WO2019135590A1 - 충전 장치 - Google Patents

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WO2019135590A1
WO2019135590A1 PCT/KR2019/000016 KR2019000016W WO2019135590A1 WO 2019135590 A1 WO2019135590 A1 WO 2019135590A1 KR 2019000016 W KR2019000016 W KR 2019000016W WO 2019135590 A1 WO2019135590 A1 WO 2019135590A1
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WO
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robot cleaner
charging
setting signal
microcomputer
frequency
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PCT/KR2019/000016
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French (fr)
Inventor
서정호
박재홍
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/02—Docking stations; Docking operations
    • A47L2201/022—Recharging of batteries

Definitions

  • the present invention relates to a charging station for charging a battery included in a robot cleaner.
  • a vacuum cleaner is a household appliance that sucks and removes foreign matters on the floor.
  • a robot cleaner is a robot cleaner that performs cleaning while traveling within a certain range of work area without user's operation.
  • the robot cleaner determines the position of an obstacle or a wall through a sensor or a camera, and carries out cleaning while traveling to avoid an obstacle or a wall by using the discriminated information.
  • the robot cleaner is provided with a battery for supplying power required for driving, and such a battery is reused through charging after power is consumed.
  • the robot cleaner is provided to the consumer together with the charging device, and the robot cleaner is docked to the charging device to charge the battery.
  • the charging apparatus of the robot cleaner of the prior art discloses a technique in which charging is performed through contact between the charging electrode of the charging apparatus and the power supply electrode of the robot cleaner when the robot cleaner is docked to the charging apparatus.
  • the size information of the charging current applied from the charging device to the robot cleaner is used to recognize whether the charging device is mounted on the robot cleaner.
  • the microcomputer of the charging device recognizes that the robot cleaner is disconnected from the charging device, so that the battery of the robot cleaner is not sufficiently charged did.
  • the resistance constant of the shunt resistor for measuring the magnitude of the charging current must be increased, or an amplifier having a better offset voltage performance must be used, which increases the design cost.
  • the charging device is provided with a sensor (for example, a switch sensor) for detecting the mounting of the robot cleaner, the design of the charging device becomes complicated and the design cost increases.
  • a sensor for example, a switch sensor
  • the present invention provides a charging apparatus capable of more accurately recognizing whether or not a robot cleaner is mounted.
  • the present invention provides a charging apparatus capable of recognizing the mounting of the robot cleaner even when the size of the measured charging current is small.
  • the present invention provides a charging device which improves the control algorithm and is simple in design, and can more accurately recognize the mounting of the robot cleaner.
  • a charging apparatus comprising: a body provided with a charging electrode for charging a robot cleaner; A sensing unit for sensing that the robot cleaner is docked to the main body and electrically connected to the charging electrode; A power supply unit for supplying a charging current to the charging electrode; A measuring unit for measuring a magnitude of a charging current provided to the robot cleaner; And a microcomputer for recognizing whether or not the robot cleaner is docked based on the size information of the charging current measured by the measuring unit.
  • the microcomputer transmits a first setting signal to the robot cleaner side when the magnitude of the measured charging current is smaller than the set current level and, based on whether or not the second setting signal corresponding to the first setting signal is received, Thereby confirming whether or not the vacuum cleaner is docked.
  • the first setting signal has a preset frequency
  • the microcomputer compares the frequency of the first setting signal and the frequency of the second setting signal to recognize whether the robot cleaner is docked.
  • the microcomputer can recognize that the robot cleaner is docked to the main body when the frequency of the first set signal and the frequency of the second set signal coincide with each other.
  • the microcomputer controls the power supply unit to supply the charging current to the charging electrode when the frequency of the first setting signal and the frequency of the second setting signal match.
  • the microcomputer recognizes that the robot cleaner is disconnected from the main body when the frequency of the first setting signal and the frequency of the second setting signal do not match or the second setting signal is not received.
  • the microcomputer cuts off the supply of the charging current from the power supply unit to the charging electrode.
  • the first setting signal and the second setting signal are PWM signals.
  • a switch unit for electrically connecting or disconnecting the power supply unit and the charging electrode.
  • the microcomputer turns on the switch part to electrically connect the power source part and the charging electrode.
  • the switch unit may include a transistor disposed between the power source unit, the charging electrode, and the microcomputer.
  • the transistor may be turned on / off by the microcomputer to electrically connect or disconnect the power supply unit and the charging electrode.
  • the transistor may include a first transistor disposed between the power source and the charging electrode, and a second transistor disposed between the microcomputer and the first transistor, for turning on / off the first transistor.
  • a control method of a charging apparatus comprising: sensing that an electrode of a robot cleaner is electrically connected to a charging electrode of a charging apparatus; Performing charging by applying a charging current to the robot cleaner when it is detected that the electrode of the robot cleaner is in contact with the charging electrode of the charging device; Comparing the magnitude of the charge current and the magnitude of the set current applied to the robot cleaner; Transmitting a first setting signal to the robot cleaner side when the magnitude of the charging current becomes smaller than the set current magnitude; And checking whether the robot cleaner is docked based on whether a second setting signal corresponding to the first setting signal is received.
  • the step of checking whether the robot cleaner is docked includes the step of the micom recognizing whether the robot cleaner is docked by comparing the frequency of the first set signal and the frequency of the second set signal.
  • the micom can recognize that the robot cleaner is docked to the charging device.
  • the microcomputer can recognize that the robot cleaner is disconnected from the charging apparatus.
  • the microcomputer can control to supply the charging current from the power source to the charging electrode.
  • the microcomputer may interrupt supply of the charging current from the power source unit to the charging electrode when the microcomputer recognizes that the robot cleaner is disconnected from the charging apparatus.
  • the micom of the charging device transmits a first setting signal to the robot cleaner side, It is possible to recognize whether the robot cleaner is mounted on the charging apparatus based on whether or not the corresponding second setting signal is received.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a robot cleaner and a charging apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a charging apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flow chart illustrating a control algorithm of a charging device according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a robot cleaner and a charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a charging device 20 can supply power to a battery 120 built in a main body 110 of a robot cleaner 10 to charge the battery 120 have.
  • the robot cleaner 10 is docked to the charging device 20.
  • the battery 120 may be mounted on the charging device 20 while being separated from the robot cleaner 10.
  • the charging apparatus main body 210 includes a first body 211 supported on the bottom surface for mounting the robot cleaner 10 and a second body 212 extending from the first body 211 can do.
  • the second body 212 may extend upward of the first body 211.
  • the main body 210 of the charging device may have a substantially 'C' shape.
  • the first body 211 may be provided in a plate shape.
  • the lower surface of the first body 211 may contact the bottom surface.
