WO2022010052A1 - 로봇 청소기 - Google Patents

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WO2022010052A1
WO2022010052A1 PCT/KR2020/017951 KR2020017951W WO2022010052A1 WO 2022010052 A1 WO2022010052 A1 WO 2022010052A1 KR 2020017951 W KR2020017951 W KR 2020017951W WO 2022010052 A1 WO2022010052 A1 WO 2022010052A1
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WO
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wheel
rib
robot cleaner
tread
driving module
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/017951
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English (en)
French (fr)
Inventor
이승진
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.)
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Publication date
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Priority to US18/014,879 priority Critical patent/US20230218132A1/en
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    • 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
    • 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
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a robot vacuum cleaner.
  • Dust or foreign matter sinks to the floor by gravity. Therefore, in order to clean, people bend or sit down to clean, so it is easy to strain the back or joints.
  • vacuum cleaners that help people clean have appeared.
  • the types of vacuum cleaners may be roughly classified into a hand-stick cleaner, a bar-type cleaner, a robot cleaner, and the like.
  • the robot vacuum cleaner cleans the space on behalf of the user in a specific space such as home or office.
  • a robot vacuum cleaner generally performs cleaning by sucking in the dust in the area to be cleaned.
  • a tread pattern may be formed on the wheels (wheels) of the robot cleaner for stable driving.
  • the cleaning target area such as a home or office, where the robot cleaner is driven, electric wires for using home appliances or foreign substances having a large particle diameter may be caught between the tread patterns, thereby preventing stable driving.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose that ribs are formed between tire tread patterns.
  • Patent Document 1 is a document on an automobile tire, and there is a difference in that the application range is different from that of a robot cleaner tire.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2013-0117131
  • Patent Document 2 Korean Patent Publication No. 10-2016-7020870
  • SUMMARY Embodiments of the present invention are to provide a robot cleaner capable of effectively preventing foreign substances from being caught in a wheel.
  • embodiments of the present invention are intended to provide a robot cleaner that can effectively secure climbing performance as well as preventing foreign objects from getting caught.
  • An embodiment of the present invention provides a robot cleaner in which a tread shape formed on a wheel is changed. Specifically, there is provided a robot cleaner capable of preventing deterioration in climbing performance that occurs when a foreign object is not caught between treads.
  • a thin rib is bent to provide a robot cleaner that can be easily climbed.
  • the robot cleaner includes a main body forming an exterior, a wheel cover detachably provided on the main body, a driving module movably coupled to the wheel cover, and a driving module coupled with the driving module. and a wheel rotated by receiving a driving force from the driving module.
  • the wheel is coupled to the driving module and includes a wheel body forming the exterior of the wheel, a tread part provided in plurality and spaced apart from each other along a circumferential surface of the wheel body, and between the tread part among the circumferential surface of the wheel body the incision being formed; and
  • a rib member including a ring portion accommodated in the wheel body and a rib portion protruding outward in a radial direction of the wheel from the ring portion through the cutout.
  • the rib member may include an elastic material so that when a force is applied to the radially inner side of the wheel, the rib portion may be introduced into the wheel body.
  • the rib member may be elastically restored to its original position when the external force is removed after the rib part is drawn into the wheel body.
  • the rib part may be provided to have the same height as the tread part.
  • the rib portion may be provided to have a lower height than the tread portion.
  • the rib portion may be provided to have a narrower width than the tread portion.
  • the cutout may be provided to have a width corresponding to that of the rib.
  • the driving module may be provided to be movable up and down within the wheel cover, and the rib portion may have a height that does not contact the wheel cover when the driving module is in maximum close contact with the wheel cover.
  • the rib member may be detachably provided on the wheel body.
  • the plurality of cutouts may be provided for each of the plurality of treads, and the ribs may be provided in the remainder except for some of the plurality of cutouts.
  • the ribs may protrude outward in a radial direction of the wheel to have the same height.
  • the plurality of cutouts may be provided between the plurality of treads, and the ribs may be provided in each of the plurality of cutouts, and at least one may have a different height from the others.
  • Embodiments of the present invention may provide a robot cleaner capable of stable driving without being disturbed by foreign substances such as electric wires.
  • embodiments of the present invention can provide a robot cleaner that can effectively perform cleaning because climbing performance is not deteriorated even when a member capable of preventing foreign matter from being caught between the treads is formed.
  • the embodiments of the present invention prevent foreign substances from being caught, so that the user does not need to continuously supervise the driving situation of the robot cleaner to determine whether there is a malfunction due to the foreign object being caught, thereby maximizing user convenience.
  • FIG. 1 is a perspective view of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a bottom surface of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a driving unit of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 and 5 are exploded perspective views of a driving unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of a rib member according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing the operation of the driving unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a driving module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing various embodiments of the rib part according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing the operation of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • 'and/or' includes a combination of a plurality of described items or any item of a plurality of described items.
  • 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.
  • FIG. 1 is a perspective view of a robot cleaner according to an embodiment
  • the robot cleaner 100 may include a main body 1 , a dust collecting unit 2 , and a driving unit 3 .
  • it may further include a battery (not shown) that provides power so that the above-described driving unit and the dust collecting unit can be electrically operated.
  • the battery is provided as a secondary battery and can be repeatedly charged and discharged. Accordingly, the user can use the robot vacuum cleaner by repeatedly charging the battery without separately replacing or adding the battery when the remaining amount of the battery is low.
  • the battery When the battery is provided as a secondary battery, it may further include a charging stand (not shown) on which the robot cleaner can be charged.
  • a charging stand (not shown) on which the robot cleaner can be charged.
  • the battery may be provided as a dry cell other than the secondary battery. In this case, if the capacity of the battery is exhausted, it may need to be replaced.
  • the body 1 may be provided to form the exterior of the robot cleaner 100 .
  • the body 1 may include a first housing 11 and a second housing 12 .
  • the first housing 11 forms a part of the main body 1 and may provide a space in which electrical components necessary for the robot cleaner 100 or parts necessary for the robot cleaner are mounted.
  • a controller (not shown) for controlling the operation of the robot cleaner 100 may be mounted.
  • the first housing 11 may be provided to provide a flow path (not shown) through which air containing dust is guided to a dust collecting unit 2 to be described later. That is, the air sucked through the suction unit 4 to be described later may be guided to the dust collecting unit 2 through the inner space of the first housing 11 .
  • the second housing 12 may be provided in the form of a cover covering the first housing 11 .
  • the present invention is not limited thereto.
  • a display unit (not shown) may be provided on one surface of the second housing 12 .
  • the display unit may be provided in the form of a touch panel so that a user can simply input a command.
  • the second housing 12 is provided to be coupled to the first housing 11 .
  • the second housing 12 may be hinged or integrally formed with the first housing 11 .
  • the second housing 12 is separately provided in consideration of the convenience of installation of parts mounted on the first housing 11 .
  • the second housing 12 may prevent components mounted on the first housing 11 from being contaminated or damaged by the outside.
  • the robot cleaner according to the present embodiment may be provided so that parts mounted on the first housing 11 are not exposed to the outside by being covered by the second housing 12 . Accordingly, the user's body may be injured due to the user's negligence or malfunction when the parts are operated. Therefore, it is possible to prevent a safety accident by covering the internal parts of the main body 1 .
  • the main body 1 since the main body 1 is present, the complex interior is not exposed to the outside, so it can be used as a design element to create a sense of beauty.
  • the sensor unit 11 may be provided in the body 1 .
  • the sensor unit 11 may provide image information so that the robot cleaner 100 can drive in the area to be cleaned.
  • the sensor unit 11 may be a camera or a photographing sensor.
  • the sensor unit 11 may collect information necessary for autonomous driving of the robot cleaner 100 .
  • it may include a photographing sensor that creates a driving map by photographing the surroundings, an obstacle sensor that detects an obstacle, and the like.
  • additional sensors other than the above-described sensors may be further provided.
  • it may further include a wall detection sensor (not shown). Accordingly, information on the area to be cleaned may be input to the robot cleaner 100 through a wall sensor and a photographing sensor. A plurality of cleaning areas can be divided by inputting the shape of the space while the robot cleaner 100 travels, and dividing the area to be cleaned through the wall detection sensor.
  • the dust collecting part 2 may be a part where dust is collected.
  • the dust collecting unit 2 may include a cyclone unit (not shown).
  • the dust collecting unit 2 may communicate with the suction unit 4 .
  • Air may be introduced into the robot cleaner by the dust collecting unit 2 .
  • the dust collecting unit 2 When air is sucked in from the dust collector 2 and the air from which dust has been removed is discharged to the outside, a negative pressure is generated in the robot cleaner 100 so that air containing dust can be introduced through the suction unit housing 41 .
  • the dust collecting unit 2 may be provided in a form in which relatively large dust is primarily separated and relatively small dust is secondarily separated.
  • the present invention is not limited thereto, and it is sufficient if the dust present on the driving surface can be inhaled.
  • the dust collecting part 2 may be detachably provided on the main body 1 . Therefore, when the robot cleaner finishes cleaning or when excessive dust is accumulated in the dust collecting unit 2 , the user can easily remove the dust by separating the dust collecting unit 2 to ensure convenience.
  • the suction unit 4 may be a part that is coupled to the main body of the robot cleaner 100 to perform cleaning.
  • the suction unit 4 may include a suction unit housing 41 and a roller 42 .
  • the suction unit 4 may be provided to clean the running surface. Specifically, the suction unit 4 may be provided to suck dust present on the running surface.
  • the running surface may be a floor surface, or may be an upper surface of the carpet if a carpet or the like is provided.
  • Dust may be sucked into the space provided by the first housing 11 through the suction unit housing 41 .
  • the suctioned dust may be collected by the dust collecting unit 2 , and the air from which the dust has been removed may be discharged to the outside of the main body 1 .
  • the suction unit housing 41 may be provided to provide a space in which the mapping unit 50 to be described later is accommodated by being coupled to the main body 1 .
  • the suction unit housing 41 may provide a flow path through which air containing dust can be sucked so that dust existing on the driving surface can be removed.
  • the suction unit housing 41 may provide a space in which the roller 42 is accommodated, as described above, so that the roller 42 can smoothly clean the running surface.
  • suction unit housing 41 and the main body 1 There is no limitation on the connection relationship between the suction unit housing 41 and the main body 1 . That is, the suction unit housing 41 and the main body 1 may be formed integrally or may be formed separately. However, it is preferable that the main body 1 and the suction unit housing 41 are provided separately from the viewpoint of cleaning or replacement of the inside of the roller for convenience.
  • FIG. 2 is a view showing a bottom surface of a robot cleaner according to an embodiment.
