WO2016159616A1 - 로봇 청소기 및 그의 제어 방법 - Google Patents

로봇 청소기 및 그의 제어 방법 Download PDF

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WO2016159616A1
WO2016159616A1 PCT/KR2016/003151 KR2016003151W WO2016159616A1 WO 2016159616 A1 WO2016159616 A1 WO 2016159616A1 KR 2016003151 W KR2016003151 W KR 2016003151W WO 2016159616 A1 WO2016159616 A1 WO 2016159616A1
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WO
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driving
robot cleaner
cleaning
rotating member
area
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/003151
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정우철
김봉윤
Original Assignee
에브리봇 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of WO2016159616A1 publication Critical patent/WO2016159616A1/ko

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/02—Floor surfacing or polishing machines
    • A47L11/10—Floor surfacing or polishing machines motor-driven
    • A47L11/14—Floor surfacing or polishing machines motor-driven with rotating tools
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions

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 stuck to the surface to be cleaned or when they are stuck. 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.
  • an object of the present invention is to use the rotational force itself of a pair of rotating members as a moving force source of the robot cleaner, and to allow the cleaner for wet cleaning to the rotating member to be fixed,
  • the present invention provides a robot cleaner capable of driving while cleaning and a control method thereof.
  • Robot cleaner for achieving the above object, the main body, a drive unit provided in the main body for supplying power for the driving of the robot cleaner, the drive unit First, second and second rotational members and the first region in which rotational movements are respectively performed around the first and second rotational shafts by the power to provide a moving power source for driving the robot cleaner, and to which the cleaner for wet cleaning can be fixed, respectively.
  • a control unit for controlling the driving unit to perform pattern driving so as to be the starting area and the return area to perform cleaning on the first to-be-cleaned surface.
  • the controller may include a first driving step in which the robot cleaner moves forward, a second driving step in which the robot cleaner rotates around a specific area;
  • the robot is controlled by controlling at least one of the rotational speed and the rotational direction of the rotating member so as to repeatedly perform the third driving step of driving while switching the driving direction, and repeatedly performing the operation of the one cycle at least twice.
  • the cleaner may return to the first area.
  • the control unit may perform the first driving step by controlling the driving unit to rotate the first rotating member and the second rotating member to rotate in the opposite direction at the same speed as the first rotating member.
  • the second driving step may be performed by controlling the driving unit to rotate one of the first rotating member and the second rotating member without rotation or to rotate at a low speed, and the other to rotate in the opposite direction at a higher speed.
  • the third driving step may be performed by controlling the driving unit differently from at least one of a rotational speed and a rotational direction of the first and second rotational members according to the switching direction.
  • the controller When the cleaning of the first to-be-cleaned surface is completed as the return to the first area is completed, the controller performs the pattern driving in a state in which the running direction at the start of the first area is different from the previous direction.
  • the drive unit may be controlled to repeat so as to perform cleaning on another surface to be cleaned.
  • the controller may include: a first driving step of rotating the robot cleaner to a second area about a first reference area; A second driving step of returning to the second area by rotating around the second reference area starting from the second area; and a third driving step of returning to the first area by rotating driving about the first reference area At least one of the rotational speed and the rotational direction of the rotating member can be controlled to perform.
  • the control unit may control the driving unit to adjust the rotational speed difference between the two rotating members in a state in which rotation directions of the first rotating member and the second rotating member are opposite to each other. Three driving stages can be performed.
  • the controller may be configured to repeat the pattern driving in a state in which an area spaced a predetermined distance from the first area is set as a start area when cleaning of the first to-be-cleaned surface is completed upon returning to the first area.
  • the driving unit may be controlled to perform cleaning on another surface to be cleaned.
  • the second rotary shaft in accordance with an embodiment of the present invention for achieving the above object to travel in a specific direction
  • the control method of the robot cleaner may include determining a cleaning driving pattern of the robot cleaner and performing pattern driving so that the first area becomes a starting area and a return area so as to perform cleaning on the first to-be-cleaned surface. Controlling the rotation of at least one of the rotating members.
  • the controlling may include: a first driving step of the robot cleaner moving forward, a specific area; At least one of the rotational speed and the rotational direction of the rotating member may be controlled to repeatedly perform the second driving step of rotating driving and the third driving step of driving while switching the driving direction.
  • the robot cleaner may return to the first area by repeatedly performing the operation of the one cycle at least twice.
  • the controlling may include the first rotating member rotating and the second rotating member controlling the driving unit to rotate in the opposite direction at the same speed as that of the first rotating member.
  • Perform the second driving by controlling the driving unit to rotate one of the first rotating member and the second rotating member without rotation or to rotate at a low speed, and the other to rotate in the opposite direction at a higher speed.
  • the third driving step may be performed by controlling the driving unit differently from at least one of a rotation speed and a rotation direction of the first and second rotation members according to the direction to be switched.
  • the driving unit may repeat the pattern driving in a state in which the traveling direction at the start of the first region is set differently from the previous direction.
  • the control may further include controlling to perform cleaning on another surface to be cleaned.
  • the controlling includes rotating the robot cleaner to a second area about a first reference area.
  • At least one of the rotational speed and the rotational direction of the rotating member may be controlled to perform the third driving step of returning to.
  • controlling may include controlling the driving unit to adjust a difference in rotational speeds of both rotating members in a state in which rotation directions of the first rotating member and the second rotating member are opposite to each other.
  • the third driving step may be performed.
  • the driving unit is controlled to repeat the pattern driving in a state in which a region spaced a predetermined distance from the first region is set as a starting region.
  • the method may further include controlling to perform cleaning on another surface to be cleaned.
  • the robot cleaner may travel while performing wet cleaning using the rotational force of the pair of rotating members as a moving power source.
  • the robot cleaner may improve battery efficiency by using rotational force of a pair of rotating members as a moving force source.
  • the robot cleaner may be applied to the surface to be cleaned by friction between the first cleaner and the second cleaner, which are rotated by the respective rotary motions of the first and second rotary members.
  • the foreign matter stuck to it can be removed more effectively.
  • the robot cleaner may perform cleaning driving in various cleaning driving patterns, and may perform efficient wet cleaning by selecting a cleaning driving pattern suitable for a terrain.
  • the robot cleaner may reduce manufacturing cost by minimizing a sensor configuration for obstacle detection while driving.
  • 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 front view of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • 6 to 7 are views for explaining the driving operation of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a control method of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of a robot cleaner for driving while drawing a first cleaning driving pattern according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view illustrating a first cleaning driving pattern according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a method of enlarging a cleaning area by using a first cleaning driving pattern according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of a robot cleaner for driving while drawing a second cleaning driving pattern according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a second cleaning driving pattern according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a method of enlarging a cleaning area by using a second cleaning driving pattern according to an exemplary embodiment.
  • 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.
  • FIG. 1 to 4 are views for explaining the structure of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention. More specifically, 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 4 is a front view of the robot cleaner, and FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to the front view of FIG. 3.
  • the robot cleaner 100 of the present invention is structurally formed on the outer periphery of the main body 10 and the outer periphery of the main body 10 to form the exterior of the robot cleaner 100.
  • a bumper 20 to protect the 10 a sensing unit 130 for detecting an external shock applied to the bumper 20, and a driving unit installed at the main body 10 to supply power to drive the robot cleaner 100.
  • 150, a first rotating member 110 coupled to the driving unit 150, and a second rotating member 120, and a power supply unit 190 installed inside the main body 10, may be configured to include the driving unit 150. have.
  • the robot cleaner 100 may travel while performing wet cleaning using the cleaners 210 and 220 for wet cleaning.
  • the wet cleaning may mean cleaning cleaning the surface to be cleaned using the cleaners 210 and 220, and may include, for example, cleaning using a dry mop or the like.
  • the driving unit 150 is installed inside the main body 10 to be coupled to the first driving unit 151 and the first rotating member 110, and installed inside the main body 10 to couple with the second rotating member 120. It may include a first driver 152.
  • the driving unit 150 may be implemented including a motor, a gear assembly, and the like.
  • the first rotating member 110 is coupled to the first driving unit 151 to transmit power by the first driving unit 151, and a first transmission that rotates about the first rotating shaft 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 driving unit 152 to transmit power by the second driving unit 152, and rotates about the second rotation shaft 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 driving units 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). In this case, the first and second rotating members 110 and 120 may be inclined downward to the outside based on the central axis. That is, the region located far from the central axis 300 among the regions of the first and second rotating members 110 and 120 may be in close contact with the surface to be cleaned than the region located closer to the central axis 300.
  • 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 wet cleaning ability, the traveling speed, and the running performance of the robot cleaner 100.
  • Tilted angle Cleaning ability (three points indication) Travel speed (three points) Less than 1 degree All cleaning surfaces that rub against the cleaner can be cleaned (3) Very slow (0) 1 degree All cleaning surfaces that rub against the cleaner can be cleaned (3) Slow (1) 1.85 degrees All cleaning surfaces that rub against the cleaner can be cleaned except for a portion near the central axis (2) Medium (2) 3 degree All cleaning surfaces rubbed with the cleaner can be cleaned except for a part near the central axis (1) Fast (3) Greater than 3 degrees Cleaning is possible except for most areas near the central axis of the cleaning surface which rubs against the cleaner (0) Fast (3)
  • 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, so that the traveling speed of the robot cleaner 100 is reduced. And cleaning ability.
  • the predetermined angle in the range of 1 degree or more and 3 degrees or less, the wet cleaning ability and running speed of the robot cleaner can be optimally maintained.
  • various embodiments of the present disclosure may not be limited to the above-described angle range.
