WO2021132859A1 - 로봇 청소기 - Google Patents

로봇 청소기 Download PDF

Info

Publication number
WO2021132859A1
WO2021132859A1 PCT/KR2020/014022 KR2020014022W WO2021132859A1 WO 2021132859 A1 WO2021132859 A1 WO 2021132859A1 KR 2020014022 W KR2020014022 W KR 2020014022W WO 2021132859 A1 WO2021132859 A1 WO 2021132859A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frame
main
sub
wheel
coupled
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/014022
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김황
한상훈
전영준
윤병호
김수현
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to US17/787,639 priority Critical patent/US20220408992A1/en
Publication of WO2021132859A1 publication Critical patent/WO2021132859A1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40—Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • A47L11/4063—Driving means; Transmission means therefor
    • A47L11/4066—Propulsion of the whole machine
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/009—Carrying-vehicles; Arrangements of trollies or wheels; Means for avoiding mechanical obstacles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40—Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • A47L11/4072—Arrangement of castors or wheels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • 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
    • A47L9/2852—Elements for displacement of the vacuum cleaner or the accessories therefor, e.g. wheels, casters or nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B33/00—Castors in general; Anti-clogging castors
    • B60B33/0036—Castors in general; Anti-clogging castors characterised by type of wheels
    • B60B33/0042—Double or twin wheels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2200/00—Type of product being used or applied
    • B60B2200/40—Articles of daily use
    • B60B2200/49—Domestic appliances, e.g. vacuum cleaners

