WO2019194464A1 - 로봇 청소기 및 그 제어 방법 - Google Patents

로봇 청소기 및 그 제어 방법 Download PDF

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WO2019194464A1
WO2019194464A1 PCT/KR2019/003611 KR2019003611W WO2019194464A1 WO 2019194464 A1 WO2019194464 A1 WO 2019194464A1 KR 2019003611 W KR2019003611 W KR 2019003611W WO 2019194464 A1 WO2019194464 A1 WO 2019194464A1
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WO
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robot cleaner
wall surface
distance
wall
driving
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PCT/KR2019/003611
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English (en)
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정우철
김봉윤
김환주
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에브리봇 주식회사
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    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

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 a mop cleaning while moving autonomously.
  • the robot cleaner is a device that automatically cleans the area to be cleaned by inhaling foreign substances such as dust from the surface to be cleaned or by wiping the foreign matter from the surface to be cleaned while driving itself in the area to be cleaned without the 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.
  • Such a robot cleaner including a vacuum cleaner has a limitation in that it is impossible to remove foreign matters or dirt stuck to the surface to be cleaned, and recently, a robot cleaner that can perform mopping or cleaning by attaching a mop to the robot cleaner It is emerging.
  • the mop cleaning method using a general robot cleaner is a simple method of attaching a mop or the like to the lower part of a conventional robot vacuum cleaner, and thus has a disadvantage in that a foreign matter removal effect is low and efficient mop cleaning is not performed.
  • the mop cleaning method of a general robot cleaner uses the existing suction type vacuum cleaner moving method and the obstacle avoiding method as it is, so that the dust scattered on the surface to be cleaned is removed even if the dust is stuck on the surface to be cleaned. There is a problem that cannot be easily removed.
  • the function of continuing cleaning while driving along the wall is a major function that determines the satisfaction of cleaning.
  • the cleaning of this area is very important in that it is easily noticeable because there is a lot of dust accumulated in the area that meets the wall of the corner of the indoor floor.
  • Conventional robot cleaners often maintain a certain distance from the wall for smooth running. To compensate for this, dust caps are separately provided, but they are only an auxiliary means of cleaning. .
  • the present invention has been made in view of the above problems, for example, a mop can be attached so as to effectively remove the foreign matter stuck to the surface to be cleaned, the robot cleaner having a structure using the rotational force itself of the rotating member as a moving power source
  • An object of the present invention is to provide a method and a structure in which a robot cleaner can intensively clean a floor area that meets a wall.
  • the present invention has another object to provide a satisfactory cleaning function by running while maintaining a close contact with the wall even when the robot cleaner reaches the corner or corner area of the wall.
  • Another object of the present invention is to provide a method for preventing the robot cleaner from being deviated from the wall surface during cleaning.
  • another object of the present invention is to provide an obstacle avoidance mode in which the robot cleaner can avoid the obstacle in a favorable direction and resume driving for cleaning even when an obstacle caused by the obstacle occurs.
  • a control method of a robot cleaner using the rotational force of a plurality of rotational members of the present invention as a moving force source for driving includes a first rotational member and a second rotational shaft which rotate about a first rotational axis.
  • Driving the robot cleaner by rotating at least one of the second rotating members that rotate in the rotation direction; Determining whether the robot cleaner has reached a wall while the vehicle is running; And when it is determined that the robot cleaner has reached the wall surface, the robot cleaner is maintained while keeping one side of the robot cleaner in close contact with the wall surface by rotation of at least one of the first rotation member and the second rotation member.
  • Driving along the wall surface Driving along the wall surface.
  • the driving of the robot cleaner along the wall surface may include driving the robot cleaner by rotating at least one of the first rotating member and the second rotating member to maintain the close contact with the robot cleaner. And driving while generating a pushing force between the walls.
  • the driving of the robot cleaner along the wall may include: driving the robot cleaner while generating the pushing force, parallel to a surface of the floor on which the robot cleaner travels, while driving the robot cleaner;
  • the robot cleaner may further include rotating the robot cleaner such that a straight line connecting a rotation axis forms an acute angle with a direction in which the robot cleaner travels, and in the driving of the robot cleaner while generating the pushing force, the robot cleaner is acute. It is preferable to control the rotational speed of at least one of the first rotational member and the second rotational member so that the pushing force is generated by traveling along the wall surface while maintaining the.
  • the robot cleaner includes at least one distance sensing unit, in the step of driving the robot cleaner while generating the pushing force, in order to maintain the acute angle, based on the distance to the wall surface obtained through the distance sensing unit To control the rotation speed.
  • the distance detector includes a first distance detector and a second distance detector respectively provided on the left and right sides of the main body of the robot cleaner, and maintains the acute angle in the driving of the robot cleaner while generating the pushing force.
  • the rotation speed may be controlled such that a difference between the distance between the wall surface obtained through the first distance detection unit and the distance between the wall surface obtained through the second distance detection unit is maintained at a first reference value.
  • the robot cleaner includes one or more distance detectors
  • the driving of the robot cleaner along the wall surface may include: a distance obtained through the distance detector may exceed a second reference value, or the distance detector Determining that the robot cleaner has reached a wall edge when the intensity of the distance sensing signal input to is less than a predetermined third reference value; If it is determined that the robot cleaner has reached the wall edge, rotating the robot cleaner such that the robot cleaner comes into close contact with the wall after the wall edge; And when the robot cleaner is in close contact with the wall after the wall edge, the robot cleaner is in close contact with the wall after the wall edge by rotation of at least one of the first rotation member and the second rotation member.
  • the method may further include driving along the wall after the wall edge.
  • the robot cleaner may include one or more distance detectors, and the robot cleaner may be driven along the wall, wherein the distance obtained by the distance detector is less than a fourth reference value, Determining that the robot cleaner has reached a wall corner when the intensity of the input distance sensing signal exceeds a predetermined fifth reference value; If it is determined that the robot cleaner has reached the wall corner, rotating the robot cleaner such that the robot cleaner comes into close contact with the wall surface after the wall corner; And when the robot cleaner is in close contact with the wall after the wall corner, the robot cleaner is in close contact with the wall after the wall corner by rotation of at least one of the first rotation member and the second rotation member.
  • the method may further include driving along the wall after the wall corner.
  • the robot cleaner may be to travel a distance more than twice the width of the body of the robot cleaner along the wall surface.
