WO2023140592A1 - 청소기 및 청소기의 제어방법 - Google Patents

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WO2023140592A1
WO2023140592A1 PCT/KR2023/000821 KR2023000821W WO2023140592A1 WO 2023140592 A1 WO2023140592 A1 WO 2023140592A1 KR 2023000821 W KR2023000821 W KR 2023000821W WO 2023140592 A1 WO2023140592 A1 WO 2023140592A1
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WO
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axis
acceleration
suction
reference value
suction nozzle
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/000821
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English (en)
French (fr)
Inventor
이재훈
박종일
박희구
김형섭
김대우
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Filing date
Publication date
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    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
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    • A47L9/2842—Suction motors or blowers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration

Definitions

  • the present invention relates to a technique for controlling a vacuum cleaner according to a user's intention and a state of a suction nozzle in the cleaner.
  • the vacuum cleaner may be classified into a manual cleaner for performing cleaning while the user directly moves the cleaner, and a robot cleaner for performing cleaning while driving by itself.
  • manual cleaners may be classified into canister-type cleaners, upright-type cleaners, handheld cleaners, stick-type cleaners, and the like, depending on the shape of the cleaner.
  • the cleaner includes an impeller and a suction motor rotating the impeller to provide a driving force for sucking dust.
  • the user operates the suction nozzle.
  • the suction nozzle it is necessary to vary the speed of the brush and the degree of suction according to the user's intention for efficient cleaning, but there is a problem in that the user's intention cannot be accurately determined.
  • the suction nozzle may be attached to the floor for cleaning, the user sometimes lifts and uses the suction nozzle when moving the workspace or climbing stairs and bumps.
  • the suction nozzle including the agitator exposes the agitator to the outside, and a safety problem occurs when a user's finger touches the suction nozzle.
  • a first object of the present invention is to reflect the user's intention during cleaning, temporarily stop the suction motor and the brush motor when it is necessary, and turn off the power when the power of the cleaner needs to be turned off, thereby increasing the use time of the cleaner.
  • a second task is to control the rotational speed of the brush by reflecting the user's intention during cleaning, thereby reducing the energy consumption of the cleaner and enabling efficient cleaning.
  • the third task is to determine the lifted state of the suction nozzle during cleaning, and stop the brush motor and/or the suction motor when the suction nozzle is lifted, so that the user's fingers are introduced through the suction part of the suction nozzle. It is to prevent injury.
  • the fourth task is not to detect the user's intention by detecting only the front and rear movement of the suction nozzle, but to determine the user's intention by comprehensively considering the movement in the three axis directions.
  • the present invention is characterized in that the stop motion of the suction nozzle is determined based on the 3-axis acceleration of the suction nozzle, and the brush motor and the suction motor are turned off in the case of a stop motion.
  • the present invention is characterized in that the stop motion of the suction nozzle is determined based on the acceleration of the suction nozzle in three axes, and in the case of the stop motion, the power of the cleaner is turned off.
  • the present invention provides a suction nozzle for sucking external air, a brush motor installed in the suction nozzle to rotate a brush that sweeps up dust, a suction motor for generating suction force of the suction nozzle, an acceleration sensor installed in the suction nozzle for sensing accelerations in three axes of a spatial coordinate system orthogonal to each other, a power supply unit for supplying power to the brush motor and the acceleration sensor, X-axis acceleration variation provided by the acceleration sensor, and X-axis, Y-axis, and Z-axis provided by the acceleration sensor. and a control unit for controlling the brush motor, the suction motor, and the power supply unit based on the summed acceleration change amount obtained by summing up the acceleration change amount of .
  • the control unit determines whether the suction nozzle is in a stop motion based on the amount of change in acceleration provided by the acceleration sensor, and when the stop motion of the suction nozzle is maintained for a first time or more, the brush motor and the suction motor. Can be turned off.
  • the control unit may determine whether the suction nozzle is in a stop motion based on the amount of change in acceleration provided by the acceleration sensor, and turn off the power unit when the stop motion of the suction nozzle is maintained for a second time or more.
  • the control unit may determine whether the suction nozzle is in a stop motion based on the amount of change in acceleration provided by the acceleration sensor, turn off the brush motor and the suction motor when the stop motion of the suction nozzle is maintained for a first time period, and turn off the power supply unit when the stop motion of the suction nozzle is maintained for a second time period greater than the first time period.
  • the control unit may determine that the suction nozzle is in a stop motion when the change in acceleration of the X-axis is greater than or equal to a first stop reference value and the total amount of change in acceleration is greater than or equal to a second stop reference value.
  • the control unit may control the rotational speed of the brush based on a summed acceleration change amount obtained by adding the X-axis acceleration change amount provided from the acceleration sensor and the acceleration change amount of the X-axis, Y-axis, and Z-axis provided from the acceleration sensor.
  • the control unit may change the rotational speed of the brush at a high speed when the change in acceleration of the X-axis is greater than or equal to a first reference value.
  • the control unit may change the rotational speed of the brush at a high speed when the sum of acceleration changes is equal to or greater than the second reference value.
  • the control unit may change the rotational speed of the brush at a high speed when the amount of change in acceleration of the X-axis is greater than or equal to a first reference value or the amount of change in sum of accelerations is greater than or equal to a second reference value.
  • the control unit may change the rotational speed of the brush to a medium speed when the change in acceleration of the X-axis is smaller than the first reference value and equal to or greater than the third reference value.
  • the control unit may change the rotational speed of the brush to an intermediate speed when the sum of acceleration changes is smaller than the second reference value and equal to or greater than the fourth reference value.
  • the control unit may change the rotational speed of the brush to a low speed when the X-axis acceleration change amount is smaller than a third reference value and the summed acceleration change amount is smaller than a fourth reference value.
  • the control unit may change the rotational speed of the suction motor to a high speed when the amount of change in acceleration of the X-axis is greater than or equal to a first reference value or the amount of change in sum of accelerations is greater than or equal to a second reference value.
  • the control unit may change the rotational speed of the suction motor to an intermediate speed when the change in acceleration of the X-axis is smaller than the first reference value and equal to or greater than the third reference value.
  • the control unit may change the rotational speed of the suction motor to a low speed when the amount of change in acceleration of the X-axis is smaller than a third reference value and the amount of change in total acceleration is smaller than a fourth reference value.
  • the control unit may turn off at least one of the brush motor, the suction motor, and the power supply unit based on a total acceleration change obtained by summing the X-axis acceleration change provided from the acceleration sensor and the X-axis, Y-axis, and Z-axis acceleration change provided from the acceleration sensor.
  • the present invention further includes a suction port through which the external air is introduced on the lower surface of the suction nozzle, the Y axis is in a direction parallel to the rotation axis direction of the brush, the X axis is a direction orthogonal to the Y axis, and the Z axis may be a direction orthogonal to the X axis, the Y axis and the lower surface of the suction nozzle.
  • the control unit When it is determined that the suction nozzle is not in a stop motion, the control unit adds the X-axis acceleration change amount provided from the acceleration sensor and the acceleration change amount of the X-axis, Y-axis, and Z-axis provided from the acceleration sensor. Based on the total acceleration change amount, the rotation speed of the brush or the rotation speed of the suction motor may be controlled.
  • control method of the present invention includes a sensing step of detecting the acceleration of the suction nozzle in three axes, a determination step of determining the stop motion of the suction nozzle based on the acceleration in the three axes, and a temporary stop step of turning off the brush motor and the suction motor when the stop motion of the suction nozzle lasts for a first time.
  • the control method of the present invention may further include a power-off step of turning off the power of the cleaner when the stop motion of the suction nozzle continues for a second time period longer than the first time period.
  • the suction nozzle is in a stop motion.
  • the present invention reflects the user's intention during cleaning, pauses the suction motor and the brush motor when it is necessary to pause, and turns off the power when it is necessary to turn off the power of the cleaner, so that the user does not need to control the cleaner when moving objects or performing other actions during cleaning, thereby improving user convenience and extending the use time of the cleaner.
  • the present invention controls the rotational speed of the brush by reflecting the user's intention during cleaning to determine when the user wants to increase the brush speed, thereby reducing the energy consumption of the cleaner and enabling efficient cleaning.
  • the present invention determines the lifted state of the suction nozzle during cleaning, and stops the brush motor and/or the suction motor when the suction nozzle is lifted, thereby reducing injuries caused by the inflow of a user's finger or the like through the suction part of the suction nozzle.
  • the present invention detects the lifted or upturned state of the suction nozzle during cleaning, and stops the brush motor and/or the suction motor when the suction nozzle is in the lifted state, thereby saving energy and increasing the operating time of the cleaner by stopping the motor at a time when the suction nozzle does not function properly.
  • the present invention determines the tilt state of the suction nozzle during cleaning, stops the brush motor and / and the suction motor, or reduces the speed of the brush motor and / and the suction motor according to the degree of tilt, thereby reducing the risk of user injury and reducing energy waste.
  • the user's intention is not determined by detecting only the front and rear movement of the suction nozzle, but the user's convenience can be further improved by comprehensively considering the movement in the three axis directions.
  • FIG. 1 is a side elevational view showing a used state of a cleaner 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the cleaner 1 from which the nozzle module 70 in FIG. 1 is removed.
  • FIG. 3 is a side elevational view of the vacuum cleaner 1 of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a top elevational view of the vacuum cleaner 1 of FIG. 2 .
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the vacuum cleaner 1 of FIG. 3 cut horizontally along the line S1-S1'.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the vacuum cleaner 1 of FIG. 4 cut vertically along the line S2-S2'.
  • FIG. 7 is a view showing a suction nozzle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the suction nozzle of FIG. 7;
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating exemplary components of a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a change in acceleration over time according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a control method of a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a change in acceleration over time according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a control method of a vacuum cleaner according to another embodiment of the present invention.
  • Each axis direction (X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction) means both directions in which each axis extends.
  • a '+' sign in front of each axis direction (+X-axis direction, +Y-axis direction, +Z-axis direction) means a positive direction, which is one of both directions in which each axis extends.
  • a '-' sign in front of each axis direction (-X-axis direction, -Y-axis direction, -Z-axis direction) means the negative direction, which is the other direction among both directions in which each axis extends.
  • a cleaner according to the present invention may be a manual cleaner or a robot cleaner. That is, the invention defined in the claims of the present invention can be applied to a manual cleaner represented by a handheld type, a canister, and an upright type, and a robot cleaner capable of autonomously traveling in a cleaning space, as long as it includes a flow path identical to or similar to that of the present invention.
  • the cleaner 1 according to an embodiment of the present invention will be described as being limited to a handheld manual cleaner.
  • the cleaner 1 according to an embodiment includes a main body 10 forming a flow path P through which sucked air is discharged to the outside.
  • the cleaner 1 includes a dust separator 20 disposed on the flow path P to separate dust in the air.
  • the cleaner 1 includes a handle 30 coupled to one side of the main body 10 .
  • the cleaner 1 includes a battery Bt for supplying power and a battery housing 40 in which the battery Bt is accommodated.
  • the vacuum cleaner 1 includes fan modules 50 and 50' disposed on the flow path P to move air in the flow path.
  • the cleaner 1 includes filters 61 and 62 disposed on the flow path P to separate dust from the air.
  • the cleaner 1 includes a nozzle module 70 detachably connected to the suction pipe 11 of the main body 10 .
  • the cleaner 1 includes an input unit 3 through which the user can input on/off or a suction mode of the cleaner 1, and an output unit 4 displaying various states of the cleaner 1 to the user.
  • a noise control module (80, 80', 180, 280, 380, 980) may be provided at the discharge port of the vacuum cleaner 1 to perform at least one of a first function of reducing noise in a relatively low-band region among i audible frequencies and a second function of increasing the volume of noise in a relatively high-band region of ii audible frequencies.
  • the noise control module may include speakers 89 and 989 that output sound.
  • the vacuum cleaner 1 may further include a sound delivery tube 90 that transmits sound from the speakers 89 and 989 to the sound outlets 10b and 10b'.
  • the nozzle module 70 includes a suction nozzle 71 provided to suck external air and an extension pipe 73 extending from the suction nozzle 71 .
  • the extension pipe 73 connects the suction nozzle 71 and the suction pipe 11 .
  • the extension pipe 73 guides the air sucked from the suction nozzle 71 into the suction passage P1.
  • One end of the extension pipe 73 may be detachably coupled to the suction pipe 11 of the main body 10 . The user may clean while holding the handle 30 and moving the suction nozzle 71 while the suction nozzle 71 is placed on the floor.
  • the main body 10 forms the exterior of the cleaner 1 .
  • the main body 10 may be formed in a vertically long cylindrical shape as a whole.
  • the dust separator 20 is accommodated inside the main body 10 .
  • the fan modules 50 and 50' are accommodated inside the main body 10.
  • the main body 10 includes a suction pipe 11 for guiding intake of air into the main body 10 .
  • the suction pipe 11 forms a suction flow path P1.
  • the suction pipe 11 may protrude toward the front of the main body 10 .
  • the handle 30 is coupled to the opposite direction of the suction pipe 11 based on the main body 10 .
  • a battery Bt for supplying power to the fan modules 50 and 50' may be mounted on the lower side of the handle 30.
  • the main body 10 includes exhaust covers 12 and 12' forming exhaust ports 10a and 10a'.
  • the discharge covers 12 and 12' may form the upper surface of the main body 10.
  • the exhaust covers 12 and 12' cover the top of the fan module housing 14.
  • the main body 10 includes a dust collector 13 for storing dust separated by the dust separator 20 . At least a part of the dust separator 20 may be disposed in the dust collector 13 .
  • the inner surface of the upper part of the dust collection unit 13 may perform the function of the first cyclone unit 21 to be described later. (In this case, the upper portion of the dust collection unit 13 may be referred to as the first cyclone unit 21.)
  • the second cyclone unit 22 and the dust flow guide 24 are disposed inside the dust collection unit 13.
  • the dust collector 13 may be formed in a cylindrical shape.
  • the dust collector 13 is disposed on the lower side of the fan module housing 14 .
  • Dust storage spaces S1 and S2 are formed inside the dust collector 13 .
  • a first storage space S1 is formed between the dust collector 13 and the dust flow guide 24 .
  • a second storage space S2 is formed inside the dust flow guide 24 .
  • the main body 10 includes a fan module housing 14 accommodating the fan modules 50 and 50' therein.
  • the fan module housing 14 may extend upward from the dust collector 13 .
  • the fan module housing 14 is formed in a cylindrical shape.
  • An extension 31 of the handle 30 is disposed on the opposite side of the suction pipe 11 based on the fan module housing 14 .
  • the main body 10 includes a dust cover 15 provided to open and close the dust collector 13 .
  • the dust cover 15 may be rotatably coupled to the lower side of the dust collector 13 .
  • the dust cover 15 may open and close the lower side of the dust collector 13 by a rotational motion.
  • the dust cover 15 may include a hinge (not shown) for rotation. The hinge may be coupled to the dust collector 13 .
  • the dust cover 15 may open and close the first storage space S1 and the second storage space S2 together.
  • the main body 10 includes an air guide 16 guiding the air discharged from the dust separator 20 .
  • the air guide 16 forms fan module passages P4 and P4' for guiding air from the dust separator 20 to the impeller 52.
  • the air guide 16 includes exhaust passages P5 and P5' for guiding the air passing through the impeller 52 to the exhaust ports 10a and 10a'.
  • Air guide 16 may be disposed within fan module housing 14 .
  • the fan module 50 may include an impeller 52, a suction motor 51 for operating the impeller 52, and a shaft 53 for coupling the suction motor 51 and the impeller 52.
  • the direction of the flow path sucked into the fan module 50 is determined according to the arrangement position and direction of the impeller 52 inside the fan module 50 .
  • the impeller 52 when the inlet of the impeller 52 is installed to face the motor, the impeller 52 may be installed above the suction motor 51 in the embodiment of FIG. 7 .
  • the main body 10 forms exhaust ports 10a and 10a' through which air in the flow path P is discharged to the outside of the main body 10 .
  • the exhaust ports 10a and 10a' may be formed in the exhaust covers 12 and 12'.
  • the exhaust ports 10a and 10a' may be disposed on one surface of the main body 10 .
  • the exhaust ports 10a and 10a' may be formed on the upper side of the main body 10 . Through this, dust around the cleaner is prevented from being scattered by the air discharged from the exhaust ports 10a and 10a', and at the same time, it is possible to prevent the air discharged from the exhaust ports 10a and 10a' from directly hitting the user.
