WO2022182095A1

WO2022182095A1 - 로봇 청소기

Info

Publication number: WO2022182095A1
Application number: PCT/KR2022/002572
Authority: WO
Inventors: 선창화; 이창건; 이승엽; 이상철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2022-09-01
Also published as: KR20220120133A

Abstract

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로, 내부에 배터리 및 흡입 모터를 수용하는 공간이 형성되고 흡입구가 형성된 바디, 및 상기 바디에 구비되고 먼지를 상기 흡입구로 모으는 갈퀴부를 포함하고, 상기 갈퀴부는 상기 바디의 저면을 따라 직선 운동하는 갈퀴부 플레이트 및 상기 갈퀴부 플레이트에 구비되고 하측으로 돌출 형성된 갈퀴를 포함하여 로봇 청소기가 주행하는 동시에 동물의 털 등을 긁어모으고, 이를 흡입할 수 있으므로, 청소 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

로봇 청소기

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카펫 등에 붙어있는 동물의 털을 뭉쳐 흡입할 수 있는 로봇 청소기에 관한 것이다.

청소기는 청소 대상 영역의 먼지나 이물을 흡입하거나 닦아 청소를 수행하는 기기이다.

이러한 청소기는, 사용자가 직접 청소기를 이동시키면서 청소를 수행하기 위한 수동 청소기와, 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 자동 청소기로 구분될 수 있다.

여기서, 로봇 청소기는 청소하고자 하는 구역 내를 스스로 주행하면서 바닥으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입한다. 또한, 로봇 청소기는 이에 마련된 장애물 센서 기타 센서를 이용하여 청소 영역을 자동으로 주행하면서 청소하거나 로봇 청소기와 무선 접속된 리모컨을 이용하여 수동으로 로봇 청소기가 주행하면서 청소하도록 조종할 수 있다.

한편, 카펫 등의 바닥면에 동물의 털 등이 있는 경우, 청소기를 이용하여 청소하더라도 동물의 털과 카펫 등의 바닥면이 서로 걸리면서 바닥면에 남아있는 경우가 발생할 수 있다.

한편, 미국등록특허 제8375510호에는 머리카락 등을 제거하기 위한 흡입 모듈이 개시되어 있다.

상기의 흡입 모듈의 경우, 흡입 모듈의 저면에 강모(bristle)로 이루어진 일종의 솔이 구비되어 있어 머리카락 등을 바닥면으로부터 분리시킨 후 흡입할 수 있다.

그러나, 상기의 흡입 모듈은 사용자가 흡입 모듈을 반복하여 이동시켜 바닥면으로부터 머리카락 등을 긁어낸 후 흡입해야하는 한계가 있다.

한국공개특허 제2008-0108752호에는 털제거부재가 구비된 흡입노즐이 개시되어 있다.

상기의 흡입노즐은 털제거부재가 흡입구의 전후방에 배치되어 사람의 머리카락이나 애완동물의 털을 긁어 모을 수 있다.

그러나, 상기의 흡입노즐의 경우 털제거부재가 회전 운동에 의하여 털을 긁어내므로, 바닥면으로부터 털 등을 긁어 들어 올리는 것은 가능하나, 바닥면과 엉켜있거나 붙어있는 털을 긁어 완전히 분리시킨 후 이를 뭉쳐 흡입시키는 데에는 한계가 있고, 분리된 털이 다시 바닥면에 붙는 것을 방지할 수는 없는 한계가 있다.

따라서, 바닥면에 엉켜있거나 붙어있는 털을 긁어 분리시킨 후 이를 뭉침으로써 바닥면에 다시 붙는 것을 방지할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 로봇 청소기가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로 카펫에 있는 동물의 털을 흡입할 수 있는 로봇 청소기를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 카펫 등에 흩어져 있는 동물의 털을 모을 수 있는 로봇 청소기를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 모은 털을 서로 뭉치게 하여 바닥면에 다시 달라붙는 것을 방지할 수 있는 로봇 청소기를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 카펫 등에 흩어져 있는 동물의 털을 흡입하는 데에 소모하는 에너지를 최소화할 수 있는 로봇 청소기를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 로봇 청소가 주행을 유지하면서 동물의 털을 흡입할 수 있는 로봇 청소기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 로봇 청소기는, 내부에 배터리 및 흡입 모터를 수용하는 공간이 형성되고, 흡입구가 형성된 바디; 및 상기 바디에 구비되고, 먼지를 상기 흡입구로 모으는 갈퀴부;를 포함할 수 있다.

이때 상기 갈퀴부는, 상기 바디의 저면을 따라 직선 운동하는 갈퀴부 플레이트; 및 상기 갈퀴부 플레이트에 구비되고, 하측으로 돌출 형성된 갈퀴;를 포함할 수 있다.

상기 갈퀴는, 상기 갈퀴부 플레이트에서 중력 방향 하측으로 돌출 형성되되, 상기 흡입구를 향하여 소정 각도로 경사지게 형성될 수 있다.

상기 갈퀴부는, 상기 바디 내부에 구비되고, 상기 갈퀴부 플레이트를 이동시키는 동력을 제공하는 갈퀴부 모터;를 더 포함할 수 있다.

상기 갈퀴부는, 상기 갈퀴부 모터와 상기 갈퀴부 플레이트를 연결시키고, 상기 갈퀴부 모터의 회전력을 상기 갈퀴부 플레이트의 직선 운동으로 변환하는 갈퀴부 링크;를 더 포함할 수 있다.

상기 갈퀴부는, 상기 갈퀴부 모터의 샤프트와 결합되어 상기 갈퀴부 모터의 작동 시 회전되고, 상기 갈퀴부 링크와 결합되는 회전 플레이트;를 더 포함할 수 있다.

상기 바디는, 상기 갈퀴부 링크의 직선 이동을 가이드하는 가이드 홀이 형성될 수 있다.

상기 바디는, 상기 갈퀴부 플레이트의 직선 이동을 가이드하는 가이드 레일이 구비될 수 있다.

상기 바디는, 상기 흡입구의 외곽에 구비되는 브러쉬 조립 커버;를 포함하고, 상기 브러쉬 조립 커버는, 상기 갈퀴부 플레이트의 직선 이동을 가이드하는 레일 홈이 형성될 수 있다.

상기 갈퀴부 모터는, 상기 흡입 모터가 작동될 경우, 작동될 수 있다.

상기 갈퀴부 플레이트의 적어도 일부는, 직선 운동 시 상기 흡입구 상에 배치될 수 있다.

상기 바디에 구비되고, 바닥면 상을 구르는 주행휠; 및 상기 바디의 내부에 수용되고, 상기 주행휠에 동력을 제공하는 주행 모터;를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 바디는, 상기 주행 모터가 작동되면, 바닥면 상에서 소정 주행 속도로 주행하고, 상기 갈퀴부 플레이트는, 소정 털뭉침 속도로 상기 바디의 저면을 따라 직선 이동하며, 상기 털뭉침 속도는, 상기 주행 속도보다 빠를 수 있다.

상기 갈퀴는, 상기 갈퀴부 플레이트와 이루는 각도를 변경할 수 있다.

상기 갈퀴는, 상기 갈퀴부 플레이트와 회전 가능하게 결합되는 피봇부;를 포함할 수 있다.

상기 갈퀴는, 바닥면으로부터의 최단 거리를 변경할 수 있다.

