WO2022181874A1 - 협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션 및 그것의 제어방법 - Google Patents

협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션 및 그것의 제어방법 Download PDF

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WO2022181874A1
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docking station
cleaner
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vacuum cleaner
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배혜경
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주식회사 쓰리엠탑
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    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Definitions

  • the present invention relates to a docking station of a collaborative multi-robot cleaner for docking a pair of robot cleaners, and a method for controlling the same.
  • a robot mop cleaner in particular, a mop cleaner cleans the cleaning surface while moving by friction with the cleaning surface.
  • a docking area is formed within a predetermined angle range of the front side, a docking guide area that does not overlap with each other is formed on the left and right sides of the docking area, and the docking guide area is a first docking guide area according to the arrival distance of the docking guide signal.
  • a docking station for transmitting the docking guidance signal to be divided into a second docking guidance area; And when the docking guidance signal is sensed, it moves to the docking area along the boundary surface between the first docking guide area and the second docking guide area, and when it arrives at the docking area, it moves along the docking area and performs docking. It relates to a robot cleaner system comprising a cleaner.
  • Such a robot cleaner and a docking station, a robot cleaner system having the same, and a control method thereof can form a docking area by mounting simple parts, thereby reducing manufacturing costs caused by the parts.
  • the conventional invention constitutes a plurality of transmitters to further increase manufacturing costs, and there is a problem in that a robot cleaner must exist in the docking induction area to receive the signal.
  • An object of the present invention is to reduce a transmitter that generates and induces a docking signal, and to solve a problem that docking is not possible when a robot cleaner is in an area where a docking signal of a docking station cannot be received during docking.
  • the present invention relates to a docking station of a collaborative multi-robot cleaner
  • a docking station that transmits and receives a docking signal to and from the first and second cleaners, scans the surroundings of the docking station, and converts the data into map data information to connect and charge the first and second cleaners,
  • the docking station is formed as an isosceles triangular pole, and a charging part and a docking magnetic force induction coupling part are configured so that the first vacuum cleaner and the second vacuum cleaner are respectively coupled to the isosceles side to be charged, and the isosceles side rotates repeatedly within a diagonal angle.
  • a docking signal communication unit for communicating docking signal information to the first and second vacuum cleaners while receiving information from the docking signal communication unit and a map data storage unit for storing the searched surrounding information into map data; It is characterized in that it is composed of a map information communication unit that communicates by sharing location information and map data with the vacuum cleaner, a docking control unit controlling the same, and a docking power supply unit supplying power.
  • the docking signal communication unit includes a left and right rotation device to be able to rotate or move left and right within a diagonal angle to the isosceles side, and the docking signal communication unit is rotated left and right to be exposed to the surroundings or an exposed portion formed of a transparent material is formed.
  • the docking signal communication unit further includes a gyro sensor to guide the docking signal to the first cleaner or the second cleaner in a predetermined direction to enable docking.
  • the docking magnetic force induction coupling portion further includes a coupling detection sensor for detecting coupling when the first and second cleaners are coupled.
  • the charging unit is characterized in that it is composed of a terminal charging unit that is charged with a wireless charging unit or in direct contact as needed.
  • An object of the present invention is to reduce manufacturing costs by reducing a transmitter that generates and induces a docking signal, and to move a robot cleaner to receive a docking signal from a docking station during docking.
  • FIG. 1 to 3 are perspective views showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exemplary view illustrating a state in which a first vacuum cleaner and a second cleaner according to an embodiment of the present invention are combined.
  • FIG 5 is an exemplary view showing a cleaning body showing an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is an exemplary view showing the separation of the water tank to the cleaning body showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exemplary view showing a combined traveling unit of the first vacuum cleaner and the second cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 8 is an exemplary view showing a coupling operation through a coupling driving unit of the first vacuum cleaner and the second vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 9 is an exemplary view showing pattern running according to the cooperative operation of the first vacuum cleaner and the second cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 10 is an exemplary view illustrating a state in which the first vacuum cleaner and the second vacuum cleaner are combined and driven according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the inside of the water tank according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the inside of a cleaner body according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a sterilization module showing an embodiment of the present invention.
  • 16 and 17 are block diagrams showing an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 18 and 19 are exemplary views showing a method of controlling a docking station of a collaborative multi-robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention in a docking station 200 of a collaborative multi-robot cleaner,
  • a docking station 200 that transmits and receives a docking signal to and from the first and second cleaners, scans the surroundings of the docking station 200, and converts it into map data information to connect and charge the first and second cleaners.
  • the docking station 200 is formed as an isosceles triangular pole, and the charging unit 220 and the docking magnetic force induction coupling unit 210 are configured so that the first and second vacuums are respectively coupled to the isosceles to charge them,
  • a docking signal communication unit 240 that communicates docking signal information to the first and second vacuum cleaners while repeatedly rotating within a diagonal angle to the isosceles, and the docking signal communication unit 240 receives information from the docking signal communication unit 240 and maps the searched surrounding information
  • a map data storage unit 260 that converts and stores data
  • a map information communication unit 250 that communicates by sharing location information and map data with the first and second vacuum cleaners
  • a docking control unit 270 controlling the same
  • power supply It consists of a docking power supply unit (230).
  • the docking signal communication unit 240 may be, for example, an LDS sensor (Laser Distance Sensor), through which the first vacuum cleaner or the second vacuum cleaner communicates position information with each other, and sends a docking signal in a certain direction to guide and dock it. It includes more to be
  • the docking signal communication unit 240 further includes a gyro sensor to communicate precise information to send a docking signal to the first cleaner or the second cleaner in a predetermined direction to guide and dock it.
  • the docking signal communication unit 240 includes a left and right rotation device 242 to be rotated or moved left and right within an angle of a diagonal to an isosceles side, and the docking signal communication unit 240 is rotated left and right to be exposed to the periphery.
