KR20210105207A

KR20210105207A - 청소기 및 청소기의 제어방법

Info

Publication number: KR20210105207A
Application number: KR1020200019889A
Authority: KR
Inventors: 고무현; 우남일; 이국행; 박기홍
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-08-26
Also published as: TWI820392B; US20210251451A1; TW202143903A; WO2021167361A1

Abstract

본 발명에 따른 인공지능을 이용한 청소기는, 내측에 흡입 모터를 구비하고, 외측에 손잡이를 구비하는 청소기 본체; 및 상기 청소기 본체와 연결되는 흡입 노즐을 포함하고, 상기 흡입 노즐은, 하방의 적어도 일부가 개구되는 하우징; 상기 하우징의 내측에 설치되고, 적어도 일부가 상기 하우징의 개구된 부분을 통해 노출되며, 회전 동작에 의해 바닥면을 청소하도록 형성되는 회전 청소부; 및 상기 하우징을 하방에서 지지하며, 내부가 개방되어 있으며, 전면의 일부를 개방하여 이물질을 흡입하는 적어도 하나의 서브 유입구가 형성되어 있는 지지 부재를 포함하고, 상기 청소기 본체는 인공지능 엔진을 구동하여 현재 바닥 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 서브 유입구의 개폐를 제어하여 흡입력을 조절하는 제어부를 포함한다. 따라서, 서브 유입구의 커버가 바닥 상태에 따라 개폐되면서 흡입력을 확보할 수 있다.

Description

청소기 및 청소기의 제어방법 {A CLEANER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은, 청소기 및 청소기의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공지능을 이용하여 바닥 상태에 따른 청소기의 흡입력 제어 구조 및 제어 방법에 대한 것이다.

진공 청소기는 청소기 본체의 내부에 장착되는 흡입 모터에서 발생되는 흡입력을 이용하여 먼지와 공기를 흡입하고, 공기로부터 먼지를 분리하여 집진하는 장치를 가리킨다.

청소기는, 사용자가 직접 청소기를 이동시키면서 청소를 수행하기 위한 수동 청소기와, 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 로봇 청소기로 구분될 수 있다. 또한, 수동 청소기는 캐니스터 청소기, 업라이트 청소기, 스틱 청소기, 핸디 청소기, 및 로봇 청소기로 구분된다. 캐니스터 청소기의 경우 먼지를 흡입하기 위한 흡입 노즐이 청소기 본체와 별도로 구비되며, 연결장치에 의해 청소기 본체와 흡입 노즐이 서로 연결된다. 업라이트 청소기의 경우 흡입 노즐이 청소기 본체와 회전 가능하게 연결된다. 스틱 청소기와 핸디 청소기의 경우 사용자가 청소기 본체를 손으로 파지한 상태로 사용된다.

다만, 스틱 청소기의 경우 흡입 모터가 흡입 노즐에 가깝게 배치되고(하중심), 핸디 청소기의 경우 흡입 모터가 파지부에 가깝게 배치된다(상중심). 로봇 청소기는 자율 주행 시스템을 통해 스스로 주행하면서 스스로 청소를 수행한다.

흡입 노즐이란 바닥에 닿아 먼지와 공기를 직접적으로 흡입하는 부분을 가리킨다. 청소기 본체의 내부에 장착된 흡입 모터에서 발생된 흡입력은 흡입 모터로 전달되고, 이 흡입력에 의해 먼지와 공기는 흡입 노즐로 빨려 들어간다.

흡입 노즐에는 회전 청소부(또는 아지테이터, agitator)가 설치된다. 회전 청소부는 회전하면서 바닥 또는 카페트 속의 먼지를 긁어내어 청소 성능을 향상시키는 역할을 한다. 회전 청소부에는 솔(brush)이 부착되어 있다.

이와 같은 회전 청소부를 수납하는 흡입 노즐의 전방 케이스는 하부가 개방되어 바닥 또는 카펫으로부터의 먼지를 흡입하며, 흡입 노즐의 하부에는 전방 케이스와 결합되며, 하부가 개방되어 있는 하부 케이스가 배치된다.

