WO2020091360A1 - 전자동 로봇 청소장치 - Google Patents

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WO2020091360A1
WO2020091360A1 PCT/KR2019/014317 KR2019014317W WO2020091360A1 WO 2020091360 A1 WO2020091360 A1 WO 2020091360A1 KR 2019014317 W KR2019014317 W KR 2019014317W WO 2020091360 A1 WO2020091360 A1 WO 2020091360A1
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WO
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cleaning robot
foreign matter
docking station
foreign
cleaning
Prior art date
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PCT/KR2019/014317
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English (en)
French (fr)
Inventor
김정욱
김윤진
Original Assignee
김정욱
김윤진
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Application filed by 김정욱, 김윤진 filed Critical 김정욱
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    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2868—Arrangements for power supply of vacuum cleaners or the accessories thereof
    • A47L9/2873—Docking units or charging stations
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    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
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    • 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
    • B25J11/008—Manipulators for service tasks
    • B25J11/0085—Cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
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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
    • A47L2201/024—Emptying dust or waste liquid containers

Definitions

  • the present invention relates to a robot cleaning device that can be mounted standing on a docking station with respect to charging and mounting of the cleaning robot, and more specifically, a structure in which the cleaning robot is docked to the docking station in an upright state.
  • the present invention relates to an automatic robot cleaning device that reduces the mounting space through and automatically collects foreign substances in the cleaning robot mounted in a standing state to a tank for collecting foreign substances in the docking station.
  • ROBOT CLEANER robot cleaner
  • the robot vacuum cleaner does not need to be handled by the user, unlike the general wired / wireless cleaner, and it collects and cleans foreign matter on the floor while driving the floor by itself due to the built-in automatic sensing and driving system.
  • the use of the robot cleaner is gradually increased in that the robot cleaner is compact and has a beautiful appearance.
  • the object of the present invention is to improve the docking method between the cleaning robot and the docking station of the robot cleaning apparatus as described above to minimize the space for filling and mounting, and the foreign matter stored in the tank for collecting foreign matter of the cleaning robot is foreign matter of the docking station.
  • the object includes a docking station and a cleaning robot interacting with the docking station, wherein the docking station is provided with a lifting means for erecting the cleaning robot to minimize the docking space of the cleaning robot approaching horizontally after cleaning the bottom surface.
  • a structure coupled to the lifting means of the docking station is formed in the cleaning robot, and the docking is performed within the cleaning robot through the standing docking structure of the cleaning robot and the docking station. It is achieved by a fully automatic robot cleaning device, characterized in that to discharge the captured foreign matter to the station.
  • the cleaning robot may further include a controller for automatically controlling the operation of the cleaning robot and the docking station so that the cleaning operation, a docking operation standing on the docking station and docking, and a discharging operation for discharging foreign matter can be performed. have.
  • the cleaning robot which travels through the floor in a horizontal state and collects and cleans the foreign matter on the floor, is provided in the cleaning robot body, and the foreign matter collecting tank is provided in the cleaning robot body to form a place where foreign matter is collected and stored;
  • a foreign matter collection path part provided on one side of the cleaning robot body in communication with the foreign matter collection tank to form a path through which foreign matter is collected into the foreign matter collection tank at the time of the cleaning operation, and an end portion forming a foreign matter collection inlet; It is provided in the tank for collecting foreign matter, the foreign matter leakage prevention jaw to prevent foreign matter from flowing into the foreign matter collecting path part and the captured foreign matter discharge path part;
  • a flow path is formed separately from the foreign matter collection path part, but is communicated to the foreign matter collection tank and provided on the other side of the cleaning robot body, and when removing foreign matter, a path through which foreign matter collected in the foreign matter collection tank is discharged
  • a collection foreign matter discharge path portion formed but having an end portion forming a collection foreign matter discharge outlet; It is
  • a suction and discharge driving unit that drives water to be discharged through the tank for collecting foreign substances into the discharge path unit; It is located in the foreign matter collecting path part and the captured foreign matter discharge path part respectively, and when cleaning foreign matter, closes the captured foreign matter discharge path part to maintain the suction force in the tank for collecting foreign matter, and when discharging foreign matter, closes the foreign matter collection path part to prevent the back flow of foreign matter Path opening and closing plate to be; And a hook insertion hole for standing formed on the cleaning robot main body to be adjacent to the outlet for collecting the foreign matter and forming a place for the cleaning robot to be docked with the docking station.
  • the docking station is arranged to stand upright to form a place where the cleaning robot in a horizontal state is standing and docked, and a foreign matter removal operation for removing foreign matter in the cleaning robot is performed when the cleaning robot is docked.
  • Docking station body It is integrally provided on one side of the lower end of the docking station main body and is formed to be longer than the width of the docking station main body, and one side of the upper end has an arc shape to guide the movement of the cleaning robot during docking of the cleaning robot.
  • a standing hook which is provided to be movable on one side of the docking station body, and on which one side of the cleaning robot is hung and supported;
  • a hook up / down driving unit provided in the docking station main body and driving the standing hook up / down;
  • a damper provided on the wall of the docking station main body adjacent to the intake port, and providing a buffer against the cleaning robot body and preventing foreign matters from being discharged when the foreign material is discharged; It is provided on the docking station main body, and is formed to prevent exposure of the foreign material collection path when the cleaning robot is not docked or is docked and is up / down according to the up / down of the standing hook.
  • the hook up / down driving part includes: a driving roller; At least one driven roller disposed adjacent to the driving roller; And a belt connected to the standing hook by winding or unwinding one end of the drive roller and the other end via the driven roller.
  • the cleaning robot which runs the floor in a horizontal state and collects and cleans foreign substances on the floor, includes: a pair of front wheels provided in a pair spaced apart from the center of the cleaning robot body; A rear wheel provided in the center of the rear area of the cleaning robot main body and moving the cleaning robot main body together with the pair of front wheels; And a roller for collecting foreign substances that is rotatably provided, forms a place where the cleaning robot in a horizontal state stands and docks, and removes foreign substances in the cleaning robot when the cleaning robot is docked.
  • the docking station that allows the removal operation to proceed is provided on the docking station main body, and when the cleaning robot is docked to the docking station, a front wheel seat arrangement unit forming a place where the front wheel is seated;
  • a rear wheel seat arrangement unit provided on the docking station main body and forming a place where the rear wheel is seated when the cleaning robot is docked to the docking station;
  • it is provided on the docking station body, and when the cleaning robot is docked to the docking station, may further include a roller seat arrangement to form a place where the roller for collecting foreign matter is placed.
  • the docking station for discharging foreign substances can be selectively used by having a separate discharge driving unit.
  • a tray up / down method in which a tray on which the cleaning robot can ride is provided may be selectively used.
  • the present invention is first, it is possible to save the mounting space of the cleaning robot by improving the docking method between the cleaning robot and the docking station, thereby minimizing traffic interference with the user, thereby reducing living inconvenience.
  • the tank for collecting foreign substances in the standing cleaning robot and the tank for collecting foreign substances in the docking station are shortened, thereby reducing the flow path of the foreign substances, thereby reducing the overall volume of the robot cleaning device and making it more aesthetically stylish. It has the advantage of giving a feeling.
  • FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional structural view of a cleaning robot of a robot cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a bottom view of FIG. 1.
  • FIG 3 is a partial cross-sectional structural view of a docking station of a robot cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front view of FIG. 3.
  • 5 to 10 are views sequentially showing a process in which the cleaning robot is docked to the docking station.
  • FIG. 11 is a view showing a process in which a foreign substance removal operation is performed after the cleaning robot is docked to the docking station.
  • FIG. 12 is a control block diagram of a robot cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing the flow of air for FIG. 11 with arrows.
  • FIG. 14 is a detailed view of area A of FIG. 13 and showing the structure when discharging foreign matter.