본 발명의 로봇 청소기는 상기 바디에 구비되고, 바닥면을 구르는 주행휠; 및 상기 주행휠에 동력을 제공하는 주행 모터;를 포함하고, 상기 주행 모터가 작동될 때, 상기 갈퀴부 모터 및 상기 흡입 모터가 작동될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 로봇 청소기에 의하면, 카펫에 박혀있는 동물의 털을 갈퀴구조를 이용하여 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 갈퀴가 직선 왕복 운동하면서 카펫 등에 흩어져 있는 동물의 털을 카펫 등의 바닥면으로부터 완전히 분리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 갈퀴가 직선 왕복 운동하면서 카펫 등에 흩어져 있는 동물의 털을 뭉치게 하여 다시 바닥면에 붙는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 털을 뭉쳐 일정 부피 이상의 크기를 가지게 된 털을 흡입함으로써 동물의 털을 흡입하는 데에 소모하는 에너지를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 갈퀴가 로봇 청소기의 주행 속도보다 빠르게 직선 이동함으로써 동물의 털을 로봇 청소기의 흡입구보다 전방에 배치시켜 로봇 청소기가 정지하지 않고도 동물의 털을 효율적으로 흡입할 수 있는 효과가 있다.

또한, 로봇 청소기가 주행하는 동시에 동물의 털 등을 긁어 모으고, 이를 흡입할 수 있으므로, 청소 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서 바디 내부에 구비된 구성을 설명하기 위한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 다른 방향에서 바라본 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서 갈퀴부를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서 갈퀴부를 설명하기 위하여 브러쉬 조립 커버와 갈퀴부 플레이트를 분해시킨 상태의 사시도이다.

도 6은 도 5에서 브러쉬 조립 커버와 갈퀴부 플레이트가 조립된 상태의 사시도이다.

도 7은 도 6을 측면에서 바라본 도면이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서 갈퀴의 각도 조절을 설명하기 위한 도면이다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서 갈퀴의 직선 이동을 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 사시도가 개시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서 바디 내부에 구비된 구성을 설명하기 위한 사시도가 개시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기를 다른 방향에서 바라본 사시도가 개시되어 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 바닥에 놓여 바닥면(B)을 따라 이동하면서 바닥을 청소하도록 이루어진다. 이에 따라, 이하에서는 로봇 청소기(1)가 바닥에 놓인 상태를 기준으로 상하방향을 정하여 설명하도록 한다.

그리고 제1 주행휠(211) 및 제2 주행휠(212)을 기준으로, 후술할 에지테이터(320)가 결합되는 쪽을 앞쪽으로 정하여 설명한다.

본 발명의 실시예에서 설명되는 각 구성의 ‘가장 낮은 부분’은, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기(1)가 바닥에 놓여 사용될 때, 각 구성에서 가장 낮게 위치하는 부분일 수 있고, 또는 바닥과 가장 가까운 부분일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는, 바디(100), 주행부(200), 청소부(300), 센서부(400), 배터리(500) 및 제어부(600)를 포함하여 이루어진다.

바디(100)는, 로봇 청소기(1)의 전체적인 외형을 이루거나, 프레임 형태로 이루어질 수 있다. 바디(100)에는 로봇 청소기(1)를 이루는 각 부품들이 결합될 수 있고, 로봇 청소기(1)를 이루는 일부 부품들은 바디(100) 내부에 수용될 수 있다.

구체적으로, 바디(100)는 하부 바디(110)와 하부 바디(110)를 덮는 상부 바디(120)로 구분될 수 있고, 하부 바디(110)와 상부 바디(130)가 서로 결합되어 이루어지는 공간상에 로봇 청소기(1)의 부품들이 구비될 수 있다. 일 예로, 바디(100)는 내부의 공간에 배터리(500) 및 적어도 하나 이상의 모터를 수용할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 바디(100)는 상하방향(Z와 평행한 방향) 높이보다 수평방향(X 및 Y와 평행한 방향)의 폭(또는 직경)이 더 큰 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 바디(100)는, 로봇 청소기(1)가 안정된 구조를 이루도록 돕고, 로봇 청소기(1)가 이동(주행)함에 있어서 장애물을 회피하는데 유리한 구조를 제공할 수 있다.

위 또는 아래에서 바라볼 때, 바디(100)는 원형, 타원형, 또는 사각형 등, 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

하부 바디(110)는 상부 바디(130)와 결합되어 내부에 집진 장치(330), 배터리(500), 적어도 하나 이상의 센서, 적어도 하나 이상의 모터를 수용할 수 있는 공간을 형성할 수 있다.

또한, 하부 바디(110)에는 흡입구(111) 및 한 쌍의 휠 홀(112)이 형성될 수 있다.

흡입구(111)는 바닥면의 먼지가 유입되는 통로일 수 있다. 일 예로, 흡입구(111)는 직사각형 홀의 형태로 형성될 수 있고, 흡입 노즐(310)의 하측 단부가 연결될 수 있다. 그리고 흡입구(111)는 흡입 노즐(310)의 하측 단부에 형성된 먼지 유입구와 연통될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 흡입 모터(332)가 작동되면, 먼지가 포함된 공기는 흡입구(111)를 통과하여 유입될 수 있고, 흡입 노즐(310)을 유동할 수 있으며, 상기의 공기에 포함된 먼지는 먼지통(331)에 포집될 수 있다.

흡입구(111)의 내부에는 후술할 에지테이터(320)가 회전 가능하게 수용될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 흡입구(111) 주변의 먼지가 에지테이터(320)의 회전에 의하여 흡입구(111) 내부로 유도될 수 있고, 먼지를 흡입하는 효율을 증가시킬 수 있다.

한 쌍의 휠 홀(112)은 하부 바디(110)에 형성될 수 있고, 좌우 대칭적으로 형성될 수 있으며, 내부에 주행휠(210)을 각각 수용할 수 있다.

하부 바디(110)에는 가이드 홀(113)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 가이드 홀(113)은 하부 바디(110)에 전후 방향을 따라 장홀 형태로 형성될 수 있다. 일 예로, 가이드 홀(113)은 직사각형 홀의 형태로 형성될 수 있고, 갈퀴부(700)가 관통 배치될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 후술할 갈퀴부 모터(730)가 작동되면, 갈퀴부 링크(740) 및 갈퀴부 플레이트(710)가 가이드 홀(113)을 따라 직선 이동할 수 있다.

하부 바디(110)에는 가이드 레일(114)이 구비될 수 있다. 일 예로, 가이드 레일(114)은 하부 바디(110)의 하부 면에서 블럭 형태로 돌출 형성될 수 있고, 서로 마주보는 한 쌍이 구비될 수 있다. 이때, 한 쌍의 가이드 레일(114)의 서로 마주보는 면에는 길이 방향을 따라 레일 홈(114a)이 형성될 수 있다.

가이드 레일(114)에는 후술할 갈퀴부 플레이트(710)가 이동 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로 갈퀴부 플레이트(710)의 양측 단부는 가이드 레일(114)의 레일 홈(114a)에 수용되어 직선 이동 가능하게 결합될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 후술할 갈퀴부 모터(730)가 작동되면, 회전 플레이트(750)의 회전에 따라 갈퀴부 링크(740)가 이동하고, 갈퀴부 플레이트(710)는 가이드 레일(114) 및 가이드 홀(113)을 따라 직선 이동할 수 있다.

한편, 하부 바디(110)에는 사이드 브러쉬(114)가 더 구비될 수 있다.

구체적으로, 사이드 브러쉬(114)는 하부 바디(110)의 저면에 회전 가능하게 결합되고, 사이드 브러쉬(114)가 회전하면서 바닥면의 먼지 등을 흡입구(111) 방향으로 쓸어 보낼 수 있다. 일 예로, 사이드 브러쉬(114)는 하부 바디(110)의 좌우에 대칭적으로 한 쌍 구비될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

사이드 브러쉬(114)는 사이드 브러쉬 모터(미도시)를 통하여 회전력을 전달받을 수 있다. 이와는 달리, 사이드 브러쉬(114)는 후술할 제1 주행 모터(221a) 및/또는 제2 주행 모터(222a)로부터 회전력을 인가받는 것도 가능하다.