  • the sound emission hole may be disposed on the same surface as the surface on which the exhaust ports 10a and 10a' are formed among the surfaces of the main body 10 .
  • the exhaust ports 10a and 10a' may be arranged to face a specific direction (eg, an upward direction).
  • the discharge direction Ae of the air discharged through the exhaust ports 10a and 10a' may be a specific direction.
  • the dust separator 20 performs a function of filtering dust on the flow path P.
  • the dust separator 20 separates dust sucked into the main body 10 through the suction pipe 11 from air.
  • the dust separation unit 20 may include a first cyclone unit 21 and a second cyclone unit 22 capable of separating dust by cyclone flow.
  • the flow path P2 formed by the first cyclone unit 21 may be connected to the suction flow path P1 formed by the suction pipe 11 . Air and dust sucked through the suction pipe 11 spirally flow along the inner circumferential surface of the first cyclone unit 21 .
  • An axis A2 of the cyclone flow of the first cyclone unit 21 may extend in a vertical direction. Axis A2 of the cyclone flow may coincide with axis O.
  • the second cyclone unit 22 additionally separates dust from the air that has passed through the first cyclone unit 21 .
  • the second cyclone unit 22 may be located inside the first cyclone unit 21 .
  • the second cyclone unit 22 may be located inside the boundary unit 23 .
  • the second cyclone unit 22 may include a plurality of cyclone bodies arranged in parallel.
  • the dust separation unit 20 may also have a single cyclone unit. Even in this case, the axis A2 of the cyclone flow may extend in the vertical direction.
  • the dust separation unit 20 may include a main filter unit (not shown) instead of the cyclone unit.
  • the main filter unit may separate dust in the air introduced from the suction pipe 11 .
  • the dust separation unit 20 will be described based on the present embodiment including the first cyclone unit 110 and the second cyclone unit 130, but is not necessarily limited thereto.
  • the dust separation unit 20 forms dust separation passages P2 and P3. Air moves at a high speed through the dust separation passages P2 and P3, and dust in the air is separated, and the separated dust is stored in the first storage space S1.
  • a space between the inner circumferential surface of the first cyclone unit 21 and the outer circumferential surface of the boundary unit 23 becomes the flow path P2 of the first cyclone.
  • the air passing through the suction passage P1 moves in a descending spiral direction in the passage P2 of the first cyclone, and dust in the air is centrifuged.
  • the axis A2 becomes the axis A2 of the flow in the descending spiral direction.
  • the dust separation unit 20 includes a boundary unit 23 disposed in a cylindrical shape inside the first cyclone unit 21 .
  • the boundary portion 23 forms a plurality of holes on the outer circumferential surface. Air in the first cyclone passage P2 may pass through the plurality of holes of the boundary portion 23 and be introduced into the second cyclone passage P3. Bulky dust can also be filtered by the plurality of holes of the boundary portion 23 .
  • the second cyclone unit 22 has a hollow inside and includes a plurality of cyclone bodies penetrating vertically. Each cyclone body may be formed in a pipe shape tapering toward the bottom.
  • a second cyclone flow path P3 is formed inside each cyclone body. The air that has passed through the boundary portion 23 moves to the second cyclone flow path P3 along a guide arranged on the upper side of the cyclone body that guides the air flow in a downward spiral direction. The air spirals downward along the inner circumferential surface of the cyclone body, dust in the air is centrifuged, and the separated air is stored in the second storage space S2.
  • the air that has moved to the lower part of the cyclone body along the second cyclone flow path P3 moves upward along the central axis in the vertical direction of the second cyclone flow path P3 and flows into the fan module flow paths P4 and P4'.
  • the dust separation unit 20 includes a dust flow guide 24 separating the first storage space S1 and the second storage space S2 in the dust collection unit 13 .
  • a space between the dust flow guide 24 and the inner surface of the dust collector 13 is the first storage space S1.
  • the inner space of the dust flow guide 24 is the second storage space S2.
  • the dust flow guide 24 is coupled to the lower side of the second cyclone unit 22 .
  • the dust flow guide 24 contacts the upper surface of the dust cover 15 .
  • Part of the dust flow guide 24 may be formed so that the diameter decreases from the upper side to the lower side.
  • the upper portion of the dust flow guide 24 may be formed such that the diameter decreases toward the lower side, and the lower portion of the dust flow guide 24 may be formed in a cylindrical shape extending vertically.
  • the dust separator 20 may include a scattering prevention rib 25 extending downward from an upper end of the dust flow guide 24 .
  • the upper circumference of the dust flow guide 24 may be wrapped.
  • Scatter prevention ribs 25 may extend along the circumferential direction centered on the flow axis A2.
  • the scattering prevention rib 25 may be formed in a cylindrical shape.
  • the handle 30 is coupled to the main body 10 .
  • the handle 30 may be coupled to the opposite direction of the suction pipe 11 based on the main body 10 .
  • the handle 30 may be coupled to an upper side of the battery housing 40 .
  • the handle 30 includes an extension 31 protruding from the main body 10 to the rear.
  • the extension part 31 may extend forward from the upper part of the additional extension part 32 .
  • the extension part 31 may extend in a horizontal direction.
  • a speaker 989 is disposed inside the extension part 31.
  • the handle 30 extends in a vertical direction and includes an additional extension 32 .
  • the additional extension part 32 may be spaced apart from the main body 10 in the front-rear direction. A user may use the cleaner 1 while holding the additional extension 32 .
  • the upper end of the additional extension part 32 is connected to the rear end of the extension part 31 .
  • the lower end of the additional extension 32 is connected to the battery housing 40 .
  • the additional extension part 32 may be provided with a movement limiting part 32a for preventing the user's hand from moving in the longitudinal direction (vertical direction) of the additional extension part 32 while holding the additional extension part 32 .
  • the movement limiting portion 32a may protrude forward from the additional extension portion 32 .
  • the movement limiting portion 32a is vertically spaced apart from the extending portion 31 . While the user is holding the additional extension part 32, some fingers of the user's hand are positioned above the movement limiting part 32a, and other fingers are positioned below the movement limiting part 32a.
  • the handle 30 may include an inclined surface 33 facing a direction between the upper side and the rear side.
  • the inclined surface 33 may be located on the rear surface of the extension part 31 .
  • the input unit 3 may be disposed on the inclined surface 33 .
  • the battery Bt may supply power to the fan modules 50 and 50'.
  • the battery Bt may supply power to the noise control module.
  • the battery Bt may be detachably disposed inside the battery housing 40 .
  • the battery housing 40 is coupled to the rear of the main body 10 .
  • the battery housing 40 is disposed below the handle 30 .
  • a battery Bt is accommodated inside the battery housing 40 .
  • a heat dissipation hole for discharging heat generated from the battery Bt to the outside may be formed in the battery housing 40 .
  • the cleaner 1 may include a pre-filter 61 that filters air before air is sucked into the suction motor 51 .
  • the pre-filter 61 may be disposed to surround the impeller 52 . Air on the fan module passages P4 and P4' passes through the pre-filter 61 and reaches the impeller 52.
  • the pre-filter 61 is disposed inside the main body 10.
  • the pre-filter 61 is disposed below the discharge covers 12 and 12'. The user can withdraw the pre-filter 61 from the inside of the main body 10 by separating the discharge covers 12 and 12' from the cleaner 1.
  • the vacuum cleaner 1 may include a HEPA filter 62 that filters air before air is discharged through the exhaust ports 10a and 10a'. Air passing through the impellers 52 and 52' may pass through the HEPA filter 62 and then be discharged to the outside through the exhaust port 10a.
  • the HEPA filter 62 is disposed on the exhaust passage P5.
  • the discharge covers 12 and 12' may form a filter accommodating space (not shown) for accommodating the HEPA filter 62.
  • the filter accommodating space is formed such that the lower side is open, so that the HEPA filter 62 can be accommodated in the filter accommodating space at the lower side of the discharge covers 12 and 12'.
  • An exhaust port 10a may be formed to face the HEPA filter 62 .
  • a HEPA filter 62 is disposed below the exhaust ports 10a and 10a'.
  • the HEPA filter 62 may extend in a circumferential direction along the exhaust ports 10a and 10a'.
  • the main body 10 includes a filter cover 17 covering the lower side of the HEPA filter 62 .
  • the filter cover 17 In a state where the HEPA filter 62 is accommodated in the filter accommodating space, the lower side of the HEPA filter 62 is covered by the filter cover 17, and a hole through which air on the exhaust passage P5 passes is formed in the filter cover 17.
  • the filter cover 17 may be detachably coupled to the discharge covers 12 and 12'.
  • the discharge covers 12 and 12' may be detachably coupled to the fan module housing 14.
  • the HEPA filter 62 can be taken out from the filter accommodating space.
  • the vacuum cleaner 1 has been described as including a pre-filter 61 and a HEPA filter 62, but the type and number of filters are not limited.
  • the input unit 3 may be located on the opposite side of the movement limiting unit 32a based on the handle 30 .
  • the input unit 3 may be disposed on the inclined surface 33 .
  • the output unit 4 may be disposed on the extension unit 31 .
  • the output unit 4 may be located on the upper surface of the extension unit 31 .
  • the output unit 4 may include a plurality of transmission units 111 .
  • the plurality of transmitters 111 may be spaced apart in the longitudinal direction (front-rear direction) of the extension part 31 and arranged.
  • the flow path P is formed by sequentially connecting a suction flow path P1, dust separation flow paths P2 and P3, fan module flow paths P4 and P4′, and exhaust flow paths P5 and P5′.
  • the suction passage P1 supplies external air to the dust separator 20 .
  • the suction passage P1 is connected to the dust separator 20 .
  • the suction passage P1 may be defined by the suction pipe 11, a part of the suction passage P1 is exposed to the outside of the main body 10, and the other side of the suction passage P1 is the main body 10. It may be located in 10.
  • One side of the suction passage P1 may be coupled to an extension pipe 73 connected to the suction nozzle 71 . Air in the intake passage P1 is moved by the fan module.
  • the suction passage may include a first suction passage P11 extending in a first direction and a second suction passage P12 extending in a second direction connecting the first suction passage P11 and the dust separator 20 and forming an obtuse angle with the first direction.
  • the first suction passage P11 may have a straight line extending in the first direction.
  • the suction pipe 11 defining the first suction passage P11 may be a straight pipe extending in the first direction. At least the first suction passage P11 is exposed to the outside of the main body 10 .
  • the extension line in the first direction meets the rotational axis of the fan module (axis A2 of cyclone flow).
  • the second suction passage P12 is connected to the first suction passage P11 and the other end is connected to the dust separator 20 .
  • the second suction passage P12 communicates with the dust separation passage P2 of the dust separation unit 20 .
  • the second suction passage (P12) is located in the main body (10).
  • the second suction passage P12 changes the direction of the air introduced into the dust separator 20 so that the air flowing into the dust separation unit 20 has a cyclone motion around the axis A2 of the cyclone flow, and reduces the flow rate of the introduced air.
  • the second suction passage P12 may extend in the second direction L2 forming an obtuse angle with the first direction L1.
  • the second suction passage P12 may form a straight line or a curve.
  • the angle A0 formed between the first suction passage P11 and the second suction passage P12 is preferably 150 degrees to 170 degrees.
  • the first direction is the front-back direction, and the angle A0 formed by the first suction passage P11 and the second suction passage P12 is an angle measured on the front, back, left, and right planes.
  • the first suction passage P11 is a passage through which dust and air sucked from the suction nozzle 71 are introduced into the dust separator 20 .
  • the air moving through the first suction flow path P11 must maintain a flow rate so that dust and air do not flow backward in the middle of the movement.
  • the first suction flow path P11 may be defined as a region having the fastest flow rate in the suction pipe 11 .
  • the first suction passage P11 may be defined as a region in which the flow rate of the suction pipe 11 is relatively faster than other regions.
  • the second suction passage P12 forms the primary cyclone entrance through the outer wall of the flip door 44 and the suction pipe 11 at the end of the first suction passage P11.
  • a flap door 44 for opening and closing the suction pipe 11 is installed on the suction pipe 11 .
  • the flap door 44 is rotatably installed in the second suction passage P12 and opens and closes the suction passage according to the pressure in the second suction passage P12.
  • Air and dust sucked through the suction passage P1 by the operation of the suction motor 51 flow in the first passage P2 and the second cyclone passage P3 and are separated from each other. In the second cyclone passage P3, the air moves upward as described above and is introduced into the fan module passages P4 and P4'.
  • the fan module flow paths P4 and P4' guide the air toward the pre-filter 61 side.
  • the air that has sequentially passed through the pre-filter 61 and the impeller 52 flows into the exhaust passages P5 and P5'.
  • the air on the exhaust passages P5 and P5' passes through the HEPA filter 62 and is discharged to the outside through the exhaust ports 10a and 10a'.
  • the fan module flow path P4 guides the air so that the air discharged from the dust separator 20 ascends and then passes through the impeller 52 and descends.
  • the exhaust passage P5 guides the air so that the air that has descended through the impeller 52 rises again to the exhaust ports 10a and 10a'.
  • the dust sensor 110 may be mounted.
  • the dust sensor 110 measures the concentration of dust in the suction passage.
  • the present invention may further include an acceleration sensor 160 .
  • the suction nozzle 71 includes a nozzle housing 711 and a brush 712 .
  • An inlet 716a is formed in the nozzle housing 711 , and external air is sucked into the nozzle housing 711 through the inlet 716a.
  • the suction hole 716a is formed by penetrating the lower surface 716 of the suction nozzle 71 in the vertical direction. Specifically, the inlet 716a is formed by penetrating the lower surface 716 of the nozzle housing 711 in the vertical direction.
  • a brush 712 is rotatably installed in the nozzle housing 711 .
  • the brush 712 sweeps the foreign matter and pushes it toward the extension tube 73.
  • the brush 712 is rotated by the rotational force of the brush motor 718 .
  • the nozzle housing 711 is connected by an extension pipe 73 and a connecting pipe 715.
  • One side of the connection pipe 715 is connected to the nozzle housing 711, and the other side of the connection pipe 715 is connected to the extension pipe 73.
  • a detachable button 714 for manipulating mechanical coupling with the extension pipe 73 may be provided on the connection pipe 715 .
  • the user can connect or separate the connection pipe 715 and the extension pipe 73 by manipulating the detachable button 714 .
  • connection pipe 715 may be rotatably connected to the nozzle housing 711 .
  • the connecting pipe 715 may be hinged to the connecting member 715 so as to be rotatable in the vertical direction.
  • the acceleration sensor 160 is installed on the suction nozzle 71. Specifically, the acceleration sensor 160 is installed in the nozzle housing 711 . The acceleration sensor 160 may be installed on the upper surface of the nozzle housing 711 so as not to interfere with the contact of the suction nozzle 71 with the floor.
  • the acceleration sensor 160 may have an acceleration sensing function for three axes of a spatial coordinate system orthogonal to each other.
  • a predetermined processing module may calculate speed by integrating acceleration and calculate a moving distance by integrating speed.
  • the acceleration sensor 160 measures X-axis acceleration, Y-axis acceleration, and Z-axis acceleration, and provides them to the controller 1800 .
  • the acceleration of the X axis represents the forward and backward movement of the suction nozzle 71
  • the acceleration of the Y axis represents the movement of the suction nozzle 71 in the left and right directions
  • the acceleration of the Z axis represents the movement of the suction nozzle 71 in the vertical direction.
  • the Y-axis is a direction parallel to the direction of the rotation axis 712a of the brush 712
  • the X-axis is a direction orthogonal to the Y-axis
  • the Z-axis is the X-axis, the Y-axis and the lower surface of the suction nozzle 71 716 It is a direction orthogonal to.
  • the vacuum cleaner 1 may include at least one of a communication unit 1100, an input unit 3, an output unit 4, a power supply unit 1600, a memory 1700, a controller 1800, an acceleration sensor 160, a brush motor 718, and a suction motor 51, or a combination thereof.
  • FIG. 9 the components shown in FIG. 9 are not essential, and thus a cleaner having more or fewer components may be implemented.
  • the power supply unit 1600 includes a battery that can be charged by an external commercial power source and supplies power to the cleaner.
  • the power supply unit 1600 may supply driving power to components included in the cleaner to supply operation power required for the cleaner to run or to perform a specific function.
  • the controller 1800 detects the remaining power of the battery, and if the remaining power is insufficient, controls the battery to move to a charging station connected to an external commercial power source, and receives charging current from the charging station to charge the battery.
  • the battery may be connected to the battery detection unit, and the battery remaining amount and charging state may be transmitted to the controller 1800 .
