KR20220044317A

KR20220044317A - 로봇 청소기

Info

Publication number: KR20220044317A
Application number: KR1020227007220A
Authority: KR
Inventors: 이승진; 김황
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2022-04-07
Also published as: KR102662323B1; WO2021066223A1; US20220330769A1

Abstract

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는 로봇 청소기가 청소대상 구역의 바닥을 주행하는 중에 로봇 청소기의 본체가 단턱에 놓여 로봇 청소기가 주행할 수 없는 구속상태에 놓인 경우, 로봇 청소기 바퀴 내면에 형성되는 탈출부에 의해 상기 로봇 청소기가 구속상태를 탈출할 수 있는 구조가 적용된 로봇 청소기에 관한 것이다.

Description

로봇 청소기

본 발명은 바닥을 스스로 주행하면서 먼지, 이물질 등을 흡입하여 청소를 수행하는 로봇 청소기에 관한 것이다.

일반적으로 청소기는 흡입장치 및 먼지통을 구비한 본체와, 상기 본체에 연결되어 청소 대상구역의 바닥면에 근접한 상태로 청소를 실시하는 청소 노즐을 포함하여 구성된다.

상기 청소기는 사용자가 직접 수동으로 바닥면의 청소를 실시하는 수동 청소기와, 본체 스스로 주행을 하면서 바닥면의 청소를 실시하는 로봇 청소기로 구분된다.

수동 청소기는 상기 흡입장치가 전기 모터의 구동력에 의해 흡입력을 발생시킨 상태에서, 사용자가 상기 청소 노즐 또는 상기 본체를 손으로 잡은 상태로 상기 청소 노즐을 바닥면 위에 올려놓으면, 상기 흡입력에 의해 상기 청소 노즐이 바닥 위에 있는 먼지를 비롯한 이물질을 흡입하고, 상기 흡입된 이물질은 상기 먼지통에 수거됨으로써, 상기 바닥면의 청소가 실시된다.

로봇 청소기는 청소하고자 하는 구역 내를 스스로 주행하면서 바닥으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입한다. 즉, 상기 로봇 청소기는 일정 구역의 청소를 자동으로 수행한다. 이를 위하여, 상기 로봇 청소기에는, 청소구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 감지하는 거리 센서, 그리고 상기 로봇 청소기의 이동을 위한 좌, 우측 바퀴가 구비된다. 여기서, 상기 좌, 우측 바퀴는 각각 좌륜모터와 우륜모터에 의해 회전하도록 구성되어, 상기 좌륜모터와 우륜모터의 구동에 따라 상기 로봇 청소기가 스스로 방향 전환을 하면서 실내의 청소를 수행한다.

또한, 상기 로봇 청소기의 하부에는, 바닥에서 이물질을 흡입하는 흡입 노즐이 구비된다. 상기 흡입 노즐은, 상기 청소기 본체에 움직일 수 없도록 고정되는 노즐 케이스와 상기 노즐 케이스의 바닥에 형성되어 이물질을 흡입하는 흡입구와 상기 흡입구에 회전 가능하게 구비되어 바닥에 쌓인 먼지 등의 이물질을 상기 흡입구로 쓸어 올리는 에지테이터를 포함하여 구성된다.

상기 로봇 청소기가 주행 시, 청소대상구역에 존재하는 문턱과 같이 일정 높이에 위치하는 장애물의 높이가 높은 경우에는 상기 본체의 바퀴가 장애물을 타고 넘지 못하는 문제가 발생하게 된다. 이 경우 로봇 청소기는 구속상태가 발생할 수 있다.

로봇 청소기가 구속된 상태에서는 상기 바퀴가 상기 장애물에 걸린 상태에서 상기 모터가 계속 회전하게 되어 바퀴가 손상되거나, 모터의 과부화 로봇 청소기의 배터리 소모 등의 문제가 발생할 수 있다.

한국 공개특허(10-2014-0067705, 공개일자: 2014년 06월 05일)는 문턱과 같은 장애물을 등반하기 위해 이동보조장치(200)가 구비되고, 상기 이동보조장치(200)는 제2구동부(210), 상기 제2구동부(210)로부터 동력을 전달받는 가동부재(230), 상기 제2구동부(210)의 동력을 가동부재(230)로 전달하는 동력전달부(220)와 상기 동력전달부(220)를 수용하는 하우징(201)을 게시하고 있다.

