KR20230120210A - 청소기 - Google Patents

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KR20230120210A
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nozzle
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wet mop
input button
unit
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KR1020220016217A
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김미솔
신진혁
이동재
강화영
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은, 청소기에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예는, 본체와 상기 본체에 분리 가능하게 연결되는 청소 노즐을 포함하며, 상기 본체는, 전력을 공급하도록 구성되는 배터리; 적어도 하나 이상의 입력 버튼을 포함하는 조작부; 및 상기 본체에 상기 청소 노즐이 연결된 경우 상기 입력 버튼을 조작하는 사용자 입력을 수신하여 상기 청소 노즐로 제어 명령을 송신하는 본체 제어부;를 포함하고, 상기 청소 노즐은, 상기 본체 제어부와 연결된 전력선을 통해 상기 제어 명령을 수신하는 노즐 제어부; 및 상기 노즐 제어부에 의해 상기 청소 노즐의 기능과 관련된 동작이 제어되는 적어도 하나 이상의 동작부;를 포함한다.

Description

청소기{CLEANER}
본 발명은 청소기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 제한된 개수의 입력 버튼으로도 다양한 청소 노즐의 동작을 제어할 수 있는 청소기에 관한 것이다.
일반적으로 청소기는 전기를 이용하여 공기를 흡입하는 방식으로 작은 쓰레기나 먼지를 빨아들여 제품 속에 있는 먼지통에 채우는 가전기기로, 진공 청소기로 불리는 것이 일반적이다.
이러한 청소기는 사용자가 직접 청소기를 이동시키면서 청소를 수행하기 위한 수동 청소기와, 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 자동 청소기로 구분될 수 있다. 수동 청소기는 청소기의 형태에 따라, 캐니스터형 청소기, 업라이트 청소기, 핸디형 청소기 및 스틱형 청소기 등으로 구분될 수 있다.
가정용 청소기에서는 과거 캐니스터형 청소기가 많이 사용되었지만, 최근에는 먼지통과 청소기 본체를 일체로 제공하여 사용 편의성이 좋아진 핸디형 청소기와 스틱 청소기가 많이 사용되는 추세이다.
캐니스티형 청소기는 본체와 흡입구가 고무호스나 파이프로 연결되어 있고 경우에 따라 흡입구에 솔을 끼어서 사용 가능하다.
핸디형 청소기(Hand Vacuum Cleaner)는 휴대성을 극대화시킨 것으로, 무게가 가볍지만 길이가 짧기 때문에 앉아서 청소 영역에 제한이 있을 수 있다. 따라서, 책상 또는 소파 위나, 자동차 안과 같이 국부적인 장소를 청소하는데 사용된다.
스틱 청소기는 서서 사용할 수 있어 허리를 숙이지 않고도 청소가 가능하다. 따라서 넓은 영역을 이동하면서 청소하는데 유리하다. 핸디형 청소기가 좁은 공간의 청소를 한다면, 스틱형은 그보다는 넓은 공간 청소를 할 수 있고 손에 닿지 않는 높은 곳의 청소를 할 수 있다. 최근에는 스틱 청소기를 모듈 타입으로 제공하여 다양한 대상에 능동적으로 청소기 타입을 변경하여 사용하기도 한다.
상술한 모듈 타입의 제공은 스틱 청소기의 본체에 서로 다른 타입의 청소 노즐을 연결하는 방식으로 구현될 수 있다. 청소 노즐은 크게는 피청소면의 먼지를 흡입하는 기능의 흡입 노즐과 피청소면을 문질러 닦는 기능의 물걸레 노즐로 구분될 수 있다. 여기서, 흡입 노즐은 다시 카펫 노즐, 침구 노즐, 플러피 노즐 등으로 그 용도가 세분화될 수 있다.
스틱 청소기의 본체에는 전원 버튼과 하나 이상의 입력 버튼을 포함하는 조작부가 구비되는 것이 일반적이다. 상기 입력 버튼에 의해 본체에 장착된 흡입 모터의 흡입력 조절이 가능하여 큰 흡입력이 필요한 피청소면의 청소가 용이하게 된다.
본체에 연결 가능한 다양한 청소 노즐이 교체 가능하도록 구비되는 경우에 있어서, 상기 입력 버튼을 다수 개 구비하여 청소 노즐의 다양한 기능을 모두 제어할 수 있게 된다면 사용자의 편의성은 더욱 향상될 수 있다. 예를 들어, 청소 노즐이 물걸레 노즐인 경우 물걸레의 속도를 사용자가 직접 조작하여 제어할 수 있다면, 피청소면의 오염도를 직접 눈으로 확인하면서 걸레의 속도를 조절할 수 있으므로 청소의 만족도가 더 높아질 수 있다.
하지만, 상기 조작부는 사용자가 청소기를 파지한 상태에서의 조작이 용이하도록 핸들에 배치되는 것이 바람직한데, 핸들에는 다수의 입력 버튼이 마련되기에는 그 공간이 매우 협소하다.
선행문헌인 한국공개특허공보 제10-2020-0013505호는 물걸레를 구동하는 구동 모터의 회전 속도를 감지하여 자동으로 물걸레의 회전 속도를 제어하는 청소기 노즐이 개시되어 있다. 선행문헌에 따르면, 좌우 물걸레의 구동 모터의 회전 속도를 각각 감지하고 양 측의 물걸레가 유사한 속도로 회전하도록 제어함으로써 청소 과정에서 사용자가 큰 힘을 들이지 않고 노즐 본체의 진행방향을 전환할 수 있다는 효과가 있다.
하지만 선행문헌에 따르면, 물걸레는 정해진 속도 범위 내에서 자동으로 회전 제어되는 것이며 여전히 사용자가 물걸레의 속도를 직접 제어할 수는 없는 불편이 있다.
아울러, 종래의 스틱 청소기에서 본체와 청소 노즐의 전기적 연결은, 전력의 송신을 위한 두 개의 전력선 및 통신선을 통해 이루어졌다. 즉, 배터리가 공급하는 전력은 전력선을 통해 청소 노즐에 전달되고, 본체 제어부에서 생성된 제어 명령은 통신선을 통해 청소 노즐에 전달되었다.
특히, 상술한 바와 같이 본체에 흡입 노즐 뿐 아니라 물걸레 노즐도 연결할 수 있는 스틱 청소기에 있어서 물걸레 노즐의 유체 분사 제어와 물걸레의 회전 속도 제어를 위해서는 통신선을 통한 제어 명령의 전달은 필수적이다.
이러한 경우, 유선통신을 위한 통신선의 적용에는 연결관의 파이프 변경이 필요하고, 통신선의 추가없이 제어 명령을 전달하기 위해 무선통신을 채택하는 경우에도 무선 통신을 위한 통신모듈(RF, Wifi 등)이 설치되어야 하는 등 구조적 한계 및 비용적 제약이 존재하게 된다.
한국공개특허공보 제10-2020-0013505호
본 발명의 해결 과제는, 제한된 개수의 입력 버튼으로 본체에 연결된 청소 노즐의 다양한 기능을 제어할 수 있는 청소기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 해결 과제는, 통신선이나 무선 통신모듈의 추가 없이도 전력선 통신만을 통해 본체에서 생성한 제어 명령을 청소 노즐로 전달할 수 있는 청소기를 제공하는 것이다.
상술한 해결 과제의 달성을 위해 본 발명의 실시예는, 본체와 상기 본체에 분리 가능하게 연결되는 청소 노즐을 포함하는 청소기로서, 상기 본체는, 전력을 공급하도록 구성되는 배터리; 적어도 하나 이상의 입력 버튼을 포함하는 조작부; 및 상기 본체에 상기 청소 노즐이 연결된 경우 상기 입력 버튼을 조작하는 사용자 입력을 수신하여 상기 청소 노즐로 제어 명령을 송신하는 본체 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 청소 노즐은, 상기 본체 제어부와 연결된 전력선을 통해 상기 제어 명령을 수신하는 노즐 제어부; 및 상기 노즐 제어부에 의해 상기 청소 노즐의 기능과 관련된 동작이 제어되는 적어도 하나 이상의 동작부;를 포함할 수 있다.
상기 본체 제어부는, 상기 청소 노즐이 상기 본체에 연결되어 초기 구동되면 상기 배터리로부터 공급되는 전원을 상기 청소 노즐에 인가할 수 있다.
상기 본체 제어부는, 상기 청소 노즐에 걸리는 부하 전류의 측정값 패턴에 기초하여 상기 청소 노즐의 종류를 감지할 수 있다.
상기 본체 제어부는, 상기 배터리로부터 공급되는 전압을 PWM 신호로 가변하여 상기 제어 명령을 생성할 수 있다.
상기 본체 제어부가 생성하는 상기 PWM 신호는, 사용자에게 의해 조작되는 상기 입력 버튼의 종류에 따라 스위칭 주파수가 가변될 수 있다.
상기 청소 노즐은, 상기 동작부를 복수 개 포함할 수 있다.
상기 노즐 제어부는, 상기 복수 개의 동작부 중, 수신한 상기 스위칭 주파수에 매칭되는 동작부를 제어할 수 있다.
상기 청소 노즐은 물걸레 노즐일 수 있다.
상기 청소 노즐은, 상기 동작부로서, 워터 펌프의 동작으로 유체를 분사하는 유체 분사부를 포함할 수 있다.
상기 청소 노즐은, 상기 동작부로서, 물걸레 모터의 동작으로 적어도 하나 이상의 물걸레를 회전시키는 물걸레 회전부;를 포함할 수 있다.
상기 조작부는, 제1 입력 버튼과 제2 입력 버튼을 포함할 수 있다.
상기 노즐 제어부는, 상기 제1 입력 버튼이 조작되면, 상기 물걸레의 회전 속도가 가변되도록 상기 물걸레 모터의 출력 크기를 제어할 수 있다.
상기 노즐 제어부는, 상기 제2 입력 버튼이 조작되면, 상기 유체 분사부가 상기 물걸레 노즐의 진행방향 전방을 향해 유체를 분사하도록 상기 워터 펌프의 동작을 제어할 수 있다.
상기 노즐 제어부는, 상기 제1 입력 버튼의 조작에 기초한 상기 제어 명령이 수신될 때마다 현재 회전 속도 대비 증가와 감소를 교번하도록 상기 물걸레 모터를 제어할 수 있다.
상기 동작부는, 상기 물걸레 노즐의 이동방향 전방을 향해 광을 방사하도록 구비되는 LED 조사부를 포함할 수 있다.
상기 노즐 제어부는, 상기 물걸레 노즐의 주변 조도에 기초하여 상기 LED 조사부에 포함된 LED의 밝기를 제어할 수 있다.
상술한 해결 과제의 달성을 위해 본 발명의 다른 실시예는, 본체와 상기 본체에 분리 가능하게 연결되는 청소 노즐을 포함하는 청소기로서, 상기 본체는, 전력을 공급하도록 구성되는 배터리; 적어도 하나 이상의 입력 버튼을 포함한 조작부; 및 회전에 의해 흡입력을 발생시키는 흡입 모터;를 포함할 수 있다.
상기 청소기는, 상기 본체에 연결된 상기 청소 노즐의 종류에 따라 상기 입력 버튼의 조작에 따른 동작이 상이하도록 구성될 수 있다.
상기 조작부는, 제1 입력 버튼과 제2 입력 버튼을 포함할 수 있다.
상기 본체에 연결된 상기 청소 노즐이 피청소면의 먼지를 흡입하도록 구성된 흡입 노즐인 경우, 상기 제1 입력 버튼과 상기 제2 입력 버튼 중 어느 하나의 조작에 의해 상기 흡입 모터의 속도가 현재 속도 대비 증가되고, 나머지 하나의 조작에 의해 상기 흡입 모터의 속도가 현재 속도 대비 감소될 수 있다.
상기 조작부는, 제1 입력 버튼과 제2 입력 버튼을 포함할 수 있다.
상기 본체에 연결된 상기 청소 노즐은, 워터 펌프의 동작으로 유체를 분사하는 유체 분사부와, 물걸레 모터의 동작으로 적어도 하나 이상의 물걸레를 회전시키는 물걸레 회전부를 포함하는 물걸레 노즐일 수 있다.
이때, 상기 제1 입력 버튼의 조작에 의해 상기 물걸레 모터의 속도가 가변되고, 상기 제2 입력 버튼의 조작에 의해 상기 워터 펌프가 동작될 수 있다.