  • 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 movement speed and the direction control of the robot cleaner 100 will be described later.
  • the robot cleaner 100 may collide with various obstacles existing on the surface to be cleaned.
  • the obstacle may include various obstacles that hinder the cleaning of the robot cleaner 100 such as low obstacles such as thresholds, carpets, obstacles floating on a certain height such as sofas or beds, and high obstacles such as walls.
  • the bumper 20 formed on the outer circumference of the main body 10 of the robot cleaner 100 may protect the main body 10 from an external shock due to a collision with an obstacle and may absorb an external shock.
  • the sensing unit 130 installed in the main body 10 may detect an impact applied to the bumper 10.
  • the bumper 20 includes a first bumper 21 formed around the first outer circumference of the body 10 and a second bumper 22 formed around the second outer circumference of the body 10 separately from the first bumper 21. can do.
  • the bumper 20 may be formed around the left and right sides of the main body 10 based on the direction F toward which the front side of the robot cleaner 10 faces.
  • the first bumper 21 may be formed at the left circumference of the main body 10 based on the direction F toward which the front side of the robot cleaner 10 faces
  • the second bumper Reference numeral 22 may be formed at the right circumference of the main body 10 with respect to the direction F facing the front side.
  • the first bumper 21 and the second bumper 22 may be implemented as physically separate different bumpers. Accordingly, the bumpers of the robot cleaner can operate separately from each other. That is, when the first bumper 21 collides with an obstacle while the robot cleaner 100 runs, the first bumper 21 absorbs the external shock and the absorbed external shock corresponds to the first bumper 21. 1 can be delivered to the detector. However, since the second bumper 22 is implemented as a physically separate bumper from the first bumper 21, the second bumper 22 is not affected by the collision, and the second sensing unit installed in correspondence with the second bumper 22 may receive an external shock. It may not be delivered.
  • the robot cleaner 100 can detect a variety of obstacles encountered while driving. This will be described in detail with reference to FIG. 4.
  • lower ends of the first bumper 21 and the second bumper 22 may be formed to be as close as possible to the surface to be cleaned.
  • the distance between the lower ends of the first bumpers 21 and the second bumpers 22 and the surface to be cleaned may be the same as or smaller than the thickness of the cleaners 210 and 220. Accordingly, the first bumper 21 and the second bumper 22 also collide with a low obstacle such as a shallow threshold, a carpet, and the like, and the robot cleaner 100 may detect and avoid the low obstacle.
  • the upper ends of the first bumper 21 and the second bumper 22 may be formed to prevent the obstacle from being caught only by the main body 10 without colliding with the bumpers 21 and 22.
  • the heights of the upper ends of the first bumper 21 and the second bumper 22 may be the same as the height of the main body 10 or higher than the height of the main body 10. Accordingly, the first bumper 21 and the second bumper 22 also collide with an obstacle floating on a predetermined height such as a sofa or a bed, so that only the main body 10 does not collide with the bumpers 21 and 22. It can prevent the jam.
  • the robot cleaner 100 may include guide parts 113 and 123 for guiding the cleaners 210 and 220 to be fixed at an optimal position.
  • the robot cleaner 100 may not perform a desired driving.
  • the robot cleaner 100 in the straight driving mode may not perform the straight driving, and may be curved to travel.
  • the guides 113 and 123 may be formed to guide the cleaners 210 and 220 to be fixed at optimal positions. Accordingly, the user of the robot cleaner 100 may fix the cleaners 210 and 220 at an optimal position.
  • the sensing unit 130 may detect an external shock applied to the bumper 10.
  • the sensing unit 130 may include a plurality of sensing units installed at positions corresponding to each of the plurality of bumpers.
  • the detector 130 may include at least one first detector and a second bumper 22 installed corresponding to the first bumper 21. It may include a second sensing unit of, may be implemented as a contact sensor, an optical sensor.
  • the detection unit 130 may transmit the detection result to the control unit 170.
  • the controller 170 determines a collision location in which a collision with an obstacle occurs in the bumper 20 area by using the detection result of the detection unit 130, and based on the first driving unit 151, the first driver to avoid the obstacle.
  • the two driver 152 may be controlled.
  • the robot cleaner 100 may be configured to drive the sensing unit 130, the communication unit 140, the first rotating member 110, and the second rotating member 120.
  • the driving unit 150 may include a driving unit 150, a storage unit 160, a control unit 170, an input unit 180, an output unit 185, and a power supply unit 190.
  • the detector 130 may detect various information necessary for the operation of the robot cleaner 100 and transmit a detection signal to the controller 170.
  • the sensing unit 130 may include an external shock sensing unit for sensing an external shock applied to the bumper 20 and transmitting a detection signal to the control unit 170.
  • the external shock detection unit may be implemented as a contact sensor, an optical sensor, or the like.
  • 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 151 and a second driving unit 152, and may be implemented to include 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 may receive a user input for selecting an operation mode of the robot cleaner 100.
  • 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 power supply unit 190 supplies power to the robot cleaner 100.
  • the power supply unit 190 supplies power to each of the functional units constituting the robot cleaner 100, and when the remaining power is insufficient, the power supply unit 190 may be charged by receiving a charging current.
  • the power supply unit 190 may be implemented as a rechargeable battery.
  • 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 at least one of the first rotating member 110 and the second rotating member 120 so that the robot cleaner 100 travels in a specific travel direction. .
  • 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. 6 to 7.
  • 6 to 7 are views for explaining the driving operation of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • 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. 6, 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.
  • 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 may travel straight as shown in FIG. 7.
  • the robot cleaner 100 according to an embodiment of the present invention rotates the first rotating member 110 in a first direction, and makes the second rotating member 120 different from the first direction. By rotating in two directions, it is possible to generate a relative moving force in accordance with the frictional force and to carry out a straight run in the travel direction.
  • the inclination directions of the rotation shafts 310 and 320 in FIGS. 1 to 7 are just examples, and may be implemented by inclining in different directions according to embodiments.
  • the first rotation axis 310 and the second rotation axis 320 of each of the first and second rotation members 110 and 120 may have a central axis 300 corresponding to a vertical axis of the robot cleaner 100. It may be inclined at an angle as opposed to the case of FIGS. In this case, the first and second rotating members 110 and 120 may be inclined upwardly based on the central axis 300.
  • a region located closer to the center axis 300 among the regions of the first and second rotating members 110 and 120 may be in close contact with the surface to be cleaned than the region positioned far from the central axis 300.
  • the relative frictional force generated between the surface to be cleaned may be greater at the center of the body 10 than at the outside.
  • the moving speed and the direction of the robot cleaner 100 may be controlled by controlling the rotation of the pair of rotating members 110 and 120, respectively.
  • the robot cleaner 100 rotates the first rotating member 110 in a second direction and rotates the second rotating member 120 in a first direction different from the second direction, thereby moving relative to the frictional force. Force can be generated and a straight run in the direction of travel can be performed.
  • the robot cleaner 100 may be provided with a plurality of cleaning driving patterns.
  • the cleaning driving pattern refers to the shape of the trajectory that is drawn while the robot cleaner 100 runs for wet cleaning.
  • the pattern of the robot cleaner 100 running while drawing the S shape, and the robot cleaner 100 moves forward. And it may include a pattern and the like to sequentially run the reverse.
  • the controller 170 determines the cleaning driving pattern of one of the plurality of cleaning driving patterns of the robot cleaner 100, and performs the cleaning driving with the determined pattern by the first driving unit 151 and the second driving unit 152. At least one of the rotation can be controlled.
  • the controller 170 may generate a cleaning driving pattern corresponding to the user input from among the plurality of cleaning driving patterns.
  • the cleaning driving pattern of 100 may be determined.
  • the controller 170 determines whether an obstacle is located in the driving direction of the robot cleaner 100 that is being cleaned, and when it is determined that there is no obstacle, the controller 170 determines one cleaning driving pattern among the plurality of cleaning driving patterns of the robot cleaner 100. Can be determined. This will be described in detail with reference to FIG. 8.
  • the robot cleaner 100 may include at least one of a first rotation member 110 and a second rotation member 120 each of which rotates about the first rotation shaft 310 and the second rotation shaft 320.
  • One can rotate to travel in a specific driving direction (S101).
  • the robot cleaner 100 may determine whether the obstacle is located in the driving direction (S102).
  • the sensing unit 130 of the robot cleaner 100 may include a plurality of obstacle detecting sensors, and the controller 170 may determine whether the obstacle is located in the driving direction based on the detection signal of the obstacle detecting sensor.
  • the obstacle detection sensor 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 controller 170 controls the driving unit 150 so that the robot cleaner 100 travels straight for a predetermined distance or time, and the external shock is detected by the sensor 130 while the robot cleaner 100 travels straight. It can be determined whether it is detected. If the bumper 20 does not collide with the obstacle and the external shock is not detected by the detector 130, the controller 170 may determine that the obstacle is not located in the driving direction of the robot cleaner 100. In this case, the robot cleaner 100 may reduce manufacturing cost by minimizing a sensor configuration for obstacle detection while driving.
  • the robot cleaner 100 determines one pattern among the plurality of cleaning driving patterns of the robot cleaner 100 (S103), and performs the cleaning driving with the determined pattern. It may be (S104).
  • the controller 170 may control at least one of the rotation direction and the rotation speed of at least one of the first rotation member 110 and the second rotation member 120 to perform a cleaning run in a determined pattern.
  • the robot cleaner 100 may switch to the direction of avoiding the obstacle (S105), and travel in the changed direction to determine whether the obstacle is located (S102). .