  • the output unit 4 may display the battery remaining amount on the output unit 4 by the control unit 1800 .
  • the controller 1800 serves to process information based on artificial intelligence technology, and may include one or more modules that perform at least one of information learning, information inference, information perception, and natural language processing.
  • the controller 1800 can perform at least one of learning, reasoning, and processing of a vast amount of information (big data), such as information stored in the cleaner, environment information around the mobile terminal, and information stored in a communicable external storage, by using machine running technology.
  • big data such as information stored in the cleaner, environment information around the mobile terminal, and information stored in a communicable external storage
  • the controller 1800 may predict (or infer) an action of at least one executable cleaner by using information learned using a machine learning technique, and control the cleaner to execute an action with the highest feasibility among the at least one predicted action.
  • Machine learning technology is a technology that collects and learns large-scale information based on at least one algorithm, and determines and predicts information based on the learned information.
  • Learning of information is an operation of identifying characteristics, rules, criteria, etc. of information, quantifying the relationship between information and predicting new data using quantified patterns.
  • controller 1800 outputs information provided by a sensor provided in the vacuum cleaner through the output unit 4 .
  • the input unit 3 receives various control commands for the cleaner from the user.
  • the input unit 3 may include one or more buttons.
  • the input unit 3 may be installed on the upper part of the main body 10 as a hard key, a soft key, or a touch pad.
  • the input unit 3 may have the form of a touch screen together with the output unit 4.
  • the input unit 3 may receive a control command of the brush motor 718 and/or a control command of the suction motor 51 from the user.
  • the output unit 4 may be installed above the cleaner.
  • the installation location or installation form may vary.
  • the output unit 4 may display the battery status, the brush motor 718 status, the suction motor 51 status, and the current suction nozzle 71 status on the screen.
  • the output unit 4 may be formed of any one of a light emitting diode (LED), a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel, and an organic light emitting diode (OLED).
  • LED light emitting diode
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting diode
  • the output unit 4 may further include a sound output means for audibly outputting an operation process or an operation result of the vacuum cleaner performed by the controller 1800 .
  • the output unit 4 may output a warning sound to the outside according to a warning signal generated by the controller 1800 .
  • the sound output means may be a means for outputting sound such as a beeper or a speaker, and the output unit 4 may output audio data or message data having a predetermined pattern stored in the memory 1700 to the outside through the sound output means.
  • the memory 1700 stores a control program for controlling or driving the vacuum cleaner and corresponding data.
  • the memory 1700 may store audio information, image information, obstacle information, location information, map information, and the like. Also, the memory 1700 may store information related to driving patterns.
  • the memory 1700 mainly uses non-volatile memory.
  • non-volatile memory is a storage device capable of continuously maintaining stored information even when power is not supplied, and may be, for example, a ROM, a flash memory, a magnetic computer storage device (eg, hard disk, diskette drive, magnetic tape), optical disk drive, magnetic RAM, PRAM, and the like.
  • the communication unit 1100 is connected to a terminal device and/or another device located in a specific area (in this specification, the term “home appliance” will be used interchangeably) with one of wired, wireless, and satellite communication methods to transmit and receive signals and data.
  • the communication unit 1100 can transmit/receive data with other devices located within a specific area.
  • the other device may be any device that can transmit and receive data by connecting to the network, and may be, for example, an air conditioning device, a heating device, an air purifying device, a lamp, a TV, a vehicle, and the like.
  • the other device may be a device that controls a door, a window, a water valve, a gas valve, and the like.
  • the other device may be a sensor that detects temperature, humidity, atmospheric pressure, gas, or the like.
  • the brush motor 718 provides rotational force to the brush 712 to rotate the brush 712 .
  • the control unit 1800 determines the stop motion of the suction nozzle 71 based on the summed acceleration change amount obtained by summing the X-axis acceleration change amount provided from the acceleration sensor 160 and the acceleration change amount of the X-axis, Y-axis, and Z-axis provided from the acceleration sensor 160.
  • control unit 1800 may determine the stop motion of the suction nozzle 71 based on the summed acceleration change amount obtained by adding the X-axis acceleration change amount provided from the acceleration sensor 160 and the X-axis, Y-axis, and Z-axis acceleration change amounts provided from the acceleration sensor 160, and turn off at least one of the brush motor 718, the suction motor 51, and the power supply unit.
  • the present invention reflects the user's intention during cleaning and pauses the suction motor 51 and the brush motor 718 when it is necessary to pause and turns off the power when the power of the cleaner needs to be turned off, so that the user does not need to control the cleaner when moving objects or other activities during cleaning, thereby improving user convenience and extending the use time of the cleaner.
  • the control unit 1800 can control the rotational speed of the brush 712 based on the sum of the X-axis acceleration change provided from the acceleration sensor 160 and the X-axis, Y-axis, and Z-axis acceleration change provided from the acceleration sensor 160.
  • the present invention controls the rotational speed of the brush 712 by reflecting the user's intention during cleaning to determine when the user wants to increase the speed of the brush 712, thereby reducing the energy consumption of the cleaner and enabling efficient cleaning.
  • control unit 1800 determines the state of the nozzle based on the amount of change in acceleration of the X-axis, Y-axis, and Z-axis provided by the acceleration sensor 160, and the rotational speed of the brush 712 and the suction motor 51 according to the state of the nozzle.
  • the rotational speed of 51 can be controlled.
  • the present invention detects the lifted or upturned state of the suction nozzle 71 during cleaning, and stops the brush motor 718 or/and the suction motor 51 when the suction nozzle 71 is in the lifted state, thereby reducing injuries caused by the inflow of a user's finger or the like through the suction part of the suction nozzle 71.
  • the present invention recognizes the lifted or upturned state of the suction nozzle 71 during cleaning, and stops the brush motor 718 or/and the suction motor 51 when the suction nozzle 71 is in the lifted state, thereby saving energy and increasing the operating time of the cleaner by stopping the motor at a time when the suction nozzle 71 does not function properly.
  • the present invention determines the tilt state of the suction nozzle during cleaning, stops the brush motor 718 and/or the suction motor 51, or reduces the speed of the brush motor 718 and/or the suction motor 51 according to the degree of tilt, thereby reducing the risk of injury to the user and reducing energy waste.
  • the controller 1800 determines that the suction nozzle 71 is in a stop motion when the X-axis acceleration change amount is equal to or greater than the first stop reference value and the combined acceleration change amount is equal to or greater than the second stop reference value.
  • the stop motion of the suction nozzle 71 means a state in which the user does not move the suction nozzle 71 during cleaning and stops it.
  • the summed acceleration change may be defined as a value obtained by obtaining a square root after summing the acceleration changes of the X, Y, and Z axes, respectively.
  • the change in acceleration is the change in acceleration per unit time.
  • the acceleration change amounts of the X, Y, and Z axes are absolute values, and include the acceleration changes of the +X, +Y, and +Z axes and the acceleration changes of the -X, -Y, and -Z axes.
  • the change in acceleration is the change in acceleration per unit time.
  • the change in acceleration is small, since the user does not move the suction nozzle 71, the cleaner is temporarily stopped or the power of the cleaner is turned off according to the user's intention.
  • control unit 1800 determines whether the suction nozzle 71 is in a stop motion based on the amount of change in acceleration provided by the acceleration sensor, and if the stop motion of the suction nozzle 71 is maintained for a first time or longer (or during), the brush motor 718 and the suction motor 51 are turned off.
  • the first time is a value set to a time smaller than the second time.
  • control unit 1800 turns off the brush motor 718 and the suction motor 51, and outputs an automatic pause state to the output unit.
  • control unit 1800 turns off the power unit when the stop motion of the suction nozzle 71 is maintained for more than (or during) the second time period.
  • the control unit 1800 stops only the brush motor 718 and the suction motor 51, and when the user stops the movement of the suction nozzle 71 for a long period of time, the controller 1800 turns off the power supply to turn off the entire cleaner.
  • the controller 1800 turns off the brush motor 718 and the suction motor 51, and when the stop motion of the suction nozzle 71 is maintained for a second time greater than the first time, the power unit may be turned off.
  • the controller 1800 changes the rotational speed of the brush 712 at a high speed when the change in acceleration of the X axis is equal to or greater than the first reference value.
  • the first reference value is a preset value.
  • the controller 1800 changes the speed of the brush motor 718 to a high speed when the amount of change in acceleration of the X axis is greater than or equal to the first reference value.
  • the high rotational speed of the brush motor 718 and the brush 712 means any rotational speed higher than the low and medium speeds described later.
  • the case where the amount of change in acceleration is greater than or equal to the reference value means a case in which the amount of change in acceleration is greater than or equal to the reference value at least once or a plurality of times within a unit time.
  • the controller 1800 may display the current state through the output unit 4. Specifically, the control unit 1800 may display on the output unit 4 that the rotational speed of the brush 712 is high when the change in acceleration of the X-axis is greater than or equal to the first reference value.
  • control unit 1800 changes the speed of the suction motor 51 to a high speed when the change in acceleration of the X-axis is greater than or equal to the first reference value.
  • the high rotation speed of the suction motor 51 and the brush 712 means any rotation speed higher than the low and medium speeds described later.
  • the control unit 1800 may display on the output unit 4 that the rotational speed of the suction motor 51 is high when the change in acceleration of the X-axis is greater than or equal to the first reference value.
  • the controller 1800 may change the rotational speed of the brush 712 to medium speed when the change in acceleration of the X-axis is smaller than the first reference value and equal to or greater than the third reference value. Specifically, the controller 1800 changes the speed of the brush motor 718 to medium speed when the change in acceleration of the X-axis is smaller than the first reference value and equal to or greater than the third reference value.
  • the control unit 1800 attempts to change the speed of the brush motor 718 to medium speed, if the speed of the brush motor 718 is already medium speed, the medium speed is maintained.
  • control unit 1800 may display on the output unit 4 that the rotational speed of the brush 712 is medium speed when the change in acceleration of the X-axis is smaller than the first reference value and equal to or greater than the third reference value.
  • the controller 1800 may change the rotational speed of the brush 712 to medium speed when the change in acceleration of the X-axis is smaller than the first reference value and equal to or greater than the third reference value. Specifically, the controller 1800 changes the speed of the suction motor 51 to medium speed when the change in acceleration of the X-axis is smaller than the first reference value and equal to or greater than the third reference value. When the controller 1800 tries to change the speed of the suction motor 51 to medium speed, if the speed of the suction motor 51 is already medium speed, the medium speed is maintained.
  • control unit 1800 may display on the output unit 4 that the rotational speed of the brush 712 is medium speed when the change in acceleration of the X-axis is smaller than the first reference value and equal to or greater than the third reference value.
  • the control unit 1800 determines that the user reciprocates the suction nozzle 71 with an intermediate intensity, and adjusts the speed of the brush motor 718 and the suction motor 51 accordingly.
  • the first reference value is greater than the third reference value.
  • the controller 1800 may change the rotational speed of the brush 712 and/or the rotational speed of the suction motor 51 at a high speed when the sum of acceleration changes is equal to or greater than the second reference value. In addition, the controller 1800 may change the rotational speed of the suction motor 51 to a high speed when the sum of acceleration changes is greater than or equal to the second reference value.
  • control unit 1800 does not detect the user's intention by detecting only the forward and backward movement of the suction nozzle 71, but comprehensively considers the movement in the three axis directions, thereby further improving user convenience.
  • the present invention obtains the sum of acceleration change values in the three-axis direction and performs various controls according to the value. Accordingly, when the user quickly moves the suction nozzle 71 not only in the forward and backward directions but also in the left-right and vertical directions, the suction force can be strengthened.
  • control unit 1800 may change the rotational speed of the brush 712 or / and the rotational speed of the suction motor 51 at a high speed when the sum acceleration change amount is equal to or greater than the second reference value, and the X-axis acceleration change amount and the Y-axis acceleration change amount are greater than the Z-axis change amount. Only when the movement in the vertical direction is smaller than the movement in the horizontal direction, it is determined that the user wants to increase the cleaning power, and strong cleaning power can be provided.
  • the user's intention or movement can be determined more accurately by simultaneously considering the X-axis acceleration change and the summed acceleration change.
  • control unit 1800 may change the rotational speed of the brush 712 or / and the rotational speed of the suction motor 51 at a high speed when the amount of change in acceleration of the X axis is greater than or equal to a first reference value or the amount of change in combined acceleration is greater than or equal to a second reference value.
  • the control unit 1800 sets the rotational speed of the brush 712 and/or the rotational speed of the suction motor 51 at high speed when the X-axis acceleration change amount is greater than the first reference value, the summed acceleration change amount is greater than the second reference value, and the X-axis acceleration change amount and the Y-axis acceleration change amount are greater than the Z-axis change amount.
  • the control unit 1800 may change the rotational speed of the brush 712 and/or the rotational speed of the suction motor 51 to medium speed when the sum of acceleration changes is smaller than the second reference value and equal to or greater than the fourth reference value.
  • the second reference value is greater than the fourth reference value.
  • the control unit 1800 may change the rotational speed of the brush 712 or / and the rotational speed of the suction motor 51 to medium speed when the sum acceleration change amount is smaller than the second reference value and equal to or greater than the fourth reference value, and the X-axis acceleration change amount and the Y-axis acceleration change amount are greater than the Z-axis change amount.
  • the control unit 1800 may change the rotational speed of the brush 712 or/and the rotational speed of the suction motor 51 to a low speed when the X-axis acceleration change amount is smaller than the third reference value and the sum acceleration change amount is smaller than the fourth reference value.
  • control unit 1800 may change the rotational speed of the brush 712 or / and the rotational speed of the suction motor 51 to a low speed when the X-axis acceleration change amount is smaller than the third reference value, the sum acceleration change amount is smaller than the fourth reference value, and the X-axis acceleration change amount and the Y-axis acceleration change amount are greater than the Z-axis change amount.
  • the controller 1800 may turn off the brush motor 718 when the Z-axis acceleration change amount is greater than or equal to the fifth reference value.
  • the brush motor 718 may be turned off.
  • the change in acceleration in the Z-axis is in the +Z direction (upward) and the gravitational acceleration operates in the opposite direction, it can be determined that the suction nozzle 71 is overturned.
  • the controller 1800 may prevent user injury by turning off the brush motor 718 when the suction nozzle 71 is lifted from the floor or overturned.
  • the brush motor 718 may be turned off when the Z-axis acceleration change amount is equal to or greater than the fifth reference value.
  • the control unit 1800 may turn off the brush motor 718 when the change in Z-axis acceleration is less than the fifth reference value, the change in Z-axis acceleration is greater than or equal to the sixth reference value, the amount of change in the X-axis is greater than or equal to the seventh reference value, and the amount of change in the Y-axis is greater than or equal to the eighth reference value.
  • the control unit 1800 comprehensively determines the amount of change in acceleration of the 3 axes, determines the tilt of the suction nozzle 71, and stops the brush motor 718.
  • control unit 1800 may turn off the suction motor 51 when the amount of change in the acceleration of the Z axis is smaller than the fifth reference value, the amount of change in the acceleration of the Z axis is greater than or equal to the sixth reference value, the amount of change in the X axis is greater than or equal to the seventh reference value, and the amount of change in the Y axis is greater than or equal to the eighth reference value.
  • the sixth reference value may be set higher than the seventh reference value and the eighth reference value. This is to determine the tilt of the suction nozzle 71 with an emphasis on acceleration in the vertical direction among three axial directions.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a control method of a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • the method for controlling a vacuum cleaner includes a sensing step of detecting acceleration of the suction nozzle 71 along three axes (S20), a determination step of determining a stop motion of the suction nozzle 71 based on the acceleration along three axes (S30), and a temporary stop step of turning off the brush motor 718 and the suction motor 51 when the stop motion of the suction nozzle 71 lasts for a first time (S50). .
  • control method of the cleaner according to an embodiment of the present invention may further include a power-off step (S70) of turning off the power of the cleaner when the stop motion of the suction nozzle 71 continues for a second time longer than the first time.
  • S70 power-off step
  • the user operates the cleaner so that power is supplied to the cleaner (S10).
  • the vacuum cleaner receives a user's command and operates the cleaner. For example, when the user turns on the vacuum cleaner or sets the operating speed of the suction motor 51 and/or the brush motor 718 of the cleaner, the controller 1800 operates the brush 712 and/or the suction motor 51.
  • the cleaner measures the acceleration of the three axes and provides it to the control unit 1800.
  • the control unit 1800 controls the acceleration sensor 160 to measure acceleration on three axes.