또한, 하부 바디(110)의 저면에는 적어도 하나의 보조 바퀴(115)가 구비될 수 있다. 예를 들어 보조 바퀴(115)는 하부 바디(110)의 저면에서 전방에 하나, 후방에 하나 구비될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 보조 바퀴(115)는 로봇 청소기(1)와 바닥면 사이의 마찰을 최소화하는 동시에 로봇 청소기(1)의 움직임을 안내할 수 있다.

상부 바디(120)는 로봇 청소기(1)의 상측 외관을 형성할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상부 바디(120)에는 디스플레이가 구비될 수 있다.

본 발명의 로봇 청소기(1)는 범퍼(130)를 포함할 수 있다. 범퍼(130)는, 바디(100)의 테두리를 따라 결합되되, 바디(100)를 상대로 움직이도록 이루어진다. 예를 들어, 범퍼(130)는, 바디(100)의 중앙쪽으로 가까워지는 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 바디(100)에 결합될 수 있다.

범퍼(130)는 바디(100)의 테두리 일부를 따라 결합될 수 있고, 또는 바디(100)의 테두리 전체를 따라 결합될 수 있다. 범퍼(130)와 바디(100)의 사이에는 적어도 하나 이상의 탄성 부재(미도시)가 구비될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 범퍼(130)가 장애물 등과 접촉하여 바디(100)의 중앙 쪽으로 상대이동하면, 범퍼(130)는 탄성 부재(미도시)의 복원력에 의하여 원래의 위치로 복귀할 수 있고, 범퍼(130)에 인가되는 충격을 흡수 또는 분산하여 바디(100)에 충격이 전달되는 것을 방지 및 감소시킬 수 있다.

한편, 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서 갈퀴부를 설명하기 위한 도면이 개시되고, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기에서 갈퀴부를 설명하기 위하여 브러쉬 조립 커버와 갈퀴부 플레이트를 분해시킨 상태의 사시도가 개시되며, 도 6에는 도 5에서 브러쉬 조립 커버와 갈퀴부 플레이트가 조립된 상태의 사시도가 개시되고, 도 7에는 도 6을 측면에서 바라본 도면이 개시되어 있다.

본 발명의 실시예에 따른 바디(100)에는 브러쉬 조립 커버(140)가 구비될 수 있다. 브러쉬 조립 커버(140)는 흡입구(111)의 외곽을 따라 구비될 수 있다. 예를 들어 브러쉬 조립 커버(140)는 내부가 비어있는 사각 기둥 또는 사각 블럭과 유사할 수 있다.

브러쉬 조립 커버(140)는 먼지, 동물의 털 또는 머리카락 등이 흡입구(111)로 흡입되도록 가이드할 수 있고, 흡입구(111)가 형성된 하부 바디(110)를 덮어 먼지 등이 청소부(300)를 제외한 바디(110)의 내부 공간으로 들어가는 것을 방지할 수 있다.

브러쉬 조립 커버(140)에는 갈퀴부 플레이트(710)의 직선 이동을 가이드하는 레일 홈(141)이 형성될 수 있다(도 5 참조).

레일 홈(141)은 브러쉬 조립 커버(140)가 하부 바디(110)에 결합된 상태에서 로봇 청소기(1)의 전후 방향을 따라 브러쉬 조립 커버(140)에 형성된 한 쌍의 홈일 수 있고, 한 쌍의 레일 홈(141)은 서로 마주보는 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 한 쌍의 레일 홈(141)의 사이에는 공간이 형성될 수 있다.

레일 홈(141)에는 갈퀴부 플레이트(710)가 이동 가능하게 수용될 수 있다. 구체적으로 갈퀴부 플레이트(710)의 전방 이동 시, 갈퀴부 플레이트(710)가 레일 홈(141)에 수용될 수 있다. 즉, 갈퀴부 플레이트(710)는 한 쌍의 레일 홈(141) 사이에 형성된 공간을 통과할 수 있다.

이와 같은 구성으로, 갈퀴부 모터(730)가 작동되면, 회전 플레이트(750)의 회전에 따라 갈퀴부 링크(740)가 이동하고, 갈퀴부 플레이트(710)의 적어도 일부는 레일 홈(141)을 따라 직선 이동하여 흡입구(111) 상에 배치될 있다.

한편, 본 실시예에서 브러쉬 조립 커버(140)에는 결합 후크(142)가 형성될 수 있다. 결합 후크(142)는 브러쉬 조립 커버(140)에서 돌출 형성되어, 하부 바디(110)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 결합 후크(142)는 브러쉬 조립 커버(140)에서 상측으로 돌출 형성된 돌출부와, 상기 연장부에서 하측을 향하여 절곡 형성되는 절곡부 및 상기 절곡부에서 하측으로 연장 형성되는 연장부로 구성될 수 있다. 이때, 돌출부와 연장부는 서로 이격되고, 돌출부와 연장부 사이의 이격된 간격은 절곡부에 가까워질수록 좁아질 수 있다. 또한, 연장부에는 스토퍼가 돌출 형성될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 브러쉬 조립 커버(140)를 흡입구(111)에 배치한 후, 결합 후크(142)를 상측으로 가압하는 간단한 동작 만으로 브러쉬 조립 커버(140)를 하부 바디(110)에 조립 및 고정시킬 수 있다. 또한, 결합 후크(142)의 상기 연장부를 누른 상태에서 브러쉬 조립 커버(140)를 아래로 당기면 용이하게 브러쉬 조립 커버(140)를 하부 바디(110)에서 분해시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에서 브러쉬 조립 커버(140)에는 에지테이터 지지부(143)가 형성될 수 있다. 에지테이터 지지부(143)에는 후술할 에지테이터(320)의 일부가 회전 가능하게 수용될 수 있다. 예를 들어 에지테이터 지지부(143)는 반원 형태로 오목하게 형성된 홈일 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참고하여 주행부(200)를 설명하면 다음과 같다.

주행부(200)는 바디(100)에 구비되고, 바닥면 상을 주행할 수 있다.

주행부(200)는 주행휠(210) 및 액추에이터(220)를 포함할 수 있다. 이때, 주행휠(210)은 하부 바디(110)에 형성된 휠 홀(112)에 수용될 수 있고, 액추에이터(220)와 결합될 수 있다. 이때, 액추에이터(220)는 바디(110)에 결합될 수 있다.

주행휠(210)은 바디(100)에 구비되고, 바닥면 상을 구를 수 있다.

주행휠(210)은 제1 주행휠(211) 및 제2 주행휠(212)로 구성될 수 있다. 이때, 제1 주행휠(211)은 제2 주행휠(212)과 동일하게 이루어질 수 있고, 또는 대칭되게 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 주행휠(211)이 로봇 청소기(1)의 왼쪽에 위치하는 것이라면 제2 주행휠(212)은 로봇청소기(1)의 오른쪽에 위치할 수 있고, 이때 제1 주행휠(211)과 제2 주행휠(212)은 서로 좌우대칭을 이룰 수 있다.

액추에이터(220)는 주행 모터 및 기어를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 주행 모터는 바디(100)의 내부에 수용되고, 주행휠(210)에 동력을 제공할 수 있다. 주행 모터는 제1 주행 모터(221a) 및 제2 주행 모터(222a)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 액추에이터(220)는 제1 액추에이터(221) 및 제2 액추에이터(222)를 포함할 수 있다. 제1 액추에이터(221)는, 바디(100)에 결합되어 제1 주행휠(211)을 회전시키도록 이루어진다.

제1 액추에이터(221)는, 제1 주행 모터(221a) 및 하나 이상의 기어를 포함하여 이루어질 수 있다.

제1 주행 모터(221a)는 전기 모터로 이루어질 수 있다. 복수 개의 기어는 서로 맞물려 회전하도록 이루어지고, 제1 주행 모터(221a)와 제1 주행휠(211)을 연결하며, 제1 주행 모터(221a)의 회전동력을 제1 주행휠(211)로 전달한다. 따라서, 제1 주행 모터(221a)의 회전축의 회전 시 제1 주행휠(211)이 회전할 수 있다.