  • the controller 170 controls the rotation of at least one of the first rotating member 110 and the second rotating member 120 to avoid obstacles located in the driving direction of the robot cleaner 100, and to drive straight. Can be controlled to perform.
  • the rotation control in which the control unit 170 is switched in the direction of avoiding obstacles may be several ways.
  • the controller 170 controls the rotation direction and the rotation speed of the first rotation member 110 and the second rotation member 120 in the same manner to rotate in place for a predetermined time in a direction away from the direction in which the obstacle is detected. Can be controlled.
  • the controller 170 stops the rotation of the second rotating member 110 in a first state.
  • the rotation direction of the rotation member 110 may be controlled to rotate in a direction away from the obstacle by rotating for a predetermined time in a direction opposite to the current direction.
  • the controller 170 rotates the first rotating member 110 and the second rotating member 120. It is also possible to reverse the direction of travel by rotating the directions all in opposite directions different from the present.
  • the controller 170 may select a specific direction except for the direction in which the obstacle is detected and reset the moving direction.
  • the specific direction may be a random direction except the direction in which the obstacle is detected or a direction determined according to the predetermined movement path according to the direction change result.
  • the controller ( 170 may control the driving unit 150 to perform pattern driving in which the pattern driving start area and the pattern driving return area of the robot cleaner 100 coincide with each other.
  • the controller 170 may include a first driving step in which the robot cleaner moves forward, a second driving step in which the robot cleaner rotates around a specific area, At least one of the rotational speed and the rotational direction of the rotating members 110 and 120 may be controlled to repeatedly perform the third driving step of driving while switching the driving direction.
  • the robot cleaner 100 may return to the pattern driving start area by repeatedly performing at least two operations of the one cycle. This will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 11.
  • the controller 170 may rotate the robot cleaner 100 to the second area about the first reference area.
  • the second driving stage starts from the second region and rotates about the second reference region to return to the second region, and the third driving rotates around the first reference region and returns to the first region.
  • At least one of the rotation speed and the rotation direction of the rotation members 110 and 120 may be controlled to perform the step. This will be described in detail with reference to FIGS. 12 to 14.
  • the rotating member in which gray shading is displayed may be the first rotating member 110, and the rotating member in which gray shading is not displayed may be the second rotating member 120.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of a robot cleaner for driving while drawing a first cleaning driving pattern according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 10 is a view illustrating a first cleaning driving pattern according to an embodiment of the present invention.
  • the robot cleaner 100 may start the first cleaning mode in which the robot cleaner 100 runs while drawing the first cleaning driving pattern (S201).
  • the robot cleaner 100 may determine the driving direction 920 at the start of pattern driving (S202).
  • the controller 170 may store information about the driving direction at departure in the storage 160. The information about the driving direction may be used when cleaning driving on another cleaning surface after returning to the departure area 910.
  • the robot cleaner 100 may perform a first driving step of driving forward in the determined driving direction (S203).
  • the control unit 170 controls the first and second driving units 151 and 152 so that the first rotating member 110 and the second rotating member 120 rotate at the same speed in opposite directions. Can be performed.
  • the controller 170 rotates the first rotating member 110 in a counterclockwise direction, and the second rotating member 120 rotates in the clockwise direction at the same speed as the first rotating member 110.
  • the first driving step may be performed by controlling the first and second driving units 151 and 152 to rotate.
  • the robot cleaner 100 may perform a second driving step of rotating around the specific area (S204).
  • the controller 170 controls the first and second driving units 151 and 152 so that the first rotating member 110 and the second rotating member 120 rotate at different speeds in opposite directions.
  • the steps can be performed.
  • the controller 170 rotates the first rotating member 110 in a counterclockwise direction, and the second rotating member 120 has a slower speed than the first rotating member 110 in a clockwise direction.
  • the second driving step may be performed by controlling the first and second driving units 151 and 152 so as to rotate.
  • the robot cleaner 100 may perform a third driving step of driving while switching the driving direction (S205).
  • the controller 170 may perform a third driving step by controlling at least one of the rotation speed and the rotation direction of the first and second rotation members 110 and 120 according to the direction to be switched. For example, as shown in FIG. 10, the controller 170 rotates the first rotating member 110 in a counterclockwise direction, and the second rotating member 120 has a slower speed than the first rotating member 110 in a clockwise direction.
  • the third driving step may be performed by controlling the first and second driving units 151 and 152 so as to rotate.
  • the robot cleaner 100 repeatedly performs at least two or more cycles of the operation including the first, second, and third driving steps S203, S204, and S205 described above. Can be returned to (S206).
  • the operation of one cycle including the above-described first, second, and third driving steps S203, S204, and S205 may be repeated four times to return to the pattern driving start area 910. .
  • the angle between the driving path lines when the driving direction is changed in the above-described third driving step may vary depending on how many times the robot cleaner 100 is set to return to the pattern driving start area.
  • the controller ( 170 may include at least one of the rotational speed and the rotational direction of the first and second rotational members 110 and 120 such that the sum of the angles a, b, c, and d between the driving route lines is approximately 360 degrees. Can be controlled.
  • the controller 170 may move the driving path. At least one of the rotational speed and the rotational direction of the first rotating member 110 and the second rotating member 120 may be controlled such that the sum of angles between the lines is about 540 degrees.
  • the robot cleaner 100 may travel while intensively cleaning the surface to be cleaned of a predetermined area.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a method of enlarging a cleaning area by using a first cleaning driving pattern according to an exemplary embodiment.
  • the robot cleaner 100 sequentially repeats the above-described first, second, and third driving steps S203, S204, and S205 to return to the pattern driving start area, and thereby the first cleaning surface 1110. Can complete the cleaning.
  • the controller 170 sets the driving direction at the start of the pattern driving start area to be different from the previous direction, and sequentially repeats the above-described first, second, and third driving steps S203, S204, and S205.
  • the driving unit 150 may be controlled to control the driving unit 150.
  • the controller 170 may read the information on the driving direction at the time of the previous departure from the storage 160 to determine the driving direction at the current departure of the robot cleaner 100. Accordingly, the robot cleaner 100 may perform intensive cleaning on other cleaning surfaces 1120, 1130, and 1140 other than the first cleaning surface 1110.
  • the robot cleaner 100 may perform the intensive cleaning on the surface to be cleaned in a predetermined area, and then sequentially expand the concentrated cleaning area.
  • 12 is a flowchart illustrating an operation of a robot cleaner for driving while drawing a second cleaning driving pattern according to an embodiment of the present invention.
  • 13 is a diagram illustrating a second cleaning driving pattern according to an embodiment of the present invention. 12 to 13, when it is determined that the driving direction obstacle is not located, the robot cleaner 100 may start a second cleaning mode in which the robot cleaner 100 runs while drawing the second cleaning driving pattern (S301).
  • the robot cleaner 100 may perform a first driving step of rotating driving around the first reference area 1230 from the pattern driving start area 1210 to the light passage area 1220. (S302).
  • the controller 170 controls the first and second driving units 151 and 152 so that the first rotating member 110 and the second rotating member 120 rotate at different speeds in opposite directions. Can be performed.
  • the controller 170 rotates the first rotating member 110 in a counterclockwise direction, and the second rotating member 120 has a slower speed than the first rotating member 110 in a clockwise direction.
  • the first driving step may be performed by controlling the first and second driving units 151 and 152 to rotate for a predetermined time at a speed higher than the first rotation member 110 in the clockwise direction after the rotational movement for a predetermined time.
  • the robot cleaner 100 may perform a second driving step starting from the diesel passage 1220 and rotating around the second reference region 1240 to return to the diesel passage 1220 (S303). .
  • the controller 170 controls the first and second driving units 151 and 152 so that the first rotating member 110 and the second rotating member 120 rotate at different speeds in opposite directions.
  • the steps can be performed. For example, as shown in FIG. 13, the controller 170 rotates the first rotating member 110 in a counterclockwise direction, and the second rotating member 120 has a slower speed than the first rotating member 110 in a clockwise direction.
  • the second driving step may be performed by controlling the first and second driving units 151 and 152 so as to rotate.
  • the robot cleaner 100 may perform a third driving step in which the robot cleaner 100 rotates about the first reference region 1230 from the transit area 1220 to the pattern driving start area 1210 (S304).
  • the controller 170 controls the first and second driving units 151 and 152 so that the first rotating member 110 and the second rotating member 120 rotate at different speeds in opposite directions. Can be performed.
  • the path line of the third driving step may be an ellipse facing the ellipse drawn by the path line of the first driving step. For example, as shown in FIG. 13, the controller 170 rotates the first rotating member 110 in a counterclockwise direction, and the second rotating member 120 has a slower speed than the first rotating member 110 in a clockwise direction.
  • the third driving step may be performed by controlling the first and second driving units 151 and 152 to rotate in a clockwise direction at a speed higher than that of the first rotation member 110.
  • the robot cleaner 100 may travel while intensively cleaning the surface to be cleaned of a predetermined area while drawing an eight-character locus.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a method of enlarging a cleaning area by using a second cleaning driving pattern according to an exemplary embodiment.
  • the robot cleaner 100 returns to the pattern driving start area 1210 by performing the above-described first, second, and third driving steps S302, S303, and S304, and the first cleaning surface 1410. ) Cleaning can be completed.
  • the controller 170 controls the driving unit 150 to repeat the above-described eight-character pattern driving in a state in which a region spaced a predetermined distance from the pattern driving start area is set as the starting area, thereby allowing the robot cleaner 100 to perform the first operation. It may be controlled to perform cleaning on the surfaces to be cleaned 1420 and 1430 other than the surface to be cleaned 1410.