상기 청소 노즐은, 사용자에 의해 상기 제1 입력 버튼이 조작될 때마다 상기 물걸레 모터의 속도가 현재 회전 속도 대비 증가와 감소를 교번하도록 제어될 수 있다.
상기 본체는, 상기 청소 노즐이 상기 본체에 연결되어 초기 구동되면 상기 배터리로부터 공급되는 전원을 상기 청소 노즐에 인가하고, 상기 청소 노즐에 걸리는 부하 전류의 측정값 패턴에 기초하여 상기 청소 노즐의 종류를 감지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 청소기의 본체가 부하 전류 측정값 패턴을 분석하여 자신과 연결된 청소 노즐을 감지하고 이에 대응하여 입력 버튼의 조작에 따른 상이한 제어 명령을 생성한다. 따라서, 제한된 개수의 입력 버튼으로 본체에 연결된 청소 노즐의 다양한 기능을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본체에서 생성된 서로 다른 제어 명령은 상이한 스위칭 주파수를 가지도록 변환되어 전력선 통신으로 청소 노즐에 전달된다. 따라서, 통신선이나 무선 통신모듈의 추가 없이도 전력선 통신만을 통해 본체에서 생성한 제어 명령을 청소 노즐로 전달할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 포함된 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명 실시예에 따른 청소기의 사시도이다.
도 2는 본 발명 실시예에 따른 청소기에 연결 가능하게 구비되는 물걸레 노즐의 사시도이다.
도 3은 도 2의 물걸레 노즐의 정면도이다.
도 4는 도 2의 물걸레 노즐의 평면도이다.
도 5는 도 2의 물걸레 노즐의 분해 사시도이다.
도 6은 도 2의 물걸레 노즐을 상부에서 바라본 내부도이다.
도 7은 청소 노즐 장착 후 청소기의 초기 구동시부터 샘플링한 시간(단위: ms) 대비 전류값을 ADC로 변환한 값(단위: bit)을 나타낸 부하 전류 측정값 패턴의 실시예이다.
도 8은 본체에 물걸레 모듈이 연결된 경우의 기능 블록도이다.
도 9는 조작부에 포함된 전원 버튼과 입력 버튼의 배치에 대한 일 실시예이다.
도 10은 본 발명 실시예에 따른 청소기가 수행하는 제어 방법의 흐름을 나타낸 순서도이다.
도 11은 도 10의 제어 방법에 있어서, 청소 노즐 감지 종류 단계의 제어방법을 자세히 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 도 10의 제어 방법에 있어서, 청소 노즐이 물걸레 노즐인 경우의 제어 방법을 자세히 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 도 10의 제어 방법에 있어서, 청소 노즐이 흡입 노즐인 경우의 제어 방법을 자세히 설명하기 위한 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명 실시예에 따른 청소기의 사시도이고, 도 2는 본 발명 실시예에 따른 청소기에 연결 가능하게 구비되는 물걸레 노즐의 사시도이며, 도 3은 도 2의 물걸레 노즐의 정면도이고, 도 4는 도 2의 물걸레 노즐의 평면도이고, 도 5는 도 2의 물걸레 노즐의 분해 사시도이고, 도 6은 도 2의 물걸레 노즐을 상부에서 바라본 내부도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명 실시예에 따른 청소기 및 상기 청소기의 본체에 연결 가능한 청소 노즐의 기구적인 구조에 대해 먼저 설명한다.
청소기(10)는 본체(100), 청소 노즐(200,300) 및 연장관(400)을 포함할 수 있다.
이하에서는 먼저, 청소기(10)의 본체(100)에 대해 설명한다.
본체(100)는 본체 하우징(110), 흡입부(120), 먼지 분리부(130), 흡입 모터(140), 핸들(150) 및 조작부(160)를 포함할 수 있다.
본체 하우징(110)은 본체(100)의 외관을 이룰 수 있다. 본체 하우징(110)은 흡입 모터(140)와 필터(미도시)를 내부에 수용할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 본체 하우징(110)은 원통에 유사한 형태로 구성될 수 있다.
흡입부(120)는 본체 하우징(110)에서 외측으로 돌출될 수 있다. 일 예로, 흡입부(120)는 내부가 개구된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 흡입부(120)는 연장관(400) 또는 청소 노즐(200,300)과 결합될 수 있다. 흡입부(120)는 먼지를 포함하는 공기가 유동할 수 있는 유로(이하, '흡입 유로'라고 부를 수 있다.)를 제공할 수 있다.
먼지 분리부(130)는 흡입부(120)와 연통될 수 있다. 먼지 분리부(130)는 흡입부(120)를 통해 내부로 흡입된 먼지를 분리할 수 있다. 먼지 분리부(130) 내부의 공간은 먼지통(180) 내부의 공간과 연통될 수 있다.
예를 들어, 먼지 분리부(130)는 싸이클론 유동에 의해 먼지를 분리할 수 있는 싸이클론부를 적어도 둘 이상 구비할 수 있다. 그리고, 먼지 분리부(130) 내부의 공간은 상기 흡입 유로와 연통될 수 있다. 따라서, 흡입부(120)를 통하여 흡입되는 공기와 먼지는 먼지 분리부(130)의 내주면을 따라 나선 유동하게 된다. 따라서, 먼지 분리부(130)의 내부 공간에서 싸이클론 유동이 발생할 수 있다.
먼지 분리부(130)는 흡입부(120)와 연통되며, 흡입부(120)를 통해 본체(100)의 내부로 흡입된 먼지를 분리하기 위해, 원심력을 이용하는 집진기의 원리를 적용한 구성이다.
일 예로, 먼지 분리부(130)는 싸이클론 유동에 의해서 먼지를 분리할 수 있는 싸이클론을 적어도 하나 포함할 수 있다. 싸이클론은 흡입부(120)와 연통될 수 있다. 흡입부(120)를 통하여 흡입되는 공기와 먼지는 싸이클론의 내주면을 따라 나선 유동하게 된다.
먼지 분리부(130)는 싸이클론에서 배출된 공기에서 먼지를 재차 분리하는 2차 싸이클론을 더 포함할 수 있다. 이때, 먼지 분리부(130)의 크기가 최소화되도록 2차 싸이클론은 싸이클론의 내부에 위치될 수 있다. 2차 싸이클론은 병렬로 배치되는 다수의 싸이클론 바디를 포함할 수 있다. 싸이클론에서 배출된 공기는 다수의 싸이클론 바디로 나뉘어 통과될 수 있다.
먼지 분리부(130)는 2차 싸이클론부를 둘러싸도록 배치되는 싸이클론 필터(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 상기 싸이클론 필터는 공기가 통과하는 과정에서 먼지를 필터링하도록 복수의 구멍을 가지는 금속 재질의 메쉬부(mesh portion)를 포함할 수 있다.
흡입 모터(140)는 먼지를 포함한 공기를 흡입시키는 흡입력을 발생시킬 수 있다. 흡입 모터(140)는 본체 하우징(110) 내에 수용될 수 있다. 흡입 모터(140)는 회전에 의하여 흡입력을 발생시켜 먼지통(180)으로 공기를 유입시킬 수 있다. 일 예로, 흡입 모터(140)는 원통 형태와 유사하게 구비될 수 있다.
핸들(150)은 사용자에 의해 파지될 수 있다. 핸들(150)은 흡입 모터(140)의 후방에 배치될 수 있다. 일 예로, 핸들(150)은 원기둥 형태와 유사하게 형성될 수 있다. 또는, 핸들(150)은 구부러진 원기둥 형태로 형성될 수 있다. 핸들(150)은 본체 하우징(110) 또는 흡입 모터(140) 또는 먼지 분리부(130)와 소정 각도를 이루어 배치될 수 있다.
조작부(160)는 핸들(150)에 배치될 수 있다. 조작부(160)는 핸들(150)의 상부 영역에 형성되는 경사면에 배치될 수 있다. 사용자는 조작부(160)를 통하여 청소기(10)의 동작이나 정지 명령을 입력할 수 있다.
조작부(160)는 전원 버튼(161)과 하나 이상의 입력 버튼(162, 163)을 포함할 수 있다. 입력 버튼(162, 163)은 본체(100)에 흡입 노즐(200)이 연결된 경우 흡입 모터(140)의 흡입력 증감 제어와 관련될 수 있다. 입력 버튼(162, 163)은 본체(100)에 물걸레 노즐(300)이 연결된 경우 물걸레(361)의 회전 속도 증감 제어 및 유체 분사 제어와 관련될 수 있다. 제한된 최소 개수의 입력 버튼만으로 상술한 다수의 제어를 모두 수행할 수 있는 실시예에 대해서 도 8 이하 도면과 함께 후술하기로 한다.
본체(100)는 먼지통(180)을 포함할 수 있다. 먼지통(180)은 먼지 분리부(130)와 연통될 수 있다. 먼지통(180)은 먼지 분리부(130)에서 분리된 먼지를 저장할 수 있다.
먼지통(180)의 하측 면에는 먼지통(180)의 길이 방향 일측 단부를 개폐하도록 배출 커버가 구비될 수 있다. 구체적으로 상기 배출 커버는 먼지통(180)의 개방된 일측에 회전 가능하게 결합되며 먼지통(180)의 하부를 선택적으로 개폐시킬 수 있다.
본체(100)는 배터리 하우징(170)을 포함할 수 있다. 배터리 하우징(170)에는 배터리(175)가 수용될 수 있다. 배터리 하우징(170)은 핸들(150)의 하측에 배치될 수 있다. 일 예로, 배터리 하우징(170)은 하부가 개방된 육면체 형상일 수 있다. 배터리 하우징(170)의 후면은 핸들(150)과 연결될 수 있다.
배터리 하우징(170)은 하방으로 개방되는 수용부를 포함할 수 있다. 배터리 하우징(170)의 수용부를 통하여 배터리(175)가 탈착될 수 있다.
한편, 본체(100)는 배터리(175)를 포함할 수 있다. 배터리(175)는 본체(100)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 배터리(175)는 배터리 하우징(170)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 일 예로, 배터리(175)는 배터리 하우징(170)의 하방에서 배터리 하우징(170)의 내부로 삽입될 수 있다.
배터리(175)는 전력을 공급하는 구성이다. 일 예로, 배터리(175)는 흡입 모터(140)에 전력을 공급할 수 있다. 일 예로, 배터리(175)는 청소 노즐(200, 300)에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(175)는 핸들(150)의 하부에 배치될 수 있다. 배터리(175)는 먼지통(180)의 후방에 배치될 수 있다.
이하에서는 연장관(400)에 대해 설명한다. 청소 노즐(200, 300)에 관해서는 연장관(400)의 설명 이후 자세히 설명하기로 한다.
청소기는 연장관(400)을 포함할 수 있다. 연장관(400)은 청소 노즐(200, 300)과 연통될 수 있다. 연장관(400)은 본체(100)와 연통될 수 있다. 연장관(400)은 본체(100)의 흡입부(120)와 연통될 수 있다. 연장관(400)은 긴 원통 형상으로 형성될 수 있다.
본체(100)는 연장관(400)과 연결될 수 있다. 본체(100)는 연장관(400)을 통해 청소 노즐(200, 300)과 연결될 수 있다.
본체(100)에 연결되는 청소 노즐(200, 300)이 흡입 노즐(200)인 실시예에서, 본체(100)는 흡입 모터(140)를 통해 흡입력을 발생시키고, 연장관(400)을 통해 청소 노즐(200)에 흡입력을 제공할 수 있다. 이때, 본체(100)에는 청소 노즐(200)과 연장관(400)을 통해 외부의 먼지가 유입될 수 있다.
이하에서는 본체(100)에 연결 가능하게 구비되는 다양한 청소 노즐(200, 300)에 대해 설명한다.
본체(100)에 연결되는 청소 노즐은 흡입 노즐(200)일 수 있다.
본 발명 실시예에서 설명하는 흡입 노즐(200)은 본체(100)에 구비된 흡입 모터(140)의 흡입력을 이용하여 피청소면의 먼지를 빨아들이는 기능의 청소 노즐일 수 있다.
여기서, 먼지는 피청소면에 붙어있는 이물질, 예컨대, 머리카락, 보푸라기, 미세가루, 플라스틱 조각 및 작은 곤충의 사체 등 모든 것을 포괄하는 개념으로써, 눈에 보이지 않는 미세한 먼지부터 눈에 보이며 어느 정도 무게감을 갖고 있는 먼지까지 모두 포함될 수 있다. 즉, 먼지는, 흡입 모터(140)의 흡입력에 의해 본체(100)의 먼지통(180)으로 흡입될 수 있는 모든 물질을 가리킬 수 있다.
