KR100926322B1 - 로봇 청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로, 그 구성은 청소기 본체의 저면 후방 좌우측에 구비되고, 상기 청소기 본체의 내부에 설치된 구동수단의 구동에 따라 회전되는 좌,우측 구동바퀴; 상기 청소기 본체의 저면 전방 중앙에 구비되어 상기 좌,우측 구동바퀴가 회전할 때, 상기 좌,우측 구동바퀴와 함께 상기 청소기 본체를 지지하면서 상기 청소기 본체가 이동되도록 하는 전방바퀴; 상기 전방 바퀴의 전방에 구비되어 상기 청소기 본체의 저면과 바닥면 간의 거리를 감지하는 전방센서; 상기 좌,우측 구동바퀴의 전방에 구비되어 상기 청소기 본체의 저면과 바닥면 사이의 거리를 감지하는 후방센서; 상기 전방센서와 상기 후방센서 사이에 설치되어 상기 청소기 본체의 저면과 바닥면과의 거리를 감지하는 중간센서; 및 상기 청소기 본체의 내부에 구비되어 청소기의 전체 동작을 제어하고, 상기 전방센서와 상기 후방센서 및 상기 중간센서로부터 감지되는 거리를 비교하여 바닥면이 낭떠러지인지 아니면 문턱인지를 판별하는 제어부;가 구비되는 것을 특징으로 하며, 위와 같은 구성에 의하여 이동 청소 중에 문턱 또는 낭떠러지를 정확하게 감지 판단하여 지속적이고 안정된 청소를 할 수 있게 된다.

로봇청소기, 낭떠러지, 문턱, 센서, 바닥면

Description

로봇 청소기{ROBOT CLEANER}

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로, 상세하게는 이동 청소 중에 문턱 또는 낭떠러지를 정확하게 감지 판단할 수 있는 로봇 청소기에 관한 것이다.

일반적으로 로봇 청소기는 일반 진공 청소기와는 달리 사용자가 직접 조작하지 않아도 스스로 청소하고자 하는 구역으로 이동하면서 바닥면의 먼지 또는 이물질을 흡입하여 청소하는 기기이다.

상기 로봇 청소기는 본체 내부에 청소 동작을 제어하는 제어부가 구비된다.

상기 본체의 저면에는 흡입력으로 바닥면의 먼지나 이물질을 흡입하는 흡입구와, 하나의 전방바퀴 및 전후 좌우로 이동하는 좌,우측 구동바퀴가 구비되며, 상기 전방바퀴 및 좌,우측 구동바퀴의 주변에는 전후, 좌우방향의 장애물 및 바닥면의 단차(낭떠러지)를 감지하는 다수의 센서가 구비된다.

이때 상기 바닥면의 단차(낭떠러지)를 감지하면서 청소하는 로봇 청소기는 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 전방바퀴(11) 및 좌,우측 구동바퀴(12)(13)의 전방과 후방의 낭떠러지를 감지하는 전방센서(14)와 후방센서(15)가 구비된다.

이와 같이 구비된 로봇 청소기는 청소시, 청소가 이루어지는 바닥면이 평지 보다 낮은 단차(낭떠러지)가 있어, 안정되고 원활한 청소를 위해서 상기 전방바퀴(11) 및 좌,우측 구동바퀴(12)(13)의 전방 각각에 구비된 전방센서(14)와 후방센서(15)로 상기 단차(낭떠러지)를 감지하면서 청소를 하게 된다.

이때 상기 단차(낭떠러지)의 감지는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 전방센서(14)에서 감지되는 값(A)과 상기 후방센서(15)에서 감지되는 값(B)과의 차이(A≠B)가 발생하느냐 여부로 판단하도록 되어 있다.

그래서 이동하면서 청소중에 상기 전방센서(14)와 후방센서(15) 중 어느 하나의 센서에서 감지된 값(A)과 다른 하나에서 감지된 값(B)과의 차이가 도 2와 같이 발생하면, 상기 로봇 청소기는 단차(낭떠러지)가 감지된 것으로 판단하고, 상기 낭떠러지로 로봇 청소기가 진행되는 것을 방지하기 위하여 로봇 청소기를 후진시켜 청소를 계속하게 된다.