한국 공개 특허 10-2013-0118016 호는 이와 같은 하부 케이스를 포함하는 흡입 노즐에 대하여 개시하고 있으며, 하부 케이스의 내부 개방 영역으로 먼지가 흡입되는 내용이 개시되어 있다.

한편, 이와 같은 개방 영역으로부터 먼지를 흡입할 때, 바닥 상태에 따라 흡입력이 약해지는 문제가 있다. 일 예로, 바닥 상태가 카펫 등인 경우, 카펫의 섬유로부터 상기 개방 영역이 막힘으로써 흡입력이 현저하게 저하되는 경우가 발생한다.

이를 방지하기 위해 흡입구가 섬유 등으로 막히는 경우, 각도를 조절하는 밸브를 여는 기술이 한국 공개 특허 10-2011-0122697호에 개시되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래 기술에서는 각도를 조절하는 노즐 헤드에서 흡입력이 약해질 때 각도를 조절하여 해당 상황에서 벗어나는 기술이 개시될 뿐, 바닥 상태에 대한 종합적인 고려를 수행하지 않는다.

특히, 하부 케이스의 전방 버퍼에 사이즈가 큰 먼지 등을 흡입하기 위한 서브 유입구가 형성되어 있는 경우, 상기 서브 유입구를 통해 큰 이물질을 흡입하는 용도로 사용되나, 이와 같은 서브 유입구의 형성은 전체적인 흡입력을 떨어뜨려 성능 저하의 요인이 된다.

이와 같은 흡입력의 저하는 바닥면이 하드 플로어인 경우에는 큰 영향이 없으나, 카펫 등과 같이 바닥면과의 밀착도가 떨어져서 면압이 낮은 경우에는 면압을 더 낮추게 되므로 서브 유입구에 의한 흡입력 약화가 유효한 영향을 미치게 된다.

따라서, 바닥의 상태에 따라 서브 유입구의 열림과 닫힘을 제어하여야 하는 요구가 대두되고 있다.

한국 공개 특허 10-2013-0118016 호 (공개일자 : 2013년 10월 29일) 한국 공개 특허 10-2011-0122697 호 (공개일자 : 2011년 11월 10일)

이와 같은 종래 기술에 대하여, 본 발명의 제1 과제는 서브 유입구에 커버가 형성되며, 상기 커버를 바닥 상태에 따라 개폐 제어하는 청소기를 제공하는 것이다.

이와 같은 커버는 일반적으로 하방으로 강하되어 상기 서브 유입구를 닫게 되며, 이와 같은 개폐를 바닥 상태에 따라 자동으로 제어하는 것이 본 발명의 제2 과제이다.

이를 위하여 본 발명에서는 모터 및 모터의 구동에 의해 상기 커버를 물리적으로 이동하는 복수의 기어 구조를 제공할 수 있다. 이와 같은 복수의 기어 구조와 연결되어 상기 커버의 개폐를 제어하는 것이 본 발명의 제3 과제이다.

바닥 상태는 크게 마루 또는 타일과 같이 표면이 매끈한 하드 플로어(hard floor)와 섬유로 인해 바닥면과의 밀착도가 떨어지는 카펫 등의 소프트 플로어(soft floor)로 구분할 수 있다.

