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KR101330734B1 - 로봇청소기와 도킹 스테이션을 구비하는 로봇청소기 시스템 - Google Patents

로봇청소기와 도킹 스테이션을 구비하는 로봇청소기 시스템 Download PDF

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KR101330734B1
KR101330734B1 KR1020070085304A KR20070085304A KR101330734B1 KR 101330734 B1 KR101330734 B1 KR 101330734B1 KR 1020070085304 A KR1020070085304 A KR 1020070085304A KR 20070085304 A KR20070085304 A KR 20070085304A KR 101330734 B1 KR101330734 B1 KR 101330734B1
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KR
South Korea
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dust
robot cleaner
docking station
docking
contact
Prior art date
Application number
KR1020070085304A
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English (en)
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KR20090020755A (ko
Inventor
이연백
양수상
오연택
김정훈
Original Assignee
삼성전자주식회사
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Publication date
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Priority to US12/149,375 priority patent/US20090049640A1/en
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Priority to US13/247,430 priority patent/US8635739B2/en
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Abstract

별도의 구동 장치 없이도 로봇청소기의 먼지 배출구와 도킹 스테이션의 먼지 흡입구를 밀착시킬 수 있도록 도킹 구조를 개선한 로봇청소기 시스템을 개시한다. 개시된 로봇청소기 시스템은 먼지 배출구를 가지는 로봇청소기와, 로봇청소기 내에 저장된 먼지를 흡입하기 위한 먼지 흡입구를 가지는 도킹 스테이션과, 로봇청소기가 상기 도킹 스테이션에 도킹될 때 로봇청소기와 접촉하여 시소 운동하며 먼지 흡입구를 먼지 배출구에 밀착시키는 도킹장치를 구비한다. 도킹장치는 도킹 스테이션에 회동 가능하게 설치되는 링크부재를 구비할 수 있다. 링크부재의 일단부에는 로봇청소기와 접촉하는 접촉부가 구비되고, 링크부재의 타단부에는 먼지 흡입구를 가지는 도킹부가 구비된다.

Description

로봇청소기와 도킹 스테이션을 구비하는 로봇청소기 시스템{ROBOT CLEANER SYSTEM HAVING ROBOT CLEANER AND DOCKING STATION}
본 발명은 로봇청소기 시스템에 관한 것으로, 특히 로봇청소기의 내부에 저장된 먼지를 흡입하여 제거할 수 있도록 설치되는 도킹 스테이션을 구비하는 로봇청소기 시스템에 관한 것이다.
청소기는 실내의 이물질을 제거하여 청결하게 하는 기구로서, 저압부의 흡입력을 이용하여 이물질을 빨아들이는 진공청소기가 일반적으로 사용된다. 근래에는 사용자의 노동력 없이도 자동 주행 기능을 통해 스스로 이동하면서 바닥의 이물질을 제거하는 로봇청소기가 개발되고 있다.
일반적으로 로봇청소기는 실내의 특정 장소에 위치되어 로봇청소기의 충전이나 로봇청소기 내에 저장된 먼지를 비우는 기능을 담당하는 스테이션(이하 '도킹 스테이션'이라 한다)과 함께 하나의 시스템을 이루어 사용된다.
이러한 로봇청소기 시스템의 예는 미국 공개특허 제2005/0150519호에 개시되어 있다. 개시된 로봇청소기 시스템은 로봇청소기와, 먼지의 흡입을 위한 흡입 유닛을 가지는 도킹 스테이션을 구비한다. 로봇청소기의 하부에는 먼지의 흡입을 위 한 흡입구가 마련되고, 이 흡입구에는 먼지를 쓸 수 있도록 브러쉬가 회전 가능하도록 설치된다. 도킹 스테이션에는 로봇청소기가 올라설 수 있도록 경사면이 형성된 받침대가 구비되고, 그 경사면의 일측에는 먼지의 흡입을 위한 흡입구가 마련된다. 따라서 로봇청소기가 경사면을 따라 올라와서 도킹 위치에 이르면 경사면의 흡입구와 로봇청소기의 흡입구가 서로 마주보게 되고, 이 때 흡입 유닛이 동작하여 로봇청소기 내에 저장된 먼지를 제거하게 된다.
위와 같은 로봇청소기 시스템에서는 로봇청소기와 도킹 스테이션을 연결하는 별도의 도킹장치 없이 로봇청소기의 흡입구가 도킹 스테이션의 흡입구와 단순히 마주하는 상태에서 먼지의 흡입이 이루어지기 때문에 흡입 유닛의 흡입력이 상당 부분 손실되거나 도킹 스테이션 쪽으로 이동하는 먼지가 다시 실내로 유출되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 고려한 것으로서 대한민국 공개특허 제2007-0010298호에는 구동장치에 의해 상하 방향으로 이동하는 연결부를 가지는 로봇청소기의 먼지비움장치(도킹 스테이션)가 개시되어 있다.