흡입 노즐(200)은 본체(100)에 분리 가능하게 연결될 수 있다. 흡입 노즐(200)은 본체(100)에 직접 연결될 수도 있고, 연장관(400)을 통하여 본체(100)에 간접적으로 연결될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 흡입 노즐(200)은 노즐바디(210), 회전청소부(220) 및 노즐구동부(230)를 포함할 수 있다.
노즐바디(210)는 흡입 노즐(200)의 외형을 형성하며 내부에 회전청소부(220) 및 노즐구동부(230)를 수용하는 수용바디(213)와, 본체(100) 또는 연장관(400)과 연결되는 연결배관(215)을 포함할 수 있다.
노즐바디(210)에는 오염 물질이 포함된 공기를 흡입하기 위한 전방 개구(210a)가 형성될 수 있다.
이때, 본체(100)의 흡입 모터(140)에서 발생하는 흡입력에 의해 공기가 전방 개구(210a)를 통해 유입될 수 있다. 유입되는 공기는 회전청소부(220)를 거쳐 연결배관(215)으로 이동하고 본체(100)의 먼지통(180)에서 먼지가 분리된 이후 청소기(10)의 외부로 배출될 수 있다.
회전청소부(220)는 수용바디(213)에 수용되며, 회전에 의해 공기를 흡입하여 흡입부(120)로 보낼 수 있다.
노즐구동부(230)는 회전청소부(220)를 회전시키기 위한 구성으로서, 회전청소부(220)의 일측에 삽입되어 회전청소부(220)로 동력을 전달할 수 있다. 그러나, 이는 동력을 전달하는 일 예일뿐, 상기 노즐구동부(230)가 회전청소부(220)의 일측에 삽입되지 않고 연결배관(215)의 방향에 있는 별도의 공간에 위치하여 회전청소부(220)와 앞뒤로 나란히 위치할 수도 있다.
노즐구동부(230)는 구동력을 발생시키기 위한 노즐모터(미도시)를 포함할 수 있다.
노즐구동부(230)는 상기 노즐모터의 동력을 회전청소부(220)로 전달하기 위한 동력전달부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 동력전달부의 일 예로 기어가 구비될 수 있으나 이와 달리 동력을 전달할 수 있는 구조이면 어떠한 것이라도 무방하다. 예를 들어, 상기 동력전달부는 풀리 및 이를 연결하는 벨트가 구비될 수도 있다.
상기 동력전달부는 상기 노즐모터에서 발생하는 회전동력을 기어비나 풀리의 반지름 차이를 이용하여 상기 노즐모터의 분당회전수를 적절히 감속시켜 회전청소부(220)에 전달한다. 즉, 상기 동력전달부에 구비되는 기어의 비에 따라 상기 노즐모터의 감속비가 정해지고, 이에 따라 회전청소부(220)의 분당회전수가 정해지게 된다. 이는 피청소면에 따라 서로 다른 최적화된 분당회전수 및 회전 토크(Torque)를 전달하기 위함이다.
예를 들어, 일반적인 용도의 플러피(Fluffy) 노즐과 카펫(Carpet) 청소를 위한 카펫노즐의 경우 동일 종류의 동일한 크기의 노즐모터를 사용하지만, 카펫노즐의 감속비는 플러피노즐의 감속비보다 작아 회전청소부(220)의 분당회전수가 클 수 있다. 이는 결국 구동시 필요한 전류가 크다는 것을 의미한다.
회전청소부(220)는 상기 노즐구동부(230)를 통해 전달되는 구동력에 의해 회전하여 피청소면과 마찰됨으로써 오염물질을 털어낼 수 있다. 또한, 회전청소부(220)의 외주면은 융(絨)과 같은 직물 또는 펠트(felt) 재질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 회전청소부(220)의 회전시 피청소면에 쌓인 먼지 등의 이물질이 회전청소부(220)의 외주면에 끼임으로써 효과적으로 제거될 수 있다.
이처럼, 흡입 노즐(200)은 상술한 감속비에 따라 각기 다른 특징을 가지므로 다른 용도로 사용 가능한 여러 종류의 흡입 노즐(200)의 구현이 가능하다.
예를 들어, 고속의 분당 회전수를 갖는 노즐모터에 적절한 감속비를 갖게 하는 동력전달부를 포함하는 흡입 노즐(200)은 상대적으로 낮은 감속비, 예컨대 3.3:1를 갖게 하여 카펫노즐로 사용할 수 있다. 또한, 상대적으로 높은 감속비, 예컨대 13.5:1를 갖게 하여 일반용도인 플러피노즐로 사용할 수 있다. 노즐모터의 분당회전수가 작고 피청소면을 통해 받는 반력이 작은 흡입 노즐(200)은 침구노즐로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명 실시예에서는 다양한 용도를 갖는 흡입 노즐(200) 중 어느 것이 본체(100)에 결합되었는지 여부, 나아가 흡입 노즐(200)이 아닌 물걸레 노즐(300)이 본체(100)에 결합되었는지 여부가 초기 구동시의 부하 전류 측정값 패턴을 이용하면 구별될 수 있다. 이에 대해서는 도 7을 참조하여 후술한다.
청소기(10)에 연결되는 청소 노즐은 물걸레 노즐(300)일 수 있다.
본 발명 실시예에서 설명하는 물걸레 노즐(300)은 흡입 기능은 존재하지 않고 피청소면을 물걸레로 문질러 청소하는 기능의 청소 노즐일 수 있다.
물걸레 노즐(300)은 본체(100)에 분리 가능하게 연결될 수 있다. 물걸레 노즐(300)은 본체(100)에 직접 연결될 수도 있고, 연장관(400)을 통하여 본체(100)에 간접적으로 연결될 수도 있다.
도 6을 참조하여 물걸레 노즐(300)의 축을 정의한다.
물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)은 물걸레 노즐(300)을 좌측과 우측으로 구획하는 축이다. 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)은 전방 및 후방으로 연장된다. 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)은 연장관(400)의 길이 방향과 일치한다.
물걸레축(A2)은 복수개의 물걸레(361)들의 각 회전중심을 연결한 선이고, 물걸레(361)들의 회전중심들은 물걸레축(A2)을 따라 배치된다. 물걸레축(A2)은 일 방향으로 배치된다. 일 예로, 물걸레축(A2)은 좌우 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 물걸레축(A2)은 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)과 직교할 수 있다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 물걸레 노즐(300)은 물걸레 노즐 하우징(310)과 연결배관(380)을 포함할 수 있다.
물걸레 노즐 하우징(310)은 물걸레 노즐(300)의 외형을 형성하고, 내부에 다른 구성요소들이 수납될 수 있는 공간을 형성하는 구성이다.
물걸레 노즐 하우징(310)은 본체(100)에 연결될 수 있다. 물걸레 노즐 하우징(310)은 연장관(400)을 통해 본체(100)에 간접적으로 연결될 수 있다. 이와 달리, 물걸레 노즐 하우징(310)은 본체(100)에 직접 연결될 수도 있다.
물걸레 노즐 하우징(310)의 후단에는 연결배관(380)이 배치된다. 연결배관(310)이 연장관(400) 또는 본체(100)에 체결됨으로써, 물걸레 노즐 하우징(310)은 연장관(400) 또는 본체(100)에 연결될 수 있다.
본 명세서에서 반복적으로 기재하는 '연결'의 의미는 여러가지로 해석될 수 있다. 예를 들어, 연결이란, 기구적인 결합을 의미할 수 있다. 예를 들어, 연결이란, 전기적 결합을 의미할 수 있다. 전기적 결합에 의해, 본체(100)에 배치된 배터리(175)로부터 물걸레 노즐(300)로 전류가 흐를 수 있다.
물걸레 노즐 하우징(310)은 하부하우징(311) 및 상부하우징(312)으로 구분될 수 있다.(도 3, 도 5 참조)
하부하우징(311)은 물걸레 노즐(300)의 하부면 및 측면의 일부를 형성한다.
하부하우징(311)의 바닥면의 일 측은 물걸레(361)가 배치되도록 상부로 함몰된 홈이 형성된다. 하부하우징(311)의 상부면에는 물걸레 노즐(300)을 구동하기 위한 복수개의 구성들이 설치될 수 있다.
상부하우징(312)은 물걸레 노즐(300)의 상부면 및 측면의 일부를 형성한다. 상부하우징(312)은 하부하우징(311)에 결합되고, 상부면에 물통(320)이 설치될 수 있다.
상부하우징(312)에는 해제버튼(3123)이 배치될 수 있다. 해제버튼(3123)은 물통(320)을 상부하우징(312)에 고정할 수 있다. 해제버튼(3123)이 작동하는 경우 물통(320)이 상부하우징(312)으로부터 탈착될 수 있다.
이하에서는, 물걸레 노즐의 유체 분사와 관련된 구성에 대해 자세히 설명한다.
물걸레 노즐(300)은 물통(320)을 포함할 수 있다.
물통(320)은 분사노즐(344)에 유체를 공급할 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 물통(320)은 물걸레 노즐 하우징(310)의 상부에 배치되고, 유체를 저장하며, 상부면에 유체가 유입되는 급수구(321)가 형성될 수 있다.
여기서, 유체는 담수일 수 있다. 또는, 유체는 액상 세제일 수 있다.
물통(320)은 물걸레 노즐 하우징(310)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 물통(320)은 상부하우징(312)에 장착될 수 있다. 상부하우징(112)은 물통(320)이 안착되기 위하여 상부면에서 하부로 함몰된 홈이 형성되고, 물통(320)은 상기 상부하우징(312)의 홈에 적어도 일부가 삽입되어 안착될 수 있다.
물통(320)은 물걸레 모터(362)의 상부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 물통(320)은 물걸레 모터(362)의 상부에서 물걸레 모터(362)와 이격되게 배치될 수 있다.
물통(320)이 물걸레 모터(362)와 이격되게 배치됨으로써, 물걸레 모터(362)의 진동이 전달되지 않는 이점이 있다. 또한, 물통(320) 내부에는 유체가 저장되는 바, 물걸레 모터(362)의 진동이 물통(320)에 전달되는 경우에도 물걸레 모터(362)의 진동이 유체에 흡수되어 물걸레 노즐(300)이 진동되지 않는 효과가 있다.
물통(320)은 급수구(321)를 포함할 수 있다. 급수구(321)는 물통(320) 내부로 유체가 유입되는 구멍이다. 급수구(321)는 물통(320)의 상부면에 형성될 수 있다.
물통(320)이 물걸레 노즐 하우징(310)에 장착된 경우, 급수구(321)는 외부에 노출될 수 있다. 이로써, 청소 중에 물통(320)이 분리되지 않고 급수될 수 있다는 장점이 있다.
물통(320)은 급수구 캡(322)을 포함할 수 있다. 급수구 캡(322)은 급수구(321)를 커버하여, 유체의 누수를 차단할 수 있다.
급수구 캡(322)은 신축성있는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 급수구 캡(322)은 고무 재질로 형성될 수 있다. 급수구 캡(322)은 급수 동안 물통(320)으로부터 분리되고, 급수가 종료되면 물통(320)에 다시 결합될 수 있다.
물걸레 노즐(300)은 유체 분사부(340)를 포함할 수 있다.
유체 분사부(340)는 워터 펌프(341)를 포함하며, 워터 펌프(341)의 동작으로 물통(320)에 수용되어 있는 유체를 물걸레 노즐(300)의 외부로 분사하는 구성이다.
유체 분사부(340)는, 탱크호스(342), 노즐호스(343) 및 분사노즐(344)을 더 포함할 수 있다.
유체 분사부(340)는 물통 연결부(345)를 더 포함할 수 있다.
물통 연결부(345)는, 상부하우징(312)에 결합되며, 물통(320) 내의 밸브(미도시)를 동작시킬 수 있고, 유체가 유동할 수 있다.
보다 구체적으로, 물통 연결부(345)는 상부하우징(312)의 하측에 결합될 수 있고, 일부가 상부하우징(312)을 관통하여 상측으로 돌출될 수 있다. 상측으로 돌출된 물통 연결부(345)는 물통(320)이 상부하우징(312)에 안착되면, 물통(320)의 배수구를 관통하여 물통(320) 내부로 인입될 수 있다.
