WO2015137564A1 - 로봇 청소기 및 그의 제어 방법 - Google Patents

로봇 청소기 및 그의 제어 방법 Download PDF

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WO2015137564A1
WO2015137564A1 PCT/KR2014/004239 KR2014004239W WO2015137564A1 WO 2015137564 A1 WO2015137564 A1 WO 2015137564A1 KR 2014004239 W KR2014004239 W KR 2014004239W WO 2015137564 A1 WO2015137564 A1 WO 2015137564A1
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WO
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robot cleaner
angle
cleaner
respect
central axis
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PCT/KR2014/004239
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Inventor
정우철
박응식
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에브리봇 주식회사
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    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47L11/40—Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • A47L11/4063—Driving means; Transmission means therefor
    • A47L11/4066—Propulsion of the whole machine
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
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    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection
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    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/06—Control of the cleaning action for autonomous devices; Automatic detection of the surface condition before, during or after cleaning

Definitions

  • the present invention relates to a robot cleaner and a control method thereof, and more particularly, to a robot cleaner and a control method thereof capable of performing wet cleaning while driving autonomously.
  • a robot cleaner is a device that automatically cleans an area to be cleaned by inhaling foreign substances such as dust from the surface to be cleaned or by wiping off the foreign materials from the surface to be cleaned while driving itself in the area to be cleaned without a user's operation. It is utilized.
  • such a robot cleaner may include a vacuum cleaner that performs cleaning using suction power using a power source such as electricity.
  • Robot cleaners including such vacuum cleaners have a limitation in that they cannot remove foreign substances or stains stuck on the surface to be cleaned, and recently, robot cleaners that can perform wet cleaning by attaching mops to the robot cleaners have emerged. .
  • a wet cleaning method using a general robot cleaner is a simple method of attaching a rag or the like to a lower part of a conventional vacuum cleaner, and thus has a disadvantage in that a foreign matter removal effect is low and efficient wet cleaning cannot be performed.
  • the vehicle is driven by using a conventional suction type vacuum cleaner moving method and an obstacle avoiding method, and thus, even if the dust scattered on the surface to be cleaned is removed, There is a problem that cannot be easily removed.
  • the mop attachment structure of the general robot cleaner the frictional force with the ground by the mop surface is in a state that the additional driving force is required to move the wheel, there is a problem that the battery consumption increases.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and in a robot cleaner provided with a pair of rotating members to which a mop can be attached so as to effectively remove foreign matters stuck to the surface to be cleaned, the rotational force itself of the rotating member is moved. It is an object of the present invention to provide a robot cleaner and a control method thereof that not only improves battery efficiency by using as a power source, but also performs rotational control to achieve effective wet cleaning in response to a driving path and obstacle detection.
  • Robot cleaner for achieving the above object, the first, second installed in the main body to form the exterior of the robot cleaner, the power supply for driving the robot cleaner And first and second rotating members each of which rotates about the first and second rotary shafts by the power of the motor and the first and second motors, respectively, and the cleaners for wet cleaning are respectively fixed.
  • the first and second rotation axes may be inclined to have a predetermined angle with respect to the central axis corresponding to the vertical direction axis of the robot cleaner.
  • the robot cleaner for achieving the above object, to the power of each of the first, second motor, the first, second motor for supplying power for driving the robot cleaner
  • at least one of the rotation axis of the rotation axis may include a tilt adjustment unit for adjusting the inclination angle.
  • the control method of the robot cleaner for achieving the above object, the rotation of at least one of the first and second rotation members to rotate around the first rotation axis, the second rotation axis, respectively Controlling the robot cleaner to travel in a specific direction and at least one of the first and second rotation shafts is inclined with respect to a central axis corresponding to a vertical axis of the robot cleaner during driving of the robot cleaner. And adjusting the angle of inflation.
  • the robot cleaner may move while effectively removing foreign matters adhered to the surface to be cleaned by using a rotational force of a pair of rotating members to which the cleaner for wet cleaning can be fixed as a moving force source.
  • the robot cleaner may improve battery efficiency by using the rotational force of the pair of rotating members to which the cleaner for wet cleaning is fixed as a moving power source.
  • the rotary shaft of each of the pair of rotating members of the robot cleaner may be inclined to have a predetermined angle with respect to the central axis, thereby increasing a moving speed of the robot cleaner, and
  • a predetermined height such as a threshold
  • wet cleaning may be performed while climbing by driving the obstacle.
  • the predetermined angle in the range of 1 degree or more and 3 degrees or less, it is possible to optimally maintain the obstacle climbing ability and the wet cleaning ability of the robot cleaner.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a bottom view of the robot cleaner according to the embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a side view of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to the side view according to FIG. 3.
  • Figure 5 is a perspective view showing the inside of the main body of the robot cleaner of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 7 and 8 are views for explaining the driving operation of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of controlling a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • components expressed as means for performing the functions described in the detailed description include all types of software including, for example, a combination of circuit elements or firmware / microcode, etc. that perform the functions. It is intended to include all methods of performing a function which are combined with appropriate circuitry for executing the software to perform the function.
  • the invention, as defined by these claims, is equivalent to what is understood from this specification, as any means capable of providing such functionality, as the functionality provided by the various enumerated means are combined, and in any manner required by the claims. It should be understood that.
  • Figure 1 is an exploded perspective view of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a bottom view of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a side view of the robot cleaner
  • Figure 4 is a cross-sectional view corresponding to the side view according to Figure 3
  • Figure 5 is a perspective view showing the inside of the main body of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • the robot cleaner 100 of the present invention is structurally formed to form an exterior of the robot cleaner, and installed on the body 10 to drive the robot cleaner 100.
  • the first rotating member 110 and the second rotating member 120 coupled to the first motor 151, the second motor 152, and the first and second motors 151 and 152 which supply power, respectively, and rotate in rotation.
  • one or more sensors provided on the side and the central surface of the main body 10, the power supply unit 190 installed inside of the main body, and the upper end of the main body 10 It may be configured to include the input unit 180 and the communication unit 140 provided.
  • Each of the first motor 151 and the second motor 152 may be installed inside the main body 10 to be coupled to the first rotating member 110 and the second rotating member 120, and include a gear assembly. can do.
  • the first rotating member 110 is coupled to the first motor 151 to transmit the power by the first motor 151, the first transmission to rotate around the first rotation axis 310 by the power
  • the member 111 may be included.
  • the first cleaner 210 for wet cleaning may include a first fixing member 112 that can be fixed.
  • the second rotating member 120 is coupled to the second motor 152 to transmit power by the second motor 152, and the rotational movement around the second rotation axis 320 by the power 2 may include a transmission member 121.