즉, 선행문헌의 경우 swing suspension 타입으로써, 별도의 모터가 필요하며 별도의 센서를 통해 로봇 청소기의 바퀴가 바닥에 닿지 않는 바퀴 빠짐 현상과 같은 구속상태에 있음을 감지한 후, 구동되어야 하는 별도의 제어가 필요하여 기술적, 구조적으로 복잡하다는 문제가 있다.

따라서 본 문서에 의해 게시되는 다양한 실시예의 발명은 상술한 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 로봇 청소기의 본체가 문턱, 단턱 등에 걸려 등반하지 못하는 경우 별도의 구조물에 의하지 않고 바퀴 내면에 형성되는 탈출부에 의해 문턱, 단턱 등을 등반할 수 있는 구조가 적용된 로봇 청소기를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 로봇 청소기의 구속상태 탈출을 위해 별도의 모터를 구비할 필요 없이, 바퀴의 회전에 의해 문턱, 단턱 등에 접지할 수 있는 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 로봇 청소기의 주행에 간섭되지 않으며, 바퀴 내면에 형성되는 탈출부가 문턱에 접하는 경우에만 문턱을 등반할 수 있는 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 예시적인 실시예는 로봇 청소기의 바퀴의 내면에 탈출부가 구비되고, 로봇 청소기가 문턱에 걸려 상기 문턱에 구속되는 경우, 상기 로봇 청소기의 좌우 바퀴가 서로 반대로 회전하면서 상기 탈출부가 상기 문턱에 접촉하며 등반할 수 있는 로봇 청소기를 게시한다.

본 발명의 예시적인 실시예는 바퀴의 내면이 문턱에 접촉하여 측방향으로 밀림에 따라 상기 탈출부가 상기 문턱을 등반할 수 있는 로봇 청소기를 게시한다.

본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 본체 및 상기 본체의 하부 양측에 각각 구비되어 상기 본체를 이동시키는 바퀴를 포함하고, 상기 바퀴는, 상기 본체의 내측을 향하는 내면과 상기 내면에 대향되는 외면 및 상기 내면에 구비되어 단턱과 접촉하는 탈출부를 포함하고, 상기 바퀴가 회전함에 따라 상기 탈출부가 상기 단턱에 걸리면서 상기 바퀴가 상기 단턱을 등반하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기를 게시한다.

상기 탈출부는, 상기 내면의 일부에서 단차를 형성하며 돌출될 수 있고, 상기 탈출부는, 상기 단차로부터 상기 바퀴의 회전방향을 따라 경사지며 구비될 수 있으며, 상기 바퀴는, 상기 본체의 일측에 구비되는 제1바퀴 및 상기 제1바퀴와 마주보는 위치에 구비되는 제2바퀴를 포함하고, 상기 제1바퀴 및 상기 제2바퀴의 내면에 구비되는 상기 탈출부는 서로 대칭될 수 있다. 그리고 상기 제1바퀴 및 상기 제2바퀴 사이에 상기 단턱이 위치한 경우, 상기 제1바퀴와 상기 제2바퀴는 서로 다른 방향으로 회전하여 상기 단턱을 등반할 수 있다.

한편, 본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 상기 탈출부는 상기 내면의 일부에서 단차를 형성하며 함몰될 수 있고, 상기 탈출부는, 상기 단차로부터 상기 바퀴의 회전방향을 따라 경사지며 구비될 수 있으며, 상기 바퀴는, 상기 본체의 일측에 구비되는 제1바퀴 및 상기 제1바퀴와 마주보는 위치에 구비되는 제2바퀴를 포함하고, 상기 제1바퀴 및 상기 제2바퀴의 내면에 구비되는 상기 탈출부는 서로 대칭될 수 있다. 그리고 상기 제1바퀴 및 상기 제2바퀴 사이에 상기 단턱이 위치한 경우, 상기 제1바퀴와 상기 제2바퀴는 서로 다른 방향으로 회전하여 상기 단턱을 등반할 수 있다.

한편, 본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 상기 탈출부는 상기 내면의 일부에서 단차를 형성하며 함몰 형성되는 함몰부 및 상기 함몰부에 구비되어 탄성 지지되는 가변부재를 포함할 수 있고, 상기 함몰부는, 상기 단차로부터 상기 바퀴의 회전방향을 따라 경사지며 구비될 수 있으며, 상기 가변부재는, 상기 함몰부의 일측에서 회전 가능하게 연결되는 힌지부 및 상기 함몰부의 타측에서 상기 힌지부의 회전에 따라 탄성 지지되는 눌림부를 포함할 수 있다.

