KR20200080392A - 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기에 관한 것으로, 베이스판과 케이스로 구성된 베이스부, 상기 케이스의 상부에 회전 가능하게 설치되고 사용자를 향해 바람을 송풍하는 선풍기부, 상기 케이스의 내부에 설치되고 공기를 정화시켜 배출하는 공기정화부, 상기 베이스부 또는 상기 선풍기부에 설치되고 사용자의 위치변화 및 주변 환경변화를 감지하는 센서부, 상기 베이스판의 저면에 설치되고 상기 베이스부가 상기 사용자를 추종하도록 상기 베이스부의 주행을 위한 구동력을 부여하는 자율 주행부, 및 상기 센서부에서 감지된 상기 사용자의 위치변화에 따라 상기 자율 주행부가 주행할 수 있게 제어하고, 상기 센서부에서 감지된 상기 주변 환경변화에 따라 상기 선풍기부의 풍속을 제어하고 상기 공기정화부에서 공기를 정화할 수 있게 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기 {AUTONOMOUS ELECTRIC FAN HAVING AIT PURIFICATION FUNCTION}

본 발명은 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 위치 변화에 따라 사용자를 추종하도록 주행하면서 송풍방향을 조절하고 주변 환경변화에 따라 풍속 조절 및 공기를 정화할 수 있도록 하는 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기에 관한 것이다.

각 가정마다 에어컨, 공기청정기, 선풍기, 히터 등의 계절별 냉난방 제품들이 보급되어 사용되고 있다. 그중 대표적인 것이 '선풍기'라 할 수 있다.

일반적으로, 선풍기는 전동기를 이용하여 프로펠러 날개를 회전시켜 바람을 일으키는 장치로서, 주로 더운 여름에 시원함을 느끼기 위해 사용되며, 공기가 탁한 곳에서 공기 순환용으로 사용되기도 한다.

이러한 선풍기는 베이스부와 지지대를 포함하는 스탠드부, 이 스탠드부의 상부에 회전운동 가능하며 구동부에 의해 회전되어 바람을 일으키는 날개부를 구비한 헤드부로 구성된다.

베이스부에는 회전강도, 동작시간, 좌우회전 등의 작동을 조작하기 위한 조작부가 구비되고, 사용자의 수동조작에 의해 선풍기의 동작을 조작하도록 구성된다.

최근에는 리모콘 등을 구비하여, 사용자가 직접 베이스부의 조작부를 조작하지 않더라도, 선풍기에서 떨어진 상태에서 리모콘을 조작하여 선풍기의 동작을 제어하는 기술이 개발되어 사용되고 있다.

하지만, 이러한 종래의 선풍기들은 지지면에 고정된 상태에서 작동되는 것이므로, 사용자가 선풍기 주변에서 먼 곳으로 이동할 경우, 사용자가 직접 선풍기를 들고 이동하는 장소로 옮긴 후에 다시 작동시켜야 하는 번거로움이 있었다.

아울러, 사용자가 선풍기 주변에서 선풍기의 바람이 송풍 되는 위치와 다른 각도의 영역으로 위치 이동하게 되면, 선풍기의 바람이 사용자에게 전달되지 않는 아쉬움이 있다. 이 경우, 기존의 선풍기는 단순히 좌우 회전을 반복하는 기능이 있기는 하나, 사용자가 자리를 옮겨 지속적으로 바람을 쐬고 싶을 경우에는 좌우 회전을 반복하는 기능으로는 사용자를 만족시키지 못하는 아쉬움이 있었다.

한편, 실내에서 선풍기를 가동시키게 되면 실내에 존재하는 먼지와 불순물이 비산되면서 호흡기로 유입되는 문제점이 있었으며, 미세먼지나 초미세먼지의 출현으로 인해 실내의 환기가 원활하지 못한 상황에서 최근들어 실내공기의 정화를 위한 공기청정기의 수요가 급증하고 있으나, 선풍기와 별개로 구매해야 한다는 점에서 비교적 고가인 공기청정기의 구매비용이 부담스러운 문제점이 있었다.