Definitions

  • the present invention relates to a robot cleaner for improving driving performance.
  • a robot cleaner is a device for automatically cleaning an area to be cleaned by sucking foreign substances such as dust from a floor surface while driving in an area to be cleaned without a user's manipulation.
  • the robot cleaner is provided with a body 10 forming an external appearance, a configuration for moving the body 10 , a configuration for sucking foreign substances from the floor, and a configuration for detecting an area to be cleaned.
  • a suction nozzle for sucking foreign substances from the floor is provided under the robot cleaner.
  • the suction nozzle includes a nozzle case fixed immovably to the cleaner body, a suction port 14 formed on a lower surface of the nozzle case to suck foreign substances, and a rotatably provided at the suction port 14 to collect dust, etc. It is configured to include an agitator 16 that sweeps up foreign substances of the suction port 14 .
  • the robot cleaner includes a configuration for detecting an area to be cleaned.
  • the robot cleaner detects an obstacle located in an area to be cleaned, and drives over the obstacle or avoids the obstacle.
  • the robot cleaner may measure the distance between the obstacle and the robot cleaner to detect the obstacle. That is, the robot cleaner may include a distance sensor.
  • the distance sensor may measure the distance by transmitting a medium to the obstacle and measuring the time it takes to receive a reflected wave from the obstacle.
  • the medium may use infrared rays, ultrasonic waves may be used, and both infrared rays and ultrasonic waves may be used.
  • the robot cleaner includes a wheel 40 to move the body 10 .
  • the wheel 40 is positioned on the left and right sides of the lower surface of the robot cleaner, respectively, to support the body 10 and to move or rotate the body 10 back and forth. In addition, it assists the rotation of the body 10, including the front auxiliary wheel 20 located in front of the lower surface and the rear auxiliary wheel 30 located in the rear of the lower surface.
  • the wheel 40 located on the left side of the lower surface and the wheel 40 located on the right side of the lower surface may be driven independently of each other.
  • the body 10 travels forward and backward, and when rotated in different directions, the body 10 rotates.
  • the front auxiliary wheel 20 and the rear auxiliary wheel 30 are provided to be freely rotatable in the horizontal direction with respect to the body 10, and the inclined portion 12 disposed at the forefront of the body 10 is the body 10. guides the body 10 when climbing a step.
  • the robot cleaner includes a configuration for detecting an area to be cleaned, a configuration for moving the robot cleaner according to the sensed area, and a configuration for cleaning an area to be cleaned according to the movement of the robot cleaner.
  • the robot cleaner enters into a narrow gap of an obstacle while driving in the area to be cleaned, and the upper part of the robot cleaner is caught, or the rear of the robot cleaner is caught by a structure or groove on the floor or climbs on an obstacle and climbs on the wheel of the robot cleaner is heard, and a state in which driving is impossible (hereinafter, referred to as a restrained state) occurs.
  • an elastic member is coupled to a robot cleaner to change the position of the wheel, such as protruding the idle wheel, and grounding.
  • the elastic force of the elastic member is used, sufficient traction may not be obtained, and even if it is grounded, it may be caught by an obstacle, making normal driving impossible.
  • An embodiment of the present invention aims to provide a robot cleaner that obtains sufficient traction in a restrained state.
  • An embodiment of the present invention aims to provide a robot cleaner including a subframe that rotates without interference with a main wheel in a restrained state.
  • an embodiment of the present invention may provide a robot cleaner including a sub-wheel that is grounded in a restrained state.
  • the sub wheel may be located inside the main body when other than the restrained state.
  • an embodiment of the present invention provides a body that forms an exterior to achieve the above object, a main wheel that moves the body, a main motor that provides a driving force to the main wheel, and receives a driving force from the main motor
  • a rotating shaft for rotating the main wheel a main frame through which the main motor is coupled to one side and the rotating shaft passes through the other side to support the main wheel, a subframe rotatably coupled to the main frame, and a subframe coupled to the subframe to rotate and a sub-wheel, wherein the sub-frame has one side coupled to the rotation shaft and the other side coupled to the sub-wheel to change the position of the sub-wheel.
  • the main frame may include a first frame to which the main motor is connected and a second frame to which the main wheel is mounted, and the subframe may be coupled to the rotation shaft in the first frame.
  • the robot cleaner may further include a main connection gear provided between the first frame and the second frame to transmit the driving force of the main motor to the rotation shaft.
  • the robot cleaner includes a first pulley coupled to the rotation shaft at one side of the subframe, a second pulley coupled to the subwheel at the other side of the subframe, and a second pulley connected to the first pulley and the second pulley of the main motor. It may further include a belt for transmitting the driving force to the sub-wheel.
  • the robot cleaner may further include a sub-motor connected to the first frame and rotating the sub-frame.
  • the robot cleaner includes a sub-connection gear provided in the first frame and receiving driving force from the sub-motor to rotate the sub-frame, and an elastic member coupled to the main frame to provide an elastic restoring force to the main wheel.
  • a sub-connection gear provided in the first frame and receiving driving force from the sub-motor to rotate the sub-frame
  • an elastic member coupled to the main frame to provide an elastic restoring force to the main wheel.
  • the second frame may include a wheel guide spaced apart from the outer circumferential surface of the main wheel by a predetermined distance, and the elastic member may be coupled to the wheel guide.
  • the first frame may include a motor accommodating part extending from the first frame in a direction away from the second frame to accommodate the main motor.
  • a distance between the first pulley and the second pulley may be greater than a distance between an outer peripheral surface of the main wheel on the rotation shaft.
  • An embodiment of the present invention can provide a robot cleaner that can more smoothly escape from the restrained state.
  • An embodiment of the present invention can provide a robot cleaner that does not interfere with the main frame even if the sub-frame rotates to escape from the restrained state.
  • One embodiment of the present invention may provide a robot cleaner in which the elastic member can be coupled to the main frame while the subframe rotates.
  • 1 is a view showing a conventional robot cleaner.
  • FIG. 2 is a view showing a driving unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing the driving unit according to an embodiment of the present invention viewed from various directions.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a driving unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a subframe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view illustrating a case in which the robot cleaner according to an embodiment of the present invention is in a restrained state.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a robot cleaner crossing an obstacle according to an embodiment of the present invention.
  • first and/or second may be used to describe various components, but the components are not limited to the above terms.
  • the above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, within the scope of not departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, the first component may be named as the second component, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • the wheels 40 are installed on the left and right sides of the front side where the inclined portion 12 is provided, respectively.
  • the wheel 40 In the constrained state, the wheel 40 is not grounded on the bottom surface of the area to be cleaned or is idle due to insufficient traction.
  • the wheel 40 is grounded on the floor using an elastic member, a force can be applied to the wheel 40 only within the elastic restoring force range of the elastic member, so that sufficient gripping force cannot be obtained.