상기 함몰부는 상기 함몰부의 일측에서부터 타측으로 상기 외면을 향해 경사를 형성할 수 있다.

상기 탈출부는, 상기 함몰부의 타측에 구비되어 상기 눌림부를 탄성 지지하는 탄성부재를 더 포함할 수 있고, 상기 함몰부는 일측에 돌출되어 상기 탄성부재에 의한 상기 함몰부의 위치변화의 범위를 제한하는 걸림부재를 포함할 수 있다.

또한 상기 바퀴는, 상기 본체의 일측에 구비되는 제1바퀴 및 상기 제1바퀴와 마주보는 위치에 구비되는 제2바퀴를 포함하고, 상기 제1바퀴 및 상기 제2바퀴의 내면에 구비되는 상기 탈출부는 서로 대칭될 수 있다. 그리고 상기 제1바퀴 및 상기 제2바퀴 사이에 상기 단턱이 위치한 경우, 상기 제1바퀴와 상기 제2바퀴는 서로 다른 방향으로 회전하여 상기 단턱을 등반할 수 있다.

본 개시내용의 적용 가능성의 추가 범위는 이후에 주어진 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내며 단지 예시에 불과한 것으로 이해되어야 한다. 그 이유는 본 발명의 상세한 설명에서의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 당업자에게 자명할 것이기 때문이다.

본 발명에 의하면, 로봇 청소기의 구속상태를 탈출하기 위한 별도의 구조물을 별도로 제어하지 않고도, 바퀴의 내면이 문턱, 단턱 등에 접하며 회전하는 경우 로봇 청소기의 구속상태를 탈출할 수 있다.

또한, 상기 바퀴에 적용된 탈출부는 별도의 모터를 사용할 필요가 없으며, 바퀴의 회전을 통해 상기 로봇 청소기의 구속상태를 탈출할 수 있다.

그리고 상기 탈출부는 로봇 청소기의 주행 중에는 바퀴의 내면을 형성하며 로봇 청소기의 주행에 간섭하지 않고, 상기 로봇 청소기가 구속상태에 놓여 바퀴의 내면이 문턱, 단턱 등에 접할 경우 상기 탈출부에 의해 자연스럽게 구속상태를 탈출할 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 하면을 도시한 도면.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 바퀴를 도시한 도면.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기의 바퀴를 도시한 도면.
도4는 도3의 로봇 청소기의 구속상태 탈출 실시예를 도시한 도면.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기의 바퀴를 도시한 도면.
도6은 도5의 가변부재의 연결관계를 도시한 도면.
도7은 도5의 바퀴가 적용된 로봇 청소기의 실시예를 도시한 도면.
도8은 도5의 바퀴가 적용된 로봇 청소기의 구속상태 탈출 실시예를 도시한 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B,(a),(b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 하면을 도시한 도면이다. 이하 도 1을 참고해서 설명한다.

본 실시예의 로봇 청소기는, 외관을 형성하는 본체(10), 상기 본체(10)에 마련되어 상기 본체(10)를 전후로 이동시키거나 회전이 가능하도록 회전하는 바퀴(40), 및 상기 본체(10)의 일 측을 지지하고 상기 바퀴(40)에 의한 상기 본체(10)의 회전을 보조하는 전방 보조 바퀴(20)를 구비한다.

이때 상기 바퀴(40)는 상기 본체(10)의 좌측 및 우측에 서로 독립적으로 구비되어, 좌측 및 우측은 서로 독립적으로 구동될 수 있다.

상기 본체(10)의 전후방 주행 시, 상기 바퀴(40)는 같은 방향으로 회전하고, 상기 본체(10)의 회전 시, 상기 바퀴(40)는 서로 다른 방향으로 회전할 수 있다.

상기 본체(10)의 회전은 상기 로봇 청소기의 주행방향을 바꾸기 위해 수행될 수 있으며, 예로써 본체(10)가 벽, 높은 높이의 장애물 등에 가로막혀 앞으로 주행할 수 없는 경우, 상기 본체(10)의 주행방향을 바꾸기 위해 본체(10)를 회전할 수 있을 것이다.

한편, 상기 본체(10)에는 이물질 등을 흡입하는 흡입부(14)와 상기 본체(10)가 단차를 오를 때에 상기 본체(10)를 안내하는 경사부(12)가 구비된다. 상기 경사부(12)는 상기 본체(10)의 전방 일측 하단에 형성되어, 소정 각도로 경사지도록 마련되는 부분을 의미한다.