  • the robot cleaner includes at least one distance sensing unit, and in the step of determining whether the robot cleaner has reached the wall surface, whether the robot cleaner has reached the wall surface is the wall surface obtained through the distance sensing unit The decision can be made based on the distance to and.
  • the distance detecting unit may include a remote sensing unit and a near sensing unit, and the determining whether the robot cleaner has reached the wall surface may include: a sixth reference value having a predetermined distance from the wall surface obtained by the remote sensing unit; Determining whether or not; If it is determined that the reference value is less than the sixth reference value, determining whether the distance between the wall surface obtained through the short range detection unit is less than or equal to a seventh reference value while maintaining the driving state of the robot cleaner; And determining that the robot cleaner has reached the wall when it is determined to be equal to or less than the seventh reference value.
  • the determining of whether the robot cleaner has reached the wall may include obtaining the distance from the remote sensing unit even when the distance from the wall surface obtained through the near sensing unit is not determined to be less than or equal to the seventh reference value.
  • the method may further include determining that the robot cleaner has reached the wall surface when a predetermined time has elapsed since the distance from the wall surface is determined to be less than or equal to the sixth reference value.
  • the obstacle avoidance mode is to separate the robot cleaner from the wall surface
  • the robot cleaner includes a main body; A driving unit provided in the main body to supply power for driving the robot cleaner; First and second rotating members each of which rotates about a first rotating shaft and a second rotating shaft by the power of the driving unit to provide a moving power source for driving the robot cleaner, and fixed to the cleaner for wet cleaning; And a control unit, wherein the control unit rotates at least one of the first rotating member and the second rotating member to drive the robot cleaner, and determines whether the robot cleaner has reached the wall during the driving. And when the robot cleaner determines that the wall surface has reached the wall surface, the robot cleaner runs along the wall surface while maintaining close contact with the wall surface by rotation of at least one of the first and second rotation members. You can.
  • control unit is running while generating a force pushing the robot cleaner between the robot cleaner and the wall surface by the rotation of at least one of the first rotation member and the second rotation member.
  • the controller may be configured to drive the robot cleaner in a straight line connecting the first and second rotation axes while being parallel to a surface of the floor on which the robot cleaner travels while driving the robot cleaner while generating the pushing force. Perform a preliminary control of rotating the robot cleaner so that the robot cleaner is at an acute angle with the direction to be rotated, and the robot cleaner runs along the wall while maintaining the acute angle so that the pushing force is generated.
  • the rotational speed of at least one of the members can be controlled.
  • the robot cleaner may further include one or more distance detectors, and the controller may control the rotation speed based on a distance from the wall surface obtained through the distance detector to maintain the acute angle.
  • the robot cleaner may further include at least one distance sensor, and whether the robot cleaner has reached the wall surface may be determined by the controller based on a distance from the wall surface obtained through the distance sensor.
  • the robot cleaner may intensively clean the floor area that meets the wall surface by running on one side in close contact with the wall surface.
  • the robot cleaner may maintain the close contact with the wall surface, thereby increasing the satisfaction of cleaning.
  • the robot cleaner may prevent a phenomenon in which the robot leaves the wall during the cleaning driving, thereby exerting an effect similar to that of a person directly cleaning.
  • the robot cleaner may resume driving for cleaning by avoiding the obstacle in a favorable direction.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a robot cleaner according to an 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 view for explaining a driving operation of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a vector of the force acting on the wall surface of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining a driving operation of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining a control method for driving the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining a method of determining whether the robot cleaner has reached the wall according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a method of detecting and driving a wall edge by a robot cleaner according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram for describing a method of detecting and driving a wall corner by a robot cleaner according to an exemplary embodiment. Referring to FIG.
  • FIG. 12 is a view for explaining the operation of the robot cleaner in the obstacle avoidance mode according to an embodiment of the present invention.
  • the wet cleaning may mean cleaning to clean the surface to be cleaned using the cleaners 210 and 220, and may include, for example, cleaning using a dry mop or the like. That is, the first cleaner 210 and the second cleaner 220 may clean various surfaces to be cleaned, such as a microfiber cloth, a rag, a nonwoven fabric, a brush, and the like, so as to remove the adhered foreign matter from the bottom surface through a rotary motion. It may be made of a fiber material such as cloth.
  • robot cleaner 100 is configured to have a wide width of the rotating member (110, 120), when looking down from the robot cleaner 100, the main body Can be exposed outside of (10). This configuration can wipe every corner of the floor.
  • the robot cleaner 100 may rotate the first cleaner 210 and the second cleaner by rotating the first rotating member 110 and the second rotating member 120.
  • the cleaner 220 rotates, foreign matters adhered to the floor may be removed through friction with the surface to be cleaned.
  • 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 are robot cleaners. It may be inclined 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, an area farther away from the central axis 300 among the areas of the first and second rotating members 110 and 120 may be in close contact with the surface to be cleaned than the area 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.
  • various embodiments of the present disclosure may not be limited to the above-described angle range.
  • the relative friction force generated between the surface to be cleaned may be greater than the center of the main body 10 outside. Therefore, the moving speed and the direction of the robot cleaner 100 may be controlled by the relative friction force generated by controlling the rotation of the pair of rotating members 110 and 120, respectively.
  • the control method of the robot cleaner 100 includes a first rotating member 110 and a second rotating shaft 320 which rotate about the first rotating shaft 310.
  • the robot cleaner 100 may be driven along the wall surface 800 while maintaining one side of the wall surface 800 in close contact with the wall surface 800.
  • the term 'one side' refers to any one of the left and right sides corresponding to the front when the surface placed in the normal driving direction of the robot cleaner 100 is front.
  • 'Maintaining close contact with the wall surface 800' is not an auxiliary configuration such as a duster, but at least the rotating member 110 or 120 or the fixing member generating the moving force of the main body 10 and the robot cleaner 100.
  • a portion of the 112 and 122 and the wall surface 800 may be in contact with each other to allow a state in which friction occurs.
  • 'friction' may be any one or a combination of rolling friction and sliding friction.
  • step S120 the robot cleaner 100 is driven along the wall surface 800.
  • the robot cleaner 100 is rotated with the first rotating member 110 and the second rotation. And driving while generating a pushing force between the robot cleaner 100 and the wall surface 800 by the rotation of at least one of the members 120.