  • FIG. 15 is a detailed view of area A of FIG. 13 and shows the structure when cleaning the floor.
  • 16 is a view of a robot cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention, and is a view showing an application example in which a suction driving part and a discharge driving part are separately provided.
  • FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional structural view of a cleaning robot of a robot cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a bottom view of FIG. 1
  • FIG. 3 is a robot cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a front view of FIG. 3
  • FIGS. 5 to 10 are views sequentially showing a process in which the cleaning robot is docked at the docking station
  • FIG. 11 is a cleaning robot at the docking station
  • FIG. 12 is a control block diagram of a robot cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is an arrow showing the flow of air for FIG. 11 FIG.
  • FIG. 14 is a detailed view of area A of FIG. 13, showing the structure at the time of discharging foreign matter
  • FIG. 15 is a detailed view of area A of FIG. 13, showing the structure at the time of floor cleaning
  • FIG. Furnace according to another embodiment of the present invention As a drawing of the bot cleaning device, it is a view showing an application example in which the suction drive part and the discharge drive part are separately provided.
  • the robot cleaning apparatus can perform both a docking operation and a discharging operation for discharging foreign substances in addition to a cleaning operation for collecting and cleaning foreign substances on the floor, thereby making it convenient for use.
  • it may include a cleaning robot 110, a docking station 140 and the controller 180.
  • the cleaning robot 110 collects foreign substances on the floor and cleans it while driving the floor by itself.
  • the foreign material refers to garbage, dirt, and dust remaining on the floor.
  • the cleaning robot 110 is equipped with an automatic sensing and driving system, it is possible to carry out cleaning while driving the floor by itself. Auto-sensing and driving systems are typical, and detailed structure explanations are avoided.
  • the cleaning robot 110 has a structure in which each component is mounted or formed on the cleaning robot body 111 forming an exterior.
  • the wheels 112 and 113 are rotatably provided on the cleaning robot body 111 for moving the cleaning robot 110.
  • the wheels 112 and 113 are provided with a pair of front wheels 112 that are spaced apart from each other from the center of the cleaning robot body 111, and one in the center of the rear area of the cleaning robot body 111, , A rear wheel 113 for moving the cleaning robot body 111 together with the pair of front wheels 112.
  • a tank 114 for collecting foreign matter is provided inside the cleaning robot body 111 to form a place where foreign matter on the floor is collected and stored during cleaning.
  • the tank 114 for collecting foreign matter is preferably applied in a removable structure that is removable.
  • the foreign material collecting path part 115 forming a path for collecting foreign materials in the tank 114 for collecting foreign materials, and the collected foreign material discharge path parts 117 forming a path for discharging the collected foreign materials are connected by location. .
  • the foreign matter collecting path part 115 is provided on one side of the cleaning robot body 111 in communication with the tank 114 for collecting foreign matter, and forms a path for collecting foreign matter into the tank 114 for collecting foreign matter during cleaning.
  • the end portion of the foreign material collecting path portion 115 forms a foreign material collecting inlet 115a.
  • the foreign material collecting roller 119 is rotatably provided in the foreign material collecting inlet 115a region.
  • the foreign matter at the bottom may flow into the foreign matter collection inlet 115a together with the action of the roller 119 for collecting foreign matter, and then move along the foreign matter collection path 115 to be collected in the foreign matter collection tank 114.
  • a foreign matter leakage prevention jaw 116 is provided on one side of the foreign matter collecting path part 115 and the captured foreign matter discharge path part 117.
  • the foreign matter leakage preventing jaw 116 serves to prevent the foreign matter collected in the foreign matter collection tank 114 from moving in the reverse direction through the foreign matter collecting path part 115 and the collected foreign matter discharge path part 117. .
  • the collecting foreign matter discharge path part 117 forms a flow path separately from the foreign matter collecting path part 115 but communicates with the tank 114 for collecting foreign materials and is provided on the other side of the cleaning robot body 111, and when removing foreign matter A path through which foreign substances collected in the tank 114 for collecting foreign substances is discharged is formed.
  • the end of the capture foreign matter discharge path part 117 forms a capture foreign matter discharge outlet 117a.
  • a suction and discharge driving unit 118 is provided around the tank 114 for collecting foreign substances in the cleaning robot body 111.
  • the suction and discharge driving unit 118 is provided on the cleaning robot body 111 while being connected to the tank 114 for collecting foreign matter, and when the cleaning operation is performed, the foreign matter is collected through the foreign matter collecting path unit 115. ) Is driven to be collected, and when the foreign matter removal operation is performed, the collected foreign matter is driven to be discharged to the captured foreign matter discharge path part 117 through the tank 114 for collecting foreign matter.
  • a filter is applied to the suction and discharge driving unit 118 together.
  • a standing hook insertion hole 121 is further provided on one side of the cleaning robot body 111.
  • the standing hook insertion hole 121 is formed in the cleaning robot body 111 to be adjacent to the captured foreign matter discharge outlet 117a, and forms a place for the cleaning robot 110 to be docked to the docking station 140. The operation of the standing hook insertion hole 121 will be described later.
  • the docking station 140 is provided separately from the cleaning robot 110, but as shown in FIG. 11, the cleaning robot 110 stands and is docked, and when the cleaning robot 110 is docked, the cleaning robot 110 ) It serves to remove foreign substances within.
  • the cleaning robot 110 is docked to the docking station 140 as shown in FIG. 11, the trapped foreign matter in the cleaning robot 110 is removed while moving toward the docking station 140. Therefore, unlike the cleaning robot 110 that moves itself, the docking station 140 has a fixed position.
  • the docking station 140 has a structure in which the components are mounted or formed on the docking station main body 141, which forms an exterior but is erected and standing upright, as shown in detail in FIGS. 3 and 4.
  • the wheel guide 142 is integrally provided on one side of the lower end of the docking station main body 141, but is formed longer than the width of the docking station main body 141, and is cleaned during the docking operation of the cleaning robot 110 as shown in FIGS.
  • the robot body 111 guides movement of the front wheel 112 and the rear wheel 113. That is, the wheel guide 142 guides the movement of the front wheel 112 and the rear wheel 113 so that the cleaning robot body 111 entering in the horizontal direction can be erected in the vertical direction.
  • the wheel guide 142 has an arc shape on one side of its upper end and also includes a function of preventing the fall of the docking station body 141.
  • a docking station main body 141 is provided with a tank 143 for collecting foreign matter that collects foreign matter discharged from the cleaning robot 110 side during the foreign matter removal operation, and includes a filter. It is advantageous that the volume of the foreign matter collection tank 143 is larger than that of the foreign matter collection tank 114.
  • the foreign matter collection path cover 148 is applied to the docking station body 141. 5 to 10, when the cleaning robot 110 is docked, the foreign matter collection proceeds while the foreign matter collection path cover 148 is opened.
  • the foreign material collection path part 144 is connected to the foreign material collection tank 143.
  • the foreign material collection path part 144 is provided in the docking station main body 141 in communication with the foreign material collection tank 143, and when the foreign matter is removed, the foreign matter discharged from the cleaning robot 110 side is collected into the foreign material collection tank 143. Form a path.
  • a foreign material collection inlet 144a is formed at an end of the foreign material collection path part 144. Therefore, after the cleaning robot 110 is docked to the docking station 140 as shown in FIG. 11, the collected foreign matter discharge outlet 117a and the foreign matter collection inlet 144a are arranged face to face, but in this state, the foreign matter collection tank 114 The collected foreign matters can be collected into the foreign matter collection tank 143 through the collected foreign matter discharge path part 117, the captured foreign matter discharge outlet 117a, the foreign matter collection inlet 144a, and the foreign matter collection path part 144. have.
  • One side of the docking station body 141 is provided with a pair of standing hooks 146 movable.
  • a pair of standing hooks 146 allow the standing hook insertion holes 121 of the cleaning robot 110 to be hung and supported.