여기서 상기 배수구는 물통(320)에 저장된 유체가 배출되는 구멍을 의미한다. 상기 배수구에서 배출된 유체는 분사노즐(344)로 유동한다. 상기 배수구는 물통(320)의 하부면에 형성된다. 구체적으로, 상기 배수구는 물통(320)의 좌측 하단에 형성될 수 있다.
워터 펌프(341)는 물통(320)에 저장된 유체를 유동시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 워터 펌프(341)는 물걸레 노즐 하우징(310)에 배치되되, 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)을 기준으로 일 측에 배치될 수 있다. 워터 펌프(341)는 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)을 기준으로 좌측에 배치될 수 있다.
워터 펌프(341)는 물통(320)과 분사노즐(344) 사이에 배치되어 물통(320)에 저장된 유체를 분사노즐(344)로 압송한다.
탱크호스(342)는 일 단이 물통 연결부(345)에 연결되고, 타 단이 워터 펌프(341)의 입구단에 연결된다.
워터 펌프(341)는 물통(320)의 배수구에 연결되고, 부압에 의해 물통(320)에 저장된 유체를 유동시킨다. 워터 펌프(341)의 하류에 분사노즐(344)이 연결되고, 유체는 분사노즐(344)로 압송되고 물걸레 노즐(300)의 외부로 분사된다.
노즐호스(343)는 일 단이 워터 펌프(341)의 출구단에 연결되고, 타 단이 분사노즐(344)에 연결된다.
분사노즐(344)은 유체를 분사하는 구성이다. 분사노즐(344)은 물걸레 노즐 하우징(310)에 배치되되 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1) 상에 배치될 수 있다. 분사노즐(344)은 물통(320)으로부터 유체를 공급받아 물걸레(361)의 전방으로 유체를 분사할 수 있다.
분사노즐(344)은 물걸레 노즐 하우징(310)의 전면에 배치될 수 있다. 분사노즐(344)이 물걸레 노즐 하우징(310)의 전방으로 유체를 분사하면, 물걸레 노즐(300)이 전진할 때 물걸레(361)가 상기 유체를 흡수하여 청소가 수행될 수 있다.
분사노즐(344)이 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1) 상에 배치된 실시예에서 좌측 물걸레(361a)와 우측 물걸레(361b) 사이로 유체가 분사된다. 이로써, 물걸레 노즐(300)이 전진할 때, 좌측 물걸레(361a)와 우측 물걸레(361b)에 유체가 균등하게 흡수될 수 있는 효과가 있다.
물걸레 노즐(300)은 LED 조사부(350)를 포함할 수 있다.
LED 조사부(350)는 물걸레 노즐(300)의 이동방향 전방을 향해 광을 방사하도록 구비된 구성이다. LED 조사부(350)에 의해 사용자는 청소시 물걸레 노즐(300)의 전방에 존재하는 이물질을 용이하게 확인할 수 있다.
LED 조사부(350)는 발광부재인 LED(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, LED(351)는 좌측 LED(351a)와 우측 LED(351b)를 포함할 수 있다. LED(351)는 물걸레 노즐 하우징(310)에 배치되되 물걸레 노즐 하우징(310)의 전방으로 광을 조사하도록 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 좌측 LED(351a)와 우측 LED(351b)는 물걸레 노즐 하우징(310)의 전면에 배치되어, 물걸레 노즐 하우징(310)의 전방으로 광을 조사할 수 있다. 이로써, 사용자가 물걸레 노즐(300)의 전방에 존재하는 먼지를 용이하게 확인할 수 있는 효과가 있다. 또한, 사용자로 하여금 분사된 유체의 존재를 확인하고 물걸레(361)에 용이하게 흡수시킬 수 있도록 조작을 유도하는 효과가 있다.
LED(351)는 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)을 기준으로 분사노즐(344)의 외측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 사용자가 분사된 유체의 위치를 확인함으로써, 유체가 좌측 또는 우측으로 치우쳐져 분사되는 경우, 분사노즐(344)의 분사각도를 조절할 수 있도록 조작을 유도하는 효과가 있다.
한편, 좌측 LED(351a)와 우측 LED(351b) 사이에 분사노즐(344)이 배치될 수 있다. 이러한 배치를 가짐으로써, LED(351)에 의해 분사된 유체의 존재를 사용자가 확인할 수 있고, 유체가 좌측 물걸레(361a)와 우측 물걸레(361b)에 보다 용이하게 흡수될 수 있다.
이때, LED(351)의 전방에는 광을 투과하는 확산판이 배치될 수 있다. 분사노즐(344)은 상기 확산판에 형성될 수 있다.
물걸레 노즐(300)은 물걸레 회전부(360)를 포함할 수 있다.
물걸레 회전부(360)는 물걸레(361)로 피청소면을 닦아 청소하는 구성이다. 물걸레 회전부(360)는 물통(320)으로부터 유체를 공급받고, 마찰에 의하여 피청소면을 습식 청소한다.
물걸레 회전부(360)는 물걸레(361)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 물걸레(361)는 물걸레 노즐 하우징(310)의 하단에 복수개 배치될 수 있다. 구체적으로, 물걸레(361)는 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)을 기준으로 좌측 하단과 우측 하단에 각각 배치될 수 있다. 구체적으로, 좌측물걸레(361a)는 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)의 좌측 하단에 배치되고, 우측물걸레(361b)는 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)의 우측 하단에 배치될 수 있다.
물걸레(361)는 상하로 배치된 회전축을 구비하여, 상기 회전축을 중심으로 회전하면서 피청소면을 문질러 청소할 수 있다. 물걸레(361)의 회전축은 물걸레축(A2)을 따라 배치될 수 있다.
좌측 물걸레(361a)와 우측 물걸레(361b)는 상이한 방향으로 회전할 수 있다. 도 4를 참조하여 예를 들면, 좌측 물걸레(361a)는 시계방향(CW)으로 회전하고, 우측 물걸레(361b)는 반시계방향(CCW)으로 회전할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 물걸레(361)는 마찰력으로 인하여 피청소면을 후방으로 밀어낼 수 있고, 상대적으로 물걸레 노즐(300)은 전방으로 용이하게 이동되는 바 사용자는 보다 손쉽게 청소기를 전진시킬 수 있다.
물걸레 회전부(360)는 물걸레판(367)을 더 포함할 수 있다. 물걸레판(367)은 물걸레(361)를 지지하는 구성이다.
도 5를 참조하면, 물걸레판(367)은 물걸레 노즐 하우징(310)의 하부면에 결합된다. 물걸레판(367)의 상부면은 평기어(366)에 기계적으로 연결되고,(도 6 참조) 하부면은 물걸레(361)가 고정된다. 이에 따라, 물걸레판(367)은 평기어(366)를 통해 동력을 전달받아 회전하고, 물걸레판(367)이 회전하면 물걸레(361)가 동시에 회전하게 된다.
물걸레판(367)은 물걸레(361)의 형상과 유사하게 원판 형상으로 형성될 수 있다. 물걸레판(367)은 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)의 좌측에 배치된 좌측 물걸레판(367a)과 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)의 우측에 배치된 우측 물걸레판(367b)으로 구분될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 물걸레 회전부(360)는 물걸레모터(362)를 포함할 수 있다. 물걸레 모터(362)는 물걸레(361)에 동력을 공급하는 구성이다.
물걸레 모터(362)는 물걸레 노즐 하우징(310)에 배치되고, 물걸레모터축(A3)을 따라 배치된 샤프트(363)를 구비할 수 있다. 물걸레모터축(A3)은 물걸레축(A2)과 어긋나게 위치할 수 있다. 도 6을 참조하면, 가능한 실시예에서 물걸레축(A2)이 좌-우 방향으로 연장될 때, 물걸레모터축(A3)은 좌측전방에서 우측후방으로 경사 방향으로 연장될 수 있다.
가능한 실시예에서, 물걸레 모터(362)는 양축모터(Bi-axial motor)일 수 있다. 단축모터가 모터의 일 측으로 샤프트(363)가 돌출되는 것과 달리, 양축모터는 모터의 양 측으로 샤프트(363)가 돌출된다. 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이, 양축모터에서 샤프트(363)는 모터의 좌측과 우측으로 돌출된다.
이로써, 구성들을 최적화된 위치에 배치하여, 물걸레 노즐(300)의 크기를 감소시킬 수 있다.
일반적으로, 물걸레(361)는 물걸레 노즐 하우징(310)의 중앙에 배치되어야 하며, 도 6에 도시된 바와 같이 평기어(366)의 위치는 제한된다. 만약 물걸레 모터(362)가 좌측 평기어(366a)와 우측 평기어(366b) 사이에 배치되고 물걸레모터축(A3)과 물걸레축(A2)이 동축상에 배치된다면, 물걸레 노즐(300)의 좌우 너비가 길어지는 문제점이 있다. 물걸레 모터(362)가 평기어(366)의 전방에 배치되는 경우, 물걸레 노즐(300)의 좌우 너비가 짧아지는 장점이 있으나, 물걸레 노즐(300)의 무게중심이 전방으로 쏠리게 되어 물걸레(361)가 청소영역에 균일하게 밀착되지 않는 단점이 있고, 청소기의 조작이 보다 불편해지는 문제점이 있다.
이와 달리, 상술한 실시예에 따르면, 물걸레 모터(362)가 좌측 평기어(366a)와 우측 평기어(366b) 사이에 배치되어도 물걸레 노즐(300)의 좌우 너비가 길어지지 않는 장점이 있다. 또한, 무게중심이 물걸레 노즐(300)의 전방에 쏠리지 않으므로, 물걸레(361)가 청소영역에 균일하게 밀착되는 장점이 있다.
계속해서 물걸레 회전부(360)에 포함된 동력 전달 구성들에 대해 자세히 설명하자면 다음과 같다.
물걸레 모터(362)의 샤프트(363)는 좌측으로 돌출되어 좌측 물걸레(361a)에 동력을 전달하고, 우측으로 돌출되어 우측 물걸레(361b)에 동력을 전달한다.
샤프트(363)는 일 방향으로 회전한다. 샤프트(363)는 물걸레 모터(362)를 우측에서 바라볼 때 반시계방향으로 회전할 수 있다. 또는, 샤프트(363)는 물걸레 모터(362)를 좌측에서 바라볼 때 시계방향으로 회전할 수 있다.
샤프트(363)는 좌측 샤프트(363a)와 우측 샤프트(363b)로 별개로 형성될 수 있고, 또는 일체로 형성될 수도 있다. 좌측 샤프트(363a)와 우측 샤프트(363b)가 별개로 형성되는 경우에도, 좌측 샤프트(363a)와 우측 샤프트(363b)는 동일한 방향으로 회전한다.
물걸레 회전부(360)는 웜기어(364), 웜휠기어(365) 및 평기어(366)를 더 포함할 수 있다.
웜기어(364)는 샤프트(363)에 결합된다. 웜기어(364)는 원통 형상으로 형성되고, 외둘레면에 나사산이 형성된다. 웜기어(364)는 샤프트(363)에 결합되어, 샤프트(363)와 동시에 회전된다.
또는, 웜기어(364)는 샤프트(363)의 외둘레면에 나사산이 형성됨으로써, 샤프트(363)와 일체로 형성될 수도 있다.
웜휠기어(365)는 웜기어(364)에 연결되고, 물걸레(361)에 동력을 전달한다. 웜휠기어(365)는 웜기어(364)에 기계적으로 연결된다. 구체적으로, 웜휠기어(365)는 웜기어(364)에 치합된다.
웜휠기어(365)는 측방(수평방향)으로 연장된 회전축을 상하로 연장된 회전축으로 변경시켜, 동력을 물걸레(361)에 용이하게 전달하게 한다. 또한, 웜기어(364)의 높은 회전속도를 낮은 회전속도로 변경시켜, 물걸레(361)의 회전속도를 적절하게 조절한다.
웜기어(364)는 좌측 웜기어(364a)와 우측 웜기어(365b)로 구분된다.
좌측 웜기어(364a)는 물걸레 모터(362)의 좌측방에 배치된 좌측 물걸레(361a)에 동력을 전달한다. 우측 웜기어(364b)는 물걸레 모터(362)의 우측방에 배치된 우측 물걸레(361b)에 동력을 전달한다.
좌측 웜기어(364a)는 좌측 샤프트(363a)에 결합된다. 우측 웜기어(364b)는 우측 샤프트(363b)에 결합된다.