제2 액추에이터(222)는, 바디(100)에 결합되어 제2 주행휠(212)을 회전시키도록 이루어진다.

제2 액추에이터(222)는, 제2 주행 모터(222a) 및 하나 이상의 기어를 포함하여 이루어질 수 있다.

제2 주행 모터(222a)는 전기 모터로 이루어질 수 있다. 복수 개의 기어는 서로 맞물려 회전하도록 이루어지고, 제2 주행 모터(222a)와 제2 주행휠(212)을 연결하며, 제2 주행 모터(222a)의 회전동력을 제2 주행휠(212)로 전달한다. 따라서, 제2 주행 모터(222a)의 회전축의 회전 시 제2 주행휠(212)이 회전할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제1 액추에이터(221)는 제1 주행휠(211) 바로 옆에 배치될 수 있다. 또한, 제2 액추에이터(222)는 제2 주행휠(221) 바로 옆에 배치될 수 있다. 이러한 구성으로, 제1 액추에이터로(221) 및 제2 액추에이터(222)부터 제1 주행휠(211) 및 제2 주행휠(212)로 전달되는 동력의 손실을 최소화할 수 있다.

제2 액추에이터(222)는 제1 액추에이터(221)와 대칭(좌우대칭)을 이룰 수 있다.

이와 같은 구성으로, 주행 모터(221a, 222a)가 작동되면, 주행휠(210)이 회전하고, 바디(100)가 바닥면 상에서 소정 주행 속도로 주행할 수 있다.

청소부(300)는 바닥면의 먼지 및 공기를 흡입하여 먼지를 포집할 수 있다.

청소부(330)는 흡입 노즐(310), 에지테이터(320) 및 집진 장치(330)를 포함할 수 있다.

흡입 노즐(310)은 흡입구(111)로 유입되는 먼지 및 공기를 집진 장치(330)로 유도할 수 있다. 일 예로, 흡입 노즐(310)은 관 형태로 형성되어 흡입구(111)와 집진 장치(330)를 연결시킬 수 있다. 즉, 흡입 노즐(310)은 흡입구(111) 및 집진 장치(330)의 먼지통(331) 내부 공간을 연통시킬 수 있다. 이때, 흡입 노즐(310)은 흡입구(111)에서부터 직경이 점차 좁아지면서 집진 장치(330)로 연결될 수 있다.

에지테이터(320)는 복수 개의 브러시가 회전 가능하게 구비되어 외부의 먼지 및 공기를 집진 장치(330)로 안내할 수 있다. 이때, 에지테이터(320)에는 적어도 하나 이상의 기어가 구비되는 것이 가능하다.

한편, 본 실시예에 따른 에지테이터(320)는 별도의 에지테이터 모터가 설치되어 회전 동력을 전달 받는 것은 물론, 실시예에 따라 제1 주행 모터(221a) 또는 제2 주행 모터(222a)로부터 회전 동력을 전달 받는 것도 가능하며, 흡입 모터(332)로부터 회전 동력을 전달 받는 것도 가능하다.

집진 장치(330)는 외부의 먼지 및 공기를 흡입하고 먼지를 저장하도록 구비될 수 있다.

집진 장치(330)는 먼지통(331) 및 흡입 모터(332)를 포함할 수 있다.

먼지통(331)은 흡입 노즐(310)을 통과하여 유입되는 먼지를 저장할 수 있다. 먼지통(331)은 흡입 노즐(310)과 연통되는 먼지 유입구가 형성될 수 있고, 먼지를 저장할 수 있는 공간이 형성될 수 있으며, 공기가 배출될 수 있는 공기 배출구가 형성될 수 있다.

흡입 모터(332)는 흡입구(111)를 통하여 외부의 먼지 및 공기를 흡입할 수 있는 흡입력을 발생시킬 수 있다. 일 예로, 흡입 모터(332)는 전기 모터일 수 있다. 흡입 모터(332)에서 발생된 흡입력에 의하여 외부의 먼지 및 공기가 흡입구(111)로 유입될 수 있고, 흡입 노즐(310)을 통과한 후 먼지통(331)에 도달할 수 있다.

한편, 도시되지는 않았으나, 본 실시예의 집진 장치(330)에는 적어도 하나 이상의 필터가 구비될 수 있다. 필터에 의하여 공기 중에 포함된 미세한 먼지가 분리될 수 있고, 미세한 먼지가 다시 공기 중으로 배출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 10에는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 제어를 설명하기 위한 도면이 개시되어 있다.

도 10을 참고하면, 센서부(400)는 로봇 청소기(1)의 청소 지역의 장애물을 감지할 수 있다.

센서부(400)는 제1 센서(410), 제2 센서(420) 및 제3 센서(430)를 포함할 수 있다.

제1 센서(410)는 바디(100)에 결합되고, 바디(100)를 상대로 한 범퍼(130)의 움직임(상대이동)을 감지하도록 이루어질 수 있다. 이러한 제1 센서(410)는, 마이크로스위치(microswitch), 포토인터럽터(photo interrupter), 또는 택트스위치(Tact Switch) 등을 이용하여 이루어질 수 있다.

제2 센서(420)는 바디(100)에 결합되고, 장애물과의 상대적인 거리를 감지하도록 이루어질 수 있다. 제2 센서(420)는 거리센서로 이루어질 수 있다.

제3 센서(430)는 바디(100)에 결합되고, 바닥면과의 상대적인 거리를 감지하도록 이루어질 수 있다.

제3 센서(430)에 의해 감지되는, 바닥면과의 상대적인 거리(바닥면에서 수직방향의 거리일 수 있고, 또는 바닥면에서 경사방향의 거리일 수 있음)가 소정의 값을 초과하는 경우, 또는 소정의 범위를 초과하는 경우는, 바닥면이 갑지가 낮아지는 경우일 수 있으며, 이에 따라 제3 센서(430)는 낭떠러지를 감지할 수 있다.

제3 센서(430)는, 광센서로 이루어질 수 있고, 빛을 조사하는 발광부 및 반사된 빛이 입사되는 수광부를 포함하여 이루어질 수 있다. 제3 센서(430)는 적외선센서로 이루어질 수 있다.

제3 센서(430)는 클리프센서(Cliff Sensor)로 칭하여 질 수 있다.

한편, 도시되지는 않았으나 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기(1)에서는 변위센서를 더 포함할 수 있다.

변위센서는 바디(100)의 저면(배면)에 배치되고, 바닥면을 따라 이동하는 거리를 측정할 수 있다.

일 예로, 변위센서는 빛을 이용하여 바닥면의 영상 정보를 획득하는 옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor; OFS)를 사용할 수 있다. 여기서, 옵티컬 플로우 센서(OFS)는, 바닥면의 영상을 촬영하여 바닥면의 영상 정보를 획득하는 이미지센서와, 빛의 양을 조절하는 하나 이상의 광원을 포함하여 구성된다.

옵티컬 플로우 센서를 예로 들어 변위센서의 동작을 설명한다. 옵티컬 플로우 센서는 로봇 청소기(1)의 저면(배면)에 구비되어, 이동 중 하방, 즉 바닥면을 촬영한다. 옵티컬 플로우 센서는 이미지센서로부터 입력되는 하방 영상을 변환하여 소정 형식의 하방 영상 정보를 생성한다.

이러한 구성으로, 변위센서는 미끄러짐과 무관하게 소정 지점과 로봇 청소기(1)의 상대 위치를 검출할 수 있다. 즉, 옵티컬 플로우 센서를 이용하여 로봇 청소기(1)의 하방을 관찰하도록 함으로써, 미끄러짐에 의한 위치 보정이 가능하다.

한편, 도시되지는 않았으나 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기(1)에서는 각도센서를 더 포함할 수 있다.