그러나, 청소가 이루어지는 바닥면이 도 3에서 보는 바와 같이 문턱이 있는 경우에도 도 3에서 보는 바와 같이 상기 전방센서(14)에서 감지된 값(A)과 후방센서(15)에서 감지된 값(B)과의 차이가 발생하게 되는데, 이러한 경우에 로봇 청소기는 전방에 낭떠러지가 있는 것으로 판별을 하게 되고, 따라서, 로봇 청소기는 상기 문턱에서 더 이상 전방으로 진행을 하지 못하고, 문턱에서 후진을 하게 되므로 로봇 청소기는 문턱에 이르러서는 상기 문턱에 걸려서 청소 영역을 더 이상 확장하지 못하고 효율적인 청소를 할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 이동 청소시 바닥면이 낭떠러지인지, 문턱인지 정확하게 감지하여 지속적이고 안정되게 청소할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 데 있다.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 청소기 본체; 상기 청소기 본체의 저면 중앙부에 구비되어 바닥면의 먼지나 이물질을 흡입하는 흡입구; 상기 청소기 본체의 저면 후방 좌우측에 구비되고, 상기 청소기 본체의 내부에 설치된 구동수단의 구동에 따라 회전되는 좌,우측 구동바퀴; 상기 청소기 본체의 저면 전방 중앙에 구비되어 상기 좌,우측 구동바퀴가 회전할 때, 상기 좌,우측 구동바퀴와 함께 상기 청소기 본체를 지지하면서 상기 청소기 본체가 이동되도록 하는 전방바퀴; 상기 전방 바퀴의 전방에 구비되어 상기 청소기 본체의 저면과 바닥면 간의 거리를 감지하는 전방센서; 상기 좌,우측 구동바퀴의 전방에 구비되어 상기 청소기 본체의 저면과 바닥면 사이의 거리를 감지하는 후방센서; 상기 전방센서와 상기 후방센서 사이에 설치되어 상기 청소기 본체의 저면과 바닥면과의 거리를 감지하는 중간센서; 및 상기 청소기 본체의 내부에 구비되어 청소기의 전체 동작을 제어하고, 상기 전방센서와 상기 후방센서 및 상기 중간센서로부터 감지되는 거리를 비교하여 바닥면이 낭떠러지인지 아니면 문턱인지를 판별하는 제어부;가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 전방센서와 후방센서 및 중간센서에서 감지된 거리(A)(B)(C)가 "A＝B＝C"이면, 평면으로 판별하는 것이 바람직하다.

상기 제어부는 상기 전방센서와 후방센서 및 중간센서에서 감지된 거 리(A,B,C)가 "A＞B＝C"이면, 낭떠러지로 판별하는 것이 바람직하다.

상기 제어부는 전방센서와 후방센서 및 중간센서에서 각각 감지된 거리(A,B,C)가 "A＞C＞B"이면 문턱으로 판별하는 것이 바람직하다.

본 발명은 청소기 본체의 저면에 구비되어 바닥면이 낭떠러지인지를 감지하는 전방센서 및 후방센서 사이에 중간센서를 구비함으로써, 이동 청소시 상기 전방센서 및 후방센서에서 감지된 값을 상기 중간센서에서 감지된 값과 비교하여 상기 비교 차이로 바닥면이 낭떠러지인지, 아니면 문턱인지를 정확하게 판단하게 되므로 지속적이고 안정된 청소를 할 수 있게 된다.

이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 로봇 청소기의 저면도이고, 도 5는 본 발명의 로봇 청소기의 제어 블록도이며, 도 6은 본 발명의 로봇 청소기의 동작 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 로봇 청소기의 떨어짐 감지 상태도이며, 도 8은 본 발명의 로봇 청소기의 문턱 감지 상태도이다.

본 발명에 따른 로봇 청소기는 청소기 본체(20), 흡입구(31), 좌,우측 구동바퀴(33)(34), 전방바퀴(32), 전방센서(35), 후방센서(36), 중간센서(37), 제어부(30)를 포함한다.

상기 청소기 본체(20)는 대략적으로 원형의 형상으로 이루어지며, 그 저면에는 후술하는 하나의 전방바퀴(32)와 좌,우측 구동바퀴(33)(34)가 구비되며, 상기 청소기 본체(20)에는 상기 좌,우측 구동바퀴(33)(34)를 구동시키기 위한 구동수단(미도시)과, 후술하는 흡입구(31)로 먼지나 이물질을 흡입시키기 위한 흡입수단(미도시)이 내장되며, 이와 같은 좌,우측 구동바퀴(33)(34)의 구동수단이나 먼지의 흡입수단은 통상의 로봇 청소기에서 이미 공지된 것이고, 이러한 것들의 구체적인 구성은 당업자라면 다양한 형태로 구성할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 흡입구(31)는 상기 청소기 본체(20)의 저면 중앙부위에 구비되며, 상기 흡입구(31)를 통하여 바닥면의 먼지나 이물질이 흡입되어 청소기 본체(20)에 내장된 먼지통(미도시)로 유입된다.