로봇청소기가 먼지비움장치에 도킹되면 먼지비움장치의 연결부가 하부로 이동하여 로봇청소기의 내부로 삽입됨으로써 먼지비움장치와 로봇청소기의 먼지통이 연통된다. 이러한 상태에서 먼지비움장치의 팬모터 어셈블리가 작동하면 로봇청소기의 먼지통에 저장되어 있던 먼지가 연결부를 통해 먼지비움장치의 내부로 흡입된다.
이러한 먼지비움장치에서는 연결부가 로봇청소기의 내부로 삽입된 상태에서 먼지가 흡입되므로 흡입력의 손실 없이 로봇청소기 내부의 먼지를 효율적으로 제거할 수 있으나, 먼지비움장치의 내부에 연결부를 이동시키기 위한 별도의 구동장치가 구비됨에 따라 먼지비움장치의 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 구동 장치 없이도 로봇청소기의 먼지 배출구와 도킹 스테이션의 먼지 흡입구를 밀착시킬 수 있도록 도킹 구조를 개선한 로봇청소기 시스템을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇청소기 시스템은 먼지 배출구를 가지는 로봇청소기;와 상기 로봇청소기 내에 저장된 먼지를 흡입하기 위한 먼지 흡입구를 가지는 도킹 스테이션;과 상기 로봇청소기가 상기 도킹 스테이션에 도킹될 때 상기 로봇청소기와 접촉하여 시소 운동하며 상기 먼지 흡입구를 상기 먼지 배출구에 밀착시키는 도킹장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도킹장치는 상기 도킹 스테이션에 회동 가능하게 설치되는 링크부재를 구비할 수 있다.
상기 링크부재의 일단부에는 상기 로봇청소기와 접촉하는 접촉부가 구비되고, 상기 링크부재의 타단부에는 상기 먼지 흡입구를 가지는 도킹부가 구비될 수 있다.
상기 접촉부에는 상기 로봇청소기에 접촉하여 회전하는 롤러가 설치될 수 있다.
또 상기 도킹장치는 상기 먼지 흡입구가 상기 먼지 배출구로부터 이격되는 방향으로 상기 링크부재를 탄성 바이어스시키는 탄성부재를 구비할 수 있다.
또 상기 도킹장치는 일단은 상기 먼지 흡입구에 연통되고, 타단은 상기 도킹 스테이션에 고정되는 신축성 있는 이음관을 구비할 수 있다.
또 상기 도킹장치는 상기 먼지 배출구와 먼지 흡입구 사이를 실링하는 실링부재를 구비할 수 있다.
상기 로봇청소기는 상기 로봇청소기가 상기 도킹장치와 접촉한 상태에서 이동할 때 상기 도킹장치가 시소 운동할 수 있도록 가이드하는 경사면을 구비할 수 있다.
상기 도킹 스테이션은 흡입력을 발생시키는 흡입장치와, 상기 로봇청소기로부터 흡입된 먼지를 저장하는 집진장치를 구비할 수 있다.
또 본 발명의 로봇청소기 시스템은 상기 먼지 흡입구를 통해 상기 로봇청소기 내부에 저장된 먼지를 흡입할 수 있도록 상기 도킹 스테이션에 연결되는 수동 진공청소기를 구비할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 로봇청소기 시스템은 먼지 배출구를 가지는 로봇청소기;와 상기 로봇청소기 내에 저장된 먼지를 흡입하기 위한 먼지 흡입구와, 상기 먼지 흡입구에 연통되는 연결구를 가지는 도킹 스테이션;과 상기 로봇청소기가 상기 도킹 스테이션에 도킹될 때 상기 로봇청소기와 접촉하여 회동하며 상기 먼지 흡입 구를 상기 먼지 배출구에 밀착시키는 도킹장치;와 상기 연결구에 결합되는 연결관을 가지고, 상기 먼지 배출구, 먼지 흡입구와 상기 연결관을 통해 상기 로봇청소기로부터 먼지를 흡입하는 수동 진공청소기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도킹장치는 상기 도킹 스테이션에 회동 가능하게 설치되고, 일단부에는 상기 로봇청소기의 상면과 접촉하는 접촉부가 구비되며, 타단부에는 상기 먼지 흡입구가 형성된 링크부재를 구비할 수 있다.
상기 접촉부가 상기 로봇청소기에 접촉한 상태에서 상기 로봇청소기가 이동하면 상기 링크부재가 제1방향으로 시소 운동하여 상기 먼지 흡입구가 상기 먼지 배출구에 밀착되고, 상기 로봇청소기가 상기 접촉부로부터 분리되면 상기 링크부재가 제2방향으로 시소 운동하여 상기 먼지 흡입구가 상기 먼지 배출구로부터 이격된다.