  • the second cleaner 220 for wet cleaning may include a second fixing member 122 that can be fixed.
  • the lower end regions of the first transfer member 111 and the second transfer member 112 may be implemented to protrude in the direction to be cleaned when coupled to the main body 10.
  • the first transfer member 111 and the second transfer member 112 may not be protruded in the direction of the surface to be cleaned.
  • first fixing member 112 and the second fixing member 122 when the first fixing member 112 and the second fixing member 122 are coupled to the main body 10, the first fixing member 112 and the second fixing member 122 may be implemented to protrude in the direction of the surface to be cleaned, for example, to protrude in the bottom surface direction.
  • the first cleaner 210 and the second cleaner 220 for cleaning may be formed to be fixed.
  • the first cleaner 210 and the second cleaner 220 may be a cloth for cleaning various cleaning surfaces, such as a microfiber cloth, a rag, a nonwoven fabric, a brush, and the like, so that the foreign matter adhered to the bottom surface can be removed through a rotary motion. It may be composed of the same fiber material.
  • the first cleaner 210 and the second cleaner 220 may have a circular shape as shown in FIG. 1, but may be implemented in various forms without any limitation.
  • the fixing of the first and second cleaners 210 and 220 may be performed by covering the first fixing member 112 and the second fixing member 122 or by using a separate attaching means.
  • the first cleaner 210 and the second cleaner 220 may be attached to and fixed to the first fixing member 112 and the second fixing member 122 by Velcro tape or the like.
  • the robot cleaner 100 rotates the first cleaner 210 and the second cleaner 220 by the rotational movement of the first rotating member 110 and the second rotating member 120.
  • the frictional force may be used as a moving force source of the robot cleaner 100.
  • the moving speed and direction of the robot cleaner 100 may be adjusted.
  • the first and second rotary shafts 310 and 320 of the first and second rotary members 110 and 120 by the power of the pair of motors 151 and 152 may be robot cleaners. It may be tilted to have a predetermined angle with respect to the central axis 300 corresponding to the vertical axis of the (100).
  • the fixed cleaners 210 and 220 are inclined of the first and second rotation shafts 310 and 320, respectively. As a result, it may be inclined downward to the outside based on the central axis 330.
  • the central axis 300 may mean a vertical direction with respect to the surface to be cleaned of the robot cleaner 100.
  • the central axis 300 is perpendicular to the surface to be cleaned of the robot cleaner 100. It can mean the Z axis.
  • the predetermined angle may include a first angle (a degree) corresponding to an angle at which the first rotation axis 310 is inclined with respect to the central axis 300 and the second rotation axis 320 with respect to the central axis 300. It may include a second angle (b degree) corresponding to the inclined angle.
  • the first angle and the second angle may be the same or different from each other.
  • each of the first angle and the second angle may be an angle within an angle range of preferably 1 degree or more and 3 degrees or less.
  • the above-described angle range may be a range capable of optimally maintaining the obstacle climbing ability and wet cleaning ability, the running speed of the robot cleaner 100.
  • the pair of rotary shafts 310 and 320 of the robot cleaner 100 has a structure inclined so as to have a predetermined angle with respect to the central axis 300.
  • the first obstacle having a predetermined height such as a threshold
  • the wet cleaning may be performed while climbing by driving the first obstacle.
  • the predetermined angle in the range of 1 degree or more and 3 degrees or less, it is possible to optimally maintain the first obstacle climbing ability, wet cleaning ability and running speed of the robot cleaner.
  • the relative friction force generated between the surface to be cleaned may be greater than the center of the main body 10 outside. Therefore, the moving speed and the direction of the robot cleaner 100 may be controlled by the relative friction force generated by controlling the rotation of the pair of rotating members 110 and 120, respectively.
  • the sensor unit 130a, 130b, 130c, 130d may be provided on the side and the center surface of the main body 10 for detecting the second obstacle that can not be climbed, such as a wall.
  • a pair of sensor units 130a, 130b, 130c, and 130d may be provided at the front and the rear of the robot cleaner 100 based on the moving direction of the robot cleaner 100, and may be provided at positions corresponding to the respective rotating members 110 and 120. Can be arranged.
  • the robot cleaner 100 detects a front second obstacle based on information sensed by the sensor unit 130a and the sensor unit 130b based on the moving direction, or detects the front obstacle and the sensor unit 130c.
  • the second rear obstacle may be detected based on the information sensed by the sensor unit 130d.
  • the robot cleaner 100 since the robot cleaner 100 has an eight-character structure in which a pair of rotating members are connected, many sensors may be required for detecting the second obstacle.
  • the first rotation member 110 may perform the second obstacle detection and avoidance using only the sensor units 130a, 130b, 130c, and 130d of the sensor configuration of the robot cleaner 100. And rotation control of the second rotation member 120. Accordingly, the robot cleaner 100 may not only solve a problem such as being unable to proceed by a second obstacle when moving the robot cleaner 100, but also reduce manufacturing costs by attaching a sensor.
  • the robot cleaner 100 may be configured to drive the sensor unit 130, the communication unit 140, the first rotating member 110, and the second rotating member 120.
  • the driving unit 150, the storage unit 160, the control unit 170, the tilt control unit 175, the input unit 180, the output unit 185, and the power supply unit 190 may be configured.
  • the tilt adjusting unit 175 may adjust an angle at which at least one of the first and second rotation axes 310 and 320 is inclined with respect to the central axis 300 corresponding to the vertical axis of the robot cleaner 100.
  • the tilt adjusting unit 175 may adjust the angle of inclination of at least one of the first and second driving units 151 and 152 with respect to the horizontal plane according to the control signal of the controller 170.
  • the angle of inclination of at least one of the rotation shafts 310 and 320 may be adjusted.
  • the sensor unit 130 may include one or more sensor units 130a, 130b, 130c, and 130d provided on the side of the main body 10 described above.
  • the sensor unit 130 may further include a sensor that is located at the bottom of the front and / or rear of the main body 10 toward the surface to be cleaned after the wet cleaning of the robot cleaner 100.
  • the sensor unit 130 may include an obstacle detection sensor or a camera sensor that transmits an infrared or ultrasonic signal to the outside and receives a signal reflected from the obstacle.
  • the sensor unit 130 may include a sensor for detecting a driving state such as a driving distance, a traveling speed, a driving acceleration, and the like of the robot cleaner, for example, an acceleration sensor.
  • the sensor unit 130 may transmit the sensing signal to the controller 170.
  • the communication unit 140 may include one or more modules that enable wireless communication between the robot cleaner 100 and another wireless terminal or between the robot cleaner 100 and a network in which the other wireless terminal is located.