  • An exposed portion 241 made of a material is formed.
  • the left and right rotation device 242 may be, for example, a device such as a servo motor, and is configured to rotate left and right repeatedly within a range of a predetermined angle.
  • the docking magnetic force induction coupling part 210 further includes a coupling detection sensor 211 for detecting coupling when the first vacuum cleaner and the second vacuum cleaner are coupled.
  • the charging unit 220 may be configured as a terminal charging unit 220 charged with or directly in contact with the wireless charging unit 220 as needed.
  • the docking control unit 270 shares and collects the operation log data of the movement paths of the first and second cleaners 1 and 2 and the mapping data of the surrounding area of the docking station 200 (S100). ) is included.
  • mapping data to create the operation log data, and the data can be accumulated to create mapping data for a precise cleaning area.
  • the docking control unit 270 sequentially docks the first vacuum cleaner 1 or the second cleaner 2 detected first in the docking station 200 while returning to the docking station area after the charging or cleaning operation is finished. It further includes a process (S200).
  • the vertical movement inducing step (S210) is a docking cleaner position detecting step (S211) in which the docking signal communication unit detects the position of the first cleaner 1 or the second cleaner 2 to be docked, and the charging unit 220 has a vertical position. In contrast to and informs the proceeding direction to the vertical position and includes a position comparison induction step (S212) of inducing movement to the vertical line in order to dock the charging unit 220 vertically.
  • the collaborative multi-robot cleaner applied to the present invention constitutes the first cleaner 1 and the second cleaner 2 .
  • the first vacuum cleaner 1 includes a cleaning body 10 , a mop cleaning traveling unit 40 , a water tank 20 , a water pump unit 23 , a water supply port 30 , a control unit 50 and an operation unit 60 . make up
  • the second vacuum cleaner 2 includes a cleaning body 10 , a mop cleaning traveling unit 40 , a vacuum cleaning unit 15 , a control unit 50 , and an operation unit 60 .
  • the first vacuum cleaner (1) has a mop cleaning traveling unit 40 that continuously supplies water stored therein to move and travel with a wet body
  • the second cleaner 2 has a mop cleaning traveling unit 40 that moves and travels with a dry body.
  • a vacuum cleaning unit 15 for vacuum suction cleaning including a vacuum cleaning unit 15 for vacuum suction cleaning
  • the first vacuum cleaner 1 and the second vacuum cleaner 2 include a communication unit that communicates with each other, an operation unit 60 that operates, a control unit 50 that controls the operation, and a combined traveling unit that enables movement by combining with each other ( 800),
  • the coupled traveling unit 800 includes a magnetic induction coupling unit 810 on one side of the first and second vacuum cleaners 1 and 2, a binding fixing unit 820 and a position transmitting/receiving unit,
  • the control unit 50 further includes a location information unit 80 that informationizes the moving distance and direction and stores the information as map data.
  • the control unit 50 moves the second cleaner 2 along the first cleaner 1 to wipe the water and perform vacuum cleaning. It includes a cooperative operation that follows and a combined cooperative operation of moving and cleaning according to a cleaning pattern set after the first vacuum cleaner 1 and the second vacuum cleaner 2 are combined with each other.
  • the location transmitter and receiver constitute an infrared transmitter and receiver to transmit and receive mutual distance and direction information between the first vacuum cleaner 1 and the second cleaner 2 .
  • the magnetic induction coupling unit 810 is installed by selecting any one of 1 to 4 on one side, and installing a coupling detection sensor 811 for detecting the coupling, respectively,
  • the binding fixing part 820 is configured between or near the magnetic induction coupling part 810, and the binding fixing part 820 has a coupling protrusion 821 having a restraining groove 822 formed on one lower side thereof, and the When the coupling protrusion 821 protrudes at a position corresponding to the coupling protrusion 821, a coupling constraint 823 that is inserted and bound to the constraint groove 822 is configured,
  • An elastic body 824 for elastically returning the coupling protrusion 821 and an elastic body 824 for inserting the coupling restriction 823 into the constraint groove 822 are respectively included,
  • a solenoid 825 is included so that the coupling of the coupling protrusion 821 and the coupling constraint 823 is coupled and released by the coupling detection sensor 811 and the manipulation unit 60, respectively.
  • the driving pattern is generally "R"-shaped. It may be a driving pattern generally used in the prior art, such as a zigzag type, a spiral type, or a star type.
  • the following cooperative operation includes performing a pattern operation of the first cleaner 1 and driving the second cleaner 2 according to the movement information of the first cleaner 1 .
  • the follow-up operation may be performed by changing the order of the first vacuum cleaner 1 and the second vacuum cleaner 2 .
  • the cleaning body 10 is formed in a triangular plate shape.
  • the cleaning body 10 is coupled to the upper part of the lower body 12 and the lower body 12 to which the mop 44 is mounted, and the upper body 11 is provided with a water tank 20 and an operation unit 60. ) is composed of
  • the upper body 11 is formed with a water tank seat 14 having an open upper side on which the water tank 20 is seated.
  • the water tank unit 20 is formed with a water storage unit 22 in which water is stored waiting to be pumped.
  • a water storage discharge pipe 22a provided so that the water stored in the lower side of the water storage part 22 can be supplied to the water pump part 23 is formed.
  • a water tank separation check valve 22b is formed so that external air can be introduced so that a negative pressure is not formed in the water reservoir 22.
  • a water tank gripping groove 22c recessed in at least one side of the wall of the water reservoir 22 is formed so that the mounted water tank 20 can be grasped by hand when detaching.
  • the upper body 11 is provided with a sterilizing water module 24 that electrolyzes the water contained in the water reservoir 22 and converts it into electrolyzed water.