  • the robot cleaner 100 may include a driving unit 3 .
  • the driving unit 3 may be provided to move the main body 1 .
  • the driving unit 3 may be detachably provided on the main body 1 .
  • a fastening part 311 may be provided in the driving part 3 , and a receiving part 111 in which the driving part 3 may be accommodated may be formed in the main body 1 .
  • the receiving part 111 may be provided with a coupling part (not shown) having a shape corresponding to the fastening part 311 .
  • the driving part 3 may be coupled to the main body 1 .
  • the fastening part 311 and the coupling part are connected to each other so that the driving part 3 may be integrally coupled with the main body 1 .
  • the main body 1 is moved by the operation of the driving unit 3 and the cleaning target area can be cleaned.
  • the receiving part 111 may be formed on the bottom surface of the robot cleaner 100 .
  • the driving unit 3 may include a wheel cover 31 , a driving module 32 , and a wheel 33 .
  • the driving unit 3 is configured to cover the driving module 32 generating a driving force, the wheel 33 rotatably provided by the driving module 32 and the driving module 32 and the wheel 33 . It may include a wheel cover 31 provided.
  • the wheel cover 31 may be a part that provides a space for accommodating the driving module 32 and the wheel 33 to be described later.
  • the fact that the wheel cover 31 provides a space for accommodating the driving module 32 and the wheel 33 may not simply mean accommodating the driving module 32 and the wheel 33 so as to surround the entirety. That is, it is sufficient if the wheel cover 31 provides a space for the wheel 33 and the driving module 32 to be seated.
  • the above-described fastening part 311 may be provided on the wheel cover 31 to connect the driving part 3 to the main body 1 .
  • the driving module 32 is provided to generate a driving force to transmit the driving force to the wheel 33 , and is movably coupled to the wheel cover 31 to move up and down.
  • the vertical movement of the driving module 122 may be guided by a guide bar 3121 of the buffer 312 to be described later.
  • the detailed configuration of the driving module 122 will be described later in detail.
  • the wheel 33 may be provided to rotate by receiving electric power.
  • the wheel 33 may be provided on both sides of the body 1 , respectively.
  • the wheel 33 provided on one side and the wheel 33 provided on the other side may be controlled separately from each other. That is, the wheel 33 provided on one side and the wheel 33 provided on the other side may be rotated at different rotational speeds.
  • the robot cleaner 100 may rotate in a left or right direction.
  • the traveling speed of the robot cleaner 100 may be determined according to the rotational speed of the wheel 33 , and the traveling direction may be determined by the difference in rotational speed of the wheels 33 .
  • the robot cleaner 100 may be rotated toward the left.
  • both the wheels 33 are operating, if the right wheel 33 rotates faster than the left wheel 33, the direction is changed to the left and the straight motion can be continued.
  • the suction unit housing 41 may not move smoothly while driving. Therefore, the auxiliary wheel 112 may be provided for smooth driving. As the auxiliary wheel 112 is provided, the suction unit housing 41 may move more smoothly while the robot cleaner 100 is running.
  • the present invention is not limited to the above-described example, and this is only one embodiment, and a photographing sensor or an obstacle sensor may simultaneously perform wall detection.
  • the photographing sensor may be provided to not only detect only the cleaning target area, but also to specify the position of the main body 1 in the pre-inputted cleaning target area. Accordingly, the position of the space in which the robot cleaner 100 performs cleaning can be specified, and the position of the robot cleaner 100 can be specified so that movement to the next cleaning area can be guided.
  • the type and number of the sensor units 11 are not limited. That is, a plurality of photographing sensors may be provided, and when a plurality of photographing sensors are provided, the photographing sensors may be of the same type or different types of photographing sensors.
  • the robot cleaner 100 may be provided so that the suction strength of the dust collecting unit 2 varies according to the material of the floor. This is because, if the dust collecting unit 2 always sucks dust with the same strength, it may be difficult to completely clean the special floor surface such as a carpet.
  • the robot cleaner 100 may include a floor detection sensor (not shown) to detect the material of the floor.
  • the floor detection sensor may be a sensor for detecting a material of the floor.
  • the floor detection sensor may be provided in the above-described sensor unit 11 or may be provided in a position different from that of the sensor unit 11 .
  • the cleaning target area in which the robot cleaner 100 is used may vary depending on the case.
  • the flooring material of the area to be cleaned may be provided in the form of marble or may be provided in the form of a mat.
  • it may be provided with a material other than the above-described examples.
  • the intensity at which the dust collecting unit 2 is driven to effectively absorb dust may vary.
  • the cleaning can be effectively performed only when the dust collecting unit 2 is operated more strongly in the carpeted area than in the case where cleaning is performed on a general carpet.
  • the control unit of the robot cleaner 100 may be provided to adjust the operating strength of the dust collecting unit 2 according to the type of flooring material.
  • the obstacle sensor may determine whether an obstacle exists in the area to be cleaned. This may be provided integrally with the above-described sensor unit 11 or may be provided separately. That is, the photographing sensor may also serve as an obstacle sensor.
  • the traveling path of the robot cleaner 100 may be changed. Battery consumption may vary as the copper wire becomes more complex.
  • the robot cleaner 100 is moved to bypass the obstacle. At this time, the movement line may be lengthened, and as the movement line lengthens, the amount of battery required to clean the corresponding area may increase.
  • the driving unit 3 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6 .
  • the driving unit 3 may include a buffer unit 312 provided so that the driving module 32 and the wheel 33 can move up and down within the wheel cover 31 .
  • the buffer unit 312 may include a guide bar 3121 and an elastic member 3122 .
  • the buffer part 312 may be inserted into the through hole 312a provided in the wheel cover 31 to be connected to the driving module 32 .
  • the guide bar 3121 is configured to guide the vertical movement of the driving module 32 .
  • the guide bar 3121 is formed to extend in one direction, penetrates the driving module 32 and is disposed above and below the wheel cover 31 .
  • the guide bar 3121 is formed through the left and right sides of the driving module 32, respectively.
  • Both upper and lower ends of the guide bar 3121 may be fixed to the wheel cover 31 .
  • the upper end of the guide bar 3121 may be fixed to the upper portion of the wheel cover 31
  • the lower end of the guide bar 3121 may be fixed to the lower portion of the wheel cover 31 .
  • the elastic member 3122 may be provided to absorb a shock when the driving module 32 moves up and down.
  • the elastic member 3122 may be respectively connected to the wheel cover 31 and the driving module 32 .
  • the elastic member 3122 may be formed of a coil spring surrounding the guide bar 3121 .
  • the type of the elastic member is not limited thereto, and it is sufficient if the shock can be alleviated and the driving module 32 can be moved up and down.
  • the driving module 32 may be provided with a buffer space 321 that provides a space in which the buffer unit 312 can be accommodated.
  • the buffer unit 312 may be accommodated in the buffer space 321 .
  • the wheel 33 may include a wheel body 331 , a tread 332 , and a cutout 333 .
  • the wheel body 331 may be provided to be coupled to the driving module 32 .
  • the wheel body 331 may form the exterior of the wheel 33 . That is, the wheel body 331 may include a sidewall and a bead.
  • the tread part 332 is integrally formed with the wheel body 331 and may be provided in plurality along the circumferential surface of the wheel body 331 .
  • the tread 332 may form a pattern of the wheel 33 .
  • the thickness of the tread 332 may not be constant. That is, the thickness of a portion of the tread portion 332 positioned at the center of the wheel body 331 in the width direction may be thicker than a portion positioned on both sides of the wheel body 331 in the width direction.
  • the shape of the contact surface that is grounded with the road surface of the tread portion 332 is provided such that the portion located at the center of the wheel body in the thickness direction is thick and the portion located on both sides of the wheel body 331 in the thickness direction is thin.
  • the height of the tread part 332 may be provided at a height not to contact the wheel cover 31 when the driving module 32 is in maximum close contact with the wheel cover 31 . This is because, when the tread 332 is in contact with the wheel cover 31 , it may be difficult to smoothly perform driving.
  • the traction force or the frictional force with the road surface may be changed, and thus driving stability may be changed.
  • the tread 332 may be provided on the circumferential surface of the wheel body 331 to be spaced apart from each other.
  • the cutout 333 may be a portion formed in a curve between the treads 332 .
  • the cutout 333 may be provided on the circumferential surface of the wheel body 331 to penetrate the wheel body 331 .
  • the cutout 333 may be provided such that a rib portion 341 to be described later protrudes outward in the circumferential direction of the wheel body 331 .
  • the cutout 333 may be formed to have a width and a thickness corresponding to the width and thickness of the rib 341 to be described later.
  • the driving unit 3 may include a rib member 34 .
  • the rib member 34 may be provided as a member separate from the wheel 33 .
  • the rib member 34 may be detachably provided on the wheel body 331 .
  • the rib member 34 may include a ring portion 342 provided to be seated on the inner circumferential surface of the wheel body 331 and a rib portion 341 formed by extending in the radial direction of the ring portion 342 from the ring portion 342.
  • the ring part 342 may be accommodated in the wheel body 331 and may be integrally formed with the rib part 341 .
  • a plurality of rib parts 341 may be provided.
  • the rib portion 341 may be provided to protrude outward in the radial direction of the wheel 33 through the cutout 333 formed in the wheel body 331 . That is, a plurality of cutouts 333 may be formed in the wheel body 331 , and the rib member 34 may be provided in a form in which the ribs 341 protrude from each of the plurality of cutouts 333 .
  • the radius of the ring part 342 may be formed to be slightly smaller than the inner diameter of the wheel body 331 . That is, the ring part 342 may be formed to have a predetermined tolerance with the size of the inner diameter of the wheel body 331 .
  • the ring portion 342 When the ring portion 342 is too small than the inner diameter of the wheel body 331 , the length of the rib portion 341 may be excessively increased to prevent foreign matter from being caught, and the rib member 34 is stably accommodated in the wheel body 331 . It can be difficult to be
  • the width of the rib portion 341 may be smaller than the width of the tread portion 332 .
  • at least the cutout portion 333 must have the same width as the width of the tread portion 332 .
  • the width of the cutout 333 may be smaller than the width of the tread portion 332, and the cutout 333 may In order to insert the rib part 341 into the space, it is preferable that the thickness and width of the rib part 341 be smaller than the thickness and width of the space formed by the cutout part 333 .
  • the size and shape of the cutout 333 and the size and shape of the rib part 341 may be similar in order for the rib part 341 to play a role of preventing foreign matter from being caught. That is, the cutout 333 and the rib 341 may be provided to have a predetermined tolerance.
  • the rib part 341 may be provided to have the same height as the height of the tread part 332 or to have a height smaller than the height of the tread part 332 .