  • the elastic member when the upper portion of the robot cleaner is caught and the wheel 40 is spaced apart from the floor, it is difficult to escape from the restrained state even by the elastic member.
  • the wheels are provided on the left and right sides with respect to the front, and sub-wheels are further provided on the left and right sides so as to escape from the restrained state.
  • FIG. 2 is a view showing a driving unit (U) of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a view showing the driving unit (U) viewed from the top, front, and rear.
  • the driving unit U of an embodiment of the present invention includes a driving unit 100 for moving the body 10 and a main frame 200 receiving driving force from the driving unit 100 and transmitting it to a plurality of wheels and the driving unit 100 from the driving unit 100 . It includes a subframe 300 for escaping from the restrained state by receiving the driving force.
  • the driving unit 100 includes a main motor 110 , a sub motor 120 , a sub wheel 150 , and a main wheel 160 .
  • the main motor 110 provides driving force to the sub wheel 150 and the main wheel 160 . That is, the sub-wheel 150 and the main wheel 160 rotate by receiving the driving force from the main motor 110 . Accordingly, when the main motor 110 is driven, the sub-wheel 150 and the main wheel 160 rotate regardless of whether the bottom surface is grounded. In particular, the sub wheel 150 may rotate by receiving a driving force from the main motor 110 even if it is not in a restrained state.
  • the main frame 200 is connected to the main motor 110 and receives driving force from the main motor 110 .
  • the main frame 200 receiving the driving force from the main motor 100 transmits the driving force to the main wheel 160 . Accordingly, the main motor 110 and the main wheel 160 are coupled to the main frame 200 .
  • the rotation shaft of the main motor 110 and the rotation shaft of the main wheel 160 are not shared. That is, the rotation shaft of the main motor 110 and the rotation shaft of the main wheel 160 are provided to be spaced apart from each other. Accordingly, the rotating shaft of the main motor 110 is coupled to one side of the main frame 200 and the rotating shaft of the main wheel 160 is coupled to the other side of the main frame 200 . This is to transmit driving force to both the subframe 300 and the subwheel 150 provided in the subframe 300 by the motors 110 and 120, as will be described later in detail.
  • the sub-motor 120 is coupled to the main frame 200 to provide a driving force to the sub-frame 300 . That is, the main frame 200 is connected to the sub-motor 120 and is connected to the sub-frame 300 .
  • the sub-frame 300 receiving the driving force from the sub-motor 120 rotates based on the main frame 200 .
  • the axis of rotation of the main wheel 150 and the axis of rotation of the subframe 300 are shared. Accordingly, the subframe 300 rotates based on the rotation axis of the main wheel 150 passing through the main frame 200 .
  • an embodiment of the present invention further includes a sub-wheel 150 in the main wheel 160 .
  • the subframe 300 rotates based on one axis of the main frame 200 to change the position of the subwheel 150 .
  • the sub-wheel 150 is grounded as necessary to move the body 10 .
  • the sub wheel 150 can escape from the restrained state regardless of whether the main wheel 160 is grounded.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view in which the driving unit U according to an embodiment of the present invention is disassembled
  • FIG. 5 is a view showing a subframe 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the driving unit 100 includes a measuring unit 190 .
  • the measuring unit 190 is interlocked with the main motor 110 and the sub-motor 120 to detect the state and convert the signals input from the main motor 110 and the sub-motor 120 to the encoder 191 and the encoder board ( 193). Accordingly, the robot cleaner according to an embodiment of the present invention may determine the state of the robot cleaner by the measurement unit 190 . For example, it is possible to determine whether the robot cleaner according to an embodiment of the present invention is in a restrained state by comparing the distance to be moved with the distance actually moved. Accordingly, the main motor 110 and the sub-motor 120 are connected to the main frame 200 to provide a signal to the measurement unit 190 while transmitting driving force to the wheels 150 and 160 and the sub-frame 300 .
  • the main frame 200 includes a first frame 210 to which the motors 110 and 120 are connected and a second frame 220 to which the main wheel 160 is coupled.
  • the first frame 210 includes a motor accommodating part 211 extending in a direction away from the main wheel 160 from the first frame 210 .
  • the motor accommodating part 211 may extend in a direction away from the main wheel 160 from the first frame 210 in a hollow cylindrical shape.
  • the present invention is not limited thereto, and may vary depending on the shape of the motors 110 and 120 and the position where they are coupled.
  • the second frame 220 is provided with a wheel guide 221 spaced apart from the outer peripheral surface of the main wheel 160 by a predetermined distance to guide the main wheel 160 .
  • the wheel guide 221 is concentric with the outer circumferential surface of the main wheel 160 , and has a portion of a circle having a larger radius of curvature than the outer circumferential surface of the main wheel 160 as a cross section. More specifically, the wheel guide 221 extends parallel to the rotation axis of the main wheel 160 in the second frame 220 to face the outer peripheral surface of the main wheel 160 .
  • An elastic member 223 providing an elastic restoring force may be coupled to the wheel guide 221 .
  • the elastic member 223 is a member that provides an elastic force according to the extension, such as a spring, and may have one side coupled to the wheel guide 221 and the other side coupled to the body 10 . Accordingly, the rotational position of the main wheel 160 may be corrected.
  • the position where the elastic member 223 is coupled is not limited to the wheel guide 221 , and it will be sufficient if it is coupled to the main frame 200 , but the wheel having the highest height from the bottom surface of the main frame 200 is formed. It is preferably coupled to the guide 221 to provide sufficient elastic restoring force.
  • a main connecting gear 140 is provided between the first frame 210 and the second frame 220 .
  • the main connection gear 140 may be formed of a plurality of spur gears, and receives driving force from the main motor 110 connected to the first frame 210 .
  • the main connection gear 140 receiving the driving force from the main motor 110 transmits the driving force to the main rotating shaft 161 coupled to the main wheel 160 to rotate the main rotating shaft 161 . Accordingly, the main wheel 160 rotates by receiving the driving force from the main motor 110 .
  • the first frame 210 includes a gear receiving portion 213 extending in a direction away from the second frame 220 from the first frame 210 .
  • the gear accommodating part 230 extends from the first frame 210 in parallel with the main rotation shaft 161 , and accommodates the sub-connection gear 130 therein.
  • the sub-connection gear 130 decelerates the driving force provided from the sub-motor 120 and provides it to the sub-frame 300 .
  • the sub-connection gear 130 may include a sub-gear 131 coupled to the sub-motor 120 and a plurality of reduction gears 133 provided to surround the sub-gear 131 .
  • the diameter of the plurality of reduction gears 133 is formed to be larger than the diameter of the sub gear 131 , so that the driving force transmitted from the sub-motor 120 can be decelerated and transmitted to the sub-frame 300 .
  • the gear cover 170 is coupled to the gear accommodating part 213 so that the sub-connection gear 130 is provided in a space formed by the gear accommodating part 213 and the gear cover 170 . That is, one end of the gear receiving portion 213 is coupled to the first frame 210 and the other end is coupled to the gear cover 170 to form an accommodating space inside.
  • the motor accommodating part 211 and the gear accommodating part 213 are coupled to each other.
  • the motor accommodating part 211 may include a groove formed from the outer circumferential surface toward the accommodating space of the motor, and the gear accommodating part 213 may be seated and coupled to the groove formed in the motor accommodating part 211 .
  • the main motor 110 provides a driving force to the main wheel 160 to rotate the main wheel 160 .
  • the sub-motor 120 may provide a driving force to the sub-frame 300 to rotate the sub-frame 300 .
  • subframe 300 will be described in more detail with reference to FIG. 5 .