  • An end of the standing hook 146 forms a bent portion 146a curved like a hook. Therefore, it can be easily caught in the hook insertion hole 121 for standing.
  • the drawing shows standing up with a hook method, but in addition to the hook method, it can be variously changed, such as a tray up / down method, and all of these items should belong to the scope of the present invention.
  • the pair of standing hooks 146 may perform an up / down operation.
  • a hook up / down driving unit 150 is provided.
  • the hook up / down driving unit 150 is provided in the docking station main body 141, and serves to drive the standing hook 146 up / down.
  • the hook up / down driving unit 150 includes a driving roller 151, at least one driven roller 152 disposed adjacent to the driving roller 151, and one end wound around the driving roller 151 or The winding is released and the other end may include a belt 153 connected to the standing hook 146 via the driven roller 152.
  • the hook up / down driving unit 150 is driven while the hook insertion hole 121 for standing up of the cleaning robot 110 is supported by a pair of standing hooks 146, so that the standing hook 146 is up / down. It can be operated down.
  • the docking station 140 is provided with a front wheel seat arrangement 155, a rear wheel seat arrangement 156, a roller seat arrangement 157 and a damper 147.
  • the front wheel seat arrangement unit 155 is provided on the docking station main body 141 and forms a place where the front wheel 112 is seated when the cleaning robot 110 is docked to the docking station 140.
  • the rear wheel seat arrangement unit 156 is provided on the docking station main body 141 and forms a place where the rear wheel 113 is seated when the cleaning robot 110 is docked to the docking station 140.
  • roller seat arrangement unit 157 is provided on the docking station body 141, and when the cleaning robot 110 is docked to the docking station 140, it forms a place where the roller 119 for collecting foreign matter is seated. .
  • the front wheel 112, the rear wheel 113 of the cleaning robot 110, and the roller 119 for collecting foreign matter are front wheels of the docking station 140.
  • Each seat is placed in the seat arrangement 155, the rear wheel seat arrangement 156, and the roller seat arrangement 157, respectively.
  • the damper 147 is provided on the wall of the docking station body 141 to be adjacent to the foreign material collection inlet 144a, and when the cleaning robot 110 is docked to the docking station 140, the cleaning robot body 111 It provides a function of preventing foreign matter leakage when buffering and discharging foreign matter.
  • the suction and discharge driving unit 118 acts only as a suction driving unit 118b for the cleaning robot to clean, and a separate discharge driving unit for discharging foreign matter in the docking station ( The method of forming 145b) is also optionally applicable.
  • controller 180 automatically controls the operation of the cleaning robot 110 and the docking station 140 so that the cleaning robot 110 performs a cleaning operation, a docking operation, or a foreign matter removal operation.
  • the cleaning robot 110 runs on the floor by itself and collects foreign matter on the floor to perform a cleaning operation
  • the cleaning robot 110 through the process of FIGS. 5 to 10
  • This docking station 140 is docked to remove foreign matter, that is, the cleaning robot 110 and the operation of the cleaning robot 110 and the docking station 140 automatically so that collected foreign matter in the cleaning robot 110 can be collected. Control.
  • the controller 180 performing such a role may include a central processing unit 181 (CPU), a memory 182 (MEMORY), and a support circuit (183, SUPPORT CIRCUIT).
  • CPU central processing unit
  • MEMORY memory 182
  • support circuit 183, SUPPORT CIRCUIT
  • the central processing unit 181 is industrially controlled to automatically control the operation of the cleaning robot 110 and the docking station 140 so that the cleaning robot 110 in the present embodiment proceeds with the cleaning operation, docking operation, or debris removal operation. It can be one of various computer processors that can be applied.
  • the memories 182 and MEMORY are connected to the central processing unit 181.
  • the memory 182 may be installed in a local or remote location as a computer-readable recording medium, and is readily available, for example, random access memory (RAM), ROM, floppy disk, hard disk, or any digital storage form. It may be at least one memory.
  • the support circuit 183 (SUPPORT CIRCUIT) is combined with the central processing unit 181 to support the typical operation of the processor.
  • the support circuit 183 may include a cache, a power supply, a clock circuit, an input / output circuit, a subsystem, and the like.
  • the controller 180 automatically controls the operation of the cleaning robot 110 and the docking station 140 so that the cleaning robot 110 proceeds with a cleaning operation, docking operation, or debris removal operation.
  • Processes and the like may be stored in the memory 182.
  • software routines may be stored in memory 182.
  • the process according to the invention has been described as being executed by a software routine, it is also possible that at least some of the processes of the invention are performed by hardware. As such, the processes of the present invention may be implemented in software executed on a computer system, hardware such as an integrated circuit, or a combination of software and hardware.
  • the cleaning robot 110 receiving the docking signal is guided by the wheel guide 142 of the docking station 140 as shown in FIGS. 5 and 6, it is mounted on the docking station body 141. Then, the standing hook insertion hole 121 of the cleaning robot 110 is hung on the standing hook 146 as shown in FIG. 7, and thereafter, by the action of the hook up / down driving unit 150 as shown in FIGS. 8 to 9. As the horizontal cleaning robot 110 is erected, it is operated up.
  • the cleaning robot 110 When the up operation of the hook up / down driving unit 150 is completed, the cleaning robot 110 is completely docked to the docking station 140 as shown in FIG. 10, in this case, the front wheel of the cleaning robot 110 ( 112), the rear wheel 113 and the roller 119 for collecting foreign substances are respectively placed in the front wheel seat arrangement 155, the rear wheel seat arrangement 156 and the roller seat arrangement 157 of the docking station 140, respectively. Take a seated state.
  • a path opening / closing plate 120 may be installed on the foreign matter collecting path 115 to provide a function for preventing backflow of foreign substances.
  • the path opening / closing plate 120 in the collecting foreign matter discharge path portion 117 during cleaning, pressure in the tank 114 for collecting foreign substances can be maintained.
  • the path opening / closing plate 120 of the foreign matter collecting path 115 is closed and the path opening / closing plate 120 of the collecting foreign matter discharge path 117 is opened.
  • the path opening / closing plate 120 of the foreign matter collecting path 115 is opened, and the path opening / closing plate 120 of the collecting foreign matter discharge path 117 is closed.
  • the cleaning robot 110 may be executed through the suction driving unit 118b, and when discharging foreign substances, it may be executed through the discharge driving unit 145b.

Abstract

본 발명은 전자동 로봇 청소장치에 관한 것으로서, 도킹스테이션과 이에 상호작용하는 청소로봇을 포함하되 상기 도킹스테이션은 바닥면 청소후 수평상태로 접근하는 상기 청소로봇의 도킹공간이 최소화되도록 상기 청소로봇을 기립화하는 인양수단을 구비하며, 상기 청소로봇에는 상기 청소로봇의 청소로봇 본체를 기립화하기 위해 상기 도킹스테이션의 인양수단에 결합하는 구조가 형성되며, 상기 청소로봇과 도킹스테이션의 기립도킹 구조를 통해 상기 청소로봇 내에서 상기 도킹스테이션으로 포집이물을 배출하는 것을 특징으로 한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 06.01.2020]　전자동 로봇 청소장치
본 발명은, 청소로봇의 충전 및 거치와 관련하여 청소로봇이 도킹스테이션에 기립하여 거치할 수 있는 로봇 청소장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 청소로봇이 기립상태로 도킹스테이션에 도킹되는 구조를 통해 거치공간을 줄이고 기립상태로 거치된 청소로봇 내에 포집 이물이 도킹스테이션 내 이물 수거용 탱크로 자동 배출되도록 한 전자동 로봇 청소장치에 관한 것이다.
유무선 청소기의 보급이 증가되면서 바닥에 잔존되는 쓰레기, 오물, 먼지 등(이하, 이물이라 함)을 청소하는 청소작업이 수월해지고 있다.