  • the rib portion 341 is provided to prevent foreign matter from being caught. If the height of the rib part 341 is greater than the height of the tread part 332 , it may become an obstacle when the robot cleaner is running.
  • the rib portion 341 may protrude less radially outward of the wheel 33 than the tread portion 332 .
  • the number of ribs 341 may not be the same as the number of cutouts 333 . That is, the rib portion 341 may be formed to be inserted into only a portion of the plurality of cutout portions 333 . In other words, the number of the ribs 341 and the cutouts 333 may not always be the same.
  • the rib member 34 may have various shapes, thereby broadening a range of choices for consumers.
  • the ribs 341 may protrude outward in the radial direction of the wheel 33 to have the same height.
  • the rib portion 341 protrudes to a uniform height the effect of preventing foreign matter from being caught can be equally exerted on the entire wheel body 331 .
  • At least one of the plurality of rib parts 341 may be provided to have a different height from the other rib parts 341 .
  • the effect of preventing foreign matter from being caught may be different depending on the height of the rib part 341 , the more the rib part 341 protrudes outward in the radial direction of the wheel 33 when the robot cleaner moves the stepped terrain, the more climbing performance This may be lowered. Therefore, by making the heights of the rib parts 341 not equal to each other, when the rib parts with a smaller protruding length than the remaining rib parts 341 among the plurality of rib parts 341 are caught in the stepped terrain, the robot cleaner smoothly sweeps the terrain. can climb
  • a plurality of rib portions 341 may be provided to correspond to the plurality of cutout portions 333 .
  • FIG. 7 is a view illustrating various states of a driving unit of a robot cleaner according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7(a) is a view illustrating a state in which the wheel is retracted to the innermost side of the wheel cover
  • FIG. 7(b) is a view illustrating a state in which the wheel protrudes to the outermost portion of the wheel cover.
  • FIG. 7(a) the state as shown in FIG. 7(a) will be described as a first state
  • FIG. 7(b) the state as shown in FIG. 7(b) will be described as a second state.
  • the first state may be a state in which the wheel of the robot cleaner is in contact with the road surface and the weight of the robot cleaner is transferred to the wheel 33 .
  • it represents a state in which the wheel 33 is grounded on the floor to support the main body 1 of the robot cleaner.
  • the robot cleaner may be able to run normally.
  • the weight of the robot cleaner may not be transmitted to the road surface.
  • it represents a state in which the wheel 33 has lost contact with the floor. That is, it may be difficult for the robot cleaner to run normally despite the rotation of the wheel 33 , such as some of the robot cleaners being caught in the stepped terrain.
  • the robot cleaner may control the rotation of the wheel 33 by determining whether the wheel 33 is grounded on the floor.
  • the driving motor is stopped to prevent the wheel 33 from being idle unnecessarily.
  • the driving motor may be driven again to rotate the wheel 33 . Accordingly, it is possible to appropriately control the wheel according to the state of the robot cleaner.
  • the driving module 32 will be described with reference to FIG. 8 .
  • the driving module 32 may be coupled to the wheel body 331 and the wheel cover 31 . Specifically, the driving module 32 may be vertically movably coupled to the wheel cover 31 .
  • a buffer space 321 through which the guide bar 3121 passes is formed in the case 322 .
  • the buffer space 321 may be formed on both left and right sides of the case 322 , respectively.
  • the case 322 is configured to be movable up and down along the guide bar 3121 .
  • a driving motor (not shown) is mounted on one side of the case 322 .
  • the planetary gear device connects the drive motor and the wheel 33 , reduces the rotation of the drive motor, and transmits it to the wheel 33 .
  • the planetary gear device is provided on the other side of the case 322 .
  • the planetary gear device may be composed of one or more stages. Although this drawing shows that the planetary gear device is configured in two stages, the present invention is not limited thereto.
  • a sun gear is mounted on the rotation shaft of the driving motor, and a wheel 33 is mounted on a cage that rotatably supports the rotation shaft of each of the plurality of planetary gears.
  • the rotation shaft of the drive motor and the rotation shaft of the wheel 33 are placed on the same shaft.
  • a space capable of accommodating at least a portion of the driving module 122 is formed inside the wheel 33 .
  • the planetary gear device is completely accommodated in the space, so that the periphery of the planetary gear device can be surrounded by the wheel (33). Accordingly, the planetary gear device is not visible from the outside.
  • the gear device for decelerating the rotation of the drive motor and transmitting it to the wheel 33 is constituted by a planetary gear device, so that the rotary shaft of the drive motor and the rotary shaft of the wheel 33 are placed on the same axis, and the planetary gear device is the wheel 33 ) by being accommodated on the inside, the structure related to the driving of the wheel 33 can be miniaturized. This may contribute to miniaturization of the cleaner 100 or increase in volume of other components.
  • the planetary gear device may be composed of a combination of the first planetary gear unit 323 and the second planetary gear unit 324 , that is, two stages.
  • the first planetary gear unit 323 is interlocked with the rotation shaft of the driving motor.
  • the second planetary gear unit 324 is interlocked with the first planetary gear unit 323 and is connected to the wheel 33 .
  • the case 322 includes a main case 3221 , a middle case 3222 , and a front case 3223 .
  • the main case 3221 has a buffer space 321 through which the guide bar 3121 passes.
  • a driving motor is mounted on one side of the main case 3221 , and the first planetary gear unit 323 is accommodated on the other side of the main case 3221 .
  • the rotation shaft of the driving motor is formed to pass through the main case 3221 .
  • the first planetary gear unit 323 includes a first sun gear 3231 , a first ring gear 3232 , a plurality of first planetary gears 3233 , and a first cage 3234 .
  • the first sun gear 3231 is coupled to the rotation shaft of the driving motor and exposed to the other side of the main case 3221 .
  • the first sun gear 3231 may be configured to be rotatable in both directions according to a driving signal applied from the controller.
  • the first ring gear 3232 is formed to surround the first sun gear 3231 on the other side of the main case 3221 .
  • the first sun gear 3231 is disposed at the center of the first ring gear 3232 .
  • the first ring gear 3232 may be formed in the main case 3221 itself.
  • the plurality of first planetary gears 3233 are meshed with the first sun gear 3231 and the first ring gear 3232 to rotate and revolve around the first sun gear 3231 at the same time.
  • the rotational direction of each of the plurality of first planetary gears 3233 is opposite to the rotational direction of the first sun gear 3231, and the revolving direction is the first sun gear ( 3231) in the same direction as the rotation direction.
  • the first cage 3234 rotatably supports the rotation axis of each of the plurality of first planetary gears 3233 .
  • the first cage 3234 is disposed to cover a portion of each of the plurality of first planetary gears 3233 .
  • the first cage 3234 may be disposed to cover the first sun gear 3231 , and in this case, may be configured to rotatably support the rotation shaft of the first sun gear 3231 .
  • the middle case 3222 is coupled to the main case 3221 .
  • One side of the middle case 3222 is disposed to cover the first planetary gear unit 323 , and the second planetary gear unit 324 is accommodated at the other side of the middle case 3222 .
  • a hole for connection between the first planetary gear unit 323 and the second planetary gear unit 324 is formed in the middle case 3222 .
  • the second planetary gear unit 324 includes a second sun gear 3241 , a second ring gear 3242 , a plurality of second planetary gears 3243 , and a second cage 3244 .
  • the second sun gear 3241 is formed to protrude from the first cage 3234 and is exposed to the other side of the middle case 3222 through a hole.
  • the second ring gear 3242 is formed to surround the second sun gear 3241 on the other side of the middle case 3222 .
  • the second sun gear 3241 is disposed at the center of the second ring gear 3242 .
  • the second ring gear 3242 may be formed in the middle case 3222 itself.
  • the plurality of second planetary gears 3243 are meshed with the second sun gear 3241 and the second ring gear 3242 to rotate and revolve around the second sun gear 3241 at the same time.
  • the rotation direction of each of the plurality of second planet gears 3243 is opposite to the rotation direction of the second sun gear 3241, and the revolving direction is the second sun gear ( 3241) in the same direction as the rotation direction.
  • the second cage 3244 rotatably supports the rotation axis of each of the plurality of second planetary gears 3243 .
  • the second cage 3244 is disposed to cover a portion of each of the plurality of second planetary gears 3243 .
  • the second cage 3244 may be disposed to cover the second sun gear 3241 , and in this case, may be configured to rotatably support the rotation shaft of the second sun gear 3241 .
  • the front case 3223 is coupled to the middle case 3222 and is disposed to cover the second planetary gear unit 324 .
  • a hole for connection between the second planetary gear unit 324 and the wheel 33 is formed in the front case 3223 .
  • a protrusion to be inserted into the hole is formed in the second cage 3244 , and a coupling protrusion engaged with the coupling groove of the wheel 33 is formed on the protrusion.
  • the coupling protrusion is engaged with the coupling groove 123b to prevent the wheel 33 from rotating while receiving driving force through the planetary gear device.
  • FIG. 9 is a view showing a rib member of the robot cleaner.
  • FIG. 9( a ) is a partial perspective view of the wheel 33
  • FIG. 8( b ) is a partial cross-sectional view of the wheel 33 .
  • the material of the wheel 33 is not limited, but in general, the wheel 33 may be made of a material having excellent elasticity, such as rubber or urethane.
  • the rib member 34 may be made of a material having excellent elasticity.
  • the rib member 34 may be made of a material in which the degree to which the rib part 341 protrudes outwardly in the radial direction of the wheel 33 can be temporarily changed. Accordingly, it is possible to prevent deterioration of the climbing performance of the robot cleaner.
  • the type of the rib member 34 is not limited. That is, it may be provided with the same material as the tread part 332 , or may be provided with a material different from that of the tread part 332 .
  • the tread 332 and the rib member 34 are made of the same material, manufacturing may be facilitated. Even if the tread 332 and the rib member 34 are made of the same material, the thickness or shape of the tread 332 and the rib member 34 may be different from each other.
  • the tread part 332 is a part provided so that the robot cleaner 100 can stably travel through grounding with the road surface, and the rib member 34 is used to prevent foreign substances from being caught between the tread parts 332 . Since it is a provided part, it is not preferable that the tread part 332 and the rib member 34 are provided in the same shape.
  • the tread 332 and the rib member 34 may be made of different materials. As described above, since the roles of the tread part 332 and the rib member 34 are different, the rib member 34 is not necessarily made of the same material as the tread part 332 .
  • the tread 332 and the rib member 34 may be formed of materials having different hardnesses. Specifically, the hardness of the tread portion 332 may be greater than that of the rib portion 34 .