상기 흡입부(14)는 상기 본체(10)에 구비되어 회전되면서 청소가 이루어지는 바닥면에 접촉하는 에지테이터, 상기 본체(10)에 형성되어 상기 본체(10) 내측에서 발생된 흡입력에 의해서 외부의 이물질을 흡입할 수 있는 흡입구 등을 포함할 수 있다.

상기 경사부(12)는 상기 본체(10)의 최전방에 배치되고, 그 후방에 상기 전방 보조 바퀴(20)가 마련되며, 상기 전방 보조 바퀴(20)의 후방에는 상기 바퀴(40)가 배치된다.

한편 상기 바퀴(40)의 후방에는 상기 본체(10)의 타측을 지지하도록 후방 보조 바퀴(30)가 마련될 수 있다.

상기 전방 보조 바퀴(20)와 상기 후방 보조 바퀴(30)는 상기 본체(10)에 대해 수평 방향으로 회전이 자유롭게 가능하도록 마련된다. 한편 상기 전방 보조 바퀴(20) 및 상기 후방 보조 바퀴(30)는 상기 본체(10)에 대해 높이가 고정되도록 마련된다.

한편 상기 바퀴(40)는 양측에 두 개의 바퀴로 구성되어 있고, 양측의 바퀴가 서로 다른 회전 속도로 회전하거나 서로 다른 회전 방향으로 회전해서 상기 본체(10)가 어느 좌측 또는 우측으로 회전이 가능하도록 한다.

특히 상기 바퀴(40)는 상기 전방 보조 바퀴(20)와는 달리 상기 본체(10)를 기준으로 높이가 변화되도록 마련된다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 바퀴를 도시한 도면이다. 이하 도2를 참고하여 설명한다.

본 실시예의 로봇 청소기는 본체(10)와 상기 본체(10)의 하부 양측에 각각 구비되어 상기 본체(10)를 이동시키는 바퀴(40)를 포함하고, 상기 바퀴(40)는 상기 본체(10)의 내측을 향하는 내면(43)과 상기 내면(43)에 대향되는 외면(44) 및 상기 내면(43)에 구비되어 단턱과 접촉하는 탈출부(50)를 포함하고, 상기 바퀴(40)가 회전함에 따라 상기 탈출부(50)가 상기 단턱에 걸리면서 상기 바퀴(40)가 상기 단턱을 등반할 수 있다.

상기 본체(10)의 내측이란, 상기 본체(10)에 정의되는 로봇 청소기의 외관의 내측을 의미하는 것이며, 상기 바퀴(40)는 상기 본체(10)의 양측에 각각 구비되므로, 상기 바퀴(40)의 내면(43)은 상기 본체(10)의 내측을 향하며 구비되고, 상기 바퀴(40)의 외면(44)은 상기 본체(10)의 외측을 향하며 구비된다.

상기 탈출부(50)는 상기 내면(43)에 구비되며, 자세히 상기 내면(43)의 일부에서 단차(51)를 형성하며 돌출 형성될 수 있으며, 상기 단차(51)로부터 상기 바퀴(40)의 회전방향을 따라 경사지며 구비될 수 있다.

즉 상기 탈출부(50)는 상기 내면(43)에서 단차(51)를 형성하며 돌출되고, 상기 단차(51)는 바퀴(40)의 내주면에서부터 외주면까지 형성되는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 본체(10)가 문턱과 같은 단턱에 구속될 경우 상기 바퀴(40)가 회전하면서 상기 단차(51)가 단턱에 걸리며 바퀴(40)가 상기 단턱을 등반할 수 있으므로, 상기 단차(51)가 상기 바퀴(40)의 반경방향을 따라 바퀴(40)의 내주면에서부터 외주면까지 형성되어 단턱과의 접촉면적을 최대로 형성할 수 있따.

만약, 탈출부가 바퀴의 내면에서 단순 돌출된 형상으로 구비될 경우, 탈출부에 의해 바퀴가 지지되면서 등반하지 못하고, 바퀴가 헛도는 현상이 발생할 수 있다.

한편, 상기 탈출부(50)는 상기 단차(51)로부터 상기 바퀴(40)의 회전방향을 따라 경사지며 구비될 수 있다. 자세히, 바퀴의 내면(43)에는 단일한 단차가 형성되고, 상기 탈출부(50)는 상기 바퀴(40)의 내면 중 일부에서 단차(51)를 형성한 뒤, 상기 단차(51)로부터 하향 경사지며 바퀴의 내면(43)과 평면을 이루도록 구비될 수 있다.