  • the controller 170 controls the rotation of the first rotary member 110 and the second rotary member so that the driving distance in the third driving step is greater or smaller than the driving distance in the first driving step,
  • the robot cleaner 100 may control to return to the area spaced a predetermined distance from the previous pattern driving start area.
  • the controller 170 controls the driving unit 150 to repeat the above-described eight-character pattern driving in a state in which the return region is set as the starting region, so that the robot cleaner 100 may be subjected to other blood than the first cleaning surface 1410. Control to perform cleaning on the cleaning surfaces 1420 and 1430.
  • the robot cleaner 100 may extend the concentrated cleaning area sequentially after performing intensive cleaning on the surface to be cleaned of a predetermined area while drawing an eight-character locus. .
  • the robot cleaner 100 has a structure in which the front and rear surfaces are symmetrical, and the forward driving may be the backward driving according to the reference direction setting, or the reverse driving may be the forward driving. have.
  • the robot cleaner 100 according to an embodiment of the present invention has a symmetrical structure of the left side and the right side, and the left turn driving may be the right turn driving according to the reference direction setting, or the right turn driving may be the left turn driving. It may be. Therefore, in the above examples, the direction is only one example and may be interpreted as a symmetrical direction depending on the implementation.
  • the controller 170 may control the robot cleaner 100 to determine a cleaning environment of the cleaned surface being cleaned and to determine an appropriate cleaning driving pattern according to the determination result. For example, in a cleaning environment having a large slip level of the surface to be cleaned, the controller 170 may set the priority of the first cleaning driving pattern to be higher than that of the second cleaning driving pattern. That is, since the second cleaning travel pattern requires more rotational travel than the first cleaning travel pattern, it may be difficult to travel according to the second cleaning travel pattern on the surface to be cleaned having high slip property. Accordingly, the controller 170 may determine a slip degree of the surface to be cleaned and select one of the first cleaning travel pattern and the second cleaning travel pattern according to the determination result to perform the cleaning travel.
  • 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.

Landscapes

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Abstract

로봇 청소기가 개시된다. 본 로봇 청소기는 본체, 본체에 구비되어 로봇 청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부, 구동부의 동력에 의하여 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하여 로봇 청소기의 주행을 위한 이동력원을 제공하고, 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 제1, 제2 회전 부재 및 제1 영역이 출발 영역 및 복귀 영역이 되도록 패턴 주행을 수행하여 제1 피청소면에 대한 청소를 수행하도록 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

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 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 한 쌍의 회전 부재의 회전력 자체를 로봇 청소기의 이동력원으로 이용하고, 회전 부재에 습식 청소를 위한 클리너가 고정 가능하도록 함으로써, 습식 청소를 수행하며 주행할 수 있는 로봇 청소기 및 그의 제어 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 특정 패턴으로 청소 주행을 수행하는 로봇 청소기 및 그의 제어 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기는, 본체, 상기 본체에 구비되어 상기 로봇 청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부, 상기 구동부의 동력에 의하여 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하여 상기 로봇 청소기의 주행을 위한 이동력원을 제공하고, 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 제1, 제2 회전 부재 및 제1 영역이 출발 영역 및 복귀 영역이 되도록 패턴 주행을 수행하여 제1 피청소면에 대한 청소를 수행하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
그리고, 상기 로봇 청소기의 복수의 청소 주행 패턴 중 제1 청소 주행 패턴이 결정되면, 상기 제어부는, 상기 로봇 청소기가 전진 주행하는 제1 주행 단계, 특정 영역을 중심으로 회전 주행하는 제2 주행 단계, 주행 방향을 전환하며 주행하는 제3 주행 단계를 한 주기로 반복하여 수행하도록 상기 회전 부재의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어하고, 상기 한 주기의 동작을 적어도 두 번 이상 반복하여 수행함으로써 상기 로봇 청소기는 상기 제1 영역으로 복귀할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1 회전 부재는 회전 운동하고, 상기 제2 회전 부재는 상기 제1 회전 부재와 동일한 속도로 반대 방향으로 회전 운동하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 제1 주행 단계를 수행하고, 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재 중 하나는 회전 운동하지 않거나 또는 저속으로 회전 운동하고, 다른 하나는 보다 빠른 속도로 반대 방향으로 회전 운동하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 제2 주행 단계를 수행하고, 상기 전환하려는 방향에 따라 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 다르게 상기 구동부를 제어하여 상기 제3 주행 단계를 수행할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 제1 영역으로의 복귀에 따라 상기 제1 피청소면의 청소가 완료되면, 상기 제1 영역에서의 출발시 주행 방향을 이전 방향과 상이하게 설정한 상태에서 상기 패턴 주행을 반복하도록 상기 구동부를 제어하여 다른 피청소면에 청소를 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 로봇 청소기의 복수의 청소 주행 패턴 중 제2 청소 주행 패턴이 결정되면, 상기 제어부는, 상기 로봇 청소기가 제1 기준 영역을 중심으로 제2 영역까지 회전 주행하는 제1 주행 단계, 상기 제2 영역을 출발하여 제2 기준 영역을 중심으로 회전 주행하여 상기 제2 영역에 복귀하는 제2 주행 단계, 상기 제1 기준 영역을 중심으로 회전 주행하여 상기 제1 영역에 복귀하는 제3 주행 단계를 수행하도록 상기 회전 부재의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 방향은 서로 반대 방향인 상태에서 양 회전 부재의 회전 속도 차이를 조절하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 제1, 제2, 제3 주행 단계를 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1 영역으로의 복귀에 따라 상기 제1 피청소면의 청소가 완료되면, 상기 제1 영역으로부터 소정 거리 이격된 영역을 출발 영역으로 설정한 상태에서 상기 패턴 주행을 반복하도록 상기 구동부를 제어하여 다른 피청소면에 청소를 수행하도록 제어할 수 있다.
한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하는 제1, 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 특정 진행 방향으로 주행하는 로봇 청소기의 제어 방법은, 상기 로봇 청소기의 청소 주행 패턴을 결정하는 단계 및 제1 영역이 출발 영역 및 복귀 영역이 되도록 패턴 주행을 수행하여 제1 피청소면에 대한 청소를 수행하도록 제1, 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전을 제어하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 결정하는 단계에 따라 상기 로봇 청소기의 복수의 청소 주행 패턴 중 제1 청소 주행 패턴이 결정되면, 상기 제어하는 단계는, 상기 로봇 청소기가 전진 주행하는 제1 주행 단계, 특정 영역을 중심으로 회전 주행하는 제2 주행 단계, 주행 방향을 전환하며 주행하는 제3 주행 단계를 한 주기로 반복하여 수행하도록 상기 회전 부재의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또한, 상기 로봇 청소기는 상기 한 주기의 동작을 적어도 두 번 이상 반복하여 수행함으로써 상기 제1 영역으로 복귀할 수 있다.
그리고, 상기 제어하는 단계는, 상기 제1 회전 부재는 회전 운동하고, 상기 제2 회전 부재는 상기 제1 회전 부재와 동일한 속도로 반대 방향으로 회전 운동하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 제1 주행 단계를 수행하고, 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재 중 하나는 회전 운동하지 않거나 또는 저속으로 회전 운동하고, 다른 하나는 보다 빠른 속도로 반대 방향으로 회전 운동하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 제2 주행 단계를 수행하고, 상기 전환하려는 방향에 따라 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 다르게 상기 구동부를 제어하여 상기 제3 주행 단계를 수행할 수 있다.
또한, 상기 제1 영역으로의 복귀에 따라 상기 제1 피청소면의 청소가 완료되면, 상기 제1 영역에서의 출발시 주행 방향을 이전 방향과 상이하게 설정한 상태에서 상기 패턴 주행을 반복하도록 상기 구동부를 제어하여 다른 피청소면에 청소를 수행하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 결정하는 단계에 따라 상기 로봇 청소기의 복수의 청소 주행 패턴 중 제2 청소 주행 패턴이 결정되면, 상기 제어하는 단계는, 상기 로봇 청소기가 제1 기준 영역을 중심으로 제2 영역까지 회전 주행하는 제1 주행 단계, 상기 제2 영역을 출발하여 제2 기준 영역을 중심으로 회전 주행하여 상기 제2 영역에 복귀하는 제2 주행 단계, 상기 제1 기준 영역을 중심으로 회전 주행하여 상기 제1 영역에 복귀하는 제3 주행 단계를 수행하도록 상기 회전 부재의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어하는 단계는, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 방향은 서로 반대 방향인 상태에서 양 회전 부재의 회전 속도 차이를 조절하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 제1, 제2, 제3 주행 단계를 수행할 수 있다.
그리고, 상기 제1 영역으로의 복귀에 따라 상기 제1 피청소면의 청소가 완료되면, 상기 제1 영역으로부터 소정 거리 이격된 영역을 출발 영역으로 설정한 상태에서 상기 패턴 주행을 반복하도록 상기 구동부를 제어하여 다른 피청소면에 청소를 수행하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기는 한 쌍의 회전 부재의 회전력을 이동력원으로 이용하여 습식 청소를 수행하면서 주행할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기는 한 쌍의 회전 부재의 회전력을 이동력원으로 이용함으로써 배터리 효율을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기는 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재 각각의 회전 운동에 의해 각각 회전 운동하는 제1 클리너 및 제2 클리너와 피청소면의 마찰을 통해 피청소면에 고착된 이물질 등을 보다 효과적으로 제거할 수 있다. 특히, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 로봇 청소기는 다양한 청소 주행 패턴으로 청소 주행이 가능하고, 지형 지물에 적합한 청소 주행 패턴을 선택하여 효율적인 습식 청소를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기는 주행시 장애물 감지를 위한 센서 구성을 최소화하여 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 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 정면도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 단면도 이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 블록도 이다.