  • the control unit 1800 determines the stop motion of the suction nozzle 71 based on the three-axis acceleration. Specifically, the control unit 1800 determines that the motion of the suction nozzle 71 is stopped when the amount of change in acceleration of the X-axis is greater than or equal to the first stop reference value and the amount of change in the combined acceleration is greater than or equal to the second stop reference value. Otherwise, it is determined as the operating motion of the suction nozzle 71.
  • the control unit 1800 determines whether the stop motion of the suction nozzle 71 lasts for the first time (or longer) (S40).
  • the controller 1800 turns off the brush motor 718 and the suction motor 51 (S50). That is, the controller 1800 converts the vacuum cleaner into a temporary stop state. At this time, the controller 1800 may output the temporary stop state of the cleaner to the output unit.
  • the control unit 1800 determines whether the stop motion of the suction nozzle 71 continues for the second time (or longer) (S60).
  • the control unit 1800 turns off the power unit (S70).
  • the power unit is turned off, the entire power of the cleaner is turned off. That is, the controller 1800 switches the cleaner to a power-off state.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a control method of a vacuum cleaner according to another embodiment of the present invention.
  • the user first operates the cleaner, and power is supplied to the cleaner (S10).
  • the vacuum cleaner receives a user's command and operates the cleaner. For example, when the user turns on the vacuum cleaner or sets the operating speed of the suction motor 51 and/or the brush motor 718 of the cleaner, the controller 1800 operates the brush 712 and/or the suction motor 51.
  • the cleaner measures the acceleration of the three axes and provides it to the control unit 1800.
  • the control unit 1800 controls the acceleration sensor 160 to measure acceleration on three axes.
  • the control unit 1800 determines the stop motion of the suction nozzle 71 based on the three-axis acceleration. Specifically, the control unit 1800 determines that the motion of the suction nozzle 71 is stopped when the amount of change in acceleration of the X-axis is greater than or equal to the first stop reference value and the amount of change in the combined acceleration is greater than or equal to the second stop reference value. Otherwise, it is determined as the operating motion of the suction nozzle 71.
  • the control unit 1800 determines whether the stop motion of the suction nozzle 71 lasts for the first time (or longer) (S40).
  • the controller 1800 turns off the brush motor 718 and the suction motor 51 (S50). That is, the controller 1800 converts the vacuum cleaner into a temporary stop state. At this time, the controller 1800 may output the temporary stop state of the cleaner to the output unit.
  • the control unit 1800 determines whether the stop motion of the suction nozzle 71 continues for the second time (or longer) (S60).
  • the control unit 1800 turns off the power unit (S70).
  • the power unit is turned off, the entire power of the cleaner is turned off. That is, the controller 1800 switches the cleaner to a power-off state.
  • the controller 1800 determines whether the X-axis acceleration change is greater than or equal to a first reference value (S130).
  • the control unit 1800 changes the rotational speed of the brush 712 and/or the speed of the suction motor 51 at a high speed when the amount of change in the acceleration of the X-axis is equal to or greater than the first reference value (S135).
  • the controller 1800 determines whether the summed acceleration change amount is greater than or equal to the second reference value (S133).
  • control unit 1800 determines whether the sum of changes in acceleration is greater than or equal to the second reference value, and the rotation speed of the brush 712 or / and the rotation speed of the suction motor 51 can be changed at high speed (S135).
  • the controller 1800 determines whether the change in acceleration of the X axis is equal to or greater than the third reference value when the change in acceleration is smaller than the first reference value (S140). Of course, the controller 1800 determines whether the X-axis acceleration change is equal to or greater than the third reference value when the X-axis acceleration change amount is smaller than the first reference value and the sum acceleration change amount is smaller than the second reference value (S140).
  • the control unit 1800 may change the rotational speed of the brush 712 or / and the rotational speed of the suction motor 51 to medium speed when the amount of change in acceleration of the X axis is smaller than the first reference value and equal to or greater than the third reference value (S145).
  • the control unit 1800 may change the rotational speed of the brush 712 or / and the rotational speed of the suction motor 51 to medium speed when the amount of change in acceleration of the X axis is smaller than the first reference value, the amount of change in the sum of acceleration is smaller than the second reference value, and is greater than or equal to the third reference value (S145).
  • the controller 1800 determines whether the summed acceleration change amount is greater than or equal to a fourth reference value (S143).
  • the controller 1800 determines whether the summed acceleration change amount is equal to or greater than the fourth reference value (S143).
  • the control unit 1800 determines whether the summed acceleration change is equal to or greater than the fourth reference value when the X-axis change in acceleration is smaller than the first reference value, equal to or greater than the third reference value, and the summed acceleration change is smaller than the second reference value (S143).
  • the control unit 1800 may change the rotational speed of the brush 712 or / and the rotational speed of the suction motor 51 to medium speed when the summed acceleration change amount is smaller than the second reference value and the summed acceleration change amount is equal to or greater than the fourth reference value (S145).
  • the control unit 1800 may change the rotational speed of the brush 712 or / and the rotational speed of the suction motor 51 to medium speed when the amount of change in acceleration of the X axis is smaller than the first reference value, smaller than the third reference value, the amount of change in summed acceleration is smaller than the second reference value, and the amount of summed acceleration change is greater than or equal to the fourth reference value (S145).
  • the controller 1800 may change the rotational speed of the brush 712 or/and the rotational speed of the suction motor 51 to a low speed when the summed acceleration change amount is smaller than the second reference value and the summed acceleration change amount is smaller than the fourth reference value (S150).
  • the control unit 1800 may change the rotational speed of the brush 712 or / and the rotational speed of the suction motor 51 to a low speed when the amount of change in acceleration of the X axis is smaller than the first reference value, smaller than the third reference value, the amount of change in summed acceleration is smaller than the second reference value, and the amount of summed acceleration change is smaller than the fourth reference value (S150).
  • the control unit 1800 determines whether the change in acceleration of the Z-axis is equal to or greater than a fifth reference value (S160). Specifically, the control unit 1800 determines whether the change in acceleration of the Z-axis is greater than or equal to the fifth reference value regardless of the rotational speed of the brush 712 and the rotational speed of the suction motor.
  • the controller 1800 may turn off the brush motor 718 or/and the suction motor 51 when the change in acceleration of the Z-axis is equal to or greater than the fifth reference value (S180).
  • the controller 1800 determines whether the Z-axis acceleration change amount is greater than the sixth reference value, the X-axis change amount is greater than the seventh reference value, and the Y-axis change amount is greater than the eighth reference value (S170).
  • the control unit 1800 may turn off the brush motor 718 or/and the suction motor 51 when the Z-axis acceleration change amount is greater than the sixth reference value, the X-axis change amount is greater than the seventh reference value, and the Y-axis change amount is greater than the eighth reference value.

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Abstract

본 발명은 외부의 공기를 흡입하는 흡입 노즐, 상기 흡입 노즐에 설치되어 먼지를 쓸어올리는 브러쉬를 회전시키는 브러쉬 모터, 상기 흡입 노즐의 흡입력을 생성하는 흡입 모터, 상기 흡입 노즐에 설치되어 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 가속도를 센싱하는 가속도 센서, 상기 브러쉬 모터 및 상기 가속도 센서에 전원을 공급하는 전원부 및 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축 가속도 변화량과, 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 합산한 합산 가속도 변화량을 바탕으로 상기 브러쉬 모터, 상기 흡입 모터 및 상기 전원부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

청소기 및 청소기의 제어방법
본 발명은 청소기에서 사용자의 의도 및 흡입 노즐의 상태에 따라 청소기를 제어하는 기술에 관한 것이다.
청소기는, 사용자가 직접 청소기를 이동시키면서 청소를 수행하기 위한 수동 청소기와, 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 로봇 청소기로 구분될 수 있다. 또한, 수동 청소기는, 청소기의 형태에 따라, 캐니스터 타입의 청소기, 업라이트 타입의 청소기, 핸디형 청소기, 스틱형 청소기 등으로 구분될 수 있다.
청소기는 먼지를 흡입하는 구동력을 제공하기 위하여 임펠러와 임펠러를 회전시키는 흡입 모터를 포함한다.
핸디형 청소기의 경우, 흡입 노즐을 사용자가 조작하게 되는 데, 흡입 노즐의 경우, 효율적인 청소를 위해 사용자 의도에 따라 브러쉬의 속도와 흡입(Suction) 정도에 따라 가변할 필요가 있지만, 사용자의 의도를 정확하게 판단할 수 없는 문제점이 존재한다.
또한, 흡입 노즐이 바닥에 붙어서 청소하는 것이 일반적이지만, 사용자가 때로는 작업 공간 이동 및 계단 및 턱이 이는 경우 흡입 노즐을 들어 올려 사용하게 된다. 이럴 경우, 애지테이터(Agitator) 포함하는 흡입 노즐은 애지테이터가 외부로 노출되게 되고 사용자가 손가락이 접촉하는 경우 안전 문제가 발생하는 문제점이 존재한다.
또한, 사용자가 청소 중에 물건을 옮길 때, 청소기를 조작하여 청소기의 전원을 오프하거나, 흡입 모터를 오프하게 된다. 그러나, 이럴 경우, 사용자가 일일히 조작을 해주는 불편이 초래되는 문제점이 존재한다.
도한, 사용자가 청소 중에 물건을 옮길 때에 청소기의 전원을 오프하지 않는 경우, 충전식으로 작동되는 청소기의 청소시간을 줄게 되는 문제점도 존재한다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
실용신안 등록 공보 제2001658010000호
본 발명의 제1과제는, 청소 시에 사용자의 의도를 반영하여 흡입 모터와 브러쉬 모터의 일시정지가 필요할 때, 일시정지하고, 청소기의 전원의 오프가 필요할 때 전원을 오프하여서, 청소기의 사용시간을 늘리는 것이다.
제2과제는, 청소 시에 사용자의 의도를 반영하여 브러쉬의 회전속도를 제어하여, 청소기의 에너지 사용을 줄이고, 효율적인 청소가 가능하게 하는 것이다.
제3과제는 청소 시에 흡입 노즐의 들림 상태를 파악하고, 흡입 노즐의 들림 상태일 때, 브러쉬 모터 또는/및 흡입 모터를 정지하여서, 흡입 노즐의 흡입부를 통해 사용자의 손가락 등이 유입되어 발생되는 부상을 방지하는 것이다.
제4과제는 흡입 노즐의 전후방 움직임만을 감지하여 사용자의 의도를 파악하는 것이 아니고, 3축 방향의 움직임을 종합적으로 고려하여서, 사용자의 의도를 파악하는 것이다.
상기 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 흡입 노즐의 3축에 대한 가속도를 바탕으로, 흡입 노즐의 정지 모션을 판단하고, 정지 모션인 경우, 브러쉬 모터 및 흡입 모터를 오프하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 흡입 노즐의 3축에 대한 가속도를 바탕으로, 흡입 노즐의 정지 모션을 판단하고, 정지 모션인 경우, 청소기의 전원을 오프하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 외부의 공기를 흡입하는 흡입 노즐, 상기 흡입 노즐에 설치되어 먼지를 쓸어올리는 브러쉬를 회전시키는 브러쉬 모터, 상기 흡입 노즐의 흡입력을 생성하는 흡입 모터, 상기 흡입 노즐에 설치되어 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 가속도를 센싱하는 가속도 센서, 상기 브러쉬 모터 및 상기 가속도 센서에 전원을 공급하는 전원부 및 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축 가속도 변화량과, 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 합산한 합산 가속도 변화량을 바탕으로 상기 브러쉬 모터, 상기 흡입 모터 및 상기 전원부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 가속도 센서에서 제공된 가속도 변화량을 바탕으로 상기 흡입 노즐의 정지모션 여부를 판단하고, 상기 흡입 노즐의 정지모션이 제1시간 이상 유지되는 경우, 상기 브러쉬 모터 및 상기 흡입 모터를 오프(OFF)시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 가속도 센서에서 제공된 가속도 변화량을 바탕으로 상기 흡입 노즐의 정지모션 여부를 판단하고, 상기 상기 흡입 노즐의 정지모션이 제2시간 이상 유지되는 경우, 상기 전원부를 오프(OFF)시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 가속도 센서에서 제공된 가속도 변화량을 바탕으로 상기 흡입 노즐의 정지모션 여부를 판단하고, 상기 흡입 노즐의 정지모션이 제1시간 동안 유지되는 경우, 상기 브러쉬 모터 및 상기 흡입 모터를 오프(OFF)시키고, 상기 상기 흡입 노즐의 정지모션이 상기 제1시간 보다 큰 제2시간 동안 유지되는 경우, 상기 전원부를 오프(OFF)시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 X축의 가속도 변화량이 제1 정지 기준 값 이상이고, 상기 합산 가속도 변화량이 제2 정지 기준 값 이상인 경우, 상기 흡입 노즐의 정지모션으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축 가속도 변화량과, 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 합산한 합산 가속도 변화량을 바탕으로 상기 브러쉬의 회전속도를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 인 경우, 상기 브러쉬의 회전 속도를 고속으로 변경할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상인 경우, 상기 브러쉬의 회전 속도를 고속으로 변경할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 이거나, 상기 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상인 경우, 상기 브러쉬의 회전 속도를 고속으로 변경할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 상기 브러쉬의 회전 속도를 중속으로 변경할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 보다 작고, 제4 기준 값 이상 인 경우, 상기 브러쉬의 회전 속도를 중속으로 변경할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 X축의 가속도 변화량이 제3 기준 값 보다 작고, 상기 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 보다 작은 경우, 상기 브러쉬의 회전 속도를 저속으로 변경할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 이거나, 상기 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상인 경우, 상기 흡입 모터의 회전 속도를 고속으로 변경할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 상기 흡입 모터의 회전 속도를 중속으로 변경할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 X축의 가속도 변화량이 제3 기준 값 보다 작고, 상기 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 보다 작은 경우, 상기 흡입 모터의 회전 속도를 저속으로 변경할 수 있다.
상기 제어부는 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축 가속도 변화량과, 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 합산한 합산 가속도 변화량을 바탕으로 상기 브러쉬 모터, 상기 흡입 모터 및 상기 전원부 중 적어도 하나를 오프(OFF)할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 흡입 노즐의 하면에는 상기 외부의 공기가 유입되는 흡입구를 더 포함하고, 상기 Y축은 상기 브러쉬의 회전축 방향과 나란한 방향이고, 상기 X축은 상기 Y축과 직교하는 방향이며, 상기 Z축은 상기 X축, 상기 Y축 및 상기 흡입 노즐의 하면과 직교하는 방향일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 흡입 노즐의 정지 모션이 아니라고 판단되는 경우, 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축 가속도 변화량과, 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 합산한 합산 가속도 변화량을 바탕으로 상기 브러쉬의 회전속도 또는 상기 흡입 모터의 회전속도를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 제어방법은 흡입 노즐의 3축에 대한 가속도를 감지하는 감지단계, 상기 3축에 대한 가속도를 바탕으로 상기 흡입 노즐의 정지모션을 판단하는 판단단계 및 상기 흡입 노즐의 정지모션이 제1시간 동안 지속되면, 브러쉬 모터 및 흡입 모터를 오프하는 일시 정지 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제어방법은 상기 흡입 노즐의 정지모션이 상기 제1시간 보다 큰 제2시간 동안 지속되면, 청소기의 전원을 오프하는 전원오프 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 판단단계에서, X축의 가속도 변화량이 제1 정지 기준 값 이상이고, 합산 가속도 변화량이 제2 정지 기준 값 이상인 경우, 상기 흡입 노즐의 정지모션으로 판단할 수 있다.
위의 해결수단을 통하여, 본 발명은 청소 시에 사용자의 의도를 반영하여 흡입 모터와 브러쉬 모터의 일시정지가 필요할 때, 일시정지하고, 청소기의 전원의 오프가 필요할 때 전원을 오프하여서, 사용자가 청소 중에 물건 등을 옮기나 청소 이외의 행위를 할 때 청소기를 제어할 필요가 없어서 사용자의 편의성이 향상되고, 청소기의 사용시간을 늘리는 이점이 있다.
본 발명은 청소 시에 사용자의 의도를 반영하여 브러쉬의 회전속도를 제어하여, 사용자가 브러쉬의 속도를 빠르게 하길 원하는 시점을 파악하므로, 청소기의 에너지 사용을 줄일 수 있고, 효율적인 청소가 가능한 이점이 있다.
