KR20240012980A - 청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법 - Google Patents

청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

일 예시에 따른 청소 장치는 일 평면을 따라 이동 가능한 본체부, 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 본체부에 대해 상기 제1 방향을 따라 연장된 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 배치된 제1 롤러부, 상기 제1 롤러부의 외주면에 배치되는 제1 브러시, 상기 제1 롤러부가 상기 제1 축을 중심으로 제1 회전 방향을 따라 회전하도록 동력을 발생시키는 구동부, 상기 제1 롤러부와 제1 간격을 사이에 두고 이격되도록 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 본체부에 대해 상기 제1 방향을 따라 연장된 제2 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 회전 가능하도록 배치되는 제2 롤러부 및 상기 제2 롤러부의 외주면에 배치되는 제2 브러시를 포함하며, 상기 제1 브러시와 상기 제2 브러시는 제1 범위 내에서 중첩되도록 배치되며, 상기 제1 간격은 상기 제1 범위를 초과할 수 있다.

Description

청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법{CLEANING DEVICE AND OPERATING METHOD OF THE SAME}
 본 발명은 자동으로 청소 작업을 수행하는 청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일 축을 중심으로 회전 가능한 브러시를 구비하는 청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법에 관한 것이다.
최근 청소 장치는 사용자의 수동 조작에 의하지 않고, 기 설정된 방법에 따라 독자적으로 청소 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어 청소 장치는 작동 시간 및 작동 방법 등이 미리 설정될 수 있다.
상술한 청소 장치는 사용자가 청소를 직접 수행할 필요가 없다는 점, 작동 모드 및 작동 시간 등을 임의로 설정할 수 있다는 점 등 다양한 편의를 제공할 수 있다. 이에, 최근에는 자동 청소 장치에 대한 수요가 증가하고 있다.
자동 청소 장치는 기 설정된 방법에 따라 실내를 주행하며, 바닥에 존재하는 먼지나 소형 쓰레기 등을 흡입한다. 이를 위해, 자동 청소 장치는 홉입력을 형성하는 모터, 흡입된 먼지나 소형 쓰레기를 저장하는 먼지통 및 먼지통에 함께 흡입된 공기를 정화 및 배출하는 필터 등을 포함한다.
자동 청소 장치가 수집하는 쓰레기는 여러 가지 형태일 수 있다. 일 예로, 상기 쓰레기에는 인체에서 탈락된 머리카락, 옷 등에서 분리된 섬유 가닥 등이 포함될 수 있다.
1인 가구 등 가정을 구성하는 구성원의 수가 감소되는 추세에 따라, 반려 동물을 기르는 가정이 증가되고 있다. 상기의 경우, 그런데, 반려 동물은 인간에 비해 털(fur)이 많고 잘 빠진다. 상기한 머리카락, 섬유 가닥 또는 반려 동물의 털 등의 쓰레기는 정전기적 인력에 의해 표면이 거친 물체에 쉽게 점착되는 성질이 있다. 동시에, 상기 쓰레기들은 점착된 물체의 표면에서 쉽게 분리되지 않는 성질이 있다.
따라서, 일상 생활에 있어서, 상기 쓰레기들이 카펫 또는 러그 등의 섬유 소재의 물체의 표면에 점착된 경우, 이를 분리하기 쉽지 않다. 또한, 자동 청소 장치가 카펫 또는 러그 등의 표면을 주행하며 상기 쓰레기들을 포집한 경우에도, 자동 청소 장치에서 상기 쓰레기들을 분리하기 어렵다.
이에 따라, 사용자의 편의성이 저하될 뿐만 아니라, 자동 청소 장치에 점착된 상기 쓰레기에 의해 자동 청소 장치가 오작동되거나 손상될 염려 또한 존재한다.
본 발명의 일 측면은 실내 등에 산개 되어 있는 털이나 섬유 형태의 쓰레기를 용이하게 수집할 수 있는 청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 소정의 크기 이상의 오염 물질을 흡입할 수 있는 흡입부를 구비하는 청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면은 피청소면의 오염 상태 또는 청소 장치의 이동 속도에 따라 브러시의 회전 속도를 제어함으로써, 오염 물질을 용이하게 수집할 수 있는 청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면은 사용 목적에 따라 탈착 가능한 브러시를 배치함으로써, 청소 장치의 구조를 간명화할 수 있는 청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법을 제공한다.
일 예시에 따른 청소 장치는, 일 평면을 따라 이동 가능한 본체부, 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 본체부에 대해 상기 제1 방향을 따라 연장된 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 배치된 제1 롤러부, 상기 제1 롤러부의 외주면에 배치되는 제1 브러시, 상기 제1 롤러부가 상기 제1 축을 중심으로 제1 회전 방향을 따라 회전하도록 동력을 발생시키는 구동부, 상기 제1 롤러부와 제1 간격을 사이에 두고 이격되도록 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 본체부에 대해 상기 제1 방향을 따라 연장된 제2 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 회전 가능하도록 배치되는 제2 롤러부 및 상기 제2 롤러부의 외주면에 배치되는 제2 브러시;를 포함하며, 상기 제1 브러시와 상기 제2 브러시는 제1 범위 내에서 중첩되도록 배치되며, 상기 제1 간격은 상기 제1 범위를 초과할 수 있다.
상기 제1 간격에 대한 상기 제1 범위는 0.04이상 0.32이하일 수 있다.
상기 제2 방향을 따라 절단한 상기 제1 롤러부의 단면은 제1 원형 형상을 구비하며, 상기 제1 원형 형상의 반경은 6mm 이상 18mm 이하이고, 상기 제1 롤러부의 반경 방향을 따라 연장된 상기 제1 브러시의 길이는 2.9mm 이상 8.7mm이하일 수 있다.
상기 제2 방향을 따라 절단한 상기 제2 롤러부의 단면은 제2 원형 형상을 구비하며, 상기 제2 원형 형상의 반경은 1.9mm이상 5.7mm이하이고, 상기 제2 롤러부의 반경 방향을 따라 연장된 상기 제2 브러시의 길이는 2.1mm이상 6.3mm이하일 수 있다.