본 발명의 제4 과제는 바닥 상태에 따른 커버의 개폐에 있어서, 사용자로부터의 수동 전환 또는 부하 변동만을 기준으로 전환하는 것인 아닌, 인공지능 머신 러닝 엔진을 통해 복수의 파라미터를 종합적으로 검토하여 현재 바닥 상태에 대한 확률 계산을 진행하는 방법을 제공하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명의 실시예는 주기적으로 바닥 상태를 판단하고, 이를 기초로 흡입력을 조절하는 청소기를 제공한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 청소기는 내측에 흡입 모터를 구비하고, 외측에 손잡이를 구비하는 청소기 본체; 및 상기 청소기 본체와 연결되는 흡입 노즐을 포함하고, 상기 흡입 노즐은, 하방의 적어도 일부가 개구되는 하우징; 상기 하우징의 내측에 설치되고, 적어도 일부가 상기 하우징의 개구된 부분을 통해 노출되며, 회전 동작에 의해 바닥면을 청소하도록 형성되는 회전 청소부; 및 상기 하우징을 하방에서 지지하며, 내부가 개방되어 있으며, 전면의 일부를 개방하여 이물질을 흡입하는 적어도 하나의 서브 유입구가 형성되어 있는 지지 부재를 포함하고, 상기 청소기 본체는, 인공지능 엔진을 구동하여 현재 바닥 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 서브 유입구의 개폐를 제어하여 흡입력을 조절하는 제어부를 포함한다.

상기 하우징은 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 회전 모터의 출력 전류를 수신하고, 이를 기초로 상기 인공지능 엔진을 구동하여 상기 현재 바닥 상태를 판단할 수 있다.

상기 제어부는 사용자의 조작 명령, 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터의 출력 전류를 기초로 상기 인공지능 엔진에 의해 적어도 하나의 바닥 상태에 대한 흡입력 산출 모델을 구동하여 흡입력 값을 각각 산출할 수 있다.

상기 제어부는 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 산출 모델을 각각 포함하며, 각각의 상기 흡입력 산출 모델을 모두 구동하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출할 수 있다.

상기 제어부는 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 산출 모델을 각각 포함하며, 각각의 상기 흡입력 산출 모델을 모두 구동하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출하고, 현재 흡입력 정보와 산출된 흡입력 값을 대조하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어인 경우의 확률을 산출할 수 있다.

상기 제어부는 상기 소프트 플로어의 확률이 상기 하드 플로어의 확률보다 크면, 상기 서브 유입구를 폐쇄할 수 있다.

상기 제어부는 각각의 상기 흡입력 산출 모델을 모두 구동하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 산출할 때, 배터리의 출력 전압을 변수로 적용할 수 있다.

상기 제어부는 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 산출 모델을 각각 포함하며, 상기 제어부는 사용자의 조작 명령, 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터의 출력 전류를 기초로 상기 인공지능 엔진에 의해 상기 서로 다른 흡입력 산출 모델을 모두 구동하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 산출할 수 있다.

상기 제어부는 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 산출 모델을 각각 포함하며, 상기 제어부는 상기 인공지능 엔진을 구동하여 사용자의 조작 명령, 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터의 출력 전류를 기초로 조건 함수를 산출하고, 상기 조건 함수와 배터리 전압을 상기 서로 다른 흡입력 산출 모델에 각각 적용하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출할 수 있다.

상기 제어부는 상기 배터리 전압에 따라 상기 흡입력 산출 모델의 기준값을 변경하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출하는 것을 특징으로 하는 청소기.

한편, 상기 청소기의 바닥 상태 판단을 위한 구조적인 특징으로, 상기 지지 부재는, 상기 제어부의 제어 명령에 따라 상기 적어도 하나의 서브 유입구의 개폐를 수행하는 커버부를 더 포함할 수 있다.

상기 커버부는 각각의 서브 유입구를 개방하거나 폐쇄하는 적어도 하나의 커버, 상기 제어부에 따라 구동하여 회전력을 발생하는 커버 모터, 상기 커버 모터의 회전력에 따라 이동하는 기어부, 상기 기어부의 이동에 따라 이동하면서 상기 적어도 하나의 커버를 상하로 이동하는 레버를 포함할 수 있다.

상기 기어부는 상기 커버 모터의 회전력에 따라 회전 운동을 수행하는 제1 기어, 그리고 상기 제1 기어와 치합하여 상기 제1 기어의 회전 운동에 따라 직진 또는 후퇴하는 직선 운동을 수행하는 제2 기어를 포함할 수 있다.