본 발명은 청소 시에 흡입 노즐의 들림 상태를 파악하고, 흡입 노즐의 들림 상태일 때, 브러쉬 모터 또는/및 흡입 모터를 정지하여서, 흡입 노즐의 흡입부를 통해 사용자의 손가락 등이 유입되어 발생되는 부상을 줄일 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 청소 시에 흡입 노즐의 들림 상태 또는 뒤집힌 상태를 파악하고, 흡입 노즐의 들림 상태일 때, 브러쉬 모터 또는/및 흡입 모터를 정지하여서, 흡입 노즐이 제 역할을 못하는 시간에 모터를 정지하여서 에너지를 절약하고, 청소기의 가동시간을 증가시키는 이점이 있다.
본 발명은 청소 시에 흡인 노즐이 틸트 상태를 판단하고, 틸트 정도에 따라, 브러쉬 모터 또는/및 흡입 모터를 정지하거나, 브러쉬 모터 또는/및 흡입 모터의 속도를 줄여서, 사용자의 부상위험을 줄이고, 에너지 낭비를 줄일 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 흡입 노즐의 전후방 움직임만을 감지하여 사용자의 의도를 파악하는 것이 아니고, 3축 방향의 움직임을 종합적으로 고려하여서, 사용자의 편의성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기(1)의 사용 상태를 보여주는 측면 입면도이다.
도 2는 도 1에서 노즐 모듈(70)을 탈거시킨 청소기(1)의 사시도이다.
도 3은 도 2의 청소기(1)의 측면 입면도이다.
도 4는 도 2의 청소기(1)의 상측 입면도이다.
도 5는 도 3의 청소기(1)를 라인 S1-S1'를 따라 수평으로 자른 단면도이다.
도 6은, 도 4의 청소기(1)를 라인 S2-S2'를 따라 수직으로 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입 노즐을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 흡입 노즐의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 예시 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간에 따라 가속도 변화를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시간에 따라 가속도 변화를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
본 발명을 설명하기 위하여, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축에 의한 공간 직교좌표계를 기준으로 이하 설명한다. 각 축방향(X축방향, Y축방향, Z축방향)은, 각 축이 뻗어나가는 양쪽 방향을 의미한다. 각 축방향의 앞에 '+'부호가 붙는 것(+X축방향, +Y축방향, +Z축방향)은, 각 축이 뻗어나가는 양쪽 방향 중 어느 한 방향인 양의 방향을 의미한다. 각 축방향의 앞에 '-'부호가 붙는 것(-X축방향, -Y축방향, -Z축방향)은, 각 축이 뻗어나가는 양쪽 방향 중 나머지 한 방향인 음의 방향을 의미한다.
이하에서 언급되는 “전(+X)/후(-X)/좌(+Y)/우(-Y)/상(+Z)/하(-Z)”등의 방향을 지칭하는 표현은 XYZ 좌표축에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
이하에서 언급되는 구성요소 앞에 '제1, 제2, 제3' 등의 표현이 붙는 용어 사용은, 지칭하는 구성요소의 혼동을 피하기 위한 것일 뿐, 구성요소 들 사이의 순서, 중요도 또는 주종관계 등과는 무관하다. 예를 들면, 제1 구성요소 없이 제2구성요소 만을 포함하는 발명도 구현 가능하다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에 따른 청소기는 수동 청소기 또는 로봇 청소기가 될 수 있다. 즉 핸디형, 캐니스터, 업라이트 형태로 대표되는 수동 청소기 및 청소 공간의 자율 주행이 가능한 로봇 청소기에서, 본 발명과 동일하거나 유사한 유로를 포함하고 있다면 본 발명의 청구범위에서 정의하고 있는 발명의 적용이 가능하다.
이하, 발명의 일 실시예에 따른 청소기(1)는 핸디형 수동 청소기로 한정하여 설명한다.
도 1 내지 도 6을 참고하여, 일 실시예에 따른 청소기(1)는 흡입된 공기가 외부로 배출되도록 안내하는 유로(P)를 형성하는 메인 바디(10)를 포함한다. 청소기(1)는 유로(P) 상에 배치되어 공기 중 먼지를 분리시키는 먼지 분리부(20)를 포함한다. 청소기(1)는 메인 바디(10)의 일측에 결합된 핸들(30)을 포함한다.
청소기(1)는 전원을 공급하는 배터리(Bt)와 배터리(Bt)가 수용되는 배터리 하우징(40)을 포함한다. 청소기(1)는, 유로(P) 상에 배치되어 유로 내의 공기를 이동시키는 팬 모듈(50, 50')을 포함한다. 청소기(1)는 먼지 분리부(20) 외에도 유로(P) 상에 배치되어 공기 중 먼지를 분리시키는 필터들(61, 62)을 포함한다.
청소기(1)는 메인 바디(10)의 흡입관(11)에 탈착 가능하게 연결되는 노즐 모듈(70)을 포함한다. 청소기(1)는 사용자가 청소기(1)의 On/Off나 흡입 모드 등을 입력할 수 있는 입력부(3)와, 사용자에게 청소기(1)의 각종 상태를 표시해주는 출력부(4)를 포함한다.
한편, 청소기(1)의 토출구에는 i가청 주파수 중 상대적으로 저역대 영역의 소음의 크기를 감소시키는 제1기능, 및 ii가청 주파수 중 상대적으로 고역대 영역의 소음의 크기를 증가시키는 제2기능 중 적어도 하나를 수행하는 소음 제어 모듈(80, 80', 180, 280, 380, 980)이 구비될 수 있다. 소음 제어 모듈은 소리를 출력하는 스피커(89, 989)를 포함할수 있다. 실시예에 따라, 청소기(1)는 스피커(89, 989)의 소리를 소리 방출구(10b, 10b')로 전달시키는 소리 전달관(90)을 더 포함할 수 있다
도 1을 참고하여, 노즐 모듈(70)은 외부의 공기를 흡입하도록 구비된 흡입 노즐(71)과, 흡입 노즐(71)에서 길게 연장되는 연장관(73)을 포함한다. 연장관(73)은 흡입 노즐(71)과 흡입관(11)을 연결한다. 연장관(73)은 흡입 노즐(71)에서 흡입된 공기가 흡입유로(P1) 내로 유입되도록 안내한다. 연장관(73)의 일측 단부는 메인 바디(10)의 흡입관(11)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 사용자는 흡입 노즐(71)를 바닥에 놓은 상태에서 핸들(30)을 잡고 흡입 노즐(71)를 이동시키면서 청소할 수 있다.
도 2 내지 도 6을 참고하여, 메인 바디(10)는, 청소기(1)의 외관을 형성한다. 메인 바디(10)는 전체적으로 상하로 긴 원통형으로 형성될 수 있다. 메인 바디(10)의 내부에 먼지 분리부(20)가 수용된다. 메인 바디(10)의 내부에 팬 모듈(50, 50')이 수용된다. 메인 바디(10)는, 메인 바디(10) 내로 공기의 흡입을 안내하는 흡입관(11)을 포함한다. 흡입관(11)은 흡입유로(P1)를 형성한다. 흡입관(11)은 메인 바디(10)의 전방으로 돌출될 수 있다. 또한, 메인 바디(10)를 기준으로 흡입관(11)의 반대 방향에는 핸들(30)이 결합된다. 또한 핸들(30)의 하측에는 상기 팬 모듈(50, 50')에 전원을 공급하기 위한 배터리(Bt)가 장착될 수 있다..
메인 바디(10)는 배기구(10a, 10a')를 형성하는 배출 커버(12, 12')를 포함한다. 배출 커버(12, 12')는 메인 바디(10)의 상측 표면을 형성할 수 있다. 배출 커버(12, 12')는 팬 모듈 하우징(14)의 상측부를 덮어준다.
메인 바디(10)는 먼지 분리부(20)에서 분리된 먼지를 저장하기 위한 먼지 수집부(13)를 포함한다. 먼지 수집부(13) 내에 먼지 분리부(20)의 적어도 일부가 배치될 수 있다. 먼지 수집부(13)의 상측부의 내측면은 후술할 제1사이클론부(21)의 기능을 수행할 수 있다. (이 경우, 먼지 수집부(13)의 상측부는 제1사이클론부(21)로 지칭될 수 있다.) 먼지 수집부(13)의 내부에 제2사이클론부(22) 및 먼지 유동 가이드(24)가 배치된다.
먼지 수집부(13)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 먼지 수집부(13)는 팬 모듈 하우징(14)의 하측에 배치된다. 먼지 수집부(13)의 내부에 먼지의 저장 공간(S1, S2)이 형성된다. 먼지 수집부(13)와 먼지 유동 가이드(24) 사이에 제1저장 공간(S1)이 형성된다. 먼지 유동 가이드(24)의 내부에 제2저장 공간(S2)이 형성된다.
메인 바디(10)는 내부에 팬 모듈(50, 50')을 수용하는 팬 모듈 하우징(14)을 포함한다. 팬 모듈 하우징(14)은 먼지 수집부(13)에서 상측으로 연장되어 형성될 수 있다. 팬 모듈 하우징(14)은 원통형으로 형성된다. 팬 모듈 하우징(14)을 기준으로 흡입관(11)의 반대쪽에 핸들(30)의 연장부(31)가 배치된다.
메인 바디(10)는 먼지 수집부(13)를 개폐하도록 구비된 먼지 커버(15)를 포함한다. 먼지 커버(15)는 먼지 수집부(13)의 하측에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 먼지 커버(15)는 회전 동작에 의해서 먼지 수집부(13)의 하측을 개폐할 수 있다. 먼지 커버(15)는 회전을 위한 힌지(미도시)를 포함할 수 있다. 힌지는 먼지 수집부(13)에 결합될 수 있다. 먼지 커버(15)는 제1저장 공간(S1)와 제2저장 공간(S2)를 함께 개폐할 수 있다.
메인 바디(10)는 먼지 분리부(20)로부터 유출된 공기를 안내하는 공기 가이드(16)를 포함한다. 공기 가이드(16)는 먼지 분리부(20)로부터 임펠러(52)까지 공기를 안내하는 팬 모듈 유로(P4, P4')를 형성한다. 공기 가이드(16)는 임펠러(52)를 통과한 공기를 배기구(10a, 10a')까지 안내하는 배기 유로(P5, P5')를 포함한다. 공기 가이드(16)는 팬 모듈 하우징(14) 내에 배치될 수 있다.
한편, 팬모듈(50)은 임펠러(52)와 이를 동작하기 위한 흡입 모터(51) 및 흡입 모터(51)와 임펠러(52)의 결합을 위한 샤프트(53)으로 구성될 수 있다. 팬모듈(50)내부의 임펠러(52)의 배치 위치 및 방향에 따라 팬모듈(50)로 흡입되는 유로의 방향이 결정된다.
일 예로, 도 6a 내지 도 6c를 참고하면, 흡입 모터(51) 상부에서 임펠러(52)의 입구가 흡입 모터(51)의 반대 방향으로 설치되어 있는 경우, 먼지 분리부(20)로부터 유출된 공기가 상승하다가 임펠러(52)를 통과하며 하강하고 다시 배기구(10a, 10a')까지 상승하도록 유로(P4, P5)를 형성할 수 있다.
다른 예로, 도 7을 참고하면 흡입 모터(51) 하부에서 임펠러(52)의 입구가 흡입 모터(51)의 반대 방향으로 설치되어 있는 경우, 먼지 분리부(20)로부터 유출된 공기가 임펠러(52)를 통과하며 배기구(10a, 10a')까지 계속해서 상승하도록 유로(P4', P5')를 형성할 수 있다.
또한, 임펠러(52)의 입구가 모터를 바라보도록 설치되어 있는 경우 도7의 실시예에서 임펠러(52)는 흡입 모터(51)의 상부에 설치될 수 있다.
도 2, 도 4, 및 도 6를 참고하여, 메인 바디(10)는, 유로(P) 내의 공기가 메인 바디(10)의 외부로 배출되는 배기구(10a, 10a')를 형성한다. 배기구(10a, 10a')는 배출 커버(12, 12')에 형성될 수 있다.
배기구(10a, 10a')는 메인 바디(10)의 일면에 배치될 수 있다. 배기구(10a, 10a')는 메인 바디(10)의 상측면에 형성될 수 있다. 이를 통해, 배기구(10a, 10a')에서 배출되는 공기에 의해서 청소기 주변의 먼지가 비산되는 것이 방지됨과 동시에, 배기구(10a, 10a')에서 배출되는 공기가 사용자에게 직접 부딪히는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 소리 방출구는 메인 바디(10)이 면들 중 배기구(10a, 10a')가 형성되는 면과 동일한 면에 배치될 수 있다.
배기구(10a, 10a')는 특정 방향(예를 들어, 상측 방향)을 바라보게 배치될 수 있다. 배기구(10a, 10a')를 통해 배출되는 공기의 배출 방향(Ae)은 특정 방향이 될 수 있다.
도 5 내지 도 6을 참고하여, 먼지 분리부(20)는 유로(P) 상의 먼지를 걸러내는 기능을 수행한다. 먼지 분리부(20)는 흡입관(11)을 통해 메인 바디(10) 내부로 흡입된 먼지를 공기로부터 분리한다.
일 예로, 먼지 분리부(20)는 사이클론 유동에 의해서 먼지를 분리할 수 있는 제1사이클론부(21) 및 제2사이클론부(22)를 포함할 수 있다. 제1사이클론부(21)가 형성하는 유로(P2)는 흡입관(11)이 형성하는 흡입유로(P1)와 연결될 수 있다. 흡입관(11)을 통하여 흡입되는 공기와 먼지를 제1사이클론부(21)의 내주면을 따라 나선 유동하게 된다.
제1사이클론부(21)의 사이클론 유동의 축(A2)은 상하 방향으로 연장될 수 있다. 사이클론 유동의 축(A2)은 축(O)와 일치할 수 있다. 제2사이클론부(22)는, 제1사이클론부(21)를 거친 공기에서 추가적으로 먼지를 분리한다. 제2사이클론부(22)는 제1사이클론부(21) 내부에 위치할 수 있다. 제2사이클론부(22)는 경계부(23)의 내부에 위치할 수 있다. 제2사이클론부(22)는 병렬로 배치되는 다수의 사이클론 바디를 포함할 수 있다.
다른 예로, 먼지 분리부(20)는 단일의 사이클론부를 가지는 것도 가능하다. 이 경우에도 사이클론 유동의 축(A2)은 상하 방향으로 연장될 수 있다.
또 다른 예로서, 먼지 분리부(20)는, 사이클론부 대신 메인 필터부(미도시)를 포함하는 것도 가능하다. 메인 필터부는 흡입관(11)으로부터 유입되는 공기 중 먼지를 분리할 수 있다.
이하, 먼지 분리부(20)는 제1사이클론부(110) 및 제2사이클론부(130)를 포함하는 본 실시예를 기준으로 설명하나, 반드시 이에 제한될 필요는 없다.
먼지 분리부(20)는 먼지 분리 유로(P2, P3)를 형성한다. 공기가 먼지 분리 유로(P2, P3)를 빠른 속도로 이동하며 공기 중 먼지가 분리되고, 분리된 먼지는 제1저장 공간(S1)에 저장된다.
제1사이클론부(21)의 내주면 및 경계부(23)의 외주면 사이 공간은 제1사이클론의 유로(P2)가 된다. 흡입유로(P1)를 거친 공기는 제1사이클론의 유로(P2)에서 하강 나선 방향으로 이동하며, 공기 중 먼지가 원심 분리된다. 여기서, 축(A2)은 하강 나선 방향의 유동의 축(A2)이 된다.
먼지 분리부(20)는 제1사이클론부(21)의 내부에 원통형으로 배치된 경계부(23)를 포함한다. 경계부(23)는 외주면에 복수의 홀을 형성한다. 제1사이클론 유로(P2) 내의 공기가 경계부(23)의 복수의 홀을 통과하여, 제2사이클론 유로(P3)로 유입될 수 있다. 부피가 큰 먼지는 경계부(23)의 복수의 홀에 의해서도 걸러질 수 있다.
경계부(23)의 내부에는 제2사이클론부(22)의 상측부가 배치된다. 제2사이클론부(22)는 내부가 비어 있고 상하로 관통된 복수의 사이클론 바디를 포함한다. 각각의 사이클론 바디는 하측으로 갈수록 가늘어지는 파이프 형으로 형성될 수 있다. 각각의 사이클론 바디의 내부에 제2사이클론 유로(P3)가 형성된다. 경계부(23)를 거친 공기는, 사이클론 바디의 상측부에 배치된 하향 나선 방향으로 공기 흐름을 유도하는 가이드를 따라 제2사이클론 유로(P3)로 이동한다. 공기는 사이클론 바디의 내주면을 따라 하향 나선 운동을 하며, 공기 중 먼지가 원심 분리되고, 분리된 공기는 제2저장 공간(S2)에 저장된다. 제2사이클론 유로(P3)를 따라 사이클론 바디의 하측부까지 이동한 공기는, 제2사이클론 유로(P3)의 상하 방향의 중심축을 따라 상측 방향으로 상승 이동하고, 팬 모듈 유로(P4, P4')로 유입된다.