  • the sterilizing water module 24 is composed of a pair of electrodes 24a for electrolyzing water and a detection sensor 24b.
  • the electrode 24a is configured such that the ground terminal connected to the power supply unit 70 protrudes from the lower portion of the water storage tank to supply power.
  • the detection sensor 24b may be implemented as a light detection sensor 24b so as to detect the water tank 20 seated on the water tank seat 14 and signal to the control unit 50 .
  • the detection sensor 24b may be implemented as a water level detection sensor 24b for detecting the level of water accommodated on one side of the water reservoir 22 .
  • a handle 13 seating portion is formed on one side of the three sides so that the handle 13 is seated in the same plane as the upper surface, and the handle 13 seated in the handle 13 seating portion is Both sides are hinged to the other two sides of the upper body 11 .
  • the mop cleaning traveling unit 40 forms a cleaning and driving force by frictional contact with the cleaning surface in the lower portion of each corner side of the cleaning body (10).
  • the mop cleaning traveling unit 40 includes a cleaning drive motor 41 , a cleaning drive shaft 42 , the mop rotating plate 43 , and the mop 44 .
  • the cleaning drive motor 41 is mounted inside the lower body 12 of the cleaning body 10 and rotates according to the control of the control unit 50 .
  • the cleaning drive shaft 42 is supported by the lower body 12 and protrudes to the lower portion of the cleaning body 10 .
  • the mop rotating plate 43 is bound to the cleaning drive shaft 42 to form an inclination with the cleaning surface so as to induce a driving force in the rotation process, and the mop 44 is bound to the lower surface by the mop 44 binding means.
  • the mop rotating plate 43 is formed with a plurality of water supply holes 31 so that the water supplied from the water supply port 30 can be supplied to the mop 44 bound to the lower portion.
  • a centrifugal order wall 32 is formed on the outer peripheral surface of the mop rotating plate 43 to support the water supplied by the water supply port 30 from being centrifuged to the outside by protruding upward.
  • the centrifugal order wall 32 of the mop rotating plate 43 may be formed at equal intervals and configured in two rows.
  • a water supply hole 31 is formed at the center side of the mop rotation plate 43 of the centrifugal order wall 32 .
  • the water tank 20 is seated and coupled to the water reservoir 22 provided in the upper body 11 of the cleaning body 10 .
  • a tank outlet is formed at the lower portion of the water tank 20 to send water to the water reservoir 22, and a water discharge air valve 21 through which air is introduced so that water is naturally discharged to the lower portion is formed on one upper side. .
  • the tank discharge port is provided with a tank discharge valve that is opened by the tank drainage guide projection formed to protrude from the water reservoir (22).
  • the water pump unit 23 is provided inside the upper body 11 of the cleaning body 10 and is configured to be connected to the water storage discharge pipe 22a of the water storage unit 22 .
  • a water supply distribution port 23a is provided so that the water pumped by the water pump unit 23 can be distributed and supplied to the three water supply ports 30 .
  • the water supply port 30 is provided on the upper body 11 of the cleaning body 10 to supply the water pumped by the water pump unit 23 to the mop cleaning traveling unit 40 .
  • the water discharged from the water supply port 30 is supplied with water protruding upward to induce the supply to the mop cleaning traveling unit 40.
  • a guide tube 30a is provided.
  • control unit 50 is provided inside the cleaning body (10).
  • the operation unit 60 is provided on the outer surface of one side of the cleaning body 10 is provided to input a control signal to the control unit (50).
  • the center of the lower body 12 of the cleaning body 10 is provided with a power supply unit 70 that forms a weight for cleaning the mop cleaning traveling unit 40 and supplies operating power.
  • an obstacle detection sensor 24b for detecting an obstacle in the driving process and inputting an obstacle detection signal to the controller 50 is provided on one or more of the side surfaces of the cleaning body 10 .
  • a cliff detection sensor 24b for detecting a cliff and inputting a cliff detection signal to the control unit 50 is provided at one lower side of the cleaning body 10 .
  • a docking station 200 that transmits and receives a docking signal to and from the first and second cleaners, scans the surroundings of the docking station 200, and converts it into map data information to connect and charge the first and second cleaners.
  • the docking station 200 is formed as an isosceles triangular pole, and the charging unit 220 and the docking magnetic force induction coupling unit 210 are configured so that the first and second vacuums are respectively coupled to the isosceles to charge them.
  • a docking signal communication unit 240 that communicates docking signal information to the first and second vacuum cleaners while repeatedly rotating within a diagonal angle to the isosceles side, and the docking signal communication unit 240 receives information from and retrieved surrounding information
  • a map data storage unit 260 that converts and stores map data
  • a map information communication unit 250 that communicates by sharing location information and map data with the first and second vacuum cleaners
  • a docking control unit 270 controlling the same
  • power supply When the docking power supply unit 230 is configured to do so, the first and second cleaners receive a signal from the docking signal communication unit 240 to the docking station 200 and dock it, and at this time, the docking magnetic force induction coupling unit 210 is nearby. It can be easily connected to the charging unit 220 in the.
  • the docking signal communication unit 240 may guide the first vacuum cleaner and the second vacuum cleaner to the same position as the charging unit 220 , and may be docked by constantly moving vertically in the same direction.
  • the operation log data of the movement path of the first cleaner 1 and the second cleaner 2 and the mapping data of the surrounding area of the docking station are shared and collected and shared as map information to share the cleaning route Areas are divided so that they do not overlap, or overlapped and precisely cleaned.
  • the shared mapping data it will be possible to move to the optimal path to the surrounding area detectable by the docking station for charging docking.
  • the operation log sharing process (S100) includes the operation log data conversion step (S110) of creating operation log data by storing the movement paths of the first and second cleaners as mapping data during cleaning, and the docking station searching the surrounding area.