  • the vector representing the moving force generated by the rotation of the rotating members 110 and 120 of the robot cleaner 100 may be F illustrated in FIG. 6. have.
  • the moving force vector F is decomposed into a tangential component vector F t and a normal component vector F n of the wall surface 800 at the close point.
  • the 'pushing force' may mean a normal component vector F n
  • the tangential component vector F t acts in a direction in which the robot cleaner 100 travels along the wall surface 800. It can be the driving force for driving that actually happens. By the action of this pushing force, it is possible to prevent the robot cleaner 100 from leaving the wall 800 and to ensure a satisfactory corner cleaning function such as a person cleaning.
  • FIG. 7 is a view for explaining a driving operation of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • the driving of the robot cleaner 100 along the wall surface 800 may be performed before the robot cleaner 100 is driven while generating the pushing force.
  • the robot cleaner 100 is parallel to the surface of the floor on which the robot cleaner 100 runs so that a straight line connecting the first rotation shaft 310 and the second rotation shaft 320 forms an acute angle with a direction in which the robot cleaner 100 travels.
  • the method may further include rotating the cleaner 100 (FIG. 7B).
  • the straight line may be a straight line connecting the rotation centers of the rotating members 110 and 120 when the robot cleaner 100 is viewed from above in the vertical direction.
  • the distance between the wall surface 800 and the distance detecting unit 130 corresponding to the direction to be driven or the corresponding distance may be stored in the storage unit.
  • the acute angle refers to an angle larger than 0 degrees and smaller than 90 degrees.
  • the acute angle may be a predetermined acute angle of 40 degrees or more.
  • the posture of the robot cleaner 100 may be controlled based on the target angle. have.
  • the robot cleaner 100 in the step of driving the robot cleaner 100 while generating the pushing force (FIG. 7 (c)), the robot cleaner 100
  • the first rotating member 110 and the second rotating member 120 may be driven along the wall surface 800 while maintaining the acute angle (hereinafter referred to as “diagonal driving”) to generate the pushing force.
  • At least one of the rotation speed can be controlled.
  • the driving speed of the plurality of rotating members 110 and 120 is the same to start the diagonal running, and the deviation between the starting angle / distance and the current driving state during the diagonal driving is searched.
  • a method of controlling the rotational speed of the rotating members 110 and 120 to make the deviation zero or to fall within a predetermined range may be applied.
  • the distance detecting unit 130 includes a first distance detecting unit 131 and a second distance detecting unit 132 provided at left and right sides of the main body 10 of the robot cleaner 100, respectively.
  • the rotation speed may be controlled so that the difference D between the distance from the wall surface 800 obtained through 132 is maintained at a first reference value.
  • the first reference value may be a value corresponding to the start angle / distance.
  • the distance detecting unit 130 may be a sensor capable of detecting a distance, and an IR sensor or a Position Sensing Device (PSD) sensor may be used as the first distance detecting unit 131 and the second distance detecting unit 132. have.
  • PSD Position Sensing Device
  • the PSD (Position Sensing Device) sensor is an infrared triangulation method that measures distance.
  • An infrared light emitting diode, a lens, and a one-dimensional CCD sensor may be configured as one system.
  • the robot cleaner 100 includes one or more distance detectors 130, and in operation S110, the robot cleaner 100 determines whether the robot cleaner 100 has reached the wall surface 800. Whether or not reaches the wall surface 800 may be determined based on the distance between the distance sensing unit 130 and the wall surface 800 obtained through the distance sensing unit 130.
  • the distance detector 130 includes a distance detector 135 and a near field detector 131 and 132, and the robot cleaner 100 has reached the wall 800.
  • the determining of whether or not (S110) may include determining whether a distance between the distance detecting unit 130 and the wall surface 800 obtained through the remote sensing unit 135 is equal to or less than a predetermined sixth reference value. When it is determined to be equal to or less than the sixth reference value, while maintaining the driving state of the robot cleaner 100, the distance detecting unit 130 and the wall surface 800 obtained through the short range sensing units 131 and 132 are maintained.
  • the method may include determining whether the distance is equal to or less than a seventh reference value, and when determining that the distance is equal to or less than the seventh reference value, determining that the robot cleaner 100 has reached the wall surface 800.
  • the remote sensing unit 135 may be an IR sensor or the like.
  • the determining whether the robot cleaner 100 has reached the wall surface 800 may include: a distance from the wall surface 800 obtained through the short range sensing units 131 and 132 is the seventh reference value. Even if not determined to be less than or equal to, the robot cleaner 100 when a predetermined time has elapsed since it is determined that the distance to the wall surface 800 obtained through the remote sensing unit 135 is less than or equal to the sixth reference value. May also determine that it has reached the wall surface 800.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a method of driving a robot cleaner to detect and drive a wall edge according to an embodiment of the present invention.
  • the driving of the robot cleaner 100 along the wall surface 800 may include the distance sensing unit 130 and the wall surface obtained through the distance sensing unit 130.
  • the robot cleaner 100 may have a wall edge. Determining that 810 has been reached (FIG. 10 (a)), if it is determined that the robot cleaner 100 has reached the wall edge 810, the wall surface 800 after the wall edge 810 is determined.
  • the distance detection signal may refer to a signal output from the distance detection unit 130, and the strength of the signal becomes weak when there is no obstacle around the distance detection unit 130 or when the distance is far. Can be.
  • FIG. 11 is a diagram for describing a method in which a robot cleaner detects a corner of a wall and runs a corner according to an embodiment of the present invention.
  • the driving of the robot cleaner 100 along the wall surface 800 may include the distance sensing unit 130 and the wall surface obtained through the distance sensing unit 130.
  • the robot cleaner 100 Determining that the wall corner 820 has been reached (Fig. 11 (a)), when it is determined that the robot cleaner 100 has reached the wall corner 820, the wall surface after the wall corner 820 Rotating the robot cleaner 100 so that the robot cleaner 100 is in close contact (FIG.
  • the obstacle avoidance mode may further include a step 1103 of the robot cleaner 100 spaced apart from the wall surface 800 and traveling 1103 by a predetermined distance or time, and then the robot cleaner 100 being operated. Re-adhesion (1104, 1105) to the wall surface 800, the obstacle avoidance mode is released after the re-adhesion, the step of driving the robot cleaner 100 again along the wall (800) S120 may be resumed (1106).