각도센서는 바디(100)의 내부에 배치되고, 바디(100)의 이동 각도를 측정할 수 있다.

일 예로, 각도센서는 바디(100)의 회전 속도를 측정하는 자이로 센서(Gyro Sensor)를 사용할 수 있다. 자이로 센서는 회전 속도를 이용하여 로봇 청소기(1)의 방향을 검출할 수 있다.

이러한 구성으로, 각도센서는 소정의 가상의 선을 기준으로 로봇 청소기(1)가 진행하는 방향과의 각도를 검출할 수 있다.

배터리(500)는, 바디(100)에 결합되어 로봇 청소기(1)를 이루는 다른 구성들에 전원을 공급하도록 이루어진다. 배터리(500)는 제1 액추에이터(221) 및 제2 액추에이터(222)에 전원을 공급할 수 있고, 특히, 제1 주행 모터(221a)와 제2 주행 모터(222a)에 전원을 공급할 수 있다.

또한, 배터리(500)는 흡입 모터(332) 및 갈퀴부 모터(730)에 전원을 공급할 수 있다. 그리고, 배터리(500)는 센서부(400) 및 제어부(600)에 전원을 공급할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 배터리(500)는, 외부의 전원에 의하여 충전될 수 있으며, 이를 위하여 바디(100)의 일측, 또는 배터리(500) 자체에는 배터리(500)의 충전을 위한 충전단자가 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기(1)에서 배터리(500)는 바디(100)에 결합될 수 있다. 구체적으로 배터리(500)는 하부 바디(110)와 상부 바디(120)가 결합되어 형성하는 내부 공간에 수용될 수 있다.

제어부(600)는, 기 설정된 정보 또는 실시간 정보에 따라, 제1 액추에이터(221) 및 제2 액추에이터(222)의 작동을 제어하도록 이루어질 수 있다. 제어부(600)의 제어를 위하여 로봇 청소기(1)에는, 응용 프로그램이 저장된 저장매체가 구비될 수 있고, 제어부(600)는, 로봇 청소기(1)로 입력되는 정보, 로봇 청소기(1)에서 출력되는 정보 등에 따라 응용 프로그램을 구동하여 로봇 청소기(1)를 제어하도록 이루어질 수 있다.

제어부(600)는 로봇 청소기(1)의 주행 방향을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(600)는 제1 주행 모터(221a) 및 제2 주행 모터(222a)의 회전 방향 및 회전 속도를 각각 제어하여, 제1 주행휠(211) 및 제2 주행휠(212)의 회전 방향 및 회전 속도를 각각 제어할 수 있다.

이때, 제어부(600)는 직진 주행 또는 직선 왕복 주행하도록 로봇 청소기(1)를 제어할 수 있고, 소정 영역에 대하여 중첩적으로 주행하도록 제어하는 것도 가능하다. 또한, 제어부(600)는 미리 설정된 주행 패턴을 따라 주행하도록 로봇 청소기(1)를 제어할 수 있다.

제어부(600)는, 로봇 청소기(1)의 범퍼(130)가 장애물과 접촉한 경우 회피기동할 수 있도록 로봇 청소기(1)를 제어할 수 있고, 제1 센서(410)에 의한 정보에 따라 제1 액추에이터(221) 및/또는 제2 액추에이터(222)의 작동을 제어하도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소기(1)가 주행하면서 범퍼(130)가 장애물에 접촉한 경우, 제1 센서(410)에 의해 범퍼(130)가 접촉한 위치가 파악될 수 있으며, 제어부(600)는 이러한 접촉 위치를 벗어나도록, 제1 액추에이터(221) 및/또는 제2 액추에이터(222)의 작동을 제어할 수 있다.

제어부(600)는, 제2 센서(420)에 의한 정보에 따라, 로봇 청소기(1)와 장애물 간의 거리가 소정의 값 이하인 경우, 로봇 청소기(1)의 주행방향이 전환하거나, 로봇 청소기(1)가 장애물과 멀어지도록, 제1 액추에이터(221) 및/또는 제2 액추에이터(222)의 작동을 제어할 수 있다.

또한 제어부(600)는, 제3 센서(430)에 의해 감지되는 거리에 따라, 로봇 청소기(1)가 정지하거나 주행방향이 전환되도록, 제1 액추에이터(221) 및/또는 제2 액추에이터(222)의 작동을 제어할 수 있다.

제어부(600)는 청소부(300)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(600)는 흡입 모터(332)의 출력을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(600)는 흡입 모터(332)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(600)는 에지테이터(320)의 회전 속도를 제어하는 것도 가능하다.

또한, 제어부(600)는 바닥면에 있는 먼지의 양에 따라 흡입 모터(332)의 출력을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(600)는 센서부(400)를 통하여 바닥면에 존재하는 먼지의 양을 감지할 수 있고, 바닥면에 존재하는 먼지의 양이 소정 기준값보다 많다고 판단되는 경우에는 흡입 모터(332)의 출력을 증가시킬 수 있다.

제어부(600)는 후술할 갈퀴부(700)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(600)는 갈퀴부 모터(730)를 제어할 수 있다.

제어부(600)는 바닥면의 조건에 따라 갈퀴부(700)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(600)는 센서부(400)를 통하여 바닥면의 재질을 감지할 수 있고, 바닥면이 카펫 등과 같이 동물의 털 또는 머리카락이 붙어 있을 수 있는 재질이라고 판단되는 경우에는 갈퀴부 모터(730)를 작동시킬 수 있다.

도 4 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 갈퀴부(700)를 설명하면 다음과 같다.

갈퀴부(700)는 바디(100)에 구비되고, 먼지, 동물의 털 또는 머리카락을 흡입구(111)로 모을 수 있다.

갈퀴부(700)는 갈퀴부 플레이트(710), 갈퀴(720), 갈퀴부 모터(730), 갈퀴부 링크(740) 및 회전 플레이트(750)를 포함할 수 있다.

갈퀴부 플레이트(710)는 바디(100)의 저면을 따라 직선 운동할 수 있다. 구체적으로 갈퀴부 플레이트(710)는 바디(100)의 저면에 배치되고, 바디(100)의 저면을 따라 직선 운동할 수 있다. 일 예로, 갈퀴부 플레이트(710)는 하부 바디(110)의 저면에 배치되고, 사각형의 평판 형태로 형성되어 하부 바디(110)의 저면과 나란하게 배치될 수 있다.

갈퀴부 플레이트(710)는 흡입구(111)의 후방에 직선 이동 가능하게 배치될 수 있다. 구체적으로, 갈퀴부 플레이트(710)는 흡입구(111)의 후방에서 흡입구(111)를 향하여 바디(100)의 저면을 따라 이동할 수 있다. 갈퀴부 플레이트(710)의 일부는, 직선 이동 시 흡입구(111) 상에 배치될 수 있다.

갈퀴부 플레이트(710)의 저면에는 갈퀴(720)가 구비될 수 있다. 구체적으로, 갈퀴부 플레이트(710)의 저면과 갈퀴(720)는 소정 각도로 경사를 이루어 배치될 수 있다. 이때, 갈퀴(720)는 갈퀴부 플레이트(710)에서 중력 방향 하측으로 돌출 형성되되, 흡입구(111)를 향하여 소정 각도로 경사지게 배치될 수 있다.

한편, 본 실시예에서 갈퀴(720)와 갈퀴부 플레이트(710)가 이루는 각도는 변경할 수 있다.

갈퀴부 플레이트(710)는 갈퀴부 링크(740)와 결합될 수 있다. 일 예로, 갈퀴부 플레이트(710)의 후방에는 링크 결합 홀(711)이 형성될 수 있다. 이때, 링크 결합홀에는 갈퀴부 링크(740)가 상대 회전 가능하게 삽입 결합될 수 있다. 즉, 갈퀴부 플레이트(710)는 갈퀴부 링크(740)는 링크 결합 홀(711)을 통하여 링크 결합될 수 있다.