  • the robot cleaner 10 can be seated (or docked) on the upper surface of the first body 212.
  • a charging electrode 220 for supplying power to the battery 120 of the robot cleaner 10 may be provided on the upper surface of the first body 211.
  • the charging electrode 220 may be supplied with a charging current for charging the battery 120.
  • the charging current may be formed by a power supply unit (240 in FIG. 2) provided in the second body 212.
  • the power supply unit 240 will be described later in more detail.
  • the second body 212 detects the seating (or docking) of the robot cleaner 10 of the first body 211 and detects the state of the battery 120 of the robot cleaner 10, .
  • the charging means may charge the battery 120 based on the battery state when the robot cleaner 10 is detected to be seated (or docked) on the first body 211.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a control structure of a charging apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the charging apparatus 20 may include a power supply unit 240 for supplying a charging power source to the battery 120 of the robot cleaner 10.
  • the power supply unit 240 may convert commercial power to a charging power suitable for supplying the battery 120 of the robot cleaner 10.
  • the charging device 20 may further include a sensing unit 250 sensing the seating (or docking) of the robot cleaner 10.
  • the sensing unit 250 may transmit a sensing signal to the microcomputer 290, which will be described later.
  • the microcomputer 290 can electrically connect the charging electrode 220 of the charging device 20 and the power supply electrode of the robot cleaner 10 to each other. Accordingly, the charging power of the power supply unit 240 can be transmitted to the battery 120 of the robot cleaner 10.
  • the sensing unit 250 may include a switch unit.
  • the switch unit may include a plurality of transistors (Q11, Q13, Q15, Q17).
  • the plurality of transistors may include a first transistor Q11 disposed between the power supply unit 240 and a terminal unit 260 described below.
  • the plurality of transistors may further include the microcomputer 290 and a second transistor Q13 disposed between the first transistors.
  • the second transistor Q13 may be turned on / off by the microcomputer 290.
  • the gate electrode G of the second transistor Q13 may be connected to the first signal terminal 256.
  • the first signal terminal 256 may be connected to a second signal terminal 291 connected to the microcomputer 290.
  • the microcomputer 290 turns on the second transistor Q13 through the first and second signal terminals 256 and 291, the first transistor Q11 may be turned on. Therefore, the power supply unit 240 and the terminal unit 260 may be electrically connected to each other. Accordingly, the charging power of the power supply unit 240 can be supplied to the battery 120 of the robot cleaner 10 through the terminal unit 260.
  • the plurality of transistors may include a third transistor (Q15) disposed between the microcomputer (290) and the terminal unit (260).
  • the drain terminal (D) of the third transistor (Q15) may be connected to the first signal terminal (256).
  • a switching signal corresponding to the setting signal may be transmitted to the terminal unit 260 through the third transistor Q15.
  • the switching signal may have the same frequency as the setting signal.
  • the plurality of transistors may further include a fourth transistor Q17 disposed between the microcomputer 290, the terminal unit 260, and the power supply unit 240.
  • the emitter terminal E of the fourth transistor Q17 may be connected to the power supply unit 240.
  • the power supply unit 240 may convert commercial power into driving power for operation of the transistor Q17 and provide the driving power to the emitter terminal E of the transistor Q17.
  • the collector terminal C of the fourth transistor Q17 may be connected to the microcomputer 290 and the ground line, respectively.
  • the drain terminal D of the fourth transistor Q17 may be connected to the terminal unit 260.
  • the driving power may be supplied to the emitter terminal E of the fourth transistor Q17.
  • the drain terminal D of the fourth transistor Q17 may be connected to the robot cleaner 10 to form a closed circuit.
  • the drain terminal D of the fourth transistor Q17 may be connected to the ground of the robot cleaner 10 side.
  • the fourth transistor Q17 may be turned on.
  • the driving power may be input to the microcomputer 290 as a seating signal (docking signal) that the robot cleaner 10 is recognized to be seated in the filling apparatus 20.
  • the charging device 20 may include a terminal unit 260 electrically connected to the charging electrode 220.
  • the terminal unit 260 is connected to the charging electrode 220.
  • the terminal unit 260 may be electrically connected to the power supply unit 240 and the sensing unit 250. Accordingly, the sensing unit 250 may receive the contact signal of the charging electrode 220 and the power supply electrode through the terminal unit 260.
  • the charging device 20 may further include a measuring unit 270 electrically connected to the terminal unit 260 and measuring a magnitude of a charging current supplied to the robot cleaner 10.
  • the measuring unit 270 may include a shunt resistor, for example.
  • the charging device 20 may further include an amplifying unit 280 for amplifying a signal including information on the magnitude of the charging current measured by the measuring unit 260.
  • the size of the charging current supplied to the battery 120 may gradually decrease.
  • the amplifying unit 280 amplifies the signal containing the information of the magnitude of the charging current, the microcomputer 290 can recognize the charged amount of the battery 120 even if the magnitude of the charging current is small Do.
  • the charging device 20 may further include a microcomputer 290 for recognizing the sensing signal of the sensing unit 250 and determining whether to supply power to the battery 120 of the robot cleaner 10 .
  • the microcomputer 290 may electrically connect the power source unit 240 and the terminal unit 260.
  • the microcomputer 290 is connected to the battery 120 of the robot cleaner 10 mounted on the charging device 20 via the measuring unit 270 and the amplifying unit 280.
  • the charging current Can be recognized.
  • the microcomputer 290 may transmit a setting signal having a preset frequency to the sensing unit 250.
  • the setting signal may have a set frequency.
  • the setting signal may include, for example, a PWM signal having a predetermined frequency.
  • the set frequency can be set by the user.
  • the setting signal may be input to the sensing unit 250.
  • the sensing unit 250 may transmit a signal having the same frequency as the setting signal (hereinafter referred to as a switching signal) to the robot cleaner 10 through the terminal unit 260.
  • the signal having the set frequency may be returned from the robot cleaner 10 and input to the terminal unit 260 again.
  • the signal input to the terminal unit 260 may be input to the microcomputer 290 via the amplification unit 280.
  • the microcomputer 290 can confirm whether or not the charging device 20 of the robot cleaner 10 is seated by checking whether the frequency of the received set signal and the received signal match.
  • the microcomputer 290 recognizes that the robot cleaner 10 is seated in the charging device 20 when the frequency of the received set signal and the frequency of the received signal coincide with each other. That is, the microcomputer 290 recognizes that the power supply electrode of the robot cleaner 10 and the charging electrode 220 of the charging device 20 are in contact with each other.
  • the charged state of the battery 120 can be maintained. Accordingly, the charging efficiency of the battery 120 is improved.