  • the first frame 210 is provided with a main rotating shaft accommodating portion 215 to which the main rotating shaft 161 is rotatably coupled.
  • the main rotation shaft accommodating part 215 is formed to extend in a direction away from the second frame 220 from the first frame 210, and may have a hollow cylindrical shape. Accordingly, the main rotation shaft 161 passes through the first frame 210 and the second frame 220 and is coupled to the main wheel 160 .
  • the main rotation shaft 161 is also coupled to the subframe 300 . That is, one side of the main rotation shaft 161 is coupled to the main wheel 160 and the other side is coupled to the subframe 300 . Accordingly, the rotational force of the main rotating shaft 161 is transmitted to the main wheel 160 and the subframe 300 .
  • the subframe 300 includes a third frame 310 extending in a direction away from the first frame 210 in the first frame 210 .
  • the third frame 310 extends in parallel with the extension direction of the main rotation shaft accommodating part 215 .
  • the third frame 310 includes a first curved portion 312 coupled to the main frame 200 and a second curved portion 315 coupled to the sub wheel 150 , and the first curved portion 312 . ) and a flat portion 313 connecting the second curved portion 315 is further included.
  • the first curved portion 312 and the second curved portion 315 are formed to have internally rotatable components.
  • the first curved portion 312 and the second curved portion 315 may be a part of a hollow cylindrical shape, so that an arc may be a cross-section.
  • the first curved portion 312 is provided with a configuration that receives power from the main rotation shaft 161 on the inside.
  • a configuration for transmitting power to the sub-wheel 150 is provided inside the second curved portion 315 .
  • the planar part 313 extending from the first curved part 312 toward the second curved part 315 includes a pair of planes facing each other in parallel. It is preferable that the length of the flat portion 313 extending from the first curved portion 312 to the second curved portion 315 is greater than the radius of the outer peripheral surface of the main wheel 160 . This is because, as will be described later, the planar portion 313 must be sufficiently extended to escape from the restrained state.
  • the third frame 310 includes a sub-rotation gear 311 receiving power from the sub-connection gear 130 .
  • the sub-rotation gear 311 may be provided with a spur gear of 100 degrees or more.
  • the sub-rotation gear 311 is coupled to an end of the third frame 310 in a direction away from the first frame 210 to rotate the third frame 310 .
  • the sub-motor 120 provides a driving force to the sub-connection gear 130
  • the sub-connection gear 130 transmits the received driving force to the sub-rotation gear 311 to rotate the third frame 310 . That is, the third frame 310 rotates with respect to the main rotating shaft accommodating part 215 or based on the main rotating shaft 161 .
  • a first pulley 163 coupled to the main rotation shaft 161 is provided inside the first curved portion 312 .
  • the first pulley 163 is fixed to the main rotation shaft 161 and rotates in the same manner as the main rotation shaft 161 .
  • the first pulley 163 is coupled to the transmission unit 165 .
  • the transfer unit 165 is coupled to an end of the main rotation shaft 161 in a direction away from the main wheel 160 . That is, one end of the main rotation shaft 161 is coupled to the main wheel 160 , and the other end is coupled to the transmission unit 165 .
  • the transmission part 165 includes a main shaft coupling part 165b coupled to the main rotation shaft 161 and a coupling protrusion 165a coupled to the first pulley 163, the coupling protrusion 165a and the main shaft coupling part. (165b) is formed to extend in the direction of the main wheel (160) from the transfer unit (165). Accordingly, the main shaft coupling portion 165b receives the rotational force of the main rotating shaft 161 and transmits it to the coupling protrusion 165a, and the coupling protrusion 165a rotates the first pulley 163 .
  • a sub-rotation shaft 151 coupled to the sub-wheel 150 and a second pulley 153 for transmitting power to the sub-rotation shaft 151 are provided inside the second curved portion 315 .
  • the first pulley 163 and the second pulley 153 are connected by a belt 180 . Accordingly, the first pulley 163 transmits the driving force to the second pulley 153 through the belt 180 . In addition, the second pulley 153 transmits a driving force to the sub-rotation shaft 151 .
  • a sub-axis coupling part 155 is provided between the sub-rotation shaft 151 and the sub-wheel 150, and as the sub-rotation shaft 151 rotates, the sub-wheel 150 can rotate equally.
  • the subframe 300 further includes a fourth frame 320 coupled to the third frame 310 , and the fourth frame 320 includes a bearing receiving part 321 . Accordingly, a bearing 167 provided in the transmission unit 165 to support rotation is coupled to the bearing receiving unit 321 .
  • the sub-frame 300 is rotated by the sub-motor 120 and receives driving force from the main motor 110 to rotate the sub-wheel 150 . That is, the main motor 110 rotates the main wheel 160 and the sub-wheel 150 to move the body 10 , and the sub-motor 120 rotates the sub-frame 300 to rotate the sub-wheel 150 . Change the location.
  • a pair of driving units (U) are provided on both sides of the body 10, respectively.
  • one drive unit (U) has been described, but the same description is also applied to the other drive unit (U).
  • the subframe 300 is provided inside the main frame 200 .
  • the first frame 210 is provided inside the second frame 220 .
  • the mainframe 200 may be provided inside the subframe 300 , but preferably the subframe 300 is provided inside the mainframe 200 .
  • the main frame 200 is configured to support the main wheel 160 , and determines the distance between the pair of main wheels 160 . Therefore, when not in a restrained state, the distance between the pair of main wheels 160 is longer, so that it is preferable to promote stability of driving.
  • the sub-wheel 150 is coupled to one surface of the sub-frame 300 located in the inner and far direction. This is because, in the case of the restrained state, the distance between the pair of sub-wheels 150 is greater, so that it can stably escape from the restrained state.
  • the subframe 300 independently rotates inside the main frame 200 .
  • the subframe 300 rotates, it is preferable that some components of the main frame 200 do not rotate together in the rotational direction of the subframe 300 . This is because, when the subframe 300 rotates, if the components on the outside of the subframe 300 rotate together, it is more difficult to escape from the constrained state by the configuration on the outside.
  • the upper part of FIG. 6 is a view showing the wheels 150 and 160 when not in a restrained state
  • the lower part is a view showing the wheels 150 and 160 when they are in a restrained state.
  • the sub wheel 150 when not in a restrained state, the sub wheel 150 is positioned higher than the main wheel 160 with respect to the floor. In this case, the sub-wheel 150 and the main wheel 160 rotate by receiving driving force by the main motor 110, but the main wheel 160 is grounded on the floor surface, but the sub-wheel 150 is not grounded.
  • the sub wheel 150 is positioned lower than the main wheel 160 with respect to the floor surface.
  • the sub-frame 300 rotates with respect to the main frame 200 so that the position of the sub-wheel 150 is lower than that of the main wheel 160 with respect to the floor. Accordingly, even when the main wheel 160 does not contact the floor or does not obtain sufficient traction, traction can be obtained through the sub-wheel 150 .
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which a robot cleaner according to an embodiment of the present invention crosses a specific obstacle.
  • the obstacle P has a circular rod shape in cross section.
  • the robot cleaner cannot proceed and the wheel rotates in vain.
  • the elastic member applies a force to the wheel or a force is applied to the obstacle P, it may be difficult to escape from the restrained state. This is because the structure of the obstacle P itself is a structure that cannot generate sufficient traction.
  • the sub motor 120 is driven to rotate the sub frame 300 .
  • the position of the sub wheel 150 is changed according to the rotation of the sub frame 300 , so that the height of the sub wheel 150 is lower than that of the main wheel 160 . Therefore, it is possible to escape from the restrained state by the sufficient traction of the sub wheel 150 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Suction Cleaners (AREA)
  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)