  • the communication unit 140 may communicate with a wireless terminal as a remote control device, and may include a short range communication module or a wireless internet module for this purpose.
  • the robot cleaner 100 may control an operation state or an operation method by the control signal received by the communication unit 140.
  • the terminal for controlling the robot cleaner 100 may include, for example, a smartphone, a tablet, a personal computer, a remote controller (remote control device), and the like, which can communicate with the robot cleaner 100.
  • the driving unit 150 may supply power for rotating the first and second rotating members 110 and 120 under the control of the controller 170.
  • the driving unit 150 may include a first driving unit and a second driving unit, and may be implemented by including a motor and / or a gear assembly.
  • the storage unit 160 may store a program for the operation of the controller 170, and may temporarily store input / output data.
  • the storage unit 160 may include a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (eg, SD or XD memory), Random Access Memory (RAM), Static Random Access Memory (SRAM), Read-Only Memory (ROM), Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), Programmable Read-Only Memory (PROM), Magnetic Memory, It may include a storage medium of at least one type of magnetic disk, optical disk.
  • the input unit 180 may receive a user input for operating the robot cleaner 100.
  • the input unit 180 is a user for adjusting an inclination angle of at least one of the first and second rotation axes 310 and 320 with respect to the central axis 300 corresponding to the vertical axis of the robot cleaner 100.
  • An input can be received.
  • the input unit 180 may include a key pad dome switch, a touch pad (static pressure / capacitance), a jog wheel, a jog switch, and the like.
  • the output unit 185 is used to generate an output related to vision, hearing, and the like.
  • the output unit 185 may include a display unit, a sound output module, an alarm unit, and the like.
  • the display unit displays (outputs) information processed by the robot cleaner 100.
  • a UI User Interface
  • GUI Graphical User Interface
  • the controller 170 typically controls the overall operation of the robot cleaner 100.
  • the controller 170 may control the driving unit 150 to rotate the robot cleaner 100 in a specific direction by rotating at least one of the first rotating member 110 and the second rotating member 120. .
  • the robot cleaner 100 may perform a rotational motion in place.
  • the robot cleaner 100 may rotate in place according to the speed at which the first rotating member 110 and the second rotating member 120 rotate.
  • the frictional force acting on the robot cleaner 100 may act as a rotational force with respect to the robot cleaner 100 while being opposite to each other.
  • the controller 170 may control the first rotation member 110 and the second rotation member 120 to rotate in different directions and at the same speed.
  • the direction in which one end moves with respect to the surface to be cleaned by the frictional force of the first rotating member 110 based on the body 10 of the robot cleaner 100 is the surface to be cleaned by the frictional force of the second rotating member 110. It may be the same as the direction in which the other end with respect to. Accordingly, the robot cleaner 100 may travel straight in a specific direction. This will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8.
  • FIG 7 and 8 are views for explaining the driving operation of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • the rotation direction of the rotating member may be described based on the direction viewed from the top of the robot cleaner 100.
  • the first direction may refer to a direction in which the robot cleaner 100 rotates counterclockwise in a state viewed from the top with the traveling direction 300 at 12 o'clock.
  • the second direction may be a direction different from the first direction, and may mean a direction in which the traveling direction 300 is rotated clockwise at 12 o'clock.
  • the robot cleaner 100 rotates the first rotating member 110 in the first direction, and the second rotating member 120.
  • the robot cleaner 100 rotates in a second direction different from the first direction, it is possible to generate a relative movement force according to the friction force, and to perform a straight running in the travel direction (300).
  • the controller 170 may control the driving unit 150 based on the rotation control table value stored in the storage 160 to perform rotation control of each of the rotating members 110 and 120.
  • the rotation control table may include at least one of a direction value, a speed value, and a time value assigned to each of the rotation members 110 and 120 for each movement mode. As shown in FIG. 8, the rotation direction of the first rotation member 110 and the rotation direction of the second rotation member 120 may be different. In addition, the rotation speed and time of each of the rotating members 110 and 120 may have the same value. Accordingly, the robot cleaner 100 may travel straight along the travel direction 300.
  • the controller 170 may generate a control signal for controlling the tilt controller 175.
  • the controller 170 may generate a control signal for adjusting an inclination angle of at least one of the first and second rotation shafts 310 and 320 with respect to the central axis 300, and transmit the generated control signal to the tilt adjustment unit 175. .
  • the controller 170 receives a sensing signal from the sensor unit 130 for detecting a driving state such as a driving distance, a traveling speed, a driving acceleration, and the like of the robot cleaner 100, and based on the received sensing signal, the robot The driving state of the cleaner 100 may be determined. For example, when the robot cleaner 100 may not travel due to a first obstacle having a predetermined height such as a threshold, the driving distance, the traveling speed, the driving acceleration, and the like may be lower than a preset value, and the controller 170 may have a driving state. You can judge that it is not smooth.
  • the controller 170 may generate a control signal for increasing an angle at which at least one of the first and second rotation shafts 310 and 320 is inclined with respect to the central axis 300 and transmit the generated control signal to the tilt adjusting unit 175. have. Accordingly, the obstacle climbing ability of the robot cleaner 100 may be improved, and the driving speed may also be increased.
  • the controller 170 may generate a control signal for maintaining or decreasing the current tilt angle and transmit the generated control signal to the tilt adjuster 175. Accordingly, the cleaning capability of the robot cleaner 100 may be improved.
  • the controller 170 is located at the bottom of the front and / or rear of the main body 10 to receive the sensing signal from the sensor unit 130 facing the surface to be cleaned to be cleaned by the robot cleaner 100 after the, and received Based on the sensing signal, the robot cleaner 100 may determine whether a first obstacle having a predetermined height, such as a threshold, is positioned on a driving path after the robot cleaner 100. If it is determined that the first obstacle is located, the controller 170 generates a control signal for increasing an angle at which at least one of the first and second rotation shafts 310 and 320 is inclined with respect to the central axis 300 to adjust the inclination controller. Transmit to 175. Accordingly, the obstacle climbing ability of the robot cleaner 100 may be improved, and the driving speed may also be increased.
  • a predetermined height such as a threshold
  • the controller 170 may generate a control signal for maintaining or decreasing the current tilt angle and transmit the generated control signal to the tilt adjuster 175. Accordingly, the cleaning capability of the robot cleaner 100 may be improved.
  • the controller 170 may generate a control signal for reducing the inclination angle and transmit it to the inclination controller 175. Accordingly, the cleaning capability of the robot cleaner 100 that has completed the climbing of the first obstacle may be improved.
  • the cleaning capability of the robot cleaner 100 may be improved.