  • the rib part 334 is a part provided to prevent foreign matter from being caught, when a foreign object such as an electric wire is caught between the rib member 34 and the tread part 332, in order to easily remove the foreign material, the rib part 34 is small. It is preferable to be provided so as to be bent even by force. On the other hand, the tread 332 is preferably provided so as not to be easily bent for stable driving of the robot cleaner.
  • the tread part 332 is provided so as not to be bent by the weight of the robot cleaner.
  • the tread portion 332 and the rib member 34 are provided so that the thicknesses of the tread portion 332 and the rib member 34 are different from each other. It is provided not to be bent by its own weight, and the rib part 334 may be provided so that the user can easily bend it by hand.
  • the tread 332 and the rib member 34 are made of the same material, the tread 332 should be formed so as not to be bent even under the weight of the robot cleaner by adjusting the thickness and shape, and the rib member 34 is Since it should be formed so that the user can easily remove the foreign material, the choice of the manufacturer may be narrowed.
  • the size and shape of the wheel 33 can be freely selected by selecting the tread 332 and the rib member 34 with different materials.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a state of the robot cleaner when climbing according to an embodiment.
  • the rib member 34 of the robot cleaner may be provided to be drawn into the inside of the wheel 33 when moving the stepped terrain.
  • the rib member 34 may be provided such that the rib portion is temporarily drawn into the wheel body 331 when an external force is applied thereto.
  • the ring part 342 is also provided to be recessed into the wheel body 331 .
  • the rib member 34 is made of a material having an elastic force, it can be restored to its original position when the external force is removed.
  • the robot cleaner when the robot cleaner is finished climbing, the external force is removed, and when the external force is removed, the rib part protrudes to its original position, and it can perform the role of preventing foreign matter from being caught again normally.
  • the rib member 34 Since the rib member 34 is provided, it is possible to prevent a foreign object from being caught between the tread parts 332 , but climbing performance may be deteriorated by the rib member 34 . In general, when the robot cleaner moves on the stepped terrain, the robot cleaner climbs the stepped terrain as the tread part 332 pushes the terrain while being caught in the stepped terrain between the tread parts 332 .
  • the rib member 34 When the rib member 34 is provided, it is difficult for the space formed between the tread parts 332 to be seated on the stepped terrain. Therefore, the rib member 34 may be provided so as to be drawn into the inside of the wheel body 331 when caught in a stepped terrain as shown in the drawings.
  • one surface of the rib part 341 means a surface that is pressed by the stepped terrain when the wheel 33 is rotated. Since the rib part 341 is provided to correspond to the shape of the cutout 333 , the rib part 341 inside the wheel body 331 is not necessarily applied in a direction coincident with the radial direction of the wheel 33 . ) can be repeated and then restored.
  • the rib portion 341 may pass through the cutout 333 in the same manner regardless of the direction in which the external force is applied.
  • robot cleaner 1 body 11: first housing 111: receiving part 112: auxiliary wheel
  • wheel cover 311 fastening part 312: buffer part 312a: through hole 3121: bar member
  • first planetary gear unit 3231 first sun gear 3232: first ring gear
  • first planetary gear 3234 first cage 324: second planetary gear unit
  • rib member 341 rib portion 342: ring portion
  • suction unit 41 suction unit housing 42: roller

Landscapes

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

Abstract

로봇 청소기(ROBOT CLEANER)가 개시되며, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는 본체, 휠 커버, 구동모듈 및 휠을 포함하고, 상기 휠은 상기 구동모듈과 결합되며 상기 휠의 외관을 형성하는 휠바디, 복수개로 마련되어 상기 휠바디의 원주면을 따라 서로 이격되어 배치되는 트레드부, 상기 휠 바디의 원주면 중 상기 트레드부 사이에 형성되는 절개부 및 상기 휠 바디 내에 수용되는 링부 및 상기 절개부를 통해 상기 링부로부터 상기 휠의 반경방향 외측으로 돌출되는 리브부를 포함하는 리브부재 를 포함하고, 상기 리브부재는 탄성 소재를 포함하여 상기 휠의 반경방향 내측으로 힘이 가해지면 상기 리브부가 상기 휠 바디 내측으로 인입되도록 마련된다.

Description

로봇 청소기
본 발명은 로봇 청소기에 관한 발명이다.
인간은 위생과 청결을 위해 자신이 생활하는 공간을 청소한다. 청소를 하는 이유는 여러 가지가 있을 수 있다. 예를 들어, 질병으로부터 신체를 보호하거나 기관지의 손상을 막기 위해 청소를 하기도 하고, 자신이 있는 공간을 청결하고 이용하기 위함과 같이 삶의 질을 위해 청소를 하기도 한다.
먼지나 이물질은 중력에 의해 바닥에 가라앉는다. 따라서, 청소를 하기 위해서 사람들은 허리를 숙이거나 앉아서 청소를 수행하므로 허리나 관절에 무리가 가기 쉽다.
이를 위해 근래에는 사람의 청소를 도와주는 청소기들이 등장하고 있다. 청소기의 종류는 대략적으로 핸디스틱 청소기, 바형 청소기 또는 로봇 청소기 등으로 분류될 수 있다.
이 중 로봇 청소기는 가정 또는 사무실 등 특정 공간에서 사용자 대신 공간을 청소한다. 로봇 청소기는 일반적으로 청소대상영역의 먼지를 흡입하며 청소를 수행한다.
로봇 청소기의 바퀴(휠)에는 안정적인 주행을 위해 트레드 패턴이 형성될 수 있다. 다만, 로봇 청소기가 주행되는 가정이나 사무소 등의 청소대상영역에는 가전제품 사용을 위한 전선이나 큰 입경을 갖는 이물질들이 트레드 패턴 사이에 끼는 경우가 발생하여 안정적인 주행이 방해될 수 있다.
특히 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 타이어 트레드 패턴 사이에 리브가 형성된다는 내용이 개시되어 있으나, 특허문헌 1은 자동차 타이어에 대한 문헌으로서, 로봇 청소기의 타이어와 적용범위가 다르다는 차이가 있다.
- 특허문헌 -
특허문헌 1: 한국공개특허공보 제10-2013-0117131호
특허문헌 2: 한국공개특허공보 제10-2016-7020870호
본 발명의 실시예들은 휠에 이물질이 끼이는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 로봇 청소기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 이물끼임방지와 동시에 등반성능도 효과적으로 확보할 수 있는 로봇 청소기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 휠에 형성되는 트레드 형상을 변경한 로봇 청소기를 제공한다. 구체적으로, 트레드 사이에 이물이 끼이지 않도록 할 때 발생하는 등반성능 저하를 방지할 수 있는 로봇 청소기를 제공한다.
특히 문턱 등과 같이 단차진 지형을 등반할 때 얇은 리브가 휘어져 등반이 수월하게 수행될 수 있는 로봇 청소기를 제공한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기는 외관을 형성하는 본체, 상기 본체에 탈착 가능하게 구비되는 휠 커버, 상기 휠 커버에 이동 가능하게 결합되는 구동모듈 및 상기 구동모듈과 결합되어 상기 구동모듈로부터 구동력을 제공받아 회전되는 휠을 포함한다.
상기 휠은 상기 구동모듈과 결합되며 상기 휠의 외관을 형성하는 휠바디, 복수개로 마련되어 상기 휠바디의 원주면을 따라 서로 이격되어 배치되는 트레드부, 상기 휠 바디의 원주면 중 상기 트레드부 사이에 형성되는 절개부 및
상기 휠 바디 내에 수용되는 링부 및 상기 절개부를 통해 상기 링부로부터 상기 휠의 반경방향 외측으로 돌출되는 리브부를 포함하는 리브부재 를 포함한다.
상기 리브부재는 탄성 소재를 포함하여 상기 휠의 반경방향 내측으로 힘이 가해지면 상기 리브부가 상기 휠 바디 내측으로 인입되도록 마련될 수 있다.
상기 리브부재는 상기 리브부가 상기 휠바디 내측으로 인입된 후 외력이 제거되면 원래의 위치로 탄성 복원될 수 있다.
상기 리브부는 상기 트레드부와 동일한 높이를 가지도록 마련될 수 있다. 상기 리브부는 상기 트레드부보다 더 낮은 높이를 가지도록 마련될 수 있다.
상기 리브부는 상기 트레드부보다 더 좁은 너비를 가지도록 마련될 수 있다. 상기 절개부는 상기 리브부와 대응되는 너비를 가지도록 마련될 수 있다.
상기 구동모듈은 상기 휠 커버 내에서 상하로 이동 가능하게 구비되고, 상기 리브부는 상기 구동모듈이 상기 휠 커버에 최대로 밀착된 상태에서 상기 휠 커버에 접촉되지 않는 높이를 가질 수 있다.
상기 리브부재는 상기 휠바디에 탈착 가능하게 구비될 수 있다. 상기 절개부는 복수로 마련되어 상기 복수의 트레드부 사이마다 마련되고, 상기 리브부는 상기 복수의 절개부 중 일부를 제외한 나머지에 마련될 수 있다.
상기 리브부는 서로 동일한 높이를 갖도록 상기 휠의 반경방향 외측으로 돌출될 수 있다. 상기 절개부는 복수로 마련되어 상기 복수의 트레드부 사이마다 마련되고, 상기 리브부는 상기 복수의 절개부에 각각 마련되되 적어도 하나는 나머지와 다른 높이를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들은 전선 등과 같은 이물질에 의해 주행을 방해받지 않아 안정적인 주행이 가능한 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 트레드 사이에 이물 끼임을 방지할 수 있는 부재가 형성되어도 등반 성능이 저하되지 않아 청소를 효과적으로 수행할 수 있는 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 이물질이 끼임을 방지함으로써, 이물끼임으로 인한 오작동 여부를 사용자가 지속적으로 로봇 청소기의 주행 상황을 감독할 필요가 없어 사용자의 편의성이 극대화될 수 있는 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 저면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 구동부를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리브부재의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부의 작동을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동모듈의 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 리브부의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 작동을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.
도 1 은 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 사시도이다.
일 실시예에 따른 로봇 청소기(100)는 본체(1), 집진부(2) 및 구동부(3), 를 포함할 수 있다. 또한, 상술한 구동부 및 집진부가 전기적으로 작동될 수 있도록 전력을 제공하는 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다.
배터리는 이차전지로 구비되어 반복적으로 충전 및 방전될 수 있다. 따라서, 사용자는 배터리의 잔량이 적을 때 별도로 전지를 교체하거나 추가하지 않고도 반복적으로 충전하여 로봇청소기를 사용할 수 있다.