  • a data sharing step (S130) of collecting the operation log data and the surrounding area mapping data and sharing the operation log data and the surrounding area mapping data as map information is included.
  • the docking control unit 270 further includes a sequential docking process (S200) of sequentially docking the first cleaner or the second cleaner detected first in the docking station while returning to the docking station area after the charging or cleaning operation is finished.
  • S200 sequential docking process
  • the vertical movement inducing step (S210) includes the docking cleaner position detecting step (S211) in which the docking signal communication unit detects the position of the first or second cleaner to be docked, and the direction of moving to the vertical position in contrast to the vertical position in the charging unit. It includes a position comparison induction step (S212) of inducing movement to a vertical line in order to vertically dock the charging unit.
  • control unit 60 control unit

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Abstract

본 발명은 진공로봇청소기와 물걸레로봇청소기가 개별 동작 또는 합체 동작을 통해서 진공청소와 물걸레청소를 각각 또는 동시에 할 수 있게 동일영역을 복합적인 청소를 통해 먼지, 얼룩 제거를 하기 위한 협업 멀티 로봇청소기에 관한 것이다.

Description

협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션 및 그것의 제어방법
본 발명은 한 쌍의 로봇청소기를 도킹하는 협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션 및 그것의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 로봇 걸레청소기 특히, 걸레청소기는 청소면과 마찰에 의하여 이동하면서 청소면을 청소한다.
종래발명은 전방의 일정한 각도 범위 내에 도킹영역을 형성하고, 상기 도킹영역의 좌우에 서로 중첩되지 않는 도킹유도영역을 형성하며, 상기 도킹유도영역이 도킹유도신호의 도달거리에 따라 제1도킹유도영역과 제2도킹유도영역으로 구분되도록 상기 도킹유도신호를 발신하는 도킹 스테이션; 및 상기 도킹유도신호를 감지하면 상기 제1도킹유도영역과 상기 제2도킹유도영역의 경계면을 따라 상기 도킹영역으로 이동하고, 상기 도킹영역에 도착하면 상기 도킹영역을 따라 이동하여 도킹을 수행하는 로봇청소기;를 포함하는 로봇 청소기 시스템에 관한 것이다.
이와 같은 봇청소기와 도킹스테이션 및 이를 가지는 로봇청소기 시스템 및 그 제어방법은 간단한 부품을 장착하여 도킹 영역을 형성할 수 있기 때문에 부품으로 인해 발생하는 제조 비용을 절감 한다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래발명은 다수의 발신부를 구성하여 제조비용을 더 발생시키고 있으며, 도킹유도영역으로 로봇청소기가 존재해야 그 신호를 받을 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 도킹신호를 발생시켜 유도하는 발신부를 줄이고, 도킹시 도킹스테이션의 도킹신호를 로봇청소기가 받지못하는 영역에 있을시 도킹이 안되는 문제를 해결하기위한 것이다.
본 발명은 협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션에 있어서,
제1청소기 및 제2청소기에 도킹신호를 송수신하고, 도킹스테이션의 주변을 스캔하고 맵데이터정보로 데이터화하여 제1청소기 및 제2청소기를 접속하여 충전하는 도킹스테이션을 포함하고,
상기 도킹스테이션은 이등변 3각형의 기둥으로 형성되며, 이등변에 제1청소기 및 제2청소기가 각각 결합되어 충전할 수 있게 충전부 및 도킹자력유도결합부가 구성되며, 상기 이등변에 대각의 각도내에서 반복회전하면서 제1청소기 및 제2청소기에 도킹신호정보를 통신하는 도킹신호통신부와, 상기 도킹신호통신부에 정보를 받아 탐색된 주변정보를 맵데이터화하여 저장하는 맵데이터저장부와, 제1청소기 및 제2청소기와 위치정보 및 맵데이터를 공유하여 통신하는 맵정보통신부와 이를 제어하는 도킹제어부 및 전원공급하는 도킹전원부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 도킹신호통신부는 이등변에 대각의 각도 내에서 좌우 회전 또는 이동될 수 있도록 좌우회전장치를 포함하고, 상기 도킹신호통신부가 좌우 회전되어 주변으로 노출되게 뚫리거나 투명한재질로 형성된 노출부가 형성된다.
상기 도킹신호통신부는 자이로센서를 더 포함하여 제1청소기 또는 제2청소기에 도킹신호를 일정한 방향으로 유도하여 도킹하게 할 수 있게하는 것을 더 포함한다.
상기 도킹자력유도결합부에는 제1청소기 및 제2청소기가 결합시 결합을 감지하는 결합감지센서를 더 포함한다.
상기 충전부는 필요에 따라 무선충전부로 또는 직접접촉하여 충전되는 단자충전부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 도킹신호를 발생시켜 유도하는 발신부를 줄여 제조원가를 줄이며, 도킹시 도킹스테이션의 도킹신호를 받게하기 위해 로봇청소기를 이동하게하기 위한 것이다.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시 예를 보인 사시 예시도
도 4는 본 발명의 일 실시 예를 보인 제 1청소기 및 제2청소기가 결합한 모습을 보인 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예를 보인 청소몸체를 보인 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예를 보인 청소몸체에 수조부를 분리하여 보인 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예를 보인 제1청소기 및 제2청소기의 결합주행부를 보인 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예를 보인 제1청소기 및 제2청소기의 결합주행부를 통해 결합동작을 보인 예시도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예를 보인 제1청소기 및 제2청소기의 따름협업동작에 따라 패턴주행을 보인 예시도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예를 보인 제1청소기 및 제2청소기가 결합하여 주행하는 모습을 보인 예시도.
도 11은 본 발명의 일 실시 예를 보인 수조부의 내부를 보인 단면도.