상기 커버는 상기 레버의 직선 운동에 따라 상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨 사이를 천이하는 상하 운동을 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예는, 하방의 적어도 일부가 개구되는 하우징; 상기 하우징의 내측에 설치되고, 적어도 일부가 상기 하우징의 개구된 부분을 통해 노출되며, 회전 동작에 의해 바닥면을 청소하도록 형성되는 회전 청소부를 포함하는 청소기의 제어 방법에 있어서, 상기 청소기의 복수의 감지 신호를 수득하는 단계; 인공지능 엔진을 구동하여 상기 감지 신호를 기초로 현재 바닥 상태를 판단하는 단계; 및 판단 결과에 따라 상기 하우징의 하방의 적어도 일부를 개폐하여 흡입력을 조절하는 단계를 포함한다.

상기 하우징은 하방의 전면부에 형성되는 적어도 하나의 서브 유입구를 포함하고, 상기 흡입력을 조절하는 단계는, 상기 서브 유입구를 개방하거나 폐쇄하도록 커버부를 제어함으로써 수행할 수 있다.

상기 하우징은 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터를 더 포함하며, 상기 바닥 상태를 판단하는 단계는, 상기 회전 모터의 출력 전류를 수신하고, 이를 기초로 상기 바닥 상태를 판단할 수 있다.

상기 바닥 상태를 판단하는 단계는, 사용자의 조작 명령, 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터의 출력 전류 값을 수신하는 단계, 상기 사용자의 조작 명령, 상기 회전 모터의 출력 전류 값을 기초로 적어도 하나의 바닥 상태에 대한 흡입력 산출 모델을 구동하여 흡입력 값을 각각 산출하는 단계, 및 현재 흡입력 정보를 수득하고, 현재 흡입력 정보와 산출된 흡입력 값을 대조하여 하드 플로어 및 소프트 플로어인 경우의 확률을 각각 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 흡입력을 조절하는 단계는, 상기 소프트 플로어의 확률이 상기 하드 플로어의 확률보다 크면, 상기 커버부를 하강하여 상기 서브 유입구를 폐쇄할 수 있다.

상기 바닥 상태를 판단하는 단계는, 상기 인공지능 엔진으로 하드 플로어 흡입력 산출 모델 및 소프트 플로어 흡입력 산출 모델을 각각 구동하여, 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출할 수 있다.

상기 바닥 상태를 판단하는 단계는, 상기 인공지능 엔진으로 각각의 상기 흡입력 산출 모델을 모두 구동하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 산출할 때, 배터리의 출력 전압을 변수로 적용할 수 있다.

상기 바닥 상태를 판단하는 단계는, 상기 인공지능 엔진을 구동하여 사용자의 조작 명령, 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터의 출력 전류를 기초로 입력 파라미터를 산출하고, 상기 입력 파라미터와 배터리 전압을 상기 서로 다른 흡입력 산출 모델에 각각 적용하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출할 수 있다.

상기 바닥 상태를 판단하는 단계는, 상기 배터리 전압에 따라 상기 흡입력 산출 모델의 기준값을 변경하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출할 수 있다.

상기 해결 수단을 통하여, 서브 유입구의 커버가 바닥 상태에 따라 개폐되면서 흡입력을 확보할 수 있다.

또한, 이와 같은 커버의 개폐를 청소기가 복수의 감지 신호를 읽어들이고 인공지능 머신 러닝을 수행하여 바닥 상태를 정확하게 판단할 수 있다.

또한, 이와 같은 바닥 상태의 판단 결과에 따라 커버의 개폐를 자동으로 구현할 수 있어 별도의 수동 제어를 필요로하지 않는다.