  • the microcomputer 290 can recognize that the robot cleaner 10 is disconnected from the charging device 20. In this case, the electrical connection between the power supply unit 240 and the terminal unit 260 is cut off, thereby unnecessary power consumption can be prevented.
  • FIG. 4 is a flow chart illustrating a control algorithm of a charging device according to an embodiment of the present invention.
  • the microcomputer 290 can recognize the seating signal (S1).
  • the power terminal of the robot cleaner 10 and the charging terminal 220 of the charging device 20 may be in contact with each other.
  • the fourth transistor Q17 of the sensing unit 250 is turned on, and a sensing signal may be input to the microcomputer 290.
  • the microcomputer 290 can transmit a setting signal having a preset frequency to the terminal unit 260.
  • the microcomputer 290 may transmit the setting signal to the terminal unit 260 through the third transistor Q15.
  • the microcomputer 290 recognizes that the robot cleaner 10 is seated in the charging device 20 when a signal having the set frequency is input to the microcomputer 290 within the set time.
  • the microcomputer 290 may supply the charging power to the battery 120 of the robot cleaner 10 through the terminal unit 260 at step S3. That is, the battery of the robot cleaner 10 can be charged.
  • the microcomputer 290 may turn on the second transistor Q13 and the first transistor Q11. Accordingly, the charging current of the power supply unit 240 can be supplied to the battery of the robot cleaner 10 via the terminal unit 260.
  • the microcomputer 290 may measure the magnitude of the charge current supplied to the battery 120 of the robot cleaner 10 using the measurement unit 270 and the amplification unit 280. [ As the battery 120 of the robot cleaner 10 is charged, the charge current supplied to the battery 120 may gradually decrease.
  • the microcomputer 290 can confirm that the magnitude of the charge current becomes smaller than the set current magnitude through the measurement unit 270 and the amplification unit 280 at operation S5.
  • the set current can be understood as a value at which the error of the value amplified by the amplifier 280 becomes equal to or greater than a reference value.
  • the microcomputer 290 can transmit a setting signal to the robot cleaner 10 side.
  • the microcomputer 290 can generate a setting signal having the set frequency as the first and second signal terminals 256 and 291. [ Accordingly, the switching signal having the set frequency can be transmitted to the robot cleaner 10 through the third transistor Q15.
  • the microcomputer 290 can confirm whether the same signal having the set frequency of the setting signal is received within the set time (S9).
  • the microcomputer 290 can check whether a signal having the same frequency as the set frequency is input through the measuring unit 270 and the amplifying unit 280.
  • the microcomputer 290 can recognize that the robot cleaner 290 is not seated in the first body 211, that is, in a separated state, if the reception signal having the preset frequency is not recognized within the set time .
  • the first and second transistors Q11 and Q13 may be turned off to prevent the power supply of the power supply unit 240 from being supplied to the terminal unit 260 side. Accordingly, the power consumption efficiency can be improved, and the charging electrode 220 connected to the terminal unit 260 can be prevented from being in contact with the body of the user, thereby causing a safety accident.
  • the microcomputer 290 can recognize that the robot cleaner 290 is seated in the first body 211 (S13).
  • the microcomputer 290 can turn on the first and second transistors Q11 and Q13 so that the battery 120 of the robot cleaner 10 can be continuously charged.
  • the battery 120 of the robot cleaner 10 can be sufficiently charged, thereby improving the efficiency of the battery.
  • the microcomputer 290 can recognize whether the robot cleaner 10 is seated or not, without having to include a separate sensor (e.g., a switch).
  • the microcomputer 290 transmits a setting signal having a preset frequency to the robot cleaner 10 and detects the frequency of the signal received within the set time Whether the robot cleaner 10 is seated with respect to the charging device 20 or not is recognized by comparing whether or not the set frequencies match.
  • the microcomputer 290 provides the charging power to the robot cleaner 10 through the terminal unit 260 and the charging current measured by the measuring unit 270 is supplied to the microcomputer 290. [ It is also possible to recognize whether the robot cleaner 10 is seated on the charging device 20 or not.
  • a signal transmitted to the robot cleaner 10 by the microcomputer 290 to check whether the robot cleaner 10 is seated may be referred to as a first set signal.
  • a signal corresponding to the first setting signal and returned from the robot cleaner 10 and received by the microcomputer 290 of the charging device 20 may be referred to as a second setting signal.

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Abstract

본 발명의 충전 장치는, 로봇 청소기의 충전을 위한 충전 전극이 마련되는 본체; 상기 본체에 로봇 청소기가 도킹되어, 상기 로봇 청소기가 상기 충전 전극에 전기적으로 연결되는 것을 감지하는 감지부; 상기 충전 전극으로 충전 전류를 공급하는 전원부; 상기 로봇 청소기에 제공되는 충전 전류의 크기를 측정하는 측정부; 및 상기 측정부에서 측정되는 충전 전류의 크기 정보에 기초하여 로봇 청소기의 도킹 여부를 인식하는 마이컴을 포함한다. 상기 마이컴은, 측정되는 충전 전류의 크기가 설정 전류의 크기보다 작은 경우, 제 1 설정 신호를 상기 로봇 청소기 측으로 송신하고, 상기 제 1 설정 신호에 대응되는 제 2 설정 신호의 수신 여부에 기초하여 로봇 청소기의 도킹 여부를 확인한다.

Description

충전 장치
본 발명은 로봇 청소기에 구비된 배터리를 충전하기 위한 충전 장치(Charing station)에 관한 것이다.
일반적으로, 청소기란, 바닥면의 이물질 등을 흡입하여 제거하는 가전기기이다.
이와 같은 청소기 중 사용자의 조작 없이 일정 범위의 작업영역 내를 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 청소기를 로봇 청소기라 한다.
로봇 청소기는, 센서나 카메라 등을 통해 장애물이나 벽의 위치를 판별하고, 판별된 정보를 이용하여 장애물이나 벽을 회피하도록 주행하면서 청소작업을 수행한다.
상기와 같은 주행을 위해서, 로봇 청소기에는 구동에 필요한 전력을 공급하기 위한 배터리가 구비되며, 이러한 배터리는 전력이 소모된 이후 충전을 통해 재사용하게 된다.
따라서, 상기 로봇 청소기는 충전 장치와 함께 소비자에게 제공되며, 충전 장치에는 로봇 청소기가 도킹하여 배터리의 충전이 이루어질 수 있다.
이러한 로봇 청소기의 충전 장치와 관련하여, 아래와 같은 선행문헌이 공개된 바 있다.
한국 공개특허공보 10-2012-0019437(2012.03.06), 발명의 명칭: 충전 장치
선행문헌의 로봇 청소기의 충전 장치에는, 로봇 청소기가 상기 충전 장치에 도킹될 때, 충전 장치의 충전전극 및 로봇 청소기의 전원전극 간의 접촉을 통하여 충전이 수행되는 기술이 개시된다.