또한 본 발명에 따른 로봇청소기 시스템은 먼지 배출구를 가지는 로봇청소기;와 상기 로봇청소기 내에 저장된 먼지를 흡입하기 위한 먼지 흡입구를 가지는 도킹 스테이션;과 상기 로봇청소기가 상기 도킹 스테이션에 도킹될 때 상기 도킹 스테이션과 접촉하여 시소 운동하며 상기 먼지 배출구를 상기 먼지 흡입구에 밀착시키는 도킹장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 도킹 스테이션은 먼지 배출구를 가지는 로봇청소기가 도킹되는 도킹 스테이션에 있어서, 프레임;과 상기 프레임에 회전 가능하게 결합되는 링크부재;를 포함하고, 상기 링크부재는 로봇청소기가 도킹될 때 로봇청소기와 접촉하여 회동하는 접촉부와, 상기 링크부재의 회전 중심을 기준으로 상기 접촉부 의 반대편에 형성되어 상기 접촉부가 회동함에 따라 로봇청소기의 먼지 배출구에 밀착되는 먼지 흡입구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 로봇청소기는 내부에 저장된 먼지를 배출하기 위해 먼지 흡입구를 가지는 도킹 스테이션에 도킹되는 로봇청소기에 있어서, 프레임;과 상기 프레임에 회전 가능하게 결합되는 링크부재;를 포함하고, 상기 링크부재는 도킹 스테이션과 접촉하여 회동하는 접촉부와, 상기 링크부재의 회전 중심을 기준으로 상기 접촉부의 반대편에 형성되어 상기 접촉부가 회동함에 따라 도킹 스테이션의 먼지 흡입구에 밀착되는 먼지 배출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 로봇청소기의 먼지 배출구와 도킹 스테이션의 먼지 흡입구가 서로 밀착된 상태에서 먼지가 이동되므로 먼지 흡입구와 먼지 배출구 사이에서 흡입력이 손실되거나 먼지가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 별도의 구동장치 없이도 도킹장치를 동작시켜 먼지 배출구와 먼지 흡입구를 밀착시킬 수 있다. 따라서 별도의 구동장치를 설치함에 따라 시스템이 복잡해지는 것을 방지할 수 있고, 또 부품 비용을 절감할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1과 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇청소기 시스템에서 로봇청소기와 도킹 스테이션의 구성을 각각 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇청소기 시스템은 로 봇청소기(100)와 도킹 스테이션(200)을 구비한다. 로봇청소기(100)는 청소 구역을 자율적으로 이동하며 청소를 하다가 그 내부에 일정 수준 이상의 먼지가 쌓이면 먼지의 배출을 위해 도킹 스테이션(200)으로 복귀한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 로봇청소기(100)는 로봇본체(110)와, 이 로봇본체(110)의 내부에 설치되는 제1흡입장치(120)와 제1집진장치(130)를 구비한다.
제1흡입장치(120)는 먼지의 흡입을 위한 흡입력을 발생시키는 장치로서, 흡입모터(미도시)와 송풍팬(미도시)를 포함하여 구성된다. 제1집진장치(130)는 흡입력에 의해 로봇본체(110)로 유입되는 먼지를 수집하여 저장한다. 제1집진장치(130)의 내부에는 제1흡입장치(120)로 먼지가 유입되는 것을 방지하기 위한 필터(131)와, 누적된 먼지의 양을 감지하기 위한 먼지량 감지센서(132)가 설치될 수 있다.
로봇본체(110)의 하부에는 로봇청소기(100)의 이동을 위한 한 쌍의 구동륜(111)이 설치된다. 한 쌍의 구동륜(111)은 그 각각을 회전시키기 위한 구동모터(미도시)에 의해 선택적으로 구동되어 로봇청소기(100)가 필요한 방향으로 움직일 수 있도록 한다. 또 로봇본체(110)의 외측에는 적외선 센서나 초음파 센서 등과 같은 장애물 검지센서(112)가 설치된다. 장애물 검지센서(112)는 로봇청소기(100) 주위에 위치하는 장애물과의 거리를 측정해 로봇청소기(100)가 장애물을 피해 갈 수 있도록 한다.
또 로봇본체(110)의 히부에는 청소 구역의 바닥으로부터 먼지를 흡입하기 위한 유입구(113)가 형성되고, 로봇본체(110)의 상부에는 제1흡입장치(120)로부터 배출되는 공기를 로봇본체(110)의 외부로 배출시키기 위한 토출구(114)가 형성된다. 또한 로봇본체(110)의 상부에는 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200)에 도킹되었을 때 제1집진장치(130)에 저장되어 있는 먼지를 도킹 스테이션(200)으로 배출할 수 있도록 먼지 배출구(115)가 형성된다.