한편, 유무선 청소기와는 별개로 최근에는 스스로 주행하면서 바닥에 잔존되는 이물을 포집해서 청소하는 소위, 로봇 청소기(ROBOT CLEANER)가 개발되고 있으며, 점차 사용량이 증가하는 추세에 있다.
로봇 청소기는 일반 유무선 청소기와는 달리 사용자가 파지하여 핸들링(handling)할 필요가 없으며, 탑재된 자동 센싱 및 주행 시스템으로 인해 스스로 바닥을 주행하면서 바닥의 이물을 포집해서 청소한다.
따라서 사용자의 입장에서는 작동신호만 입력하면 되기 때문에 청소작업에 따른 사용상의 편의성이 대단히 높다. 실제, 로봇 청소기는 콤팩트하면서 외관도 미려하다는 점에서 로봇 청소기의 사용이 점차 증가되는 실정이다.
다만, 통상적인 로봇 청소기의 경우, 청소작업을 완료한 청소로봇의 거치 및 충전을 위해 청소로봇이 도킹스테이션에 도킹되는 방식이 수평상태로 행해짐에 따라 거치 공간이 많이 필요하게 되고 이로 인해 사용자 동선과 간섭을 유발하여 불편을 초래하는 경우가 많다. 특히, 청소로봇에 부착된 센서가 도킹스테이션의 위치를 파악하는 능력을 향상시키기 위해 장애물이 없는 곳에 도킹스테이션을 설치해야 해서 로봇 청소장치에 의한 동선간섭은 심화되는 문제점이 있다.
또한 청소로봇이 포집한 이물을 저장하는 이물 포집용 탱크를 비우는 방식에 있어서 청소로봇에 내장된 이물 포집용 탱크의 용량한계로 사용자가 자주 탱크를 비워야 하는 불편함이 있다.
한편으로, 도킹스테이션 내에 이물 수거용 탱크를 구비한 종래의 발명에서는 매번 청소로봇 내에 이물 포집용 탱크를 비워야 하는 불편은 해소될 수 있으나 청소로봇의 수평상태 도킹으로 인해 이물 배출유로 길이가 길어져 로봇 청소장치의 전체 부피가 증가하는 경향이 있다는 점에서 이러한 문제점을 해결하기 위한 신개념의 전자동 로봇 청소장치에 대한 필요성이 대두된다.
본 발명의 목적은, 상술한 바와 같이 로봇 청소장치의 청소로봇과 도킹스테이션 간의 도킹방식을 개선하여 충전 및 거치를 위한 공간을 최소화하고 청소로봇의 이물 포집용 탱크에 보관된 이물을 도킹스테이션의 이물 수거용 탱크로 배출하는 효과적인 방법을 고안하여 로봇 청소장치의 사용 편의성을 향상시키는 것이다.
상기 목적은, 도킹스테이션과 이에 상호작용하는 청소로봇을 포함하되 상기 도킹스테이션은 바닥면 청소후 수평상태로 접근하는 상기 청소로봇의 도킹공간이 최소화되도록 상기 청소로봇을 기립화하는 인양수단을 구비하며, 상기 청소로봇에는 상기 청소로봇의 청소로봇 본체를 기립화하기 위해 상기 도킹스테이션의 인양수단에 결합하는 구조가 형성되며, 상기 청소로봇과 도킹스테이션의 기립도킹 구조를 통해 상기 청소로봇 내에서 상기 도킹스테이션으로 포집이물을 배출하는 것을 특징으로 하는 전자동 로봇 청소장치에 의해 달성된다.
상기 청소로봇이 상기 청소작업, 상기 도킹스테이션에 기립되어 도킹되는 도킹작업, 이물을 배출하는 이물 배출작업을 진행할 수 있도록 상기 청소로봇과 상기 도킹스테이션의 동작을 자동으로 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
수평상태로 바닥을 주행하면서 상기 바닥의 이물을 포집해서 청소하는 청소작업을 진행하는 상기 청소로봇은, 상기 청소로봇 본체 내에 마련되며, 이물이 포집되어 저장되는 장소를 형성하는 이물 포집용 탱크; 상기 이물 포집용 탱크에 연통되게 상기 청소로봇 본체의 일측에 마련되되 상기 청소작업 시 이물이 상기 이물포집용 탱크로 포집되는 경로를 형성하며, 단부가 이물 포집 입구를 형성하는 이물포집 경로부; 상기 이물 포집용 탱크 내에 마련되며, 이물이 이물포집 경로부 및 포집이물 배출 경로부로 유출되는 것을 방지하는 이물 유출방지턱; 상기 이물포집 경로부와는 별개로 유로를 형성하되 상기 이물 포집용 탱크에 연통되고 상기 청소로봇 본체의 타측에 마련되며, 상기 이물 제거작업 시 상기 이물 포집용 탱크 내에 포집된 이물이 배출되는 경로를 형성하되 단부가 포집이물 배출 출구를 형성하는 포집이물 배출 경로부; 상기 이물 포집용 탱크와 연결된 채로 상기 청소로봇 본체에 마련되며, 상기 청소작업이 진행될 때는 이물이 상기 이물 포집 경로부를 통해 상기 이물 포집용 탱크로 포집되게 구동하고, 상기 이물 제거작업이 진행될 때는 포집이물이 상기 이물 포집용 탱크를 통해 상기 포집이물 배출 경로부로 배출되게 구동하는 흡입 및 배출 구동부; 상기 이물 포집 경로부 및 포집이물 배출 경로부내에 각각 위치하며 이물 청소시 포집이물 배출 경로부를 닫아 이물 포집용 탱크내의 흡입력을 유지하고, 이물 배출시는 이물 포집 경로부를 닫아 이물의 역류를 방지하는 경로부 개폐판; 및 상기 포집이물 배출 출구에 이웃되게 상기 청소로봇 본체에 형성되며, 상기 청소로봇이 상기 도킹스테이션에 도킹되기 위한 장소를 형성하는 기립용 후크 삽입홀을 포함할 수 있다.
수평상태의 상기 청소로봇이 기립되어 도킹(docking)되는 장소를 형성하며, 상기 청소로봇이 도킹될 때 상기 청소로봇 내의 이물을 제거하는 이물 제거작업이 진행되도록 하는 상기 도킹스테이션은, 기립되게 세워져 배치되는 도킹스테이션 본체; 상기 도킹스테이션 본체의 하단부 일측에 일체로 마련되되 상기 도킹스테이션 본체의 폭보다 길게 형성되며, 상기 청소로봇의 도킹작업 시 상기 청소로봇의 이동을 가이드하기 위해 상단부 일측이 아크(arc) 형상을 갖으며 상기 도킹스테이션 본체의 전도를 방지하는 휠 가이드; 상기 도킹스테이션 본체 내에 마련되며, 상기 이물 제거작업 시 상기 청소로봇 쪽에서 배출되는 이물을 수거하고 보관하는 이물 수거용 탱크; 상기 이물 수거용 탱크에 연통되게 상기 도킹스테이션 본체에 마련되되 상기 이물 제거작업 시 상기 청소로봇 쪽에서 배출되는 이물이 상기 이물 수거용 탱크로 수거되는 경로를 형성하며, 단부가 이물 수거 입구를 형성하는 이물 수거 경로부; 상기 도킹스테이션 본체의 일측에 이동 가능하게 마련되며, 상기 청소로봇의 일측이 걸려 지지되는 기립용 후크; 상기 도킹스테이션 본체 내에 마련되며, 상기 기립용 후크를 업/다운(up/down) 구동시키는 후크 업/다운 구동부; 상기 이물 수거 입구에 이웃되게 상기 도킹스테이션 본체의 벽체에 마련되며, 상기 청소로봇 본체에 대한 완충 및 이물배출 시 이물유출의 방지작용을 제공하는 댐퍼; 상기 도킹스테이션 본체에 마련되되, 상기 청소로봇이 도킹하지 않고 있는 상태이거나 도킹중일 때 이물 수거 경로부의 노출을 방지하기 위해 형성되며 상기 기립용 후크의 업/다운(up/down)에 따라 업/다운(up/down)되는 이물 수거경로부 커버를 포함하며, 상기 후크 업/다운 구동부는, 구동 롤러; 상기 구동 롤러에 이웃하게 배치되는 적어도 하나의 종동 롤러; 및 일단부는 상기 구동 롤러에 권취 또는 권취 해제되고 타단부는 상기 종동 롤러를 경유해서 상기 기립용 후크와 연결되는 벨트를 포함할 수 있다.