종래의 경우, 로봇 청소기의 충전 장치 장착 여부를 인식하기 위하여, 상기 충전전극 및 전원전극가 접촉될 때, 상기 충전 장치에서 상기 로봇 청소기 측으로 인가되는 충전전류의 크기 정보를 이용하였다.
한편, 로봇 청소기의 충전이 진행될수록 충전 전류의 크기가 작아질 수 있다. 이때, 상기 충전 전류의 크기가 마이컴의 인식 범위를 벗어나게 되는 경우, 상기 충전 장치의 마이컴은 상기 로봇 청소기가 상기 충전 장치로부터 분리된 것으로 인식하여, 상기 로봇 청소기의 배터리가 충분히 충전되지 않는 문제가 발생했다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 충전 장치에, 상기 충전전류의 크기를 증폭시키는 증폭기(Amplifier) 또는 상기 로봇 청소기의 장착을 감지하는 센서를 구비하는 방안이 제시되었다.
한편, 상기 충전 장치에 증폭기를 구비하는 경우, 증폭기에 공급되는 오프셋 전압(Offset Voltage)으로 인하여, 상기 충전 장치의 마이컴에 입력되는 충전전류 정보에 오차가 발생할 수 있다.
이때, 상기 오차를 줄이기 위해서는, 상기 충전전류의 크기 측정을 위한 션트 저항(Shunt Resistor)의 저항 정수를 늘리거나, 오프셋 전압 성능이 더 좋은 증폭기를 이용해야 하므로, 설계 비용이 증가하는 문제가 있다.
또한, 상기 충전 장치에 상기 로봇 청소기의 장착을 감지하는 센서(일례로, 스위치 센서)를 구비할 경우, 충전 장치의 설계가 복잡해지고, 설계 비용이 증가하는 문제가 있다.
본 발명은, 로봇 청소기의 장착 여부를 보다 정확히 인식할 수 있는 충전 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 측정되는 충전 전류의 크기가 작아지더라도 로봇 청소기의 장착을 인식할 수 있는 충전 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 제어 알고리즘을 개선하여, 설계가 간단하고, 로봇 청소기의 장착을 보다 정확하게 인식할 수 있는 충전 장치를 제공한다.
일 측면에 따른 충전 장치는, 로봇 청소기의 충전을 위한 충전 전극이 마련되는 본체; 상기 본체에 로봇 청소기가 도킹되어, 상기 로봇 청소기가 상기 충전 전극에 전기적으로 연결되는 것을 감지하는 감지부; 상기 충전 전극으로 충전 전류를 공급하는 전원부; 상기 로봇 청소기에 제공되는 충전 전류의 크기를 측정하는 측정부; 및 상기 측정부에서 측정되는 충전 전류의 크기 정보에 기초하여 로봇 청소기의 도킹 여부를 인식하는 마이컴을 포함한다.
상기 마이컴은, 측정되는 충전 전류의 크기가 설정 전류의 크기보다 작은 경우, 제 1 설정 신호를 상기 로봇 청소기 측으로 송신하고, 상기 제 1 설정 신호에 대응되는 제 2 설정 신호의 수신 여부에 기초하여 로봇 청소기의 도킹 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 설정 신호는 설정 주파수를 가지고, 상기 마이컴은, 상기 제 1 설정 신호의 주파수 및 제 2 설정 신호의 주파수를 비교하여, 상기 로봇 청소기의 도킹 여부를 인식할 수 있다.
상기 마이컴은, 상기 1 설정 신호의 주파수 및 제 2 설정 신호의 주파수가 일치하는 경우, 상기 로봇 청소기가 상기 본체에 도킹된 것으로 인식할 수 있다.
상기 마이컴은, 상기 제 1 설정 신호의 주파수 및 제 2 설정 신호의 주파수가 일치하는 경우, 상기 전원부에서 상기 충전 전극으로 충전 전류를 공급하도록 제어한다.
상기 마이컴은, 상기 제 1 설정 신호의 주파수 및 제 2 설정 신호의 주파수가 일치하지 않거나, 상기 제 2 설정 신호를 수신하지 못하는 경우, 상기 로봇 청소기가 상기 본체에서 분리된 것으로 인식한다.
상기 마이컴은, 상기 로봇 청소기가 상기 본체에서 분리된 것으로 인식되면, 상기 전원부에서 상기 충전 전극으로의 충전 전류 공급을 차단한다.
상기 제 1 설정 신호 및 제 2 설정 신호는 PWM 신호이다.
상기 전원부 및 상기 충전 전극을 전기적으로 연결 또는 차단하는 스위치부를 더 포함할 수 있다.
상기 마이컴은, 상기 감지부에 의해서 상기 충전 장치의 도킹이 감지되면, 상기 스위치부를 턴 온시켜 상기 전원부 및 상기 충전 전극을 전기적으로 연결시킨다.
상기 스위치부는, 상기 전원부, 상기 충전 전극, 및 상기 마이컴 사이에 배치되는 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 트랜지스터는 상기 마이컴에 의해 턴/오프되어, 상기 전원부 및 상기 충전 전극을 전기적으로 연결 또는 차단시킬 수 있다.
상기 트랜지스터는, 상기 전원부 및 상기 충전 전극 사이에 배치되는 제 1 트랜지스터와, 상기 마이컴 및 상기 제 1 트랜지스터 사이에 배치되어, 상기 제 1 트랜지스터를 온/오프 시키는 제 2 트랜지스터를 포함할 수 있다.
다른 측면에 따른 충전 장치의 제어방법은, 로봇 청소기의 전극이 충전 장치의 충전 전극에 전기적으로 연결되는 것을 감지하는 단계; 로봇 청소기의 전극이 상기 충전 장치의 충전 전극에 접촉된 것이 감지되면, 상기 로봇 청소기에 충전 전류를 인가하여 충전을 수행하는 단계; 상기 로봇 청소기에 인가되는 충전 전류의 크기 및 설정 전류 크기를 비교하는 단계; 상기 충전 전류의 크기가 상기 설정 전류 크기보다 작아지는 경우, 제 1 설정 신호를 상기 로봇 청소기 측으로 송신하는 단계; 및 상기 제 1 설정 신호에 대응되는 제 2 설정 신호의 수신 여부에 기초하여 상기 로봇 청소기의 도킹 여부를 확인하는 단계를 포함한다.
상기 로봇 청소기의 도킹 여부를 확인하는 단계는, 상기 마이컴이, 상기 제 1 설정 신호의 주파수 및 상기 제 2 설정 신호의 주파수를 비교하여 상기 로봇 청소기의 도킹 여부를 인식하는 단계를 포함한다.