로봇본체(110)에서 유입구(113)에 인접한 곳에는 바닥의 먼지를 쓸어 올리기 위한 브러쉬(116)가 회전 가능하게 설치되고, 유입구(113)와 제1집진장치(130) 사이에는 이들을 연결하는 유입관(117)이 구비된다.
먼지 배출구(115)에는 개폐장치(140)가 설치된다. 개폐장치(140)는 로봇청소기(100)가 청소를 할 때에 먼지 배출구(115)를 폐쇄하여 제1흡입장치(120)의 흡입력이 먼지 배출구(115)를 통해 누설되는 것을 방지한다. 또 개폐장치(140)는 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200)에 도킹되어 제1집진장치(130) 내의 먼지가 제거될 때에는 먼지 배출구(115)를 개방하여 제1집진장치(130)내의 먼지가 도킹 스테이션(200) 쪽으로 이동할 수 있도록 한다.
이러한 개폐장치(140)는 일단이 로봇본체(110)에 힌지 결합되어 먼지 배출구(115)를 개폐하는 개폐부재(141)와, 먼지 배출구(115)를 폐쇄하는 방향으로 개폐부재(141)를 탄성 바이어스시키는 스프링(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.
한편 로봇청소기(100)는 그 작동에 필요한 전원을 공급하는 충전배터리(150)를 가진다. 충전배터리(150)는 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200)에 도킹될 때 상용교류전원에 의해 충전될 수 있도록 로봇본체(110)의 외측으로 돌출되는 충전단자(151)에 연결된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도킹 스테이션(200)은 스테이션 본체(210)와, 스 테이션 본체(210)의 내부에 설치되어 흡입력을 발생시키는 제2흡입장치(220)와, 제2흡입장치(220)에 의해 로봇청소기(100)의 제1집진장치(130)로부터 흡입되는 먼지가 저장되는 제2집진장치(230)를 구비한다. 도면에 도시되지는 않았으나, 제2흡입장치(220)는 흡입모터와 이 흡입모터에 의해 회전하는 송풍팬을 포함하여 구성된다.
스테이션 본체(210)는 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200)에 도킹되었을 때 로봇청소기(100)의 상부를 덮을 수 있도록 전방을 향하여 연장되는 연장부(210a)를 가진다. 연장부(210a)의 내부에는 먼지 흡입구(331)를 통해 흡입되는 먼지를 제2집진장치(230)로 안내하는 흡입유로(211)가 마련된다. 또 연장부(210a)의 하부에는 로봇청소기(100)의 도킹 시에 로봇청소기(100)가 수용되는 공간인 수용부(210b)가 마련된다.
또한 본 발명에 따른 로봇청소기 시스템은 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200)에 도킹될 때 도킹 스테이션(200)의 먼지 흡입구(331)를 이동시켜 로봇청소기(100)의 먼지 배출구(115)에 밀착시키는 도킹장치(300)를 구비한다. 도킹장치(300)는 별도의 구동원 없이 로봇청소기(100)의 움직임에 연동하여 동작하도록 구성된다. 이하에서 도 1 내지 도 3를 참조하여 도킹장치(300)의 구성을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 로봇청소기 시스템에서 도킹장치의 구성을 도시한 사시도이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 도킹장치(300)는 도킹 스테이션(200)에 회전 가능하게 설치되는 링크부재(310)를 포함한다.
링크부재(310)의 일단부에는 도킹 스테이션(200)에 도킹되는 로봇청소기(100)와 접촉하는 접촉부(320)가 구비되고, 링크부재(310)의 타단부에는 먼지 흡입구(331)가 형성된 도킹부(330)가 구비된다. 링크부재(310)의 접촉부(320)가 이동하는 로봇청소기(100)와 접촉하면, 링크부재(310)가 시소 운동을 하면서 먼지 흡입구(331)가 로봇청소기(100)의 먼지 배출구(115)에 밀착된다.
링크부재(310)는 그 회전 중심이 되는 회전축(311)을 가지고, 이 회전축(311)은 도킹 스테이션(200)에서 연장부(210a)의 저면을 형성하는 프레임(240)에 결합된다. 링크부재(310)의 회전축(311)은 접촉부(320)에 인접하여 형성되는 것이 바람직한데, 이는 접촉부(320)가 작은 각도 회동하더라도 반대편에 위치된 도킹부(330)는 상대적으로 크게 회동할 수 있도록 하기 위한 것이다. 한편 프레임(240)에는 일정한 간격을 두고 상방으로 돌출되는 축결합부(241)가 구비되고, 이 축결합부(241)에는 링크부재(310)의 회전축(311)과 결합하는 결합공(241a)이 형성된다.