그리고, 바닥 상태에 대한 판단에 있어, 사용자로부터의 수동 전환 또는 부하 변동만을 기준으로 전환하는 것인 아닌, 복수의 파라미터를 종합적으로 검토하여 현재 바닥 상태에 대한 확률 계산을 진행하여 신뢰성 있는 동작 제어가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 청소기의 사시도다.
도 2는 도 1의 흡입 노즐의 사시도이다.
도 3은 도 2의 흡입 노즐의 상면도이다.
도 4는 도 1의 흡입 노즐의 저면도이다.
도 5는 도 1의 흡입 노즐의 분해사시도이다.
도 6은 도 4의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절개한 흡입 노즐의 단면도다.
도 7은 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절개한 흡입 노즐의 단면도다.
도 8a 및 도 8b는 흡입 노즐의 하부 프레임의 구조를 나타내는 사시도 및 저면도의 일부를 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 흡입구의 커버 및 그의 구동 모듈을 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 커버 제어를 위한 제어부의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 커버 제어를 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 도 11의 바닥 상태 판단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13a 및 도 13b는 도 10의 제어 방법에 따른 커버 이동을 나타내는 간략 도면이다.
도 14a 내지 도 14d는 도 10의 제어 방법에 다른 커버를 이동시키는 구동 모듈의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 15는 도 11에 따른 바닥 상태 판단 결과를 나타내는 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

본 설명 전체에 걸쳐 언어적/수학적으로 표현된 대소비교에 있어서, '작거나 같음(이하)'과 '작음(미만)'은 통상의 기술자 입장에서 서로 용이하게 치환가능한 정도이며, '크거나 같음(이상)'과 '큼(초과)'은 통상의 기술자 입장에서 서로 용이하게 치환가능한 정도이며, 본 발명을 구현함에 있어서 치환하여도 그 효과 발휘에 문제가 되지 않음은 물론이다.

이하에서 언급되는 “전(F)/후(R)/좌(Le)/우(Ri)/상(U)/하(D)” 등의 방향을 지칭하는 표현은 도면에 표시된 바에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.

예를 들어, 전방은 청소기의 주 진행 방향 또는 로봇청소기의 패턴 주행의 주 진행 방향을 의미할 수 있다. 여기서, 주 진행 방향은 일정 시간 내에 진행하는 방향들의 벡터 합산 값을 의미할 수 있다.

이하에서 언급되는 구성요소 앞에 ‘제1, 제2' 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 제2 구성요소 만을 포함하는 발명도 구현 가능하다.

도면에서 각 구성의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 청소기의 사시도다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 청소기(1)는 흡입력을 발생시키기 위한 흡입 모터(미도시)를 내측에 구비하는 청소기 본체(10)와, 먼지가 포함된 공기를 흡입하는 흡입 노즐(100) 및 상기 청소기 본체(10)와 상기 흡입 노즐(100)을 연결하는 연장관(17)을 포함할 수 있다.

이때, 상기 흡입 노즐(100)은 상기 연장관(17) 없이도 상기 청소기 본체(10)에 직접 연결될 수 있다.

상기 청소기 본체(10)는 공기에서 분리된 먼지가 저장되는 먼지통(12)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 흡입 노즐(100)을 통해 유입되는 먼지는 상기 연장관(17)을 통해 상기 먼지통(12)에 저장될 수 있다.

상기 청소기 본체(10)의 외측에는 사용자가 파지하기 위한 손잡이(13)가 구비될 수 있다. 사용자는 상기 손잡이(13)를 파지한 상태로 청소를 수행할 수 있다.

상기 청소기 본체(10)에는 배터리(미도시)가 구비되며, 상기 청소기 본체(10)에는 상기 배터리(미도시)가 수용되는 배터리 수용부(15)가 구비될 수 있다. 상기 배터리 수용부(15)는 상기 손잡이(13)의 하부에 구비될 수 있다. 상기 배터리(미도시)는 상기 흡입 노즐(100)과 연결되어 상기 흡입 노즐(100)로 전원을 공급할 수 있다.

이와 같은 청소기 본체(10) 내에 제어 모듈(도시하지 않음)이 삽입되어 있을 수 있으며, 이와 같은 제어 모듈은 하나의 칩 형태로 내장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제어 모듈이 청소기 본체(10) 내에 수용될 때, 상기 배터리로부터 구동 전압을 인가 받아 각각의 모듈로 분압될 수 있다.