상기 1 설정 신호의 주파수 및 상기 제 2 설정 신호의 주파수가 서로 일치하는 경우, 상기 마이컴은 상기 로봇 청소기가 상기 충전 장치에 도킹된 것으로 인식할 수 있다.
상기 1 설정 신호의 주파수 및 상기 제 2 설정 신호의 주파수가 서로 일치하지 않거나, 상기 제 2 설정 신호를 수신하지 못한 경우, 상기 마이컴은 상기 로봇 청소기가 상기 충전 장치에서 분리된 것으로 인식할 수 있다.
상기 마이컴은 상기 로봇 청소기가 상기 충전 장치에 도킹된 것으로 인식하면, 상기 전원부에서 상기 충전 전극으로 충전 전류를 공급하도록 제어할 수 있다.
상기 마이컴은, 상기 로봇 청소기가 상기 충전 장치에서 분리된 것으로 인식되면, 상기 전원부에서 상기 충전 전극으로의 충전 전류 공급을 차단할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 충전 장치에서 로봇청소기의 충전이 수행되는 과정에서, 충전전류가 작아지는 경우에도, 상기 충전 장치의 마이컴은 제 1 설정 신호를 상기 로봇청소기측에 송신하고, 송신한 신호에 대응되는 제 2 설정 신호의 수신 여부에 기초하여 상기 로봇 청소기의 충전 장치 장착 여부를 인식할 수 있다.
따라서, 로봇 청소기의 배터리 충전이 측정되는 충전 전류의 크기가 작아져 인식률이 저하되더라도, 신호의 송수신을 이용하여 로봇 청소기의 장착 여부를 보다 정확하게 인식할 수 있다.
특히, 충전 전류 크기 정보에 관계없이, 송신되는 주파수의 일치 여부를 비교하여 로봇 청소기의 충전 장치 장착 여부를 확인할 수 있어서, 상기 충전 전류의 크기에 따른 증폭부의 오차율을 고려하지 않아도 되는 장점이 있다. 따라서, 보다 정확하게 상기 로봇 청소기의 충전 장치 장착 여부를 인식할 수 있다.
또한, 별도로 로봇 청소기의 장착을 감지하기 위한 센서를 구비할 필요 없이, 제어 알고리즘의 개선만으로 상기 로봇 청소기의 장치에 대한 인식률을 향상시킬 수 있으므로, 설계 비용을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇 청소기 및 충전 장치를 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 회로구성을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 회로도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 제어 알고리즘을 보여주는 순서도.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
[로봇 청소기 및 충전 장치의 구성]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기 및 충전 장치를 보여주는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치(20)는 로봇 청소기(10)의 본체(110)에 내장된 배터리(120)에 전원을 공급하여 배터리(120)를 충전할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 충전 장치(20)에 로봇 청소기(10)가 도킹되는 것으로 설명된다. 다만, 다른 실시예로, 상기 배터리(120)가 로봇 청소기(10)로부터 분리된 상태에서 상기 충전 장치(20)에 장착되는 것도 가능하다.
상기 충전 장치(20)에는, 외관을 형성하는 충전 장치 본체(210)와, 상기 로봇 청소기(10)에 전원을 공급하기 위한 충전 전극(220)과, 상용전원을 공급받기 위한 전원 코드(235)를 포함할 수 있다.
상기 충전 장치 본체(210)는, 바닥면에 지지되며 상기 로봇 청소기(10)가 장착되기 위한 제 1 바디(211)와, 상기 제 1 바디(211)에서 연장되는 제 2 바디(212)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 바디(212)는 상기 제 1 바디(211)의 상방으로 연장될 수 있다.
상기 충전 장치 본체(210)는 대략 'ㄴ' 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 바디(211)는 바닥면에 안정적으로 지지되도록 하기 위하여, 플레이트 형상으로 구비될 수 있다. 일례로, 도면에 도시되는 바와 같이, 상기 제 1 바디(211)의 하면은 바닥면에 접촉될 수 있다. 그리고 상기 제 1 바디(212)의 상면에는 상기 로봇 청소기(10)가 안착(또는 도킹)될 수 있다.
상기 제 1 바디(211)의 상면에는, 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120)에 전원을 공급하기 위한 충전 전극(220)이 구비될 수 있다. 상기 충전 전극(220)에는, 상기 배터리(120)를 충전하기 위한 충전전류가 공급될 수 있다. 상기 충전 전류는 상기 제 2 바디(212)에 구비된 전원부(도 2의 240)에 의해 형성될 수 있다. 상기 전원부(240)에 대한 보다 상세한 내용은 후술된다.
상기 제 2 바디(212)는 상기 제 1 바디(211)의 로봇 청소기(10)의 안착(또는 도킹)을 감지하고, 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120) 상태를 확인 및 충전하는 충전수단을 구비할 수 있다. 상기 제 1 바디(211)에 상기 로봇 청소기(10)의 안착(또는 도킹)된 것이 감지되면, 상기 충전수단은 배터리 상태에 기반하여 상기 배터리(120)를 충전시킬 수 있다.
이하에서는, 상기 충전 장치의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
[로봇 청소기의 배터리 충전을 위한 충전 장치 구성]
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 제어구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 회로도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 충전 장치(20)는 충전전원을 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120)로 공급하기 위한 전원부(240)를 포함할 수 있다. 상기 전원부(240)는 상용전원을 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120)에 공급되기 적합한 충전전원으로 변환시킬 수 있다.
상기 충전 장치(20)는 상기 로봇 청소기(10)의 안착(또는 도킹)을 감지하는 감지부(250)를 더 포함할 수 있다. 상기 로봇 청소기(10)의 안착이 감지되는 경우, 상기 감지부(250)는 감지 신호를 후술되는 마이컴(290)으로 전달할 수 있다.
상기 감지 신호가 인식되면, 상기 마이컴(290)은 상기 충전 장치(20)의 충전전극(220) 및 상기 로봇 청소기(10)의 전원 전극를 서로 전기적으로 연결 시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 전원부(240)의 충전전원은 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120) 측으로 전달될 수 있다.
상기 감지부(250)는 스위치부를 포함할 수 있다. 상기 스위치부는, 복수의 트랜지스터(Q11, Q13, Q15, Q17)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 트랜지스터는 상기 전원부(240) 및 후술되는 단자부(260) 사이에 배치되는 제 1 트랜지스터(Q11)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 트랜지스터는 상기 마이컴(290) 및 상기 제 1 트랜지스터 사이에 배치되는 제 2 트랜지스터(Q13)를 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 트랜지스터(Q13)는 상기 마이컴(290)에 의해 턴 온/오프(turn on/off)될 수 있다. 상세히, 상기 제 2 트랜지스터(Q13)의 게이트 전극(G)은 제 1 신호단자(256)에 연결될 수 있다. 상기 제 1 신호단자(256)는 상기 마이컴(290)에 연결되는 제 2 신호단자(291)에 연결될 수 있다.