도 6 내지 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 주행 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 나타내는 흐름도 이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 청소 주행 패턴을 그리며 주행하기 위한 로봇 청소기의 동작을 나타내는 흐름도 이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 청소 주행 패턴을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 청소 주행 패턴을 이용하여 청소 영역을 확대하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 청소 주행 패턴을 그리며 주행하기 위한 로봇 청소기의 동작을 나타내는 흐름도 이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 청소 주행 패턴을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 청소 주행 패턴을 이용하여 청소 영역을 확대하는 방법을 나타내는 도면이다.
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 4는 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 정면도 이며, 도 4는 도 3에 따른 정면도에 대응되는 단면도 이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 로봇 청소기(100)는 구조적으로 로봇 청소기(100)의 외관을 형성하는 본체(10)와, 본체(10)의 외측 둘레에 형성되어 외부 충격으로부터 본체(10)를 보호하는 범퍼(20), 범퍼(20)에 가해지는 외부 충격을 감지하는 감지부(130), 본체(10)에 설치되어 로봇 청소기(100)를 주행시키기 위한 동력을 공급하는 구동부(150), 상기 구동부(150)에 결합되어 회전 운동하는 제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120)와, 본체(10)의 내부 설치된 전원 공급부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한, 로봇 청소기(100)는 습식 청소를 위한 클리너(210,220)를 이용하여 습식 청소를 수행하며 주행할 수 있다. 여기서, 습식 청소는 클리너(210,220)를 이용하여 피청소면을 닦는 청소를 의미할 수 있고, 예를 들어, 마른 걸레 등을 이용한 청소, 액체에 젖은 걸레 등을 이용한 청소를 모두 포함할 수 있다.
구동부(150)는 본체(10)의 내부에 설치되어 제1 회전 부재(110)와 결합하는 제1 구동부(151), 본체(10)의 내부에 설치되어 제2 회전 부재(120)와 결합하는 제1 구동부(152)를 포함할 수 있다. 여기서, 구동부(150)는 모터, 기어 어셈블리 등을 포함하여 구현될 수 있다.
제1 회전 부재(110)는 제1 구동부(151)에 결합되어 제1 구동부(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 구동부(152)에 결합되어 제2 구동부(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 일 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 구동부(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. 이 경우, 제1, 제2 회전 부재(110,120)는 중심축을 기준으로 외측으로 하향 경사질 수 있다. 즉, 제1, 제2 회전 부재(110,120)의 영역 중 중심축(300)으로부터 멀리 위치한 영역은 중심축(300)으로부터 가까이 위치한 영역 보다 피청소면에 강하게 밀착할 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 습식 청소 능력, 주행 속도, 주행 성능을 최적으로 유지할 수 있는 범위일 수 있다.
기울어진 각도 청소 능력(3점 기준) 주행 속도(3점 기준)
1도 미만 클리너와 마찰하는 청소면 모두 청소 가능(3) 매우 느림(0)
1도 클리너와 마찰하는 청소면 모두 청소 가능(3) 느림(1)
1.85도 클리너와 마찰하는 청소면 중 중심축 부근 일부를 제외하고 모두 청소 가능(2) 보통(2)
3도 클리너와 마찰하는 청소면 중 중심축 부근 일부를 제외하고 모두 청소 가능(1) 빠름(3)
3도 초과 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 주행 속도 및 청소 능력을 조절할 수 있다. 특히, 상기 소정 각도를, 1도 이상 3도 이하의 범위로 유지하여, 로봇 청소기의 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 제어에 대하여는 후술하기로 한다.
한편, 상술한 동작에 의하여 로봇 청소기(100)가 주행하는 경우, 로봇 청소기(100)는 피청소면에 존재하는 다양한 장애물과 충돌할 수 있다. 여기서, 장애물은 문턱, 카페트 등과 같은 낮은 장애물, 소파나 침대 등과 같이 일정 높이 위에 떠있는 장애물, 벽 등과 같이 높은 장애물 등과 같이 로봇 청소기(100)의 청소 주행을 방해하는 다양한 장애물을 포함할 수 있다.
이 경우, 로봇 청소기(100) 본체(10)의 외측 둘레에 형성된 범퍼(20)는 장애물과의 충돌에 따른 외부 충격으로부터 본체(10)를 보호함과 동시에, 외부 충격을 흡수할 수 있다. 그리고, 본체(10)의 내부에 설치된 감지부(130)는 범퍼(10)에 가해지는 충격을 감지할 수 있다.
범퍼(20)는 본체(10)의 제1 외측 둘레에 형성된 제1 범퍼(21) 및 제1 범퍼(21)와 별도로 본체(10)의 제2 외측 둘레에 형성된 제2 범퍼(22)를 포함할 수 있다. 여기서, 범퍼(20)는 로봇 청소기(10)의 정면이 향하는 방향(F)을 기준으로 본체(10)의 각각 좌측 및 우측 둘레에 형성될 수 있다. 일 예로, 도 1 내지 4를 참조하면, 제1 범퍼(21)는 로봇 청소기(10)의 정면이 향하는 방향(F)을 기준으로 본체(10)의 좌측 둘레에 형성될 수 있고, 제2 범퍼(22)는 정면이 향하는 방향(F)을 기준으로 본체(10)의 우측 둘레에 형성될 수 있다.
여기서, 제1 범퍼(21)와 제2 범퍼(22)는 물리적으로 별개의 서로 다른 범퍼로 구현될 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기의 범퍼들은 서로 별개로 작동할 수 있다. 즉, 로봇 청소기(100)의 주행 중 제1 범퍼(21)가 장애물과 충돌하는 경우, 제1 범퍼(21)는 외부 충격을 흡수하고 흡수된 외부 충격을 제1 범퍼(21)에 대응 설치된 제1 감지부에 전달할 수 있다. 다만, 제2 범퍼(22)는 제1 범퍼(21)와 물리적으로 별개의 범퍼로 구현되는 바, 상기 충돌에 영향을 받지 않고, 제2 범퍼(22)에 대응 설치된 제2 감지부는 외부 충격을 전달받지 않을 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 범퍼(20)의 상부 끝단 및 하부 끝단의 높이는 소정 조건에 부합하도록 형성함으로써, 로봇 청소기(100)는 주행 중 맞닥뜨리게 되는 다양한 장애물을 감지할 수 있다. 이에 대해서는 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 제1 범퍼(21) 및 제2 범퍼(22)의 하부 끝단은 피청소면에 최대한 근접하도록 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 범퍼(21) 및 제2 범퍼(22)의 하부 끝단과 피청소면과의 거리는 클리너(210,220)의 두께와 동일하거나 클리너(210,220)의 두께보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 범퍼(21) 및 제2 범퍼(22)는 얕은 문턱, 카페트 등과 같이 낮은 장애물에도 충돌하게 되어, 로봇 청소기(100)는 낮은 장애물을 감지 및 회피할 수 있다.
또한, 제1 범퍼(21) 및 제2 범퍼(22)의 상부 끝단은 장애물이 범퍼(21,22)에는 충돌하지 않은 상태에서 본체(10)에만 걸리게 되는 경우를 방지하도록 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 범퍼(21) 및 제2 범퍼(22)의 상부 끝단의 높이는 본체(10)의 높이와 동일하거나 본체(10)의 높이보다 높게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 범퍼(21) 및 제2 범퍼(22)는 소파나 침대 등과 같이 일정 높이 위에 떠 있는 장애물에도 충돌하게 되어, 범퍼(21,22)에는 충돌하지 않은 상태에서 본체(10)에만 걸리게 되는 경우를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 로봇 청소기(100)는 클리너(210,220)가 최적의 위치에 고정되도록 가이드하는 가이드부(113,123)를 구비할 수 있다.
만약, 클리너(210,220)가 최적의 위치에 고정되지 않으면, 제1 회전 부재(112), 제2 회전 부재(122)의 회전에 따라 클리너(210,220)와 피청소면이 닿는 부분이 달라지게 되고, 이는 한쌍의 클리너(210,220)에 대하여 불균형 상태를 만들게 된다. 이 경우, 로봇 청소기(100)는 원하는 주행을 수행하지 못할 수 있다. 예를 들어, 직진 주행 모드의 로봇 청소기(100)는 직진 주행을 수행하지 못하고, 곡선으로 휘어져서 주행하는 상황이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 회전 부재(112), 제2 회전 부재(122) 각각에서 클리너(210,220)가 고정되는 하부면은, 하부면의 테두리를 따라 피청소면을 향하여 돌출 형성되어 클리너(210,220)가 최적의 위치에 고정되도록 가이드하는 가이드부(113,123)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 로봇 청소기(100)의 사용자는 클리너(210,220)를 최적의 위치에 고정시킬 수 있다.
한편, 감지부(130)는 범퍼(10)에 가해진 외부 충격을 감지할 수 있다. 여기서, 감지부(130)는 복수의 범퍼 각각에 대응대는 위치에 설치된 복수의 감지부를 포함할 수 있다. 일 예로, 두 개의 범퍼(21,22)로 구현되는 경우, 감지부(130)는 제1 범퍼(21)에 대응 설치된 적어도 하나의 제1 감지부 및 제2 범퍼(22)에 대응 설치된 적어도 하나의 제2 감지부를 포함할 수 있고, 접촉 센서, 광센서 등으로 구현될 수 있다. 이러한, 감지부(130)는 감지 결과를 제어부(170)에 전송할 수 있다.