좌측 웜기어(364a)와 우측 웜기어(364b)는 나사산이 동일한 방향으로 형성된다. 다시 말해, 좌측 웜기어(364a)와 우측 웜기어(364b)는 동일한 형상으로 형성된다. 이러한 형상을 가짐으로써, 통합된 하나의 웜기어(364)를 제작하여 좌측 웜기어(364a)와 우측 웜기어(364b)에 필요에 따라 조립할 수 있으므로, 제조비용이 감소하고 유지보수가 편리하다는 장점이 있다. 이와 달리, 종래의 물걸레 노즐은 좌측 물걸레와 우측 물걸레의 회전방향을 반대로 하기 위하여, 좌측 웜기어와 우측 웜기어의 나사산을 반대로 설계하여, 좌측 웜기어와 우측 웜기어를 별개로 제작하여야 하는 문제점이 있었다.
웜휠기어(365)는 좌측 웜휠기어(365a)와 우측 웜휠기어(365b)로 구분된다.
좌측 웜휠기어(365a)는 물걸레 모터(362)의 좌측방에 배치된 좌측 물걸레(361a)에 동력을 전달한다. 우측 웜휠기어(365b)는 물걸레 모터(362)의 우측방에 배치된 우측 물걸레(361)에 동력을 전달한다.
좌측 웜휠기어(365a)는 좌측 웜기어(364a)에 연결된다. 우측 웜휠기어(365b)는 우측 웜기어(364b)에 연결된다.
좌측 웜휠기어(365a)와 우측 웜휠기어(365b)는 동일한 형상으로 형성된다. 이러한 형상을 가짐으로써, 통합된 하나의 웜휠기어(365)를 제작하여 좌측 웜휠기어(365a)와 우측 웜휠기어(365b)에 필요에 따라 조립할 수 있으므로, 제조비용이 감소하는 장점이 있다. 이와 달리, 종래의 물걸레 노즐은 좌측 평기어와 우측 평기어의 회전 방향을 반대로 하기 위하여, 좌측 웜휠기어 또는 우측 웜휠기어 중 어느 하나에 회전 방향을 바꾸는 구성을 추가하여, 좌측 웜휠기어와 우측 웜휠기어를 별개로 제작하여야 하는 문제점이 있었다.
좌측 웜휠기어(365a)는 물걸레모터축(A3)의 일 측에 배치되고, 우측 웜휠기어(365b)는 물걸레모터축(A3)의 타 측에 배치된다. 구체적으로, 도 6을 참조하면, 좌측 웜휠기어(365a)는 물걸레모터축(A3)의 후방에 배치되고, 우측 웜휠기어(365b)는 물걸레모터축(A3)의 전방에 배치된다. 이러한 배치를 가짐으로써, 좌측 웜기어(364a)와 우측 웜기어(364b)를 동일한 부품으로 제조하고, 좌측 웜휠기어(365a)와 우측 웜휠기어(365b)를 동일한 부품으로 제조하는 경우에도, 좌측 웜휠기어(365a)와 우측 웜휠기어(365b)의 회전 방향이 반대로 되는 효과가 있다. 따라서, 좌측 부품과 우측 부품이 동일한 경우에도, 부품의 배치만을 변경함으로써 물걸레(361)의 회전 방향을 변경할 수 있다.
평기어(366)는 물걸레축(A2)을 따라 배치되고, 웜휠기어(365)에 연결되고, 회전중심이 물걸레(361)의 회전중심에 연결된다. 평기어(366)는 동력을 웜휠기어(365)로부터 전달받아 물걸레판(367)에 전달한다.
평기어(366)의 회전중심은 물걸레(361)의 회전중심과 동심 상에 배치될 수 있다. 평기어(366)의 회전중심은 물걸레축(A2) 상에 배치될 수 있다.
평기어(366)는 물걸레판(367)과 결합되어, 물걸레판(367)과 일체로 회전할 수 있다. 좌측 평기어(366a)와 우측 평기어(366b)는 동일한 형상으로 형성된다. 다시 말해, 하나의 평기어(366)를 제작하여, 필요에 따라 좌측 평기어(366a) 또는 우측 평기어(366b)에 배치할 수 있다.
물걸레 노즐(300)은 조도센서(370)를 포함할 수 있다.
조도센서(370)는 조도를 측정하는 구성이다. 조도센서(370)는 청소기(10) 외부의 조도를 측정할 수 있다.
도 2를 참조하면, 조도센서(370)는 물걸레 노즐 하우징(310)에 배치되되 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1) 상에 배치될 수 있다.
조도센서(370)는 분사노즐(344)의 상부에 배치될 수 있다. 이로써, 분사노즐(344)에서 분사된 유체 안개에 분사노즐(344)이 영향을 받지 않을 수 있다.
물걸레 노즐(300)은 노즐 PCB(390)를 포함할 수 있다.
노즐 PCB(390)에는 물걸레 노즐(300)을 제어하기 위한 노즐 제어부(395)가 구비될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 노즐 PCB(390)는 물걸레 노즐 하우징(310)에 배치되되 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)을 기준으로 타 측에 배치될 수 있다.
노즐 PCB(390)는 본체(100), 보다 구체적으로는 본체(100)에 구비된 본체 PCB(190)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6을 참조하면, 워터 펌프(341)는 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)을 기준으로 일 측에 배치되고, 노즐 PCB(390)는 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1)을 기준으로 타 측에 배치될 수 있다. 이러한 배치를 가짐으로써, 물걸레 노즐(300)의 전체 무게중심이 물걸레 노즐(300)의 중심축(A1) 상에 배치되어 청소기(10)의 조작성을 향상시킬 수 있다. 또한, 노즐 PCB(390)가 워터 펌프(341)로부터 상당 거리 이격되기 때문에 워터 펌프(341)에서 발산된 열에 의해 노즐 PCB(390)가 손상되지 않는 효과도 있다.
이하에서는, 청소 노즐의 동작 제어와 관련된 본 발명 실시예에 대해서 설명한다.
도 7은 청소 노즐 장착 후 청소기의 초기 구동시부터 샘플링한 시간(단위: ms) 대비 전류값을 ADC로 변환한 값(단위: bit)을 나타낸 부하 전류 측정값 패턴의 실시예이고, 도 8은 본체에 물걸레 모듈이 연결된 경우의 기능 블록도이며, 도 9는 조작부에 포함된 전원 버튼과 입력 버튼의 배치에 대한 일 실시예이다.
도 8을 참조하면, 청소기(10)의 본체(100)에는 본체 PCB(190)가 구비된다.
본체 PCB(190)에는 본체 제어부(195)가 장착될 수 있다. 본체 제어부(195)는 흡입 모터(140)의 구동을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 본체 제어부(195)는 흡입 모터(140)에 인가되는 전류를 제어하여 흡입 모터(140)의 속도를 증감(흡입력 증감) 제어할 수 있다.
본체 제어부(195)는 청소 노즐의 구동을 제어할 수 있다. 이를 위해, 본체 제어부(195)는 제어 명령을 생성하여 청소 노즐로 전달할 수 있다. 이때, 본체 제어부(195)는 배터리(175)가 제공하는 전압을 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스폭 변조) 신호로 가변하여 상기 제어 명령을 생성할 수 있다.
본체 제어부(195)는 청소 노즐에 흐르는 전류를 측정하기 위한 측정부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 전류는 청소 노즐에 흐르는 전류를 기 설정된 샘플링 주기로 샘플링하여 ADC(Analog to Digital Conversion, 아날로그-디지털 변환) 변환하면 그 값이 측정될 수 있다.
청소기(10)의 본체(100)에는 조작부(160)가 구비된다.
도 9를 참조하면, 조작부(160)는 전원 버튼(161)을 포함할 수 있다. 사용자가 전원 버튼(161)을 누르면 본체 제어부(195)에 의해 흡입 모터(140)가 회전하기 시작하면서 청소기(10)가 초기 구동될 수 있다.
조작부(160)는 적어도 하나 이상의 입력 버튼(162, 163)을 포함할 수 있다. 도 9를 참조하면, 입력 버튼(162, 163)은 제1 입력 버튼(162)과 제2 입력 버튼(163)을 포함할 수 있다.
본체 제어부(195)는 입력 버튼(162, 163)을 조작하는 사용자 입력을 수신하여 흡입 모터(140)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 청소기(10)의 구동 중에 사용자가 제1 입력 버튼(162)을 누르면 본체 제어부(195)에 의해 흡입 모터(140)의 속도가 증가될 수 있다. 예를 들어, 청소기(10)의 구동 중에 사용자가 제2 입력 버튼(163)을 누르면 본체 제어부(195)에 의해 흡입 모터(140)의 속도가 감소될 수 있다.
이때, 제1 입력 버튼(162)과 제2 입력 버튼(163)은 사용자의 직관적인 이해를 도울 수 있도록 흡입 모터(140)의 속도 증가를 유도하는 제1 입력 버튼(162)은 '+'기호가 표시된 버튼이고, 흡입 모터(140)의 속도 감소를 유도하는 제2 입력 버튼(163)은 '-'기호가 표시된 버튼일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐이고 제1 입력 버튼(162)과 제2 입력 버튼(163)은 서로 상이한 이미지 또는 도형 또는 기호를 이용하여 구분되는 것으로 족하다.
본체 제어부(195)는 입력 버튼(162, 163)을 조작하는 사용자 입력을 수신하여 청소 노즐로 제어 명령을 송신할 수 있다. 상기 제어 명령은 노즐 제어부(395)에서 수신할 수 있다. 본체 제어부(195)와 노즐 제어부(395) 간의 제어 명령 전달은 전력선을 통해 이루어질 수 있다.
노즐 제어부(395)를 포함하는 청소 노즐은 물걸레 노즐(300)일 수 있다. 물걸레 노즐(300)은, 노즐 제어부(395)에 의해 청소 노즐의 기능과 관련된 동작이 제어되는 적어도 하나 이상의 동작부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 동작부는 유체 분사부(340), 물걸레 회전부(360) 및 LED 조사부(350)를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 본체 제어부(195)와 노즐 제어부(395)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다.
물걸레 노즐(300)과 흡입 노즐(200)은 노즐 제어부(395)의 포함여부로 구별될 수 있다. 서로 다른 종류의 흡입 노즐(300)들은 다른 감속비를 갖는 것을 기준으로 구별될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 청소기(10)가, 본체(100)에 연결된 청소 노즐의 종류를 각각 어떻게 구별하여 감지하는지에 대해 설명한다.
본체 제어부(195)는 청소 노즐이 본체(100)에 결합되어 초기 구동되면 배터리(175)로부터 공급되는 전원을 청소 노즐에 인가한다.
배터리(175)로부터 공급되는 전원은 그 전압이 예를 들어, 29V 크기의 DC 전압일 수 있다. 본체 제어부(195)는 청소 노즐에 적정 크기의 전압(예를 들어, 22V~23V)을 인가하기 위해 상기 직류 전압을 PWM 방식으로 제어하여 크기를 조정할 수 있다. 잘 알려진 바와 같이 스위칭 주기(예를 들어, 15khz)를 일정하게 한 상태에서 듀티비(Duty Ratio)를 가변하는 것으로 전압의 크기가 조정될 수 있다. 스위칭 주기에서 온(On) 시간의 비율이 클수록 듀티비가 커지고 전압의 크기도 크게 조정된다.
이때, 본체 제어부(195)는 본체(100)가 연결되어 있는 청소 노즐에 걸리는 부하 전류를 측정할 수 있다. 부하 전류의 측정은 청소 노즐에 직렬로 연결되는 션트저항(Shunt Resistor)의 양단 전압을 측정한 후, 옴의 법칙에 의해 전류값으로 전환시켜 측정할 수 있다. 결국, 청소 노즐의 초기 구동시 나타나는 전류값을 측정할 수 있다.
또한, 해당 부하 전류값의 측정은 본체 제어부(195)에 포함된 ADC 컨버터(미도시)를 이용하여 아날로그-디지털 변환될 수 있다. 보다 구체적으로, 일정한 샘플링시간간격(혹은 샘플링주기), 예를 들어 10ms의 시간간격으로 측정된 부하 전류값을 ADC에 의해 변환시켜 나타낼 수 있다. 이를 ADC 샘플링(또는 ADC 측정)이라 칭한다. 해당 전류값은 암페어 단위가 아닌 ADC로 변환된 값, 즉 0bit이상 255 bit 이하에서 하나의 값을 갖게 변환될 수 있다. 따라서, 전류가 흐르지 않으면 0bit로 변환되고, 전류가 허용가능한 최대값(단위: 암페어)으로 흐르게 되면 255bit로 변환될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본체 제어부(195)는 상기 부하 전류의 측정값 패턴에 기초하여 청소 노즐의 종류를 감지할 수 있다.