상기 제1 브러시와 상기 제2 브러시가 중첩되는 제1 범위는 0.5mm이상 1.5mm이하일 수 있다.
상기 제1 롤러부는 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 제1 회전 속도로 회전하고, 상기 제2 롤러부는 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 제2 회전 속도로 회전하며, 상기 제1 회전 속도에 대한 상기 제2 회전 속도의 비율은 0.01이상 0.04이하일 수 있다.
상기 제1 롤러부는 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 500rpm이상 1500rpm이하의 속도로 회전할 수 있다.
상기 제2 롤러부는 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 15rpm이상 20rpm이하의 속도로 회전할 수 있다.
상기 제1 롤러부의 제1 회전 속도를 감지하는 제1 센서부, 상기 제2 롤러부의 제2 회전 속도를 감지하는 제2 센서부; 및 상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부로부터 상기 제1 회전 속도와 상기 제2 회전 속도를 전달받아 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 본체부에 탈착 가능하도록 배치되는 지지 프레임;을 더 포함하며, 상기 제2 롤러부는 상기 지지 프레임에 대해 상기 제2 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 회전 가능하도록 배치될 수 있다.
상기 제2 축은 상기 지지 프레임에 대해 탈착 가능하도록 배치될 수 있다.
상기 제2 축의 양 단부에 배치되어 상기 제2 축을 지지하는 베어링부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 롤러부가 상기 지지 프레임에 고정되도록 체결하는 체결부;를 더 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 청소 장치를 작동시키는 청소 장치의 작동 방법에 있어서, 상기 본체부를 상기 일 평면을 따라 이동시키는 단계, 상기 제1 롤러부를 상기 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 상기 제1 회전 속도로 회전시키는 단계; 및 상기 제2 롤러부가 상기 제2 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 상기 제2 회전 속도로 회전하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1 간격에 대한 상기 제1 범위는 0.04이상 0.32이하일 수 있다.
상기 제2 방향을 따라 절단한 상기 제1 롤러부의 단면은 제1 원형 형상을 구비하며, 상기 제1 원형 형상의 반경은 6mm이상 18mm이하이고, 상기 제1 롤러부의 반경 방향을 따라 연장된 상기 제1 브러시의 길이는 2.9mm이상 8.7mm이하이고, 상기 제2 방향을 따라 절단한 상기 제2 롤러부의 단면은 제2 원형 형상을 구비하며, 상기 제2 원형 형상의 반경은 1.9mm이상 5.7mm이하이고, 상기 제2 롤러부의 반경 방향을 따라 연장된 상기 제2 브러시의 길이는 2.1mm이상 6.3mm이하일 수 있다.
상기 제1 브러시와 상기 제2 브러시가 중첩되는 범위는 0.5mm이상 1.5mm이하일 수 있다.
상기 제1 회전 속도에 대한 상기 제2 회전 속도의 비율은 0.01이상 0.04이하일 수 있다.
상기 제1 회전 속도에 대한 상기 제2 회전 속도의 비율이 을 초과하거나 미만인 경우, 상기 구동부를 제어하여 상기 제1 회전 속도를 조정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 롤러부는 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 500rpm이상 1500rpm이하의 속도로 회전하고, 상기 제2 롤러부는 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 15rpm이상 20rpm이하의 속도로 회전할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 오염 물질을 흡입하는 흡입 압력을 증가시킴으로써, 실내 등에 산개 되어 있는 털이나 섬유 형태의 쓰레기의 수집력을 향상시킬 수 있는 청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 소정의 크기 이상의 오염 물질을 흡입할 수 있는 흡입부를 구비하는 청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 피청소면의 오염 상태 및 청소 장치의 이동 속도에 따라 브러시의 회전 속도를 제어함으로써, 쓰레기의 수집력을 향상시킬 수 있는 청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사용 목적에 따라 탈착 가능한 브러시를 배치함으로써, 청소 장치의 구조를 간명화할 수 있는 청소 장치 및 청소 장치의 작동 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일 예시에 따른 청소 장치의 측면도이다.
도 2는 일 예시에 따른 청소 장치의 저면도이다.
도 3은 일 예시에 따른 청소 장치의 분리사사도이다.
도 4는 일 예시에 따른 청소 장치의 블록도이다.
도 5a는 일 예시에 따른 흡입부의 분리 사시도이다.
도 5b는 일 예시에 따른 제1 롤러부, 제1 브러시, 제2 롤러부 및 제2 브러시의 사시도이다.
도 6은 일 예시에 따른 흡입부의 단면도이다.
도 7a는 일 예시에 따른 오염 물질이 흡입되는 흡입부의 단면도이다.
도 7b는 일 예시에 따른 오염 물질이 흡입되는 흡입부의 단면도이다.
도 8a는 비교예 1에 따른 오염 물질이 흡입되는 흡입부의 단면도이다.
도 8b는 비교예 2에 따른 오염 물질이 흡입되는 흡입부의 단면도이다.
도 9a는 일 예시에 따라 본체부에 탈착 가능한 지지 프레임 모듈의 사시도이다.
도 9b는 일 예시에 따른 지지 프레임 모듈의 분리 사시도이다.
도 10은 일 예시에 따른 청소 장치의 작동 방법에 대한 흐름도이다.
도 11은 일 예시에 따라 주행하는 청소 장치의 측면도이다.
도 12는 일 예시에 따른 흡입부의 단면도이다.
이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 발명의 구성과 작용을 상세히 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
또한, “제1, 제2” 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
한편, 하기의 설명에서 사용된 용어 "상측", "하측", 및 "전후 방향" 등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 예시에 따른 청소 장치의 측면도이다. 도 2는 일 예시에 따른 청소 장치의 저면도이다.