한국등록실용신안 제20-0460524 (2012.05.16)호는 초미풍 동작 기능을 갖는 선풍기에 관한 것으로, 조작부의 선택적인 조작신호에 따라 제어모듈의 제어를 받는 전압기에서 공급되는 상용전원으로부터 서로 다른 레벨의 구동전압을 모터에 선택적으로 인가하여, 상기 모터의 축에 연결되는 회전날개의 회전력을 결정하는 선풍기를 구성함에 있어서, 상기 선풍기의 조작부에는 초미풍 모드를 구성하고, 상기 선풍기에는 모터의 구동전압보다 높은 전압으로 구동하는 미풍 모드, 약풍 모드, 강풍 모드 중 어느 하나를 선택하여 상기 선택된 모드의 구동전압으로 먼저 상기 모터를 초기 구동시켜 상기 회전날개의 회전이 이루어지도록 하되, 상기 초미풍 모드 선택시 상기 전압기에는 제어모듈의 제어를 받아 상기 선택된 모드의 구동전압의 오프시 발생하는 회전날개의 잔류 회전력이 일정 속도 이하에서 유지되도록 상용전원에 따른 구동전압을 강하시킨 기동전압을 상기 모터에 공급하는 전압 강하부를 구성하며, 상기 모터는 상기 초미풍 모드 선택시, 상기 구동전압의 오프시 발생하는 상기 회전날개의 잔류 회전력이 200~300rpm 범위내에서 유지되도록 상기 전압 강하부에서 전압 강하되어 공급되는 기동전압으로부터 초미풍 상태의 구동력을 발생시키도록 구성하고, 상기 모터에는 회전속도를 측정하는 감지센서를 구비하되, 상기 감지센서에 측정된 회전속도에 필요한 전압이 기동전압의 범위를 벗어나면 상기 기동전압으로 조절되도록 상기 전압기를 제어하는 서브제어기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

한국등록특허 제10-1876225 (2018.07.03)호는 공기 청정기에 관한 것으로, 공기가 유입되는 유입구와 공기가 토출되는 토출구를 구비하는 본체 케이스, 상기 유입구를 통해 유입된 공기를 정화하는 필터부, 상기 필터부에서 정화된 공기를 가습하는 가습유닛, 상기 가습유닛으로 유동되는 공기량을 조절하는 유로조절유닛, 상기 본체 케이스의 내부에 설치되어 공기를 유동시키는 구동력을 발생시키는 송풍팬, 외부 공기에 함유된 먼지량을 측정하는 먼지량 측정센서와 외부 공기의 습도를 측정하는 습도 측정센서를 구비하는 센싱유닛, 및 상기 먼지량 측정센서와 상기 습도 측정센서의 측정값을 기초로 하여 상기 유로조절유닛의 구동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 유입구를 통해 유입된 공기를 상기 필터부에 의해 정화한 후 토출하되 상기 가습유닛을 거치지 않도록 하는 공기청정모드와 상기 유입구를 통해 유입된 공기를 상기 필터부에 의해 정화한 후 상기 가습유닛에 의해 가습하여 토출하는 공기청정 및 가습모드가 수행되도록 하되, 상기 제어부는 외부 공기의 습도가 미리 설정된 설정습도 미만이고 외부 공기의 먼지량이 기설정된 값 미만인 경우 상기 공기청정 및 가습모드가 수행되도록 하고 외부 공기의 습도가 상기 설정습도 미만이고 외부 공기의 먼지량이 상기 기설정된 값 이상인 경우 적어도 일정 시간 동안 상기 공급청정 모드가 수행되도록 한다.

한국등록실용신안 제20-0460524 (2012.05.16)호 한국등록특허 제10-1876225 (2018.07.03)호

본 발명의 일 실시예는 사용자의 위치 변화에 따라 사용자를 추종하도록 주행하면서 송풍방향을 조절하고 주변 환경변화에 따라 풍속 조절 및 공기를 정화할 수 있도록 하는 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 IoT를 기반으로 하여 실시간 주변 온도 체크하도록 구성되어 자동으로 선풍기가 구동될 수 있도록 하는 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기를 제공하고자 한다.