즉 상기 탈출부(50)는 바퀴의 내면(43)을 기준으로 상기 단차(51)에서 가장 높은 높이(h1)를 형성하고, 바퀴의 회전방향을 따라 하향 경사지게 구비되어 바퀴의 폭과 같은 높이(h2)를 형성할 수 있다.

상기 바퀴의 회전방향은 바람직하게 상기 로봇 청소기가 전방을 향해 이동할 경우의 회전방향을 의미할 수 있다.

이로써, 상기 로봇 청소기가 바닥을 주행 시, 바닥의 장애물에 의해 상기 단차(51)가 걸리는 현상을 방지할 수 있으며, 로봇 청소기가 구속 상태에 놓일 경우 상기 단차(51)에 문턱과 같은 단턱에 걸리도록 로봇 청소기의 양측 바퀴가 서로 다른 방향으로 회전하여 단턱을 등반할 수 있다.

도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기의 바퀴를 도시한 도면이다. 이하 도3을 참고하여 설명하되, 상술한 내용과 중복되는 부분은 중략한다.

본 실시예의 탈출부(50)는 바퀴(40)의 내면(43)의 일부에서 단차(51)를 형성하며 함몰 형성될 수 있으며, 상기 단차(51)로부터 상기 바퀴(40)의 회전방향을 따라 경사지며 구비될 수 있다.

즉 상기 탈출부(50)는 상기 내면(43)에서 단차(51)를 형성하며 함몰되고, 상기 단차(51)는 바퀴(40)의 내주면에서부터 외주면까지 형성되는 것이 바람직하다.

상기 단차(51)는 상기 탈출부(50)가 상기 바퀴의 내면(43)에서 함몰되면서 형성되는 것이므로, 상기 탈출부(50)의 단차(51)는 상기 바퀴(40)의 폭과 같은 높이(h1)를 형성하고, 바퀴의 회전방향을 따라 하향 경사지게 구비되어 바퀴의 폭보다 낮은 높이(h2)를 형성할 수 있다.

도4는 도3의 로봇 청소기의 구속상태 탈출 실시예를 도시한 도면이다. 이하 도4를 참고하여 설명한다.

도4를 참고하면 본 실시예의 바퀴는 본체(10)의 일측에 구비되는 제1바퀴(41) 및 상기 제1바퀴(41)와 마주보는 위치에 구비되는 제2바퀴(42)를 포함하고, 상기 제1바퀴(41) 및 상기 제2바퀴(42)의 내면에 구비되는 상기 탈출부(50)는 서로 대칭되도록 구비될 수 있다.

그리고 상기 제1바퀴(41) 및 상기 제2바퀴(42) 사이에 단턱(1)이 위치한 경우, 상기 제1바퀴(41)와 상기 제2바퀴(42)는 서로 다른 방향으로 회전하여 상기 단턱(1)을 등반할 수 있다.

상술한 바와 같이 로봇 청소기의 본체(10)에는 본체의 좌우 양측에 각각 바퀴(41,42)가 구비될 수 있고, 상기 로봇 청소기의 주행 안정성을 위해 상기 바퀴(41,42)는 서로 마주보는 위치에 구비되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 바퀴(41,42)의 내면(43)은 상기 본체(10)의 내측을 향해 위치하므로, 서로 마주보며 위치할 수 있다.

그리고, 상기 바퀴의 내면(43)에는 상기 탈출부(50)가 구비될 수 있으며, 상기 탈출부(50)는 서로 대칭되게 구비될 수 있다. 상기 대칭되게 구비되는 것이란, 탈출부(50)의 단차(51)에서부터 바퀴의 회전방향을 따라 경사 지게 구비되는 형상이 대칭되는 것을 의미한다.

만약, 상기 탈출부(50)의 경사가 서로 반대방향으로 형성된다면, 상술한 바와 같이 상기 로봇 청소기의 주행 중에 바닥의 장애물에 의해 상기 단차가 걸리는 현상이 발생하여 로봇의 직진 주행성이 저하될 수 있으므로, 상기 탈출부(50)는 서로 대칭되게 구비되어 각각의 바퀴(41,42) 내면에 형성되는 탈출부(50)의 경사는 바퀴의 회전방향을 따라 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 로봇 청소기의 주행 중에 상기 단턱(1)에 의해 로봇 청소기의 이동이 구속되는 구속상태에 놓일 수 있는데, 이 경우 본체(10)는 단턱(1)에 걸리게 되고 바퀴(41,42)는 상기 본체(10)에 대해 상대적으로 아래로 이동하여 바퀴 빠짐 현상이 발생한다.