Abstract

본 발명은 회전하는 위치가 변경되는 서브휠을 포함하는 로봇 청소기에 관한 것으로, 구속상태의 경우 서브휠을 접지시키기 위해 메인프레임에 회전 가능하게 결합되는 서브프레임을 포함하는 로봇 청소기에 관한 것이다.

Description

로봇 청소기
본 발명은 주행 성능을 개선하기 위한 로봇 청소기에 관한 것이다.
일반적으로, 로봇 청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 영역을 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하여 청소하고자 하는 영역을 자동으로 청소하는 장치이다.
도1은 일반적인 로봇청소기의 하면이 도시된 도면이다. 도1을 참조하면, 로봇청소기는 외관을 형성하는 바디(10)와 바디(10)를 이동시키는 구성과 바닥으로부터 이물질을 흡입할 수 있는 구성과 청소하고자 하는 영역을 감지하는 구성으로 구비된다.
로봇 청소기의 하부에는, 바닥에서 이물질을 흡입하는 흡입 노즐이 구비된다. 상기 흡입 노즐은, 상기 청소기 본체에 움직일 수 없도록 고정되는 노즐케이스와 상기 노즐 케이스의 하면에 형성되어 이물질을 흡입하는 흡입구(14)와 상기 흡입구(14)에 회전 가능하게 구비되어 바닥에 쌓인 먼지 등의 이물질을 상기 흡입구(14)로 쓸어 올리는 에지테이터(16)를 포함하여 구성된다.
도1에는 도시되지 않았지만, 로봇 청소기는 청소하고자 하는 영역을 감지하는 구성을 포함한다. 로봇 청소기는 청소하고자 하는 영역에 위치하는 장애물을 감지하여, 장애물을 타고 넘어가거나 장애물을 회피하여 운전한다. 로봇 청소기는 장애물을 감지하기 위해 장애물과 로봇 청소기 사이의 거리를 측정할 수 있다. 즉, 로봇 청소기는 거리 센서를 포함할 수 있다. 거리 센서는 장애물에 매개를 송신하고 장애물로부터 반사파를 수신하는 시간을 측정하여 거리를 측정할 수 있다. 또한, 매개는 적외선을 이용할 수 있고, 초음파를 이용할 수도 있으며, 적외선과 초음파를 모두 이용 할 수 있다.
로봇 청소기는 바디(10)를 이동시키기 위해 휠(40)을 포함한다. 휠(40)은 로봇 청소기의 하면 좌측 및 우측에 각각 위치하여 바디(10)를 지지함과 동시에 전후로 이동시키거나 회전시킨다. 또한, 하면의 전방에 위치하는 전방보조휠(20)와 하면의 후방에 위치하는 후방보조휠(30)을 포함하여 바디(10)의 회전을 보조한다.
하면 좌측에 위치하는 휠(40)와 하면 우측에 위치하는 휠(40)는 서로 독립적으로 구동 될 수 있다. 각각의 휠(40)가 같은 방향으로 회전하면 바디(10)는 전후방 주행되며, 서로 다른 방향으로 회전하면 바디(10)는 회전한다.
전방보조휠(20)와 후방보조휠(30)은 바디(10)에 대해 수평 방향으로 회전이 자유롭게 가능하도록 마련되며, 바디(10)의 최전방에 배치되는 경사부(12)는 바디(10)가 단차를 오를 때 바디(10)를 안내한다.
이와 같이, 로봇 청소기는 청소하고자 하는 영역을 감지하는 구성과 감지된 영역에 따라 로봇 청소기를 이동시키는 구성과 로봇 청소기의 이동에 따라 청소하고자 하는 영역을 청소하는 구성을 포함한다.
그러나, 로봇 청소기가 청소하고자 하는 영역을 주행하면서 장애물의 좁은 틈으로 진입하여 로봇 청소기의 상부가 끼이게 되거나, 바닥의 구조물이나 홈에 의해 로봇 청소기의 배면이 걸리거나 장애물에 올라타 로봇 청소기의 휠이 들리게 되어 주행이 불가능한 상태(이하, 구속 상태라 칭함.)가 발생한다.
구속 상태의 경우, 종래에는 로봇 청소기에 탄성부재를 결합하여 헛도는 휠을 돌출시키는 등 휠의 위치를 변경시켜 접지시킨다. 그러나, 탄성부재의 탄성력을 이용하기 때문에 충분한 접지력을 얻지 못하는 경우가 생기며, 접지가 되더라도 장애물에 걸려 정상적인 주행이 불가능한 경우가 생긴다.
본 발명의 일 실시예는 구속상태의 경우 충분한 접지력을 얻는 로봇 청소기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 구속상태의 경우 메인휠과 간섭 없이 회전하는 서브프레임을 포함하는 로봇 청소기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 상기 목적을 달성하기 위해 구속상태의 경우 접지되는 서브휠을 포함하는 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
상기 서브휠은 구속상태 외의 경우 본체의 내부에 위치할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예는 상기 목적을 달성하기 위해 외관을 형성하는 바디, 상기 바디를 이동시키는 메인휠, 상기 메인휠에 구동력을 제공하는 메인모터, 상기 메인모터로부터 구동력을 전달받아 상기 메인휠을 회전시키는 회전축, 일측에 상기 메인모터가 결합되고 타측에 상기 회전축이 관통되어 상기 메인휠을 지지하는 메인프레임, 상기 메인프레임에 회전 가능하게 결합되는 서브프레임, 상기 서브프레임에 결합되어 회전하는 서브휠을 포함하며, 상기 서브프레임은 일측이 상기 회전축에 결합되고 타측이 상기 서브휠에 결합되어, 상기 서브휠의 위치를 변경시키는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
상기 메인프레임은 상기 메인모터가 연결되는 제1프레임과 상기 메인휠이 장착되는 제2프레임을 포함하고, 상기 서브프레임은 상기 제1프레임에서 상기 회전축과 결합될 수 있다.
상기 로봇 청소기는 상기 제1프레임과 제2프레임 사이에 구비되어 상기 메인모터의 구동력을 상기 회전축에 전달하는 메인연결기어을 더 포함할 수 있다.
상기 로봇 청소기는 상기 서브프레임의 일측에서 상기 회전축과 결합되는 제1풀리, 상기 서브프레임의 타측에서 상기 서브휠과 연결되는 제2풀리, 상기 제1풀리와 제2풀리를 연결하여 상기 메인모터의 구동력을 상기 서브휠에 전달하는 벨트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 로봇 청소기는 상기 제1프레임에 연결되며 상기 서브프레임을 회전시키는 서브모터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 로봇 청소기는 상기 제1프레임에 구비되며 상기 서브모터로부터 구동력을 전달받아 상기 서브프레임을 회전시키는 서브연결기어와, 상기 메인프레임에 결합되어 상기 메인휠에 탄성복원력을 제공하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제2프레임은 상기 메인휠의 외주면과 소정간격 이격되는 휠가이드를 포함할 수 있고, 상기 탄성부재는 상기 휠가이드에 결합될 수 있다.
상기 제1프레임은 상기 제1프레임에서 상기 제2프레임과 멀어지는 방향으로 연장되어 상기 메인모터를 수용하는 모터수용부를 포함할 수 있다.
상기 제1풀리와 제2풀리 사이의 거리는 상기 회전축에서 상기 메인휠의 외주면 사이의 거리보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 구속상태에서 보다 원활하게 탈출할 수 있는 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 구속상태에서 탈출하기 위해 서브프레임이 회전하더라도, 상기 서브프레임은 메인프레임과 저촉되지 않을 수 있는 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 서브프레임이 회전하면서도 메인프레임에 탄성부재가 결합될 수 있는 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
도1은 종래의 로봇 청소기가 도시된 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 유닛이 도시된 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 유닛을 다양한 방면에서 본 모습이 도시된 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 다른 구동 유닛의 분해사시도가 도시된 도면,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브프레임이 도시된 도면이다.
도6은 본 발명의 일 실시에에 따른 로봇 청소기가 구속상태인 경우를 도시한 도면이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기가 장애물을 넘어가는 모습이 도시된 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게는 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명 될 수 있다.