  • the spaced apart method may include backing up the robot cleaner 100.
  • the robot cleaner 100 of the main body 10 of the robot cleaner 100 along the wall surface 800 It is preferable to keep traveling at least twice the width.
  • 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

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

Abstract

로봇 청소기 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 복수의 회전 부재의 회전력을 주행을 위한 이동력원으로 이용하는 로봇 청소기의 제어 방법은, 제1 회전축을 중심으로 회전 운동하는 제1 회전 부재 및 제2 회전축을 중심으로 회전 운동하는 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기를 주행시키는 단계; 상기 주행 중, 상기 로봇 청소기가 벽면에 도달했는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했다고 결정된 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해, 상기 로봇 청소기의 일측면을 상기 벽면에 밀착을 유지시키면서 상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계를 포함한다.

Description

로봇 청소기 및 그 제어 방법
본 발명은 로봇 청소기 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자율적으로 이동하면서 걸레 청소 등을 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, 피청소면의 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 물걸레질 또는 걸레 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기가 대두되고 있다.
그러나, 일반적인 로봇 청소기를 이용한 걸레 청소 방식은 기존의 진공 청소용 로봇 청소기의 하부에 걸레 등을 부착하는 단순한 방식에 불과하여 이물질 제거 효과가 낮고, 효율적인 걸레 청소가 수행되지 못하는 단점이 있다.
또한, 일반적인 로봇 청소기의 걸레 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.
특히 로봇 청소기의 주행 중에 벽면을 만났을 때에, 벽면을 따라 주행하면서 청소를 지속하는 기능은 청소의 만족도를 좌우하는 주요 기능이다. 특히 실내 바닥의 구석의 벽면과 만나는 영역에 먼지가 많이 쌓여 있어 쉽게 눈에 띈다는 점에서 이 영역에 대한 청소는 매우 중요하다. 기존 로봇 청소기의 경우, 원할한 주행을 위해서 벽면과 일정 거리 유격을 유지하는 경우가 많으며, 이를 보완하기 위해, 먼지털이개를 별도로 구비하기도 하나, 청소의 보조적인 수단에 불과하여, 근본적인 해결책이 되지 못한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 일례로 피청소면에 고착된 이물질 등을 효과적으로 제거할 수 있도록 걸레가 부착 가능하고, 회전 부재의 회전력 자체를 이동력원으로 이용하는 구조를 지닌 로봇 청소기에 있어서, 로봇 청소기가 벽면과 만나는 바닥 영역을 집중적으로 청소할 수 있는 방법 및 구조를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 로봇 청소기가 벽면의 모서리나 코너 영역에 도달한 경우에도 벽면에 밀착을 유지하면서 주행함으로써, 만족도 높은 청소 기능을 제공하는 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 로봇 청소기가 청소 주행 중에 벽면을 이탈하게 되는 현상을 방지하는 방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
이에 더하여, 본 발명은 로봇 청소기가 장애물에 의한 장애가 발생 시에도 유리한 방향으로 장애물을 회피하여 청소를 위한 주행을 재개할 수 있는 장애물 회피 모드를 제공하는 또 다른 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복수의 회전 부재의 회전력을 주행을 위한 이동력원으로 이용하는 로봇 청소기의 제어 방법은, 제1 회전축을 중심으로 회전 운동하는 제1 회전 부재 및 제2 회전축을 중심으로 회전 운동하는 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기를 주행시키는 단계; 상기 주행 중, 상기 로봇 청소기가 벽면에 도달했는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했다고 결정된 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해, 상기 로봇 청소기의 일측면을 상기 벽면에 밀착을 유지시키면서 상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계는, 상기 밀착을 유지시키기 위하여, 상기 로봇 청소기를, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해 상기 로봇 청소기와 상기 벽면 사이에 미는 힘을 발생시키면서 주행시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계는, 상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기를 주행시키는 단계 이전에, 상기 로봇 청소기가 주행하는 바닥의 면에 평행하면서 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축을 연결하는 직선이 상기 로봇 청소기가 주행할 방향과 예각을 이루도록 상기 로봇 청소기를 회전시키는 단계를 더 포함하고, 상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기를 주행시키는 단계에서, 상기 로봇 청소기가 상기 예각을 유지하면서 상기 벽면을 따라 주행하여 상기 미는 힘이 발생되도록, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전 속도를 제어하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 로봇 청소기는 하나 이상의 거리 감지부를 구비하고, 상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기를 주행시키는 단계에서, 상기 예각을 유지하기 위해, 상기 거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리에 기반하여 상기 회전 속도를 제어하도록 할 수 있다.
그리고, 상기 거리 감지부는 상기 로봇 청소기의 본체의 좌우측에 각각 구비된 제1 거리 감지부와 제2 거리 감지부를 포함하고, 상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기를 주행시키는 단계에서, 상기 예각을 유지하기 위해, 상기 제1 거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리와, 상기 제2 거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리의 차이가 제1 기준값으로 유지되도록 상기 회전 속도를 제어할 수 있다.
또한, 상기 로봇 청소기는 하나 이상의 거리 감지부를 구비하고, 상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계는, 상기 거리 감지부를 통해 획득된 거리가 소정의 제2 기준값을 초과하게 되거나, 상기 거리 감지부에 입력되는 거리 감지 신호의 세기가 소정의 제3 기준값 미만이 되는 경우, 상기 로봇 청소기가 벽면 모서리에 도달했다고 결정하는 단계; 상기 로봇 청소기가 상기 벽면 모서리에 도달했다고 결정된 경우, 상기 벽면 모서리 이후의 상기 벽면에 상기 로봇 청소기가 밀착되도록 상기 로봇 청소기를 회전시키는 단계; 및 상기 벽면 모서리 이후의 상기 벽면에 상기 로봇 청소기가 밀착된 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해, 상기 로봇 청소기를, 상기 벽면 모서리 이후의 상기 벽면에 밀착을 유지시키면서, 상기 벽면 모서리 이후의 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 로봇 청소기는 하나 이상의 거리 감지부를 구비하고, 상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계는, 상기 거리 감지부를 통해 획득된 거리가 소정의 제4 기준값 미만이 되거나, 상기 거리 감지부에 입력되는 거리 감지 신호의 세기가 소정의 제5 기준값을 초과하게 되는 경우, 상기 로봇 청소기가 벽면 코너에 도달했다고 결정하는 단계; 상기 로봇 청소기가 상기 벽면 코너에 도달했다고 결정된 경우, 상기 벽면 코너 이후의 상기 벽면에 상기 로봇 청소기가 밀착되도록 상기 로봇 청소기를 회전시키는 단계; 및 상기 벽면 코너 이후의 상기 벽면에 상기 로봇 청소기가 밀착된 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해, 상기 로봇 청소기를, 상기 벽면 코너 이후의 상기 벽면에 밀착을 유지시키면서, 상기 벽면 코너 이후의 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계에서, 상기 로봇 청소기는 상기 벽면을 따라 상기 로봇 청소기의 본체의 폭의 2배 이상의 거리를 주행하도록 할 수 있다.