자세히, 상기 바퀴(41,42)는 바퀴 안착부(45)에 구비되며, 상기 바퀴 안착부(45)에는 탄성부재(47)가 구비되어 상기 바퀴 안착부(45)와 상기 바퀴(41,42)를 연결할 수 있다. 따라서 상기 바퀴(41,42)는 상기 본체(10)가 단턱(1)에 걸려있는 경우, 바퀴 안착부(45)로부터 중력방향을 따라 아래로 이동하여 본체(10)로부터 바퀴의 일부가 이탈되므로 바퀴가 본체의 이동을 위한 접지마찰력을 충분히 발생시키지 못하므로 상기 로봇 청소기는 구속상태에 놓이게 된다.

따라서 상기 구속상태에서는 바퀴가 회전하여도 본체(10)가 이동하지 못하므로, 로봇 청소기의 주행이 불가능하다.

본 실시예에 의하면, 본체(10)가 단턱(1)을 등반하지 못하고, 상기 단턱(1)에 걸려 로봇 청소기의 구속상태가 발생할 경우, 상기 바퀴(41,42)는 서로 다른 방향으로 회전할 수 있다.

도4(b)를 참고하면, 로봇 청소기는 구속상태를 탈출하기 위해 제1바퀴(41)는 반시계 방향(CCW)로 회전하고, 제2바퀴(420)는 시계방향(CW)로 회전함으로써, 탈출부(50)의 단차(51)가 단턱(1)에 걸리게 되며, 바퀴들은(41,42) 상기 단턱(1)을 등반하여 본체(10)가 회전하게 되어 상기 로봇 청소기는 구속상태를 탈출할 수 있다.

상술한 바와 같은 제어는 일반적인 로봇 청소기의 제어방법과 동일하게 적용될 수 있으며, 일 예로써 로봇 청소기가 주행 중에 벽과 같이 등반할 수 없는 장애물을 만나면, 로봇 청소기가 주행경로를 변경하기 위해 양측의 바퀴를 서로 다른 방향으로 회전하는 것과 같은 제어방법이 적용될 수 있다.

즉 로봇 청소기가 주행할 수 없는 상태에 놓인 경우 주행경로를 변경하기 위해 로봇 청소기 양측의 바퀴가 서로 다른 방향으로 회전하는 것과 같이, 본 실시예와 같이 로봇 청소기가 주행할 수 없는 상태에 놓인 경우 로봇 청소기의 양측의 바퀴가 서로 다른 방향으로 회전함으로써 구속상태를 탈출할 수 있을 것이다.

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기의 바퀴를 도시한 도면이고, 도6은 도5의 가변부재의 연결관계를 도시한 도면이다. 이하 도5 및 도6을 참고하여 설명한다.

본 실시예의 탈출부(50)는 내면(43)의 일부에서 단차(51)를 형성하며 함몰 형성되는 함몰부(53) 및 상기 함몰부(53)에 구비되어 탄성 지지되는 가변부재(60)를 포함할 수 있다.

그리고 상기 함몰부(53)는 상기 단차(51)로부터 상기 바퀴(40)의 회전방향을 따라 경사지며 구비되고, 상기 가변부재(60)는 상기 함몰부(53)의 일측에서 회전 가능하게 연결되는 힌지부(61) 및 상기 함몰부(53)의 타측에서 상기 힌지부(61)의 회전에 따라 탄성 지지되는 눌림부(63)를 포함할 수 있다.

자세히 상기 함몰부(53)는 상기 함몰부(53)의 일측에서 타측으로 바퀴의 외면(44)을 향해 경사를 형성하고 상기 경사는 앞서 상술한 바와 같이 바퀴의 회전방향을 따라 형성한다. 즉, 상기 함몰부(53)는 앞서 설명한 도3에서의 탈출부(50)와 동일하게 형성될 수 있다.

본 실시예의 탈출부(50)는 가변부재(60)가 함몰부(53)에 구비되어 상기 바퀴의 내면(43)에 측방향으로 가해지는 외력에 의해 상기 가변부재(60)가 눌리면서 상기 단차(51)가 형성되는 구조이다.

상술한 바와 같이 바퀴의 내면에 형성되는 단차로부터 바퀴의 회전방향을 따라 함몰된 형상으로 탈출부가 구비되어 로봇 청소기가 주행 시, 장애물에 상기 단차가 걸려 주행에 방해가 되는 요소를 최소화 하여도, 바퀴의 내면에 함몰된 형상에 의한 예기치 못한 장애물 걸림 현상은 발생할 수 있을 것이다.