  • various embodiments of the present disclosure may not be limited to the above-described angle range.
  • the control unit 170 when receiving a user input for adjusting the inclination angle from the input unit 180, the control unit 170 is the first and second rotation axis with respect to the central axis 300 at an angle corresponding to the received user input A control signal may be generated and transmitted to the inclination controller 175 to adjust the inclination angle of at least one of the rotation axes 310 and 320.
  • the power supply unit 190 receives the external power and the internal power under the control of the controller 170 to supply the power required for the operation of each component.
  • the robot cleaner may be driven to travel in a specific direction by rotating at least one of the first and second rotating members that rotate about the first and second rotating shafts, respectively. S901).
  • an angle at which at least one of the first and second rotary shafts is inclined with respect to the central axis corresponding to the vertical axis of the robot cleaner may be adjusted while the robot cleaner is running.
  • control method of the robot cleaner further includes detecting a driving state of the robot cleaner, and in this case, adjusting (S902) may be performed while the robot cleaner is running.
  • An angle at which at least one of the first and second rotary shafts 310 and 320 is inclined with respect to the central axis 300 may be adjusted based on the driven state.
  • the method for controlling a robot cleaner further includes detecting an obstacle having a predetermined height or more positioned on a surface to be cleaned which the robot cleaner runs to clean, and in this case, adjusting (S902).
  • the robot cleaner may adjust an inclination angle of at least one of the first and second rotation axes 310 and 320 with respect to the central axis 300 based on the detection result.
  • control method may be implemented in program code and provided to each server or devices in a state of being stored in various non-transitory computer readable mediums.
  • the non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently and is readable by a device, not a medium storing data for a short time such as a register, a cache, a memory, and the like.
  • a non-transitory readable medium such as a CD, a DVD, a hard disk, a Blu-ray disk, a USB, a memory card, a ROM, or the like.

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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

로봇 청소기가 개시된다. 본 로봇 청소기는, 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체, 본체에 설치되어 로봇 청소기를 주행시키기 위한 동력을 공급하는 제1, 제2 모터 및 제1, 제2 모터 각각의 동력에 의한 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 제1, 제2 회전 부재를 포함하고, 제1, 제2 회전축은, 로봇 청소기의 수직 방향 축에 대응되는 중심축에 대하여 소정 각도를 갖도록 기울어질 수 있다.

Description

로봇 청소기 및 그의 제어 방법
본 발명은 로봇 청소기 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자율적으로 주행하면서 습식 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
산업 기술의 발달로 다양한 장치가 자동화되고 있다. 잘 알려진 바와 같이, 로봇 청소기는 사용자의 조작없이 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 피청소면으로부터 먼지 등의 이물을 흡입하거나, 피 청소면의 이물질을 닦아냄으로써 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기로 활용되고 있다.
일반적으로, 이러한 로봇 청소기는 전기 등과 같은 동력원을 이용하여 흡입력을 이용하여 청소를 수행하는 진공 청소기를 포함할 수 있다.
이와 같은 진공 청소기를 포함하는 로봇 청소기는 피청소면에 고착된 이물질이나 찌든때 등을 제거하지 못하는 한계가 있어, 최근에는 로봇 청소기에 걸레가 부착되어 습식 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기가 대두되고 있다.
그러나, 일반적인 로봇 청소기를 이용한 습식 청소 방식은 기존의 진공 청소용 로봇 청소기의 하부에 걸레 등을 부착하는 단순한 방식에 불과하여 이물질 제거 효과가 낮고, 효율적인 습식 청소가 수행되지 못하는 단점이 있다.
특히, 일반적인 로봇 청소기의 습식 청소 방식의 경우 기존의 흡입식 진공 청소기용 이동 방식과 장애물에 대한 회피 방식 등을 그대로 이용하여 주행하므로 피청소면에 산재된 먼지 등은 제거하더라도 피청소면에 고착된 이물질 등을 쉽게 제거할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 일반적인 로봇 청소기의 걸레 부착 구조의 경우, 걸레면에 의해 지면과의 마찰력이 높아진 상태가 되어 바퀴가 이동하기 위한 별도의 추진력이 더 필요하게 되므로, 배터리 소모가 증가하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 피청소면에 고착된 이물질 등을 효과적으로 제거할 수 있도록 걸레가 부착 가능한 한 쌍의 회전 부재를 구비하는 로봇 청소기에 있어서, 회전 부재의 회전력 자체를 이동력원으로 이용하여 배터리 효율을 개선할 뿐만 아니라, 주행 경로 및 장애물 검출에 대응하여 효과적인 습식 청소를 달성하기 위한 회전 제어를 수행하는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 상기 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체, 상기 본체에 설치되어 상기 로봇 청소기를 주행시키기 위한 동력을 공급하는 제1, 제2 모터 및 상기 제1, 제2 모터 각각의 동력에 의한 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 제1, 제2 회전 부재를 포함하고, 상기 제1, 제2 회전축은, 상기 로봇 청소기의 수직 방향 축에 대응되는 중심축에 대하여 소정 각도를 갖도록 기울어질 수 있다.
한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 상기 로봇 청소기를 주행시키기 위한 동력을 공급하는 제1, 제2 모터, 상기 제1, 제2 모터 각각의 동력에 의한 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 제1, 제2 회전 부재 및 상기 로봇 청소기의 수직 방향 축에 대응되는 중심축에 대하여 상기 제1, 제2 회전축 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절하는 기울기 조절부를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하는 제1, 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기가 특정 진행 방향으로 주행하도록 제어하는 단계 및 상기 로봇 청소기의 주행 중, 상기 로봇 청소기의 수직 방향 축에 대응되는 중심축에 대하여 상기 제1, 제2 회전축 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기는 습식 청소를 위한 클리너가 고정 가능한 한 쌍의 회전 부재의 회전력을 이동력원으로 이용하여 피청소면에 고착된 이물질 등을 효과적으로 제거하면서 이동할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기는 습식 청소를 위한 클리너가 고정 가능한 한 쌍의 회전 부재의 회전력을 이동력원으로 이용하여 배터리 효율을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기의 한 쌍의 회전 부재 각각의 회전축이 중심축에 대하여 소정 각도를 갖도록 기울어진 구조를 갖는 바, 로봇 청소기의 이동 속도를 증가시킬 수 있고, 로봇 청소기의 주행 경로 상에 문턱 등과 같은 소정 높이의 장애물이 위치하는 경우, 장애물을 등반하여 주행하면서 습식 청소를 수행할 수 있다. 특히, 상기 소정 각도를, 1도 이상 3도 이하의 범위로 유지하여, 로봇 청소기의 장애물 등반 능력 및 습식 청소 능력을 최적으로 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 분해 사시도 이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 저면도 이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 측면도 이다.