이하에서는, 상기 흡입 노즐(100)에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 도 1의 흡입 노즐의 사시도이고, 도 3은 도 2의 흡입 노즐의 상면도이고, 도 4는 도 1의 흡입 노즐의 저면도이고, 도 5는 도 1의 흡입 노즐의 분해사시도이고, 도 6은 도 4의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절개한 흡입 노즐의 단면도이며, 도 7은 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절개한 흡입 노즐의 단면도다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 상기 흡입 노즐(100)은 하우징(110), 연결배관(120) 및 회전 청소부(130)를 포함한다.

상기 하우징(110)은 내부에 챔버(112)가 형성되는 본체부(111)를 포함하며, 본체부(111)는 전방을 향하여 닫혀있으며, 하부에 형성되는 지지부재(119)와 결합하여 내부에 회전 청소부(130)을 수용하는 공간을 형성한다.

상기 하우징(110)은 상기 본체부(111)의 하측에 구비되는 지지부재(119)를 더 포함할 수 있다. 상기 지지부재(119)는 상기 본체부(111)를 지지할 수 있다.

상기 지지부재(119)는 프레임을 이루며, 내부에 오염 물질이 포함된 공기를 흡입하기 위한 하방 개구(111a)가 형성될 수 있다. 상기 청소기 본체(10)에서 발생하는 흡입력에 의해 상기 하방 개구(111a)를 통해 유입되는 공기는 상기 챔버(112)를 거쳐 상기 연결배관(120)으로 이동할 수 있다.

상기 지지부재(119)는 본체부(111) 하부에 배치되는 지지 프레임(150)(150) 및 지지 프레임(150)과 연장되며, 본체부(111)의 연결부재들을 지지하는 연장부(1192)를 포함한다.

상기 지지 프레임(150)은 도 5와 같이, 본체부(111)의 바닥면과 결합되어 본체부(111)를 지지하며, 흡입 노즐(100)의 xy 평면에서의 단면 형상이 전방에서 바라볼 때, 긴 길이를 가지는 직사각형일 때, 상기 지지 프레임(150)은 x축을 따라 연장되는 2 개의 제1 바, y축을 따라 연장되는 2개의 제2바로 이루어질 수 있다.

제1 및 제2 바는 소정의 두께를 가지며 내부에 공간을 가지고, 서로 연결되어 있을 수 있으며, 사각의 프레임을 이룬다.

이때, 전방을 향하는 제1 바(119a)는 사실상 흡입 노즐(100)의 범퍼 역할을 수행하며, 제1 바(119a)의 전면부에는 적어도 하나의 서브 유입구(151, 152)가 형성되어 있다.

이와 같은 서브 유입구(151, 152)는 큰 이물을 흡입하기 위한 통로로서, 상기 서브 유입구(151, 152)를 통과하는 큰 이물은 챔버(120)를 거쳐 후면의 연결 배관까지 이동한다.

이때, 서브 유입구(151, 152)는 적어도 2개를 가질 수 있으며, 동일한 높이를 가지는 사각의 형상으로 형성될 수 있다.

이와 같은 서브 유입구(151, 152)는 바닥면으로부터 소정 높이까지 개방되는 터널로서, 상기 제1 바(119a)를 관통하여 하방 개구(111a)까지 연장된다.

이와 같은 서브 유입구(151, 152)의 높이는 적어도 1.0mm 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 서브 유입구(151, 152)를 통해 하부의 지지 부재(119)의 전방으로 큰 이물을 흡입될 수 있으며, 상기 제1 바(119a)의 내부 공간에 바닥 상태에 따라 상기 서브 유입구(151, 152)를 개방하거나 폐쇄하는 커버부가 형성되어 있다.

이와 같은 커버부의 구동에 대하여는 이후에 설명한다.