수평상태로 바닥을 주행하면서 상기 바닥의 이물을 포집해서 청소하는 청소작업을 진행하는 상기 청소로봇은, 상기 청소로봇 본체의 중앙에서 좌우로 상호 이격되게 한 쌍으로 마련되는 한 쌍의 전방 휠; 상기 청소로봇 본체의 후방 영역의 중앙에 한 개 마련되며, 상기 한 쌍의 전방 휠과 함께 상기 청소로봇 본체를 이동시키는 후방 휠; 및 회전 가능하게 마련되는 이물 포집용 롤러를 더 포함하며, 수평상태의 상기 청소로봇이 기립되어 도킹(docking)되는 장소를 형성하며, 상기 청소로봇이 도킹될 때 상기 청소로봇 내의 이물을 제거하는 이물 제거작업이 진행되도록 하는 상기 도킹스테이션은, 상기 도킹스테이션 본체에 마련되며, 상기 청소로봇이 상기 도킹스테이션에 도킹될 때, 상기 전방 휠이 자리 배치되는 장소를 형성하는 전방 휠 자리 배치부; 상기 도킹스테이션 본체에 마련되며, 상기 청소로봇이 상기 도킹스테이션에 도킹될 때, 상기 후방 휠이 자리 배치되는 장소를 형성하는 후방 휠 자리 배치부; 및 상기 도킹스테이션 본체에 마련되며, 상기 청소로봇이 상기 도킹스테이션에 도킹될 때, 상기 이물 포집용 롤러가 자리 배치되는 장소를 형성하는 롤러 자리 배치부를 더 포함할 수 있다.
청소시 이물의 포집과 도킹후 이물의 배출을 위해 구동하는 상기 흡입 및 배출 구동부 대신, 상기 청소로봇 내에 청소시 이물의 포집만을 위해 구동하는 흡입 구동부를 대체 형성하고 이물의 배출을 위해 상기 도킹스테이션 내에 별도의 배출 구동부를 구비하여 선택적용할 수 있다.
상기 청소로봇을 기립할 수 있는 방법으로 기립용 후크 대신, 상기 청소로봇이 탑승할 수 있는 트레이(tray)가 구비되는 트레이 업/다운(tray up/down) 방식을 선택적용할 수 있다.
따라서 본 고안은 첫째, 청소로봇과 도킹스테이션 간의 도킹방법 개선을 통해 청소로봇의 거치공간을 절약할 수 있으며 이로 인해 사용자와의 동선간섭을 최소화하여 생활불편을 줄이는 효과가 있다.
둘째는 도킹방법 개선에 따라 기립상태인 청소로봇내의 이물 포집용 탱크와 도킹스테이션 내의 이물 수거용 탱크가 근접되어 이물의 배출유로가 짧아지고 이로 인해 로봇 청소장치 전체의 부피가 감소되며 미관상으로도 더 세련된 느낌을 줄 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소장치의 청소로봇에 대한 개략적인 부분 단면 구조도이다.
도 2는 도 1의 저면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소장치의 도킹스테이션에 대한 부분 단면 구조도이다.
도 4는 도 3의 정면도이다.
도 5 내지 도 10은 청소로봇이 도킹스테이션에 도킹되는 과정을 연속적으로 도시한 도면들이다.
도 11은 청소로봇이 도킹스테이션에 도킹된 이후에 이물 제거작업이 진행되는 과정을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소장치의 제어블록도이다.
도 13은 도 11에 대한 공기의 흐름을 화살표로 도시한 도면이다.
도 14는 도 13의 A 영역에 대한 상세도로서 이물배출시의 구조를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 13의 A 영역에 대한 상세도로서 바닥청소시의 구조를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소장치에 대한 도면으로서 흡입 구동부와 배출 구동부가 별도로 구비된 적용예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문어구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작(작용)은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또한 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소장치의 청소로봇에 대한 개략적인 부분 단면 구조도, 도 2는 도 1의 저면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소장치의 도킹스테이션에 대한 부분 단면 구조도, 도 4는 도 3의 정면도, 도 5 내지 도 10은 청소로봇이 도킹스테이션에 도킹되는 과정을 연속적으로 도시한 도면들, 도 11은 청소로봇이 도킹스테이션에 도킹된 이후에 이물 배출작업이 진행되는 과정을 도시한 도면, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소장치의 제어블록도, 도 13은 도 11에 대한 공기의 흐름을 화살표로 도시한 도면, 도 14는 도 13의 A 영역에 대한 상세도로서 이물배출시의 구조를 나타낸 도면, 도 15는 도 13의 A 영역에 대한 상세도로서 바닥청소시의 구조를 나타낸 도면, 그리고 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소장치에 대한 도면으로서 흡입 구동부와 배출 구동부가 별도로 구비된 적용예를 나타낸 도면이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 로봇 청소장치는 바닥의 이물을 포집해서 청소하는 청소작업 외에도 도킹작업, 이물을 배출하는 이물 배출작업 모두가 전자동으로 수행될 수 있으며, 이로 인해 사용상의 편의성이 대폭 향상될 수 있도록 한 것으로서, 청소로봇(110), 도킹스테이션(140) 및 컨트롤러(180)를 포함할 수 있다.
우선, 청소로봇(110)은 도 1 및 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 스스로 바닥을 주행하면서 바닥의 이물을 포집해서 청소하는 청소작업을 진행한다.
여기서, 이물이란 바닥에 떨어져 잔존되는 쓰레기, 오물, 먼지 등을 일컫는다.
청소로봇(110)에는 자동 센싱 및 주행 시스템이 탑재되어 있어서 스스로 바닥을 주행하면서 청소작업을 진행할 수 있다. 자동 센싱 및 주행 시스템은 통상적인 것이라 구체적인 구조 설명은 피한다.
이러한 청소로봇(110)은 외관을 형성하는 청소로봇 본체(111)에 각 구성들이 탑재 혹은 형성되는 구조를 갖는다.
일단, 청소로봇(110)의 무빙(moving)을 위하여 휠(112,113)이 청소로봇 본체(111)에 회전 가능하게 마련된다.
휠(112,113)은 청소로봇 본체(111)의 중앙에서 좌우로 상호 이격되게 한 쌍으로 마련되는 한 쌍의 전방 휠(112)과, 청소로봇 본체(111)의 후방 영역의 중앙에 한 개 마련되며, 한 쌍의 전방 휠(112)과 함께 청소로봇 본체(111)를 이동시키는 후방 휠(113)을 포함할 수 있다.
청소로봇 본체(111) 내에는 청소작업 시 바닥의 이물이 포집되어 저장되는 장소를 형성하는 이물 포집용 탱크(114)가 마련된다. 여기서, 이물 포집용 탱크(114)는 탈착이 가능한 교체식 구조로 적용되는 것이 바람직하다. 이물 포집용 탱크(114)에 이물이 포집되는 경로를 이루는 이물 포집 경로부(115)와, 이미 포집된 포집이물이 배출되는 경로를 이루는 포집이물 배출 경로부(117)가 위치별로 연결된다.