이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도1에서 설명한 바와 같이, 로봇 청소기는 경사부(12)가 구비되는 전방을 기준으로 좌측과 우측에 각각 휠(40)가 설치된다. 구속 상태의 경우, 휠(40)는 청소하고자 하는 영역의 바닥면에 접지되지 않거나 접지력이 부족하여 헛돌게 된다. 이 경우, 탄성부재를 이용하여 휠(40)를 바닥면에 접지시키나 탄성부재의 탄성복원력 범위 내에서만 휠(40)에 힘을 가할 수 있어 충분한 접지력을 얻지 못하는 경우가 발생한다. 특히, 로봇청소기의 상부가 끼여 휠(40)이 바닥면과 이격되는 경우 탄성부재에 의해서도 구속상태에서 벗어나기 어려운 경우도 생긴다.
이에, 본 발명의 일 실시예에서는 전방을 기준으로 좌측과 우측에 휠을 구비하고, 구속상태에서 벗어날 수 있도록 좌측과 우측에 서브휠을 더 구비한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기에 구동유닛(U)이 도시된 도면이다. 도3은 구동유닛(U)을 상방, 전방, 후방에서 바라본 모습이 도시된 도면이다.
도2 내지 3을 참조하여 전반적인 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
본 발명의 일 실시예의 구동유닛(U)은 바디(10)를 이동시키는 구동부(100)와 구동부(100)로부터 구동력을 전달받아 복수개의 휠에 전달하는 메인프레임(200)과 구동부(100)로부터 구동력을 전달받아 구속상태에서 탈출시키는 서브프레임(300)을 포함한다.
구동부(100)는 메인모터(110), 서브모터(120), 서브휠(150), 메인휠(160)을 포함한다.
메인모터(110)는 구동력을 서브휠(150)과 메인휠(160)에 제공한다. 즉, 서브휠(150)과 메인휠(160)은 메인모터(110)로부터 구동력을 전달받아 회전한다. 따라서, 메인모터(110)가 구동되면 서브휠(150)과 메인휠(160)은 바닥면의 접지 여부와 무관하게 회전한다. 특히, 서브휠(150)은 구속상태가 아니더라도 메인모터(110)로부터 구동력을 전달받아 회전할 수 있다.
메인프레임(200)은 메인모터(110)와 연결되어, 메인모터(110)로부터 구동력을 전달받는다. 메인모터(100)로부터 구동력을 전달받은 메인프레임(200)은 메인휠(160)에 구동력을 전달한다. 따라서, 메인프레임(200)에는 메인모터(110)와 메인휠(160)이 결합된다.
메인모터(110)의 회전축과 메인휠(160)의 회전축은 공유되지 않는 것이 바람직하다. 즉, 메인모터(110)의 회전축과 메인휠(160)의 회전축은 서로 이격되어 구비된다. 따라서, 메인프레임(200)의 일측에는 메인모터(110)의 회전축이 결합되고 타측에는 메인휠(160)의 회전축이 결합된다. 이는, 상세히 후술하겠지만 모터(110, 120)가 서브프레임(300)과 서브프레임(300)에 구비되는 서브휠(150) 모두에 구동력을 전달하기 위함이다.
서브모터(120)는 메인프레임(200)에 결합되어 서브프레임(300)에 구동력을 제공한다. 즉, 메인프레임(200)은 서브모터(120)와 연결되며 서브프레임(300)과 연결된다. 서브모터(120)로부터 구동력을 전달받은 서브프레임(300)은 메인프레임(200)을 기준으로 회전한다. 또한, 상세히 후술하겠지만 메인휠(150)의 회전축과 서브프레임(300)의 회전축은 공유된다. 따라서, 서브프레임(300)은 메인프레임(200)을 관통하는 메인휠(150)의 회전축을 기준으로 회전한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예는 메인휠(160)에 서브휠(150)을 더 포함한다. 또한, 서브프레임(300)은 메인프레임(200)의 일축을 기준으로 회전하여 서브휠(150)의 위치를 변경시킨다. 따라서, 서브휠(150)은 필요에 따라 접지되어 바디(10)를 이동시킨다. 특히, 구속상태의 경우 서브휠(150)은 메인휠(160)의 접지 여부와 무관하게 구속상태에서 탈출시킬 수 있다.
도4 내지 도5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 구체적으로 설명한다.
도4은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동유닛(U)을 분해한 분해사시도이며, 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브프레임(300)을 도시한 도면이다.
도4을 참조하면, 구동부(100)는 측정부(190)를 포함한다.
측정부(190)는 메인모터(110)와 서브모터(120)에 연동되어 상태를 검지하고 메인모터(110)와 서브모터(120)로부터 입력된 신호를 변환하는 엔코더(191)와 엔코더보드(193)를 포함한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기는 측정부(190)에 의해 로봇청소기의 상태를 파악할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기가 이동해야 할 거리와 실제 이동한 거리를 비교하여 구속상태에 있는지 여부를 판단할 수 있다. 따라서, 메인모터(110)와 서브모터(120)는 메인프레임(200)에 연결되어 휠(150, 160)과 서브프레임(300)에 구동력을 전달하면서 측정부(190)에 신호를 제공한다.
메인프레임(200)은 모터(110, 120)가 연결되는 제1프레임(210)과 메인휠(160)이 결합되는 제2프레임(220)을 포함한다.
제1프레임(210)은 제1프레임(210)에서 메인휠(160)과 멀어지는 방향으로 연장되어 형성되는 모터수용부(211)를 포함한다. 모터수용부(211)는 속이 빈 원기둥 형상으로 제1프레임(210)에서 메인휠(160)과 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 모터(110, 120)의 형상과 결합되는 위치에 따라 달라질 수 있다.
제2프레임(220)에는 메인휠(160)의 외주면과 소정 간격 이격되어 메인휠(160)을 가이드하는 휠가이드(221)가 구비된다. 휠가이드(221)는 메인휠(160)의 외주면과 동심을 이루며, 메인휠(160)의 외주면보다 곡률 반경이 더 크게 구비되는 원의 일부를 단면으로 가진다. 보다 구체적으로, 휠가이드(221)는 제2프레임(220)에서 메인휠(160)의 회전축과 나란하게 연장되어 메인휠(160)의 외주면과 대향한다.
휠가이드(221)에는 탄성복원력을 제공하는 탄성부재(223)가 결합될 수 있다. 탄성부재(223)는 스프링과 같이 연장에 따라 탄성력을 제공하는 부재이며, 일측은 휠가이드(221)에 결합되고 타측은 바디(10)에 결합될 수 있다. 따라서, 메인휠(160)이 회전하는 위치를 보정할 수 있다. 다만, 탄성부재(223)가 결합되는 위치는 휠가이드(221)에 한정되지 않고 메인프레임(200)에 결합되면 족할 것이나, 메인프레임(200)의 구성 중 바닥면으로부터 높이가 가장 높게 형성되는 휠가이드(221)에 결합되어 충분한 탄성복원력을 제공하는 것이 바람직하다.
제1프레임(210)과 제2프레임(220) 사이에는 메인연결기어(140)가 구비된다. 메인연결기어(140)는 복수개의 평기어로 이루어질 수 있으며, 제1프레임(210)과 연결된 메인모터(110)로부터 구동력을 전달받는다. 메인모터(110)로부터 구동력을 전달받은 메인연결기어(140)는 메인휠(160)과 결합되는 메인회전축(161)에 구동력을 전달하여 메인회전축(161)을 회전시킨다. 따라서, 메인휠(160)은 메인모터(110)로부터 구동력을 전달받아 회전한다.
제1프레임(210)은 제1프레임(210)에서 제2프레임(220)과 멀어지는 방향으로 연장되는 기어수용부(213)를 포함한다. 기어수용부(230)는 메인회전축(161)과 나란하게 제1프레임(210)에서 연장되며, 내측에 서브연결기어(130)를 수용한다.
서브연결기어(130)는 서브모터(120)로부터 제공받은 구동력을 감속하여 서브프레임(300)에 제공한다. 이를 위해 서브연결기어(130)는 서브모터(120)와 결합되는 서브기어(131)와 서브기어(131)를 둘러싸게 구비되는 복수개의 감속기어(133)를 포함할 수 있다. 또한, 복수개의 감속기어(133)의 직경은 서브기어(131)의 직경보다 크게 형성되어 서브모터(120)로부터 전달받은 구동력을 감속하여 서브프레임(300)에 전달할 수 있다.
기어수용부(213)에는 기어커버(170)가 결합되어 서브연결기어(130)가 기어수용부(213)와 기어커버(170)에 의해 형성되는 공간에 구비된다. 즉, 기어수용부(213)는 일단이 제1프레임(210)과 결합되고 타단이 기어커버(170)와 결합되어 내측에 수용공간을 형성한다.
모터수용부(211)와 기어수용부(213)는 서로 결합된다. 모터수용부(211)는 외주면에서 모터의 수용공간을 향해 형성되는 홈을 포함할 수 있고, 기어수용부(213)는 모터수용부(211)에 형성된 홈에 안착되어 결합될 수 있다.
따라서, 메인모터(110)는 메인휠(160)에 구동력을 제공하여 메인휠(160)을 회전시킨다. 또한, 서브모터(120)는 서브프레임(300)에 구동력을 제공하여 서브프레임(300)을 회전시킬 수 있다.
이하, 도5를 참조하여 서브프레임(300)을 보다 상세하게 설명한다.