링크부재(310)의 접촉부(320)는 프레임(240)에 형성된 제1개구(242)를 통해 하방으로 연장되어 로봇청소기(100)의 도킹 시에 로봇본체(110)의 상면과 접촉한다. 접촉부(320)에는 롤러(321)가 설치될 수 있는데, 롤러(321)는 로봇청소기(100)가 링크부재(310)의 접촉부(320)에 접촉한 상태에서도 원활하게 이동할 수 있도록 가이드한다.
한편 로봇청소기(100)에는 접촉부(320)의 움직임을 안내하기 위한 경사면(118)이 구비된다. 경사면(118)은 로봇청소기(100)가 접촉부(320)에 접촉한 상태에서 도킹 스테이션(200) 쪽으로 이동할 때 접촉부(320)가 상측으로 회동할 수 있 도록 형성된다.
프레임(240)에서 링크부재(310)의 도킹부(330)에 대응하는 곳에는 제2개구(243)가 형성되고, 도킹부(330)에 형성된 먼지 흡입구(331)는 제2개구(243)를 통해 프레임(240)의 하부로 노출된다.
또 도킹장치(300)는 로봇청소기(100)의 먼지 배출구(115)와 도킹 스테이션(200)의 먼지 흡입구(331) 사이를 실링하는 실링부재(340)를 구비할 수 있다. 실링부재(340)는 먼지 흡입구(331)를 둘러싸도록 도킹부(330)에 설치될 수 있다. 도킹장치(300)에 의해 먼지 흡입구(331)와 먼지 배출구(115)가 밀착되더라도 먼지 흡입구(331)와 먼지 배출구(115) 사이에 틈새가 생길 수 있는데, 실링부재(340)는 그러한 틈새로 흡입력이 손실되는 것을 방지한다.
도킹부(330)와 도킹 스테이션(200)의 흡입유로(211) 사이에는 주름이 반복적으로 형성된 신축성 있는 이음관(350, 도 2 참조)이 설치된다. 이음관(350)의 일단은 먼지 흡입구(331)에 연통되고, 타단은 흡입유로(211)에 연통된다. 이음관(350)은 도킹부(330)가 상하 방향으로 회동할 때 도킹부(330)의 움직임에 따라 신축된다.
또한 도킹장치(300)는 도킹부(330)의 먼지 흡입구(331)가 로봇청소기(100)의 먼지 배출구(115)로부터 이격되는 방향으로 링크부재(310)를 탄성 바이어스시키는 탄성부재(360)를 가진다. 탄성부재(360)는 링크부재(310)의 회전축(311)과 도킹부(330) 사이에서 링크부재(310)를 탄성 지지한다. 링크부재(310)에는 탄성부재(360)의 일측이 고정되는 고정홈(312)이 구비되고, 프레임(240)에는 탄성부 재(360)의 타측이 고정되는 고정홈(244)이 구비되어 탄성부재(360)는 두 고정홈(312)(244)사이에 설치된다.
한편 도 2와 같이, 스테이션 본체(210)의 내부에는 로봇청소기(100)의 충전배터리(150)를 충전시키기 위한 충전장치(250)가 구비된다. 충전장치(250)의 일측에는 로봇청소기(100)의 도킹 시에 충전단자(151)와 전기적으로 접속되는 전원단자(251)가 연결된다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 위와 같은 구성을 가지는 로봇청소기 시스템의 동작을 설명한다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇청소기 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
청소가 시작되면 로봇청소기(100)는 자율적으로 이동하면서 바닥을 청소한다. 이 때 로봇청소기(100)의 개폐장치(140)는 먼지 배출구(115)를 폐쇄하여 제1흡입장치(120)에 의한 흡입력이 먼지 배출구(115)에서 손실되는 것을 방지한다. 그러면 바닥의 먼지는 유입구(113) 및 유입관(117)을 통해 흡입되어 제1집진장치(130)에 수집된다.
제1집진장치(130)에 일정 수준 이상의 먼지가 쌓이면 로봇청소기(100)는 청소를 중단하고 먼지의 배출을 위해 도킹 스테이션(200)의 수용부(210b)로 복귀한다. 도 4와 같이 로봇청소기(100)가 연장부(210a)의 하부에서 이동할 때 링크부재(310)의 도킹부(330)는 탄성부재(360)의 탄성력에 의해 로봇청소기(100)와 일정 거리 이격된 상태를 유지하므로 도킹부(330)는 로봇청소기(100)와 간섭하지 않는다.