배터리가 이차전지로 구비되는 경우 로봇 청소기가 충전될 수 있는 충전대(미도시)를 더 포함할 수 있다.
물론, 배터리가 이차전지가 아닌 건전지로 구비될 수 있다. 이 경우 건전지의 용량을 다 소모하면 교체가 필요할 수 있다.
즉, 로봇 청소기가 전력을 제공받는 방식에는 제한을 두지 않는다.
본체(1)는 로봇 청소기(100)의 외관을 형성하도록 구비될 수 있다.
본체(1)는 제1 하우징(11) 및 제2 하우징(12)을 포함할 수 있다.
제1 하우징(11)은 본체(1)의 일부를 형성하며 로봇 청소기(100)에 필요한 전장품들 또는 로봇 청소기에 필요한 부품들이 장착되는 공간을 제공할 수 있다.
예를 들면 로봇 청소기(100)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)가 장착될 수 있다.
또한, 제1 하우징(11)은 먼지를 포함하는 공기가 후술하는 집진부(2)로 안내되는 유동 유로(미도시)를 제공할 수 있도록 구비될 수 잇다. 즉, 후술하는 흡입부(4)를 통해 흡입된 공기가 제1 하우징(11)의 내부 공간을 지나 집진부(2)로 안내될 수 있다.
제2 하우징(12)은 제1 하우징(11)을 덮는 커버의 형태로 구비될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 하우징(12)의 일면에는 디스플레이부(미도시)가 구비될 수 있다. 디스플레이부는 터치패널의 형태로 구비되어 사용자가 간단히 명령을 입력할 수 있도록 구비될 수 있다.
제2 하우징(12)은 제1 하우징(11)과 결합될 수 있도록 구비되면 족하다. 예를 들면 제2 하우징(12)은 제1 하우징(11)에 힌지 결합되거나 일체로 형성되어도 무방하다.
다만, 제1 하우징(11)에 장착되는 부품들이 설치 편의성을 고려할 때 제2 하우징(12)이 별개로 구비되는 것이 바람직하다. 제2 하우징(12)은 제1 하우징(11)에 장착되는 부품들이 외부에 의해 오염되거나 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 로봇 청소기는 제1 하우징(11)에 장착되는 부품들이 제2 하우징(12)에 의해 가려져 외부로 드러나지 않도록 구비될 수 있다. 따라서, 부품들이 작동할 때 사용자의 부주의 또는 오작동 등으로 인해 사용자의 신체가 다칠 수 있다. 따라서 본체(1)가 내부 부품들을 가려주어 안전사고를 예방할 수 있다. 또한, 본체(1)가 존재함으로써 복잡한 내부가 외부로 노출되지 않아 미감을 자아내 디자인적 요소로 활용될 수도 있다.
센서부(11)는 본체(1)에 구비될 수 있다. 센서부(11)는 로봇 청소기(100)가 청소대상지역을 주행할 수 있도록 영상정보를 제공할 수 있다. 센서부(11)는 카메라 또는 촬영센서일 수 있다.
구체적으로 설명하면, 센서부(11)는 로봇 청소기(100)의 자율주행에 필요한 정보를 수집할 수 있다.
예를 들어 주변을 촬영하여 주행지도를 작성하는 촬영 센서, 장애물을 감지하는 장애물 센서 등을 포함할 수 있다. 또한, 상술한 센서 이외에 추가적인 센서들이 더 구비될 수 있음은 물론이다.
예를 들면 벽 감지 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 따라서 로봇 청소기(100)에 벽 감지 센서 및 촬영 센서 등을 통해 청소대상지역에 대한 정보가 입력될 수 있다. 로봇 청소기(100)가 주행하며 공간의 형태를 입력하고 벽 감지 센서를 통해 청소대상지역을 분할하여 복수 개의 청소영역을 분할할 수 있다.
집진부(2)는 먼지가 포집되는 부분일 수 있다. 집진부(2)에는 사이클론부(미도시)가 구비될 수 있다. 집진부(2)는 흡입부(4)과 연통될 수 있다.
집진부(2)에 의해 공기가 로봇 청소기 내부로 유입될 수 있다. 집진부(2)에서 공기를 흡입하여 먼지가 제거된 공기를 외부로 토출하면 로봇 청소기(100) 내에 음압이 발생하여 흡입부 하우징(41)을 통해 먼지를 포함하는 공기가 유입될 수 있다.
집진부(2)는 상대적으로 큰 먼지가 일차적으로 분리되고 상대적으로 작은 먼지가 이차적으로 분리되는 형태로 구비될 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고 주행면에 존재하는 먼지를 흡입할 수 있으면 족하다.
집진부(2)는 본체(1)에 탈착 가능하게 구비될 수 있다. 따라서 로봇 청소기가 청소를 마친 경우 또는 집진부(2)에 과도하게 먼지가 쌓인 경우 사용자가 손쉽게 집진부(2)를 분리하여 먼지를 제거하여 편의성이 확보될 수 있다.
흡입부(4)은 로봇 청소기(100)의 본체에 결합되어 청소를 수행하는 부분일 수 있다.
흡입부(4)을 흡입부 하우징(41) 및 롤러(42)를 포함할 수 있다.
흡입부(4)을 주행면을 청소할 수 있도록 구비될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 흡입부(4)은 주행면에 존재하는 먼지를 흡입하도록 구비될 수 있다.
주행면은 바닥면이 될 수도 있고, 카펫 등이 구비되는 경우 카펫의 상면이 될 수도 있다.
먼지는 흡입부 하우징(41)을 통해 제1 하우징(11)이 제공하는 공간으로 흡입될 수 있다. 흡입된 먼지는 집진부(2)에 포집되고 먼지가 제거된 공기는 본체(1)의 외부로 토출될 수 있다.
흡입부 하우징(41)은 본체(1)에 결합되어 후술하는 마핑부(50)가 수용되는 공간을 제공하도록 구비될 수 있다.
또한, 흡입부 하우징(41)은 주행면에 존재하는 먼지가 제거될 수 있도록 먼지를 포함하는 공기가 흡입될 수 있는 유로를 제공할 수 있다.
구체적으로 흡입부 하우징(41)은 상술한 바와 같이 롤러(42)가 수용되는 공간을 제공하여 롤러(42)가 원활하게 주행면을 청소할 수 있도록 구비될 수 있다.
흡입부 하우징(41)과 본체(1)의 연결관계에 대해서는 제한을 두지 않는다. 즉, 흡입부 하우징(41)과 본체(1)는 일체로 형성될 수도 있고, 별개로 형성될 수 도 있다. 다만, 롤러 내부의 청소나 고장시 교체 편의성 측면에서 본체(1)와 흡입부 하우징(41)은 별개로 구비되는 것이 바람직하다.
도 2는 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 저면을 나타낸 도면이다.
로봇 청소기(100)는 구동부(3)를 포함할 수 있다.
구동부(3)는 본체(1)를 이동시키도록 구비될 수 있다. 구동부(3)는 본체(1)에 착탈 가능하게 구비될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 구동부(3)에는 체결부(311)가 구비될 수 있고, 본체(1)에는 구동부(3)가 수용될 수 있는 수용부(111)가 형성될 수 있다. 수용부(111)에는 체결부(311)와 대응되는 형상를 가지는 결합부(미도시)가 구비될 수 있다. 체결부(311)가 결합부에 연결되면서 구동부(3)는 본체(1)에 결합될 수 있다.
체결부(311) 및 결합부가 서로 접속되어 구동부(3)가 본체(1)와 일체로 결합될 수 있다. 이로써 구동부(3)의 작동으로 본체(1)가 이동하며 청소대상영역의 청소를 수행할 수 있다.
수용부(111)는 로봇 청소기(100)의 저면에 형성될 수 있다.
구동부(3)는 휠 커버(31), 구동모듈(32) 및 휠(33)을 포함할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 구동부(3)는 구동력을 발생하는 구동모듈(32), 구동모듈(32)에 의해 회전 가능하게 구비되는 휠(33) 및 구동모듈(32)과 휠(33)을 덮도록 구비되는 휠 커버(31)를 포함할 수 있다.
휠 커버(31)는 후술하는 구동모듈(32) 및 휠(33)을 수용하는 공간을 제공하는 부분일 수 있다. 휠 커버(31)가 구동모듈(32) 및 휠(33)을 수용하는 공간을 제공한다는 것은 단순히 구동모듈(32)과 휠(33) 전체를 감싸도록 수용한다는 의미는 아닐 수 있다. 즉, 휠 커버(31)는 휠(33) 및 구동모듈(32)이 안착될 공간을 제공하면 족하다.
상술한 체결부(311)는 휠 커버(31)에 구비되어 구동부(3)를 본체(1)에 연결할 수 있다.
구동모듈(32)은　구동력을 발생하여　휠(33)에　구동력을 전달하도록 구비되며, 휠 커버(31)에 상하로 이동 가능하게 결합된다.　구동　모듈(122)의 상하 이동은 후술하는 완충부(312)의 가이드바(3121)에 의해 가이드될 수 있다.　구동　모듈(122)의 상세 구성에 대해서는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
휠(33)은 전기적인 동력을 제공받아 회전되도록 구비될 수 있다. 휠(33)은 본체(1)의 양측에 각각 구비될 수 있다.
일측에 구비되는 휠(33)과 타측에 구비되는 휠(33)는 각각 서로 별개로 제어될 수 있다. 즉, 일측에 구비되는 휠(33)과 타측에 구비되는 휠(33)이 서로 다른 회전속도로 회전될 수 있다.
따라서, 로봇 청소기(100)는 좌측 또는 우측 방향으로 회전하는 것이 가능하다. 또한, 직진 또는 후진과 겸하여 방향을 전환하는 것도 가능하다.
즉, 로봇 청소기(100)의 주행속도는 휠(33)의 회전 속도에 따라 결정될 수 있고 주행 방향을 휠(33)들의 회전속도 차이에 의해 결정될 수 있다.
예를 들어 로봇 청소기의 좌측에 위치하는 휠(33)은 정지한 상태를 유지하고 우측에 위치하는 휠(33)은 회전되면 로봇 청소기(100)가 좌측 방향을 향해 회전될 수 있다. 양측의 휠(33)이 모두 동작하고 있으나, 좌측의 휠(33)보다 우측의 휠(33)이 더 빨리 회전하면 좌측으로 방향전환이 되면서 직진운동을 계속할 수 있다.
로봇 청소기(100)는 필수적으로 청소대상지역을 이동하며 청소를 수행하므로 주행간 흡입부 하우징(41)이 원활하게 이동되지 않을 수 있다. 따라서 원활한 주행을 위해 보조휠(112)이 구비될 수 있다. 보조휠(112)이 구비됨에 따라 로봇 청소기(100)의 주행간에 흡입부 하우징(41)이 더욱 부드럽게 움직여질 수 있다.