도 4는 도 3에 따른 측면도에 대응되는 단면도 이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 로봇 청소기의 본체 내부를 나타내는 사시도 이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 블록도 이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 주행 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 나타내는 흐름도 이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구조를 설명하기 위한 도면들이다. 보다 구체적으로, 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 분해 사시도 이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 저면도 이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 측면도 이며, 도 4는 도 3에 따른 측면도에 대응되는 단면도 이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 로봇 청소기의 본체 내부를 나타내는 사시도 이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 로봇 청소기(100)는 구조적으로 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체(10)와, 상기 본체(10)에 설치되어 로봇 청소기(100)를 주행시키기 위한 동력을 공급하는 제1 모터(151), 제2 모터(152), 상기 제1, 제2 모터(151,152)에 각각 결합되어 회전 운동하는 제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120)와, 상기 본체(10)의 측면과 중앙면에 구비되는 하나 이상의 센서들(130a, 130b,...)과, 상기 본체의 내부 설치된 전원 공급부(190)와, 상기 본체(10)의 상단에 구비되는 입력부(180) 및 통신부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 모터(151), 제2 모터(152) 각각은 상기 본체(10)의 내부에 설치되어 제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120)와 결합될 수 있고, 기어 어셈블리를 포함할 수 있다.
제1 회전 부재(110)는 제1 모터(151)에 결합되어 제1 모터(151)에 의한 동력을 전달하고, 상기 동력에 의한 제1 회전 축(310)을 중심으로 회전 운동하는 제1 전달 부재(111)를 포함할 수 있다. 또한, 습식 청소를 위한 제1 클리너(210)가 고정 가능한 제1 고정 부재(112)를 포함할 수 있다.
그리고, 제2 회전 부재(120)는 제2 모터(152)에 결합되어 제2 모터(152)에 의한 동력을 전달하고, 상기 동력에 의한 제2 회전 축(320)을 중심으로 회전 운동하는 제2 전달 부재(121)를 포함할 수 있다. 또한, 습식 청소를 위한 제2 클리너(220)가 고정 가능한 제2 고정 부재(122)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 전달 부재(111) 및 제2 전달 부재(112)의 하단 영역은 본체(10)에 결합되는 경우, 피청소면 방향으로 돌출되도록 구현될 수 있다. 또는 제1 전달 부재(111) 및 제2 전달 부재(112)는 본체(10)에 결합되는 경우, 피청소면 방향으로 돌출되지 않도록 구현될 수 있다.
또한, 제1 고정 부재(112) 및 제2 고정 부재(122)는 본체(10)에 결합되는 경우, 피청소면 방향으로 돌출되도록, 예를 들어, 바닥면 방향으로 돌출되도록 구현될 수 있으며, 습식 청소를 위한 제1 클리너(210) 및 제2 클리너(220)가 고정될 수 있도록 형성될 수 있다.
제1 클리너(210) 및 제2 클리너(220)는 회전 운동을 통해 바닥면의 고착된 이물질을 제거할 수 있도록, 극세사 천, 걸레, 부직포, 브러시 등과 같이, 다양한 피청소면을 닦을 수 있는 천과 같은 섬유재료로 구성될 수 있다. 또한, 제1 클리너(210) 및 제2 클리너(220)의 형태는 도 1과 같이 원형일 수 있으나, 형태에 제한없이 다양한 형태로 구현될 수 있다.
그리고, 제1, 제2 클리너(210, 220)의 고정은 제1 고정 부재(112) 및 제2 고정 부재(122)에 덮어씌우는 방법이나, 별도의 부착 수단을 이용하는 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 클리너(210) 및 제2 클리너(220)는 벨크로 테이프 등으로 제1 고정 부재(112) 및 제2 고정 부재(122)에 부착되어 고정될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)의 회전 운동에 의해 제1 클리너(210)와 제2 클리너(220)가 회전함에 따라 피청소면과의 마찰을 통해 바닥에 고착된 이물질 등을 제거할 수 있다. 또한, 피청소면과의 마찰력이 생성되면 그 마찰력은 로봇 청소기(100)의 이동력원으로 이용될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)가 회전함에 따라, 피청소면과의 마찰력이 각각 발생하고, 그 합력이 작용하는 크기 및 방향에 따라, 로봇 청소기(100)의 이동 속도 및 방향이 조정될 수 있다.
특히, 도면 3 내지 4를 참조하면, 상기 한 쌍의 모터(151,152)의 동력에 의한 제1, 제2 회전 부재(110,120) 각각의 제1 회전축(310), 제2 회전축(320)은 로봇 청소기(100)의 수직 방향 축에 대응되는 중심축(300)에 대하여 소정 각도를 갖도록 기울어질 수 있다.
이에 따라, 제1, 제2 회전 부재(110,120)에 습식 청소를 위한 클리너(210,220)가 각각 고정되는 경우, 상기 고정된 클리너 각각(210,220)은, 제1, 제2 회전축(310,320)의 기울어짐에 따라, 중심축(330)을 기준으로 외측으로 하향 경사질 수 있다.
여기서, 중심축(300)은 로봇 청소기(100)의 피청소면에 대한 수직 방향축을 의미할 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소기(100)가 청소 작업 중에 X, Y 축에 의하여 형성되는 X-Y 평면을 주행하여 청소한다고 가정할 때, 중심축(300)은 로봇 청소기(100)의 피청소면에 대한 수직 방향 축인 Z축을 의미할 수 있다.
한편, 상기 소정 각도는, 중심축(300)에 대하여 제1 회전축(310)이 기울어진 각도에 대응되는 제1 각도(a 도) 및 상기 중심축(300)에 대하여 상기 제2 회전축(320)이 기울어진 각도에 대응되는 제2 각도(b 도)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 각도 및 제2 각도는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 제1 각도 및 제2 각도 각각은, 바람직하게는, 1도 이상 3도 이하의 각도 범위 내의 각도일 수 있다. 여기서, 상술한 각도 범위는, 하기의 표 1로 알 수 있듯이, 로봇 청소기(100)의 장애물 등반 능력 및 습식 청소 능력, 주행 속도를 최적으로 유지할 수 있는 범위일 수 있다.