도 5와 같이, 로봇청소기(100)가 계속 이동하여 링크부재(310)의 접촉부(320)에 접촉하면 접촉부(320)는 로봇본체(110)에 형성된 경사면(118)에 의해 안내되어 상방으로 일정 각도 회동한다. 그러면 회전축(311)을 중심으로 반대편에 위치한 도킹부(330)는 하방으로 회동하고, 이에 따라 도킹부(330)의 먼지 흡입구(331)가 로봇청소기(100)의 먼지 배출구(115)에 밀착된다
위와 같이 도킹 동작이 완료되면 도킹 스테이션의 제2흡입장치(220)가 동작한다. 그러면 제2흡입장치(220)의 흡입력에 의해 로봇청소기의 개폐장치(140)가 개방되고, 로봇청소기의 제1집진장치(130)에 저장되어 있던 먼지가 먼지 배출구(115), 먼지 흡입구(331), 이음관(350) 및 흡입유로(211)를 순차적으로 통과하여 제2집진장치(230) 쪽으로 흡입된다.
한편 로봇청소기(100)의 충전단자(151)는 도킹 스테이션(200)의 전원단자(251)에 접속되어 로봇청소기(100)의 충전배터리(150)가 충전된다.
제1집진장치(130) 내의 먼지가 제거되면 제2흡입장치(220)의 동작은 정지되고, 로봇청소기(100)는 다시 청소를 하기 위해 도킹 스테이션(200)에서 분리된다. 로봇청소기(100)가 이동하여 링크부재(310)의 접촉부(320)가 로봇본체(110)로부터 분리되면, 접촉부(320)는 탄성부재(360)의 탄성력에 의해 하방으로 회동하고, 도킹부(330)는 상방으로 회동한다. 그러면 도킹부(330)의 먼지 흡입구(331)가 로봇청소기(100)의 먼지 배출구(115)로부터 일정 거리 이격되고, 로봇청소기(100)는 다시 청소 구역으로 이동한다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇청소기 시스템의 구성을 도시한 도 면이고, 도 7은 도 6에서 일부 구성을 발췌하여 도시한 단면도이다. 본 실시예는 도킹 스테이션에 별도의 진공청소기를 연결하여 로봇청소기 내의 먼지를 흡입하는 예에 관한 것이다. 이하에서는 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예와 비교하여 동일한 구성요소는 같은 부호를 사용하여 표시하고, 본 실시예의 특징적인 사항만을 설명한다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 로봇청소기 시스템은 도킹 스테이션(200')에 연결되는 진공청소기(400)를 포함하여 구성된다. 진공청소기(400)는 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200')에 도킹되었을 때 로봇청소기(100)의 내부에 저장된 먼지를 흡입한다.
한편 진공청소기(400)는 도킹 스테이션(200')으로부터 분리될 수 있으며, 사용자는 분리된 진공청소기(400)를 통상의 진공청소기처럼 활용하여 바닥을 청소할 수 있다. 즉 사용자는 진공청소기(400)를 도킹 스테이션(200')에서 분리한 후 이를 가지고 이동하면서 바닥을 청소할 수 있다. 이하에서는 이러한 진공청소기(400)를 로봇청소기(100)와 구별하여 수동 진공청소기라 한다.
수동 진공청소기(400)에는 일반적으로 흡입장치(420)와 집진장치(430)가 구비되므로 이와 같이 수동 진공청소기(400)를 도킹 스테이션(200')에 연결하여 로봇청소기(100) 내부의 먼지를 흡입하면 도킹 스테이션(200')에 별도의 흡입장치나 집진장치를 설치하지 않아도 되므로 도킹 스테이션(200')의 구성이 간소해진다.
수동 진공청소기(400)는 바닥의 먼지나 이물질 등을 흡입하기 위한 흡입체(440)와, 흡입장치(420)에서 발생한 흡입력이 흡입체(440)에 전달될 수 있도록 흡입체(440)와 진공청소기 본체(410)를 연결하는 흡입관(450)을 가진다.
흡입관(450)은 제1흡입관(451)과 제2흡입관(452)으로 구성되며, 제1흡입관(451)과 제2흡입관(452) 사이에는 각종 조작버튼이 설치되어 있는 손잡이부(453)가 마련된다. 제1흡입관(451)은 신축성이 있는 주름관으로 형성되어 그 일단이 진공청소기 본체(410)에 연결되고 타단은 손잡이부(453)에 연결된다. 제2흡입관(452)은 그 일단이 흡입체(440)에 연결되고 타단은 손잡이부(453)에 연결된다. 또 진공청소기 본체(410)의 내부에는 제1흡입관(451)과 집진장치(430)를 연결하는 흡입유로(411)가 마련된다.
수동 진공청소기(400)는 도킹 스테이션(200')과의 연결 시에 도킹 스테이션(200')의 상부에 안착될 수 있다.