다만 상술한 예에 제한되는 것은 아니고, 하나의 실시예에 불과하며 촬영 센서나 장애물 센서가 벽 감지를 동시에 수행할 수도 있다.
촬영 센서는 청소대상지역만 감지하는데 그치는 것뿐만 아니라 기 입력된 청소대상지역에서 본체(1)의 위치를 특정할 수 있도록 구비될 수 있다. 이로써, 로봇 청소기(100)가 청소를 수행하는 공간의 위치를 특정할 수 있고, 로봇 청소기(100)의 위치가 특정됨으로써 다음 청소 영역으로의 이동이 가이드될 수 있다.
센서부(11)의 종류 및 개수에는 제한을 두지 않는다. 즉, 촬영 센서는 복수 개 구비될 수 있고, 복수 개 구비될 때 동종 또는 이종의 촬영 센서로 구비될 수 있다.
로봇 청소기(100)는 바닥의 재질에 따라 집진부(2)의 흡입강도가 달라지도록 구비될 수 있다. 집진부(2)가 항시 동일한 강도로 먼지를 흡입하면 카펫 등의 특수한 바닥면에서는 청소가 완벽하게 이루어지기 어려울 수 있기 때문이다.
로봇 청소기(100)는 바닥의 재질을 감지하기 위해 바닥감지센서(미도시)를 포함할 수 있다. 바닥감지센서는 바닥의 재질을 감지하는 센서일 수 있다. 바닥감지센서는 상술한 센서부(11)에 구비될 수도 있고 센서부(11)와 다른 위치에 구비될 수도 있다.
로봇 청소기(100)가 사용되는 청소대상지역은 경우에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 청소대상지역의 바닥재가 대리석의 형태로 구비될 수 있고 장판의 형태로 구비될 수 있다. 또한, 상술한 예 이외의 다른 재질로 구비될 수 있다.
바닥재의 재질에 따라 집진부(2)가 효과적으로 먼지를 흡입하기 위해 구동되는 세기가 달라질 수 있다.
구체적으로 설명하면 일반적인 장판에서 청소가 수행되는 경우보다 카페트가 깔린 지역에서는 집진부(2)가 더 강하게 작동되어야 청소를 효과적으로 수행할 수 있다. 로봇 청소기(100)의 제어부는 바닥재의 종류에 따라 집진부(2)의 작동세기가 조절되도록 구비될 수 있다.
장애물 센서는 청소대상지역에 존재하는 장애물의 존재여부를 파악할 수 있다. 이는 상술한 센서부(11)와 일체로 구비될 수도 있고 별개로 구비될 수도 있다. 즉, 촬영 센서가 장애물 센서의 역할도 겸할 수 있다.
장애물 센서가 장애물을 감지함에 따라 로봇 청소기(100)의 주행경로가 변경될 수 있다. 동선이 복잡해짐에 따라 배터리 소모량이 달라질 수 있다. 상세하게 설명하면 장애물이 존재하면 로봇 청소기(100)는 장애물을 우회하도록 이동되는데 이때 동선이 길어질 수 있고, 동선이 길어짐에 따라 해당 영역을 청소하는데 소요되는 배터리 량이 커질 수 있다.
도 2 내지 도 6를 참조하여 구동부(3)에 대해 구체적으로 설명한다.
구동부(3)는 구동모듈(32) 및 휠(33)이 휠 커버(31) 내에서 상하로 이동될 수 있도록 구비되는 완충부(312)를 포함할 수 있다.
완충부(312)는 가이드바(3121)와 탄성부재(3122)를 포함할 수 있다.
완충부(312)는 휠 커버(31)에 구비되는 관통홀(312a)에 삽입되어 구동모듈(32)과 연결될 수 있다.
가이드바(3121)는　구동모듈(32)의 상하 이동을 가이드하도록 구성된다. 가이드바(3121)는 일방향으로 연장되게 형성되며,　구동모듈(32)을 관통하여 휠 커버(31)의 상하로 배치된다.
본 도면에서는, 가이드바(3121)가　구동모듈(32)의 좌우 양측에 각각 관통 형성된 것을 보이고 있다.
가이드바(3121)의 상하 양단부는 휠 커버(31)에 고정될 수 있다. 본 도면에서는, 가이드바(3121)의 상단부가 휠 커버(31)의 상부에 고정되고 가이드바(3121)의 하단부가 휠 커버(31)의 하부에 고정될 수 있다.
탄성부재(3122)는 구동모듈(32)의 상하 이동시에 충격을 흡수하도록 구비될 수 있다. 탄성부재(3122)는 휠 커버(31)와 구동모듈(32)에 각각 연결될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 탄성부재(3122)가 가이드바(3121)를 감싸는 코일 스프링으로 형성될 수 있다. 다만 탄성부재의 종류가 이에 제한되는 것은 아니며 충격을 완화하고 구동모듈(32)을 상하 운동시킬 수 있으면 족하다.
구동모듈(32)에는 완충부(312)가 수용될 수 있는 공간을 제공하는 완충공간(321)이 구비될 수 있다. 완충공간(321)에 완충부(312)가 수용될 수 있다.
휠(33)은 휠 바디(331), 트레드부(332) 및 절개부(333) 를 포함할 수 있다.
휠 바디(331)는 구동모듈(32)과 결합될 수 있도록 구비될 수 있다. 휠 바디(331)는 휠(33)의 외관을 형성할 수 있다. 즉, 휠 바디(331)는 사이드월 및 비드를 포함할 수 있다.
트레드부(332)는 휠 바디(331)와 일체로 형성되며 휠 바디(331)의 원주면을 따라 복수 개 구비될 수 있다. 트레드부(332)는 휠(33)의 패턴을 형성할 수 있다.
트레드부(332)의 두께는 일정하지 않을 수 있다. 즉, 트레드부(332) 중 휠 바디(331)의 너비방향의 중심에 위치하는 부분의 두께가 휠 바디(331)의 너비방향 양측에 위치하는 부분보다 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어 트레드부(332) 중 노면과 접지되는 접촉면의 형상이 휠바디의 두께방향 중심에 위치하는 부분의 두께가 두껍고 휠 바디(331)의 두께방향 양측에 위치하는 부분의 두께가 얇도록 구비될 수 있다.
트레드부(332)의 높이는 구동 모듈(32)이 휠 커버(31)에 최대로 밀착될 때 휠 커버(31)에 접촉되지 않을 높이로 구비될 수 있다. 트레드부(332)가 휠 커버(31)에 접촉되면 주행이 원활하게 수행되기 어려울 수 있기 때문이다.
트레드부(332) 중 노면과 접지되는 부분이 팔각형으로 형성됨으로써 주행 및 등반을 안정적으로 수행할 수 있다.
트레드부(332)의 패턴 형상에 따라 접지력이나 노면과의 마찰력이 달라져 주행안정성이 달라질 수 있다.
트레드부(332)는 휠 바디(331)의 원주면에 서로 이격되도록 구비될 수 있다.
절개부(333)는 트레드부(332) 사이의 굴곡에 형성되는 부분일 수 있다.
절개부(333)는 휠 바디(331)의 원주면에 휠 바디(331)를 관통하도록 구비될 수 있다. 절개부(333)는 후술하는 리브부(341)가 휠 바디(331)의 원주방향 외측으로 돌출되도록 구비될 수 있다.
절개부(333)는 후술하는 리브부(341)의 너비 및 두께에 대응되는 너비 및 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
구동부(3)는 리브부재(34)를 포함할 수 있다.
리브부재(34)는 휠(33)과 별개의 부재로 구비될 수 있다. 리브부재(34)는 휠 바디(331)에 착탈 가능하게 구비될 수 있다.
리브부재(34)는 휠 바디(331)의 내주면에 안착될 수 있도록 구비되는 링부(342) 및 링부(342)에서 링부(342)의 반경방향으로 연장되어 형성되는 리브부(341)를 포함할 수 있다.
링부(342)는 휠 바디(331) 내에 수용되며 리브부(341)와 일체로 형성될 수 있다.
리브부(341)는 복수 개 구비될 수 있다.
리브부(341)는 휠 바디(331)에 형성되는 절개부(333)를 통해 휠(33)의 반경방향 외측으로 돌출되도록 구비될 수 있다. 즉, 휠 바디(331)에는 절개부(333)가 복수개 형성될 수 있고, 리브부재(34)는 복수 개의 절개부(333) 각각에 리브부(341)가 돌출되는 형태로 구비될 수 있다.
링부(342)의 반경은 휠 바디(331)의 내경보다 조금 작게 형성될 수 있다. 즉, 링부(342)는 휠 바디(331)의 내경의 크기와 소정의 공차를 갖도록 형성될 수 있다.
이로써 휠 바디(331)의 내측에 밀착되도록 수용될 수 있다. 링부(342)가 휠 바디(331)의 내경보다 지나치게 작은 경우 리브부(341)가 이물 끼임 방지를 위해 길이가 과도하게 커질 수 있고, 리브부재(34)가 안정적으로 휠 바디(331) 내에 수용되기 어려울 수 있다.
리브부(341)의 너비는 트레드부(332)의 너비보다 작게 구비될 수 있다. 리브부(341)의 너비가 트레드부(332)의 너비와 동일하게 형성되기 위해서는 적어도 절개부(333)가 트레드부(332)의 너비와 동일한 너비를 가져야 한다. 다만 휠 바디(331)에 트레드부(332) 각각이 별개로 지지되기 어려우므로 절개부(333)의 너비는 트레드부(332)의 너비보다 작게 구비될 수 있고, 절개부(333)가 형성하는 공간에 리브부(341)가 삽입되기 위해서는 리브부(341)의 두께 및 너비가 절개부(333)가 형성하는 공간의 두께와 너비보다 작게 구비되는 것이 바람직하다.
다만, 리브부(341)가 이물 끼임 방지 역할을 하기 위해서 절개부(333)의 크기 및 형태와 리브부(341)의 크기 및 형태는 유사할 수 있다. 즉, 절개부(333)와 리브부(341)는 소정의 공차를 갖도록 구비될 수 있다.
리브부(341)는 트레드부(332)의 높이와 동일한 높이를 갖거나 트레드부(332)의 높이보다 작은 높이를 갖도록 구비될 수 있다.
리브부(341)는 이물의 끼임을 방지하기 위해 구비된다. 리브부(341)의 높이가 트레드부(332)의 높이보다 크면 로봇 청소기가 주행할 때 방해가 될 수 있다.