한편, 상기 로봇 청소기는 하나 이상의 거리 감지부를 구비하고, 상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했는지 여부를 결정하는 단계에서, 상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했는지 여부는 상기 거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리에 기반하여 결정할 수 있다.
그리고, 상기 거리 감지부는 원거리 감지부와 근거리 감지부를 포함하고, 상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 원거리 감지부에서 획득된 상기 벽면과의 거리가 소정의 제6 기준값 이하인지를 결정하는 단계; 상기 제6 기준값 이하인 것으로 결정된 경우, 상기 로봇 청소기의 주행 상태를 유지하면서, 상기 근거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리가 소정의 제7 기준값 이하인지를 결정하는 단계; 및 상기 제7 기준값 이하인 것으로 결정된 경우, 상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달한 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 근거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리가 상기 제7 기준값 이하인 것으로 결정되지 않은 경우에도, 상기 원거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리가 상기 제6 기준값 이하인 것으로 결정된 이후에 소정의 시간이 경과한 경우, 상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달한 것으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계에서, 상기 로봇 청소기의 주행에 장애가 발생한 경우, 장애물 회피 모드로 변경하는 단계를 더 포함하되, 상기 장애물 회피 모드는 상기 로봇 청소기를 상기 벽면으로부터 이격시켜 소정의 거리 또는 시간만큼 주행시킨 후, 상기 로봇 청소기를 상기 벽면에 재밀착시키는 과정을 포함하고, 상기 재밀착 후 상기 장애물 회피 모드가 해제되어, 다시 상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계를 재개하도록 할 수 있다.
상기 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 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기를 주행시키고, 상기 주행 중, 상기 로봇 청소기가 벽면에 도달했는지 여부를 결정하며, 상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했다고 결정한 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해, 상기 로봇 청소기를, 상기 벽면에 밀착을 유지시키면서, 상기 벽면을 따라 주행시킬 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 밀착을 유지시키기 위하여, 상기 로봇 청소기를, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해 상기 로봇 청소기와 상기 벽면 사이에 미는 힘을 발생시키면서 주행시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기를 주행시키기 이전에, 상기 로봇 청소기가 주행하는 바닥의 면에 평행하면서 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축을 연결하는 직선이 상기 로봇 청소기가 주행할 방향과 예각을 이루도록 상기 로봇 청소기를 회전시키는 예비 제어를 수행하고, 상기 로봇 청소기가 상기 예각을 유지하면서 상기 벽면을 따라 주행하여 상기 미는 힘이 발생되도록, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전 속도를 제어할 수 있다.
또한, 상기 로봇 청소기는 하나 이상의 거리 감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 예각을 유지하기 위해, 상기 거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리에 기반하여 상기 회전 속도를 제어할 수 있다.
한편, 상기 로봇 청소기는 하나 이상의 거리 감지부를 더 포함하고, 상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했는지 여부는 상기 거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리에 기반하여 상기 제어부가 결정할 수 있다.
상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기가 벽면에 일측면이 밀착되어 주행함으로써 벽면과 만나는 바닥 영역을 집중적으로 청소할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기가 벽면의 모서리나 코너 영역에 도달한 경우에도 벽면에 밀착을 유지하면서 주행함으로써, 청소의 만족도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기가 청소 주행 중에 벽면을 이탈하게 되는 현상을 방지하여 사람이 직접 청소하는 것과 유사한 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 로봇 청소기가 장애물에 의한 장애가 발생 시에도 유리한 방향으로 장애물을 회피하여 청소를 위한 주행을 재개할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기를 나타내는 블록도 이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 분해 사시도 이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 정면도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 주행 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 나타내는 흐름도 이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 벽면에 작용하는 힘의 벡터를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 주행 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 주행을 위한 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 벽면에 도달하였는지를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 벽면 모서리를 감지하고 주행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 벽면 코너를 감지하고 주행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 장애물 회피 모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
0,220)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. 즉, 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 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 회전 부재(110, 120)의 폭이 넓게 구성되어, 로봇 청소기(100)위에서 내려다 볼 경우, 본체(10)의 바깥으로 드러날 수 있다. 이와 같은 구성을 통해 바닥면의 구석구석을 닦아 낼 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 주행 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 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, 로봇 청소기(100)의 습식 청소 능력, 주행 속도, 주행 성능을 최적으로 유지할 수 있는 범위일 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.