동적으로 먼지를 감지하고 먼지를 흡입하는 모드를 나타낸다.
그리고, 식별된 청소기의 동작 모드가 기 설정된 모드인 경우, 수광소자로부터 획득된 전압 값을 기초로 먼지 유입 여부 및 먼지통의 먼지량을 판단할 수 있다. 이때, 기 설정된 모드는 자동 모드, 즉, 청소기가 사용자의 조작 없이 자동적으로 동작하면서 먼지를 감지하고 흡입하는 모드를 나타낸다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기의 제어 방법은 청소기의 배터리의 사용 가능한 용량 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 획득된 배터리의 사용 가능한 용량이 기 설정된 값 이상인 경우 먼지 유입 여부 및 먼지통의 먼지량을 판단할 수 있다.
그리고, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 청소기의 제어 방법은, 청소기의 이동 경로를 획득할 수 있다. 그리고, 획득된 청소기의 이동 경로 정보를 기초로 청소기의 청소 완료 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 청소기의 청소가 완료되지 않은 것으로 판단된 경우, 먼지 유입 여부 및 먼지통의 먼지량을 판단할 수 있다.
한편, 도 9는 도 8의 S830 단계를 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
수광 소자를 이용하여 감지된 광량에 대응되는 전압 값을 수광 소자로부터 획득하고, 획득한 전압 값을 판단한다. 구체적으로 수광 소자로부터 획득한 전압 값이 기설정된 제1 값 이상이고 기설정된 제2값 이하인지 판단한다(S910).
수광 소자로부터 획득한 전압 값이 기설정된 제1 값 이상이고 기설정된 제2값 이하인 경우, 평균 전압 값을 획득한다(S920). 여기에서, 평균 전압 값은 기 설정된 시간 범위 내에서 수광 소자로부터 획득한 전압 값의 평균을 나타낼 수 있다.
S920 단계에서 획득한 평균 전압 값과 S910 단계에서 획득한 전압값의 차이가 기 설정된 제3 값 이상인 경우(S930-Y), 평균 전압 값의 범위를 판단할 수 있다.
이때, 평균 전압 값이 기 설정된 제4 값 이상이고 기 설정된 제5값 미만인 경우(S940-Y), 청소기(100)에 먼지가 유입되고 있는 상태로 판단할 수 있다.
그리고, 평균 전압 값이 기 설정된 제 5값 이상인 경우(S960-Y), 먼지통에 먼지가 가득찬 상태로 판단할 수 있다(S970)
반면, 평균 전압 값이 기 설정된 제 4값 미만인 경우(S980-Y), 먼지통이 청소기로부터 탈착(또는 분리)된 상태로 판단할 수 있다(S990).
이상과 같이, 본 실시 예에 따른 청소기의 제어 방법은, 하나의 센서로 청소기 내부로의 먼지 유입 여부 및 먼지통의 먼지량 여부를 판단하는바, 청소기의 제작 원가가 절감되고 청소기의 부피 및 용량이 줄어드는 효과가 있다.
상술한 바와 같은 제어 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 실행가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 애플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100: 청소기 110: 먼지 감지 센서
120: 프로세서

Claims (21)

  1. 청소기에 있어서,
    본체;
    상기 청소기의 외부의 먼지를 흡입하는 흡입 장치;
    상기 흡입 장치에 인접 배치되는 발광 소자와 수광 소자를 포함하는 먼지 감지 센서;
    상기 흡입 장치를 통하여 흡입된 먼지를 저장하는 먼지통; 및
    상기 수광 소자에서 출력된 전압 값에 기초하여 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하고, 상기 판단된 먼지 유입 여부 및 먼지량에 기초하여 상기 청소기의 동작을 제어하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 발광 소자 및 상기 수광 소자는 상기 먼지통의 외부에서 상기 먼지통의 유입구 방향으로 배치되는, 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    기설정된 시간 단위 내에서 상기 수광 소자에서 출력된 전압 값의 평균에 기초하여 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는, 청소기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 출력된 전압 값의 평균이 기 설정된 값 이상이면, 상기 먼지통의 먼지량이 풀(Full)인 것으로 판단하는, 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    기설정된 시간 단위 내에서 상기 수광 소자에서 출력된 전압 값의 평균과 상기 출력된 전압 값의 차이가 기 설정된 값 이상이면, 외부에서 먼지가 유입되는 것으로 판단하는, 청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 먼지통으로 먼지가 흡입되도록 하는 흡입 모터;를 더 포함하고
    상기 프로세서는,
    상기 청소기에 먼지 유입이 있는 것으로 판단되면, 상기 흡입 모터의 흡입력을 기 설정된 값 이상으로 높이도록 상기 흡입 모터를 제어하는, 청소기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 청소기를 이동시키는 구동 장치;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 먼지통의 먼지량이 풀인 것으로 판단되면, 상기 먼지 감지 센서의 먼지 유입 감지 동작을 중단하고, 상기 청소기가 상기 청소기의 스테이션으로 이동하도록 상기 구동 장치를 제어하는, 청소기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 먼지 감지 센서는,