표 1
기울어진 각도 4.7mm 높이의 장애물 등반 능력(3점 기준) 청소 능력(3점 기준) 주행 속도(3점 기준)
1도 미만 모든 클리너 등반 못함(0) 클리너와 마찰하는 청소면 모두 청소 가능(3) 매우 느림(0)
1도 일부 클리너 등반함(1) 클리너와 마찰하는 청소면 모두 청소 가능(3) 느림(1)
1.85도 일부 클리너 등반함(2) 클리너와 마찰하는 청소면 중 중심축 부근 일부를 제외하고 모두 청소 가능(2) 보통(2)
3도 모든 클리너 등반함(3) 클리너와 마찰하는 청소면 중 중심축 부근 일부를 제외하고 모두 청소 가능(1) 빠름(3)
3도 초과 모든 클리너 등반함(3) 클리너와 마찰하는 청소면 중 중심축 부근 대다수 영역을 제외하고 청소 가능(0) 빠름(3)
즉, 상술한 표 1을 참조하면, 로봇 청소기(100)의 한 쌍의 회전축(310,320)이 중심축(300)에 대하여 소정 각도를 갖도록 기울어진 구조를 갖는 바, 로봇 청소기(100)의 이동 속도를 증가시킬 수 있고, 로봇 청소기(100)의 주행 경로 상에 문턱 등과 같은 소정 높이의 제1 장애물이 위치하는 경우, 제1 장애물을 등반하여 주행하면서 습식 청소를 수행할 수 있다. 특히, 상기 소정 각도를, 1도 이상 3도 이하의 범위로 유지하여, 로봇 청소기의 제1 장애물 등반 능력, 습식 청소 능력 및 주행 속도를 최적으로 유지할 수 있다.
다만, 본 발명의 다양한 실시 예는, 상술한 각도 범위에 한정되는 것은 아닐 수 있다.
한편, 소정 각도에 따라 한 쌍의 회전 부재(110, 120)가 회전하는 경우 피청소면과의 사이에서 발생되는 상대 마찰력은 본체(10) 중심보다 외곽에서 크게 발생할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 회전 부재(110, 120)의 회전을 각각 제어함에 따라 발생되는 상대 마찰력에 의해 로봇 청소기(100)의 이동 속도 및 방향 제어가 이루어 질 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따르면 이와 같은 로봇 청소기(100)의 이동 속도 및 방향 제어를 통해 주행 경로의 제어 구성에 대하여는 후술하기로 한다.
한편, 센서부(130a, 130b, 130c, 130d)는 벽과 같은 등반할 수 없는 제2 장애물 검출을 위해 본체(10)의 측면과 중앙면에 구비될 수 있다. 특히, 센서부(130a, 130b, 130c, 130d)는 상기 로봇 청소기(100)의 진행 방향을 기준으로 전방 및 후방에 한 쌍이 구비될 수 있고, 각 회전 부재(110, 120)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 로봇 청소기(100)는 진행 방향을 기준으로 센서부(130a)와 센서부(130b)에서 센싱되는 정보에 기초하여 전방 제2 장애물을 검출하거나 센서부(130c)와 센서부(130d)에서 센싱되는 정보에 기초하여 후방 제2 장애물을 검출할 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따르면 로봇 청소기(100)는 한 쌍의 회전 부재가 이어진 8자 형태의 구조를 가지므로, 제2 장애물 검출에 있어 많은 센서가 필요할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예에서는 로봇 청소기(100)의 센서 구성을 상기의 센서부(130a, 130b, 130c, 130d)만으로도 제2 장애물 검출 및 회피를 수행할 수 있도록 하는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)의 회전 제어를 제공할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100) 이동시 제2 장애물에 의해 걸려 진행하지 못하는 등의 문제점도 해결할 수 있을 뿐만 아니라 동시에 센서 부착에 의한 제조 비용도 절감할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 블록도 이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는, 센서부(130), 통신부(140), 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)를 구동시키기 위한 구동부(150), 저장부(160), 제어부(170), 기울기 조절부(175), 입력부(180), 출력부(185) 및 전원 공급부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
기울기 조절부(175)는 로봇 청소기(100)의 수직 방향 축에 대응되는 중심축(300)에 대하여 제1, 제2 회전축(310,320) 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절할 수 있다. 일 예로, 기울기 조절부(175)는, 제어부(170)의 제어 신호에 따라 제1, 제2 구동부(151,152) 중 적어도 하나가 수평면에 대하여 기울어진 각도를 조절함으로써, 제1, 제2 회전축(310,320) 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절할 수 있다.
센서부(130)는 앞서 설명한 본체(10) 측면에 구비되는 하나 이상의 센서부(130a, 130b, 130c, 130d)를 포함할 수 있다. 또한, 센서부(130)는 본체(10)의 전면 및/또는 후면 하단에 위치하여 로봇 청소기(100)의 주행에 따라 이후에 습식 청소할 피청소면을 향하는 센서를 더 포함할 수 있다. 이러한, 센서부(130)는 외부로 적외선 또는 초음파 신호를 송출하고, 장애물로부터 반사된 신호를 수신하는 장애물 검출 센서 또는 카메라 센서 등을 포함할 수 있다.
또한, 센서부(130)는 로봇 청소기의 주행 거리, 주행 속도, 주행 가속도 등과 같은 주행 상태를 감지하기 위한 센서, 일 예로 가속도 센서를 포함할 수 있다.
한편, 센서부(130)는 센싱 신호를 제어부(170)로 전달할 수 있다.
통신부(140)는 로봇 청소기(100)와 다른 무선 단말 사이 또는 로봇 청소기(100)와 다른 무선 단말이 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(140)는 원격 제어 장치로서의 무선 단말과 통신할 수 있으며, 이를 위한 근거리 통신 모듈 또는 무선 인터넷 모듈 등을 포함할 수 있다.
로봇 청소기(100)는 이와 같은 통신부(140)로 수신되는 제어 신호에 의해 동작 상태 또는 동작 방식 등이 제어될 수 있다. 로봇 청소기(100)를 제어하는 단말로는 예를 들어, 로봇 청소기(100)와 통신 가능한 스마트폰, 태블릿, 퍼스널 컴퓨터, 리모컨(원격 제어 장치) 등을 포함할 수 있다.
구동부(150)는 제어부(170)의 제어에 따라 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)를 회전 운동시키기 동력을 공급할 수 있다. 여기서, 구동부(150)는 제1 구동부 및 제2 구동부를 포함할 수 있으며, 모터 및/또는 기어 어셈블리를 포함하여 구현될 수 있다.
한편, 저장부(160)는 제어부(170)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 임시 저장할 수도 있다. 저장부(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
입력부(180)는 로봇 청소기(100)를 조작하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 특히, 입력부(180)는 로봇 청소기(100)의 수직 방향 축에 대응되는 중심축(300)에 대하여 상기 제1, 제2 회전축(310,320) 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절하기 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 여기서, 입력부(180)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
출력부(185)는 시각, 청각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 도면에는 도시되지 않았으나, 디스플레이부, 음향 출력 모듈 및 알람부 등이 포함될 수 있다.