이물 포집 경로부(115)는 이물 포집용 탱크(114)에 연통되게 청소로봇 본체(111)의 일측에 마련되며, 청소작업 시 이물이 이물 포집용 탱크(114)로 포집되는 경로를 형성한다. 이물 포집 경로부(115)의 단부는 이물 포집 입구(115a)를 형성한다.
이러한 이물 포집 입구(115a) 영역에 이물 포집용 롤러(119)가 회전 가능하게 마련된다. 바닥의 이물은 이물 포집용 롤러(119)의 작용과 더불어 이물 포집 입구(115a)로 유입된 후, 이물 포집 경로부(115)를 따라 이동되어 이물 포집용 탱크(114)에 포집될 수 있다.
이때, 이물 포집 경로부(115) 및 포집이물 배출 경로부(117) 상의 일측에는 이물 유출방지턱(116)이 마련된다. 이물 유출방지턱(116)은 이물 포집용 탱크(114)내에 포집된 포집이물이 이물 포집 경로부(115) 및 포집이물 배출 경로부(117)를 통해 역방향으로 이동되는 것을 저지하는 역할을 한다.
포집이물 배출 경로부(117)는 이물 포집 경로부(115)와는 별개로 유로를 형성하되 이물 포집용 탱크(114)에 연통되고 청소로봇 본체(111)의 타측에 마련되며, 이물 제거작업 시 이물 포집용 탱크(114) 내에 포집된 이물이 배출되는 경로를 형성한다.
포집이물 배출 경로부(117)의 단부는 포집이물 배출 출구(117a)를 형성한다.
청소로봇 본체(111) 내에서 이물 포집용 탱크(114)의 주변에는 흡입 및 배출 구동부(118)가 마련된다. 흡입 및 배출 구동부(118)는 이물 포집용 탱크(114)와 연결된 채로 청소로봇 본체(111)에 마련되며, 청소작업이 진행될 때는 이물이 이물 포집 경로부(115)를 통해 이물 포집용 탱크(114)로 포집되게 구동하고, 이물 제거작업이 진행될 때는 포집이물이 이물 포집용 탱크(114)를 통해 포집이물 배출 경로부(117)로 배출되게 구동한다. 흡입 및 배출 구동부(118)에는 필터가 함께 적용된다.
청소로봇 본체(111)의 일측에는 기립용 후크 삽입홀(121)이 더 마련된다. 기립용 후크 삽입홀(121)은 포집이물 배출 출구(117a)에 이웃되게 청소로봇 본체(111)에 형성되며, 청소로봇(110)이 도킹스테이션(140)에 도킹되기 위한 장소를 형성한다. 기립용 후크 삽입홀(121)의 작용은 후술한다.
다음으로, 도킹스테이션(140)은 청소로봇(110)과는 별개로 마련되되 도 11처럼 청소로봇(110)이 기립하여 도킹(docking)되며, 청소로봇(110)이 도킹될 때 청소로봇(110) 내의 이물을 제거하는 역할을 한다. 다시 말해, 도 11처럼 청소로봇(110)이 도킹스테이션(140)에 도킹될 때, 청소로봇(110) 내의 포집이물이 도킹스테이션(140)쪽으로 옮겨 가면서 제거된다. 따라서 스스로 무빙(moving)되는 청소로봇(110)과 달리, 도킹스테이션(140)은 위치 고정된 상태를 갖는다.
이러한 도킹스테이션(140)은 도 3 및 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 외관을 형성하되 기립되게 세워져 배치되는 도킹스테이션 본체(141)에 각 구성들이 탑재 혹은 형성되는 구조를 갖는다.
도킹스테이션 본체(141)의 하단부 일측에는 도킹스테이션 본체(141)의 전도를 방지하는 휠 가이드(142)가 마련된다. 휠 가이드(142)는 도킹스테이션 본체(141)의 하단부 일측에 일체로 마련되되 도킹스테이션 본체(141)의 폭보다 길게 형성되며, 도 5 및 도 6과 같은 청소로봇(110)의 도킹작업 시 청소로봇 본체(111)의 전방 휠(112)과 후방 휠(113)에 대한 이동을 가이드한다. 즉 수평방향으로 진입되는 청소로봇 본체(111)가 수직방향으로 세워질 수 있게끔 전방 휠(112)과 후방 휠(113)에 대한 이동을 휠 가이드(142)가 가이드한다. 유연한 가이드를 위해 휠 가이드(142)는 그 상단부 일측이 아크(arc) 형상을 가지며 도킹스테이션 본체(141)의 전도를 방지하는 기능도 포함한다.
도킹스테이션 본체(141) 내에는 이물 제거작업 시 청소로봇(110) 쪽에서 배출되는 이물을 수거하는 이물 수거용 탱크(143)가 마련되며 필터를 포함한다. 이물 수거용 탱크(143)의 부피가 이물 포집용 탱크(114)의 부피보다 큰 것이 유리하다.
도킹스테이션 본체(141)에는 이물 수거 경로부 커버(148)가 적용된다. 도 5에서 도 10처럼 청소로봇(110)이 도킹될 때, 이물 수거 경로부 커버(148)가 열리면서 이물 수거가 진행된다.
이물 수거용 탱크(143)에 이물 수거 경로부(144)가 연결된다. 이물 수거 경로부(144)는 이물 수거용 탱크(143)에 연통되게 도킹스테이션 본체(141)에 마련되며, 이물 제거작업 시 청소로봇(110) 쪽에서 배출되는 이물이 이물 수거용 탱크(143)로 수거되는 경로를 형성한다.
이물 수거 경로부(144)의 단부에는 이물 수거 입구(144a)가 형성된다. 따라서 도 11처럼 청소로봇(110)이 도킹스테이션(140)에 도킹되고 나면 포집이물 배출 출구(117a)와 이물 수거 입구(144a)가 맞대게 배치되는데, 이 상태에서 이물 포집용 탱크(114) 내의 포집이물이 포집이물 배출 경로부(117), 포집이물 배출 출구(117a), 이물 수거 입구(144a), 이물 수거 경로부(144)를 통해 이물 수거용 탱크(143) 내로 수거될 수 있다.
도킹스테이션 본체(141)의 일측에는 한 쌍의 기립용 후크(146)가 이동 가능하게 마련된다. 한 쌍의 기립용 후크(146)는 청소로봇(110)의 기립용 후크 삽입홀(121)이 걸려 지지되게 한다. 기립용 후크(146)의 단부는 갈고리처럼 휘어진 절곡부(146a)를 형성한다. 따라서 기립용 후크 삽입홀(121)에 잘 걸릴 수 있다.
참고로, 도면에는 후크 방식으로 기립되는 것을 도시하였으나 후크 방식 외에도 트레이 업/다운(tray up/down) 방식 등 다양하게 변경될 수 있으며, 이러한 사항 모두가 본 발명의 권리범위에 속한다 하여야 할 것이다.
한 쌍의 기립용 후크(146)는 업/다운(up/down) 동작이 가능하다. 이를 위해, 후크 업/다운 구동부(150)가 마련된다. 후크 업/다운 구동부(150)는 도킹스테이션 본체(141) 내에 마련되며, 기립용 후크(146)를 업/다운(up/down) 구동시키는 역할을 한다.
본 실시예에서 후크 업/다운 구동부(150)는 구동 롤러(151)와, 구동 롤러(151)에 이웃하게 배치되는 적어도 하나의 종동 롤러(152)와, 일단부는 구동 롤러(151)에 권취 또는 권취 해제되고 타단부는 종동 롤러(152)를 경유해서 기립용 후크(146)와 연결되는 벨트(153)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 기립용 후크(146)에 청소로봇(110)의 기립용 후크 삽입홀(121)이 걸려 지지된 상태에서 후크 업/다운 구동부(150)가 구동됨으로써 기립용 후크(146)가 업/다운 동작될 수 있다.
도킹스테이션(140)에는 전방 휠 자리 배치부(155), 후방 휠 자리 배치부(156), 롤러 자리 배치부(157) 그리고 댐퍼(147)가 마련된다.