상기 마이컴(290)이 상기 제 1, 2 신호단자(256, 291)를 통해서, 상기 제 2 트랜지스터(Q13)을 턴 온 시키면, 상기 제 1 트랜지스터(Q11)는 턴 온 될 수 있다. 따라서, 상기 전원부(240) 및 상기 단자부(260)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 전원부(240)의 충전전원은 상기 단자부(260)를 통해 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120)에 공급될 수 있다.
상기 복수의 트랜지스터는 상기 마이컴(290) 및 상기 단자부(260) 사이에 배치되는 제 3 트랜지스터(Q15)를 포함할 수 있다.
상기 제 3 트랜지스터(Q15)의 드레인단자(D)는 상기 제 1 신호단자(256)에 연결될 수 있다. 상기 마이컴(290)이 설정 주파수를 가지는 신호를 송신하는 경우, 상기 제 3 트랜지스터(Q15)를 통해 상기 설정 신호에 대응되는 스위칭 신호가 상기 단자부(260) 측으로 전달될 수 있다. 상기 스위칭 신호는 상기 설정 신호와 동일한 주파수를 가질 수 있다.
상기 복수의 트랜지스터는 상기 마이컴(290), 상기 단자부(260), 및 상기 전원부(240) 사이에 배치되는 제 4 트랜지스터(Q17)를 더 포함할 수 있다.
상기 제 4 트랜지스터(Q17)의 에미터 단자(E)는 상기 전원부(240)에 연결될 수 있다. 상기 전원부(240)는 상용전원을 상기 트랜지스터(Q17)의 동작을 위한 구동전원으로 변환하여, 상기 트랜지스터(Q17)의 에미터 단자(E)에 제공할 수 있다.
상기 제 4 트랜지스터(Q17)의 컬렉터 단자(C)는 상기 마이컴(290) 및 접지라인에 각각 연결될 수 있다. 또한, 상기 제 4 트랜지스터(Q17)의 드레인 단자(D)는 상기 단자부(260)에 연결될 수 있다.
상기 전원 코드(235)가 콘센트에 연결되는 경우, 상기 제 4 트랜지스터(Q17)의 에미터 단자(E)에는 상기 구동전원이 공급될 수 있다.
상기 제 1 바디(211)에 상기 로봇 청소기(10)가 안착되는 경우, 상기 제 4 트랜지스터(Q17)의 드레인단자(D)는 상기 로봇 청소기(10) 측에 연결되어 폐회로를 형성할 수 있다.
일례로, 상기 제 4 트랜지스터(Q17)의 드레인 단자(D)는 상기 로봇 청소기(10) 측의 접지에 연결될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제 4 트랜지스터(Q17)가 턴 온 될 수 있다. 이때, 상기 구동전원은 상기 로봇 청소기(10)가 상기 충전 장치(20)에 안착되는 것으로 인식되는 안착 신호(도킹 신호)로서 상기 마이컴(290)에 입력될 수 있다.
상기 충전 장치(20)는 상기 충전 전극(220)과 전기적으로 연결되는 단자부(260)를 포함할 수 있다. 상기 단자부(260)는 상기 충전 전극(220)에 연결된다.
상기 단자부(260)는 상기 전원부(240) 및 감지부(250)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 감지부(250)에는 상기 단자부(260)를 통해 상기 충전 전극(220) 및 상기 전원 전극의 접촉 신호가 입력될 수 있다.
상기 충전 장치(20)는, 상기 단자부(260)에 전기적으로 연결되며, 상기 로봇 청소기(10) 측으로 공급되는 충전 전류의 크기를 측정하는 측정부(270)를 더 포함할 수 있다. 상기 측정부(270)는 일례로, 션트 저항(Shunt Resistor)을 포함할 수 있다.
상기 충전 장치(20)는 상기 측정부(260)에 의해 측정된 충전 전류의 크기정보가 담긴 신호를 증폭시키는 증폭부(280)를 더 포함할 수 있다.
상기 충전 장치(20)에 의해 상기 배터리(120)의 충전이 진행될수록, 상기 배터리(120)에 공급되는 충전 전류의 크기는 점차 줄어들 수 있다. 이때, 상기 증폭부(280)가 상기 충전 전류의 크기 정보가 담긴 신호를 증폭하기 때문에, 상기 마이컴(290)은 상기 충전 전류의 크기가 작아지더라도 상기 배터리(120)의 충전량을 인식하는 것이 가능하다.
상기 충전 장치(20)는, 상기 감지부(250)의 감지신호를 인식하고, 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120)에 충전전원 공급 여부를 결정하는 마이컴(290)을 더 포함할 수 있다.
상기 감지신호가 인식되면, 상기 마이컴(290)은 상기 전원부(240) 및 상기 단자부(260)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
또한, 상기 마이컴(290)은 상기 측정부(270) 및 상기 증폭부(280)를 통하여, 상기 충전 장치(20)에 장착된 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120)에 공급되고 있는 충전 전류의 크기를 인식할 수 있다.
또한, 상기 충전 전류의 크기가 미리 설정한 설정값 보다 작아지는 경우, 상기 마이컴(290)은 상기 감지부(250) 측에 설정 주파수를 가진 설정 신호를 송신할 수 있다.
상기 설정 신호는 설정 주파수를 가질 수 있다. 상기 설정 신호는 일례로, 기설정된 주파수를 갖는 PWM 신호를 포함할 수 있다. 상기 설정 주파수는 사용자에 의해 설정될 수 있다.
상기 설정 신호는 상기 감지부(250)에 입력될 수 있다. 그리고 상기 감지부(250)는 상기 설정 신호와 동일한 주파수를 가진 신호(이하에서는, 스위칭 신호)를 상기 단자부(260)를 통해, 상기 로봇 청소기(10) 측으로 전달될 수 있다. 그리고 상기 설정 주파수를 가진 신호는 상기 로봇 청소기(10) 측에서 리턴(return) 되어 다시 상기 단자부(260)에 입력될 수 있다.
그리고 상기 단자부(260)에 입력된 신호는 상기 증폭부(280)를 경유하여, 상기 마이컴(290)에 입력될 수 있다. 이때, 상기 마이컴(290)은 송신한 설정 신호 및 수신 신호의 주파수 일치 여부를 확인하여, 상기 로봇 청소기(10)의 상기 충전 장치(20)의 안착 여부를 확인할 수 있다.