따라서, 갈퀴부 플레이트(710)는 바디(100)의 저면을 따라 직선 왕복운동 가능하게 구비될 수 있다. 구체적으로, 갈퀴부 플레이트(710)는 바디(100)의 저면에 구비된 가이드 레일(114)을 따라 직선 왕복 운동할 수 있다. 일 예로, 갈퀴부 플레이트(710)의 양측 단부는 브러쉬 조립 커버(140)에 형성된 레일 홈(141)에 이동 가능하게 수용될 수 있고, 갈퀴부 플레이트(710)의 양측 단부는 브러쉬 조립 커버(140)와 상대 이동될 수 있다.

이때, 갈퀴부 모터(730)가 작동되어 갈퀴부 모터(730)의 동력이 갈퀴부 링크(740)를 통하여 갈퀴부 플레이트(710)에 전달되면, 갈퀴부 플레이트(710)는 브러쉬 조립 커버(140)의 레일 홈(141)을 따라 직선 왕복 운동될 수 있다. 일 예로, 갈퀴부 플레이트(710)는 하부 바디(110)의 저면을 따라 전후 방향으로 왕복 이동할 수 있다.

이때, 갈퀴부 플레이트(710)가 전방으로 이동할 경우, 갈퀴부 플레이트(710)의 적어도 일부는, 직선 운동 시 흡입구(111) 상에 배치될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 갈퀴(720)가 동물의 털 또는 머리카락 등을 흡입구(111) 주변에 긁어 모을 수 있다. 따라서, 비교적 작은 흡입력으로도 동물의 털 또는 머리카락을 효율적으로 흡입할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서 갈퀴부 모터(730)가 작동되면, 갈퀴부 플레이트(710)는 소정 털뭉침 속도(Vr)로 바디(100)의 저면을 따라 직선 이동할 수 있다. 이때, 상기 털뭉침 속도(Vr)는 상기 주행 속도(Vd)보다 빠를 수 있다(Vr>Vd).

갈퀴(720)는 갈퀴부 플레이트(710)에 구비되고, 갈퀴부 플레이트(710)에서 중력 방향 하측으로 돌출 형성될 수 있다. 이때, 갈퀴부 플레이트(710)에는 복수 개의 갈퀴(720)가 구비될 수 있다. 이때, 복수 개의 갈퀴(720)는 소정 간격을 두고 나란하게 구비될 수 있다.

이때, 갈퀴(720)는 갈퀴부 플레이트(710)와 일체로 형성되는 것은 물론, 소정 갯수의 갈퀴(720)가 그룹을 이루어 갈퀴부 플레이트(710)에 결합되는 것도 가능하다. 일 예로, 소정 갯수의 갈퀴(720)는 한 줄로 나란하게 배치되고, 이들이 일체로 형성되어 하나의 갈퀴 그룹(R)을 형성할 수 있으며, 복수 개의 갈퀴 그룹이 소정 간격을 두고 갈퀴부 플레이트(710)에 결합될 수 있다.

예를 들어, 갈퀴(720)는 금속 또는 합성 수지 등의 소재로 형성될 수 있다.

이때, 갈퀴(720)는 갈퀴부 플레이트(710)에서 중력 방향 하측으로 돌출 형성되되, 흡입구(111)를 향하여 소정 각도(θ)로 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 갈퀴부 플레이트(710)와 갈퀴(720)가 연결되는 지점을 꼭지점(O)으로 하고, 상기 꼭지점(O)을 기준으로 하여 흡입구(111) 방향에 위치하는 갈퀴부 플레이트(710)의 하측면과 갈퀴(720)가 이루는 각도(θ)는 예각일 수 있다.

이와 같은 구성으로, 흡입 모듈(300)의 직선 이동 방향에 따라 카펫 등의 피청소면에 존재하는 동물의 털 등을 뭉치게 할 수 있다. 구체적으로, 갈퀴부 플레이트(710)가 흡입구(111)가 배치된 방향으로 이동할 경우, 예각을 이루는 갈퀴부 플레이트(710)와 갈퀴(720) 사이에 동물의 털 등이 걸리면서 서로 뭉쳐질 수 있다. 반면, 갈퀴부 플레이트(710)가 흡입구(111)가 배치된 방향의 반대 방향으로 이동할 경우, 동물의 털 등은 갈퀴부 플레이트(710)와 둔각을 이루는 갈퀴(720)를 타고 넘어갈 수 있다.

이와 같은 구성으로, 흡입 모듈(300)이 카펫 등의 피청소면 위를 이동하면, 갈퀴(720)는 피청소면에 존재하는 동물의 털 등을 흡입구(111) 주변으로 모을 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명의 갈퀴(720)에는 피봇부(721)가 구비될 수 있다. 피봇부(721)는 갈퀴부 플레이트(710)와 갈퀴(720)를 회전 가능하게 결합시킬 수 있다. 즉, 갈퀴(720)는 피봇부(721)를 통하여 갈퀴부 플레이트(710)와 결합되는 각도를 변경할 수 있다. 따라서, 갈퀴(720)와 갈퀴부 플레이트(710)가 이루는 각도(θ)는 변경될 수 있다.

일 예로, 피봇부(721)에는 피봇 모터(미도시)가 구비되어, 피봇 모터의 작동에 따라 갈퀴(720)와 갈퀴부 플레이트(710)가 이루는 각도(θ)를 변경시킬 수 있다. 이때, 제어부(600)는 센서부(400)를 통하여 바닥면의 재질 또는 바닥면의 표면 상태를 감지할 수 있고, 이에 대응하여 피봇 모터를 작동시킬 수 있다.

다른 예로, 피봇부(721)는 사용자가 돌려 갈퀴(720)와 갈퀴부 플레이트(710)가 이루는 각도(θ)를 변경시키는 것도 가능하다.

이와 같은 구성으로, 로봇 청소기(1)를 바닥면에 놓았을 때, 바닥면으로부터 갈퀴(720)까지의 최단 거리가 변경될 수 있다. 따라서, 바닥면의 재질 또는 표면 상태 등에 대응하여 동물의 털, 머리카락을 긁어 모으기 적절하도록 갈퀴(720)의 각도 및 높이를 조절할 수 있는 효과가 있다.

갈퀴부 모터(730)는 바디(100) 내부에 구비되고, 갈퀴부 플레이트(710) 및 갈퀴(720)를 이동시키는 동력을 제공할 수 있다. 일 예로, 갈퀴부 모터(730)는 전기 모터일 수 있다.

갈퀴부 모터(730)는 상부 바디(120) 및 하부 바디(110)가 결합되어 형성하는 내부 공간에 구비될 수 있고, 갈퀴부 모터(730)의 샤프트는 후술할 회전 플레이트(750)와 결합되어 갈퀴부 링크(740)에 회전력을 인가할 수 있다.

갈퀴부 모터(730)는 배터리(500)로부터 전원을 공급받을 수 있다.

또한, 갈퀴부 모터(730)는 바디(100)의 흡입 모터(332)가 작동될 경우, 함께 작동될 수 있다. 이와 같은 구성으로 갈퀴부(700)를 작동시키는 동시에 공기를 흡입하여 먼지 또는 동물의 털을 모아 흡입하는 효과가 있다.

갈퀴부 링크(740)는 갈퀴부 모터(730)와 갈퀴부 플레이트(710)를 연결시키고, 갈퀴부 모터(730)의 회전력을 갈퀴부 플레이트(710)의 직선 운동으로 변환할 수 있다.

구체적으로, 갈퀴부 링크(740)는 회전 플레이트(750) 및 갈퀴부 플레이트(710)와 결합될 수 있다. 즉, 갈퀴부 링크(740)는 회전 플레이트(750)를 통하여 갈퀴부 모터(730)와 연결되고, 갈퀴부 플레이트(710)의 링크 결합홀에 링크 결합될 수 있다.