상기 좌,우측 구동바퀴(33)(34)는 상기 청소기 본체(20)의 저면 후방 좌우측에 구비되며, 상기 구동수단의 구동에 따라 회전되어 청소기 본체(20)를 전후, 좌후로 이동되도록 한다.

상기 전방바퀴(32)는 상기 청소기 본체(20)의 저면 전방 중앙에 구비되어 상기 좌,우측 구동바퀴(33)(34)가 회전할 때, 상기 좌,우측 구동바퀴(33)(34)와 함께 상기 청소기 본체(20)를 안정되게 지지하면서 청소기 본체(20)가 이동되도록 한다.

상기 전방센서(35)는 상기 전방바퀴(32)의 전방에 구비되어 상기 청소기 본체(20)의 저면과 바닥면 간의 거리를 감지하게 되며, 상기 청소기 본체(20)의 제어부(30)에 입력하게 된다.

상기 후방센서(36)는 상기 좌,우측 구동바퀴(33)(34)의 전방에 구비되어 상기 청소기 본체(20)본체의 저면과 바닥면 사이의 거리를 감지하게 되며, 상기 청소기 본체(20)의 제어부(30)에 입력하게 된다.

상기 중간센서(37)는 상기 전방바퀴(32)와 좌,우측 구동바퀴(33)(34) 사이에 구비되어 상기 청소기 본체(20)본체의 저면과 바닥면 간의 거리를 감지하게 되며, 상기 청소기 본체(20)의 제어부(30)에 입력하게 한다.

상기 제어부(30)는 상기 청소기 본체(20)의 내부에 구비되어 청소 동작의 전체를 제어하고, 상기 전방센서(35)와 상기 후방센서(36) 및 상기 중간센서(37)로부터 감지되는 거리를 비교하여 바닥면이 낭떠러지인지 아니면 문턱인지를 판별하고, 상기 제어부(30)는 마이크로프로세서가 구비된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 도 5 에 도시한 바와 같이, 제어부(30)의 제어신호에 의하여 로봇 청소기가 청소를 시작하게 되면, 상기 로봇 청소기는 좌,우측 구동바퀴(33)(34)에 동력이 인가되어 회전 구동하게 되고, 상기 좌,우측 구동바퀴(33)(34)가 구동되게 될 때 전방바퀴(32)도 함께 구동하게 되면서, 도 6에 도시한 바와 같이, 스스로 청소하고자 하는 구역을 전후, 좌우로 이동하면서 흡입구(31)를 통해 바닥면의 먼지 또는 이물질을 흡입하게 된다(단계61).

이어서 상기 제어부(30)에서는 이동하는 상기 전방바퀴(32)와 좌,우측 구동바퀴(33)(34)의 전방에 구비된 전방센서(35)에서 청소하고자 하는 구역의 바닥면과의 감지된 거리(A)와, 후방센서(36)에서 청소하고자 하는 구역의 바닥면과의 감지된 거리(B) 및 전방바퀴(32)와, 좌,우측 구동바퀴(33)(34) 사이에 구비된 중간센서(37)에서 청소하고자 하는 구역의 바닥면과의 감지된 거리(C)를 감지하게 된다(단계62).

따라서 상기 제어부(30)에서는 상기 전방센서(35)와 후방센서(36) 및 중간센 서(37)에서 각각 감지된 거리(A,B,C)가 "A＝B＝C" 인가를 판단하게 되고(단계63), 이때 상기 전방센서(35)와 후방센서(36) 및 중간센서(37)에서 감지된 거리(A,B,C)가 모두 같으면, 바닥면이 평면인 것으로 판단하면서 청소를 진행하게 된다.