상기 송신한 설정 신호 및 상기 수신 신호의 주파수가 일치하는 경우, 상기 마이컴(290)은 상기 로봇 청소기(10)가 상기 충전 장치(20)에 안착되어 있는 상태인 것으로 인식할 수 있다. 즉, 상기 마이컴(290)은 상기 로봇 청소기(10)의 전원 전극 및 상기 충전 장치(20)의 충전 전극(220)이 서로 접촉된 상태인 것으로 인식할 수 있다.
이러한 경우, 상기 전원부(240) 및 상기 단자부(260)의 전기적 연결상태를 유지시킴으로써, 상기 배터리(120)의 충전 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라, 상기 배터리(120)의 충전 효율이 개선되는 장점이 있다.
반대로, 상기 송신한 설정 신호 및 상기 수신 신호가 일치하지 않는 경우, 상기 마이컴(290)은 상기 로봇 청소기(10)가 상기 충전 장치(20)에서 분리된 상태인 것으로 인식할 수 있다. 이러한 경우, 상기 전원부(240) 및 상기 단자부(260)의 전기적 연결을 차단시켜, 불필요하게 전력이 소모되는 현상을 방지할 수 있다.
<충전 장치의 회로 동작>
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 장치의 제어 알고리즘을 보여주는 순서도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 로봇 청소기(10)가 상기 충전 장치(20)의 제 1 바디(211)에 안착되면, 상기 마이컴(290)은 안착 신호를 인식할 수 있다(S1). 상세히, 상기 로봇 청소기(10)가 상기 제 1 바디(211)에 안착되는 경우, 상기 로봇 청소기(10)의 전원 단자 및 상기 충전 장치(20)의 충전 단자(220)는 서로 접촉될 수 있다.
이때, 상기 감지부(250)의 제 4 트랜지스터(Q17)가 턴 온 되면서, 상기 마이컴(290)에는 감지 신호가 입력될 수 있다.
상기 감지 신호가 인식되면, 상기 마이컴(290)은 설정 주파수를 가진 설정 신호를 상기 단자부(260) 측으로 송신할 수 있다. 상기 마이컴(290)은 상기 제 3 트랜지스터(Q15)를 통해 상기 단자부(260) 측으로 상기 설정 신호를 송신할 수 있다. 상기 마이컴(290)에 설정 시간 내에, 상기 설정 주파수를 가진 신호가 입력되는 경우, 상기 마이컴(290)은 상기 로봇 청소기(10)가 상기 충전 장치(20)에 안착된 것으로 인식할 수 있다.
상기 마이컴(290)은 충전 전원을 상기 단자부(260)를 통하여 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120)에 공급할 수 있다(S3). 즉, 상기 로봇 청소기(10)의 배터리는 충전될 수 있다.
상세히, 상기 마이컴(290)은 제 2 트랜지스터(Q13) 및 제 1 트랜지스터(Q11)를 턴 온 시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 전원부(240)의 충전전류는 상기 단자부(260)를 경유하여, 상기 로봇 청소기(10)의 배터리에 공급될 수 있다. 상기 마이컴(290)은 상기 측정부(270) 및 상기 증폭부(280)를 이용하여 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120)에 공급되는 충전 전류의 크기를 측정할 수 있다. 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120)가 충전될수록, 상기 배터리(120)에 공급되는 충전 전류의 크기는 점차 감소할 수 있다.
상기 마이컴(290)은 상기 측정부(270) 및 상기 증폭부(280)를 통해 상기 충전 전류의 크기가 설정 전류 크기 보다 작아지는 것을 확인할 수 있다(S5).
상기 설정 전류는 상기 증폭부(280)에 의해 증폭되는 값의 오차가 기준치 이상이 되는 값으로 이해될 수 있다.
상기 충전 전류의 크기가 상기 설정 전류 크기 보다 작아지는 경우 상기 마이컴(290)은 설정 신호를 상기 로봇 청소기(10) 측으로 송신할 수 있다.
상기 마이컴(290)은 설정 주파수를 가진 설정 신호를 상기 제 1, 2 신호단자(256, 291)로 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제 3 트렌지스터(Q15)를 통해 상기 설정 주파수를 가진 스위칭 신호가 상기 로봇 청소기(10) 측으로 전달될 수 있다.
상기 마이컴(290)은 설정 시간 이내에 상기 설정 신호의 설정 주파수를 가진 동일한 신호가 수신되는 되는지 확인할 수 있다(S9).
상기 마이컴(290)은 상기 측정부(270) 및 증폭부(280)를 통해 상기 설정 주파수와 동일한 주파수를 가진 신호가 입력되는지 확인할 수 있다.
설정 시간 이내에 상기 설정 주파수를 가진 수신 신호가 인식되지 않는 경우, 상기 마이컴(290)은 상기 로봇 청소기(290)가 상기 제 1 바디(211)에 안착되지 않은, 즉 분리된 상태로 인식할 수 있다.
따라서, 상기 제 1, 2 트랜지스터(Q11, Q13)를 턴 오프 시켜, 상기 전원부(240)의 전원이 상기 단자부(260) 측으로 공급되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 소비전력 효율이 개선될 수 있으며, 상기 단자부(260)에 연결된 충전 전극(220)이 사용자의 신체에 접촉되어 안전사고가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 단계 S9에서, 상기 설정 시간 이내에 상기 설정 주파수를 가진 수신 신호가 인식되는 경우, 상기 마이컴(290)은 상기 로봇 청소기(290)가 제 1 바디(211)에 안착되어 있는 것으로 인식할 수 있다(S13).
이에 따라, 상기 마이컴(290)은 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120)가 계속 충전될 수 있도록 상기 제 1, 2 트랜지스터(Q11, Q13)을 턴 온 시킬 수 있다.
이에 따라, 상기 로봇 청소기(10)의 배터리(120)가 충분히 충전될 수 있어서, 배터리의 효율을 개선시키는 장점이 있다.
뿐만 아니라, 상기 측정부(270)에서 측정되는 충전 전류 크기정보에 관계없이, 설정 주파수를 가진 신호의 수신 여부만으로도 로봇 청소기(10)의 충전 장치(20) 안착 여부를 확인할 수 있어서, 상기 충전 전류의 크기에 따른 증폭부(280)의 오차율을 고려하지 않아도 되는 장점이 있다.
다르게 표현하면, 보다 정확하게 상기 로봇 청소기(10)의 충전 장치(20)의 안착 여부를 인식할 수 있다. 또한, 별도의 센서(일례로 스위치)를 구비할 필요없이, 상기 마이컴(290)이 상기 로봇 청소기(10)의 안착 여부를 인식할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는, 다른 실시예를 제안한다.