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 나타내는 흐름도 이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)의 제어 방법은 제1 회전축(310)을 중심으로 회전 운동하는 제1 회전 부재(110) 및 제2 회전축(320)을 중심으로 회전 운동하는 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기(100)를 주행시키는 단계(S100); 상기 주행 중, 상기 로봇 청소기(100)가 벽면(800)에 도달했는지 여부를 결정하는 단계(S110); 및 상기 로봇 청소기(100)가 상기 벽면(800)에 도달했다고 결정된 경우, 상기 제1 회전 부재(110)와 상기 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나의 회전에 의해, 상기 로봇 청소기(100)의 일측면을 상기 벽면(800)에 밀착을 유지시키면서 상기 로봇 청소기(100)를 상기 벽면(800)을 따라 주행시키는 단계(S120)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 '일측면'이라 함은 로봇 청소기(100)의 정상적인 주행 방향에 놓인 면을 정면(Front)이라 하였을 때, 이에 대응하는 좌우 측면 중 어느 하나를 의미한다. '벽면(800)에 밀착을 유지시킨다'는 것은 먼지털이개와 같은 보조적인 구성이 아닌, 적어도 본체(10), 로봇 청소기(100)의 이동력을 발생시키는 회전 부재(110, 120) 또는 고정 부재(112, 122)의 일부분과 벽면(800)이 서로 접촉하여 마찰(friction)이 발생하는 상태가 이어지도록 한다는 의미일 수 있다. 여기서 '마찰'은 구름 마찰(rolling friction)과 미끄럼 마찰(sliding friction) 중 어느 하나 또는 두 가지가 복합된 것일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 벽면에 작용하는 힘의 벡터를 나타내는 도면이다. 상기 로봇 청소기(100)를 상기 벽면(800)을 따라 주행시키는 단계(S120)는, 상기 밀착을 유지시키기 위하여, 상기 로봇 청소기(100)를, 상기 제1 회전 부재(110)와 상기 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나의 회전에 의해 상기 로봇 청소기(100)와 상기 벽면(800) 사이에 미는 힘을 발생시키면서 주행시키는 단계를 포함할 수 있다. 이를 도 6을 통해 상세히 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 로봇 청소기(100)의 회전 부재(110, 120)의 회전에 의해 발생하는 이동력을 나타내는 벡터는 도 6에 도시된 F일 수 있다. 벽면(800)과 로봇 청소기(100)의 일측면이 밀착되어 있으므로, 상기 밀착된 지점에서 상기 이동력 벡터 F는 상기 벽면(800)의 접선 방향 성분 벡터 Ft와 법선 방향 성분 벡터 Fn로 분해 될 수 있다(즉, F는 Ft와 Fn의 합력이다). 이러한 경우, 상기 '미는 힘'이란 법선 방향 성분 벡터 Fn를 의미할 수 있으며, 상기 접선 방향 성분 벡터 Ft는, 상기 로봇 청소기(100)가 벽면(800)을 따라 주행하는 방향으로 작용하여, 실제로 일어나는 주행의 원동력이 될 수 있다. 이러한 미는 힘의 작용에 의해, 로봇 청소기(100)가 벽면(800)을 이탈하는 것을 방지하고 사람이 청소하는 것과 같이 만족 스러운 구석 청소 기능을 보장할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 주행 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 로봇 청소기(100)를 상기 벽면(800)을 따라 주행시키는 단계(S120)는, 상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기(100)를 주행시키는 단계 이전에, 상기 로봇 청소기(100)가 주행하는 바닥의 면에 평행하면서 상기 제1 회전축(310)과 상기 제2 회전축(320)을 연결하는 직선이 상기 로봇 청소기(100)가 주행할 방향과 예각을 이루도록 상기 로봇 청소기(100)를 회전시키는 단계(도 7(b))를 더 포함할 수 있다. 상기 직선은 도 7에 도시된 "L"과 같이, 상기 로봇 청소기(100)를 위에서 수직 방향으로 내려다 보았을 때, 상기 회전 부재(110, 120)의 회전 중심을 연결한 직선일 수 있다. 주행할 방향과 이루는 상기 각도 또는 이에 대응되는 상기 벽면(800)과 거리 감지부(130) 사이의 거리(이하에서 이를 "시작각도/거리"라 한다.)는 저장부에 저장될 수 있다. 상기 예각이라 함은 0도보다 크고 90도보다 작은 각을 말하며, 일 실시 예로 40도 이상의 소정의 예각인 각도일 수 있으며, 이를 기본 목표값으로 하여 상기 로봇 청소기(100)의 자세를 제어할 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)의 제어 방법은, 상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기(100)를 주행시키는 단계(도 7(c))에서, 상기 로봇 청소기(100)가 상기 예각을 유지하면서 상기 벽면(800)을 따라 주행(이하에서 이를 "사선 주행"이라 한다.)하여 상기 미는 힘이 발생되도록, 상기 제1 회전 부재(110)와 상기 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나의 회전 속도를 제어할 수 있다. 구체적인 일 실시 예로, 먼저 복수의 회전 부재(110, 120)의 회전 속도를 동일하게 하여 사선 주행을 시작하고, 사선 주행 중 시작 각도/거리와 현재 주행 상태에서의 각도/거리와의 편차를 탐색하여, 그 편차를 보상하도록 회전 부재(110,120)의 회전 속도를 제어하여 그 편차가 0 이 되게 하거나 또는 소정의 범위 내에 들어오도록 한후 사선 주행을 재개하는 방식을 적용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)의 주행을 위한 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다. 상기 거리 감지부(130)는 상기 로봇 청소기(100)의 본체(10)의 좌우측에 각각 구비된 제1 거리 감지부(131)와 제2 거리 감지부(132)를 포함하고, 상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기(100)를 주행시키는 단계에서, 상기 예각을 유지하기 위해, 상기 제1 거리 감지부(131)를 통해 획득된 상기 벽면(800)과의 거리와, 상기 제2 거리 감지부(132)를 통해 획득된 상기 벽면(800)과의 거리의 차이(D)가 제1 기준값으로 유지되도록 상기 회전 속도를 제어할 수 있다. 제1 기준값은 상기 시작 각도/거리에 대응되는 값일 수 있다. 이러한 거리 감지부(130)는 거리 감지가 가능한 센서일 수 있으며, 제1 거리 감지부(131)와 제2 거리 감지부(132)로는 IR 센서 또는 PSD(Position Sensing Device)센서 등이 이용될 수 있다. PSD(Position Sensing Device)센서는 적외선 삼각 측량 방식으로 거리를 측정하는 센서로 적외선 발광 다이오드, 렌즈, 1차원 CCD 센서가 한 개의 시스템으로 구성될 수 있다.
상기 로봇 청소기(100)는 하나 이상의 거리 감지부(130)를 구비하고, 상기 로봇 청소기(100)가 상기 벽면(800)에 도달했는지 여부를 결정하는 단계(S110)에서, 상기 로봇 청소기(100)가 상기 벽면(800)에 도달했는지 여부는 상기 거리 감지부(130)를 통해 획득된 상기 거리 감지부(130)와 상기 벽면(800)과의 거리에 기반하여 결정될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)가 벽면(800)에 도달하였는지를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 거리 감지부(130)는 원거리 감지부(135)와 근거리 감지부(131, 132)를 포함하고, 상기 로봇 청소기(100)가 상기 벽면(800)에 도달했는지 여부를 결정하는 단계(S110)는, 상기 원거리 감지부(135)를 통해 획득된 상기 거리 감지부(130)와 상기 벽면(800)과의 거리가 소정의 제6 기준값 이하인지를 결정하는 단계, 상기 제6 기준값 이하인 것으로 결정된 경우, 상기 로봇 청소기(100)의 주행 상태를 유지하면서, 상기 근거리 감지부(131, 132)를 통해 획득된 상기 거리 감지부(130)와 상기 벽면(800)과의 거리가 소정의 제7 기준값 이하인지를 결정하는 단계 및 상기 제7 기준값 이하인 것으로 결정된 경우, 상기 로봇 청소기(100)가 상기 벽면(800)에 도달한 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 원거리 감지부(135)는 IR 센서 등일 수 있다.