청소 노즐이 흡입 노즐(200) 중에서도 침구 노즐인 경우 회전청소부(220)의 회전시 받는 반력이 작아 분당회전수가 작을 수 있다. 또한, 이에 따른 부하 전류가 작게 나타난다. 따라서, 부하 전류는 기설정된 제1기준값 이하로 측정될 수 있다. 기설정된 제1기준값 이하란, 기설정된 제1감지시간동안 측정된 전류값(또는 ADC에 의해 변환된 값)이 기설정된 제1임계값(CP1) 이하인 경우를 말한다.
기설정된 제1감지시간은 청소기(10)의 초기 구동시 제1-1감지시간(td1-1)에서 제1-2감지시간(td-2)사이의 시간간격을 의미한다. 침구 노즐의 부하 전류 측정값을 보면 제1감지시간동안, 제1임계값이하의 범위인 제1감지 영역에서 감지가 가능하다. 따라서, 이를 이용하여 현재 본체(100)에 장착된 청소 노즐이 침구 노즐인 것으로 구별할 수 있다.
침구 노즐과 다른 청소 노즐의 경우에는 노즐 구동부(230)의 분당회전수가 상대적으로 클 수 있다. 따라서, 초기 부하 전류를 많이 필요로 하므로 제1감지시간동안 제1임계값을 초과하는 부하 전류값을 가지게 된다. 결국 청소 노즐이 침구 노즐인 경우와 침구 노즐인 아닌 경우가 서로 구별될 수 있다.
특히, 고속으로 회전하는 노즐 구동부(230)를 갖는 카펫 노즐은 제1감지시간동안 상대적으로 전류를 많이 필요로 함을 알 수 있다.
물걸레 노즐(300)의 경우, 상술한 바와 같이 동작부의 제어(구체적으로는, 워터 펌프(341)와 물걸레 모터(362)의 제어)를 위해 노즐 제어부(395)를 필요로 한다. 노즐 제어부(395)는 일반적으로 마이컴(Micom, Micro-process based controller 또는 Microcomputer)이라는 제어용 부품을 포함하고 있다. 구동 초기 마이컴(Micom)을 활성화시키기 위해서는 대용량의 캐퍼시터(Capacitor)를 필요로 할 수 있다. 따라서, 이와 같은 대용량의 캐퍼시터(Capacitor)를 충전하는 시간이 초기 구동시에 필요하다. 이는 결국 부하 전류 측정값이 특정시간에 거의 0으로 근접하는 특징적인 패턴을 보이게 된다. 이를 이용하면, 물걸레 노즐(300)이 다른 청소 노즐과 구별될 수 있다.
도 7에서 보면, 측정된 부하 전류값이 기설정된 제2기준값 이하로 측정되는 경우 노즐 제어부(395)를 포함하는 청소 노즐인 물걸레 노즐(300)로 판단될 수 있다. 기설정된 제2기준값 이하란, 기설정된 제2감지시간동안 측정된 전류값(또는 ADC에 의해 변환된 값)이 기설정된 제2임계값(CP2) 이하인 경우를 말한다.
기설정된 제2감지시간은 청소기(10)의 초기 구동시 제2-1감지시간(td2-1)에서 제2-2감지시간(td-2) 사이의 시간간격을 의미한다. 이때, 노즐 제어부(395)의 활성화를 위해서 대용량 캐퍼시터(Capacitor)가 충전되는 동안 부하 전류값은 거의 0에 근접하게 된다. 따라서, 제2감지시간동안 제2임계값 이하를 제2감지영역으로 설정하게 되면, 노즐 제어부(395)를 포함하는 물걸레 노즐(300)이 구별될 수 있다. 나머지 청소 노즐들은 제2감지시간동안 제2임계값을 초과하는 부하 전류값을 가질 수 있다.
대용량 캐퍼시터(Capacitor)의 충전이 끝나면 노즐 제어부(395)가 활성화되어 다시 필요한 전류가 많아지므로, 부하 전류 측정값이 다시 과도하게 상승하게 된다. 이후 정상상태에 도달하면서 공급되는 전압에 따른 일정한 전류값으로 하강 수렴하게 된다.
도 7의 카펫 노즐과 플러피 노즐처럼 노즐모터의 분당회전수가 상대적으로 고속인 경우에는 청소기(10)의 구동 초기에 전류를 많이 필요로 한다. 이후에는 부하 전류 측정값이 점차 하강하게 되는데 이때 양 청소 노즐의 부하 전류 측정값 패턴에서 전류의 감소량 차이가 생긴다. 이는 노즐 구동부(230)의 분당회전수, 또는 노즐모터의 분당회전수가 동일하다고 하더라도, 감속비의 차이가 있기 때문이다. 따라서, 감속비가 작은 카펫 노즐의 경우, 상대적으로 회전청소부(220)의 구동속도가 제일 높기 때문에 구동초기에 전류를 많이 필요로 한다. 따라서 다른 청소 노즐보다 상기 노즐감지시간동안 상대적으로 높은 전류값을 유지하게 된다.
만약 측정된 전류값이 기설정된 제3기준값 이상으로 측정되는 경우, 분당회전수가 높은 노즐모터를 포함하는 노즐 구동부(230)를 갖고, 감속비가 작은 동력전달부를 갖는 청소 노즐인 카펫 노즐임을 알 수 있다. 여기서 기설정된 제3기준값 이상이란, 기설정된 제3감지시간동안 측정된 부하 전류값(또는 ADC에 의해 변환된 값) 이 기설정된 제3임계값(CP3) 이상인 경우를 말한다.
이와 반대인 경우, 즉 제3감지시간동안 측정된 부하 전류값이 제3임계값(CP3) 미만인 경우에는 감속비가 큰 플러피 노즐로 판별될 수 있다.
결국, 제3감지영역을 이용하면 플리피 노즐과 카펫 노즐이 구별될 수 있다.
상기 침구 노즐, 카펫 노즐 및 플러피 노즐과 같은 흡입 노즐(200)은 용도를 바탕으로 구별하고 있을 뿐이므로 이 용도로 사용되는 청소 노즐에 한정되지 않는다.
즉, 침구 노즐과 다른 청소 노즐들은 노즐 구동부(230)의 분당회전수가 상대적으로 가장 작은 것을 기준으로 구별할 수 있다. 물걸레 노즐(300)과 다른 청소 노즐들은 노즐 제어부(395)의 포함여부로 구별할 수 있다. 또한, 카펫 노즐과 플러피 노즐은 다른 감속비를 갖는 것을 기준으로 구별할 수 있다.
본 발명 실시예에 따른 청소기(10)는, 본체 제어부(195)가 감지한 청소 노즐의 종류에 따라 입력 버튼(162, 163)의 누름에 대응한 제어가 상이한 특징을 가진다.
청소 노즐이 흡입 노즐(200)로 감지된 경우, 제1 입력 버튼(162)과 제2 입력 버튼(163)에 대응하는 제어 대상은 흡입 모터(140)일 수 있다. 상술한 바와 같이 사용자가 제1 입력 버튼(162)과 제2 입력 버튼(163) 중 선택하여 누르면 본체 제어부(195)는 흡입 모터(140)에 인가되는 전류의 크기를 제어하여 흡입 모터(140)의 속도를 증감시킬 수 있고 이에 따라 흡입 노즐(200)이 피청소면에 가하는 흡입력이 달라질 수 있다. 흡입 모터(200)의 속도 증감은 흡입 모터의 분당회전수 조절에 의해 수행될 수 있다.
이와 달리, 청소 노즐이 물걸레 노즐(300)로 감지된 경우, 제1 입력 버튼(162)과 제2 입력 버튼(163)의 기능이 변경될 수 있다.
보다 구체적으로, 본체 제어부(195)는 본체(100)에 물걸레 노즐(300)이 연결된 것으로 감지된 경우에, 배터리(175)로부터 공급되는 전압을 PWM 신호로 가변하여 제어 명령을 생성할 수 있다. 여기서, 제어 명령은 청소 노즐(물걸레 노즐(300))에 포함된 적어도 하나 이상의 동작부 중 제어될 대상을 지정하는 제어 신호를 의미한다.
상기 제어 명령은, 사용자에게 의해 조작되는 입력 버튼(162, 163)의 종류에 따라 스위칭 주파수가 가변되는 것으로 구현될 수 있다. 즉, 제1 입력 버튼(162) 또는 제2 입력 버튼(163)에 따라 상이한 스위칭 주파수를 갖는 PWM 제어 신호가 물걸레 노즐(300)의 노즐 제어부(395)에 인가될 수 있다.
보다 구체적으로, 본체 제어부(195)는 노즐 제어부(395)에 조정된 전압이 제공되도록 배터리(175)가 공급하는 전압의 크기를 펄스폭 변조(PWM)를 이용하여 가변하되, 조작된 입력 버튼이 제1 입력 버튼(162)인지 제2 입력 버튼(163)인지를 구별하여 조정된 전압의 크기는 유지한 채로 스위칭 주파수만을 상이하게 가변할 수 있다.
즉, 제1 입력 버튼(162)이 조작된 경우 본체 제어부(195)는, 제1 스위칭 주파수를 갖는 제1 제어 명령을 생성하여 노즐 제어부(395)에 전달할 수 있다. 제2 입력 버튼(163)이 조작된 경우 본체 제어부(195)는, 제2 스위칭 주파수를 갖는 제2 제어 명령을 생성하여 노즐 제어부(395)에 전달할 수 있다.
제1 스위칭 주파수와 제2 스위칭 주파수는 서로 상이한 값의 주파수이되 노즐 제어부(395)에 전달되는 전압이 동일하도록 듀티비는 동일할 수 있다. 상기 제어 명령의 전달은 물론 전력선을 통해 이루어진다.
이와 같이 구성되는 경우에, 전력선을 통해 청소 노즐의 구동을 위한 전력의 전달은 물론 청소 노즐에 포함된 동작부의 제어와 관련된 통신의 전달까지 동시에 수행할 수 있는 이점이 있다.
노즐 제어부(395)는 물걸레 노즐(300)에 포함된 복수 개의 동작부 중 수신한 스위칭 주파수에 매칭되는 동작부를 제어할 수 있다. 제1 스위칭 주파수에 매칭되는 동작부는 물걸레 모터(362)의 동작으로 적어도 하나 이상의 물걸레(361)를 회전시키는 물걸레 회전부(360)일 수 있다. 제2 스위칭 주파수에 매칭되는 동작부는 워터 펌프(341)의 동작으로 유체를 분사하는 유체 분사부(340)일 수 있다. 즉, 제1 제어 명령은 물걸레 회전부(360)를 노즐 제어부(395)의 제어 대상으로 지정하는 제어 명령일 수 있다. 제2 제어 명령은 유체 분사부(340)를 노즐 제어부(395)의 제어 대상으로 지정하는 제어 명령일 수 있다.
한편, 본체 제어부(195)는 물걸레 노즐(300)이 본체(100)에 연결된 것으로 감지하면 흡입 모터(140)의 동작은 정지 제어할 수 있다. 이는, 청소시 사용되는 유체가 흡입 모터(140)의 흡입력에 의해 연장관(400) 내부로 빨려 들어가는 것을 막기 위함이다.
노즐 제어부(395)는 수신된 제어 명령의 전압이 변화되는 시점 사이의 시간 간격을 측정할 수 있다. 일 예로 노즐 제어부(395)는 수신된 제어 명령의 전압 PWM 신호가 변화되는 시점 사이에 클럭 신호가 얼마나 카운팅 되었는지에 기초하여 수신된 신호의 펄스 폭을 결정할 수 있다. 일 예로 노즐 제어부(395)는 수신된 제어 명령의 변화 시간 사이에 카운팅되는 클럭 신호를 개수에 기초하여 수신되는 전압 PWM 신호의 듀티비를 결정하도록 구성될 수 있다. 일 예로 노즐 제어부(395)는 수신된 제어 명령의 펄스 폭 및/또는 주파수 값은 상승 엣지(Rising Edge) 시점으로부터 하강 엣지(Falling Edge) 시점 사이의 온 타임(On Time)만을 측정하거나, 하강 엣지 시점으로부터 상승 엣지 시점 사이의 오프 타임(Off-Time)만을 측정하거나 온 타임 및 오프 타임을 합한 주기를 측정할 수 있다. 이에 따라 노즐 제어부(395)는 측정된 온 타임, 오프 타임, 온 타임 및 오프 타임을 합한 주기 중 적어도 하나에 기초하여 노즐 제어부(395)에 수신된 제어 명령의 펄스 폭 및/또는 스위칭 주파수를 결정할 수 있다.