따라서 본 실시예는 상기 함몰부(53)에 가변부재(60)가 구비되어 상기 가변부재(60)가 측방향으로 단턱(1)에 눌려짐에 따라 상기 단차(51)가 상기 단턱(1)에 걸릴 수 있는 구조를 게시한다.

상기 가변부재(60)는 힌지부(61)를 기준으로 회전할 수 있으며, 상기 힌지부(61)는 돌기(611)가 형성되어 상기 돌기(611)가 상기 함몰부(53)의 일측에 형성된 홈에 억지 끼움 방식에 의해 고정될 수 있다.

그리고 상기 가변부재(60)는 바퀴의 회전방향을 따라 두께가 두꺼워지는 형상으로 구비되어 상기 눌림부(63) 측의 두께는 상기 힌지부(61)의 두께보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 왜냐하면, 상기 함몰부(53)가 바퀴의 반경방향을 따라 경사를 형성하며 함몰되기 때문에, 상기 가변부재(60)는 상기 함몰부(53)에 구비되어 상기 바퀴의 내면(43)과 평평한 면을 형성하는 것이 바람직하기 때문이다.

상기 눌림부(63)는 함몰부(53)의 타측에서 힌지부(61)의 회전에 따라 탄성 지지되며, 상기 함몰부(53)는 상기 눌림부(63)를 탄성 지지하는 탄성부재(55)가 구비될 수 있다. 물론, 상기 탄성부재(55)는 함몰부(53)의 타측에 구비되는 것이 바람직하다.

덧붙여 상기 가변부재(60)는 일측에 돌출되어 상기 탄성부재(55)에 의한 상기 눌림부(63)의 위치변화의 범위를 제한하는 걸림부재(631)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 걸림부재(631)는 상기 함몰부(53)의 타측에 형성되는 홈에 걸릴 수 있다.

상기 탄성부재(55)에 의해 상기 눌림부(63)가 지속적으로 바퀴의 내면을 향하는 방향으로 힘을 받는다면, 상기 눌림부(63)가 바퀴의 내면(43)으로부터 돌출될 수 있으므로, 상기 걸림부재(631)에 의해 상기 눌림부(63)의 위치변화의 범위를 제한함으로써, 상기 가변부재(60)가 상기 바퀴의 내면(43)과 평평한 면을 형성할 수 있을 것이다.

즉 상술한 탈출부(50)의 구조에 의해 로봇 청소기는 주행 시 바퀴의 내면은 평평하게 유지되어 장애물에 의한 걸림 현상을 방지할 수 있으며, 상기 로봇 청소기가 구속상태에 놓일 경우, 상기 탈출부에 단턱에 눌리게 되며, 상기 탈출부의 단차에 상기 단턱이 걸려 바퀴가 단턱을 등반함으로써 상기 로봇 청소기는 구속 상태를 탈출할 수 있다.

도7은 도5의 바퀴가 적용된 로봇 청소기의 실시예를 도시한 도면이고, 도8은 도5의 바퀴가 적용된 로봇 청소기의 구속상태 탈출 실시예를 도시한 도면이다. 이하 도7 및 도8을 참고하여 설명하며, 상술한 내용과 중복되는 내용은 중략한다.

본체(10)가 단턱(1)에 걸려 로봇 청소기가 구속상태에 놓일 경우, 제1바퀴(41)와 제2바퀴(42)는 서로 다른 방향으로 회전하여 본체(10)를 회전시키고, 이 때 상기 제1바퀴(41)와 상기 제2바퀴(42)의 내면에 서로 대칭되는 위치에 구비되는 탈출부(50)가 상기 단턱(1)과 접하면서 상기 가변부재(60)가 눌리게 되고, 상기 가변부재(60)가 눌리면서 탈출부(50)의 단차(51)가 상기 단턱(1)에 걸리면서 상기 바퀴(40)가 상기 단턱(1)을 등반함으로써 상기 로봇 청소기는 구속상태를 탈출 할 수 있다.

상술한 바와 같이 상기 본체(10)가 단턱(1)에 걸려 바퀴(41,42)가 본체(10)로부터 빠지는 현상이 발생하면, 상기 바퀴(41,42)가 회전하더라도 바닥에 대해 본체(10)의 이동을 위한 충분한 접지 마찰력을 발생시킬 수 없기 때문에, 상기 바퀴(41,42)가 상기 단턱(1)을 등반하여 원래의 위치에 구비되어 상기 본체(10)의 이동을 위한 충분한 접지 마찰력을 발생시킬 수 있을 것이다.