또한, 상기 로봇 청소기(100)가 상기 벽면(800)에 도달했는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 근거리 감지부(131, 132)를 통해 획득된 상기 벽면(800)과의 거리가 상기 제7 기준값 이하인 것으로 결정되지 않은 경우에도, 상기 원거리 감지부(135)를 통해 획득된 상기 벽면(800)과의 거리가 상기 제6 기준값 이하인 것으로 결정된 이후에 소정의 시간이 경과한 경우, 상기 로봇 청소기(100)가 상기 벽면(800)에 도달한 것으로 결정할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 벽면 모서리를 감지하고 주행하는 방법(smooth turn)을 설명하기 위한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 로봇 청소기(100)를 상기 벽면(800)을 따라 주행시키는 단계(S120)는, 상기 거리 감지부(130)를 통해 획득된 상기 거리 감지부(130)와 벽면(800)과의 거리가 소정의 제2 기준값을 초과하게 되거나, 상기 거리 감지부(130)의 거리 감지 신호의 세기가 소정의 제3 기준값 미만이 되는 경우, 상기 로봇 청소기(100)가 벽면 모서리(810)에 도달했다고 결정하는 단계(도 10(a)), 상기 로봇 청소기(100)가 상기 벽면 모서리(810)에 도달했다고 결정된 경우, 상기 벽면 모서리(810) 이후의 상기 벽면(800)에 상기 로봇 청소기(100)가 밀착되도록 상기 로봇 청소기(100)를 회전시키는 단계(도 10(b)) 및 상기 벽면 모서리(810) 이후의 상기 벽면(800)에 상기 로봇 청소기(100)가 밀착된 경우, 상기 제1 회전 부재(110)와 상기 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나의 회전에 의해, 상기 로봇 청소기(100)를, 상기 벽면 모서리(810) 이후의 상기 벽면(800)에 밀착을 유지시키면서, 상기 벽면 모서리(810) 이후의 상기 벽면(800)을 따라 주행시키는 단계(도 10(c), (d))를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 로봇 청소기(100)와 벽면(800)간의 밀착을 유지하면서 모서리 구간을 지나 청소를 지속하는 것이 용이해 진다. 여기서, 거리 감지 신호라 함은 거리 감지부(130)에서 출력되는 신호를 의미할 수 있으며, 거리 감지부(130)가 감지할 장애물이 주변에 없거나, 거리가 먼 경우에 신호의 세기가 약해질 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 벽면 코너를 감지하고 주행하는 방법(corner turn)을 설명하기 위한 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 로봇 청소기(100)를 상기 벽면(800)을 따라 주행시키는 단계(S120)는, 상기 거리 감지부(130)를 통해 획득된 상기 거리 감지부(130)와 벽면(800)과의 거리가 소정의 제4 기준값 미만이 되거나, 상기 거리 감지부(130)에 입력되는 거리 감지 신호의 세기가 소정의 제5 기준값을 초과하게 되는 경우, 상기 로봇 청소기(100)가 벽면 코너(820)에 도달했다고 결정하는 단계(도11(a)), 상기 로봇 청소기(100)가 상기 벽면 코너(820)에 도달했다고 결정된 경우, 상기 벽면 코너(820) 이후의 상기 벽면에 상기 로봇 청소기(100)가 밀착되도록 상기 로봇 청소기(100)를 회전시키는 단계(도 11(b)) 및 상기 벽면 코너(820) 이후의 상기 벽면(800)에 상기 로봇 청소기(100)가 밀착된 경우, 상기 제1 회전 부재(110)와 상기 제2 회전 부재(120) 중 적어도 하나의 회전에 의해, 상기 로봇 청소기(100)를, 상기 벽면 코너(820) 이후의 상기 벽면(800)에 밀착을 유지시키면서, 상기 벽면 코너(820) 이후의 상기 벽면(800)을 따라 주행시키는 단계(도 11(c))를 더 포함할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 장애물 회피 모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 상기 로봇 청소기(100)를 상기 벽면(800)을 따라 주행시키는 단계(S120)에서, 장애물(900)로 인해 상기 로봇 청소기(100)의 주행에 장애가 발생한 경우(1101), 장애물 회피 모드로 변경하는 단계를 더 포함하되, 상기 장애물 회피 모드는 상기 로봇 청소기(100)를 상기 벽면(800)으로부터 이격(1102)시켜 소정의 거리 또는 시간만큼 주행(1103)시킨 후, 상기 로봇 청소기(100)를 상기 벽면(800)에 재밀착(1104, 1105)시키는 과정을 포함하고, 상기 재밀착시킨 후 상기 장애물 회피 모드가 해제되어, 다시 상기 로봇 청소기(100)를 상기 벽면(800)을 따라 주행시키는 단계(S120)를 재개(1106)하도록 할 수 있다. 상기 이격시키는 방법은 상기 로봇 청소기(100)를 후진 시키는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 로봇 청소기(100)를 상기 벽면(800)을 따라 주행시키는 단계(S120)에서, 상기 로봇 청소기(100)는 상기 벽면(800)을 따라 상기 로봇 청소기(100)의 본체(10)의 폭의 2배 이상의 거리를 주행 유지하는 것이 바람직하다.