갈퀴부 링크(740)는 링크 본체(741)와 링크 본체(741)의 길이 방향 일측에 돌출 형성되는 제1 링크 돌기(742) 및 링크 본체(741)의 길이 방향 타측에 돌출 형성되는 제2 링크 돌기(743)를 포함할 수 있다.

링크 본체(741)는 평판 형태와 유사하게 형성되어 저면의 적어도 일부가 하부 바디(10)의 상측 면과 서로 마주 보도록 배치될 수 있다.

제1 링크 돌기(742)는 링크 본체(741)의 일측에서 수직한 방향으로 돌출 형성되어 회전 플레이트(750)와 상대 회전 가능하게 관통 결합될 수 있다. 일 예로, 제1 링크 돌기(742)는 링크 본체(741)에서 수직 상방으로 돌출 형성되어 회전 플레이트(750)에 형성된 동력 전달 홀에 관통 삽입 결합될 수 있다.

제2 링크 돌기(743)는 링크 본체(741)의 타측에서 수직한 방향으로 돌출 형성되어 갈퀴부 플레이트(710)와 상대 회전 가능하게 관통 결합될 수 있다. 일 예로, 제2 링크 돌기(743)는 링크 본체(741)에서 수직 하방으로 돌출 형성되어 갈퀴부 플레이트(710)에 형성된 링크 결합 홀(711)에 관통 삽입 결합될 수 있다.

제1 링크 돌기(742)와 제2 링크 돌기(743)는 링크 본체(741)를 기준으로 서로 반대 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 링크 본체(741)의 길이 방향 일측에는 제1 링크 돌기(742)가 형성되고, 링크 본체(741)의 길이 방향 타측에는 제2 링크 돌기(743)가 형성될 수 있다. 또한, 링크 본체(741)의 상측 면에서 수직 상방으로 제1 링크 돌기(742)가 형성되고, 링크 본체(741)의 저면에서 수직 하방으로 제2 링크 돌기(743)가 형성될 수 있다.

이와 같은 구성으로 갈퀴부 링크(740)는, 회전 플레이트(750)와 갈퀴부 플레이트(710) 사이 또는 갈퀴부 모터(730)와 갈퀴부 플레이트(710) 사이에서 안정적으로 이동될 수 있다. 즉, 갈퀴부 모터(730)의 작동에 따라 갈퀴부 링크(740)가 이동하는 과정에서 회전 플레이트(750) 또는 갈퀴부 플레이트(710)에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 갈퀴부 링크(740)는 바디(100)를 관통하여 갈퀴부 플레이트(710)와 결합될 수 있다. 일 예로, 링크 본체(741)는 하부 바디(110)의 상부에 배치되되, 제2 링크 돌기(743)는 하부 바디(110)에 형성된 가이드 홀(113)을 관통하여 갈퀴부 플레이트(710)의 링크 결합홀에 삽입 결합될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 갈퀴부 링크(740)는 바디(100) 내부에 구비될 수 있다. 따라서, 갈퀴부 링크(740)가 이동되는 과정에서 외부의 장애물 등과 충돌되는 것을 방지할 수 있다.

회전 플레이트(750)는 갈퀴부 모터(730)의 샤프트와 결합되어 갈퀴부 모터(730)의 작동 시 회전되고, 갈퀴부 링크(740)와 결합되어 갈퀴부 모터(730)의 회전력을 갈퀴부 링크(740)에 전달할 수 있다.

예를 들어, 회전 플레이트(750)는 원판 형태로 형성될 수 있고, 회전 플레이트(750)의 중심에 갈퀴부 모터(730)의 샤프트가 결합될 수 있다. 이와 같은 구성으로 갈퀴부 모터(730)가 작동될 때, 회전 플레이트(750)에 발생되는 원심력을 고르게 분배할 수 있고, 갈퀴부 모터(730)의 샤프트를 보호할 수 있다.

회전 플레이트(750)에는 동력 전달 홀이 형성되어 갈퀴부 링크(740)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 동력 전달 홀은 회전 플레이트(750)의 중심에서 소정 거리만큼 간격을 두고 형성되어 제1 링크 돌기(742)가 상대 회전 가능하게 삽입 결합될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 갈퀴부 모터(730)가 작동될 때 갈퀴부 모터(730)의 샤프트를 중심으로 하여 제1 링크 돌기(742)가 회전될 수 있다. 그리고, 제1 링크 돌기(742)의 회전에 따라 갈퀴부 링크(740)가 이동되고, 갈퀴부 플레이트(710) 및 갈퀴(720)가 직선 왕복 이동될 수 있다. 이때, 갈퀴부 플레이트(710) 및 갈퀴(720)의 이동 거리는 제1 링크 돌기(742)의 회전 궤적의 직경일 수 있다.

한편, 도시되지는 않았지만 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기는 갈퀴부 기어를 더 포함할 수 있다. 갈퀴부 기어는 갈퀴부 모터와 갈퀴부 플레이트를 연결시키고, 갈퀴부 모터의 회전력을 이용하여 갈퀴부 플레이트를 직선 이동시킬 수 있다.

일 예로, 갈퀴부 기어는 랙 기어와 피니언 기어를 포함할 수 있다. 이때, 랙 기어는 갈퀴부 플레이트와 결합될 수 있고, 피니언 기어는 갈퀴부 모터의 샤프트에 결합될 수 있으며, 랙 기어와 피니언 기어는 서로 치합될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 갈퀴부 모터가 작동되면 랙 기어가 회전하고, 피니언 기어는 랙 기어의 회전에 따라 직선 이동하면서 갈퀴부 플레이트를 직선 이동시킬 수 있다.

도 9a 및 9b에는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이 개시되어 있다.

도 9a 및 도 9b를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 작동 과정 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

카펫 등의 바닥면(피청소면)을 청소할 때, 사용자는 로봇 청소기(1)를 바닥면 위에 놓고 전원을 인가할 수 있다.

이때, 제어부(600)는 제1 주행 모터(221a)와 제2 주행 모터(222a)를 제어하여 바디(100)를 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(600)는 제1 주행 모터(221a)와 제2 주행 모터(222a)의 회전 방향 및 회전 속도를 제어하여, 바디(100)를 포함한 로봇 청소기(1)가 주행하는 방향 및 주행하는 속도를 제어할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 로봇 청소기(1)가 주행하는 속도는 바닥면의 상태에 따라 달라질 수 있다. 이때, 로봇 청소기(1)가 주행하는 최대 속도는 소정 주행 속도(Vd) 이하일 수 있다.

그리고, 제어부(600)는 흡입 모터(332)를 제어하여 먼지, 동물의 털, 머리카락 등을 흡입할 수 있다. 이때, 흡입 모터(332)는 회전에 의하여 흡입력을 발생시킬 수 있다. 즉, 흡입 모터(332)가 작동하여 음압을 발생시키면, 바닥면에 존재하는 먼지 및 공기는 흡입구(111) 및 흡입 노즐(310)을 따라 유동하여 먼지통(331) 내부로 유입될 수 있다. 이때, 필터에 의하여 공기에 포함된 먼지 등이 분리되어 먼지통(331) 내부에 저장될 수 있다.

한편, 갈퀴부 모터(730)에 전원이 인가되면, 갈퀴부 모터(730)가 작동되면서 갈퀴부 모터(730)의 샤프트가 회전하고, 샤프트와 결합된 회전 플레이트(750)가 회전할 수 있다. 그리고, 회전 플레이트(750)에 결합된 갈퀴부 링크(740)의 제1 링크 돌기(742)는 회전 플레이트(750)의 회전에 따라 원을 그리며 이동될 수 있다.