본 실시예에 따른 청소 장치(1)는 사용자의 수동 조작에 의하지 않고, 기 설정된 방법에 따라 독자적으로 청소 작업을 수행할 수 있는 로봇 청소 장치를 중심으로 서술한다. 다만 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 청소 장치(1)는 사용자의 수동 조작에 따른 임의의 청소 장치에 적용될 수도 있다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 일 예시에 따른 청소 장치(1)는 본체부(10), 본체부(10)를 일 평면을 따라 이동시킬 수 있는 주행부(20), 피청소면에 배치된 이물질을 흡입하는 흡입부(30) 및 피청소면으로부터 흡입된 이물질이 수용되는 집진통(미도시)을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 본체부(10)는 청소 장치(1)의 외형을 형성할 수 있다. 일 예로서, 본체부(10)는 내부에 수용 공간을 포함하는 하우징 형상으로 마련될 수 있다. 이때, 본체부(10)는 내부에 수용된 공간에 청소 장치(1)가 청소 작업을 수행하기 위한 구성 요소를 수용할 수 있다. 예를 들어 본체부(10)의 내부에는 후술하게 될 집진통(미도시)이 탈착 가능하도록 수용될 수 있다. 이때, 본체부(10)의 내부 공간은 외부와 연통될 수 있다. 이에 따라 청소 장치(1)가 주행됨에 따라 흡입부(30)를 통해 포집된 공기 또는 소형 쓰레기는 본체부(10)의 내부 공간을 지나 탈착 가능하게 결합되는 집진통(미도시)에 포집될 수 있다.
일 예로서, 본체부(10)는 청소 장치(1)가 주행되는 영역, 예를 들어 실내에 구비되는 다양한 장애물과 충돌될 수 있다. 따라서, 본체부(10)는 충돌에 의한 손상이 방지되도록 고강성의 소재를 포함할 수 있다. 또한, 본체부(10)는 경량의 소재를 포함할 수 있다. 이에 따라 청소 장치(1)의 주행에 요구되는 전력을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 본체부(10)는 강화 플라스틱 등의 합성 수지를 포함할 수 있다.
본체부(10)의 외부에는 사용자 인터페이스(User Interface)가 구비될 수 있다. 사용자는 상기 사용자 인터페이스를 조작하여 청소 장치(1)의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 상기 사용자 인터페이스는 청소 장치(1) 및 청소 장치(1)가 주행되는 영역의 상태에 대한 정보를 표시할 수 있다.
도시된 실시예에서, 본체부(10)는 원형의 단면을 갖고, 상하 방향으로 소정의 높이를 갖는 원판 형상을 구비할 수 있다. 이에 따라, 청소 장치(1)가 주행될 때 다양한 장애물과 충돌되는 경우, 본체부(10)는 다양한 방향으로 회전 및 주행될 수 있다.
주행부(20)는 일 평면, 예를 들어 XY평면을 따라 본체부(10)를 이동시킬 수 있다. 일 예시에 따른 주행부(20)는 하나 이상의 구동 휠(wheel) 및 구동 휠에 전달되는 동력을 생성하기 위한 주행 모터를 포함할 수 있다. 일 예로서, 주행부(20)는 본체부(10)의 하측에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 주행부(20)는 복수 개 구비될 수 있다. 이때, 주행부(20) 각각의 회전 속도 및 회전 방향은 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 이에 따라, 본체부(10)는 일 평면(XY평면) 상에서 전진, 후진, 좌회전 또는 우회전될 수 있다.
일 예시에 따르면, 청소 장치(1)가 주행되는 경로에 대한 정보를 감지하기 위한 주행 센서부(25)가 배치될 수 있다. 일 예로서, 주행 센서부(25)는 청소 장치(1)가 주행할 예정인 방향에 위치될 수 있다. 예를 들어, 주행 센서부(25)는 본체부(10)의 상방에 배치되어, 청소 장치(1)의 전방 측의 환경에 대한 정보를 감지할 수 있다. 일 예시에 따른 주행 센서부(25)는 청소 장치(1)가 주행되는, 또는 주행될 경로의 환경에 대한 정보를 감지할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 주행 센서부(25)는 장애물과의 거리 등을 감지하기 위한 라이다 센서 또는 이미지 정보를 감지할 수 있는 카메라 등을 포함할 수 있다.
집진통(미도시)은 청소 장치(1)가 주행하는 과정에서 수집된 쓰레기를 저장할 수 있다. 예를 들어, 집진통(미도시)에는 피청소면에 배치된 오염 물질이 수용될 수 있다. 일 예시에 따른 집진통(미도시)은 본체부(10)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 사용자는 집진통(미도시)을 본체부(10)에서 탈거하여 집진통(미도시)의 내부에 수용된 오염 물질을 용이하게 제거할 수 있다.
일 예시에 따른 집진통(미도시)은 내부에 소정의 수용 공간을 포함할 수 있다. 상기 수용 공간은 본체부(10)의 내부에 형성된 공간, 예를 들어 이동 통로와 연통될 수 있다. 흡입부(30)를 통해 수집된 오염 물질은 본체부(10)의 내부에 형성된 이동 통로를 통과하여 집진통(미도시)의 내부로 진입될 수 있다.
흡입부(30)는 피청소면 상의 이물질을 흡입하는데 필요한 흡입력을 발생시키는 흡입모터(미도시)를 이용하여 오염 물질을 흡입할 수 있다. 다만, 흡입부(30)를 통해 수집된 오염 물질 중 머리카락, 섬유 가닥 또는 반려 동물의 털 등의 오염 물질은 정전기적 인력에 의해 표면이 거친 물체에 쉽게 점착되는 성질이 있다. 동시에, 상기 오염 물질은 점착된 물체의 표면에서 쉽게 분리되지 않는 성질이 있다. 따라서, 일상 생활에 있어서, 상기 오염 물질이 카펫 또는 러그 등의 섬유 소재의 물체의 표면에 점착된 경우, 이를 분리하기 쉽지 않다.
일 예시에 따라 흡입부(30)의 흡입 압력을 증가시키기 위해 흡입모터(미도시)의 출력을 증가시킬 수 있다. 또한, 흡입모터(미도시)의 출력이 동일한 경우, 흡입부(30)의 흡입 면적을 감소시킴으로써, 흡입부(30)의 흡입 압력을 증가시킬 수 있다. 이하에서는 흡입부(30)의 흡입 면적을 감소시킴으로써, 흡입부(30)의 흡입 압력을 증가시키는 기술적 특징에 대해 보다 구체적으로 서술한다.