그리고, 제어부(170)는 감지부(130)의 감지 결과를 이용하여 범퍼(20) 영역 중 장애물과 충돌이 발생한 충돌 위치를 결정하고, 이를 기초로 장애물을 회피하도록 제1 구동부(151), 제2 구동부(152)를 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 블록도 이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는, 감지부(130), 통신부(140), 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)를 구동시키기 위한 구동부(150), 저장부(160), 제어부(170), 입력부(180), 출력부(185) 및 전원 공급부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
감지부(130)는 로봇 청소기(100)의 동작에 필요한 다양한 정보를 감지하고, 감지 신호를 제어부(170)에 전송할 수 있다. 여기서, 감지부(130)는 범퍼(20)에 가해진 외부 충격을 감지하고, 감지 신호를 제어부(170)에 전송하는 외부 충격 감지부를 포함할 수 있다. 이러한, 외부 충격 감지부는 접촉 센서, 광센서 등으로 구현될 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(151) 및 제2 구동부(152)를 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 동작 모드를 선택하는 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.
전원 공급부(190)는 로봇 청소기(100)에 전원을 공급한다. 구체적으로 전원 공급부(190)는 로봇 청소기(100)의 구성하는 각 기능부들에 전원을 공급하며, 전원 잔량이 부족하면 충전 전류를 공급받아 충전될 수 있다. 여기서, 전원 공급부(190)는 충전 가능한 배터리로 구현될 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)가 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 6 내지 7을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6 내지 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 주행 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 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 6에 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.
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.
이 경우, 로봇 청소기(100)는 도 7과 같이 직진 주행을 수행할 수 있다. 도 7를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110)를 제1 방향으로 회전시키고, 제2 회전 부재(120)을 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 회전시킴으로써, 마찰력에 따른 상대적인 이동력을 발생시키고, 주행 방향으로의 직진 주행을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 도 1 내지 7에서 회전축(310,320)의 기울어진 방향은 일 예시 일 뿐, 구현 예에 따라서는 다른 방향으로 기울어져 구현될 수 있다. 일 예로, 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 도 3 내지 4의 경우와 반대로 각도로 기울어질 수 있다. 이 경우, 제1, 제2 회전 부재(110,120)는 중심축(300)을 기준으로 외측으로 상향 경사질 수 있다. 즉, 제1, 제2 회전 부재(110,120)의 영역 중 중심축(300)으로부터 가까이 위치한 영역은 중심축(300)으로부터 멀리 위치한 영역 보다 피청소면에 강하게 밀착할 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 회전 부재(110, 120)가 회전하는 경우 피청소면과의 사이에서 발생되는 상대 마찰력은 외곽보다 본체(10) 중심에서 크게 발생할 수 있다.
따라서, 도 1 내지 7의 경우와는 반대로 한 쌍의 회전 부재(110, 120)의 회전을 각각 제어함으로써 로봇 청소기(100)의 이동 속도 및 방향 제어가 이루어 질 수 있다. 구체적으로, 로봇 청소기(100)는 제1 회전 부재(110)를 제2 방향으로 회전시키고, 제2 회전 부재(120)을 상기 제2 방향과 상이한 제1 방향으로 회전시킴으로써, 마찰력에 따른 상대적인 이동력을 발생시키고, 진행 방향으로의 직진 주행을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 복수의 청소 주행 패턴을 구비할 수 있다. 여기서, 청소 주행 패턴은 로봇 청소기(100)가 습식 청소를 위하여 주행하면서 그리는 궤적의 형상을 의미하고, 일 예로, 로봇 청소기(100)가 S 형상을 그리며 주행하는 패턴, 로봇 청소기(100)가 전진 및 후진을 순차적으로 반복하여 주행하는 패턴 등을 포함할 수 있다.
이 경우, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)의 복수의 청소 주행 패턴 중 하나의 청소 주행 패턴을 결정하고, 결정된 패턴으로 청소 주행을 수행하도록 제1 구동부(151), 제2 구동부(152) 중 적어도 하나의 회전을 제어할 수 있다.
일 예로, 로봇 청소기(100)의 청소 주행 패턴을 선택하는 사용자 입력이 입력부(180)를 통하여 수신되면, 제어부(170)는 복수의 청소 주행 패턴 중 사용자 입력에 대응되는 청소 주행 패턴을 로봇 청소기(100)의 청소 주행 패턴으로 결정할 수 있다.
다른 예로, 제어부(170)는 청소 주행 중인 로봇 청소기(100)의 주행 방향에 장애물의 위치 여부를 판단하고, 장애물이 없다고 판단되면 로봇 청소기(100)의 복수의 청소 주행 패턴 중 하나의 청소 주행 패턴을 결정할 수 있다. 이에 대해서는 도 8을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 8을 참조하면, 먼저 로봇 청소기(100)는 제1 회전축(310), 제2 회전축(320)을 중심으로 각각 회전 운동하는 제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나를 회전시켜 특정 주행 방향으로 주행할 수 있다(S101).
그리고, 로봇 청소기(100)는 주행 방향에 장애물의 위치 여부를 판단할 수 있다(S102). 일 예로, 로봇 청소기(100)의 감지부(130)는 복수의 장애물 감지 센서를 포함할 수 있고, 제어부(170)는 장애물 감지 센서의 감지 신호를 기초로 주행 방향에 장애물 위치 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 장애물 감지 센서는 외부로 적외선 또는 초음파 신호를 송출하고, 장애물로부터 반사된 신호를 수신하는 장애물 검출 센서 또는 카메라 센서 등을 포함할 수 있다.
다른 예로, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)가 기 설정된 거리 또는 시간 동안 직진 주행하도록 구동부(150)를 제어하고, 로봇 청소기(100)가 직진 주행하는 동안 감지부(130)에서 외부 충격이 감지되는지 판단할 수 있다. 만약, 범퍼(20)와 장애물이 충돌하지 않아 감지부(130)에서 외부 충격이 감지되지 않으면, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)의 주행 방향에 장애물이 위치하지 않는다고 판단할 수 있다. 이 경우, 로봇 청소기(100)는 주행시 장애물 감지를 위한 센서 구성을 최소화하여 제조 비용을 절감할 수 있다.
만약, 장애물이 위치하지 않는다고 판단된 경우(S102:N), 로봇 청소기(100)는 로봇 청소기(100)의 복수의 청소 주행 패턴 중 하나의 패턴을 결정하고(S103), 결정된 패턴으로 청소 주행할 수 있다(S104). 이 경우, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나의 회전 방향 및 회전 속도 중 적어도 하나를 제어하여 결정된 패턴으로 청소 주행하도록 제어할 수 있다.
다만, 장애물이 위치하고 있다고 판단된 경우(S102:Y), 로봇 청소기(100)는 장애물을 회피하는 방향으로 전환하고(S105), 전환된 방향으로 주행하며 장애물 위치 여부를 판단할 수 있다(S102). 이 경우, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나의 회전을 제어하여, 로봇 청소기(100)의 주행 방향에 위치한 장애물을 회피하고, 직진 주행을 수행하도록 제어할 수 있다.
여기서, 제어부(170)가 장애물을 회피하는 방향으로 전환하는 회전 제어는 몇 가지 방식이 있을 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 상기 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전 부재(120)의 회전 방향 및 회전 속도를 동일하게 제어하여 장애물이 검출된 방향과 멀어지는 방향으로 일정 시간 동안 제자리 회전하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 상기 장애물이 검출된 방향의 특정 회전 부재, 예를 들어 제1 회전부재(110)와 상대적으로 가까운 경우, 제2 회전부재(110)의 회전은 중단한 상태에서 제1 회전부재(110)의 회전 방향을 현재 방향과 반대 방향으로 일정 시간동안 회전하여 장애물과 멀어지는 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 상기 장애물이 제1 회전부재(110) 및 제2 회전부재(120) 전방에서 모두 검출되는 경우에는, 제1 회전부재(110) 및 제2 회전부재(120)의 회전 방향을 모두 현재와 상이한 반대 방향으로 회전시킴으로써 진행 방향을 반대로 전환할 수도 있다.
또한, 제어부(170)는 장애물이 검출된 방향을 제외한 특정 방향을 선택하여 진행 방향으로 재설정할 수 있다. 이 경우, 특정 방향은 상기 방향 전환 결과에 따라, 상기 장애물이 검출된 방향을 제외한 무작위 방향이거나 상기 미리 결정된 이동 경로에 따라 결정된 방향일 수 있다.
한편, 로봇 청소기(100)의 복수의 청소 주행 패턴 중 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소 주행 패턴(이하에서는, 제1 청소 주행 패턴, 제2 청소 주행 패턴이라고 정의함)이 결정된 경우, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)의 패턴 주행 출발 영역과 패턴 주행 복귀 영역이 서로 일치하는 패턴 주행을 수행하도록 구동부(150)를 제어할 수 있다.