도킹 스테이션(200')의 상부에는 수동 진공청소기(400)와의 연결을 위한 연결구(212)가 형성되고, 이 연결구(212)는 도킹관(213)과 이음관(350)을 통해 도킹 스테이션(200')의 먼지 흡입구(331)에 연통된다. 수동 진공청소기(400)는 도킹 스테이션(200')에 안착될 때 도킹 스테이션(200')의 연결구(212)에 결합되는 연결관(460)을 가진다. 연결관(460)의 일측은 수동 진공청소기(400)의 흡입유로(411)에 연통된다.
연결관(460)이 흡입유로(411)와 만나는 지점에는 연결관(460)과 흡입유로(411)를 선택적으로 개폐하는 유로전환장치(470)가 설치된다. 사용자가 수동 진공청소기(400)를 이용하여 바닥을 청소할 때에 유로전환장치(470)는 연결관(460)을 폐쇄하고 흡입유로(411)를 개방하여 흡입장치(420)의 흡입력이 흡입체(440) 쪽으로 작용하도록 한다. 또 수동 진공청소기(400)를 이용하여 로봇청소기(100) 내의 먼지를 흡입할 때에 유로전환장치(470)는 연결관(460)을 흡입유로(411)와 연통시키는 한편 흡입유로(411)를 폐쇄한다. 그러면 흡입장치(420)의 흡입력이 먼지 흡입구(331)와 먼지 배출구(115)를 통해 로봇청소기(100)의 제1집진장치(130) 쪽으로 작용한다.
수동 진공청소기(400)를 이용하여 바닥을 청소하고자 하는 경우 사용자는 수동 진공청소기(400)를 도킹 스테이션(200')에서 분리하여 일반적인 진공청소기로서 활용한다.
또 로봇청소기(100)를 이용하여 바닥을 청소하는 경우 사용자는 수동 진공청소기(400)를 도킹 스테이션(200') 위에 올려 놓는다. 이 때 수동 진공청소기(400)의 연결관(460)이 도킹 스테이션(200')의 도킹관(213)에 결합되도록 한다. 이러한 상태에서 로봇청소기(100)가 먼지의 배출을 위해 도킹 스테이션(200')으로 복귀하면 도 4 및 도 5에서 설명한 바와 같이 도킹장치(300)에 의해 도킹 스테이션(200')의 먼지 흡입구(331)와 로봇청소기(100)의 먼지 배출구(115)가 서로 밀착된다.
로봇청소기(100)의 도킹이 완료되면 수동 진공청소기(400)의 흡입장치(420)가 동작한다. 그러면 흡입장치(420)의 흡입력에 의해 로봇청소기의 개폐장치(140)가 개방되고, 로봇청소기의 제1집진장치(130)에 저장되어 있던 먼지가 먼지 배출구(115), 먼지 흡입구(331), 이음관(350), 도킹관(213), 연결관(460) 및 흡입유로(411)를 순차적으로 통과하여 집진장치(430) 쪽으로 흡입된다.
한편 위에서는 도킹장치(300)가 도킹 스테이션(200)(200')에 설치되는 예에 관해 설명하였으나, 간단한 설계 변경을 통해 도킹장치(300)를 로봇청소기(100) 쪽에 설치하는 것도 가능하다. 이와 같은 경우에는 로봇청소기가 도킹 스테이션에 도킹될 때 링크부재의 접촉부는 도킹 스테이션에 접촉하여 회동한다. 또 링크부재의 도킹부에는 로봇청소기의 먼지 배출구가 구비되어 링크부재가 회동할 때 도킹 스테이션의 먼지 흡입구에 밀착된다.