전방 휠 자리 배치부(155)는 도킹스테이션 본체(141)에 마련되며, 청소로봇(110)이 도킹스테이션(140)에 도킹될 때, 전방 휠(112)이 자리 배치되는 장소를 형성한다.
후방 휠 자리 배치부(156)는 도킹스테이션 본체(141)에 마련되며, 청소로봇(110)이 도킹스테이션(140)에 도킹될 때, 후방 휠(113)이 자리 배치되는 장소를 형성한다.
그리고 롤러 자리 배치부(157)는 도킹스테이션 본체(141)에 마련되며, 청소로봇(110)이 도킹스테이션(140)에 도킹될 때, 이물 포집용 롤러(119)가 자리 배치되는 장소를 형성한다.
청소로봇(110)이 도킹스테이션(140)에 완전히 도킹되고 나면 청소로봇(110)의 전방 휠(112), 후방 휠(113) 및 이물 포집용 롤러(119)가 도킹스테이션(140)의 전방 휠 자리 배치부(155), 후방 휠 자리 배치부(156) 및 롤러 자리 배치부(157)에 각각 자리 배치된 상태를 취한다.
댐퍼(147)는 이물 수거 입구(144a)에 이웃되게 도킹스테이션 본체(141)의 벽체에 마련되며, 청소로봇(110)이 도킹스테이션(140)에 도킹될 때, 청소로봇 본체(111)에 대한 완충 및 이물배출 시 이물유출의 방지작용을 제공한다.
이물을 배출하는 또다른 실시의 예로, 상기 흡입 및 배출 구동부(118)는 상기 청소로봇이 청소작업을 하기 위한 흡입 구동부(118b)로만 작용하고 상기 도킹스테이션 내에 이물의 배출을 위한 별도의 배출 구동부(145b)를 형성하는 방법도 선택적으로 적용 가능하다.
마지막으로, 컨트롤러(180)는 청소로봇(110)이 청소작업, 도킹작업 또는 이물 제거작업을 진행하도록 청소로봇(110)과 도킹스테이션(140)의 동작을 자동으로 컨트롤한다.
구체적으로 살펴보면, 청소로봇(110)이 스스로 바닥을 주행하면서 바닥의 이물을 포집해서 청소하는 청소작업을 진행하도록 한 후, 세팅 작업이 완료되면 도 5 내지 도 10의 과정을 통해 청소로봇(110)이 도킹스테이션(140)에 도킹되어 이물 제거작업, 즉 청소로봇(110) 내의 포집이물이 도킹스테이션(140)으로 수거될 수 있도록 청소로봇(110)과 도킹스테이션(140)의 동작을 자동으로 컨트롤한다.
이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(180)는 중앙처리장치(181, CPU), 메모리(182, MEMORY), 그리고 서포트 회로(183, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.
중앙처리장치(181)는 본 실시예에서 청소로봇(110)이 청소작업, 도킹작업 또는 이물 제거작업을 진행하도록 청소로봇(110)과 도킹스테이션(140)의 동작을 자동으로 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(182, MEMORY)는 중앙처리장치(181)와 연결된다. 메모리(182)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.
서포트 회로(183, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(181)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(183)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 컨트롤러(180)는 청소로봇(110)이 청소작업, 도킹작업 또는 이물 제거 작업을 진행하도록 청소로봇(110)과 도킹스테이션(140)의 동작을 자동으로 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(182)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(182)에 저장될 수 있다.
소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
이하, 청소로봇(110)의 도킹 작업을 간략하게 살펴본다.
우선, 도킹 신호를 받은 청소로봇(110)이 도 5 및 도 6처럼 도킹스테이션(140)의 휠 가이드(142)에 의해 가이드되면서 도킹스테이션 본체(141)에 올라탄다. 그런 다음, 도 7처럼 기립용 후크(146)에 청소로봇(110)의 기립용 후크 삽입홀(121)이 걸리게 되며, 이후에는 도 8 내지 도 9처럼 후크 업/다운 구동부(150)의 작용으로 수평상태의 청소로봇(110)이 세워지면서 업(up) 동작된다.
후크 업/다운 구동부(150)의 업(up) 동작이 완료되면 도 10처럼 청소로봇(110)이 도킹스테이션(140)에 완전히 도킹된 상태를 취하는데, 이때는 청소로봇(110)의 전방 휠(112), 후방 휠(113) 및 이물 포집용 롤러(119)가 도킹스테이션(140)의 전방 휠 자리 배치부(155), 후방 휠 자리 배치부(156) 및 롤러 자리 배치부(157)에 각각 자리 배치된 상태를 취한다.
도 10처럼 청소로봇(110)이 도킹스테이션(140)에 완전히 도킹된 이후에는 공기 흐름이 진행되면서 이물이 청소로봇(110)에서 도킹스테이션(140)으로 옮겨가 제거된다.
이에 대해 도 13 내지 도 15를 참조해서 좀 더 알아본다.
도 13과 같은 기본 적용에서 이물배출시는 이물 포집 경로부(115)에 경로부 개폐판(120)을 설치하여 이물의 역류방지 기능을 제공할 수 있다. 그리고 청소시 포집이물 배출 경로부(117)에 경로부 개폐판(120)을 설치하여 이물 포집용 탱크(114) 내의 압력을 유지할 수 있다.
구체적으로 보면, 도 14와 같은 이물배출시 이물 포집 경로부(115)의 경로부 개폐판(120)이 닫히고 포집이물 배출 경로부(117)의 경로부 개폐판(120)이 열린다. 그리고 도 15와 같은 바닥청소시 이물 포집 경로부(115)의 경로부 개폐판(120)이 열리고 포집이물 배출 경로부(117)의 경로부 개폐판(120)이 닫힌다.