실시예들 중에서, 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기는 베이스판과 케이스로 구성된 베이스부, 상기 케이스의 상부에 회전 가능하게 설치되고 사용자를 향해 바람을 송풍하는 선풍기부, 상기 케이스의 내부에 설치되고 공기를 정화시켜 배출하는 공기정화부, 상기 베이스부 또는 상기 선풍기부에 설치되고 사용자의 위치변화 및 주변 환경변화를 감지하는 센서부, 상기 베이스판의 저면에 설치되고 상기 베이스부가 상기 사용자를 추종하도록 상기 베이스부의 주행을 위한 구동력을 부여하는 자율 주행부, 및 상기 센서부에서 감지된 상기 사용자의 위치변화에 따라 상기 자율 주행부가 주행할 수 있게 제어하고, 상기 센서부에서 감지된 상기 주변 환경변화에 따라 상기 선풍기부의 풍속을 제어하고 상기 공기정화부에서 공기를 정화할 수 있게 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 센서부는 상기 사용자의 위치 및 움직임을 감지하는 인체감지센서, 주변 온도를 감지하는 온도센서, 주변 습도를 감지하는 습도센서, 및 주변 공기질 상태를 감지하는 공기질센서를 포함할 수 있다.

상기 선풍기부는 상기 사용자에게 바람을 송풍하는 헤드, 및 상기 사용자의 위치에 따라 상기 헤드의 송풍방향이 상기 사용자를 향하도록 상기 헤드를 회전시키는 헤드 회전구동부재를 포함할 수 있다.

상기 공기정화부는 상기 베이스부의 내부에 설치하고 유입되는 공기를 필터링하여 정화된 청정 공기를 통과시키는 필터부재, 및 상기 베이스판의 저면에 설치하고 상기 필터부재를 통과한 정화된 청정 공기를 외부 배출하는 공기배출구를 포함할 수 있다.

상기 자율주행부는 상기 베이스판의 저면 후방부 좌우 양측에 각각 회전 가능하게 설치되는 복수의 구동바퀴들, 상기 베이스판의 저면 전방부 중간에 위치하게 설치되는 아이들 롤러, 상기 베이스부 내부에 설치되고 상기 복수의 구동바퀴들 각각 독립적으로 구동시키는 복수의 주행구동부재들, 및 충전 가능한 배터리를 포함하고 전원을 공급하는 전원부재를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 배터리의 충전량이 일정량 이하일 경우에 상기 센서부를 통해 충전 거치대의 위치를 인식하고 인식된 상기 충전 거치대의 위치로 상기 자율 주행부가 주행하여 상기 배터리를 충전할 수 있게 제어할 수 있다.

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기는 선풍기가 사용자와 일정거리를 유지한 상태로 따라다니면서 사용자에게 송풍을 하고 이때 송풍방향이 사용자의 움직이는 방향을 향하도록 하기 때문에, 사용자가 위치 이동하여도 기존과 같이 선풍기를 운반하여 이동할 필요없이 편리하게 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기는 주변의 온도 및 습도 변화에 따라 선풍기의 풍속을 자동으로 조절하고 사용자가 부재한 경우에 작동을 중지하여 주변 환경변화에 스스로 반응하도록 하기 때문에 사용자가 수동으로 조작할 필요없이 보다 편리하게 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기는 공기 정화 구성을 탑재하여 주변의 온도 및 공기에 따라 공기를 정화하도록 하기 때문에 별도의 공기 정화 제품을 구입하여 설치할 필요없이 쾌적한 환경을 조성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기는 IoT를 기반으로 에어컨 등의 주변 냉난방 기기와 연동하여 작동할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기의 외부 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 자율 주행형 선풍기의 저면 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 자율 주행형 선풍기의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기에서 제1 동작모드의 수행 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기에서 제2 동작모드의 수행 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기에서 제3 동작모드의 수행과정을 설명하는 흐름도이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기의 외부 및 저면 구성을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 자율 주행형 선풍기(100)는 베이스부(110), 자율 주행부(120), 선풍기부(130), 공기정화부(140) 및 제어부(160)를 포함한다.

베이스부(110)는 사각형의 베이스판(111)과 이 베이스판(111) 상에 탑재된 사각통형의 외부 케이스(113)를 포함하여 구성된다. 여기에서, 베이스부(110)는 대략 사각형의 통체로 형성하였지만, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 원통형 등 다양한 형상으로 구현할 수 있다.