도 1과 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇청소기 시스템에서 로봇청소기와 도킹 스테이션의 구성을 각각 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 로봇청소기 시스템에서 도킹장치의 구성을 도시한 사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 로봇청소기 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 로봇청소기 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 7은 도 6에서 일부 구성을 발췌하여 도시한 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
100 : 로봇청소기 115 : 먼지 배출구
118 : 경사면 120 : 제1흡입장치
130 : 제1집진장치 200, 200' : 도킹 스테이션
212 : 연결구 220 : 제2흡입장치
230 : 제2집진장치 240 : 프레임
300 : 도킹장치 310 : 링크부재
320 : 접촉부 330 : 도킹부
331 : 먼지 흡입구 340 : 실링부재
350 : 이음관 360 : 탄성부재
400 : 수동 진공청소기 460 : 연결관
470 : 유로전환장치

Claims (16)

  1. 먼지 배출구를 가지는 로봇청소기;와
    상기 로봇청소기 내에 저장된 먼지를 흡입하기 위한 먼지 흡입구를 가지는 도킹 스테이션;과
    상기 로봇청소기가 상기 도킹 스테이션에 도킹될 때 상기 로봇청소기와 접촉하여 시소 운동하며 상기 먼지 흡입구를 상기 먼지 배출구에 밀착시키는 도킹장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도킹장치는 상기 도킹 스테이션에 회동 가능하게 설치되는 링크부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 링크부재의 일단부에는 상기 로봇청소기와 접촉하는 접촉부가 구비되고, 상기 링크부재의 타단부에는 상기 먼지 흡입구를 가지는 도킹부가 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접촉부에는 상기 로봇청소기에 접촉하여 회전하는 롤러가 설치되는 것 을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 도킹장치는 상기 먼지 흡입구가 상기 먼지 배출구로부터 이격되는 방향으로 상기 링크부재를 탄성 바이어스시키는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도킹장치는 일단은 상기 먼지 흡입구에 연통되고, 타단은 상기 도킹 스테이션에 고정되는 신축성 있는 이음관을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도킹장치는 상기 먼지 배출구와 먼지 흡입구 사이를 실링하는 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 로봇청소기는 상기 로봇청소기가 상기 도킹장치와 접촉한 상태에서 이동할 때 상기 도킹장치가 시소 운동할 수 있도록 가이드하는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 도킹 스테이션은 흡입력을 발생시키는 흡입장치와, 상기 로봇청소기로부터 흡입된 먼지를 저장하는 집진장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 먼지 흡입구를 통해 상기 로봇청소기 내부에 저장된 먼지를 흡입할 수 있도록 상기 도킹 스테이션에 연결되는 수동 진공청소기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  11. 먼지 배출구를 가지는 로봇청소기;와
    상기 로봇청소기 내에 저장된 먼지를 흡입하기 위한 먼지 흡입구와, 상기 먼지 흡입구에 연통되는 연결구를 가지는 도킹 스테이션;과
    상기 로봇청소기가 상기 도킹 스테이션에 도킹될 때 상기 로봇청소기와 접촉하여 회동하며 상기 먼지 흡입구를 상기 먼지 배출구에 밀착시키는 도킹장치;와
    상기 연결구에 결합되는 연결관을 가지고, 상기 먼지 배출구, 먼지 흡입구와 상기 연결관을 통해 상기 로봇청소기로부터 먼지를 흡입하는 수동 진공청소기;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도킹장치는 상기 도킹 스테이션에 회동 가능하게 설치되고, 일단부에는 상기 로봇청소기의 상면과 접촉하는 접촉부가 구비되며, 타단부에는 상기 먼지 흡입구가 형성된 링크부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 접촉부가 상기 로봇청소기에 접촉한 상태에서 상기 로봇청소기가 이동하면 상기 링크부재가 제1방향으로 시소 운동하여 상기 먼지 흡입구가 상기 먼지 배출구에 밀착되고, 상기 로봇청소기가 상기 접촉부로부터 분리되면 상기 링크부재가 제2방향으로 시소 운동하여 상기 먼지 흡입구가 상기 먼지 배출구로부터 이격되는 것을 특징으로 로봇청소기 시스템.
  14. 먼지 배출구를 가지는 로봇청소기;와
    상기 로봇청소기 내에 저장된 먼지를 흡입하기 위한 먼지 흡입구를 가지는 도킹 스테이션;과
    상기 로봇청소기가 상기 도킹 스테이션에 도킹될 때 상기 도킹 스테이션과 접촉하여 시소 운동하며 상기 먼지 배출구를 상기 먼지 흡입구에 밀착시키는 도킹장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기 시스템.
  15. 먼지 배출구를 가지는 로봇청소기가 도킹되는 도킹 스테이션에 있어서,
    프레임;과
    상기 프레임에 회전 가능하게 결합되는 링크부재;를 포함하고,
    상기 링크부재는 로봇청소기가 도킹될 때 로봇청소기와 접촉하여 회동하는 접촉부와, 상기 링크부재의 회전 중심을 기준으로 상기 접촉부의 반대편에 형성되어 상기 접촉부가 회동함에 따라 로봇청소기의 먼지 배출구에 밀착되는 먼지 흡입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 도킹 스테이션.
  16. 내부에 저장된 먼지를 배출하기 위해 먼지 흡입구를 가지는 도킹 스테이션에 도킹되는 로봇청소기에 있어서,
    프레임;과
    상기 프레임에 회전 가능하게 결합되는 링크부재;를 포함하고,
    상기 링크부재는 도킹 스테이션과 접촉하여 회동하는 접촉부와, 상기 링크부재의 회전 중심을 기준으로 상기 접촉부의 반대편에 형성되어 상기 접촉부가 회동함에 따라 도킹 스테이션의 먼지 흡입구에 밀착되는 먼지 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
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