도 12는 본 발명의 일 실시 예를 보인 청소기 본체의 내부를 보인 단면도.
도 13은 본 발명의 일 실시 예를 보인 살균모듈의 개요도.
도 14 및 15는 본 발명의 실시에 있어서 걸레청소주행부의 걸레회전판의 예시도.
도 16 및 17은 본 발명의 일 실시 예를 보인 블럭도.
도 18 및 19는 본 발명의 일 실시 예를 보인 협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션의 제어방법을 보인 예시도.
본 발명은 협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션(200)에 있어서,
제1청소기 및 제2청소기에 도킹신호를 송수신하고, 도킹스테이션(200)의 주변을 스캔하고 맵데이터정보로 데이터화하여 제1청소기 및 제2청소기를 접속하여 충전하는 도킹스테이션(200)을 포함하고,
상기 도킹스테이션(200)은 이등변 3각형의 기둥으로 형성되며, 이등변에 제1청소기 및 제2청소기가 각각 결합되어 충전할 수 있게 충전부(220) 및 도킹자력유도결합부(210)가 구성되며, 상기 이등변에 대각의 각도내에서 반복회전하면서 제1청소기 및 제2청소기에 도킹신호정보를 통신하는 도킹신호통신부(240)와, 상기 도킹신호통신부(240)에 정보를 받아 탐색된 주변정보를 맵데이터화하여 저장하는 맵데이터저장부(260)와, 제1청소기 및 제2청소기와 위치정보 및 맵데이터를 공유하여 통신하는 맵정보통신부(250)와 이를 제어하는 도킹제어부(270) 및 전원공급하는 도킹전원부(230)로 구성된다.
상기 도킹신호통신부(240)는 예컨데 LDS센서(Laser Distance Sensor)가 될 수 있으며, 이를 통해 제1청소기 또는 제2청소기와 서로 위치정보를 통신하고 도킹신호를 일정한 방향으로 보내어 유도하고 도킹하게 할 수 있게하는 것을 더 포함한다.
또한, 상기 도킹신호통신부(240)에 자이로센서를 더 포함하여 정밀한 정보를 통신하여 제1청소기 또는 제2청소기에 도킹신호를 일정한 방향으로 보내어 유도하고 도킹하게 할 수 있게하는 것을 더 포함한다.
상기 도킹신호통신부(240)는 이등변에 대각의 각도 내에서 좌우 회전 또는 이동될 수 있도록 좌우회전장치(242)를 포함하고, 상기 도킹신호통신부(240)가 좌우 회전되어 주변으로 노출되게 뚫리거나 투명한재질로 형성된 노출부(241) 형성된다.
상기 좌우회전장치(242)는 예컨데 서보모터(Servo motor)와 같은 장치가 될 수 있으며, 일정각도의 범위에서 반복 좌우회전하게 구성된다.
상기 도킹자력유도결합부(210)에는 제1청소기 및 제2청소기가 결합시 결합을 감지하는 결합감지센서(211)를 더 포함한다.
상기 충전부(220)는 필요에 따라 무선충전부(220)로 또는 직접접촉하여 충전되는 단자충전부(220)로 구성될 수 있다.
상기 도킹제어부(270)는 제1청소기(1) 및 제2청소기(2)의 이동경로의 동작로그데이터와 도킹스테이션(200)의 주변영역의 매핑데이터를 공유하여 취합하는 동작로그공유과정(S100)을 포함한다.
즉, 상기 동작로그공유과정(S100)은 제1청소기 및 제2청소기가 청소중 이동경로를 매핑데이터로 저장하여 동작로그데이터를 만들어 데이터를 누적시켜 정밀한 청소영역을 매핑데이터를 만들 수 있다.
또한, 상기 동작로그공유과정(S100)을 통해서 누적된 청소영역의 매핑데이터를 공유영역청소과정(S300)를 통해서 청소경로를 중복되지 않게 영역을 나눠하거나, 중복되어 정밀하게 청소하는등 상황에 따라서 선택적으로 효율적인 청소를 할 수 가 있다.
또한, 상기 도킹제어부(270)는 충전 또는 청소주행종료하여 도킹스테이션영역으로 복귀중에 도킹스테이션(200)에 먼저 감지된 제1청소기(1) 또는 제2청소기(2)를 순차적으로 도킹시키는 순차도킹과정(S200)을 더 포함한다.
상기 순차도킹과정(S200)에서 먼저감지된 제1청소기 또는 제2청소기 중 어느 하나를 도킹스테이션(200)에 충전부(220)에 수직 도킹하기위해 수직라인에 이동유도하는 수직이동유도단계(S210)을 포함하고, 상기 수직이동유도단계(S210)로 수직라인에 도달 하여 충전부(220)에 수직이동되게 일방향유도 안내하는 수직이동도킹단계(S220)를 더 포함한다.
상기 수직이동유도단계(S210)은 도킹신호통신부가 도킹하려는 제1청소기(1) 또는 제2청소기(2)의 위치를 감지하는 도킹청소기위치감지단계(S211)와, 충전부(220)에 수직위치와 대비하여서 수직위치로의 진행방향을 알려주어 충전부(220)에 수직 도킹하기위해 수직라인에 이동유도하는 위치대비유도단계(S212)를 포함한다.
즉, 본 발명에 적용되는 협업 멀티 로봇청소기는 제1청소기(1) 및 제2청소기(2)를 구성한다.
제1청소기(1)는 청소몸체(10)와 걸레청소주행부(40), 수조부(20), 물펌프부(23), 급수구(30), 제어부(50) 및 조작부(60)로 구성한다.
제2청소기(2)는 청소몸체(10)와 걸레청소주행부(40), 진공청소부(15), 제어부(50) 및 조작부(60)로 구성한다.