한편, 도 13과 같은 기본 적용에서 도 16처럼 선택적용이 가능하다. 예컨대, 바닥청소시 청소로봇(110) 내 흡입 구동부(118b)를 통해서 실행하고, 이물배출시 배출 구동부(145b)를 통해서 실행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 바닥의 이물을 포집해서 청소하는 청소작업, 도킹작업 외에도 이물을 제거하는 이물 제거작업 모두가 전자동으로 수행될 수 있으며, 이로 인해 사용상의 편의성이 대폭 향상될 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
부호의 설명
110 : 청소로봇
111 : 청소로봇 본체
112 : 전방 휠
113 : 후방 휠
114 : 이물 포집용 탱크
115 : 이물 포집 경로부
115a : 이물 포집 입구
116 : 이물 유출방지턱
117 : 포집이물 배출 경로부
117a : 포집이물 배출 출구
118 : 흡입 및 배출 구동부
118b : 흡입 구동부
119 : 이물 포집용 롤러
120 : 경로부 개폐판
121 : 기립용 후크 삽입홀
140 : 도킹스테이션
141 : 도킹스테이션 본체
142 : 휠 가이드
143 : 이물 수거용 탱크
144 : 이물 수거 경로부
144a : 이물 수거 입구
145b : 배출 구동부
146 : 기립용 후크
146a : 절곡부
147 : 댐퍼
148 : 이물 수거 경로부 커버
150 : 후크 업/다운 구동부
151 : 구동 롤러
152 : 종동 롤러
153 : 벨트
155 : 전방 휠 자리 배치부
156 : 후방 휠 자리 배치부
157 : 롤러 자리 배치부
180 : 컨트롤러
181 : 중앙처리장치
182 : 메모리
183 : 서포트 회로

Claims (4)

  1. 도킹스테이션과 이에 상호작용하는 청소로봇을 포함하되 상기 도킹스테이션은 바닥면 청소후 수평상태로 접근하는 상기 청소로봇의 도킹공간이 최소화되도록 상기 청소로봇을 기립화하는 인양수단을 구비하며,
    상기 청소로봇에는 상기 청소로봇의 청소로봇 본체를 기립화하기 위해 상기 도킹스테이션의 인양수단에 결합하는 구조가 형성되며,
    상기 청소로봇이 기립되어 상기 도킹스테이션에 도킹될 때, 상기 청소로봇내의 포집이물이 상기 도킹스테이션으로 배출되며,
    수평상태로 바닥을 주행하면서 상기 바닥의 이물을 포집해서 청소하는 청소작업을 진행하는 상기 청소로봇은,
    상기 청소로봇 본체 내에 마련되며, 이물이 포집되어 저장되는 장소를 형성하는 이물 포집용 탱크;
    상기 이물 포집용 탱크에 연통되게 상기 청소로봇 본체의 일측에 마련되되 상기 청소작업 시 이물이 상기 이물 포집용 탱크로 포집되는 경로를 형성하며, 단부가 이물 포집 입구를 형성하는 이물 포집 경로부;
    상기 이물 포집용 탱크 내에 마련되며, 이물이 이물포집 경로부 및 포집이물 배출 경로부로 유출되는 것을 방지하는 이물 유출방지턱;
    상기 이물 포집 경로부와는 별개로 유로를 형성하되 상기 이물 포집용 탱크에 연통되고 상기 청소로봇 본체의 타측에 마련되며, 상기 이물 제거작업 시 상기 이물 포집용 탱크 내에 포집된 이물이 배출되는 경로를 형성하되 단부가 포집이물 배출 출구를 형성하는 포집이물 배출 경로부;
    상기 이물 포집용 탱크와 연결된 채로 상기 청소로봇 본체에 마련되며, 상기 청소작업이 진행될 때는 이물이 상기 이물 포집 경로부를 통해 상기 이물 포집용 탱크로 포집되게 구동하고, 상기 이물 제거작업이 진행될 때는 포집이물이 상기 이물 포집용 탱크를 통해 상기 포집이물 배출 경로부로 배출되게 구동하는 흡입 및 배출 구동부;
    상기 이물 포집 경로부 및 포집이물 배출 경로부 내에 각각 위치하며 이물 청소시 포집이물 배출 경로부를 닫아 이물 포집용 탱크내의 흡입력을 유지하고, 이물 배출시는 이물 포집 경로부를 닫아 이물의 역류를 방지하는 경로부 개폐판; 및
    상기 포집이물 배출 출구에 이웃되게 상기 청소로봇 본체에 형성되며, 상기 청소로봇이 상기 도킹스테이션에 도킹되기 위한 장소를 형성하는 기립용 후크 삽입홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자동 로봇청소 장치.
  2. 도킹스테이션과 이에 상호작용하는 청소로봇을 포함하되 상기 도킹스테이션은 바닥면 청소후 수평상태로 접근하는 상기 청소로봇의 도킹공간이 최소화되도록 상기 청소로봇을 기립화하는 인양수단을 구비하며,
    상기 청소로봇에는 상기 청소로봇의 청소로봇 본체를 기립화하기 위해 상기 도킹스테이션의 인양수단에 결합하는 구조가 형성되며,
    상기 청소로봇이 기립되어 상기 도킹스테이션에 도킹될 때, 상기 청소로봇내의 포집이물이 상기 도킹스테이션으로 배출되며,
    수평상태의 상기 청소로봇이 기립되어 도킹(docking)되는 장소를 형성하며, 상기 청소로봇이 도킹될 때 상기 청소로봇 내의 이물을 제거하는 이물 제거작업이 진행되도록 하는 상기 도킹스테이션은,
    기립되게 세워져 배치되는 도킹스테이션 본체;
    상기 도킹스테이션 본체의 하단부 일측에 일체로 마련되되 상기 도킹스테이션 본체의 폭보다 길게 형성되며, 상기 청소로봇의 도킹작업 시 상기 청소로봇의 이동을 가이드하기 위해 상단부 일측이 아크(arc) 형상을 가지며 상기 도킹스테이션 본체의 전도를 방지하는 휠 가이드;
    상기 도킹스테이션 본체 내에 마련되며, 상기 이물 제거작업 시 상기 청소로봇 쪽에서 배출되는 이물을 수거하고 보관하는 이물 수거용 탱크;
    상기 이물 수거용 탱크에 연통되게 상기 도킹스테이션 본체에 마련되되 상기 이물 제거작업 시 상기 청소로봇 쪽에서 배출되는 이물이 상기 이물 수거용 탱크로 수거되는 경로를 형성하며, 단부가 이물 수거 입구를 형성하는 이물 수거 경로부;
    상기 도킹스테이션 본체의 일측에 이동 가능하게 마련되며, 상기 청소로봇의
    일측이 걸려 지지되는 기립용 후크;
    상기 도킹스테이션 본체 내에 마련되며, 상기 기립용 후크를 업/다운(up/down) 구동시키는 후크 업/다운 구동부;
    상기 이물 수거 입구에 이웃되게 상기 도킹스테이션 본체의 벽체에 마련되며, 상기 청소로봇 본체에 대한 완충 및 이물배출 시 이물유출의 방지작용을 제공하는 댐퍼; 상기 도킹스테이션 본체에 마련되되, 상기 청소로봇이 도킹하지 않고 있는 상태이거나 도킹중일 때 이물 수거 경로부의 노출을 방지하기 위해 형성되며 상기 기립용 후크의 업/다운(up/down)에 따라 업/다운(up/down)되는 이물 수거경로부 커버를 포함하며,
    상기 후크 업/다운 구동부는,
    구동 롤러;
    상기 구동 롤러에 이웃하게 배치되는 적어도 하나의 종동 롤러; 및
    일단부는 상기 구동 롤러에 권취 또는 권취 해제되고 타단부는 상기 종동 롤러를 경유해서 상기 기립용 후크와 연결되는 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자동 로봇청소 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    수평상태로 바닥을 주행하면서 상기 바닥의 이물을 포집해서 청소하는 청소작업을 진행하는 상기 청소로봇은,
    상기 청소로봇 본체의 중앙에서 좌우로 상호 이격되게 한 쌍으로 마련되는
    한 쌍의 전방 휠;
    상기 청소로봇 본체의 후방 영역의 중앙에 한 개 마련되며, 상기 한 쌍의 전방 휠과 함께 상기 청소로봇 본체를 이동시키는 후방 휠; 및
    회전 가능하게 마련되는 이물 포집용 롤러를 더 포함하며,
    수평상태의 상기 청소로봇이 기립되어 도킹(docking)되는 장소를 형성하며, 상기 청소로봇이 도킹될 때 상기 청소로봇 내의 이물을 제거하는 이물 제거작업이 진행되도록 하는 상기 도킹스테이션은,
    상기 도킹스테이션 본체에 마련되며, 상기 청소로봇이 상기 도킹스테이션에 도킹될 때, 상기 전방 휠이 자리 배치되는 장소를 형성하는 전방 휠 자리 배치부;
    상기 도킹스테이션 본체에 마련되며, 상기 청소로봇이 상기 도킹스테이션에 도킹될 때, 상기 후방 휠이 자리 배치되는 장소를 형성하는 후방 휠 자리 배치부;
    및
    상기 도킹스테이션 본체에 마련되며, 상기 청소로봇이 상기 도킹스테이션에 도킹될 때, 상기 이물 포집용 롤러가 자리 배치되는 장소를 형성하는 롤러 자리 배치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자동 로봇청소 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    청소시 이물의 포집과 도킹후 이물의 배출을 위해 구동하는 상기 흡입 및 배출 구동부 대신,
    상기 청소로봇 내에 청소시 이물의 포집만을 위해 구동하는 흡입 구동부를 대체 형성하고 이물의 배출을 위해 상기 도킹스테이션 내에 별도의 배출 구동부를 구비하여 선택적용하는 것을 특징으로 하는 전자동 로봇청소 장치.
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