도8을 참고하면, 제1바퀴와 제2바퀴는 각각 시계방향(CW), 반시계방향(CCW)로 서로 다른 방향으로 회전함으로써 바퀴 내면이 단턱(1)에 접하면서 가변부재(60)가 눌리게 되고, 단차(51)가 단턱(1)에 걸리게 된다. 따라서 본체(10)는 지면에 수직한 축을 기준으로 회전하게 되면서 상기 단턱(1)을 등반하여 상기 로봇 청소기는 구속상태를 탈출하게 된다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

본체; 및
상기 본체의 하부 양측에 각각 구비되어 상기 본체를 이동시키는 바퀴;를 포함하고,
상기 바퀴는,
상기 본체의 내측을 향하는 내면;
상기 내면에 대향되는 외면; 및
상기 내면에 구비되어 단턱과 접촉하는 탈출부;를 포함하고,
상기 바퀴가 회전함에 따라 상기 탈출부가 상기 단턱에 걸려 상기 바퀴가 상기 단턱을 등반하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,
상기 탈출부는,
상기 내면의 일부에서 단차를 형성하며 돌출되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제2항에 있어서,
상기 탈출부는,
상기 단차로부터 상기 바퀴의 회전방향을 따라 경사지며 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제3항에 있어서,
상기 바퀴는,
상기 본체의 일측에 구비되는 제1바퀴; 및
상기 제1바퀴와 마주보는 위치에 구비되는 제2바퀴;를 포함하고,
상기 제1바퀴 및 상기 제2바퀴의 내면에 구비되는 상기 탈출부는 서로 대칭되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제4항에 있어서,
상기 제1바퀴 및 상기 제2바퀴 사이에 상기 단턱이 위치한 경우, 상기 제1바퀴와 상기 제2바퀴는 서로 다른 방향으로 회전하여 상기 단턱을 등반하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,
상기 탈출부는,
상기 내면의 일부에서 단차를 형성하며 함몰되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제6항에 있어서,
상기 탈출부는,
상기 단차로부터 상기 바퀴의 회전방향을 따라 경사지며 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제7항에 있어서,
상기 바퀴는,
상기 본체의 일측에 구비되는 제1바퀴; 및
상기 제1바퀴와 마주보는 위치에 구비되는 제2바퀴;를 포함하고,
상기 제1바퀴 및 상기 제2바퀴의 내면에 구비되는 상기 탈출부는 서로 대칭되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제8항에 있어서,
상기 제1바퀴 및 상기 제2바퀴 사이에 상기 단턱이 위치한 경우, 상기 제1바퀴와 상기 제2바퀴는 서로 다른 방향으로 회전하여 상기 단턱을 등반하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,
상기 탈출부는,
상기 내면의 일부에서 단차를 형성하며 함몰 형성되는 함몰부; 및
상기 함몰부에 구비되어 탄성 지지되는 가변부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제10항에 있어서,
상기 함몰부는,
상기 단차로부터 상기 바퀴의 회전방향을 따라 경사지며 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제11항에 있어서,
상기 가변부재는,
상기 함몰부의 일측에서 회전 가능하게 연결되는 힌지부; 및
상기 함몰부의 타측에서 상기 힌지부의 회전에 따라 탄성 지지되는 눌림부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제12항에 있어서,
상기 함몰부는 상기 함몰부의 일측에서부터 타측으로 상기 외면을 향해 경사를 형성하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제12항에 있어서,
상기 탈출부는,
상기 함몰부의 타측에 구비되어 상기 눌림부를 탄성 지지하는 탄성부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제14항에 있어서,
상기 가변부재는 일측에 돌출되어 상기 탄성부재에 의한 상기 눌림부의 위치변화의 범위를 제한하는 걸림부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제10항에 있어서,
상기 바퀴는,
상기 본체의 일측에 구비되는 제1바퀴; 및
상기 제1바퀴와 마주보는 위치에 구비되는 제2바퀴;를 포함하고,
상기 제1바퀴 및 상기 제2바퀴의 내면에 구비되는 상기 탈출부는 서로 대칭되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제16항에 있어서,
상기 제1바퀴 및 상기 제2바퀴 사이에 상기 단턱이 위치한 경우, 상기 제1바퀴와 상기 제2바퀴는 서로 다른 방향으로 회전하여 상기 단턱을 등반하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.