일 예로, 로봇 청소기의 복수의 청소 주행 패턴 중 제1 청소 주행 패턴이 결정되면, 제어부(170)는 로봇 청소기가 전진 주행하는 제1 주행 단계, 특정 영역을 중심으로 회전 주행하는 제2 주행 단계, 주행 방향을 전환하며 주행하는 제3 주행 단계를 한 주기로 반복하여 수행하도록 회전 부재(110,120)의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 로봇 청소기(100)는 상기 한 주기의 동작을 적어도 두 번 이상 반복하여 수행함으로써 패턴 주행 출발 영역으로 복귀할 수 있다. 이에 대해서는 도 9 내지 11을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
다른 예로, 로봇 청소기(100)의 복수의 청소 주행 패턴 중 제2 청소 주행 패턴이 결정되면, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)가 제1 기준 영역을 중심으로 제2 영역까지 회전 주행하는 제1 주행 단계, 제2 영역을 출발하여 제2 기준 영역을 중심으로 회전 주행하여 제2 영역에 복귀하는 제2 주행 단계, 제1 기준 영역을 중심으로 회전 주행하여 제1 영역에 복귀하는 제3 주행 단계를 수행하도록 회전 부재(110,120)의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 이에 대해서는 도 12 내지 14를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
이하에서는, 도 9 내지 14를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1, 제2 청소 주행 패턴에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 9 내지 14에서 회색 음영이 표시된 회전 부재는 제1 회전 부재(110)일 수 있고, 회색 음영이 표시되지 않은 회전 부재는 제2 회전 부재(120)일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 청소 주행 패턴을 그리며 주행하기 위한 로봇 청소기의 동작을 나타내는 흐름도 이다. 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 청소 주행 패턴을 나타내는 도면이다.
도 9 내지 10을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 주행 방향 장애물이 위치하지 않는다고 판단된 경우, 제1 청소 주행 패턴을 그리며 주행하는 제1 청소 모드를 개시할 수 있다(S201).
제1 청소 모드가 개시되면, 로봇 청소기(100)는 패턴 주행 출발시 주행 방향(920)을 결정할 수 있다(S202). 출발시 주행 방향이 결정되면, 제어부(170)는 출발시 주행 방향에 대한 정보를 저장부(160)에 저장할 수 있다. 이러한 주행 방향에 대한 정보는 출발 영역(910)으로 복귀 후 다른 피청소면에 대한 청소 주행시 이용될 수 있다.
이 후, 로봇 청소기(100)는 결정된 주행 방향으로 전진 주행하는 제1 주행 단계를 수행할 수 있다(S203). 이 경우, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)와 제2 회전 부재(120)가 서로 반대 방향으로 동일한 속도로 회전 운동하도록 제1, 제2 구동부(151,152)를 제어하여 제1 주행 단계를 수행할 수 있다. 일 예로, 도 10과 같이, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)는 반시계 방향으로 회전 운동하고, 제2 회전 부재(120)는 제1 회전 부재(110)와 동일한 속도로 시계 방향으로 회전 운동하도록 제1, 제2 구동부(151,152)를 제어하여 제1 주행 단계를 수행할 수 있다.
이 후, 로봇 청소기(100)는 특정 영역을 중심으로 회전 주행하는 제2 주행 단계를 수행할 수 있다(S204). 이 경우, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)와 제2 회전 부재(120)가 서로 반대 방향으로 서로 다른 속도로 회전 운동하도록 제1, 제2 구동부(151,152)를 제어하여 제2 주행 단계를 수행할 수 있다. 일 예로, 도 10과 같이, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)는 반시계 방향으로 회전 운동하고, 제2 회전 부재(120)는 시계 방향으로 제1 회전 부재(110) 보다 느린 속도로 회전 운동하도록 제1, 제2 구동부(151,152)를 제어하여 제2 주행 단계를 수행할 수 있다.
이 후, 로봇 청소기(100)는 주행 방향을 전환하며 주행하는 제3 주행 단계를 수행할 수 있다(S205). 이 경우, 제어부(170)는 전환하려는 방향에 따라 제1 회전 부재(110)와 제2 회전 부재(120)의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어하여 제3 주행 단계를 수행할 수 있다. 일 예로, 도 10과 같이, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)는 반시계 방향으로 회전 운동하고, 제2 회전 부재(120)는 시계 방향으로 제1 회전 부재(110) 보다 느린 속도로 회전 운동하도록 제1, 제2 구동부(151,152)를 제어하여 제3 주행 단계를 수행할 수 있다.
이 후, 로봇 청소기(100)는 상술한 제1, 제2, 제3 주행 단계(S203,S204,S205)를 포함하는 한 주기의 동작을 적어도 두 번 이상 반복하여 수행함으로써 패턴 주행 출발 영역(910)으로 복귀할 수 있다(S206). 일 예로, 도 10과 같이, 상술한 제1, 제2, 제3 주행 단계(S203,S204,S205)를 포함하는 한 주기의 동작을 네번 반복하여 패턴 주행 출발 영역(910)으로 복귀할 수 있다.
한편, 상술한 제3 주행 단계의 주행 방향 전환시 주행 경로선들 간의 각도는 로봇 청소기(100)가 몇 번의 주기를 반복하여 패턴 주행 출발 영역으로 복귀하도록 설정되었는지에 따라 달라질 수 있다. 일 예로, 도 10과 같이, 로봇 청소기(100)가 상술한 제1, 제2, 제3 주행 단계(S203,S204,S205)를 포함하는 한 주기의 동작을 네번 반복하기로 설정된 경우, 제어부(170)는 주행 경로선들 간의 각도(a,b,c,d)의 총 합이 대략 360도가 되도록 제1 회전 부재(110)와 제2 회전 부재(120)의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 다른 예로, 로봇 청소기(100)가 상술한 제1, 제2, 제3 주행 단계(S203,S204,S205)를 포함하는 한 주기의 동작을 다섯번 반복하기로 설정된 경우, 제어부(170)는 주행 경로선들 간의 각도의 총 합이 대략 540도가 되도록 제1 회전 부재(110)와 제2 회전 부재(120)의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시 예의 제1 청소 주행 패턴에 따르면, 로봇 청소기(100)는 소정 면적의 피청소면에 대하여 집중적으로 청소를 수행하며 주행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 청소 주행 패턴을 이용하여 청소 영역을 확대하는 방법을 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 상술한 제1, 제2, 제3 주행 단계(S203,S204,S205)를 순차적으로 반복하여 패턴 주행 출발 영역으로 복귀하여 제1 피청소면(1110)의 청소를 완료할 수 있다.
이 후, 제어부(170)는 패턴 주행 출발 영역에서의 출발시 주행 방향을 이전 방향과 상이하게 설정하고, 상술한 제1, 제2, 제3 주행 단계(S203,S204,S205)를 순차적으로 반복하도록 구동부(150)를 제어할 수 있다. 이 경우, 제어부(170)는 이전 출발시 주행 방향에 대한 정보를 저장부(160)에서 독출하여 로봇 청소기(100)의 현재 출발시 주행 방향을 결정할 수 있다. 이에 따라 로봇 청소기(100)는 제1 피청소면(1110)외의 다른 피청소면(1120,1130,1140)에 대한 집중 청소를 수행할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시 예의 제1 청소 주행 패턴에 따르면, 로봇 청소기(100)는 소정 면적의 피청소면에 대하여 집중적으로 청소를 수행한 후 순차적으로 집중 청소 영역을 확장할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 청소 주행 패턴을 그리며 주행하기 위한 로봇 청소기의 동작을 나타내는 흐름도 이다. 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 청소 주행 패턴을 나타내는 도면이다. 도 12 내지 13을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 주행 방향 장애물이 위치하지 않는다고 판단된 경우, 제2 청소 주행 패턴을 그리며 주행하는 제2 청소 모드를 개시할 수 있다(S301).
제2 청소 모드가 개시되면, 로봇 청소기(100)는 패턴 주행 출발 영역(1210)에서 경유 영역(1220)까지 제1 기준 영역(1230)을 중심으로 회전 주행하는 제1 주행 단계를 수행할 수 있다(S302). 이 경우, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)와 제2 회전 부재(120)가 서로 반대 방향으로 다른 속도로 회전 운동하도록 제1, 제2 구동부(151,152)를 제어하여 제1 주행 단계를 수행할 수 있다. 일 예로, 도 13과 같이, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)는 반시계 방향으로 회전 운동하고, 제2 회전 부재(120)는 시계 방향으로 제1 회전 부재(110)보다 느린 속도로 일정 시간 회전 운동한 후 시계 방향으로 제1 회전 부재(110)보다 빠른 속도로 일정 시간 회전 운동하도록 제1, 제2 구동부(151,152)를 제어하여 제1 주행 단계를 수행할 수 있다.
이 후, 로봇 청소기(100)는 경유 영역(1220)을 출발하여 제2 기준 영역(1240)을 중심으로 회전 주행하여 경유 영역(1220)으로 복귀하는 제2 주행 단계를 수행할 수 있다(S303). 이 경우, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)와 제2 회전 부재(120)가 서로 반대 방향으로 서로 다른 속도로 회전 운동하도록 제1, 제2 구동부(151,152)를 제어하여 제2 주행 단계를 수행할 수 있다. 일 예로, 도 13과 같이, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)는 반시계 방향으로 회전 운동하고, 제2 회전 부재(120)는 시계 방향으로 제1 회전 부재(110) 보다 느린 속도로 회전 운동하도록 제1, 제2 구동부(151,152)를 제어하여 제2 주행 단계를 수행할 수 있다.