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 (17)

  1. 복수의 회전 부재의 회전력을 주행을 위한 이동력원으로 이용하는 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서,
    제1 회전축을 중심으로 회전 운동하는 제1 회전 부재 및 제2 회전축을 중심으로 회전 운동하는 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기를 주행시키는 단계;
    상기 주행 중, 상기 로봇 청소기가 벽면에 도달했는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했다고 결정된 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해, 상기 로봇 청소기의 일측면을 상기 벽면에 밀착을 유지시키면서 상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계는,
    상기 밀착을 유지시키기 위하여, 상기 로봇 청소기를, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해 상기 로봇 청소기와 상기 벽면 사이에 미는 힘을 발생시키면서 주행시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계는,
    상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기를 주행시키는 단계 이전에, 상기 로봇 청소기가 주행하는 바닥의 면에 평행하면서 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축을 연결하는 직선이 상기 로봇 청소기가 주행할 방향과 예각을 이루도록 상기 로봇 청소기를 회전시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기를 주행시키는 단계에서,
    상기 로봇 청소기가 상기 예각을 유지하면서 상기 벽면을 따라 주행하여 상기 미는 힘이 발생되도록, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기는 하나 이상의 거리 감지부를 구비하고,
    상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기를 주행시키는 단계에서,
    상기 예각을 유지하기 위해, 상기 거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리에 기반하여 상기 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 거리 감지부는 상기 로봇 청소기의 본체의 좌우측에 각각 구비된 제1 거리 감지부와 제2 거리 감지부를 포함하고,
    상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기를 주행시키는 단계에서,
    상기 예각을 유지하기 위해, 상기 제1 거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리와, 상기 제2 거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리의 차이가 제1 기준값으로 유지되도록 상기 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기는 하나 이상의 거리 감지부를 구비하고,
    상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계는,
    상기 거리 감지부를 통해 획득된 거리가 소정의 제2 기준값을 초과하게 되거나, 상기 거리 감지부의 거리 감지 신호의 세기가 소정의 제3 기준값 미만이 되는 경우, 상기 로봇 청소기가 벽면 모서리에 도달했다고 결정하는 단계;
    상기 로봇 청소기가 상기 벽면 모서리에 도달했다고 결정된 경우, 상기 벽면 모서리 이후의 상기 벽면에 상기 로봇 청소기가 밀착되도록 상기 로봇 청소기를 회전시키는 단계; 및
    상기 벽면 모서리 이후의 상기 벽면에 상기 로봇 청소기가 밀착된 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해, 상기 로봇 청소기를, 상기 벽면 모서리 이후의 상기 벽면에 밀착을 유지시키면서, 상기 벽면 모서리 이후의 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기는 하나 이상의 거리 감지부를 구비하고,
    상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계는,
    상기 거리 감지부를 통해 획득된 거리가 소정의 제4 기준값 미만이 되거나, 상기 거리 감지부에 입력되는 거리 감지 신호의 세기가 소정의 제5 기준값을 초과하게 되는 경우, 상기 로봇 청소기가 벽면 코너에 도달했다고 결정하는 단계;
    상기 로봇 청소기가 상기 벽면 코너에 도달했다고 결정된 경우, 상기 벽면 코너 이후의 상기 벽면에 상기 로봇 청소기가 밀착되도록 상기 로봇 청소기를 회전시키는 단계; 및
    상기 벽면 코너 이후의 상기 벽면에 상기 로봇 청소기가 밀착된 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해, 상기 로봇 청소기를, 상기 벽면 코너 이후의 상기 벽면에 밀착을 유지시키면서, 상기 벽면 코너 이후의 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계에서,
    상기 로봇 청소기는 상기 벽면을 따라 상기 로봇 청소기의 본체의 폭의 2배 이상의 거리를 주행하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기는 하나 이상의 거리 감지부를 구비하고,
    상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했는지 여부를 결정하는 단계에서,
    상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했는지 여부는 상기 거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리에 기반하여 결정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 거리 감지부는 원거리 감지부와 근거리 감지부를 포함하고,
    상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했는지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 원거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리가 소정의 제6 기준값 이하인지를 결정하는 단계;
    상기 제6 기준값 이하인 것으로 결정된 경우, 상기 로봇 청소기의 주행 상태를 유지하면서, 상기 근거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리가 소정의 제7 기준값 이하인지를 결정하는 단계; 및
    상기 제7 기준값 이하인 것으로 결정된 경우, 상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달한 것으로 결정하는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했는지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 근거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리가 상기 제7 기준값 이하인 것으로 결정되지 않은 경우에도, 상기 원거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리가 상기 제6 기준값 이하인 것으로 결정된 이후에 소정의 시간이 경과한 경우, 상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달한 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계에서,
    상기 로봇 청소기의 주행에 장애가 발생한 경우, 장애물 회피 모드로 변경하는 단계를 더 포함하되,
    상기 장애물 회피 모드는 상기 로봇 청소기를 상기 벽면으로부터 이격시켜 소정의 거리 또는 시간만큼 주행시킨 후, 상기 로봇 청소기를 상기 벽면에 재밀착시키는 과정을 포함하고,
    상기 재밀착 후 상기 장애물 회피 모드가 해제되어, 다시 상기 로봇 청소기를 상기 벽면을 따라 주행시키는 단계를 재개하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  13. 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
    제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기를 주행시키고,
    상기 주행 중, 상기 로봇 청소기가 벽면에 도달했는지 여부를 결정하며,
    상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했다고 결정한 경우, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해, 상기 로봇 청소기를, 상기 벽면에 밀착을 유지시키면서, 상기 벽면을 따라 주행시키는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 밀착을 유지시키기 위하여, 상기 로봇 청소기를, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전에 의해 상기 로봇 청소기와 상기 벽면 사이에 미는 힘을 발생시키면서 주행시키는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 미는 힘을 발생시키면서 상기 로봇 청소기를 주행시키기 이전에, 상기 로봇 청소기가 주행하는 바닥의 면에 평행하면서 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축을 연결하는 직선이 상기 로봇 청소기가 주행할 방향과 예각을 이루도록 상기 로봇 청소기를 회전시키는 예비 제어를 수행하고,
    상기 로봇 청소기가 상기 예각을 유지하면서 상기 벽면을 따라 주행하여 상기 미는 힘이 발생되도록, 상기 제1 회전 부재와 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로하는 로봇 청소기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기는 하나 이상의 거리 감지부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 예각을 유지하기 위해, 상기 거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리에 기반하여 상기 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 제어 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 로봇 청소기는 하나 이상의 거리 감지부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 로봇 청소기가 상기 벽면에 도달했는지 여부를 상기 거리 감지부를 통해 획득된 상기 벽면과의 거리에 기반하여 결정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
PCT/KR2019/003611 2018-04-02 2019-03-28 로봇 청소기 및 그 제어 방법 WO2019194464A1 (ko)

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