도 3은 일 예시에 따른 청소 장치의 분리사사도이다. 도 4는 일 예시에 따른 청소 장치의 블록도이다. 도 5a는 일 예시에 따른 흡입부의 분리 사시도이다. 도 5b는 일 예시에 따른 제1 롤러부, 제1 브러시, 제2 롤러부 및 제2 브러시의 사시도이다. 도 6은 일 예시에 따른 흡입부의 단면도이다. 도 7a는 일 예시에 따른 오염 물질이 흡입되는 흡입부의 단면도이다. 도 7b는 일 예시에 따른 오염 물질이 흡입되는 흡입부의 단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 일 예시에 따른 흡입부(30)는 제1 롤러부(100), 제1 브러시(150), 제2 롤러부(200), 제2 브러시(250), 구동부(300), 제1 센서부(500), 제2 센서부(600) 및 제어부(700)를 포함할 수 있다.
제1 롤러부(100)는 본체부(10)에 대해 제1 방향(X 방향)을 따라 연장된 제1 축(110)을 중심으로 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 일 예시에 따른 제1 롤러부(100)는 제1 축(110)을 중심으로 제1 회전 방향, 예를 들어 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 한 방향을 따라 회전 가능하도록 양측 단부가 본체부(10)에 구비된 측면 프레임(11)에 회전 가능하도록 지지될 수 있다. 일 예로서, 제1 롤러부(100)가 제1 축(110)을 중심으로 제1 회전 방향을 따라 회전하는 회전 속도는 500rpm이상 1500rpm이하일 수 있다.
일 예시에 따른 구동부(300)는, 제1 롤러부(100)가 제1 축(110)을 중심으로 제1 회전 방향을 따라 회전할 수 있도록, 동력을 생성하여 제1 롤러부(100)에 전달할 수 있다. 이때, 제어부(700)는 구동부(300)를 제어하여 제1 롤러부(100)의 회전 속도 및 회전 방향을 제어할 수 있다. 일 예로서, 제1 롤러부(100)가 연장되는 방향의 각 단부 중 어느 하나 이상에는 제1 센서부(500)가 배치될 수 있다. 제1 센서부(500)는 제1 롤러부(100)의 회전 방향 및 회전 각도 등 회전과 관련된 정보를 감지할 수 있다.
또한, 일 예시에 따른 제1 롤러부(100)는 일 방향, 예를 들어 제1 방향(X 방향)을 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 일 예로서, 제1 방향(X 방향)은 청소 장치(1)가 전진하는 방향, 예를 들어 제2 방향(Y 방향)과 수직할 수 있다. 따라서, 청소 장치(1)가 전진하는 경우, 후술하게 될 제1 롤러부(100)의 외주면에 배치된 제1 브러시(150)가 쓸고 가는 면적이 증가될 수 있다. 이에 따라, 청소 장치(1)의 청소 효율이 향상될 수 있다.
또한, 일 예시에 따른 제1 롤러부(100)는 측면 프레임(11) 사이에서 일 축을 중심으로 회전할 수 있는 임의의 형상을 구비할 수 있다. 예를 들어 제1 롤러부(100)는 제1 방향(X 방향)에 수직한 제2 방향(Y 방향)을 따라 절단한 단면이 제1 원형 형상(120)을 구비할 수 있다. 이때, 제1 롤러부(100)의 중심(O1)으로부터 측정된 제1 원형 형상(120)의 반경(R1)은 6mm이상 18mm이하일 수 있다. 상술한 실시예에서는 제1 롤러부(100)의 단면 형상이 원형 형상으로 기재하였으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 예시에 따르면 제1 롤러부(100)의 단면 형상은 다각형 형상을 구비할 수도 있다.
일 예시에 따르면 제1 롤러부(100)는 후술하게 될 제1 브러시(150)를 지지할 수 있는 고강성의 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 롤러부(100)는 강화 플라스틱 등의 합성 수지를 포함할 수 있다. 일 예로서, 제1 롤러부의 외주면(130)은 제1 브러시(150)의 일 단부가 지지될 수 있는 지지 부재이다. 또한, 제1 롤러부(100)의 외주면(130)은 소정의 크기를 구비하는 오염 물질이 통과할 수 있는 경계 범위를 설정할 수 있다.
제1 브러시(150)는 제1 롤러부(100)의 외주면(130)에 배치될 수 있다. 일 예시에 따르면, 제1 브러시(150)는 제1 롤러부(100)의 반경 방향을 따라 연장된 복수 개의 브러시 구조체일 수 있다. 일 예로서, 제1 롤러부(100)의 반경 방향을 따라 연장된 제1 브러시(150)의 길이(L1)은 2.9mm이상 8.7mm이하일 수 있다.
일 예시에 따른 제1 브러시(150)의 일 단부는 제1 롤러부(100)의 외주면(130)에 고정되도록 배치될 수 있다. 또한 제1 브러시(150)의 타 단부는 피청소면과 마주보도록 배치될 수 있다. 일 예로서, 제1 브러시(150)는 소정의 탄성력을 구비하는 탄성 재질을 포함할 수 있다. 이때, 제1 브러시(150)의 길이(L1)는, 제1 브러시(150)의 타 단부가 본체부(10)의 하부 프레임(13)의 외측에 부분적으로 노출될 수 있도록 결정될 수 있다. 이에 따라 제1 브러시(150)의 타 단부는 피청소면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 제1 브러시(150)의 타 단부는 피청소면과 접촉하는 경우, 제1 브러시(150)는 피청소면의 형상에 대응하도록 변형될 수 있다. 이때, 변형된 제1 브러시(150)에, 피청소면상에 위치하는 털 등의 오염 물질이 점착되어 흡입구(G)로 이동될 수 있다.