이 후, 로봇 청소기(100)는 경유 영역(1220)에서 패턴 주행 출발 영역(1210)까지 제1 기준 영역(1230)을 중심으로 회전 주행하는 제3 주행 단계를 수행할 수 있다(S304). 이 경우, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)와 제2 회전 부재(120)가 서로 반대 방향으로 다른 속도로 회전 운동하도록 제1, 제2 구동부(151,152)를 제어하여 제1 주행 단계를 수행할 수 있다. 여기서 제3 주행 단계의 경로선은 제1 주행 단계의 경로선이 그리는 타원에 대향하는 타원일 수 있다. 일 예로, 도 13과 같이, 제어부(170)는 제1 회전 부재(110)는 반시계 방향으로 회전 운동하고, 제2 회전 부재(120)는 시계 방향으로 제1 회전 부재(110)보다 느린 속도로 일정 시간 회전 운동한 후 시계 방향으로 제1 회전 부재(110)보다 빠른 속도로 일정 시간 회전 운동하도록 제1, 제2 구동부(151,152)를 제어하여 제3 주행 단계를 수행할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시 예의 제2 청소 주행 패턴에 따르면, 로봇 청소기(100)는 8자 궤적을 그리며 소정 면적의 피청소면에 대하여 집중적으로 청소를 수행하며 주행할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 청소 주행 패턴을 이용하여 청소 영역을 확대하는 방법을 나타내는 도면이다. 도 14를 참조하면, 로봇 청소기(100)는 상술한 제1, 제2, 제3 주행 단계(S302,S303,S304)를 수행하여 패턴 주행 출발 영역(1210)으로 복귀하여 제1 피청소면(1410)의 청소를 완료할 수 있다.
이 후, 제어부(170)는 패턴 주행 출발 영역으로부터 소정 거리 이격된 영역을 출발 영역으로 설정한 상태에서 상술한 8자 패턴 주행을 반복하도록 구동부(150)를 제어하여 로봇 청소기(100)가 제1 피청소면(1410)외의 다른 피청소면(1420,1430)에 대한 청소를 수행하도록 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(170)는 제3 주행 단계에서의 주행 거리가 제1 주행 단계에서의 주행 거리 보다 크거나 또는 작도록 제1 회전 부재(110), 제2 회전 부재의 회전을 제어하여, 로봇 청소기(100)가 이전 패턴 주행 출발 영역으로부터 소정 거리 이격된 영역으로 복귀하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제어부(170)는 복귀 영역을 출발 영역으로 설정한 상태에서 상술한 8자 패턴 주행을 반복하도록 구동부(150)를 제어하여 로봇 청소기(100)가 제1 피청소면(1410)외의 다른 피청소면(1420,1430)에 대한 청소를 수행하도록 제어할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시 예의 제2 청소 주행 패턴에 따르면, 로봇 청소기(100)는 8자 궤적을 그리며 소정 면적의 피청소면에 대하여 집중적으로 청소를 수행한 후 순차적으로 집중 청소 영역을 확장할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 정면과 배면이 대칭된 구조로, 기준 방향 설정에 따라 전진 주행이 후진 주행이 될 수 있고, 또는 반대로 후진 주행이 전진 주행이 될 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 좌측면과 우측면이 대칭된 구조로, 기준 방향 설정에 따라좌회전 주행이 우회전 주행이 될 수 있고, 또는 반대로 우회전 주행이 좌회전 주행이 될 수도 있다. 따라서, 상술한 예시들에서 방향은 일 예시일 뿐, 구현에 따라서 대칭되는 방향으로 해석될 수도 있다.
또한, 제어부(170)는 로봇 청소기(100)가 청소 중인 피청소면의 청소 환경을 판단하고, 판단 결과에 따라 적절한 청소 주행 패턴을 결정하도록 제어할 수 있다. 일 예로, 피청소면의 슬립(slip) 정도가 큰 청소 환경에서, 제어부(170)는 제1 청소 주행 패턴의 우선 순위를 제2 청소 주행 패턴의 우선 순위보다 높게 설정할 수 있다. 즉, 제2 청소 주행 패턴은 제1 청소 주행 패턴 보다 많은 회전 주행이 필요하기 때문에 슬립성이 높은 피청소면에서는 제2 청소 주행 패턴에 따라 주행하기 어려울 수 있다. 따라서, 제어부(170)는 피청소면의 슬립(slip) 정도를 판단하고, 판단 결과에 따라 제1 청소 주행 패턴 및 제2 청소 주행 패턴 중 하나를 선택하여 청소 주행을 수행할 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,
    본체;
    상기 본체에 구비되어 상기 로봇 청소기의 주행을 위한 동력을 공급하는 구동부;
    상기 구동부의 동력에 의하여 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하여 상기 로봇 청소기의 주행을 위한 이동력원을 제공하고, 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 제1, 제2 회전 부재; 및
    제1 영역이 출발 영역 및 복귀 영역이 되도록 패턴 주행을 수행하여 제1 피청소면에 대한 청소를 수행하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 복수의 청소 주행 패턴 중 제1 청소 주행 패턴이 결정되면,
    상기 제어부는,
    상기 로봇 청소기가 전진 주행하는 제1 주행 단계, 특정 영역을 중심으로 회전 주행하는 제2 주행 단계, 주행 방향을 전환하며 주행하는 제3 주행 단계를 한 주기로 반복하여 수행하도록 상기 회전 부재의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어하고,
    상기 한 주기의 동작을 적어도 두 번 이상 반복하여 수행함으로써 상기 로봇 청소기는 상기 제1 영역으로 복귀하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 회전 부재는 회전 운동하고, 상기 제2 회전 부재는 상기 제1 회전 부재와 동일한 속도로 반대 방향으로 회전 운동하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 제1 주행 단계를 수행하고,
    상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재 중 하나는 회전 운동하지 않거나 또는 저속으로 회전 운동하고, 다른 하나는 보다 빠른 속도로 반대 방향으로 회전 운동하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 제2 주행 단계를 수행하고,
    상기 전환하려는 방향에 따라 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 다르게 상기 구동부를 제어하여 상기 제3 주행 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 영역으로의 복귀에 따라 상기 제1 피청소면의 청소가 완료되면, 상기 제1 영역에서의 출발시 주행 방향을 이전 방향과 상이하게 설정한 상태에서 상기 패턴 주행을 반복하도록 상기 구동부를 제어하여 다른 피청소면에 청소를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 복수의 청소 주행 패턴 중 제2 청소 주행 패턴이 결정되면,
    상기 제어부는,
    상기 로봇 청소기가 제1 기준 영역을 중심으로 제2 영역까지 회전 주행하는 제1 주행 단계, 상기 제2 영역을 출발하여 제2 기준 영역을 중심으로 회전 주행하여 상기 제2 영역에 복귀하는 제2 주행 단계, 상기 제1 기준 영역을 중심으로 회전 주행하여 상기 제1 영역에 복귀하는 제3 주행 단계를 수행하도록 상기 회전 부재의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 방향은 서로 반대 방향인 상태에서 양 회전 부재의 회전 속도 차이를 조절하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 제1, 제2, 제3 주행 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 영역으로의 복귀에 따라 상기 제1 피청소면의 청소가 완료되면, 상기 제1 영역으로부터 소정 거리 이격된 영역을 출발 영역으로 설정한 상태에서 상기 패턴 주행을 반복하도록 상기 구동부를 제어하여 다른 피청소면에 청소를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  8. 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하는 제1, 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 특정 진행 방향으로 주행하는 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 청소 주행 패턴을 결정하는 단계; 및
    제1 영역이 출발 영역 및 복귀 영역이 되도록 패턴 주행을 수행하여 제1 피청소면에 대한 청소를 수행하도록 제1, 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전을 제어하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 결정하는 단계에 따라 상기 로봇 청소기의 복수의 청소 주행 패턴 중 제1 청소 주행 패턴이 결정되면,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 로봇 청소기가 전진 주행하는 제1 주행 단계, 특정 영역을 중심으로 회전 주행하는 제2 주행 단계, 주행 방향을 전환하며 주행하는 제3 주행 단계를 한 주기로 반복하여 수행하도록 상기 회전 부재의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 로봇 청소기는 상기 한 주기의 동작을 적어도 두 번 이상 반복하여 수행함으로써 상기 제1 영역으로 복귀하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 제1 회전 부재는 회전 운동하고, 상기 제2 회전 부재는 상기 제1 회전 부재와 동일한 속도로 반대 방향으로 회전 운동하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 제1 주행 단계를 수행하고,
    상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재 중 하나는 회전 운동하지 않거나 또는 저속으로 회전 운동하고, 다른 하나는 보다 빠른 속도로 반대 방향으로 회전 운동하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 제2 주행 단계를 수행하고,
    상기 전환하려는 방향에 따라 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 다르게 상기 구동부를 제어하여 상기 제3 주행 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 영역으로의 복귀에 따라 상기 제1 피청소면의 청소가 완료되면, 상기 제1 영역에서의 출발시 주행 방향을 이전 방향과 상이하게 설정한 상태에서 상기 패턴 주행을 반복하도록 상기 구동부를 제어하여 다른 피청소면에 청소를 수행하도록 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 결정하는 단계에 따라 상기 로봇 청소기의 복수의 청소 주행 패턴 중 제2 청소 주행 패턴이 결정되면,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 로봇 청소기가 제1 기준 영역을 중심으로 제2 영역까지 회전 주행하는 제1 주행 단계, 상기 제2 영역을 출발하여 제2 기준 영역을 중심으로 회전 주행하여 상기 제2 영역에 복귀하는 제2 주행 단계, 상기 제1 기준 영역을 중심으로 회전 주행하여 상기 제1 영역에 복귀하는 제3 주행 단계를 수행하도록 상기 회전 부재의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재의 회전 방향은 서로 반대 방향인 상태에서 양 회전 부재의 회전 속도 차이를 조절하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 제1, 제2, 제3 주행 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 영역으로의 복귀에 따라 상기 제1 피청소면의 청소가 완료되면, 상기 제1 영역으로부터 소정 거리 이격된 영역을 출발 영역으로 설정한 상태에서 상기 패턴 주행을 반복하도록 상기 구동부를 제어하여 다른 피청소면에 청소를 수행하도록 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
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