제1청소기(1)는 내부에 저장된 물을 지속적으로 공급하여 젖은체로 이동주행하는 걸레청소주행부(40)와, 상기 제2청소기(2)는 마른체로 이동주행하는 걸레청소주행부(40)와, 진공흡입청소하는 진공청소부(15)를 포함하고,
상기 제1청소기(1) 및 제2청소기(2)는 서로 통신하는 통신부, 조작하는 조작부(60), 동작을 제어하는 제어부(50)와, 서로 결합하여 이동주행이 가능하게 하는 결합주행부(800)를 포함하고,
상기 결합주행부(800)는 제1청소기(1) 및 제2청소기(2)의 일 측변에 자력유도결합부(810)와, 결속고정부(820) 및 위치송수신부를 포함하며,
상기 제어부(50)는 이동거리 및 방향을 정보화하여 맵데이터로 저장하는 위치정보부(80)를 더 포함한다.
상기 제어부(50)는 제1청소기(1)가 물걸레(44)질을 설정된 청소패턴에 따라 이동청소하면, 제2청소기(2)가 제1청소기(1)를 따라서 움직여 물기를 닦고, 진공청소를하는 따름협업동작과 제1청소기(1)와 제2청소기(2)가 서로 결합 후 설정된 청소패턴에 따라서 이동청소하는 결합협업동작을 포함한다.
상기 위치송수신부는 적외선 송신부 및 수신부를 구성하여 제1청소기(1) 및 제2청소기(2)의 상호거리 및 방향정보를 송수신하게 한다.
또한, 상기 자력유도결합부(810)는 일측 변에 1개 내지 4개 중 어느 하나를 선택하여 설치하고, 결합시 감지하는 결합감지센서(811)를 각각 설치하고,
상기 결속고정부(820)는 자력유도결합부(810) 사이 또는 근처에 구성되고, 상기 결속고정부(820)는 하부 일측에 구속홈(822)이 형성된 결합돌출구(821)가 구성되고, 상기 결합돌출구(821)와 대응되는 위치에 결합돌출구(821)가 돌출되면 구속홈(822)에 삽입결속되는 결합구속구(823)가 구성되며,
상기 결합돌출구(821)를 탄성복귀시키게 하는 탄성체(824)와, 결합구속구(823)를 구속홈(822)에 삽입시키는 탄성체(824)가 각각 포함되며,
상기 결합감지센서(811) 및 조작부(60)에 의해서 상기 결합돌출구(821) 및 결합구속구(823)의 결합과 결합해제되게 솔레노이드(825)가 각각 포함된다.
또한, 주행패턴은 일반적으로 "ㄹ"자형. 지그재그형, 나선형, 별형등 종래에 일반적으로 사용되는 주행패턴이 될 수 있다.
또한, 상기 따름협업동작은 제1청소기(1)가 패턴동작하고 제2청소기(2)가 제1청소기(1)의 이동정보를 따라서 주행하는 하는 것을 포함한다.
또한 상기 따름협엽동작은 제1청소기(1) 및 제2청소기(2)의 순서를 바꾸어 동작시킬 수 있다
그리고 상기 청소몸체(10)는 삼각판 형상으로 형성된다.
상기 청소몸체(10)는 걸레(44)청소부주행부가 장착되는 하부몸체(12)와 상기 하부몸체(12)의 상부에 결합되어 수조부(20)와 조작부(60)가 구비되는 상부몸체(11)로 구성된다.
상기 상부몸체(11)에는 수조부(20)가 안착되는 상부측이 개방된 수조안착부(14)가 형성된다.
또한, 상기 수조부(20)는 물이 펌핑대기 저수되는 물저수부(22)가 형성된다.
상기 물저수부(22)의 하부 일측에서 저수된 물이 물펌프부(23)로 공급될 수 있게 구비한 저수배출관(22a)을 형성한다.
상기 물저수부(22)의 하부 다른 일측에는 수조부(20)를 분리할 때 물저수부(22)에서 부압이 형성되지 않게 외부의 공기가 유입될 수 있게 만 형성한 수조분리체크밸브(22b)를 구비한다.
상기 물저수부(22)에는 장착된 수조부(20)를 분리시 손으로 잡을 수 있게 물저수부(22)의 벽체 중 일측 이상에 요입된 수조파지홈(22c)을 형성한 것이다.
상기 상부몸체(11)에는 물저수부(22)에 수용된 물을 전기분해하여 전해수로 전환하는 살균수모듈(24)이 구비된다.
상기 살균수모듈(24)은 물을 전기분해하는 한 쌍의 전극(24a)과, 감지센서(24b)로 이루어지는 것이다.
상기 전극(24a)은 물저수조의 하부로 전원부(70)와 연결되는 접지단자가 돌출되도록 구성하여 전원공급이 이루어지는 것이다.
상기 감지센서(24b)는 수조안착부(14)에 안착된 수조부(20)를 감지하여 제어부(50)로 신호할 수 있도록 빛감지센서(24b)로 실시될 수 있는 것이다.
상기 감지센서(24b)는 물저수부(22)의 일측에 수용된 물의 수위를 감지하는 수위감지센서(24b)로 실시될 수 있는 것이다.
상기 상부몸체(11)에는 세개의 변 중 일측변에 손잡이(13)가 상면과 동일면을 이루게 안착되는 손잡이(13)안착부를 형성하고, 상기 손잡이(13)안착부에 안착된 손잡이(13)는 양측이 상부몸체(11)의 다른 두 변에 힌지결합된다.
그리고, 상기 걸레청소주행부(40)는 청소몸체(10)의 각 모서리측 하부에 청소면과 마찰접촉에 의하여 청소와 추진력을 형성한다.
상기 걸레청소주행부(40)는 청소구동모터(41)와 청소구동축(42), 상기 걸레회전판(43) 및 걸레(44)로 구성된다.