디스플레이부는 로봇 청소기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 로봇 청소기가 청소 중인 경우 청소 모드와 관련된 청소 시간, 청소 방법, 청소 영역 등을 표시하는 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시할 수 있다.
제어부(170)는 통상적으로 로봇 청소기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(170)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기(100)를 특정 진행 방향으로 주행하도록 구동부(150)를 제어할 수 있다.
일 예로, 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)이 서로 같은 방향으로 같은 속도로 회전하게 된다면, 로봇 청소기(100)는 제자리에서 회전하는 운동을 수행할 수 있다. 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)이 회전하는 속도에 따라 제자리에서 회전할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)이 서로 같은 방향으로 같은 속도로 회전하게 되면, 로봇 청소기(100)의 본체(10) 중심을 기준으로 각각 상대적으로 반대편에 위치한 일단 및 타단이, 피청소면에 대하여 이동하는 방향이 서로 반대되게 된다. 즉, 제1 회전 부재(110)의 회전에 의해 피청소면에 대하여 로봇 청소기(100)의 제1 회전 부재(110) 반대편에 위치한 일단이 이동하는 방향과, 제2 회전 부재(120)의 회전에 의해 피청소면에 대하여 로봇 청소기(100)의 제2 회전 부재(120) 반대편에 위치한 타단이 이동하는 방향은 서로 반대되게 된다.
따라서, 로봇 청소기(100)에 작용하는 마찰력의 합력은 서로 반대 방향이 되면서 로봇 청소기(100)에 대한 회전력으로 작용할 수 있다.
다른 예로, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)와 제2 회전 부재(120)가 서로 상이한 방향 및 동일한 속도로 회전하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 로봇 청소기(100)의 몸체(10)를 기준으로 제1 회전 부재(110)의 마찰력에 의해 피청소면에 대하여 일단이 이동하는 방향은 제2 회전 부재(110)의 마찰력에 의해 피청소면에 대하여 타단이 이동하는 방향과 동일할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)는 특정 방향으로의 직진 주행을 수행할 수 있다. 이에 대해서는 도 7 및 8을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 주행 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 회전 부재의 회전 방향은 로봇 청소기(100)를 상단에서 내려본 방향을 기준으로 설명될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향은 로봇 청소기(100)를 진행 방향(300)을 12시로 하여 상단에서 내려본 상태에서 반시계 방향으로 회전시키는 방향을 의미할 수 있다. 또한, 제2 방향은 제1 방향과 상이한 방향으로서, 진행 방향(300)을 12시로 하여 시계 방향으로 회전시키는 방향을 의미할 수 있다.
따라서, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 제1 전진 모드인 경우, 제1 회전 부재(110)을 제1 방향으로 회전시키고, 제2 회전 부재(120)을 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 회전시킴으로써, 마찰력에 따른 상대적인 이동력을 발생시키고, 진행 방향(300)으로의 직진 주행을 수행할 수 있다.
도 8은 이와 같은 직진 주행을 구현하기 위한 회전 제어 테이블을 나타낸다. 제어부(170)는 저장부(160)에 저장된 회전 제어 테이블 값에 기반하여 구동부(150)를 제어함으로써, 각 회전 부재(110, 120)의 회전 제어를 수행할 수 있다. 회전 제어 테이블은 이동 모드 별로 각 회전 부재(110, 120)에 할당되는 방향값, 속도값 및 시간값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 회전 부재(110)의 회전 방향과 제2 회전 부재(120)의 회전 방향은 상이할 수 있다. 또한, 각 회전 부재(110, 120)의 회전 속도 및 시간은 동일한 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)는 진행 방향(300)을 따라 직진 주행을 수행할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 기울기 조절부(175)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로 제어부(170)는 제1, 제2 회전축(310,320) 중 적어도 하나의 회전축이 중심축(300) 대비 기울어진 각도를 조절하기 위한 제어 신호를 생성하여 기울기 조절부(175)에 전송할 수 있다.
일 예로, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)의 주행 거리, 주행 속도, 주행 가속도 등과 같은 주행 상태를 감지하기 위한 센서부(130)로부터 센싱 신호를 수신하고, 수신된 센싱 신호를 기초로 로봇 청소기(100)의 주행 상태를 판단할 수 있다. 일 예로, 로봇 청소기(100)가 문턱 등과 같은 소정 높이의 제1 장애물 때문에 주행하지 못하는 경우, 주행 거리, 주행 속도, 주행 가속도 등은 기 설정된 값보다 낮을 수 있고, 제어부(170)는 주행 상태가 원활하지 못하다고 판단할 수 있다.
이 경우, 제어부(170)는 제1, 제2 회전축(310,320) 중 적어도 하나의 회전축이 중심축(300) 대비 기울어진 각도를 증가시키기 위한 제어 신호를 생성하여 기울기 조절부(175)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)의 장애물 등반 능력은 향상되고, 주행 속도 또한 빨라질 수 있다.
다만, 주행 상태가 원활하다고 판단되는 경우, 제어부(170)는 현재 기울어진 각도를 유지하거나 낮추기 위한 제어 신호를 생성하여 기울기 조절부(175)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)의 청소 능력은 향상될 수 있다.
다른 예로, 제어부(170)는 본체(10)의 전면 및/또는 후면 하단에 위치하여 로봇 청소기(100)가 이후 주행하여 청소할 피청소면을 향하는 센서부(130)로부터 센싱 신호를 수신하고, 수신된 센싱 신호를 기초로 로봇 청소기(100)의 이후 주행 경로에 문턱 등과 같은 소정 높이의 제1 장애물이 위치하는지 판단할 수 있다. 제1 장애물이 위치하고 있다고 판단되면, 제어부(170)는 제1, 제2 회전축(310,320) 중 적어도 하나의 회전축이 중심축(300) 대비 기울어진 각도를 증가시키기 위한 제어 신호를 생성하여 기울기 조절부(175)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)의 장애물 등반 능력은 향상되고, 주행 속도 또한 빨라질 수 있다.
다만, 제1 장애물이 위치하지 않는다고 판단되는 경우, 제어부(170)는 현재 기울어진 각도를 유지하거나 낮추기 위한 제어 신호를 생성하여 기울기 조절부(175)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)의 청소 능력은 향상될 수 있다.
한편, 상술한 예시에 따라, 기울어진 각도가 증가된 후 기 설정된 시간이 경과하면, 제어부(170)는 기울어진 각도를 낮추기 위한 제어 신호를 생성하여 기울기 조절부(175)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 제1 장애물의 등반을 완료한 로봇 청소기(100)의 청소 능력은 향상될 수 있다.