상술한 바와 같이 흡입구(G)로 이동된 오염 물질을 본체부(10) 내부에 마련된 이동 통로로 흡입시키기 위해 흡입 모터(미도시)를 통해 흡입 압력이 형성될 수 있다. 이때, 흡입구(G)의 면적이 증가하는 경우, 흡입구(G)에서의 흡입 압력, 예를 들어 흡입 속도가 감소할 수 있다. 또한, 흡입구(G)의 흡입 압력을 증가시키기 위해 흡입구(G)의 면적을 감소시키는 경우, 감소된 흡입구(G)의 크기를 초과하는 오염 물질이 흡입구(G)에 의해 차단되어 본체부(10) 내부에 마련된 이동 통로로 흡입될 수 없다. 따라서, 흡입 압력이 발생되는 흡입구(G)의 면적을 실질적으로 감소시킬 수 있으나, 감소된 흡입구(G)의 크기를 초과하는 오염 물질이 통과할 수 있는 흡입구(G)가 필요하다.
제2 롤러부(200)는 제1 롤러부(100)와 제1 간격(D)을 사이에 두고 이격되도록 배치됨으로써, 오염 물질이 통과할 수 있는 흡입구(G)의 경계 영역을 설정할 수 있다. 일 예시에 따른 제2 롤러부(200)는 본체부(10)에 대해 제1 방향(X 방향)을 따라 연장된 제2 축(210)을 중심으로 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 일 예시에 따른 제2 롤러부(200)는 제2 축(210)을 중심으로 제2 롤러부(200)의 회전 방향과 동일한 제1 회전 방향을 따라 회전 가능하도록 양측 단부가 본체부(10)에 구비된 측면 프레임(11)에 지지될 수 있다. 일 예로서, 제2 롤러부(200)가 제2 축(210)을 중심으로 제1 회전 방향을 따라 회전하는 회전 속도는 15rpm이상 20rpm이하일 수 있다.
일 예로서, 제2 롤러부(200)가 연장되는 방향의 각 단부 중 어느 하나 이상에는 제2 센서부(600)가 배치될 수 있다. 제2 센서부(600)는 제2 롤러부(200)의 회전 방향 및 회전 각도 등 회전과 관련된 정보를 감지할 수 있다.
일 예시에 따른 제2 롤러부(200)는 측면 프레임(11) 사이에서 일 축을 중심으로 회전할 수 있는 임의의 형상을 구비할 수 있다. 예를 들어 제2 롤러부(200)는 제1 방향(X 방향)에 수직한 제2 방향(Y 방향)을 따라 절단한 단면이 제2 원형 형상(220)을 구비할 수 있다. 이때, 제2 롤러부(200)의 중심(O2)으로부터 측정된 제2 원형 형상(220)의 반경(R2)은 1.9mm이상 5.7mm이하일 수 있다. 상술한 실시예에서는 제2 롤러부(200)의 단면 형상이 원형 형상으로 기재하였으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 예시에 따르면 제2 롤러부(200)의 단면 형상은 다각형 형상을 구비할 수도 있다.
일 예시에 따르면 제2 롤러부(200)는 후술하게 될 제2 브러시(250)를 지지할 수 있는 고강성의 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 롤러부(200)는 강화 플라스틱 등의 합성 수지를 포함할 수 있다. 일 예로서, 제2 롤러부의 외주면(230)은 제2 브러시(250)의 일 단부가 지지될 수 있는 지지 부재이다.
상술한 바와 같이 제2 롤러부(200)는 제1 롤러부(100)와 제1 간격(D)을 사이에 두고 이격되도록 배치됨으로써, 오염 물질이 통과할 수 있는 흡입구(G)의 경계 영역을 설정할 수 있다. 일 예로서, 제1 롤러부(100)의 외주면(130)과 제2 롤러부(200)의 외주면(230)은 소정의 크기를 구비하는 오염 물질이 통과할 수 있는 경계 범위를 설정할 수 있다. 이때, 제1 롤러부(100)와 제2 롤러부(200)가 이격된 제1 간격(D)은, 제1 롤러부(100)의 중심(O1)과 제2 롤러부(200)의 중심(O2) 사이 거리에서 제1 원형 형상(120)의 반경(R1)와 제2 원형 형상(220)의 반경(R2)을 제거한 거리로 설정될 수 있다. 즉, 제1 롤러부(100)와 제2 롤러부(200)가 이격된 제1 간격(D)은 제1 롤러부(100)의 외주면(130)과 제2 롤러부(200)의 외주면(230) 사이의 거리일 수 있다. 따라서, 도 7a에 도시된 바와 같이, 제1 롤러부(100)와 제2 롤러부(200)가 이격된 제1 간격(D) 미만의 길이를 구비하는 오염 물질(W1)은 흡입구(G)를 통과하여 본체부(10)의 내부로 이송될 수 있다.
제2 브러시(250)는 제2 롤러부(200)의 외주면(230)에 배치될 수 있다. 일 예시에 따르면, 제2 브러시(250)는 제2 롤러부(200)의 반경 방향을 따라 연장된 복수 개의 브러시 구조체일 수 있다. 일 예로서, 제2 방향(Y 방향)을 따라 연장된 제2 브러시(250)의 길이(L2)은 2.1mm이상 6.3mm이하일 수 있다.
일 예시에 따른 제2 브러시(250)의 일 단부는 제2 롤러부(200)의 외주면(230)에 고정되도록 배치될 수 있다. 또한 제2 브러시(250)의 타 단부는 피청소면과 마주보도록 배치될 수 있다. 일 예로서, 제2 브러시(250)는 소정의 탄성력을 구비하는 탄성 재질을 포함할 수 있다. 이때, 제2 브러시(250)의 길이(L2)는, 제2 브러시(250)의 타 단부가 본체부(10)의 하부 프레임(13)의 외측에 부분적으로 노출될 수 있도록 결정될 수 있다. 이에 따라 제2 브러시(250)의 타 단부는 피청소면(H)과 소정의 범위(P)에서 접촉하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 브러시(250)의 타 단부와 피청소면(H)이 중첩하는 소정의 범위(P)는 0.25mm이상 0.75mm이하일 수 있다. 제2 브러시(250)의 타 단부가 피청소면(H)과 접촉하는 경우, 제2 브러시(250)는 피청소면과의 마찰력에 의해 제2 브러시(250)와 동일한 제1 회전 방향을 따라 회전할 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 브러시(250)의 타 단부와 피청소면(H)은 상호 이격되도록 배치될 수도 있다.