먼지 분리부(20)는 먼지 수집부(13) 내에서 제1저장 공간(S1)과 제2저장 공간(S2)을 구분시키는 먼지 유동 가이드(24)를 포함한다. 먼지 유동 가이드(24)와 먼지 수집부(13)의 내측면 사이 공간이 제1저장 공간(S1)이다. 먼지 유동 가이드(24)의 내부 공간이 제2저장 공간(S2)이다.
먼지 유동 가이드(24)는 제2사이클론부(22)의 하측에 결합된다. 먼지 유동 가이드(24)는 먼지 커버(15)의 상면에 접촉한다. 먼지 유동 가이드(24)의 일부분은 상측에서 하측으로 갈수록 직경이 줄어들게 형성될 수 있다. 일 예로, 먼지 유동 가이드(24)의 상측부는 하측으로 갈수록 직경이 줄어들도록 형성되고, 먼지 유동 가이드(24)의 하측부는 상하로 연장된 원통형으로 형성될 수 있다.
먼지 분리부(20)는, 먼지 유동 가이드(24)의 상단부에서 하방으로 연장되는 비산 방지 리브(25)를 포함할 수 있다. 먼지 유동 가이드(24)의 상측부의 둘레를 감쌀 수 있다. 비산 방지 리브(25)는 유동의 축(A2)를 중심으로 한 원주 방향을 따라 연장될 수 있다. 일 예로, 비산 방지 리브(25)는 원통 형태로 형성될 수 있다.
먼지 유동 가이드(24)의 상측부가 하측으로 갈수록 직경이 줄어들게 형성된 경우, 먼지 유동 가이드(24)의 상측부의 외주면과 비산 방지 리브(25) 사이에는 공간이 형성된다. 제1저장 공간(S1) 내에서 먼지 유동 가이드(24)를 따라 공기의 상승 유동이 발생할 때, 비산 방지 리브(25)와 먼지 유동 가이드(24)의 상측부 사이 공간에 의해 상승하는 먼지가 걸리게 된다. 이를 통해, 제1저장 공간(S1) 내의 먼지가 상측으로 역류하는 것을 막을 수 있다.
핸들(30)은 메인 바디(10)에 결합된다. 핸들(30)은 메인 바디(10)를 기준으로 흡입관(11)의 반대 방향에 결합될 수 있다. 핸들(30)은 배터리 하우징(40)의 상측에 결합될 수 있다.
핸들(30)은 메인 바디(10)에서 후측으로 돌출되어 연장되는 연장부(31)를 포함한다. 연장부(31)는 추가 연장부(32)의 상측부에서 전방으로 연장될 수 있다. 연장부(31)는 수평 방향으로 연장될 수 있다. 후술할 실시예B에서는, 연장부(31)의 내부에 스피커(989) 배치된다.
핸들(30)은 상하 방향으로 연장되며 추가 연장부(32)를 포함한다. 추가 연장부(32)는 메인 바디(10)와 전후 방향으로 이격될 수 있다. 사용자는 추가 연장부(32)를 쥐고 청소기(1)를 이용할 수 있다. 추가 연장부(32)의 상단은 연장부(31)의 후단에 연결된다. 추가 연장부(32)의 하단은 배터리 하우징(40)에 연결된다.
추가 연장부(32)에는, 사용자가 추가 연장부(32)를 잡은 상태에서 손이 추가 연장부(32)의 길이 방향(상하 방향)으로 이동되는 것을 방지하기 위한 이동 제한부(32a)가 구비될 수 있다. 이동 제한부(32a)는 추가 연장부(32)에서 전방을 향하여 돌출될 수 있다.
이동 제한부(32a)는 연장부(31)와 상하로 이격되어 배치된다. 사용자는 추가 연장부(32)를 쥔 상태에서, 사용자의 쥔 손의 일부 손가락은 이동 제한부(32a)의 상방에 위치되고, 나머지 손가락은 이동 제한부(32a)의 하방에 위치되도록 구비된다.
핸들(30)은 상측과 후방의 사이 방향을 바라보는 경사면(33)을 포함할 수 있다. 경사면(33)은 연장부(31)의 후면을 위치할 수 있다. 경사면(33)에 입력부(3)가 배치될 수 있다.
배터리(Bt)는 팬 모듈(50, 50')로 전원을 공급할 수 있다. 배터리(Bt)는 소음 제어 모듈로 전원을 공급할 수 있다. 배터리(Bt)는 배터리 하우징(40)의 내부에 분리 가능하게 배치될 수 있다.
배터리 하우징(40)은 메인 바디(10)의 후측에 결합된다. 배터리 하우징(40)은 핸들(30)의 하측에 배치된다. 배터리 하우징(40)의 내부에 배터리(Bt)가 수용된다. 배터리 하우징(40)에는 배터리(Bt)에서 발생하는 열을 외부로 배출시키기 위한 방열홀이 형성될 수 있다.
도 6을 참고하여, 청소기(1)는 흡입 모터(51)로 공기가 흡입되기 전에 공기를 필터링하는 프리 필터(61)를 포함할 수 있다. 프리 필터(61)는 임펠러(52)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 팬 모듈 유로(P4, P4') 상의 공기는 프리 필터(61)를 통과하여 임펠러(52)에 도달하게 된다. 프리 필터(61)는 메인 바디(10)의 내부에 배치된다. 프리 필터(61)는 배출 커버(12, 12')의 하방에 배치된다. 사용자는 배출 커버(12, 12')를 청소기(1)로부터 분리시킴으로써, 프리 필터(61)를 메인 바디(10)의 내부에서 인출시킬 수 있다.
청소기(1)는 배기구(10a, 10a')로 공기가 배출되기 전에 공기를 필터링하는 헤파 필터(HEPA필터)(62)를 포함할 수 있다. 임펠러(52, 52')를 통과한 공기는 헤파 필터(62)를 통과한 후, 배기구(10a)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 헤파 필터(62)는 배기 유로(P5) 상에 배치된다.
배출 커버(12, 12')는, 헤파 필터(62)를 수용하기 위한 필터 수용 공간(미도시)을 형성할 수 있다. 필터 수용 공간은 하측이 개구되도록 형성되어, 배출 커버(12, 12')의 하측에서 헤파 필터(62)가 필터 수용 공간에 수용될 수 있다.
헤파 필터(62)와 마주보도록 배기구(10a)가 형성될 수 있다. 배기구(10a, 10a')의 하측에 헤파 필터(62)가 배치된다. 헤파 필터(62)는 배기구(10a, 10a')를 따라 원주 방향으로 연장 배치될 수 있다.
메인 바디(10)는 헤파 필터(62)의 하측면을 덮어주는 필터 커버(17)를 포함한다. 헤파 필터(62)가 필터 수용 공간에 수용된 상태에서, 헤파 필터(62)의 하측은 필터 커버(17)에 의해서 커버되되, 필터 커버(17)에는 배기 유로(P5) 상의 공기가 통과하기 위한 홀이 형성된다. 필터 커버(17)는 배출 커버(12, 12')에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
배출 커버(12, 12')는 팬 모듈 하우징(14)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 팬 모듈 하우징(14)과 분리된 배출 커버(12, 12')에서 필터 커버(17)를 배출 커버(12, 12')에서 분리하면, 헤파 필터(62)를 필터 수용 공간에서 인출할 수 있다.
본 발명에서 청소기(1)가 프리 필터(61)와 헤파 필터(62)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 필터의 종류 및 개수에는 제한이 없음은 물론이다.
한편, 입력부(3)는 핸들(30)을 기준으로 이동 제한부(32a)의 반대편에 위치할 수 있다. 입력부(3)는 경사면(33)에 배치될 수 있다.
또한, 출력부(4)는 연장부(31)에 배치될 수 있다. 일 예로, 출력부(4)는 연장부(31)의 상면에 위치할 수 있다. 출력부(4)는 복수의 발신부(111)를 포함할 수 있다. 복수의 발신부(111)는 연장부(31)의 길이 방향(전후 방향)으로 이격되어 배열될 수 있다.
한편, 도 5 내지 도 6을 참고하여, 유로(P)는, 흡입유로(P1), 먼지 분리 유로(P2, P3), 팬 모듈 유로(P4, P4') 및 배기 유로(P5, P5')가 순차적으로 연결되어 형성된다.
특히 도 5를 참조하면, 흡입유로(P1)는 외부의 공기를 먼지 분리부(20)에 제공한다. 흡입유로(P1)는 먼지 분리부(20)와 연결된다. 구체적으로, 흡입유로(P1)는 흡입관(11)에 의해 정의될 수 있고, 흡입유로(P1)의 일부는 메인바디(10)의 외측으로 노출되고, 흡입유로(P1)의 타측은 메인바디(10) 내에 위치될 수 있다. 흡입유로(P1)의 일측은 흡입 노즐(71)과 연결된 연장관(73)과 결합될 수 있다. 흡입유로(P1) 내의 공기는 팬 모듈에 의해 이동된다.
흡입 유로는 제1 방향으로 연장되는 제1 흡입유로(P11)와, 제1 흡입유로(P11) 및 먼지 분리부(20)를 연결하고, 제1 방향과 둔각을 이루는 제2 방향으로 연장되는 제2 흡입유로(P12)를 포함할 수 있다.
제1 흡입유로(P11)는 제1 방향으로 연장되는 직선 형태일 수 있다. 구체적으로, 제1 흡입유로(P11)를 정의하는 흡입관(11)은 제1 방향으로 연장되는 직선형태의 관일 수 있다. 제1 흡입유로(P11)의 적어도 메인바디(10)의 외부로 노출된다. 제1 방향의 연장선은 팬 모듈의 회전축(사이클론 유동의 축(A2))과 만난다.
제2 흡입유로(P12)의 일단은 제1 흡입유로(P11)와 연결되고, 타단은 먼지 분리부(20)와 연결된다. 제2 흡입유로(P12)는 먼지 분리부(20)의 먼지 분리 유로(P2)와 연통된다. 제2 흡입유로(P12)는 메인바디(10) 내에 위치된다.
제2 흡입유로(P12)는 먼지 분리부(20)로 유입되는 공기가 사이클론 유동의 축(A2)을 중심으로 싸이클론 운동을 하도록 유입되는 공기의 방향을 전환하고, 유입되는 공기의 유속을 줄인다.
구체적으로, 제2 흡입유로(P12)는 제1 방향(L1)과 둔각을 이루는 제2 방향(L2)으로 연장될 수 있다. 제2 흡입유로(P12)는 직선 또는 곡선을 형성할 수 있다. 제1 흡입유로(P11)와 제2 흡입유로(P12)가 이루는 각도(A0)는 150도 내지 170도가 바람직하다. 제1 방향은 전후 방향이고, 제1 흡입유로(P11)와 제2 흡입유로(P12)가 이루는 각도(A0)는 전후좌우 평면 상에서 측정한 각도이다.
제 1 흡입유로(P11)는 흡입 노즐(71)에서부터 흡입되는 먼지와 공기를 먼지 분리부(20)로 유입하기 위한 통로이다. 제 1 흡입유로(P11)를 이동하는 공기는 이동 중간에 먼지와 공기가 역류되지 않을 정도의 유속을 유지해야 한다.
제 1 흡입유로(P11)는 흡입관(11)에서 유속이 가장 빠른 영역으로 정의될 수 있다. 또한, 제 1 흡입유로(P11)은 흡입관(11)에서 유속이 상대적으로 다른 영역보다 빠른 영역으로 정의될 수 있다.
제 2 흡입유로(P12)는 제 1 흡입유로(P11) 단부에서 플립 도어(44)와 흡입관(11)의 외벽을 통해 1차 싸이클론 입구를 형성하는 제 2 흡입유로(P12)는 흡입관(11)에서 유속이 제 1 흡입유로(P11) 보다 느린 영역으로 정의될 수 있다.
흡입관(11)에는 흡입관(11)을 개폐하는 플랩도어(44)가 설치된다. 플랩도어(44)는 제2 흡입유로(P12)에 회전 가능하게 설치되고, 제2 흡입유로(P12) 내의 압력에 따라 흡입유로를 개폐한다.
흡입 모터(51)의 작동에 의해서 흡입유로(P1)를 통하여 흡입된 공기와 먼지는, 제1유로(P2)와 제2사이클론 유로(P3) 내에서 유동하며 서로 분리된다. 제2사이클론 유로(P3)에서 공기는 상술한 바 상측으로 이동하며, 팬 모듈 유로(P4, P4')로 유입된다.
팬 모듈 유로(P4, P4')는, 공기를 프리 필터(61) 측으로 안내한다. 프리 필터(61) 및 임펠러(52)를 순차적으로 통과한 공기는, 배기 유로(P5, P5')로 유입된다. 배기 유로(P5, P5') 상의 공기는 헤파 필터(62)를 지난 후 배기구(10a, 10a')를 통하여 외부로 배출된다.
일 예로, 도 6를 참고하여, 팬 모듈 유로(P4)는, 먼지 분리부(20)로부터 유출된 공기가 상승하다가 임펠러(52)를 통과하며 하강하도록, 공기를 안내한다. 여기서, 배기 유로(P5)는 임펠러(52)를 통과하며 하강한 공기가 다시 배기구(10a, 10a')까지 상승하도록, 공기를 안내한다.
본 발명은 먼지센서(110)가 장착될 수 있다. 먼지센서(110)는 흡입 유로 내에 먼지의 농도를 측정한다.
또한, 본 발명은 가속도 센서(160)를 더 포함할 수 있다.
이하, 가속도 센서(160) 및 흡입 노즐(71)에 대하 상술한다.
도 8을 참고하면, 흡입 노즐(71)은 노즐 하우징(711)과, 브러쉬(712)를 포함한다. 노즐 하우징(711)에는 흡입구(716a)가 형성되고, 흡입구(716a)를 통해 외부의 공기가 노즐 하우징(711)의 내부로 흡입된다.
흡입구(716a)는 흡입 노즐(71)의 하면(716)을 상하 방향으로 관통하여 형성된다. 구체적으로, 흡입구(716a)는 노즐 하우징(711)의 하면(716)을 상하 방향으로 관통하여 형성된다.
노즐 하우징(711)에는 브러쉬(712)가 회전 가능하게 설치된다. 브러쉬(712)는 이물질을 쓸어서 연장관(73) 쪽으로 밀어 낸다. 브러쉬(712)는 브러쉬 모터(718)의 회전력에 의해 회전된다.
노즐 하우징(711)은 연장관(73)과 연결배관(715)에 의해 연결된다. 연결배관(715)의 일측은 노즐 하우징(711)과 연결되고, 연결배관(715)의 타측은 연장관(73)과 연결된다.
연결배관(715)에는 연장관(73)과의 기구적인 결합을 조작하기 위한 착탈 버튼(714)이 구비될 수 있다. 사용자는 착탈 버튼(714)을 조작함으로써 연결배관(715)과 연장관(73)을 결합 또는 분리할 수 있다.
연결배관(715)은 노즐 하우징(711)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 구체적으로, 연결배관(715)은 연결부재(715)에 상하 방향으로 회전 가능하도록 힌지(hinge) 결합될 수 있다.
가속도 센서(160)는 흡입 노즐(71)에 설치된다. 구체적으로, 가속도 센서(160)는 노즐 하우징(711)에 설치된다. 가속도 센서(160)는 흡입 노즐(71)이 바닥과 접촉하는 것을 방해하지 않기 위해 노즐 하우징(711)의 상면에 설치될 수 있다.
가속도 센서(160)는 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 가속도 센싱 기능을 구비할 수 있다. 소정의 처리 모듈이 가속도를 적분함으로써 속도를 산출하고, 속도를 적분함으로써 이동 거리를 산출할 수 있다.
또한, 가속도 센서(160)는 X축의 가속도, Y축의 가속도 및 Z축의 가속도를 측정하고, 이를 제어부(1800)에 제공한다. X축의 가속도는 흡입 노즐(71)의 전후방향의 움직임을 나타내는 것이고, Y축의 가속도는 흡입 노즐(71)의 좌우 방향의 움직임을 나타낸 것이며, Z축의 가속도는 흡입 노즐(71)의 상하 방향의 움직임을 나타낸다.