이때, 갈퀴부 링크(740)의 제2 링크 돌기(743)는 가이드 홀(113)을 관통하여 갈퀴부 플레이트(710)의 링크 결합홀에 삽입 결합되어 있다. 따라서, 제2 링크 돌기(743)는 로봇 청소기(1)의 전후 방향으로는 이동이 가능하나, 로봇 청소기(1)의 좌우 방향으로는 이동이 제한될 수 있다.

그러므로, 회전 플레이트(750)가 회전하여 제1 링크 돌기(742)가 원을 그리며 이동될 때, 제2 링크 돌기(743)는 가이드 홀(113)을 따라 로봇 청소기(1)의 전후 방향으로 왕복 운동될 수 있다.

그리고, 제2 링크 돌기(743)과 결합된 갈퀴부 플레이트(710)는 바디(100)의 저면을 따라 직선 왕복 운동될 수 있다. 이때, 갈퀴부 플레이트(710)의 양측 단부는 브러쉬 조립 커버(140)의 레일 홈(141)에 수용된 상태로 직선 왕복 운동될 수 있다.

결과적으로, 갈퀴부 플레이트(710)의 저면에 구비된 갈퀴(720)는 갈퀴부 플레이트(710)와 함께 직선 왕복 운동하면서 카펫 등의 바닥면에 흩어져 있는 동물의 털을 긁어 모을 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 갈퀴(720)가 직선 왕복 운동하면서 바닥면에 존재하는 동물의 털 또는 머리카락 등을 바닥면으로부터 분리할 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 실시예에서 갈퀴부 플레이트(710)는 소정 털뭉침 속도(Vr)로 직선 운동할 수 있다. 이때, 소정 털뭉침 속도(Vr)는 바디(100)를 기준으로 갈퀴부 플레이트(710)가 이동하는 상대 속도를 의미할 수 있다.

상기 털뭉침 속도(Vr)는 로봇 청소기(1)의 상기 주행 속도(Vd)보다 클 수 있다. 즉, 갈퀴부 플레이트(710)가 바디(100)를 기준으로 상대 이동하는 속도는 로봇 청소기(1)가 바닥면 상을 주행하는 속도보다 클 수 있다.

만약, 털뭉침 속도(Vr)가 주행 속도(Vd)보다 작을 경우에는(Vd>Vr), 갈퀴부 플레이트(710) 및 갈퀴(720)가 직선 이동하여 동물의 털 또는 머리카락 등을 긁어 모으더라도 로봇 청소기(1)가 계속 바닥면을 주행하고 있는 이상 동물의 털 또는 머리카락을 지나쳐 버리게 된다. 이러한 경우, 로봇 청소기(1)는 주행을 멈추거나 후진한 후에 동물의 털 또는 머리카락을 흡입하여야 하며, 이는 청소에 필요한 시간을 연장시키고, 제1 주행 모터(221a) 및 제2 주행 모터(222a)의 회전 속도 및 회전 방향을 바꾸는 과정에서 에너지 효율을 떨어뜨리는 문제가 있다.

반면, 털뭉침 속도(Vr)가 주행 속도(Vd)보다 큰 경우에는, 갈퀴부 플레이트(710) 및 갈퀴(720)가 직선 이동하여 동물의 털 또는 머리카락 등을 긁어 모아 흡입구(111)를 향하여 밀어 넣을 수 있다. 이때, 갈퀴부 플레이트(710) 및 갈퀴(720)가 동물의 털 또는 머리카락을 흡입구(111)를 향하여 밀어 넣는 속도가 로봇 청소기(1)의 주행 속도보다 크므로, 로봇 청소기(1)가 바닥면을 따라 주행 중이라 하더라도 뭉쳐진 동물의 털 또는 머리카락이 흡입구(111)에 가깝게 남아있고, 흡입 모터(332)의 작동에 의하여 먼지통(331) 내부로 흡입될 수 있다.

따라서, 갈퀴(720)의 직선 왕복 이동으로 뭉쳐지면서 흡입구(111) 주변으로 모여진 동물의 털이 바로 흡입구(111)로 흡입될 수 있다. 그러므로, 본 발명에 의하면 동물의 털 등을 바닥면으로부터 분리하고, 이를 모아서 뭉치며, 이를 흡입하는 동작을 동시에 구현할 수 있으므로, 카펫 등의 바닥면에 존재하는 동물의 털을 효율적으로 흡입할 수 있다.

또한, 로봇 청소기(1)가 주행하는 동시에 동물의 털 등을 긁어 모으고, 이를 흡입할 수 있으므로, 청소 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims

내부에 배터리 및 흡입 모터를 수용하는 공간이 형성되고, 흡입구가 형성된 바디; 및

상기 바디에 구비되고, 먼지를 상기 흡입구로 모으는 갈퀴부;

를 포함하고,

상기 갈퀴부는,

상기 바디의 저면을 따라 직선 운동하는 갈퀴부 플레이트; 및

상기 갈퀴부 플레이트에 구비되고, 하측으로 돌출 형성된 갈퀴;

를 포함하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,

상기 갈퀴는,

상기 갈퀴부 플레이트에서 중력 방향 하측으로 돌출 형성되되, 상기 흡입구를 향하여 소정 각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,

상기 갈퀴부는,

상기 바디 내부에 구비되고, 상기 갈퀴부 플레이트를 이동시키는 동력을 제공하는 갈퀴부 모터;

를 더 포함하는 로봇 청소기.
제3항에 있어서,

상기 갈퀴부는,

상기 갈퀴부 모터와 상기 갈퀴부 플레이트를 연결시키고, 상기 갈퀴부 모터의 회전력을 상기 갈퀴부 플레이트의 직선 운동으로 변환하는 갈퀴부 링크;

를 더 포함하는 로봇 청소기.
제4항에 있어서,

상기 갈퀴부는,

상기 갈퀴부 모터의 샤프트와 결합되어 상기 갈퀴부 모터의 작동 시 회전되고, 상기 갈퀴부 링크와 결합되는 회전 플레이트;

를 더 포함하는 로봇 청소기.
제4항에 있어서,

상기 바디는,

상기 갈퀴부 링크의 직선 이동을 가이드하는 가이드 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,

상기 바디는,

상기 갈퀴부 플레이트의 직선 이동을 가이드하는 가이드 레일이 구비된 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,

상기 바디는,

상기 흡입구의 외곽에 구비되는 브러쉬 조립 커버;

를 포함하고,

상기 브러쉬 조립 커버는,

상기 갈퀴부 플레이트의 직선 이동을 가이드하는 레일 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제3항에 있어서,

상기 갈퀴부 모터는,

상기 흡입 모터가 작동될 경우, 작동되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,

상기 갈퀴부 플레이트의 적어도 일부는,

직선 운동 시 상기 흡입구 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,

상기 바디에 구비되고, 바닥면 상을 구르는 주행휠;

상기 바디의 내부에 수용되고, 상기 주행휠에 동력을 제공하는 주행 모터;

를 더 포함하고,

상기 바디는,

상기 주행 모터가 작동되면, 바닥면 상에서 소정 주행 속도로 주행하고,

상기 갈퀴부 플레이트는,

소정 털뭉침 속도로 상기 바디의 저면을 따라 직선 이동하며,

상기 털뭉침 속도는,

상기 주행 속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,

상기 갈퀴는,

상기 갈퀴부 플레이트와 이루는 각도를 변경 가능한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,

상기 갈퀴는,

상기 갈퀴부 플레이트와 회전 가능하게 결합되는 피봇부;

를 포함하는 로봇 청소기.
제1항에 있어서,

상기 갈퀴는,

바닥면으로부터의 최단 거리를 변경 가능한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
제3항에 있어서,

상기 바디에 구비되고, 바닥면을 구르는 주행휠; 및

상기 주행휠에 동력을 제공하는 주행 모터;

를 포함하고,

상기 주행 모터가 작동될 때, 상기 갈퀴부 모터 및 상기 흡입 모터가 작동되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.