일 예시에 따른 제2 브러시(250)는 오염 물질을 점착시키기 위한 것이 아니라 제1 브러시(150)와 중첩되도록 배치되어 흡입구(G)의 면적을 감소시키기 위한 것이다. 따라서, 제2 롤러부(200) 및 제2 브러시(250)를 강제로 회전시키기 위한 별도의 구동부가 필요하지 않다. 이에 따라 설계 편의성이 향상되고, 제작 비용이 감소될 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 롤러부(200)를 구동시키기 위한 별도의 구동부가 배치되어도 무방하다.
상술한 바와 같이 제2 브러시(250)는 제1 브러시(150)와 중첩되도록 배치되어 흡입구(G)의 면적을 감소시킬 수 있다. 일 예시에 따르면, 제1 브러시(150)와 제2 브러시(250)는 제1 범위(K) 내에서 중첩되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 브러시(150)와 제2 브러시(250)가 중첩되는 제1 범위(K)는 0.5mm이상 1.5mm이하일 수 있다. 제1 브러시(150)와 제2 브러시(250)는 제1 범위(K) 내에서 중첩됨에 따라 흡입구(G)의 흡입 압력이 증가할 수 있다. 따라서 도 7b에 도시된 바와 같이 점착력이 강한 동물의 털과 같은 오염 물질이 흡입구(G)로 흡입될 수 있다.
환언하면, 제1 롤러부(100)와 제2 롤러부(200)가 이격된 제1 간격(D)은 제1 브러시(150)와 제2 브러시(250)가 중첩되는 제1 범위(K)를 초과할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제1 간격(D)에 대한 제1 범위(K)는 0.04이상 0.32이하일 수 있다. 이에 따라 제1 브러시(150)와 제2 브러시(250)가 중첩되는 제1 범위(K) 내에서 흡입 압력이 발생되는 흡입구(G)의 면적을 실질적으로 감소시킴으로써 흡입 압력을 증가시킬 수 있다. 또한, 감소된 흡입구(G)의 크기를 초과하는 오염 물질은 탄성력을 구비하는 제1 브러시(150)와 제2 브러시(250)를 변형시키면서 흡입구(G)를 통과할 수 있으므로, 제1 롤러부(100)와 제2 롤러부(200)가 이격된 제1 간격(D) 범위 내에서 흡입구(G)의 면적은 유지될 수 있다.
도 8a는 비교예 1에 따른 오염 물질이 흡입되는 흡입부의 단면도이다. 도 8b는 비교예 2에 따른 오염 물질이 흡입되는 흡입부의 단면도이다.
실시예
도 7b를 참조하면, 일 예시에 따른 제1 롤러부(100)의 제1 원형 형상(120)의 반경(R1)은 12mm이다. 이때, 제1 롤러부(100)의 반경 방향을 따라 연장된 제1 브러시(150)의 길이(L1)은 5.8mm이다. 제2 롤러부(200)의 제2 원형 형상(220)의 반경(R2)은 3.8mm이다. 이때, 제2 롤러부(200)의 반경 방향을 따라 연장된 제2 브러시(250)의 길이(L2)은 4.2mm이다. 제1 롤러부(100)와 제2 롤러부(200) 사이의 제1 간격(D)은 9.3mm이다. 제1 브러시(150)와 제2 브러시(250)가 중첩되는 제1 범위(K)는 1mm이다. 제1 롤러부(100)는 500rpm 내지 1500rpm의 회전 속도로 반시계 방향을 따라 회전할 수 있다. 제2 롤러부(200)는 15rpm 내지 20rpm의 회전 속도로 반시계 방향을 따라 회전할 수 있다.
비교예 1
도 8a를 참조하면, 비교예 1에서 제1 브러시(150)의 일 단부에 접하도록 차단벽(270)이 배치되는 구성을 제외한 나머지 구성은 실시예와 동일하다. 제1 롤러부(100)와 차단벽(270) 사이의 간격은 제1 브러시(150)의 길이(L1)와 동일하다.
비교예 2
도 8b를 참조하면, 비교예 2에서 제2 롤러부(200)가 회전하지 않는 것을 제외한 나머지 구성은 실시예와 동일하다.
실시예의 경우 흡입구(G)에서 흡입 압력에 따른 진공도가 15m/s 내지 20m/s일 수 있다. 비교예 1의 경우, 흡입구(G)에서 흡입 압력에 따른 진공도가 3m/s 내지 5m/s일 수 있다. 실시예와 비교예 1의 진공도를 비교하면, 제1 브러시(150)와 제2 브러시(250)가 중첩되는 제1 범위(K) 내에서 흡입 압력이 발생되는 흡입구(G)의 면적을 실질적으로 감소시킴으로써 흡입 압력을 증가시킴을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 1의 경우, 제1 롤러부(100)와 차단벽(270) 사이의 간격이 제1 브러시(150)의 길이(L1)로 제한될 수 있으므로, 흡입구(G)의 면적이 제한될 수 있다. 이에 따라 상대적으로 큰 도 7a에 도시된 오염 물질(W1)은 흡입구(G)를 통과할 수 없다.
비교예 2의 경우, 흡입구(G)에서 흡입 압력에 따른 진공도가 3m/s 내지 5m/s일 수 있다. 실시예와 비교예 2의 진공도를 비교하면, 제2 브러시(250)가 제1 브러시(150)와 동일한 방향으로 회전함에 따라 흡입구(G)의 흡입 압력을 증가시킴을 확인할 수 있다.
도 9a는 일 예시에 따라 본체부에 탈착 가능한 지지 프레임 모듈의 사시도이다. 도 9b는 일 예시에 따른 지지 프레임 모듈의 분리 사시도이다.
도 3, 도 5a, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 일 예시에 따른 지지 프레임 모듈(800)은 본체부(10)에 탈착 가능하도록 배치될 수 있다. 일 예로서, 지지 프레임 모듈(800)은 제2 롤러부(200) 및 제2 브러시(250) 외에 지지 프레임(810), 베어링부(820) 및 체결부(830)을 포함할 수 있다.