이전 실시예에서, 상기 감지부(250)에서 안착 신호가 인식되면, 상기 마이컴(290)은 설정 주파수를 가진 설정 신호를 상기 로봇 청소기(10) 측으로 송신하고, 설정 시간 내에 수신되는 신호의 주파수 및 상기 설정 주파수의 일치 여부를 비교하여 상기 충전 장치(20)에 대한 상기 로봇 청소기(10)의 안착 여부를 인식하였다.
다른 실시예로서, 상기 안착 신호가 인식되면, 상기 마이컴(290)은 충전 전원을 상기 단자부(260)를 통하여 상기 로봇 청소기(10) 측에 제공하고, 상기 측정부(270)에서 측정되는 충전 전류의 크기를 확인하여, 상기 충전 장치(20)에 대한 상기 로봇 청소기(10)의 안착 여부를 인식하는 것도 가능하다.
본 명세서에서, 상기 마이컴(290)이 상기 로봇 청소기(10)의 안착 여부를 확인하기 위해 상기 로봇 청소기(10) 측으로 송신하는 신호를 제 1 설정 신호라 이름할 수 있다.
그리고 상기 제 1 설정 신호에 대응되며, 상기 로봇 청소기(10) 측에서 리턴되어 상기 충전 장치(20)의 마이컴(290)에 수신되는 신호를 제 2 설정 신호라 이름할 수 있다.

Claims (16)

  1. 로봇 청소기의 충전을 위한 충전 전극이 마련되는 본체;
    상기 본체에 로봇 청소기가 도킹되어, 상기 로봇 청소기가 상기 충전 전극에 전기적으로 연결되는 것을 감지하는 감지부;
    상기 충전 전극으로 충전 전류를 공급하는 전원부;
    상기 로봇 청소기에 제공되는 충전 전류의 크기를 측정하는 측정부; 및
    상기 측정부에서 측정되는 충전 전류의 크기 정보에 기초하여 로봇 청소기의 도킹 여부를 인식하는 마이컴을 포함하고,
    상기 마이컴은, 측정되는 충전 전류의 크기가 설정 전류의 크기보다 작은 경우, 제 1 설정 신호를 상기 로봇 청소기 측으로 송신하고,
    상기 제 1 설정 신호에 대응되는 제 2 설정 신호의 수신 여부에 기초하여 로봇 청소기의 도킹 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 설정 신호는 설정 주파수를 가지고,
    상기 마이컴은,
    상기 제 1 설정 신호의 주파수 및 제 2 설정 신호의 주파수를 비교하여, 상기 로봇 청소기의 도킹 여부를 인식하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 마이컴은,
    상기 1 설정 신호의 주파수 및 제 2 설정 신호의 주파수가 일치하는 경우, 상기 로봇 청소기가 상기 본체에 도킹된 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 마이컴은,
    상기 제 1 설정 신호의 주파수 및 제 2 설정 신호의 주파수가 일치하지 않거나, 상기 제 2 설정 신호를 수신하지 못하는 경우, 상기 로봇 청소기가 상기 본체에서 분리된 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 설정 신호 및 제 2 설정 신호는 PWM 신호인 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 마이컴은, 상기 제 1 설정 신호의 주파수 및 제 2 설정 신호의 주파수가 일치하는 경우, 상기 전원부에서 상기 충전 전극으로 충전 전류를 공급하도록 제어하는 충전 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 마이컴은, 상기 로봇 청소기가 상기 본체에서 분리된 것으로 인식되면, 상기 전원부에서 상기 충전 전극으로의 충전 전류 공급을 차단하는 충전 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원부 및 상기 충전 전극을 전기적으로 연결 또는 차단하는 스위치부를 더 포함하고,
    상기 마이컴은,
    상기 감지부에 의해서 상기 충전 장치의 도킹이 감지되면, 상기 스위치부를 턴 온시켜 상기 전원부 및 상기 충전 전극을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스위치부는,
    상기 전원부, 상기 충전 전극, 및 상기 마이컴 사이에 배치되는 트랜지스터를 포함하고,
    상기 트랜지스터는 상기 마이컴에 의해 턴/오프되어, 상기 전원부 및 상기 충전 전극을 전기적으로 연결 또는 차단시키는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는,
    상기 전원부 및 상기 충전 전극 사이에 배치되는 제 1 트랜지스터와,
    상기 마이컴 및 상기 제 1 트랜지스터 사이에 배치되어, 상기 제 1 트랜지스터를 온/오프 시키는 제 2 트랜지스터를 포함하는 충전 장치.
  11. 로봇 청소기의 전극이 충전 장치의 충전 전극에 전기적으로 연결되는 것을 감지하는 단계;
    로봇 청소기의 전극이 상기 충전 장치의 충전 전극에 접촉된 것이 감지되면, 상기 로봇 청소기에 충전 전류를 인가하여 충전을 수행하는 단계;
    상기 로봇 청소기에 인가되는 충전 전류의 크기 및 설정 전류 크기를 비교하는 단계;
    상기 충전 전류의 크기가 상기 설정 전류 크기보다 작아지는 경우, 제 1 설정 신호를 상기 로봇 청소기 측으로 송신하는 단계; 및
    상기 제 1 설정 신호에 대응되는 제 2 설정 신호의 수신 여부에 기초하여 상기 로봇 청소기의 도킹 여부를 확인하는 단계를 포함하는 충전 장치의 제어방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 도킹 여부를 확인하는 단계는,
    상기 마이컴이, 상기 제 1 설정 신호의 주파수 및 상기 제 2 설정 신호의 주파수를 비교하여 상기 로봇 청소기의 도킹 여부를 인식하는 단계를 포함하는 충전 장치의 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 1 설정 신호의 주파수 및 상기 제 2 설정 신호의 주파수가 서로 일치하는 경우, 상기 마이컴은 상기 로봇 청소기가 상기 충전 장치에 도킹된 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 충전 장치의 제어방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 1 설정 신호의 주파수 및 상기 제 2 설정 신호의 주파수가 서로 일치하지 않거나, 상기 제 2 설정 신호를 수신하지 못한 경우,
    상기 마이컴은 상기 로봇 청소기가 상기 충전 장치에서 분리된 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 충전 장치의 제어방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 마이컴은 상기 로봇 청소기가 상기 충전 장치에 도킹된 것으로 인식하면, 상기 전원부에서 상기 충전 전극으로 충전 전류를 공급하도록 제어하는 충전 장치의 제어방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 마이컴은, 상기 로봇 청소기가 상기 충전 장치에서 분리된 것으로 인식되면, 상기 전원부에서 상기 충전 전극으로의 충전 전류 공급을 차단하는 충전 장치의 제어방법.
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