여기서, Y축은 브러쉬(712)의 회전축(712a) 방향과 나란한 방향이고, X축은 Y축과 직교하는 방향이며, Z축은 X축, Y축 및 흡입 노즐(71)의 하면(716)과 직교하는 방향이다.
이하의 도 9에서는 청소기(1)의 제어 구성요소와 관련된 일 실시예가 설명된다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 청소기(1)는, 통신부(1100), 입력부(3), 출력부(4), 전원부(1600), 메모리(1700), 제어부(1800), 가속도 센서(160), 브러쉬 모터(718) 및 흡입 모터(51) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
이때, 도 9에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 청소기가 구현될 수 있음은 물론이다.
이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다. 우선, 전원부(1600)는 외부 상용 전원에 의해 충전 가능한 배터리를 구비하여 청소기 내로 전원을 공급한다. 전원부(1600)는 청소기에 포함된 각 구성들에 구동 전원을 공급하여, 청소기가 주행하거나 특정 기능을 수행하는데 요구되는 동작 전원을 공급할 수 있다.
이때, 제어부(1800)는 배터리의 전원 잔량을 감지하고, 전원 잔량이 부족하면 외부 상용 전원과 연결된 충전대로 이동하도록 제어하여, 충전대로부터 충전 전류를 공급받아 배터리를 충전할 수 있다. 배터리는 배터리 감지부와 연결되어 배터리 잔량 및 충전 상태가 제어부(1800)에 전달될 수 있다. 출력부(4)은 제어부(1800)에 의해 배터리 잔량을 출력부(4)에 표시할 수 있다.
제어부(1800)는, 인공 지능 기술에 기반하여 정보들을 처리하는 역할을 수행하는 것으로, 정보의 학습, 정보의 추론, 정보의 지각, 자연 언어의 처리 중 적어도 하나를 수행하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
제어부(1800)는 머신 러닝(machine running) 기술을 이용하여, 청소기 내에 저장된 정보, 이동 단말기 주변의 환경 정보, 통신 가능한 외부 저장소에 저장된 정보 등 방대한 양의 정보(빅데이터, big data)를 학습, 추론, 처리 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
그리고, 제어부(1800)는 머신 러닝 기술을 이용하여 학습된 정보들을 이용하여, 실행 가능한 적어도 하나의 청소기의 동작을 예측(또는 추론)하고, 적어도 하나의 예측된 동작들 중 실현성이 가장 높은 동작이 실행되도록 청소기를 제어할 수 있다. 머신 러닝 기술은 적어도 하나의 알고리즘에 근거하여, 대규모의 정보들을 수집 및 학습하고, 학습된 정보를 바탕으로 정보를 판단 및 예측하는 기술이다.
정보의 학습이란 정보들의 특징, 규칙, 판단 기준 등을 파악하여, 정보와 정보 사이의 관계를 정량화하고, 정량화된 패턴을 이용하여 새로운 데이터들을 예측하는 동작이다.
또한, 제어부(1800)는 청소기에 구비된 센서에서 제공된 정보를 출력부(4)를 통해 출력한다.
한편, 입력부(3)는 사용자로부터 청소기에 대한 각종 제어 명령을 입력 받는다. 입력부(3)는 하나 이상의 버튼을 포함할 수 있다..
또한, 입력부(3)는 하드 키나 소프트 키, 터치패드 등으로 메인바디(10)의 상부에 설치될 수 있다. 또, 입력부(3)는 출력부(4)와 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다. 입력부(3)는 사용자의 브러쉬 모터(718)의 제어 명령 또는/및 흡입 모터(51)의 제어 명령을 입력 받을 수 있다.
한편, 출력부(4)는, 청소기의 상부에 설치될 수 있다. 물론 설치 위치나 설치 형태는 달라질 수 있다. 예를 들어, 출력부(4)는 배터리 상태, 브러쉬 모터(718)의 상태, 흡입 모터(51)의 상태 및 현재 흡입 노즐(71)의 상태 등을 화면에 표시할 수 있다.
출력부(4)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다.
출력부(4)는, 제어부(1800)에 의해 수행되는 청소기의 동작 과정 또는 동작 결과를 청각적으로 출력하는 음향 출력 수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력부(4)는 제어부(1800)에 의해 생성된 경고 신호에 따라 외부에 경고음을 출력할 수 있다.
이때, 음향 출력 수단(미도시)은 비퍼(beeper), 스피커 등의 음향을 출력하는 수단일 수 있고, 출력부(4)는 메모리(1700)에 저장된 소정의 패턴을 가진 오디오 데이터 또는 메시지 데이터 등을 이용하여 음향 출력 수단을 통해 외부로 출력할 수 있다.
메모리(1700)는 청소기를 제어 또는 구동하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장한다. 메모리(1700)는 오디오 정보, 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 저장할 수 있다. 또, 메모리(1700)는 주행 패턴과 관련된 정보를 저장할 수 있다.
메모리(1700)는 비휘발성 메모리를 주로 사용한다. 여기서, 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지할 수 있는 저장 장치로서, 일 예로, 롬(ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 마그네틱 컴퓨터 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크, 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프), 광디스크 드라이브, 마그네틱 RAM, PRAM 등일 수 있다.
한편, 통신부(1100)는 단말 장치 및/또는 특정 영역 내 위치한 타기기(본 명세서에서는 "가전 기기"라는 용어와 혼용하기로 한다)와 유선, 무선, 위성 통신 방식들 중 하나의 통신 방식으로 연결되어 신호와 데이터를 송수신한다.
통신부(1100)는 특정 영역 내에 위치한 타 기기와 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 타 기기는 네트워크에 연결하여 데이터를 송수신할 수 있는 장치이면 어느 것이어도 무방하며, 일 예로, 공기 조화 장치, 난방 장치, 공기 정화 장치, 전등, TV, 자동차 등과 같은 장치일 수 있다. 또한, 타 기기는, 문, 창문, 수도 밸브, 가스 밸브 등을 제어하는 장치 등일 수 있다. 또한, 타 기기는, 온도, 습도, 기압, 가스 등을 감지하는 센서 등일 수 있다.
브러쉬 모터(718)는 브러쉬(712)에 회전력을 제공하여 브러쉬(712)를 회전시킨다.
제어부(1800)는 가속도 센서(160)에서 제공되는 X축 가속도 변화량과, 가속도 센서(160)에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 합산한 합산 가속도 변화량을 바탕으로 흡입 노즐(71)의 정지모션을 판단하고, 브러쉬 모터(718), 흡입 모터(51) 및 전원부를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(1800)는 가속도 센서(160)에서 제공되는 X축 가속도 변화량과, 가속도 센서(160)에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 합산한 합산 가속도 변화량을 바탕으로 흡입 노즐(71)의 정지모션을 판단하고, 브러쉬 모터(718), 흡입 모터(51) 및 전원부 중 적어도 하나를 오프시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 청소 시에 사용자의 의도를 반영하여 흡입 모터(51)와 브러쉬 모터(718)의 일시정지가 필요할 때, 일시정지하고, 청소기의 전원의 오프가 필요할 때 전원을 오프하여서, 사용자가 청소 중에 물건 등을 옮기나 청소 이외의 행위를 할 때 청소기를 제어할 필요가 없어서 사용자의 편의성이 향상되고, 청소기의 사용시간을 늘리는 이점이 있다.
제어부(1800)는 가속도 센서(160)에서 제공되는 X축 가속도 변화량과, 가속도 센서(160)에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 합산한 합산 가속도 변화량을 바탕으로 브러쉬(712)의 회전속도를 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명은 청소 시에 사용자의 의도를 반영하여 브러쉬(712)의 회전속도를 제어하여, 사용자가 브러쉬(712)의 속도를 빠르게 하길 원하는 시점을 파악하므로, 청소기의 에너지 사용을 줄일 수 있고, 효율적인 청소가 가능한 이점이 있다.
또한, 제어부(1800)는 가속도 센서(160)에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 바탕으로 노즐의 상태를 판단하고, 노즐의 상태에 따라 브러쉬(712)의 회전속도 및 흡입 모터(51)의 회전 속도를 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명은 청소 시에 흡입 노즐(71)의 들림 상태 또는 뒤집힌 상태를 파악하고, 흡입 노즐(71)의 들림 상태일 때, 브러쉬 모터(718) 또는/및 흡입 모터(51)를 정지하여서, 흡입 노즐(71)의 흡입부를 통해 사용자의 손가락 등이 유입되어 발생되는 부상을 줄일 수 있는 이점이 존재한다.
또한, 본 발명은 청소 시에 흡입 노즐(71)의 들림 상태 또는 뒤집힌 상태를 파악하고, 흡입 노즐(71)의 들림 상태일 때, 브러쉬 모터(718) 또는/및 흡입 모터(51)를 정지하여서, 흡입 노즐(71)이 제 역할을 못하는 시간에 모터를 정지하여서 에너지를 절약하고, 청소기의 가동시간을 증가시키는 이점이 있다.
본 발명은 청소 시에 흡인 노즐이 틸트 상태를 판단하고, 틸트 정도에 따라, 브러쉬 모터(718) 또는/및 흡입 모터(51)를 정지하거나, 브러쉬 모터(718) 또는/및 흡입 모터(51)의 속도를 줄여서, 사용자의 부상위험을 줄이고, 에너지 낭비를 줄일 수 있는 이점이 있다.
이하, 흡입 노즐(71)의 정지모션 판단과, 그에 따른 청소기의 제어방법에 대해 상술한다.
도 10을 참조하면, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 정지 기준 값 이상 인 경우, 합산 가속도 변화량이 제2 정지 기준 값 이상인 경우, 흡입 노즐(71)의 정지모션으로 판단한다. 흡입 노즐(71)의 정지모션은 사용자가 청소 중에 흡입 노즐(71)을 움직이지 않고 정지해둔 상태를 의미한다.
여기서, 합산 가속도 변화량은 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 각각 제공하여 합산한 후 제곱근을 구한 값으로 정의할 수 있다. 가속도 변화량은 단위 시간당 가속도의 변화량이다. 가속도 변화량이 작으면 사용자가 흡입 노즐(71)을 움직이지 않는 경우이므로, 사용자의 의도에 맞게 청소기의 일시 정지나, 청소기의 전원을 오프하게 된다.
X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량은 절대값으로, +X, +Y, +Z축의 가속도 변화량과, -X, -Y, -Z축의 가속도 변화량을 포함한다.
가속도 변화량은 단위 시간당 가속도의 변화량이다. 가속도 변화량이 작으면 사용자가 흡입 노즐(71)을 움직이지 않는 경우이므로, 사용자의 의도에 맞게 청소기의 일시 정지나, 청소기의 전원을 오프하게 된다.
구체적으로, 제어부(1800)는, 가속도 센서에서 제공된 가속도 변화량을 바탕으로 흡입 노즐(71)의 정지모션 여부를 판단하고, 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제1시간 이상(또는 동안) 유지되는 경우, 브러쉬 모터(718) 및 흡입 모터(51)를 오프(OFF)시킨다.
제1시간은 제2시간 보다 작은 시간으로 설정된 값이다. 제어부(1800)는 사용자가 물건을 옮기는 등의 사유로 흡입 노즐(71)을 정지시키는 경우, 그 상태가 제1시간 동안 유지되는 경우, 브러쉬 모터(718) 및 흡입 모터(51)를 오프(OFF)하여서, 자동 일시정지 상태로 돌입한다.
물론, 제어부(1800)는 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제1시간 이상(또는 동안) 유지되는 경우, 브러쉬 모터(718) 및 흡입 모터(51)를 오프(OFF)시키고, 출력부에 자동 일시 정지 상태를 출력할 수 있다.
또한, 제어부(1800)는, 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제2시간 이상(또는 동안) 유지되는 경우, 전원부를 오프(OFF)시킨다. 제어부(1800)는 사용자가 잠시 동안 흡입 노즐(71)의 움직임을 정지하는 경우, 브러쉬 모터(718)와 흡입 모터(51)만 정지하고, 사용자가 장기간 흡입 노즐(71)의 움직임을 정지하는 겨우, 전원부를 오프하여서, 청소기 전체의 전원을 오프할 수 있다.
물론, 제어부(1800)는, 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제1시간 동안 유지되는 경우, 브러쉬 모터(718) 및 흡입 모터(51)를 오프(OFF)시키고, 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제1시간 보다 큰 제2시간 동안 유지되는 경우, 전원부를 오프(OFF)시킬 수 있다.
도 12을 참조하면, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도를 고속으로 변경한다. 여기서, 제1 기준 값은 미리 설정된 값이다.
X축의 가속도 변화량이 크면 사용자가 흡입 노즐(71)을 전후 방향을 빠르게 왕복하는 경우이므로, 브러쉬(712)의 회전 속도를 고속으로 변경하여서, 사용자의 의도에 맞게 강한 청소력을 제공한다.
구체적으로, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬 모터(718)의 속도를 고속으로 변경한다. 여기서, 브러쉬 모터(718)와 브러쉬(712) 회전 속도가 고속이라는 것은 후술하는 저속과 중속 보다 높은 임의의 회전속도를 의미한다. 제어부(1800)가 브러쉬 모터(718)의 속도를 고속으로 변경하려고 할 때, 이미 브러쉬 모터(718)의 속도가 고속인 경우, 고속을 유지한다.
여기서, 가속도 변화량이 기준 값 이상 인 경우란, 가속도 변화량이 단위 시간 내에 적어도 한번 또는 복수 번 기준 값 이상일 때를 의미한다.
물론, 제어부(1800)는 현재 상태를 출력부(4)를 통해 표시할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1800)는, X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬(712) 회전속도가 고속이라는 것을 출력부(4)에 표시할 수 있다.
또한, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 인 경우, 흡입 모터(51)의 속도를 고속으로 변경한다. 여기서, 흡입 모터(51)와 브러쉬(712) 회전 속도가 고속이라는 것은 후술하는 저속과 중속 보다 높은 임의의 회전속도를 의미한다. 제어부(1800)가 흡입 모터(51)의 속도를 고속으로 변경하려고 할 때, 이미 흡입 모터(51)의 속도가 고속인 경우, 고속을 유지한다.
제어부(1800)는, X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 인 경우, 흡입 모터(51)의 회전속도가 고속이라는 것을 출력부(4)에 표시할 수 있다.
제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도를 중속으로 변경할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬 모터(718)의 속도를 중속으로 변경한다. 제어부(1800)가 브러쉬 모터(718)의 속도를 중속으로 변경하려고 할 때, 이미 브러쉬 모터(718)의 속도가 중속인 경우, 중속을 유지한다.
물론, 제어부(1800)는, X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬(712) 회전속도가 중속이라는 것을 출력부(4)에 표시할 수 있다.
제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도를 중속으로 변경할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 흡입 모터(51)의 속도를 중속으로 변경한다. 제어부(1800)가 흡입 모터(51)의 속도를 중속으로 변경하려고 할 때, 이미 흡입 모터(51)의 속도가 중속인 경우, 중속을 유지한다.
물론, 제어부(1800)는, X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬(712) 회전속도가 중속이라는 것을 출력부(4)에 표시할 수 있다.
제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 사용자가 흡입 노즐(71)을 중간 정도의 세기로 왕복하는 것으로 판단하고, 그에 맞도록 브러쉬 모터(718)와 흡입 모터(51)의 속도를 조절한다. 제1 기준 값은 제3 기준 값 보다 큰 값이다.
제어부(1800)는 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상인 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전 속도를 고속으로 변경할 수 있다. 또한, 제어부(1800)는 제어부(1800)는, 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상인 경우, 흡입 모터(51)의 회전 속도를 고속으로 변경할 수 있다.
따라서, 제어부(1800)는 흡입 노즐(71)의 전후방 움직임만을 감지하여 사용자의 의도를 파악하는 것이 아니고, 3축 방향의 움직임을 종합적으로 고려하여서, 사용자의 편의성을 더욱 향상시킬 수 있다.
즉, 본 발명은 3축 방향의 가속도 변화 값의 합을 구하고 그 값에 따라 다양한 제어를 수행하게 된다. 따라서, 사용자가 전후방향 뿐만 아니고, 좌우방향 및 수직방향으로 빠르게 흡입 노즐(71)을 움직이는 경우, 흡입력을 강화시켜 줄 수 있다.
물론, 제어부(1800)는 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상이고, X축의 가속도 변화량 및 Y축의 가속도 변화량이 Z축 변화량 보다 큰 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전 속도를 고속으로 변경할 수 있다. 수직방향의 움직임이 수평방향의 움직임 보다 적은 경우만, 사용자가 청소력을 증가시키는 원하는 것으로 판단하고 강한 청소력을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명은 X축의 가속도 변화량과 합산 가속도 변화량을 동시에 고려하여서 더욱 정확한 사용자의 의도 또는 움직임을 파악할 수 있다.