지지 프레임(810)은 본체부(10)의 전방의 하측에 탈착 가능하도록 배치될 수 있다. 일 예시에 따라 주행부(20)에 의해 본체부(10)가 이동하는 경우, 지지 프레임(810)의 하측은 피청소면과 접촉되거나 소정 거리만큼 이격되어 본체부(10)와 함께 이동될 수 있다.
일 예시에 따른 지지 프레임(810)은 내부에는 수용 공간을 포함하는 프레임 형성으로 마련될 수 있다. 일 예로서, 지지 프레임(810)은 본체부(10)와 결합되어 함께 이동되며, 내부에 제2 롤러부(200)를 수용할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 예를 들어, 지지 프레임(810)은 좌우 방향으로 길게 연장된 중공형 다각기둥 형상을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 지지 프레임(810)의 수용 공간에는 제2 롤러부(200)가 탈착 가능하도록 연결될 수 있다. 일 예로서, 제2 롤러부(200)는 지지 프레임(810)에 대해 제2 축(210)을 중심으로 제1 회전 방향을 따라 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 예를 들어 제2 롤러부(200)의 양 단부는 지지 프레임(810)의 측부에 탈착 가능하도록 연결될 수 있다. 이때, 베어링부(820)는 제2 롤러부(200)의 중심축인 제2 축(210)의 양 단부에 배치되어 제2 축(210)을 지지할 수 있다.
일 예시에 따라 제2 롤러부(200)가 지지 프레임(810)에 연결되는 경우, 제2 롤러부(200)가 지지 프레임(810)에 고정되도록 체결부(830)가 지지 프레임(810)에 체결될 수 있다. 일 예로서, 체결부(830)는 제2 롤러부(200)의 양 단부에 배치되어 지지 프레임(810)에 체결되는 캡 커버(cap cover) 형태로 마련될 수 있다.
도 10은 일 예시에 따른 청소 장치의 작동 방법에 대한 흐름도이다. 도 11은 일 예시에 따라 주행하는 청소 장치의 측면도이다. 도 12는 일 예시에 따른 흡입부의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 일 예시에 따른 청소 장치의 작동 방법에서, 본체부(10)는 일 평면(XY평면)을 따라 이동할 수 있다. (S110) 일 예로서, 주행부(20)를 이용하여 본체부(10)는 제1 방향(X 방향) 또는 제2 방향(Y 방향)을 따라 이동할 수 있다. 예를 들어 도 11에 도시된 바와 같이 본체부(10)는 주행부(20)를 이용하여 제2 방향(Y 방향)을 따라 전진 이동할 수 있다.
다음으로, 제1 롤러부(100)가 제1 축(110)을 중심으로 제1 회전 방향을 따라 제1 회전 속도로 회전할 수 있다. (S120) 일 예로서, 도 12에 도시된 바와 같이 제1 롤러부(100)가 제1 축(110)을 중심으로 제1 회전 방향을 따라 회전할 수 있다. 이때, 구동부(300)에 의해 생성된 구동력이 제1 롤러부(100)에 전달됨으로써 제1 롤러부(100)는 제1 회전 속도로 회전할 수 있다.
일 예시에 따라 제1 롤러부(100)가 회전하는 경우, 제1 롤러부(100)의 외주면에 배치된 제1 브러시(150) 또한 제1 축(110)을 중심으로 회전할 수 있다. 제1 브러시(150)가 회전함에 따라 흡입 모터(미도시)가 작동하며, 이에 따라 제1 브러시(150)에 점착된 오염 물질이 흡입구(G)로 흡입될 수 있다.
다음으로, 제2 롤러부(200)가 제2 축(210)을 중심으로 제1 회전 방향을 따라 제2 회전 속도로 회전할 수 있다. (S130) 일 예로서, 도 12에 도시된 바와 같이 제2 롤러부(200)가 제2 축(210)을 중심으로 제1 회전 방향을 따라 회전할 수 있다. 일 예시에 따라 제2 롤러부(200)의 외주면에 제2 브러시(250)가 배치될 수 있다. 본체부(10)가 일 평면을 따라 이동함에 따라 제2 브러시(250)가 피청소면과 접촉하여 제1 회전 방향을 따라 회전할 수 있다. 이때, 제2 롤러부(200)에는 동력을 전달할 수 있는 별도의 구동부가 연결되지 않을 수 있다. 따라서, 제2 롤러부(200)의 제2 회전 속도는 본체부(10)의 이동 속도에 따라 결정될 수 있다.