제1프레임(210)은 메인회전축(161)이 회전 가능하게 결합되는 메인회전축수용부(215)가 구비된다. 메인회전축수용부(215)는 제1프레임(210)에서 제2프레임(220)과 멀어지는 방향으로 연장되어 형성되며, 속이 빈 원기둥 형상일 수 있다. 따라서, 메인회전축(161)은 제1프레임(210)과 제2프레임(220)을 관통하여 메인휠(160)과 결합된다.
메인회전축(161)은 서브프레임(300)과도 결합된다. 즉, 메인회전축(161)의 일측은 메인휠(160)과 결합되고 타측은 서브프레임(300)과 결합된다. 따라서, 메인회전축(161)의 회전력은 메인휠(160)과 서브프레임(300)에 전달된다.
서브프레임(300)은 제1프레임(210)에서 제1프레임(210)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제3프레임(310)을 포함한다. 제3프레임(310)은 메인회전축수용부(215)의 연장방향과 나란하게 연장된다. 또한, 제3프레임(310)은 메인프레임(200)과 결합되는 제1곡면부(312)와 서브휠(150)과 결합되는 제2곡면부(315)를 포함하며, 제1곡면부(312)와 제2곡면부(315)를 연결하는 평면부(313)를 더 포함한다.
제1곡면부(312)와 제2곡면부(315)는 내측에 회전 가능한 구성들을 구비하도록 형성된다. 도4를 참조하면, 제1곡면부(312)와 제2곡면부(315)는 속이 빈 원기둥 형상의 일부 일 수 있어, 원호가 단면이 될 수 있다. 따라서, 제1곡면부(312)는 내측에 메인회전축(161)으로부터 동력을 전달받는 구성이 구비된다. 또한, 제2곡면부(315)의 내측에는 서브휠(150)에 동력을 전달하는 구성이 구비된다.
제1곡면부(312)에서 제2곡면부(315)를 향해 연장되는 평면부(313)는 서로 나란하게 마주보는 한 쌍의 평면을 포함한다. 상기 평면부(313)가 제1곡면부(312)에서 제2곡면부(315)까지 연장되는 길이는 메인휠(160)의 외주면의 반지름보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 후술하겠지만, 평면부(313)가 충분히 연장되어야 구속상태에서 탈출시킬 수 있기 때문이다.
제3프레임(310)은 서브연결기어(130)로부터 동력을 전달받는 서브회전기어(311)를 포함한다. 서브회전기어(311)는 100도 이상의 평기어로 구비될 수 있다. 서브회전기어(311)는 제1프레임(210)과 멀어지는 방향의 제3프레임(310)의 단부에 결합되어 제3프레임(310)을 회전시킨다. 따라서, 서브모터(120)가 서브연결기어(130)에 구동력을 제공하고, 서브연결기어(130)는 전달받은 구동력을 서브회전기어(311)에 전달하여 제3프레임(310)을 회전시킨다. 즉, 제3프레임(310)은 메인회전축수용부(215)를 기준으로 회전하거나, 메인회전축(161)을 기준으로 회전한다.
제1곡면부(312) 내측에는 메인회전축(161)과 결합하는 제1풀리(163)가 구비된다. 제1풀리(163)는 메인회전축(161)과 고정되어 메인회전축(161)과 동일하게 회전한다. 이를 위해, 제1풀리(163)는 전달부(165)와 결합된다.
전달부(165)는 메인회전축(161)의 메인휠(160)에서 멀어지는 방향의 단부와 결합된다. 즉, 메인회전축(161)의 일단은 메인휠(160)에 결합되고, 타단은 전달부(165)에 결합된다. 전달부(165)는 메인회전축(161)과 결합하는 메인축결합부(165b)와 제1풀리(163)와 결합하는 결합돌기(165a)를 포함하며, 결합돌기(165a)와 메인축결합부(165b)는 전달부(165)에서 메인휠(160) 방향으로 연장되어 형성된다. 따라서, 메인축결합부(165b)는 메인회전축(161)의 회전력을 전달받아 결합돌기(165a)에 전달하며, 결합돌기(165a)는 제1풀리(163)를 회전시킨다.
제2곡면부(315) 내측에는 서브휠(150)과 결합되는 서브회전축(151)과 서브회전축(151)에 동력을 전달하는 제2풀리(153)가 구비된다.
제1풀리(163)와 제2풀리(153)는 벨트(180)로 연결된다. 따라서, 제1풀리(163)는 벨트(180)를 통해 제2풀리(153)로 구동력을 전달한다. 또한 제2풀리(153)는 서브회전축(151)에 구동력을 전달한다. 서브회전축(151)과 서브휠(150) 사이에는 서브축결합부(155)가 구비되어, 서브회전축(151)이 회전함에 따라 서브휠(150)이 동일하게 회전할 수 있다.
서브프레임(300)은 제3프레임(310)과 결합하는 제4프레임(320)을 더 포함하며, 제4프레임(320)은 베어링수용부(321)를 포함한다. 따라서, 전달부(165)에 구비되어 회전을 지지하는 베어링(167)이 베어링수용부(321)에 결합된다.
따라서, 서브프레임(300)은 서브모터(120)에 의해 회전하고, 메인모터(110)로부터 구동력을 전달받아 서브휠(150)을 회전시킨다. 즉, 메인모터(110)는 메인휠(160)과 서브휠(150)을 회전시켜 바디(10)를 이동시키고, 서브모터(120)는 서브프레임(300)을 회전시켜 서브휠(150)의 위치를 변경시킨다.
한편, 바디(10)의 양측부에는 한 쌍의 구동유닛(U)이 각각 구비된다. 설명의 편의상 하나의 구동유닛(U)을 설명했으나 다른 하나의 구동유닛(U)에도 동일한 설명이 적용된다. 한 쌍의 구동유닛(U) 사이의 공간을 내측이라 정의하면, 서브프레임(300)은 메인프레임(200)보다 내측에 구비된다. 또한 제1프레임(210)은 제2프레임(220)보다 내측에 구비된다.
메인프레임(200)이 서브프레임(300)보다 내측에 구비될 수도 있으나, 바람직하게는 서브프레임(300)이 메인프레임(200)보다 내측에 구비된다. 메인프레임(200)은 메인휠(160)을 지지하는 구성으로, 한 쌍의 메인휠(160) 사이의 거리를 결정한다. 따라서, 구속상태가 아닌 경우 한 쌍의 메인휠(160) 사이의 거리가 보다 멀어 주행의 안정성을 도모하는 것이 바람직하다.
또한, 서브휠(150)은 서브프레임(300) 중 내측과 먼 방향에 위치하는 일면에 결합되는 것이 바람직하다. 구속상태의 경우, 한 쌍의 서브휠(150) 사이의 거리가 보다 멀어 안정적으로 구속상태에서 탈출할 수 있기 때문이다.
또한, 서브프레임(300)은 메인프레임(200)의 내측에서 독립적으로 회전하는 것이 바람직하다. 달리 말하면, 서브프레임(300)이 회전할 때 메인프레임(200)의 일부 구성이 서브프레임(300)의 회전방향으로 같이 회전하지 않는 것이 바람직하다. 만일, 서브프레임(300)이 회전할 때 서브프레임(300)의 외부에 있는 구성들이 같이 회전한다면 상기 외부에 있는 구성에 의해 구속상태에서 탈출하기가 더 어렵기 때문이다.
이하, 도6 내지 도7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탈출과정을 설명한다.
도6의 상부에는 구속상태가 아닌 경우 휠(150, 160)이 도시된 도면이며, 하부에는 구속상태인 경우 휠(150, 160)이 도시된 도면이다.
도6를 참조하면, 구속상태가 아닌 경우 서브휠(150)은 메인휠(160)보다 바닥면을 기준으로 높게 위치한다. 이 경우, 서브휠(150)과 메인휠(160)은 메인모터(110)에 의해 구동력을 전달받아 회전하나, 메인휠(160)은 바닥면에 접지하나 서브휠(150)은 접지하지 않는다.
구속상태인 경우 서브휠(150)은 메인휠(160)보다 바닥면을 기준으로 낮게 위치한다. 특히, 메인모터(110)와 메인프레임(200)이 회전하여 메인휠(160)의 바닥면으로부터 높이가 낮아진 경우에도 충분한 접지력이 생기지 않을 수 있다. 이 경우, 서브프레임(300)이 메인프레임(200)을 기준으로 회전하여 서브휠(150)의 위치가 메인휠(160)보다 바닥면을 기준으로 낮은 높이에 위치한다. 따라서, 메인휠(160)이 바닥면과 접지하지 않거나, 충분한 접지력을 얻지 못하는 경우라도 서브휠(150)을 통해 접지력을 얻을 수 있다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기가 특정장애물을 넘어가는 모습을 도시한 도면이다.
도7을 참조하면, 장애물(P)은 단면이 원형인 봉 형상이다. 종래의 로봇청소기의 하면이 장애물(P)에 닿는 경우, 로봇청소기가 진행하지 못하고 휠이 헛도는 현상이 발생할 수 있다. 이 경우, 탄성부재가 휠에 힘을 가하거나, 장애물(P)에 힘을 가하더라도 구속상태에서 탈출하기 어려울 수 있다. 장애물(P) 자체의 구조가 충분한 접지력을 발생시킬 수 없는 구조이기 때문이다.
이에, 본 발명의 일실시예는 측정부(190)에 의하여 구속상태임을 판단하고, 구속상태임을 인지하면 서브모터(120)를 구동시켜 서브프레임(300)을 회전시킨다. 서브휠(150)은 서브프레임(300)의 회전에 따라 위치가 변경되어 메인휠(160)보다 바닥면 기준으로 높이가 낮게 형성된다. 따라서, 서브휠(150)의 충분한 접지력에 의해 구속상태에서 탈출할 수 있다.
이상 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다고 볼 것이다.