상기 청소구동모터(41)는 청소몸체(10)의 하부몸체(12) 내부에 장착되어 제어부(50)의 제어에 따라 회전동작된다.
상기 청소구동축(42)은 하부몸체(12)에 축지되어서 청소몸체(10)의 하부로 돌출된다.
상기 걸레회전판(43)은 회전과정에 추진력을 유발할 수 있게 청소면과 경사를 이루게 청소구동축(42)에 결속되며 하면에 걸레(44)결속수단에 의하여 걸레(44)를 결속한다.
상기 걸레회전판(43)은 급수구(30)로부터 공급된 물이 하부에 결속되는 걸레(44)로 공급될 수 있게 다수의 급수공(31)을 형성한 것이다.
상기 걸레회전판(43)의 외주면에 상부로 돌출되어 급수구(30)에 의하여 공급된 물이 외부로 원심이탈되지 않게 지지하는 원심차수벽(32)을 형성한 것이다.
상기 걸레회전판(43)의 원심차수벽(32)은 등간격으로 형성하고 2 열로 구성하여 실시할 수 있는 것이다.
상기 원심차수벽(32)의 걸레회전판(43) 중심 측에는 급수공(31)이 형성된다.
또한, 상기 수조부(20)는 청소몸체(10)의 상부몸체(11)에 구비된 물저수부(22)에 안착 결합된다.
상기 수조부(20)의 하부에는 물저수부(22)로 물을 보내게 탱크배출구가 형성되며, 상부 일측에는 하부로 물이 자연스럽게 배출되도록 공기가 유입되는 물배출공기밸브부(21)가 형성된다.
상기 탱크배출구에는 물저수부(22)에서 돌출형성된 탱크배수유도돌기에 의하여 개방되는 탱크배출밸브가 구비된다.
또한, 상기 물펌프부(23)는 청소몸체(10)의 상부몸체(11)의 내부에서 구비되어 물저수부(22)의 저수배출관(22a)과 연결되게 구성된다.
상기 물펌프부(23)에 의하여 펌핑된 물은 3 개의 급수구(30)로 분배 공급할 수 있게 급수분배구(23a)가 구비된다.
또한, 상기 급수구(30)은 청소몸체(10)의 상부몸체(11)에 구비되어 물펌프부(23)에 의하여 펌핑된 물을 걸레청소주행부(40)로 공급한다.
상기 급수구(30)에 대응되는 청소몸체(10)의 하부몸체(12)에는 급수구(30)에서 배출되는 물을 걸레청소주행부(40)로의 공급을 유도할 수 있게 상부로 돌출된 급수유도관(30a)이 구비된다.
또한, 상기 제어부(50)는 청소몸체(10)의 내부에 구비된다.
또한, 상기 조작부(60)는 청소몸체(10)의 일측 외면에 구비되어 제어부(50)에 제어신호를 입력할 수 있게 구비된다.
또한, 상기 청소몸체(10)의 하부몸체(12) 중앙에는 걸레청소주행부(40)의 청소를 위한 중량체를 형성하고 동작전원을 공급하는 전원부(70)가 구비된다.
또한, 상기 청소몸체(10)의 측면 중 어느 한 면 이상에 주행과정에 장애물을 감지하여 제어부(50)로 장애물감지 신호를 입력하는 장애물감지센서(24b)가 구비된다.
또한, 상기 청소몸체(10)의 하부 일측에는 절벽을 감지하여 제어부(50)로 절벽감지신호를 입력하는 절벽감지센서(24b)가 구비된다.
상기와 같이 이루어진 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
제1청소기 및 제2청소기에 도킹신호를 송수신하고, 도킹스테이션(200)의 주변을 스캔하고 맵데이터정보로 데이터화하여 제1청소기 및 제2청소기를 접속하여 충전하는 도킹스테이션(200)을 포함하고, 상기 도킹스테이션(200)은 이등변 3각형의 기둥으로 형성되며, 이등변에 제1청소기 및 제2청소기가 각각 결합되어 충전할 수 있게 충전부(220) 및 도킹자력유도결합부(210)가 구성되며, 상기 이등변에 대각의 각도내에서 반복회전하면서 제1청소기 및 제2청소기에 도킹신호정보를 통신하는 도킹신호통신부(240)와, 상기 도킹신호통신부(240)에 정보를 받아 탐색된 주변정보를 맵데이터화하여 저장하는 맵데이터저장부(260)와, 제1청소기 및 제2청소기와 위치정보 및 맵데이터를 공유하여 통신하는 맵정보통신부(250)와 이를 제어하는 도킹제어부(270) 및 전원공급하는 도킹전원부(230)로 구성되면, 제1청소기 및 제2청소기가 도킹스테이션(200)에 도킹신호통신부(240)의 신호를 받아 도킹하게되고, 이때 도킹자력유도결합부(210)를 통해서 근처에서 쉽게 충전부(220)와 접속될 수 있다.
상기 도킹신호통신부(240)는 제1청소기 및 제2청소기를 충전부(220)와 같은 동일 선상위치로 유도하게 하고, 일정하게 그 방향으로 수직이동시켜 도킹하게 할 수 있다.
동작로그공유과정(S100)은 제1청소기(1) 및 제2청소기(2)의 이동경로의 동작로그데이터와 와 도킹스테이션의 주변영역의 매핑데이터를 공유하여 취합하여 지도정보로 공유하여 청소경로를 중복되지 않게 영역을 나눠하거나, 중복되어 정밀하게 청소하게 된다. 또한 공유된 매핑데이터를 활용하여 충전도킹을 위해 도킹스테이션이 감지할 수 있는 주변영역으로의 최적경로로 이동할 수 있게 된다.