이에 따라, 로봇 청소기(100)의 청소 능력은 향상될 수 있다.
이러한, 센서부(130)의 센싱 결과를 이용한 제어부(170)의 제어 신호 생성은, 기울기 조절부(175)의 각도 조절 범위가, 바람직하게는, 1도 이상 3도 이하의 각도 범위 내의 각도가 되도록 수행될 수 있다. 다만, 본 발명의 다양한 실시 예는, 상술한 각도 범위에 한정되는 것은 아닐 수 있다.
한편, 입력부(180)로부터 기울어진 각도의 조절을 위한 사용자 입력을 수신하는 경우, 제어부(170)는 수신된 사용자 입력에 대응하는 각도로 상기 중심축(300)에 대하여 상기 제1, 제2 회전축(310,320) 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절하도록 제어 신호를 생성하여 기울기 조절부(175)에 전송할 수 있다.
한편, 전원 공급부(190)는 제어부(170)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 나타내는 흐름도 이다. 도 9를 참조하면, 먼저, 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하는 제1, 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기가 특정 진행 방향으로 주행하도록 제어할 수 있다(S901).
그리고, 로봇 청소기의 주행 중, 로봇 청소기의 수직 방향 축에 대응되는 중심축에 대하여 상기 제1, 제2 회전축 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절할 수 있다(S902).
일 예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 로봇 청소기의 주행 상태를 감지하는 단계를 더 포함하고, 이 경우, 조절하는 단계(S902)는, 로봇 청소기의 주행 중에, 감지된 주행 상태를 기초로 중심축(300)에 대하여 제1, 제2 회전축(310,320) 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절할 수 있다.
다른 예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 로봇 청소기가 주행하여 청소할 피청소면에 위치한 소정 높이 이상의 장애물을 감지하는 단계를 더 포함하고, 이 경우, 조절하는 단계(S902), 로봇 청소기의 주행 중에, 감지 결과를 기초로 중심축(300)에 대하여 제1, 제2 회전축(310,320) 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 제어 방법은 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 각 서버 또는 기기들에 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 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 로봇 청소기에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체;
    상기 본체에 설치되어 상기 로봇 청소기를 주행시키기 위한 동력을 공급하는 제1, 제2 모터; 및
    상기 제1, 제2 모터 각각의 동력에 의한 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 제1, 제2 회전 부재;를 포함하고,
    상기 제1, 제2 회전축은,
    상기 로봇 청소기의 수직 방향 축에 대응되는 중심축에 대하여 소정 각도를 갖도록 기울어진 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 회전 부재에 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정되는 경우, 상기 고정된 클리너 각각은, 상기 제1, 제2 회전축의 기울어짐에 따라, 상기 중심축을 기준으로 외측으로 하향 경사지는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전 부재는,
    상기 제1 모터에 결합되어 제1 모터에 의한 동력을 전달하고, 상기 제1 회전 축을 중심으로 회전 운동하는 제1 전달 부재를 포함하고,
    상기 제2 회전 부재는,
    상기 제2 모터에 결합되어 제2 모터에 의한 동력을 전달하고, 상기 제2 회전 축을 중심으로 회전 운동하는 제2 전달 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 회전 부재는,
    상기 제1 전달 부재에 결합되어 상기 제1 회전축을 중심으로 회전 운동하고, 습식 청소를 위한 제1 클리너가 고정 가능한 제1 고정 부재를 포함하고,
    상기 제2 회전 부재는,
    상기 제2 전달 부재에 결합되어 상기 제2 회전축을 중심으로 회전 운동하고, 습식 청소를 위한 제2 클리너가 고정 가능한 제2 고정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소정 각도는,
    1도 이상 3도 이하인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 청소기는,
    상기 제1, 제2 회전 부재에 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정되는 경우, 상기 고정된 클리너 각각의 회전 운동에 따라 발생하는 피청소면과 상기 부착된 클리너 각각의 마찰력에 따라 주행 가능한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  7. 로봇 청소기에 있어서,
    상기 로봇 청소기를 주행시키기 위한 동력을 공급하는 제1, 제2 모터;
    상기 제1, 제2 모터 각각의 동력에 의한 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 제1, 제2 회전 부재; 및
    상기 로봇 청소기의 수직 방향 축에 대응되는 중심축에 대하여 상기 제1, 제2 회전축 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절하는 기울기 조절부;를 포함하는 로봇 청소기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기울어진 각도는,
    상기 중심축에 대하여 상기 제1 회전축이 기울어진 각도에 대응되는 제1 각도 및 상기 중심축에 대하여 상기 제2 회전축이 기울어진 각도에 대응되는 제2 각도를 포함하고,
    상기 기울기 조절부는,
    상기 제1 각도 및 상기 제2 각도 중 적어도 하나 이상을 조절하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기울기 조절부는,
    상기 기울어진 각도가 1도 이상 3도 이하의 범위에 위치하도록 상기 기울어진 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 주행 상태 감지를 위한 제1 센서부; 및
    상기 제1 센서부의 센싱 결과를 기초로 상기 로봇 청소기의 주행 상태를 판단하여 상기 중심축에 대하여 상기 제1, 제2 회전축 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절하도록 상기 기울기 조절부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 주행하여 청소할 피청소면을 향하는 제2 센서부; 및
    상기 제2 센서부의 센싱 결과를 기초로 소정 높이 이상의 장애물을 감지하여 상기 중심축에 대하여 상기 제1, 제2 회전축 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절하도록 상기 기울기 조절부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 기울어진 각도의 조절을 위한 사용자 입력을 수신하는 입력부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 수신된 사용자 입력에 대응하는 각도로 상기 중심축에 대하여 상기 제1, 제2 회전축 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절하도록 상기 기울기 조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  13. 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서,
    제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하는 제1, 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기가 특정 진행 방향으로 주행하도록 제어하는 단계; 및
    상기 로봇 청소기의 주행 중, 상기 로봇 청소기의 수직 방향 축에 대응되는 중심축에 대하여 상기 제1, 제2 회전축 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 주행 상태를 감지하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 조절하는 단계는,
    상기 로봇 청소기의 주행 중에, 상기 감지된 주행 상태를 기초로 상기 중심축에 대하여 상기 제1, 제2 회전축 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    로봇 청소기가 주행하여 청소할 피청소면에 위치한 소정 높이 이상의 장애물을 감지하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 조절하는 단계는,
    상기 로봇 청소기의 주행 중에, 상기 감지된 결과를 기초로 상기 중심축에 대하여 상기 제1, 제2 회전축 중 적어도 하나의 회전축이 기울어진 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
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