노즐 제어부(395)는 제1 입력 버튼(162)이 조작되면 상술한 방법으로 본체 제어부(195)가 전달하는 제어 명령의 주기를 측정하여 상기 제어 명령이 제1 스위칭 주파수를 갖는 제1 제어 명령인 것으로 결정할 수 있다.
제1 제어 명령을 수신한 것으로 판단한 경우에 노즐 제어부(395)는 물걸레(361)의 회전 속도가 가변되도록 물걸레 모터(362)의 출력 크기를 제어할 수 있다. 물걸레 모터(362)의 출력 크기 제어는 물걸레 모터(362) 권선에 인가되는 전류를 제어하여 구현할 수 있다.
노즐 제어부(395)는 제1 입력 버튼(162)의 조작에 기초한 제1 제어 명령이 수신될 때마다 현재 회전 속도 대비 증가와 감소를 교번하도록 물걸레 모터(362)를 제어할 수 있다. 물걸레 모터(362)는 최초 구동시에 기 설정된 기준 속도로 회전하다가 제1 입력 버튼(162)이 조작되면 속도가 증가될 수 있다. 속도가 증가된 상태에서 제1 입력 버튼(162)이 다시 조작되면 속도가 다시 기준 속도로 감소될 수 있다.
이를 위해, 노즐 제어부(395)는 물걸레 모터(362)의 현재 회전 속도를 산출할 수 있다. 일 예로, 물걸레 모터(362)의 현재 회전 속도는 물걸레 모터(362)에 인가되는 전류를 측정하여 산출될 수 있다.
노즐 제어부(395)는, 제1 제어 명령을 수신한 상태에서 물걸레 모터(362)의 현재 회전 속도와 기준 속도가 동일한 경우라면 물걸레 모터(362)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다. 노즐 제어부(395)는, 제1 제어 명령을 수신한 상태에서 물걸레 모터(362)의 현재 회전 속도가 기준 속도보다 큰 경우라면 물걸레 모터(362)의 회전 속도를 감소시킬 수 있다.
이러한 제어 구성을 통해 제1 입력 버튼(162) 하나로 물걸레(361)의 회전 속도에 대한 증감 제어가 가능하게 되는 이점이 있다.
노즐 제어부(395)는 제2 입력 버튼(163)이 조작되면 본체 제어부(195)가 전달하는 제어 명령의 주기를 측정하여 상기 제어 명령이 제2 스위칭 주파수를 갖는 제2 제어 명령인 것으로 결정할 수 있다.
제2 제어 명령을 수신한 것으로 판단한 경우에 노즐 제어부(395)는 유체 분사부(340)가 물걸레 노즐(300)의 진행방향 전방을 향해 유체를 분사하도록 워터 펌프(341)의 동작을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 노즐 제어부(395)는 워터 펌프(341)의 모터가 구동하도록 제어하여 유체가 분사되도록 할 수 있다. 이때, 분사되는 유체의 양은 노즐 제어부(395)에 기 설정되어 있을 수 있고 노즐 제어부(395)는 워터 펌프(341)의 모터가 구동하는 시간을 조절하여 상기 분사되는 유체의 양을 제어할 수 있다.
한편, 물걸레 노즐(300)의 동작부들 중 LED 조사부(350)는 조작부(160)의 입력 버튼(162, 163)과는 무관하게 제어될 수 있다.
노즐 제어부(395)는 물걸레 노즐(300)의 주변 조도에 기초하여 LED 조사부(350)에 포함된 LED(351)의 밝기를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 노즐 제어부(395)는 LED(351)에 인가되는 전압을 다양한 듀티비로 PWM 가변하여 LED(351)의 밝기를 제어할 수 있다. 잘 알려진 바와 같이 상기 듀티비가 커질수록 LED(351)의 밝기가 세질 수 있다.
상술한 실시예와는 달리 본체 제어부(195)가 직접 청소 노즐의 동작부를 제어하는 경우를 가정해보자.
물걸레 노즐(300)과 같이 청소 노즐에 다수의 동작부가 존재하는 경우에 본체 제어부(195)에서 직접 동작부에 공급되는 전압을 변경하면 현재 제어 대상이 아닌 동작부의 성능에 영향을 미치게 되는 문제가 있다. 예를 들어, 본체 제어부(195)가 직접 물걸레(361)의 회전 속도를 제어하는 경우에 인가되는 전압의 크기 변경으로 LED 조사부(350)와 유체 분사부(340)에 인가되는 전압의 크기도 변경되어 버리게 된다.
이와 달리, 본 발명 실시예와 같이 본체(100)에서 청소 노즐로 일정한 전원을 전달하고 노즐 제어부(395)가 동작부를 직접 제어하도록 구성하면 전력선 통신만으로도 상술한 문제가 발생하지 않고 각 제어 대상의 성능을 유지할 수 있는 이점이 있다. 즉, 동작부에 인가되는 전압을 가변해야 하는 경우에 노즐 제어부(395)에서 수행되며 본체 제어부(195)에서 수행될 필요가 없다.
한편, 본 발명의 실시예에 대한 구현은 본체 제어부(195)와 노즐 제어부(395)의 소프트웨어 업데이트를 통해 가능하다. 또한, 상술한 실시예와 같이 물걸레 노즐(300)에 한정되는 것이 아닌, 노즐 제어부에 의해 제어되는 다양한 동작부를 갖는 다른 청소 노즐에 대해서도 소프트웨어 업데이트를 통해 동일하게 적용 가능하다. 다시 말해, 조작부(160)의 제한된 개수의 입력 버튼으로 다양한 청소 노즐의 동작부를 제어하도록 확장 구현될 수 있다.
이제, 도 10 내지 도 13을 참조하여 본 발명 실시예에 따른 청소기가 수행하는 제어 방법의 흐름에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명 실시예에 따른 청소기가 수행하는 제어 방법의 흐름을 나타낸 순서도이고, 도 11은 도 10의 제어 방법에 있어서, 청소 노즐 감지 종류 단계의 제어방법을 자세히 설명하기 위한 순서도이며, 도 12는 도 10의 제어 방법에 있어서, 청소 노즐이 물걸레 노즐인 경우의 제어 방법을 자세히 설명하기 위한 순서도이고, 도 13은 도 10의 제어 방법에 있어서, 청소 노즐이 흡입 노즐인 경우의 제어 방법을 자세히 설명하기 위한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 본체 제어부(195)는 먼저 본체(100)와 연결된 청소 노즐의 종류를 감지한다.(S100)
본 단계(S100)에 대해 도 11을 참조하여 보다 구체적으로 설명하자면 다음과 같다.
사용자가 특정 청소 노즐을 본체(100)에 연결한 후 전원 버튼(161)을 누르면 본체 제어부(195)는 흡입 모터(140)를 구동시킨다.(S110)
이후, 본체 제어부(195)는 배터리(175)로부터 공급되는 전원을 PWM 신호로 가변하여 본체(100)에 연결되어 있는 청소 노즐에 인가한다.(S120)
본체 제어부(195)는 청소 노즐에 적정 크기의 전압(예를 들어, 22V~23V)을 인가하기 위해 배터리 전압을 PWM 방식으로 제어하여 크기를 조정할 수 있다. 잘 알려진 바와 같이 스위칭 주기(예를 들어, 15khz)를 일정하게 한 상태에서 듀티비(Duty Ratio)를 가변하는 것으로 청소 노즐에 인가되는 전압의 크기가 조정될 수 있다. 스위칭 주기에서 온(On) 시간의 비율이 클수록 듀티비가 커지고 전압의 크기도 크게 조정된다.
다음으로, 본체 제어부(195)는 청소 노즐에 걸리는 부하 전류를 측정한다.(S130)
본체 제어부(195)는, 상술한 다양한 종류의 흡입 노즐(200)들 및 물걸레 노즐(300) 중에서 본체(100)에 연결된 특정 청소 노즐에 인가되는, PWM 방식으로 제어된 전압 신호에 따른 청소 노즐의 부하 전류값을 ADC 변환을 이용해 일정 샘플링간격으로 측정한다.
다음으로, 본체 제어부(195)는 부하 전류 측정값의 패턴을 분석한다.(S140)
본체 제어부(195)는, 도 7을 참조하여 설명한 제1기준값, 제2기준값, 제3기준값에 따라 부하 전류 측정값의 패턴을 분석한다. 이에 대한 구체적인 실시예는 상술하였으므로 중복되는 설명을 생략한다.
한편, 본 단계(S140)에서는 전술한 바와 같이 제1기준값, 제2기준값 또는 제3기준값을 이용하는 것과 달리 다른 방식으로도 부하 전류 측정값의 패턴을 분석할 수 있다. 즉, 상술한 실시예는 3개의 감지영역에서 각각 3개의 기준값을 문턱값(Threshold)으로 이용하여 부하 전류 측정값을 분석하였다. 이와 달리, 매 ADC 샘플링주기, 예컨대 10ms, 마다 획득된 전류 데이터를 통해 통계확률적인 방식으로 부하 전류 측정값의 패턴을 분석할 수도 있다. 예를 들어, 매 샘플링주기마다 획득된 데이터를 통해 상기 노즐감지시간동안 카펫 노즐 감지횟수가 5번이고, 플러피 노즐 감지횟수가 2번이라면 카펫 노즐일 확률이 큰 패턴으로 분석할 수 있다.
다음으로, 본체 제어부(195)는 부하 전류 측정값 패턴의 분석 결과를 토대로 본체(100)에 현재 연결되어 있는 청소 노즐의 종류를 판단한다.(S150)
만약, 부하 전류 측정값 패턴 분석 결과, 제1기준값 이하(제1감지시간동안 제1임계값 이하)를 만족한 것으로 분석되었다면 현재 본체(100)에 연결된 청소 노즐은 노즐구동부의 분당회전수가 제일 작고, 부하 전류값이 가장 작은 침구 노즐인 것으로 판단될 수 있다.
만약, 부하 전류 측정값 패턴 분석 결과, 제2기준값 이하(제2감지시간동안 제2임계값 이하)를 만족한 것으로 분석되었다면 현재 본체(100)에 연결된 청소 노즐은 노즐 제어부(195)를 포함하는 물걸레 노즐(300)인 것으로 판단될 수 있다.
만약, 부하 전류 측정값 패턴 분석 결과, 제3기준값 이상(제3감지시간동안 제3임계값 이상)를 만족한 것으로 분석되었다면 현재 본체(100)에 연결된 청소 노즐은 다른 청소 노즐에 비해 상대적으로 고속의 분당회전수를 가지나 감속비가 작은 카펫 노즐인 것으로 판단될 수 있다.
만약, 부하 전류 측정값 패턴 분석 결과, 제3기준값 미만(제3감지시간동안 제3임계값 미만)인 것으로 분석되었다면 현재 본체(100)에 연결된 청소 노즐은 카펫 노즐과 달리 감속비가 큰 플러피 노즐인 것으로 판단될 수 있다.
한편, S100 단계에서 본체 제어부(195)는, 본체(100)와 연결된 청소 노즐의 종류가 감지되면 감지된 청소 노즐에 대응하는 청소 동작의 수행을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 본체 제어부(195)는, 감지된 청소 노즐이 카펫 노즐, 플러피 노즐 등의 흡입 노즐(200)이라면 흡입 모터(140)의 구동을 유지할 수 있다. 이때, 흡입 노즐(200)의 노즐 구동부(230)는 본체 제어부(195)에서 흡입 노즐(140)로 전달되는 전원 및 본체 제어부(195)의 제어에 의해 동작할 수 있다.