구체적으로 설명하면 리브부(341)의 높이가 트레드부(332)보다 큰 경우 로봇 청소기가 주행시 덜컹거림이 발생할 수 있어 주행안정성이 떨어지고 효과적인 청소가 불가능해질 수 있다. 따라서 리브부(341)는 트레드부(332)보다 휠(33)의 반경방향 외측으로 덜 돌출될 수 있다.
리브부(341)는 절개부(333)의 개수와 동일한 개수로 구비되지 않을 수 있다. 즉, 리브부(341)는 복수 개의 절개부(333) 중 일부에만 삽입되도록 형성될 수 있다. 다시 말하면 리브부(341)와 절개부(333)의 개수가 항상 동일하지 않아도 무방하다.
따라서, 리브부재(34)는 다양한 형태를 가질 수 있어 소비자의 선택의 폭을 넓힐 수 있다.
리브부(341)는 서로 동일한 높이를 갖도록 휠(33)의 반경방향 외측으로 돌출될 수 있다. 균일한 높이로 리브부(341)가 돌출되면 이물 끼임 방지 효과를 휠 바디(331) 전체에서 동일하게 발휘할 수 있다.
다만 이에 제한되는 것은 아니다. 복수 개의 리브부(341) 중 적어도 하나는 나머지 리브부(341)와 다른 높이를 갖도록 구비될 수도 있다.
리브부(341)의 높이에 따라 이물 끼임 방지효과는 상이할 수 있으나, 로봇 청소기가 단차진 지형을 이동할 때 리브부(341)가 휠(33)의 반경방향 외측으로 많이 돌출되어 있을수록 등반성능이 저하될 수 있다. 따라서 리브부(341)의 높이를 서로 동일하지 않게 하여, 복수 개의 리브부(341) 중 나머지 리브부(341)에 비해 돌출된 길이가 작은 리브부가 단차진 지형에 걸리면 로봇 청소기가 원활하게 지형을 등반할 수 있다.
리브부(341)의 개수와 절개부(333)의 개수가 동일하지 않게 구비된다는 것은 리브부(341)의 개수와 절개부(333)의 개수가 반드시 동일하지 않아야 되는 것을 의미하는 것은 아니다.
즉, 리브부(341)는 복수 개의 절개부(333)에 대응되도록 복수 개 구비될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 구동부의 다양한 상태를 나타낸 도면이다.
도 7(a)는 휠이 휠 커버의 가장 내측으로 인입된 상태를 도시한 도면이고, 도 7(b)는 휠이 휠 커버의 가장 외측으로 돌출된 상태를 도시한 도면이다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 도 7(a)와 같은 상태를 제1 상태, 도 7(b)와 같은 상태를 제2 상태로 설명한다.
제1 상태는 로봇 청소기의 휠이 노면에 접촉되어 로봇 청소기의 자중이 휠(33)에 전달되는 상태일 수 있다. 다시 말하면, 휠(33)이 바닥에 접지되어 로봇 청소기의 본체(1)를 지지하고 있는 상태를 나타낸다.
즉, 제1 상태에서는 로봇 청소기가 정상적으로 주행이 가능할 수 있다.
제2 상태에서는 로봇 청소기의 자중이 노면까지 전달되지 않는 상태일 수 있다. 다시 말하면 휠(33)이 바닥에 대한 접지를 잃은 상태를 나타낸다. 즉, 로봇 청소기 중 일부가 단차진 지형에 걸리는 등 휠(33)의 회전에도 불구하고 로봇 청소기가 정상적으로 주행을 하기 어려울 수 있다.
일 실시예에 따른 로봇 청소기는 휠(33)이 바닥에 접지하였는지 여부를 판단하여 휠(33)의 회전을 제어할 수 있다.
구체적으로 설명하면 휠(33)이 바닥에 대한 접지를 잃어 로봇 청소기가 제2 상태가 되면 구동 모터의 구동을 정지하여 불필요하게 휠(33)이 공회전되는 경우를 방지할 수 있다.
휠(33)이 다시 바닥에 접지되면 구동모터를 다시 구동시켜 휠(33)을 회전시킬 수 있다. 이로써, 로봇 청소기의 상태에 따라 적절하게 휠을 제어할 수 있다.
이하에서는 도 8을 참조하여 구동모듈(32)에 대해서 설명한다.
구동모듈(32)은 휠 바디(331) 및 휠 커버(31)에 결합될 수 있다. 구체적으로 구동모듈(32)은 휠 커버(31)에 상하로 이동 가능하게 결합될 수 있다.
케이스(322)에는 가이드바(3121)가 관통하는 완충공간(321)이 형성된다. 완충공간(321)은 케이스(322)의 좌우 양측에 각각 형성될 수 있다. 케이스(322)는 가이드바(3121)를 따라 상하로 이동 가능하게 구성된다.
케이스(322)의 일측에는 구동 모터(미도시)가 장착된다.
유성기어장치는 구동 모터와 휠(33)을 연결하고, 구동 모터의 회전을 감속시켜 휠(33)에 전달한다. 유성기어장치는 케이스(322)의 타측에 구비된다. 유성기어장치는 1단 이상으로 구성될 수 있다. 본 도면에서는 유성기어장치가 2단으로 구성된 것을 도시하고 있으나 이에 제한되지 않는다.
구동 모터의 회전축에는 선기어가 장착되고, 복수의 유성기어 각각의 자전축을 회전 가능하게 지지하는 케이지에는 휠(33)이 장착된다. 상기 구조에 의해, 구동 모터의 회전축과 휠(33)의 회전축은 동일한 축 상에 놓이게 된다.
휠(33)의 내측에는 구동 모듈(122)의 적어도 일부를 수용할 수 있는 공간이 형성된다. 유성기어장치는 상기 공간 내에 완전히 수용되어, 유성기어장치의 둘레가 휠(33)에 의해 둘러싸일 수 있다. 따라서, 외부에서는 유성기어장치가 보이지 않게 된다.
이처럼 구동 모터의 회전을 감속시켜 휠(33)에 전달하는 기어장치가 유성기어장치로 구성되어 구동 모터의 회전축과 휠(33)의 회전축이 동일한 축 상에 놓이며, 유성기어장치가 휠(33)의 내측에 수용됨으로써, 휠(33)의 구동과 관련된 구조가 소형화될 수 있다. 이는 청소기(100)의 소형화 내지는 다른 구성의 부피 증대에 기여할 수 있다.
적절한 감속비를 얻기 위하여, 유성기어장치는 제1유성기어부(323)와 제2유성기어부(324)의 조합, 즉 2단으로 구성될 수 있다. 제1유성기어부(323)는 구동 모터의 회전축과 연동된다. 제2유성기어부(324)는 제1유성기어부(323)와 연동되고, 휠(33)과 연결된다.
그 구조를 구체적으로 살펴보면, 케이스(322)는 메인 케이스(3221), 미들 케이스(3222) 및 전방 케이스(3223)를 포함한다.
메인 케이스(3221)는 가이드바(3121)가 관통하는 완충공간(321)을 구비한다. 메인 케이스(3221)의 일측에는 구동모터가 장착되며, 메인 케이스(3221)의 타측에는 제1유성기어부(323)가 수용된다. 구동모터의 회전축은 메인 케이스(3221)를 관통하도록 형성된다.
제1유성기어부(323)는 제1선기어(3231), 제1링기어(3232), 복수의 제1유성기어(3233) 및 제1케이지(3234)를 포함한다.
제1선기어(3231)는 구동모터의 회전축에 결합되어 메인 케이스(3221)의 타측으로 노출된다. 제1선기어(3231)는 제어부에서 인가되는 구동 신호에 따라 양방향으로 회전 가능하게 구성될 수있다.
제1링기어(3232)는 메인 케이스(3221)의 타측에 제1선기어(3231)를 둘러싸도록 형성된다. 제1선기어(3231)는 제1링기어(3232)의 중심에 배치된다. 도시된 바와 같이, 제1링기어(3232)는 메인 케이스(3221)자체에 형성될 수 있다.
복수의 제1유성기어(3233)는 제1선기어(3231) 및 제1링기어(3232)와 맞물려, 자전함과 동시에 제1선기어(3231)를 중심으로 공전하도록 구성된다. 제1링기어(3232)가 고정된 본 구조에서, 복수의 제1유성기어(3233) 각각의 자전 방향은 제1선기어(3231)의 회전 방향에 반대되는 방향이며, 공전 방향은 제1선기어(3231)의 회전 방향과 동일한 방향이다.
제1케이지(3234)는 복수의 제1유성기어(3233) 각각의 자전축을 회전 가능하게 지지한다. 제1케이지(3234)는 복수의 제1유성기어(3233) 각각의 일부를 덮도록 배치된다. 제1케이지(3234)는 제1선기어(3231)를덮도록 배치될 수 있으며, 이 경우 제1선기어(3231)의 회전축을 회전 가능하게 지지하도록 구성될 수도 있다.
미들 케이스(3222)는 메인 케이스(3221)에 결합된다. 미들 케이스(3222)의 일측은 제1유성기어부(323)를 덮도록 배치되고, 미들 케이스(3222)의 타측에는 제2유성기어부(324)가 수용된다. 미들 케이스(3222)에는 제1유성기어부(323)와 제2유성기어부(324) 간의 연결을 위한 홀이 형성된다.
제2유성기어부(324)는 제2선기어(3241), 제2링기어(3242), 복수의 제2유성기어(3243) 및 제2케이지(3244)를 포함한다.
제2선기어(3241)는 제1케이지(3234)에 돌출 형성되어 홀을 통해 미들 케이스(3222)의 타측으로 노출된다.
제2링기어(3242)는 미들 케이스(3222)의 타측에 제2선기어(3241)를 둘러싸도록 형성된다. 제2선기어(3241)는 제2링기어(3242)의 중심에 배치된다. 도시된 바와 같이, 제2링기어(3242)는 미들 케이스(3222)자체에 형성될 수 있다.
복수의 제2유성기어(3243)는 제2선기어(3241) 및 제2링기어(3242)와 맞물려, 자전함과 동시에 제2선기어(3241)를 중심으로 공전하도록 구성된다. 제2링기어(3242)가 고정된 본 구조에서, 복수의 제2유성기어(3243) 각각의 자전 방향은 제2선기어(3241)의 회전 방향에 반대되는 방향이며, 공전 방향은 제2선기어(3241)의 회전 방향과 동일한 방향이다.
제2케이지(3244)는 복수의 제2유성기어(3243) 각각의 자전축을 회전 가능하게 지지한다. 제2케이지(3244)는 복수의 제2유성기어(3243) 각각의 일부를 덮도록 배치된다. 제2케이지(3244)는 제2선기어(3241)를 덮도록 배치될 수 있으며, 이 경우 제2선기어(3241)의 회전축을 회전 가능하게 지지하도록 구성될 수도 있다.