자율 주행부(120)는 베이스부(110)의 저면에 설치하고 베이스부(110)를 주행하기 위한 구동력을 부여할 수 있게 한다. 일 실시예에서, 자율 주행부(120)는 복수의 구동바퀴들(121,123)와 아이들 롤러(125)를 포함하여 구성된다. 여기에서, 복수의 구동바퀴들(121,123)는 베이스판(111)의 저면 후방부 좌우 양측에 각각 회전 가능하게 설치되는 제1 구동바퀴(121)와 제2 구동바퀴(123)로 구성된다. 아이들 롤러(125)는 베이스판(111)의 저면 전방부 중간 위치에 설치된다.

일 실시예에서, 자율 주행부(120)는 베이스부(110)의 내부에 설치되고 복수의 구동바퀴들(121,123)을 각각 독립적으로 구동시키는 복수의 주행구동부재들을 포함하여 구성된다. 여기에서, 복수의 주행구동부재들은 모터로 구현할 수 있다. 이에 따라, 제1 구동바퀴(121) 및 제2 구동바퀴(123)는 동일한 속도로 정방향으로 회전하여, 베이스부(110)를 직진할 수 있게 한다. 제1 구동바퀴(121) 및 제2 구동바퀴(123)는 또한, 회전속도를 달리하여 소정각도로 회전하거나 정방향으로 직진 또는 후진하는 등 다양한 형태로 주행할 수 있게 한다.

선풍기부(130)는 베이스부(110)의 상부 즉 케이스(113)의 상부에 회전 가능하게 설치되고 사용자를 향해 바람을 송풍할 수 있다. 일 실시예에서, 선풍기부(130)는 사용자에게 바람을 송풍하는 헤드(131), 및 사용자의 위치에 따라 헤드(131)의 송풍방향이 사용자를 향하도록 헤드(131)를 회전시키는 헤드 회전구동부재(133)를 포함할 수 있다. 여기에서, 헤드(131)는 복수의 프로펠러 날개가 허브에 연결된 통상의 선풍기 형태로 구현할 수도 있지만, 여기서는 프로펠러 날개가 없는 타워 선풍기 형태로 구현할 수 있다. 여기에서, 헤드 회전구동부재(133)는 베이스부(110)와 헤드(131) 사이에 설치되고 헤드(130)를 소정각도로 좌측 또는 우측으로 회전하여 송풍방향이 조정될 수 있도록 한다. 여기에서, 헤드 회전구동부재(133)는 모터로 구현할 수 있다.

공기정화부(140)는 베이스부(110) 내부에 내장 설치되어 주변 공기를 정화시키는 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서, 공기정화부(140)는 베이스부(110)의 저면에 정화된 공기를 배출할 수 있게 공기배출구(141)를 포함할 수 있다.

제어부(150)는 베이스부(110) 내부에 내장 설치되어 각 구성의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(150)는 사용자의 위치 변화를 추종하여 자율 이동할 수 있게 자율 주행부(120)의 주행구동을 제어하고 사용자의 움직임에 따라 송풍방향이 움직일 수 있게 헤드 회전구동부재(133)의 회전구동을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(150)는 주변 환경변화에 풍속 및 공기 정화 기능을 제어할 수 있다.

도 3은 도 1에 있는 자율 주행형 선풍기(100)의 내부 구성을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 자율 주행형 선풍기(100)는 센서부(310), 선풍기부(320), 공기정화부(330), 자율주행부(340) 및 제어부(350)를 포함하고, 리모콘(200)을 통해 원격으로 조작할 수 있게 구성된다.

센서부(310)는 인체감지센서(311), 온도센서(313), 습도센서(315) 및 공기질센서(317)를 포함할 수 있다.

인체감지센서(311)는 베이스부(110) 또는 선풍기부(320)에 설치되어, 선풍기부(320) 전방에 있는 사용자(인체)의 위치정보를 감지하여 감지신호를 제어부(350)에 출력한다. 여기서 위치정보는 선풍기부(320)에 대한 사용자의 절대좌표 또는 거리와 방위각으로 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 인체감지센서(311)는 통상의 적외선센서, 초음파센서, 카메라센서 등으로 구현할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

온도센서(313) 및 습도센서(315)는 주변 온도 및 습도를 감지하여 감지신호를 제어부(350)로 출력한다.