그러나 상기 제어부(30)에서 상기 전방센서(35)와 후방센서(36) 및 중간센서(37)로 각각 감지된 거리 "A＝B＝C" 가 아니면, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 전방센서(35)에서 감지된 거리(A)가 후방센서(36)에서 감지된 거리(B)보다 크고, 상기 중간센서(37)에서 감지된 거리(C)가 상기 후방센서(36)에서 감지된 거리(B)와 차이가 없이 같은가, 즉 "A＞B＝C" 인가를 판단하게 된다(단계64).

이때 상기 전방센서(35)와 후방센서(36) 및 중간센서(37)에서 각각 감지된 거리(A,B,C)가 "A＞B＝C" 이면, 낭떠러지로 판단하면서(단계65), 상기 제어부(30)에서는 좌,우측 구동바퀴(33)(34)를 제어 구동하여 상기 로봇 청소기가 상기 낭떠러지로 떨어지지 않도록 안전하게 이동시켜 청소하게 된다.

한편 상기 전방센서(35)와 후방센서(36) 및 중간센서(37)에서 각각 감지된 거리(A,B,C)가 "A＞B＝C" 아니면, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 전방센서(35)에서 감지된 거리(A)가 후방센서(36)에서 감지된 거리(B)보다 크고, 상기 중간센서(37)에서 감지된 거리(C)가 상기 후방센서(36)에서 감지된 거리(B)보다 큰가, 즉 "A＞C＞B" 인가를 판단하게 된다(단계66).

따라서 상기 전방센서(35)와 후방센서(36) 및 중간센서(37)에서 각각 감지된 거리(A,B,C)가 즉 "A＞C＞B" 이면, 문턱으로 판단하면서(단계67), 상기 제어부(30)에서는 좌,우측 구동바퀴(33)(34)를 제어 구동하여 상기 로봇 청소기가 문턱으로부 터 안전하게 이동시켜 청소하게 된다.

도 1은 종래 로봇 청소기의 저면도이고,

도 2는 종래의 로봇 청소기의 떨어짐 감지 상태도이며,

도 3은 종래의 로봇 청소기의 문턱 감지 상태도이며,

도 4는 본 발명의 로봇 청소기의 저면도이고,

도 5는 본 발명의 로봇 청소기의 제어 블록도이고,

도 6은 본 발명의 로봇 청소기의 동작 흐름도이며,

도 7은 본 발명의 로봇 청소기의 떨어짐 감지 상태도이고,

도 8은 본 발명의 로봇 청소기의 문턱 감지 상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30; 제어부 31; 흡입구

32; 전방바퀴 33; 좌측 구동바퀴

34; 우측 구동바퀴 35; 전방센서

36; 후방센서 37; 중간센서

Claims (4)

1. 청소기 본체;

   상기 청소기 본체의 저면 중앙부에 구비되어 바닥면의 먼지나 이물질을 흡입하는 흡입구;

   상기 청소기 본체의 저면 후방 좌우측에 구비되고, 상기 청소기 본체의 내부에 설치된 구동수단의 구동에 따라 회전되는 좌,우측 구동바퀴;

   상기 청소기 본체의 저면 전방 중앙에 구비되어 상기 좌,우측 구동바퀴가 회전할 때, 상기 좌,우측 구동바퀴와 함께 상기 청소기 본체를 지지하면서 상기 청소기 본체가 이동되도록 하는 전방바퀴;

   상기 전방 바퀴의 전방에 구비되어 상기 청소기 본체의 저면과 바닥면 간의 거리를 감지하는 전방센서;

   상기 좌,우측 구동바퀴의 전방에 구비되어 상기 청소기 본체의 저면과 바닥면 사이의 거리를 감지하는 후방센서;

   상기 전방센서와 상기 후방센서 사이에 설치되어 상기 청소기 본체의 저면과 바닥면과의 거리를 감지하는 중간센서; 및

   상기 청소기 본체의 내부에 구비되어 청소기의 전체 동작을 제어하고, 상기 전방센서와 상기 후방센서 및 상기 중간센서로부터 감지되는 거리를 비교하여 바닥면이 낭떠러지인지 아니면 문턱인지를 판별하는 제어부;가 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 전방센서와 후방센서 및 중간센서에서 감지된 거리(A)(B)(C)가 "A＝B＝C"이면, 평면으로 판별하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 전방센서와 후방센서 및 중간센서에서 감지된 거리(A,B,C)가 "A＞B＝C"이면, 낭떠러지로 판별하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 전방센서와 후방센서 및 중간센서에서 각각 감지된 거리(A,B,C)가 "A＞C＞B"이면 문턱으로 판별하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.

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