전방 케이스(3223)는 미들 케이스(3222)에 결합되어 제2유성기어부(324)를 덮도록 배치된다. 전방 케이스(3223)에는 제2유성기어부(324)와 휠(33) 간의 연결을 위한 홀이 형성된다.
제2케이지(3244)에는 홀에 삽입되는 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부에는 휠(33)의 결합홈과 맞물리는 결합돌기가 형성된다. 결합돌기는 결합홈(123b)에 맞물려 휠(33)이 유성기어장치를 통해 구동력을 전달받아 회전시 헛도는 것을 방지하도록 이루어진다.
도 9은 로봇 청소기의 리브부재를 나타낸 도면이다.
도 9(a)는 휠(33)의 부분사시도이고, 도 8(b)는 휠(33)의 부분 단면도이다.
휠(33)의 재질에 대해서는 제한을 두지 않지만, 일반적으로 휠(33)은 고무, 우레탄 등과 같이 탄성력이 뛰어난 재질로 구비될 수 있다.
리브부재(34) 탄성력이 뛰어난 재질로 구비될 수 있다. 리브부재(34)는 리브부(341)가 휠(33)의 반경방향 외측으로 돌출되는 정도가 일시적으로 달라질 수 있는 재질로 구비될 수 있다. 이로써, 로봇 청소기의 등반성능저해를 방지할 수 있다.
리브부재(34)의 종류에는 제한을 두지 않는다. 즉, 트레드부(332)과 동일한 재질로 구비될 수도 있고, 트레드부(332)와 상이한 재질로 구비될 수도 있다.
트레드부(332)와 리브부재(34)가 동일한 재질로 구비되는 경우 제조가 용이해질 수 있다. 트레드부(332)와 리브부재(34)가 동일한 재질로 구비되더라도 트레드부(332)와 리브부재(34)의 두께나 형태는 서로 다르게 구비될 수 있다.
트레드부(332)는 노면과의 접지를 통해 로봇 청소기(100)의 주행이 안정적으로 수행되도록 구비되는 부분이고, 리브부재(34)는 트레드부(332) 사이에 이물질이 끼이는 것을 방지하기 위해 구비되는 부분이므로 트레드부(332)와 리브부재(34)는 동일한 형태로 구비되는 것은 바람직하지 않다.
트레드부(332)와 리브부재(34)는 서로 다른 재질로 구비될 수 있다. 상술한 바와 같이 트레드부(332)와 리브부재(34)의 역할이 상이하므로 리브부재(34)는 트레드부(332)와 반드시 동일한 재질로 구비될 필요는 없다.
즉, 트레드부(332)와 리브부재(34)는 서로 다른 경도를 갖는 재질로 구비될 수 있다. 구체적으로 설명하면 트레드부(332)의 경도가 리브부(34)의 경도보다 크게 구비될 수 있다.
리브부(334)는 이물의 끼임방지를 위해 구비되는 부분이므로 리브부재(34)와 트레드부(332) 사이에 전선 등과 같은 이물이 끼이는 경우 이물을 쉽게 제거하기 위해서는 리브부(34)는 적은 힘으로도 휘어지도록 구비되는 것이 바람직하다. 이에 반해 트레드부(332)는 로봇 청소기의 안정적인 주행을 위해 쉽게 휘어지지 않도록 구비되는 것이 바람직하다.
구체적으로 설명하면 트레드부(332)는 로봇 청소기의 자중에 의해서 휘어지지 않도록 구비되는 것이 바람직하다.
물론 리브부재(34)가 트레드부(332)와 동일한 재질로 구비되더라도 트레드부(332)와 리브부재(34)의 두께가 서로 다르도록 구비되므로 상술한 바와 같이 트레드부(332)가 로봇 청소기의 자중에 의해서 휘어지지 않도록 구비되고 리브부(334)는 사용자가 손으로 쉽게 구부러지도록 구비될 수 있다.
다만, 트레드부(332)와 리브부재(34)를 동일한 재질로 구비하는 경우 두께와 형상을 조절하여 트레드부(332)는 로봇 청소기의 자중에도 구부러지지 않게 형성해야 하고, 리브부재(34)는 사용자가 쉽게 이물을 제거할 수 있도록 형성해야하므로 제조자의 선택의 폭이 좁아질 수 있다.
따라서, 트레드부(332)와 리브부재(34)를 서로 상이한 재질로 선택하여 휠(33)의 크기 및 형상을 자유롭게 선택할 수 있다.
도 10는 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 등반시 상태를 나타낸 도면이다.
도 10를 참조하면, 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 리브부재(34)는 단차진 지형을 이동할 때 휠(33)의 내측으로 인입되도록 구비될 수 있다.
구체적으로 설명하면 리브부재(34)는 외력이 가해지면 일시적으로 휠 바디(331)의 내측으로 리브부가 인입되도록 구비될 수 있다. 리브부(341)가 휠 바디(331)의 내측으로 인입됨에 따라 링부(342)도 함께 휠 바디(331)의 내측으로 함입되도록 구비된다.
상술한 바와 같이 리브부재(34)는 탄성력을 가진 재질로 구비되므로 외력이 제거되면 본래의 위치로 복원될 수 있다.
즉, 로봇 청소기의 등반이 끝나면 외력이 제거되고, 외력이 제거되면 리브부가 원래의 위치로 돌출되어 다시 정상적으로 이물 끼임 방지역할을 수행할 수 있다.
리브부재(34)가 구비됨으로써 트레드부(332) 사이에 이물이 끼는 경우를 방지할 수 있으나, 리브부재(34)에 의해 등반성능이 저하될 수 있다. 일반적으로 로봇 청소기가 단차진 지형을 이동할 때는 트레드부(332) 사이에 단차진 지형에 걸려 트레드부(332)가 지형을 밀어냄에 따라 로봇 청소기가 단차진 지형을 등반한다.
리브부재(34)가 구비되는 경우 트레드부(332) 사이에 형성되는 공간이 단차진 지형에 안착되기 어렵다. 따라서 리브부재(34)는 도면에 도시된 것처럼 단차진 지형에 걸리면 휠 바디(331)의 내측으로 인입되도록 구비될 수 있다.
리브부재(34)가 리브부(341)의 일면에 로봇 청소기의 하중이 전달될 때 휠(33)의 내측으로 인입되도록 구비되면 이물 끼임 방지 효과와 등반성능감소 방지 효과를 동시에 발휘할 수 있다.
이때 리브부(341)의 일면이란, 휠(33)이 회전될 때 단차진 지형에 의해 눌려지는 면을 의미한다. 리브부(341)는 절개부(333)의 형상과 대응되도록 구비되므로 반드시 휠(33)의 반경방향과 일치하는 방향에서 외력이 가해지는 것이 아니어도 휠 바디(331)의 내측으로 리브부(341)가 인입되었다가 복원하는 작동을 반복할 수 있다.
즉, 리브부(341)는 외력이 가해지는 방향에 관계없이 동일하게 절개부(333)를 통과할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
- 부호의 설명 -
100: 로봇 청소기 1: 본체 11: 제1 하우징 111: 수용부 112: 보조휠
12: 제2 하우징 121: 센서부 2: 집진부 3: 구동부
31: 휠 커버 311: 체결부 312: 완충부 312a: 관통홀 3121: 바 부재
3122: 탄성부재 32: 구동모듈 321: 완충공간 322: 케이스
3221: 메인 케이스 3222: 미들 케이스 3223: 전방 케이스
323: 제1 유성기어부 3231: 제1 선기어 3232: 제1 링기어
3233: 제1 유성기어 3234: 제1 케이지 324: 제2 유성기어부
3241: 제2 선기어 3242: 제2 링기어 3243: 제2 유성기어
3244: 제2 케이지 33: 휠 331: 휠바디 332: 트레드부 333: 절개부
34: 리브부재 341: 리브부 342: 링부
4: 흡입부 41: 흡입부 하우징 42: 롤러

Claims (11)

  1. 외관을 형성하는 본체;
    상기 본체에 탈착 가능하게 구비되는 휠 커버;
    상기 휠 커버에 이동 가능하게 결합되는 구동모듈; 및
    상기 구동모듈과 결합되어 상기 구동모듈로부터 구동력을 제공받아 회전되는 휠;을 포함하고,
    상기 휠은,
    상기 구동모듈과 결합되며 상기 휠의 외관을 형성하는 휠바디;
    복수개로 마련되어 상기 휠바디의 원주면을 따라 서로 이격되어 배치되는 트레드부;
    상기 휠 바디의 원주면 중 상기 트레드부 사이에 형성되는 절개부; 및
    상기 휠 바디 내에 수용되는 링부 및 상기 절개부를 통해 상기 링부로부터 상기 휠의 반경방향 외측으로 돌출되는 리브부를 포함하는 리브부재; 를 포함하고,
    상기 리브부재는 탄성 소재를 포함하여 상기 휠의 반경방향 내측으로 힘이 가해지면 상기 리브부가 상기 휠 바디 내측으로 인입되도록 마련되는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리브부재는 상기 리브부가 상기 휠바디 내측으로 인입된 후 외력이 제거되면 원래의 위치로 탄성 복원되는 로봇 청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리브부는 상기 트레드부와 동일한 높이를 가지도록 마련되는 로봇 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리브부는 상기 트레드부보다 더 낮은 높이를 가지도록 마련되는 로봇 청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 리브부는 상기 트레드부보다 더 좁은 너비를 가지도록 마련되는 로봇 청소기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절개부는 상기 리브부와 대응되는 너비를 가지도록 마련되는 로봇 청소기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동모듈은 상기 휠 커버 내에서 상하로 이동 가능하게 구비되고,
    상기 리브부는 상기 구동모듈이 상기 휠 커버에 최대로 밀착된 상태에서 상기 휠 커버에 접촉되지 않는 높이를 가지는 로봇 청소기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 리브부재는 상기 휠바디에 탈착 가능하게 구비되는 로봇 청소기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절개부는 복수로 마련되어 상기 복수의 트레드부 사이마다 마련되고,
    상기 리브부는 상기 복수의 절개부 중 일부를 제외한 나머지에 마련되는 로봇 청소기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 리브부는 서로 동일한 높이를 갖도록 상기 휠의 반경방향 외측으로 돌출되는 로봇 청소기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 절개부는 복수로 마련되어 상기 복수의 트레드부 사이마다 마련되고,
    상기 리브부는 상기 복수의 절개부에 각각 마련되되 적어도 하나는 나머지와 다른 높이를 가지는 로봇 청소기.
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