Claims (10)

  1. 외관을 형성하는 바디;
    상기 바디를 이동시키는 메인휠;
    상기 메인휠에 구동력을 제공하는 메인모터;
    상기 메인모터로부터 구동력을 전달받아 상기 메인휠을 회전시키는 회전축;
    일측에 상기 메인모터가 결합되고 타측에 상기 회전축이 관통되어 상기 메인휠을 지지하는 메인프레임;
    상기 메인프레임에 회전 가능하게 결합되는 서브프레임; 및
    상기 서브프레임에 결합되어 회전하는 서브휠을 포함하며,
    상기 서브프레임은 일측이 상기 회전축에 결합되고 타측이 상기 서브휠에 결합되어, 상기 서브휠의 위치를 변경시키는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인프레임은 상기 메인모터가 연결되는 제1프레임과 상기 메인휠이 장착되는 제2프레임을 포함하고,
    상기 서브프레임은 상기 제1프레임에서 상기 회전축과 결합되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1프레임과 제2프레임 사이에 구비되어 상기 메인모터의 구동력을 상기 회전축에 전달하는 메인연결기어을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 서브프레임의 일측에서 상기 회전축과 결합되는 제1풀리;
    상기 서브프레임의 타측에서 상기 서브휠과 연결되는 제2풀리; 및
    상기 제1풀리와 제2풀리를 연결하여 상기 메인모터의 구동력을 상기 서브휠에 전달하는 벨트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1프레임에 연결되며 상기 서브프레임을 회전시키는 서브모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1프레임에 구비되며 상기 서브모터로부터 구동력을 전달받아 상기 서브프레임을 회전시키는 서브연결기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 메인프레임에 결합되어 상기 메인휠에 탄성복원력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2프레임은 상기 메인휠의 외주면과 소정간격 이격되는 휠가이드를 포함하며,
    상기 탄성부재는 상기 휠가이드에 결합되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1프레임은 상기 제1프레임에서 상기 제2프레임과 멀어지는 방향으로 연장되어 상기 메인모터를 수용하는 모터수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 제1풀리와 제2풀리 사이의 거리는 상기 회전축에서 상기 메인휠의 외주면 사이의 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
PCT/KR2020/014022 2019-12-24 2020-10-14 로봇 청소기 WO2021132859A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/787,639 US20220408992A1 (en) 2019-12-24 2020-10-14 Robot vacuum cleaner

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0174121 2019-12-24
KR1020190174121A KR102271443B1 (ko) 2019-12-24 2019-12-24 로봇청소기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021132859A1 true WO2021132859A1 (ko) 2021-07-01

Family

ID=76574907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/014022 WO2021132859A1 (ko) 2019-12-24 2020-10-14 로봇 청소기

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220408992A1 (ko)
KR (1) KR102271443B1 (ko)
WO (1) WO2021132859A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD999700S1 (en) * 2023-04-19 2023-09-26 Feng Cheng Wheel for cargo lift

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0779890A (ja) * 1993-09-14 1995-03-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 移動作業ロボット
KR100507926B1 (ko) * 2003-06-30 2005-08-17 삼성광주전자 주식회사 로봇청소기의 구동장치
KR20150065134A (ko) * 2013-12-04 2015-06-12 삼성전자주식회사 청소 로봇 및 그 제어 방법
US20170209015A1 (en) * 2016-01-26 2017-07-27 Nidec Corporation Wheel driving device and cleaner robot having the same
KR20180079068A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 엘지전자 주식회사 청소기

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102124514B1 (ko) * 2014-03-13 2020-06-18 삼성전자주식회사 구동유닛 및 이를 포함하는 청소 로봇

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0779890A (ja) * 1993-09-14 1995-03-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 移動作業ロボット
KR100507926B1 (ko) * 2003-06-30 2005-08-17 삼성광주전자 주식회사 로봇청소기의 구동장치
KR20150065134A (ko) * 2013-12-04 2015-06-12 삼성전자주식회사 청소 로봇 및 그 제어 방법
US20170209015A1 (en) * 2016-01-26 2017-07-27 Nidec Corporation Wheel driving device and cleaner robot having the same
KR20180079068A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 엘지전자 주식회사 청소기

Also Published As

Publication number Publication date
US20220408992A1 (en) 2022-12-29
KR102271443B1 (ko) 2021-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011099653A1 (ko) 업라이트형 진공 청소기
WO2011002113A1 (ko) 로봇청소기
WO2021132859A1 (ko) 로봇 청소기
WO2016190658A1 (en) Robot cleaner
AU2017389339B2 (en) Cleaner
WO2015037755A1 (ko) 자동 청소기
WO2011004915A1 (ko) 로봇 청소기
WO2015102300A1 (en) Robot cleaner
WO2020166982A1 (ko) 애완동물용 트레드밀
WO2018164448A1 (en) Vacuum cleaner
WO2020032390A1 (ko) 다관절 로봇의 케이블 가이드 장치
WO2017086695A1 (ko) 휠 조립체 및 이를 갖춘 로봇 청소기
WO2010041799A1 (ko) 진공 청소기
WO2019059457A1 (ko) 농기계 작업기의 연결장치
WO2012128525A2 (ko) 트랙터의 조향 장치
WO2021107321A1 (en) Robot cleaner
AU2017389340B2 (en) Cleaner
WO2021210732A1 (en) Robot cleaner
WO2017200237A1 (ko) 진공 청소기
WO2021066222A1 (en) Robot cleaner
AU2018283473B2 (en) Vacuum cleaner
WO2022030680A1 (ko) 로봇 청소기
WO2024106852A1 (ko) 청소 장치
WO2021066224A1 (en) Robot cleaner
CN109496179B (zh) 一种机械手指及机械手

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20907524

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20907524

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1