이와 같은 사각의 지지 부재(119)의 하면은 전방을 향하는 제1 바(119a) 내에 전방 바퀴(117a, 117b)가 회전 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 상기 연장부(1192)에는 후방바퀴(118)가 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기 후방 바퀴(118)의 회전축은 후방에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 하우징(110)의 안정성이 향상되므로 청소 중 상기 하우징(110)의 전복이 방지될 수 있다.

이와 같이 지지 부재(119)의 상기 하방 개구(111a)는 상기 하우징(110)의 저면부에서 좌우 방향으로 연장되어 형성되어, 흡입 면적이 충분히 확보될 수 있다.

상기 하우징(110)은 상기 하방 개구(111a)와 연통하는 내부 배관(1112)을 더 포함할 수 있다. 상기 청소기 본체(10)에서 발생한 흡입력에 의해, 외부의 공기는 상기 하방 개구(111a)를 거쳐 상기 내부 배관(1112)의 내부 유로(1112a)로 이동할 수 있다.

상기 하우징(110)은 상기 회전 청소부(130)를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구동부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 상기 구동부는 상기 회전 청소부(130)의 일측에 삽입되어 상기 회전 청소부(130)로 동력을 전달할 수 있다.

상기 본체부(111)의 챔버(112)에는 상기 회전 청소부(130)가 수용될 수 있다. 상기 회전 청소부(130)의 적어도 일부분은 상기 하방 개구(111a)를 통해 외부로 노출될 수 있다. 상기 회전 청소부(130)는 상기 구동부를 통해 전달되는 구동력에 의해 회전하여 바닥면과 마찰됨으로써 오염 물질을 털어낼 수 있다. 또한, 상기 회전 청소부(130)의 외주면은 융(絨)과 같은 직물 또는 펠트(felt) 재질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 회전 청소부(130)의 회전 시 바닥면에 쌓인 먼지 등의 이물질이 상기 회전 청소부(130)의 외주면에 끼임으로써 효과적으로 제거될 수 있다.

상기 본체부(111)는 상기 회전 청소부(130) 상측을 커버할 수 있다. 또한, 상기 본체부(111)의 내주면은 상기 회전 청소부(130)의 외주면 형상에 대응되도록 만곡된 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 본체부(111)는 상기 회전 청소부(130)가 회전하여 바닥면에서 털어낸 이물질이 상승하는 것을 막는 기능을 수행할 수 있다.

상기 하우징(110)은 상기 챔버(112)의 양 측면을 커버하는 측면커버(115, 116)를 더 포함할 수 있다. 상기 측면 커버(115, 116)는 상기 회전 청소부(130)의 양 측면에 구비될 수 있다.

상기 측면커버(115, 116)는 상기 회전 청소부(130)의 일측에 구비되는 제1측면커버(115) 및 상기 회전 청소부(130)의 타측에 구비되는 제2측면커버(116)를 포함한다. 상기 제1측면커버(115)에는 상기 구동부가 고정될 수 있다.

상기 흡입 노즐(100)은 상기 제2 측면커버(116)에 구비되어 상기 회전 청소부(130)를 회전 가능하게 지지하기 위한 회전 지지부를 더 포함한다. 상기 회전 지지부는 상기 회전 청소부(130)의 타측에 삽입되어 상기 회전 청소부(130)를 회전 가능하게 지지할 수 있다.

상기 회전 청소부(130)는 도 6의 단면도를 기준으로 할 때 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 즉, 상기 회전 청소부(130)는 바닥면과의 접촉점에서 상기 내부 배관(1112) 방향으로 밀어내도록 회전한다. 따라서, 상기 회전 청소부(130)가 바닥면에서 털어낸 이물질은 상기 내부 배관(1112) 측으로 이동되며, 흡입력에 의해 상기 내부배관(1112)으로 흡입된다. 상기 회전 청소부(130)가 바닥면과의 접촉점을 기준으로 후방으로 회전함으로써 청소 효율이 향상될 수 있다.

상기 챔버(112)에는 구획부재(160)가 구비될 수 있다. 상기 구획부재(160)는 상기 하우징(110)의 챔버의 상측에서 하측으로 연장되어 형성될 수 있다.