공기질센서(317)는 주변 공기내 미세먼지를 포함하여 오염상태를 감지하여 감지신호를 제어부(350)에 출력한다.

선풍기부(320)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 헤드(131) 및 헤드 회전구동부재(133)를 포함하고 제어부(350)의 제어에 따라 송풍방향 및 풍속을 조절하여 선풍기 기능이 수행할 수 있다.

공기정화부(330)는 주변 온도 및 공기질에 따라 공기를 정화하고 정화된 공기를 도 1의 공기배출구(141)를 통해 배출할 수 있다. 일 실시예에서, 공기정화부(330)는 공기정화를 위한 필터부재(331)를 포함할 수 있다. 여기에서, 필터부재(331)는 베이스부(110) 내부에 내장 설치하되, 케이스(113) 둘레를 따라 설치할 수 있다. 일 실시예에서, 필터부재(331)는 먼지나 애완동물 털 등을 제거할 수 있는 극세사 프리 필터, 크기에 따라 먼지를 제거할 수 있는 더스트 필터나 헤파 필터 또는 유해가스 및 악취를 제거할 수 있는 탈취 필터 등을 사용할 수 있다.

자율주행부(340)는 도 1에 나타낸 바와 같은 복수의 구동바퀴들(121,123)을 각각 독립적으로 구동시키는 복수의 주행구동부재들(341)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 자율주행부(340)는 전원부재(343)를 포함하여 외부 전원을 공급받아 동작 전원으로 사용하거나 배터리 충전하여 동작전원으로 사용할 수 있다. 즉, 전원부재(343)에는 충전 가능한 배터리(Li-ion)를 장착할 수 있다. 일 실시예에서, 자율주행부(340)는 전원부재(343)의 배터리 충전량이 일정량 이하로 떨어지면 충전거치대(미도시) 위치로 이동하여 충전하고 충전 완료후 이전 위치로 복귀할 수 있게 한다. 이때, 충전거치대 위치는 센서부(310)를 통해 감지할 수 있다.

제어부(350)는 각 구성과 전기적으로 연결되고, 센서부(310)에서 감지신호를 입력받아 선풍기부(320), 공기정화부(330) 및 자율주행부(340)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(350)는 인체감지센서(311)의 감지신호에 따라 움직임 검출(Motion Detection)하여 사용자가 있는 방향으로 주행구동부재(341)의 구동을 제어하여 선풍기부(320)가 사용자를 추종하여 주행하도록 한다. 아울러, 제어부(350)는 온도센서(313) 및 습도센서(315)의 감지신호에 따라 선풍기부(320)의 풍속을 조절하여 송풍이 이루어지도록 한다. 이때, 제어부(350)는 선풍기부(320)와 사용자의 거리가 일정거리 예를 들면, 1.5m 내지 2m로 유지되도록 자율주행부(340)의 주행구동부재(341)를 제어한다. 이에 따라, 사용자가 선풍기부(320)로부터 멀어지도록 이동하더라도, 선풍기부(320)가 사용자로부터 일정거리를 유지 상태로 이동하는 사용자를 따라서 주행하면서 사용자를 향해 바람을 송풍해주게 됨으로써, 기존처럼 별도의 선풍기를 운반하여 옮겨 설치하고 재가동할 필요가 없게 된다.

일 실시예에서, 제어부(350)는 온도센서(313) 및 습도센서(315), 공기질센서(317)의 감지신호에 따라 공기정화부(330)를 구동시켜 공기 청정 및 정화가 이루어지도록 한다. 이에 따라, 공기청정기 제품을 별도 설치하지 않더라도 쾌적한 환경을 구현할 수 있게 된다.

일 실시예에서, 제어부(350)는 리모콘(200)을 통해 원격 제어를 입력받아 각 구성의 동작을 제어할 수도 있다.

한편, 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기(100)는 세가지 동작 모드로 동작될 수 있다.

제1 동작모드는 사용자의 위치 변화에 추종하여 자율 이동하면서 사용자를 향해 송풍하는 모드이다.