본체 제어부(195)는, 감지된 청소 노즐이 물걸레 노즐(300)이라면 흡입 모터(140)를 구동 정지 제어할 수 있다. 이때, 물걸레 노즐(300)의 동작부는 본체 제어부(195)에서 물걸레 노즐(300)로 전달되는 전원 및 노즐 제어부(395)의 제어에 의해 동작할 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, 청소가 진행되는 중에 사용자에 의한 입력 버튼(162, 163) 조작이 있는 경우의 제어 방법이 개시된다.(S200)
이때, 본체(100)에 현재 연결되어 있는 청소 노즐의 종류에 따라(S300) 청소기의 동작이 상이하도록 구성된다.(S400)
즉, 사용자가 같은 입력 버튼(162, 163)을 조작하더라도 본체(100)에 현재 연결되어 있는 청소 노즐의 종류에 따라 제어되는 대상이 상이하게 된다.
도 12를 참조하여, 본체(100)에 연결된 청소 노즐이 물걸레 노즐(300)인 경우의 제어 방법(S410) 대해 보다 구체적으로 설명하자면 다음과 같다.
본체 제어부(195)는, 사용자가 조작한 입력 버튼이 제1 입력 버튼(162)인 경우(S411), 제1 주파수로 가변된 제1 제어 명령을 생성한다.(S412) 제1 제어 명령은 배터리(175)가 공급하는 전압을 PWM 방식으로 가변한 신호이다.
제1 제어 명령은 전력선을 통해 본체 제어부(195)에서 노즐 제어부(395)로 전달된다.(S413) 이때, 제1 제어 명령은 물걸레 회전부(360)를 노즐 제어부(395)의 제어 대상으로 지정하는 제어 명령일 수 있다.
노즐 제어부(395)는 제1 입력 버튼(162)의 조작에 기초한 제1 제어 명령이 수신될 때마다 현재 회전 속도 대비 증가와 감소를 교번하도록 물걸레 모터(362)를 제어할 수 있다.(S414)
물걸레 모터(362)는 최초 구동시에 기 설정된 기준 속도로 회전하다가 제1 입력 버튼(162)이 조작되면 속도가 증가될 수 있다. 속도가 증가된 상태에서 제1 입력 버튼(162)이 다시 조작되면 속도가 다시 기준 속도로 감소될 수 있다.
본체 제어부(195)는, 사용자가 조작한 입력 버튼이 제2 입력 버튼(163)인 경우(S411), 제2 주파수로 가변된 제2 제어 명령을 생성한다.(S415) 제2 제어 명령은 배터리(175)가 공급하는 전압을 PWM 방식으로 가변한 신호이다.
한편, 제1 스위칭 주파수와 제2 스위칭 주파수는 서로 상이한 값의 주파수이되 노즐 제어부(195)에 전달되는 전압이 동일하도록 듀티비는 동일할 수 있다.
제2 제어 명령은 전력선을 통해 본체 제어부(195)에서 노즐 제어부(395)로 전달된다.(S416) 이때, 제2 제어 명령은 유체 분사부(340)를 노즐 제어부(395)의 제어 대상으로 지정하는 제어 명령일 수 있다.
노즐 제어부(395)는 제2 입력 버튼(163)의 조작에 기초한 제2 제어 명령이 수신될 때마다 유체 분사부(340)가 물걸레 노즐(300)의 진행방향 전방을 향해 유체를 분사하도록 워터 펌프(341)의 동작을 제어할 수 있다.(S417)
보다 구체적으로, 노즐 제어부(395)는 워터 펌프(341)의 모터가 구동하도록 제어하여 유체가 분사되도록 할 수 있다. 이때, 분사되는 유체의 양은 노즐 제어부(395)에 기 설정되어 있을 수 있고 노즐 제어부(395)는 워터 펌프(341)의 모터가 구동하는 시간을 조절하여 상기 분사되는 유체의 양을 제어할 수 있다.
다음으로, 도 13을 참조하여, 본체(100)에 연결된 청소 노즐이 흡입 노즐(200)인 경우의 제어 방법(S420) 대해 보다 구체적으로 설명하자면 다음과 같다.
본체 제어부(195)는, 사용자가 조작한 입력 버튼이 제1 입력 버튼(162)인 경우(S421), 흡입 모터(140)의 속도가 현재 속도보다 증가하도록 제어할 수 있다. 이때, 흡입력은 증가된다.(S422) 본체 제어부(195)는, 사용자가 조작한 입력 버튼이 제2 입력 버튼(163)인 경우(S421), 흡입 모터(140)의 속도가 현재 속도보다 감소하도록 제어할 수 있다. 이때, 흡입력은 감소된다.(S423)
이러한 흡입 모터(140)의 속도 제어는 본체 제어부(195)가 흡입 모터(140)에 인가되는 전류를 제어하여 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 제1 입력 버튼(162)이 흡입 모터(140)의 속도 증가 제어와 물걸레(361)의 속도 제어를 위한 입력 버튼인 것으로 설명하였고 제2 입력 버튼(163)은 흡입 모터(140)의 속도 감소 제어와 유체 분사부(340) 제어를 위한 입력 버튼인 것으로 설명하였다.
다만, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니라는 점을 분명히 해 둔다. 즉, 제1 입력 버튼(162)은 흡입 모터(140)의 속도를 증가 제어하기 위한 입력 버튼이면서 유체 분사부(340)를 제어하기 위한 입력 버튼으로 구현될 수 있다. 제2 입력 버튼(163)은 흡입 모터(140)의 속도를 감소 제어하기 위한 입력 버튼이면서 물걸레(361)의 속도 제어를 위한 입력 버튼으로 구현될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 청소기의 본체가 부하 전류 측정값 패턴을 분석하여 자신과 연결된 청소 노즐을 감지하고 이에 대응하여 입력 버튼의 조작에 따른 상이한 제어 명령을 생성한다. 따라서, 제한된 개수의 입력 버튼으로 본체에 연결된 청소 노즐의 다양한 기능을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본체에서 생성된 서로 다른 제어 명령은 상이한 스위칭 주파수를 가지도록 변환되어 전력선 통신으로 청소 노즐에 전달된다. 따라서, 통신선이나 무선 통신모듈의 추가 없이도 전력선 통신만을 통해 본체에서 생성한 제어 명령을 청소 노즐로 전달할 수 있다.
10: 청소기
100: 본체
120: 흡입부
140: 흡입 모터
160: 조작부
161: 전원 버튼
162: 제1 입력 버튼
163: 제2 입력 버튼
175: 배터리
195: 본체 제어부
200: 흡입 노즐
220: 회전청소부
230: 노즐 구동부
300: 물걸레 노즐
340: 유체 분사부
341: 워터 펌프
350: LED 조사부
351: LED
360: 물걸레 회전부
361: 물걸레
362: 물걸레 모터
370: 조도센서
400: 연장관

Claims (14)

  1. 본체와 상기 본체에 분리 가능하게 연결되는 청소 노즐을 포함하는 청소기에 있어서,
    상기 본체는,
    전력을 공급하도록 구성되는 배터리;
    적어도 하나 이상의 입력 버튼을 포함하는 조작부; 및
    상기 본체에 상기 청소 노즐이 연결된 경우 상기 입력 버튼을 조작하는 사용자 입력을 수신하여 상기 청소 노즐로 제어 명령을 송신하는 본체 제어부;를 포함하고,
    상기 청소 노즐은,
    상기 본체 제어부와 연결된 전력선을 통해 상기 제어 명령을 수신하는 노즐 제어부; 및
    상기 노즐 제어부에 의해 상기 청소 노즐의 기능과 관련된 동작이 제어되는 적어도 하나 이상의 동작부;를 포함하는,
    청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체 제어부는,
    상기 청소 노즐이 상기 본체에 연결되어 초기 구동되면 상기 배터리로부터 공급되는 전원을 상기 청소 노즐에 인가하고,
    상기 청소 노즐에 걸리는 부하 전류의 측정값 패턴에 기초하여 상기 청소 노즐의 종류를 감지하는,
    청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 본체 제어부는,
    상기 배터리로부터 공급되는 전압을 PWM 신호로 가변하여 상기 제어 명령을 생성하되,
    상기 PWM 신호는,
    사용자에게 의해 조작되는 상기 입력 버튼의 종류에 따라 스위칭 주파수가 가변되는,
    청소기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 청소 노즐은,
    상기 동작부를 복수 개 포함하고,
    상기 노즐 제어부는,
    상기 복수 개의 동작부 중, 수신한 상기 스위칭 주파수에 매칭되는 동작부를 제어하는,
    청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 청소 노즐은,
    상기 동작부로서,
    워터 펌프의 동작으로 유체를 분사하는 유체 분사부; 및
    물걸레 모터의 동작으로 적어도 하나 이상의 물걸레를 회전시키는 물걸레 회전부;를 포함하는 물걸레 노즐인,
    청소기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조작부는,
    제1 입력 버튼과 제2 입력 버튼을 포함하고,
    상기 노즐 제어부는,
    상기 제1 입력 버튼이 조작되면, 상기 물걸레의 회전 속도가 가변되도록 상기 물걸레 모터의 출력 크기를 제어하고,
    상기 제2 입력 버튼이 조작되면, 상기 유체 분사부가 상기 물걸레 노즐의 진행방향 전방을 향해 유체를 분사하도록 상기 워터 펌프의 동작을 제어하는,
    청소기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 노즐 제어부는,
    상기 제1 입력 버튼의 조작에 기초한 상기 제어 명령이 수신될 때마다 현재 회전 속도 대비 증가와 감소를 교번하도록 상기 물걸레 모터를 제어하는,
    청소기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 동작부는,
    상기 물걸레 노즐의 이동방향 전방을 향해 광을 방사하도록 구비되는 LED 조사부;를 더 포함하는,
    청소기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 노즐 제어부는,
    상기 물걸레 노즐의 주변 조도에 기초하여 상기 LED 조사부에 포함된 LED의 밝기를 제어하는,
    청소기.
  10. 본체와 상기 본체에 분리 가능하게 연결되는 청소 노즐을 포함하는 청소기에 있어서,
    상기 본체는,
    전력을 공급하도록 구성되는 배터리;
    적어도 하나 이상의 입력 버튼을 포함한 조작부; 및
    회전에 의해 흡입력을 발생시키는 흡입 모터;를 포함하며,
    상기 본체에 연결된 상기 청소 노즐의 종류에 따라 상기 입력 버튼의 조작에따른 동작이 상이하도록 구성되는,
    청소기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 조작부는,
    제1 입력 버튼과 제2 입력 버튼을 포함하고,
    상기 본체에 연결된 상기 청소 노즐이 피청소면의 먼지를 흡입하도록 구성된 흡입 노즐인 경우,
    상기 제1 입력 버튼과 상기 제2 입력 버튼 중 어느 하나의 조작에 의해 상기 흡입 모터의 속도가 현재 속도 대비 증가되고, 나머지 하나의 조작에 의해 상기 흡입 모터의 속도가 현재 속도 대비 감소되는,
    청소기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 조작부는,
    제1 입력 버튼과 제2 입력 버튼을 포함하고,
    상기 본체에 연결된 상기 청소 노즐이,
    워터 펌프의 동작으로 유체를 분사하는 유체 분사부와, 물걸레 모터의 동작으로 적어도 하나 이상의 물걸레를 회전시키는 물걸레 회전부를 포함하는 물걸레 노즐인 경우,
    상기 제1 입력 버튼의 조작에 의해 상기 물걸레 모터의 속도가 가변되고, 상기 제2 입력 버튼의 조작에 의해 상기 워터 펌프가 동작되는,
    청소기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 청소 노즐은,
    사용자에 의해 상기 제1 입력 버튼이 조작될 때마다 상기 물걸레 모터의 속도가 현재 회전 속도 대비 증가와 감소를 교번하도록 제어되는,
    청소기.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 청소 노즐이 상기 본체에 연결되어 초기 구동되면 상기 배터리로부터 공급되는 전원을 상기 청소 노즐에 인가하고,
    상기 청소 노즐에 걸리는 부하 전류의 측정값 패턴에 기초하여 상기 청소 노즐의 종류를 감지하는,
    청소기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090101787A (ko) * 2008-03-24 2009-09-29 선아이티(주) 행주용 스팀청소기
JP2013233198A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Panasonic Corp 電気掃除機
JP2018094021A (ja) * 2016-12-12 2018-06-21 株式会社マキタ 集塵機
JP6933174B2 (ja) * 2018-03-26 2021-09-08 三菱電機株式会社 吸込具及び電気掃除機
KR20210112917A (ko) * 2020-03-06 2021-09-15 엘지전자 주식회사 청소기 및 그 제어방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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