    상기 발광 소자에서 발광된 빛 및 상기 수광 소자로 향하는 빛을 통과하는 투명창을 포함하며, 상기 투명창의 전면(全面)은 상기 흡입 장치의 일 면과 동일 평면 상에 놓이는, 청소기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 먼지 감지 센서는,
    상기 발광 소자 또는 상기 수광 소자의 측면부를 감싸는 차단 리브(Rib)를 포함하고,
    상기 차단 리브는,
    상기 발광 소자에서 발광된 빛이 상기 투명창에서 반사되어 상기 수광 소자로 수신되는 것을 차단하는, 청소기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차단 리브는,
    상기 차단 리브의 상단이 상기 투명창과 접한 상태에서 상기 발광 소자 또는 상기 수광 소자의 측면부를 감싸는, 청소기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 청소기의 동작 모드가 사용자의 조작 없이 자동적으로 동작하는 모드인 경우, 상기 수광 소자에서 출력된 전압 값에 기초하여 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는, 청소기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 청소기의 배터리의 사용 가능한 용량 정보를 획득하고, 상기 획득된 배터리의 사용 가능한 용랑이 기 설정된 값 이상인 경우, 상기 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는, 청소기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 청소기의 이동 경로 정보를 기초로 상기 청소기의 청소 완료 여부를 판단하고,
    상기 청소기가 청소를 완료하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는, 청소기.
  13. 청소기의 제어 방법에 있어서,
    상기 청소기의 외부의 먼지를 흡입하는 단계;
    발광 소자를 이용하여 빛을 상기 청소기에 포함된 먼지통의 외부에서 상기 먼지통의 유입구 방향으로 발광하는 단계;
    수광 소자를 이용하여 빛의 광량을 감지하는 단계;
    상기 감지된 광량에 대응되어 상기 수광 소자로부터 출력된 전압 값에 기초하여 상기 청소기 내 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 먼지 유입 여부 및 먼지량에 기초하여 상기 청소기의 동작을 제어하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    기설정된 시간 단위 내에서 상기 수광 소자에서 출력된 전압 값의 평균을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 평균에 기초하여 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는 단계;를 포함하는, 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 먼지량을 판단하는 단계는,
    상기 출력된 전압 값의 평균이 기 설정된 값 이상이면, 상기 먼지통의 먼지량이 풀(Full)인 것으로 판단하는 단계;를 포함하는, 제어 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    기설정된 시간 단위 내에서 상기 수광 소자에서 출력된 전압 값의 평균을 산출하는 단계; 및
    상기 평균과 상기 출력된 전압 값의 차이가 기 설정된 값 이상이면, 외부에서 먼지가 유입되는 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 청소기에 먼지 유입이 있는 것으로 판단되면, 상기 청소기의 흡입력을 기 설정된 값 이상으로 높이는 단계;를 더 포함하는 제어 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 먼지통의 먼지량이 풀인 것으로 판단되면, 먼지 유입 감지 동작을 중단하고, 상기 청소기의 스테이션으로 이동하는 단계;를 더 포함하는, 제어 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 청소기의 동작 모드를 식별하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는 단계는,
    상기 식별된 청소기의 동작 모드가 사용자의 조작 없이 자동적으로 동작하는 모드인 경우, 상기 수광 소자로부터 획득된 전압 값을 기초로 상기 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는 단계;를 더 포함하는, 제어 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 청소기의 배터리의 사용 가능한 용량 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는 단계는,
    상기 획득된 배터리의 사용 가능한 용량이 기 설정된 값 이상인 경우, 상기 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는 단계;를 포함하는, 제어 방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 청소기의 이동 경로 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 청소기의 이동 경로 정보를 기초로, 상기 청소기의 청소 완료 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는 단계는,
    상기 청소기의 청소가 완료되지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 먼지 유입 여부 및 상기 먼지통의 먼지량을 판단하는 단계;를 포함하는, 제어 방법
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