제2 동작모드는 주변 환경변화에 스스로 반응하여 풍속 및 전원 차단하는 모드이다.

제3 동작모드는 건강한 사용 환경을 제공하는 공기 정화 모드이다.

또한, 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기(100)는 IoT를 기반으로 에어컨 등의 주변 냉난방기와 네트워크 연결을 하여 주변 상황을 감지해 선풍기(100)를 풍속 등을 조절하게 할 수도 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기에서 제1 동작모드의 수행 과정을 설명하는 흐름도이다.

도 4에서, 자율 주행형 선풍기(100)는 인체감지센서(311)의 감지신호를 입력받아 사용자의 위치를 인식한다(단계 S410). 여기에서, 제어부(350)는 인체감지센서(311)로부터 사용자의 위치정보에 대한 감지신호를 입력받아 사용자의 위치를 인식할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(350)는 인체감지센서(311)로 2개의 카메라센서를 사용할 경우에 2개의 카메라에 의해 획득된 영상의 차이를 이용하여 사용자와의 거리를 측정하여 사용자의 위치를 인식할 수 있다. 여기에서, 사용자와의 거리는 하기 수학식을 통해 구할 수 있다.

[수학식1]

여기에서, r은 사용자와의 거리, b는 2개의 카메라 사이의 거리, f는 카메라 렌즈의 초점 거리이고, d는 두개 영상에 맺힌 동일 피사체 사이의 거리차를 의미한다.

자율 주행형 선풍기(100)는 인식된 사용자의 위치를 추적하고 위치 변화가 있는 경우에 자율주행부(340)의 자율 주행을 제어하여 사용자를 추종하여 주행하도록 한다(단계 S420). 일 실시예에서, 제어부(350)는 복수의 주행구동부재들(341)을 제어하여 복수의 구동바퀴들(121,123)을 구동시켜 사용자를 추적한다.

자율 주행형 선풍기(100)는 사용자의 위치를 기준으로 일정거리까지 추적한 경우에는 헤드 회전구동부재(133)를 통해 헤드(131)를 회전하여 사용자를 향해 송풍이 이루어지도록 한다(단계 S430). 일 실시예에서, 제어부(350)는 사용자의 움직임을 검출하여 검출된 움직임에 따라 헤드 회전구동부재(133)를 제어하여 헤드(131)의 송풍방향이 움직일 수 있도록 한다.

도 5는 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기에서 제2 동작모드의 수행 과정을 설명하는 흐름도이다.

도 5에서, 자율 주행형 선풍기(100)는 온도센서(313) 및 습도센서(315)에서 각각 감지신호를 입력받아 온도 및 습도를 인식한다(단계 S510). 여기에서, 제어부(350)는 온도센서(313) 및 습도센서(315)로부터 주변 온도 및 습도를 인식할 수 있다.

자율 주행형 선풍기(100)는 인체감지센서(311)에서 감지신호를 입력받아 사용자의 부재 여부를 인식한다(단계 S520). 여기에서, 제어부(350)는 인체감지신호(311)로부터 출력되는 감지신호에 따라 사용자가 일정반경의 영역 내에 존재하지 않거나 벗어나 있는 경우에는 사용자의 부재로 인식할 수 있다.

자율 주행형 선풍기(100)는 사용자가 부재중인 경우로 인식되면 전원을 차단하여 동작을 정지시킨다(단계 S530). 일 실시예에서, 제어부(350)는 전원스위치를 차단시켜 자율주행부(340)의 전원부재(343)에서 동작전원이 공급되지 않도록 할 수 있다.

자율 주행형 선풍기(100)는 사용자가 부재중이 아닌 경우로 인식되면 주변 온도 및 습도가 설정된 온도 및 습도로 조절될 수 있도록 선풍기부(320)의 풍속을 조절한다(단계 S540). 여기에서, 제어부(350)는 주변 온도 및 습도를 지속적으로 추적하여 주변 온도 및 습도가 설정된 온도 및 습도에 도달한 경우에는 선풍기부(320)의 동작을 정지시키게 된다. 즉, 주변 환경변화에 스스로 반응할 수 있다. 여기에서, 설정 온도 및 습도는 리모콘(200)을 통한 사용자 조작에 의한 설정에 우선이 있지만, 사용자가 주로 설정하는 온도를 기억해 스스로 희망 온도 및 습도를 설정할 수도 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기에서 제3 동작모드의 수행과정을 설명하는 흐름도이다.