즉, 상기 동작로그공유과정(S100)은 제1청소기 및 제2청소기가 청소중 이동경로를 매핑데이터로 저장하여 동작로그데이터를 만드는 동작로그데이터화단계(S110)와 도킹스테이션이 주변영역을 탐색하여 주변영역매핑데이터로 저장하는 주변영역데이터화단계(S120)와 상기 동작로그데이터와 주변영역매핑데이터를 취합하여 지도정보로 공유하는 데이터공유단계(S130)을 포함한다.
또한, 상기 도킹제어부(270)는 충전 또는 청소주행종료하여 도킹스테이션영역으로 복귀중에 도킹스테이션에 먼저 감지된 제1청소기 또는 제2청소기를 순차적으로 도킹시키는 순차도킹과정(S200)을 더 포함한다.
상기 순차도킹과정(S200)에서 먼저감지된 제1청소기 또는 제2청소기 중 어느 하나를 도킹스테이션에 충전부에 수직 도킹하기위해 수직라인에 이동유도하는 수직이동유도단계(S210)을 포함하고, 상기 수직이동유도단계(S210)로 수직라인에 도달 하여 충전부에 수직이동되게 일방향유도 안내하는 수직이동도킹단계(S220)를 더 포함한다.
상기 수직이동유도단계(S210)는 도킹신호통신부가 도킹하려는 제1청소기 또는 제2청소기의 위치를 감지하는 도킹청소기위치감지단계(S211)와, 충전부에 수직위치와 대비하여서 수직위치로의 진행방향을 알려주어 충전부에 수직 도킹하기위해 수직라인에 이동유도하는 위치대비유도단계(S212)를 포함한다.
1 : 제1청소기 2: 제2청소기
10 : 청소몸체
11 : 상부몸체 12 : 하부몸체
13 : 손잡이 14 : 수조안착부
15 : 진공청소부
20 : 수조부 21 : 물배출공기밸브부
22 : 물저수부
22a: 저수배출관 22b: 수조분리체크밸브
22c: 수조파지홈
23 : 물펌프부 23a: 급수분배구
24 : 살균수모듈 24a : 전극
24b : 감지센서
30 : 급수구 30a: 급수유도관
31 : 급수공 32 : 원심차수벽
40 : 걸레청소주행부 41 : 청소구동모터
42 : 청소구동축 43 : 걸레회전판
44 : 걸레
50 : 제어부 60 : 조작부
70 : 전원부
200 : 도킹스테이션
210 : 도킹자력유도결합부
211 : 결합감지센서
220 : 충전부
230 : 도킹전원부
240 : 도킹신호통신부 241 : 노출부
242 : 좌우회전장치
250 : 맵정보통신부
260 : 맵데이터저장부
270 : 도킹제어부
800 : 결합주행부
810 : 자력유도결합부
811 : 결합감지센서
820 : 결속고정부
821 : 결합돌출구 822 : 구속홈
823 : 결합구속구
824 : 탄성체
825 : 솔레노이드

Claims (5)

  1. 협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션에 있어서,
    제1청소기 및 제2청소기에 도킹신호를 송수신하고, 도킹스테이션의 주변을 스캔하고 맵데이터정보로 데이터화하여 제1청소기 및 제2청소기를 접속하여 충전하는 도킹스테이션을 포함하고,
    상기 도킹스테이션은 이등변 3각형의 기둥으로 형성되며, 이등변에 제1청소기 및 제2청소기가 각각 결합되어 충전할 수 있게 충전부 및 도킹자력유도결합부가 구성되며, 상기 이등변에 대각의 각도내에서 반복회전하면서 제1청소기 및 제2청소기에 도킹신호정보를 통신하는 도킹신호통신부와, 상기 도킹신호통신부에 정보를 받아 탐색된 주변정보를 맵데이터화하여 저장하는 맵데이터저장부와, 제1청소기 및 제2청소기와 위치정보 및 맵데이터를 공유하여 통신하는 맵정보통신부와 이를 제어하는 제어부 및 전원공급하는 전원부로 구성되는 것을 특징으로 하는 협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도킹신호통신부는 이등변에 대각의 각도 내에서 좌우 회전 또는 이동될 수 있도록 좌우회전장치를 포함하고, 상기 도킹신호통신부가 노출되며 좌우 회전 또는 이동되는 가이드가 되게 노출가이드공이 형성되는 것을 특징으로 하는 협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 도킹신호통신부는 자이로센서를 더 포함하여 제1청소기 또는 제2청소기에 도킹신호를 일정한 방향으로 유도하여 도킹하게 할 수 있게하는 것을 더 포함하고,
    상기 도킹자력유도결합부에는 제1청소기 및 제2청소기가 결합시 결합을 감지하는 결합감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 도킹제어부는 제1청소기 및 제2청소기의 이동경로를 매핑데이터로 저장하는 동작로그데이터와 도킹스테이션의 주변영역을 매핑데이터로 저장하는 주변영역데이터를 공유하여 취합하는 동작로그공유과정과 상기 동작로그공유과정을 통해서 청소경로를 중복되지 않게 영역을 나눠하거나, 중복되어 정밀하게 청소하는 공유영역청소과정를 특징으로 하는 협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션 제어방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 도킹제어부는 도킹스테이션에 먼저 감지된 제1청소기 또는 제2청소기를 순차적으로 도킹시키는 순차도킹과정과, 상기 순차도킹과정에서 먼저감지된 제1청소기 또는 제2청소기 중 어느 하나를 도킹스테이션에 충전부에 수직 도킹하기위해 수직라인에 이동유도하는 수직이동유도단계을 포함하고, 상기 수직이동유도단계로 수직라인에 도달 하여 충전부에 수직이동되는 수직이동도킹단계를 더 포함하는 협업 멀티 로봇청소기의 도킹스테이션 제어방법.
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