예를 들면, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 이거나, 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상인 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전 속도를 고속으로 변경할 수 있다.
또한, 수직방향으로 움직임이 큰 경우는 사용자가 의도가 청소력을 증대시키는 것이 아니라, 흡입 노즐(71)의 하부를 보거나 청소를 끝내는 것이므로, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 이거나, 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상이고, X축의 가속도 변화량 및 Y축의 가속도 변화량이 Z축 변화량 보다 큰 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전 속도를 고속으로 변경할 수 있다.
제어부(1800)는 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 보다 작고, 제4 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전 속도를 중속으로 변경할 수 있다. 여기서, 제2 기준 값은 제4 기준 값 보다 크다. 물론, 제어부(1800)는 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 보다 작고, 제4 기준 값 이상 이고, X축의 가속도 변화량 및 Y축의 가속도 변화량이 Z축 변화량 보다 큰 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전 속도를 중속으로 변경할 수 있다.
제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제3 기준 값 보다 작고, 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 보다 작은 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전 속도를 저속으로 변경할 수 있다.
물론, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제3 기준 값 보다 작고, 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 보다 작으며, X축의 가속도 변화량 및 Y축의 가속도 변화량이 Z축 변화량 보다 큰 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전 속도를 저속으로 변경할 수 있다.
제어부(1800)는, Z축의 가속도 변화량이 제5 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬 모터(718)를 오프(OFF)할 수 있다. 또한, Z축의 가속도 변화량이 +Z방향(상방)으로 제5 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬 모터(718)를 오프(OFF)할 수 있다. Z축의 가속도 변화량이 +Z방향(상방)인 경우, 중력 가속도가 반대로 작동하는 경우, 흡입 노즐(71)이 전복된 것으로 판단할 수 있다.
Z축의 가속도 변화량이 제5 기준 값 이상 인 경우, 흡입 노즐(71)이 바닥에서 들렸다고 판단할 수 있다.
제어부(1800)는 흡입 노즐(71)이 바닥에서 들린 경우와, 전복된 경우, 브러쉬 모터(718)를 오프하여서, 사용자의 부상을 방지할 수 있다. 물론, Z축의 가속도 변화량이 제5 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬 모터(718)를 오프(OFF)할 수도 있다.
제어부(1800)는 Z축의 가속도 변화량이 제5 기준 값 보다 작고, Z축의 가속도 변화량이 제6 기준 값 보다 이상이고, X축 변화량이 제7 기준 값 이상이며, Y축 변화량이 제8 기준 값 이상이면, 브러쉬 모터(718)를 오프(OFF)할 수 있다.
제어부(1800)는 Z축의 가속도 변화향이 제5 기준 값 보다 작아서 흡입 노즐(71)의 들림으로 판단하지 못하는 경우라도, 3축의 가속도 변화량을 종합적으로 판단하여, 흡입 노즐(71)의 틸트를 판단하고 브러쉬 모터(718)를 정지할 수 있다.
물론, 제어부(1800)는 Z축의 가속도 변화량이 제5 기준 값 보다 작고, Z축의 가속도 변화량이 제6 기준 값 보다 이상이고, X축 변화량이 제7 기준 값 이상이며, Y축 변화량이 제8 기준 값 이상이면, 흡입 모터(51)를 오프(OFF)할 수 있다.
바람직하게는, 제6 기준 값은 제7 기준 값 및 제8 기준 값 보다 크게 설정될 수 있다. 이는 3축 방향 중에 수직방향의 가속도에 중점을 두고 흡입 노즐(71)의 틸트를 판단하기 위함이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법을 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 제어방법은 흡입 노즐(71)의 3축에 대한 가속도를 감지하는 감지단계(S20), 3축에 대한 가속도를 바탕으로 흡입 노즐(71)의 정지모션을 판단하는 판단단계(S30) 및 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제1시간 동안 지속되면 브러쉬 모터(718) 및 흡입 모터(51)를 오프하는 일시 정지 단계(S50)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 제어방법은 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제1시간 보다 큰 제2시간 동안 지속되면, 청소기의 전원을 오프하는 전원오프 단계(S70)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 먼저 사용자가 청소기를 작동시켜서, 청소기에 전원이 공급된다 (S10). 청소기는 사용자의 명령을 입력을 받아 청소기를 작동시킨다. 예를 들면, 사용자가 청소기의 전원을 온하거나, 청소기의 흡입 모터(51) 또는/및 브러쉬 모터(718)의 작동속도를 설정하게 되면, 제어부(1800)는 브러쉬(712) 또는/및 흡입 모터(51)를 작동시킨다.
이후, 감지단계(S20)에서, 청소기는 3축의 가속도를 측정하고 제어부(1800)에 제공한다. 구체적으로, 제어부(1800)는 가속도 센서(160)를 제어하여 3축에 대한 가속도를 측정한다.
이후, 판단단계(S30)에서, 제어부(1800)는 3축에 대한 가속도를 바탕으로 흡입 노즐(71)의 정지모션을 판단한다. 구체적으로, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 정지 기준 값 이상이고, 합산 가속도 변화량이 제2 정지 기준 값 이상인 경우, 흡입 노즐(71)의 정지모션으로 판단하고, 그렇지 않는 경우 흡입 노즐(71)의 작동모션으로 판단한다.
제어부(1800)는 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제1시간 동안(또는 이상) 지속되는지 판단한다(S40).
제어부(1800)는 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제1시간 동안(또는 이상) 지속된 경우, 브러쉬 모터(718) 및 흡입 모터(51)를 오프한다(S50). 즉, 제어부(1800)는 청소기를 일시 정지 상태로 전환한다. 이 때, 제어부(1800)는 출력부에 청소기의 일시 정지 상태를 출력할 수 있다.
제어부(1800)는 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제2시간 동안(또는 이상) 지속되는지 판단한다(S60).
제어부(1800)는 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제2시간 동안(또는 이상) 지속된 경우, 전원부를 오프한다(S70). 전원부가 오프되면, 청소기의 전체 전원이 오프된다. 즉, 제어부(1800)는 청소기를 전원꺼짐 상태로 전환한다.
이하, 본 발명의 다른 실시예의 청소기의 제어방법을 설명한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 13을 참조하면, 먼저 사용자가 청소기를 작동시켜서, 청소기에 전원이 공급된다 (S10). 청소기는 사용자의 명령을 입력을 받아 청소기를 작동시킨다. 예를 들면, 사용자가 청소기의 전원을 온하거나, 청소기의 흡입 모터(51) 또는/및 브러쉬 모터(718)의 작동속도를 설정하게 되면, 제어부(1800)는 브러쉬(712) 또는/및 흡입 모터(51)를 작동시킨다.
이후, 감지단계(S20)에서, 청소기는 3축의 가속도를 측정하고 제어부(1800)에 제공한다. 구체적으로, 제어부(1800)는 가속도 센서(160)를 제어하여 3축에 대한 가속도를 측정한다.
이후, 판단단계(S30)에서, 제어부(1800)는 3축에 대한 가속도를 바탕으로 흡입 노즐(71)의 정지모션을 판단한다. 구체적으로, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 정지 기준 값 이상이고, 합산 가속도 변화량이 제2 정지 기준 값 이상인 경우, 흡입 노즐(71)의 정지모션으로 판단하고, 그렇지 않는 경우 흡입 노즐(71)의 작동모션으로 판단한다.
제어부(1800)는 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제1시간 동안(또는 이상) 지속되는지 판단한다(S40).
제어부(1800)는 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제1시간 동안(또는 이상) 지속된 경우, 브러쉬 모터(718) 및 흡입 모터(51)를 오프한다(S50). 즉, 제어부(1800)는 청소기를 일시 정지 상태로 전환한다. 이 때, 제어부(1800)는 출력부에 청소기의 일시 정지 상태를 출력할 수 있다.
제어부(1800)는 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제2시간 동안(또는 이상) 지속되는지 판단한다(S60).
제어부(1800)는 흡입 노즐(71)의 정지모션이 제2시간 동안(또는 이상) 지속된 경우, 전원부를 오프한다(S70). 전원부가 오프되면, 청소기의 전체 전원이 오프된다. 즉, 제어부(1800)는 청소기를 전원꺼짐 상태로 전환한다.
제어부(1800)는 흡입 노즐(71)의 정지모션이 아니라고 판단하는 경우, X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 인지 판단한다 (S130).
제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 속도를 고속으로 변경한다(S135).
제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작으면, 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상인지 판단한다(S133).
제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작으면, 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상인지 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전 속도를 고속으로 변경할 수 있다(S135).
제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작은 경우, 제3 기준 값 이상 인지 판단한다(S140). 물론, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 보다 작은 경우, X축의 가속도 변화량이 제3 기준 값 이상 인지 판단한다(S140).
제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전속도를 중속으로 변경할 수 있다(S145). 물론, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전속도를 중속으로 변경할 수 있다(S145).
제어부(1800)는 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 이상 인지 판단한다(S143).
제어부(1800)는 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 보다 작은 경우, 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 이상 인지 판단한다(S143). 물론, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상이며, 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 보다 작은 경우, 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 이상 인지 판단한다(S143).
제어부(1800)는 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 보다 작고, 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전속도를 중속으로 변경할 수 있다(S145). 물론, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 보다 작으며, 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 보다 작으며, 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전속도를 중속으로 변경할 수 있다(S145).
제어부(1800)는 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 보다 작고, 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 보다 작은 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전속도를 저속으로 변경할 수 있다(S150). 물론, 제어부(1800)는 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 보다 작으며, 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 보다 작고, 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 보다 작은 경우, 브러쉬(712)의 회전 속도 또는/및 흡입 모터(51)의 회전속도를 저속으로 변경할 수 있다(S150).
제어부(1800)는, Z축의 가속도 변화량이 제5 기준 값 이상 인지 판단한다(S160). 구체적으로, 제어부(1800)는 브러쉬(712)의 회전속도 및 흡입모터의 회전속도에 상관없이 Z축의 가속도 변화량이 제5 기준 값 이상 인지 판단한다.
제어부(1800)는 Z축의 가속도 변화량이 제5 기준 값 이상 인 경우, 브러쉬 모터(718) 또는/및 흡입 모터(51)를 오프(OFF)할 수 있다(S180).
제어부(1800)는 Z축의 가속도 변화량이 제5 기준 값 보다 작은 경우, Z축의 가속도 변화량이 제6 기준 값 보다 이상이고, X축 변화량이 제7 기준 값 이상이며, Y축 변화량이 제8 기준 값 이상인지 판단한다(S170).
제어부(1800)는 Z축의 가속도 변화량이 제6 기준 값 보다 이상이고, X축 변화량이 제7 기준 값 이상이며, Y축 변화량이 제8 기준 값 이상 경우, 브러쉬 모터(718) 또는/및 흡입 모터(51)를 오프(OFF)할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (20)

  1. 외부의 공기를 흡입하는 흡입 노즐;
    상기 흡입 노즐에 설치된 브러쉬를 회전시키는 브러쉬 모터;
    상기 흡입 노즐의 흡입력을 생성하는 흡입 모터;
    상기 흡입 노즐에 설치되어 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 가속도를 센싱하는 가속도 센서;
    상기 브러쉬 모터 및 상기 가속도 센서에 전원을 공급하는 전원부; 및
    상기 가속도 센서에서 제공되는 X축 가속도 변화량과, 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 합산한 합산 가속도 변화량을 바탕으로 상기 브러쉬 모터, 상기 흡입 모터 및 상기 전원부를 제어하는 제어부를 포함하는 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가속도 센서에서 제공된 가속도 변화량을 바탕으로 상기 흡입 노즐의 정지모션 여부를 판단하고, 상기 흡입 노즐의 정지모션이 제1시간 이상 유지되는 경우, 상기 브러쉬 모터 및 상기 흡입 모터를 오프(OFF)시키는 청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가속도 센서에서 제공된 가속도 변화량을 바탕으로 상기 흡입 노즐의 정지모션 여부를 판단하고, 상기 흡입 노즐의 정지모션이 제2시간 이상 유지되는 경우, 상기 전원부를 오프(OFF)시키는 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가속도 센서에서 제공된 가속도 변화량을 바탕으로 상기 흡입 노즐의 정지모션 여부를 판단하고, 상기 흡입 노즐의 정지모션이 제1시간 동안 유지되는 경우, 상기 브러쉬 모터 및 상기 흡입 모터를 오프(OFF)시키고, 상기 흡입 노즐의 정지모션이 상기 제1시간 보다 큰 제2시간 동안 유지되는 경우, 상기 전원부를 오프(OFF)시키는 청소기.
  5. 제2항 내지 제4항 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 X축의 가속도 변화량이 제1 정지 기준 값 이상이고, 상기 합산 가속도 변화량이 제2 정지 기준 값 이상인 경우, 상기 흡입 노즐의 정지모션으로 판단하는 청소기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가속도 센서에서 제공되는 X축 가속도 변화량과, 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 합산한 합산 가속도 변화량을 바탕으로 상기 브러쉬의 회전속도를 제어하는 청소기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 인 경우, 상기 브러쉬의 회전 속도를 고속으로 변경하는 청소기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상인 경우, 상기 브러쉬의 회전 속도를 고속으로 변경하는 청소기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 이거나, 상기 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상인 경우, 상기 브러쉬의 회전 속도를 고속으로 변경하는 청소기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 상기 브러쉬의 회전 속도를 중속으로 변경하는 청소기.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 보다 작고, 제4 기준 값 이상 인 경우, 상기 브러쉬의 회전 속도를 중속으로 변경하는 청소기.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 X축의 가속도 변화량이 제3 기준 값 보다 작고, 상기 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 보다 작은 경우, 상기 브러쉬의 회전 속도를 저속으로 변경하는 청소기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 이상 이거나, 상기 합산 가속도 변화량이 제2 기준 값 이상인 경우, 상기 흡입 모터의 회전 속도를 고속으로 변경하는 청소기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 X축의 가속도 변화량이 제1 기준 값 보다 작고, 제3 기준 값 이상 인 경우, 상기 흡입 모터의 회전 속도를 중속으로 변경하는 청소기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 X축의 가속도 변화량이 제3 기준 값 보다 작고, 상기 합산 가속도 변화량이 제4 기준 값 보다 작은 경우, 상기 흡입 모터의 회전 속도를 저속으로 변경하는 청소기.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 노즐의 하면에는 상기 외부의 공기가 유입되는 흡입구를 더 포함하고,
    상기 Y축은 상기 브러쉬의 회전축 방향과 나란한 방향이고,
    상기 X축은 상기 Y축과 직교하는 방향이며,
    상기 Z축은 상기 X축, 상기 Y축 및 상기 흡입 노즐의 하면과 직교하는 방향인 청소기.
  17. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 흡입 노즐의 정지 모션이 아니라고 판단되는 경우, 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축 가속도 변화량과, 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 합산한 합산 가속도 변화량을 바탕으로 상기 브러쉬의 회전속도 또는 상기 흡입 모터의 회전속도를 제어하는 청소기.
  18. 흡입노즐에 설치된 브러쉬를 회전시키는 브러쉬 모터;
    흡입 노즐의 흡입력을 생성하는 흡입 모터;
    상기 흡입 노즐에 설치되어 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 가속도를 센싱하는 가속도 센서;
    상기 브러쉬 모터 및 상기 가속도 센서에 전원을 공급하는 전원부; 및
    상기 가속도 센서에서 제공되는 X축 가속도 변화량과, 상기 가속도 센서에서 제공되는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 변화량을 합산한 합산 가속도 변화량을 바탕으로 상기 브러쉬 모터, 상기 흡입 모터 및 상기 전원부 중 적어도 하나를 오프(OFF)하는 청소기.
  19. 흡입 노즐의 3축에 대한 가속도를 감지하는 감지단계;
    상기 3축에 대한 가속도를 바탕으로 상기 흡입 노즐의 정지모션을 판단하는 판단단계; 및
    상기 흡입 노즐의 정지모션이 제1시간 동안 지속되면, 브러쉬 모터 및 흡입 모터를 오프하는 일시 정지 단계를 포함하는 청소기의 제어방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 흡입 노즐의 정지모션이 상기 제1시간 보다 큰 제2시간 동안 지속되면, 청소기의 전원을 오프하는 전원오프 단계를 더 포함하는 청소기의 제어방법.
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