도 6에서, 자율 주행형 선풍기(100)는 공기질센서(317)에서 감지신호를 입력받고 주변 공기질 상태를 인식한다(단계 S610).

자율 주행형 선풍기(100)는 인식된 공기질 상태로부터 공기 정화가 필요한 경우에는 공기정화부(330)를 동작시켜 주변 공기를 흡입하고 필터부재(331)를 통과시켜 미세먼지 포함 오염물질을 제거한 후 정화된 공기를 공기배출구(141)를 통해 배출시킨다(단계 S620).

이러한 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기는 공기 정화 기능을 탑재하여 미세먼지로 인한 노약자의 신체적 면역력을 증가시키는 등 건강한 사용 환경을 제공하며 실내 상황에 따라 송풍방향 및 풍속이 자동 조절되고 전원 차단되어 에너지 효율을 높일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 자율 주행형 선풍기
110: 베이스부 120,340: 자율주행부
130,320: 선풍기부
131: 헤드 133: 헤드 회전구동부재
140,330: 공기정화부 141: 공기배출구
150,350: 제어부
200: 리모콘
310: 센서부 311: 인체감지센서
313: 온도센서 315: 습도센서
317: 공기질센서
331: 필터부재
341: 복수의 구동부재들 343: 전원부재

Claims (6)

1. 베이스판과 케이스로 구성된 베이스부;
   상기 케이스의 상부에 회전 가능하게 설치되고 사용자를 향해 바람을 송풍하는 선풍기부;
   상기 케이스의 내부에 설치되고 공기를 정화시켜 배출하는 공기정화부;
   상기 베이스부 또는 상기 선풍기부에 설치되고 사용자의 위치변화 및 주변 환경변화를 감지하는 센서부;
   상기 베이스판의 저면에 설치되고 상기 베이스부가 상기 사용자를 추종하도록 상기 베이스부의 주행을 위한 구동력을 부여하는 자율 주행부; 및
   상기 센서부에서 감지된 상기 사용자의 위치변화에 따라 상기 자율 주행부가 주행할 수 있게 제어하고, 상기 센서부에서 감지된 상기 주변 환경변화에 따라 상기 선풍기부의 풍속을 제어하고 상기 공기정화부에서 공기를 정화할 수 있게 제어하는 제어부를 포함하는 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 센서부는
   상기 사용자의 위치 및 움직임을 감지하는 인체감지센서;
   주변 온도를 감지하는 온도센서;
   주변 습도를 감지하는 습도센서; 및
   주변 공기질 상태를 감지하는 공기질센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 선풍기부는
   상기 사용자에게 바람을 송풍하는 헤드; 및
   상기 사용자의 위치에 따라 상기 헤드의 송풍방향이 상기 사용자를 향하도록 상기 헤드를 회전시키는 헤드 회전구동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 공기정화부는
   상기 베이스부의 내부에 설치하고 유입되는 공기를 필터링하여 정화된 청정 공기를 통과시키는 필터부재; 및
   상기 베이스판의 저면에 설치하고 상기 필터부재를 통과한 정화된 청정 공기를 외부 배출하는 공기배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 자율주행부는
   상기 베이스판의 저면 후방부 좌우 양측에 각각 회전 가능하게 설치되는 복수의 구동바퀴들;
   상기 베이스판의 저면 전방부 중간에 위치하게 설치되는 아이들 롤러;
   상기 베이스부 내부에 설치되고 상기 복수의 구동바퀴들 각각 독립적으로 구동시키는 복수의 주행구동부재들; 및
   충전 가능한 배터리를 포함하고 전원을 공급하는 전원부재를 포함하는 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는
   상기 배터리의 충전량이 일정량 이하일 경우에 상기 센서부를 통해 충전 거치대의 위치를 인식하고 인식된 상기 충전 거치대의 위치로 상기 자율 주행부가 주행하여 상기 배터리를 충전할 수 있게 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 구비한 자율 주행형 선풍기.
   

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