다음으로, 제1 롤러부(100)의 제1 회전 속도에 대한 제2 롤러부(200)의 제2 회전 속도의 비율이 0.04을 초과하거나 0.01미만인 경우, 구동부(300)를 제어하여 제1 회전 속도를 조정할 수 있다. (S140) 일 예시에 따르면, 제1 센서부(500)는 제1 롤러부(100)의 제1 회전 속도를 감지할 수 있다. 또한, 제2 센서부(600)는 제2 롤러부(200)의 제2 회전 속도를 감지할 수 있다. 일 예로서, 제1 롤러부(100)의 제1 회전 속도에 대한 제2 롤러부(200)의 제2 회전 속도의 비율은 0.01이상 0.04이하일 수 있다. 일 예시에 따른 제어부(700)는 제1 센서부(500)와 제2 센서부(600)로부터 제1 롤러부(100)의 제1 회전 속도와 제2 롤러부(200)의 제2 회전 속도를 전달받을 수 있다. 제1 롤러부(100)의 제1 회전 속도에 대한 제2 롤러부(200)의 제2 회전 속도의 비율이 0.04을 초과하거나 0.01 미만인 경우, 제어부(700)는 구동부(300)의 작동을 제어하여 제1 롤러부(100)의 제1 회전 속도를 조정할 수 있다. 이에 따라 제1 롤러부(100)의 제1 회전 속도에 대한 제2 롤러부(200)의 제2 회전 속도의 비율이 일정하게 유지될 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (20)

  1. 일 평면을 따라 이동 가능한 본체부;
    제1 방향을 따라 연장되며, 상기 본체부에 대해 상기 제1 방향을 따라 연장된 제1 축을 중심으로 회전 가능하도록 배치된 제1 롤러부;
    상기 제1 롤러부의 외주면에 배치되는 제1 브러시;
    상기 제1 롤러부가 상기 제1 축을 중심으로 제1 회전 방향을 따라 회전하도록 동력을 발생시키는 구동부;
    상기 제1 롤러부와 제1 간격을 사이에 두고 이격되도록 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 상기 본체부에 대해 상기 제1 방향을 따라 연장된 제2 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 회전 가능하도록 배치되는 제2 롤러부; 및
    상기 제2 롤러부의 외주면에 배치되는 제2 브러시;를 포함하며,
    상기 제1 브러시와 상기 제2 브러시는 제1 범위 내에서 중첩되도록 배치되며, 상기 제1 간격은 상기 제1 범위를 초과하는,
    청소 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 간격에 대한 상기 제1 범위는 0.04이상 0.32이하인,
    청소 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 방향을 따라 절단한 상기 제1 롤러부의 단면은 제1 원형 형상을 구비하며,
    상기 제1 원형 형상의 반경은 6mm이상 18mm이하이고,
    상기 제1 롤러부의 반경 방향을 따라 연장된 상기 제1 브러시의 길이는 2.9mm이상 8.7mm이하인,
    청소 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 방향을 따라 절단한 상기 제2 롤러부의 단면은 제2 원형 형상을 구비하며,
    상기 제2 원형 형상의 반경은 1.9mm이상 5.7mm이하이고,
    상기 제2 롤러부의 반경 방향을 따라 연장된 상기 제2 브러시의 길이는 2.1mm이상 6.3mm이하인,
    청소 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 브러시와 상기 제2 브러시가 중첩되는 제1 범위는 0.5mm이상 1.5mm이하인,
    청소 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 롤러부는 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 제1 회전 속도로 회전하고,
    상기 제2 롤러부는 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 제2 회전 속도로 회전하며,
    상기 제1 회전 속도에 대한 상기 제2 회전 속도의 비율은 0.01이상 0.04이하인,
    청소 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 롤러부는 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 500rpm이상 1500rpm이하의 속도로 회전하는,
    청소 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 롤러부는 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 15rpm이상 20rpm이하의 속도로 회전하는,
    청소 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 롤러부의 제1 회전 속도를 감지하는 제1 센서부;
    상기 제2 롤러부의 제2 회전 속도를 감지하는 제2 센서부; 및
    상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부로부터 상기 제1 회전 속도와 상기 제2 회전 속도를 전달받아 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는,
    청소 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부에 탈착 가능하도록 배치되는 지지 프레임;을 더 포함하며,
    상기 제2 롤러부는 상기 지지 프레임에 대해 상기 제2 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 회전 가능하도록 배치되는,
    청소 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 축은 상기 지지 프레임에 대해 탈착 가능하도록 배치되는,
    청소 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 축의 양 단부에 배치되어 상기 제2 축을 지지하는 베어링부;를 더 포함하는,
    청소 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 롤러부가 상기 지지 프레임에 고정되도록 체결하는 체결부;를 더 포함하는.
    청소 장치.
  14. 제1 항에 따른 청소 장치를 작동시키는 청소 장치의 작동 방법에 있어서,
    상기 본체부를 상기 일 평면을 따라 이동시키는 단계;
    상기 제1 롤러부를 상기 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 상기 제1 회전 속도로 회전시키는 단계; 및
    상기 제2 롤러부가 상기 제2 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 상기 제2 회전 속도로 회전하는 단계;를 포함하는
    청소 장치의 작동 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 간격에 대한 상기 제1 범위는 0.04이상 0.32이하인,
    청소 장치의 작동 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 방향을 따라 절단한 상기 제1 롤러부의 단면은 제1 원형 형상을 구비하며,
    상기 제1 원형 형상의 반경은 6mm이상 18mm이하이고,
    상기 제1 롤러부의 반경 방향을 따라 연장된 상기 제1 브러시의 길이는 2.9mm이상 8.7mm이하이고,
    상기 제2 방향을 따라 절단한 상기 제2 롤러부의 단면은 제2 원형 형상을 구비하며,
    상기 제2 원형 형상의 반경은 1.9mm이상 5.7mm이하이고,
    상기 제2 롤러부의 반경 방향을 따라 연장된 상기 제2 브러시의 길이는 2.1mm이상 6.3mm이하인,
    청소 장치의 작동 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 브러시와 상기 제2 브러시가 중첩되는 범위는 0.5mm이상 1.5mm이하인,
    청소 장치의 작동 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 회전 속도에 대한 상기 제2 회전 속도의 비율은 0.01이상 0.04이하인,
    청소 장치의 작동 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 회전 속도에 대한 상기 제2 회전 속도의 비율이 을 초과하거나 미만인 경우, 상기 구동부를 제어하여 상기 제1 회전 속도를 조정하는 단계;를 더 포함하는,
    청소 장치의 작동 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 롤러부는 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 500rpm이상 1500rpm이하의 속도로 회전하고,
    상기 제2 롤러부는 제1 축을 중심으로 상기 제1 회전 방향을 따라 15rpm이상 20rpm이하의 속도로 회전하는,
    청소 장치의 작동 방법.
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JP2003125991A (ja) * 2001-10-29 2003-05-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気掃除機用吸込具およびそれを用いた電気掃除機
CA3223536A1 (en) * 2015-10-21 2017-04-27 Sharkninja Operating Llc Surface cleaning head with leading roller
JP2017140203A (ja) * 2016-02-10 2017-08-17 日立アプライアンス株式会社 電気掃除機
KR102369190B1 (ko) * 2020-07-23 2022-03-02 엘지전자 주식회사 노즐부, 이를 포함하는 로봇 청소기 및 그 제어 방법
KR102404988B1 (ko) * 2021-11-11 2022-06-07 주식회사 아이닉 진드기 제거기능 및 살균기능을 포함하는 진공청소기 브러쉬 헤드

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