상기 구획부재(160)는 상기 회전 청소부(130)와 상기 내부 배관(1112) 사이에 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 구획부재(160)는 상기 하우징(110)의 챔버(112)를 상기 회전 청소부(130)가 구비되는 제1영역(112a)과 상기 내부 배관(1112)이 구비되는 제2영역(112b)으로 구획할 수 있다. 도 6에 도시된 것과 같이 상기 제1영역(112a)은 상기 챔버(112)의 전방부에 구비되고, 상기 제2영역(112b)은 상기 챔버(112)의 후방부에 구비될 수 있다.

상기 구획부재(160)는 제1연장벽(161)을 포함할 수 있다. 상기 제1연장벽(161)은 상기 회전 청소부(130)와 적어도 일부분이 접촉하도록 연장될 수 있다. 따라서, 상기 회전 청소부(130)가 회전하면, 상기 제1연장벽(161)은 상기 회전 청소부(130)와 마찰하여 상기 회전 청소부(130)에 부착된 이물질을 털어낼 수 있다. 또한, 상기 제1연장벽(161)은 상기 회전 청소부(130)의 회전축을 따라 연장될 수 있다. 즉, 상기 제1연장벽(161)과 상기 회전 청소부(130) 사이의 접촉지점은 상기 회전 청소부(130)의 회전축 방향을 따라 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1연장벽(161)은 상기 회전 청소부(130)에 부착된 이물질을 털어낼 뿐만 아니라, 바닥면의 이물질이 상기 챔버(112)의 제1영역(112a)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 제1연장벽(161)은 상기 회전 청소부(130)에 부착된 머리카락이나 실 등이 상기 챔버(112)의 제1영역(112a)으로 유입되는 것을 차단함으로써 상기 회전 청소부(130)에 머리카락이나 실 등이 감기는 현상을 방지할 수 있다. 즉, 상기 제1연장벽(161)은 감김 방지(anti-tangle) 기능을 수행할 수 있다.

상기 구획부재(160)는 제2연장벽(165)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2연장벽(165)은 상기 제1연장벽(161)과 마찬가지로 상기 회전 청소부(130)와 적어도 일부분이 접촉하도록 연장될 수 있다. 따라서, 상기 회전 청소부(130)가 회전하면, 상기 제2연장벽(165)은 상기 제1연장벽(161)과 같이 상기 회전 청소부(130)와 마찰하여 상기 회전 청소부(130)에 부착된 이물질을 털어낼 수 있다. 한편, 상기 제2연장벽(165)은 상기 제1연장벽(161)과 동일한 기능을 갖는 구성이며, 상기 제2연장벽(165) 없이 상기 제1연장벽(161) 만으로도 상기 회전 청소부(130)에 부착된 이물질을 털어내는 기능을 수행할 수 있으므로, 상기 제2연장벽(165)이 상기 하우징(110)의 구성에 포함되지 않더라도 무방하다.

상기 제2연장벽(165)은 상기 제1연장벽(161)보다 상측에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제2연장벽(165)은 상기 회전 청소부(130)에서 상기 제1연장벽(161)에 의해 분리되지 못한 이물질을 2차적으로 분리하는 기능을 갖는다.

이하에서는, 상기 하우징(110) 내부에서의 공기의 유동에 대하여 설명한다.

상기 흡입 노즐(100)의 본체부(111)에는 외부의 공기가 상기 본체부(111)의 내부 배관으로 이동되는 복수의 흡입 유로(F1, F2, F3)가 형성된다.

상기 복수의 흡입 유로(F1, F2, F3)는 상기 회전 청소부(130)의 하측에 형성되는 하부 유로(F1)와 상기 회전 청소부(130)의 상측에 형성되는 상부 유로(F2, F3)를 포함한다.

상기 하부 유로(F1)는 상기 회전 청소부(130)의 하측에 형성된다. 구체적으로, 상기 하부 유로(F1)는 상기 후방 개구(111a)로부터 상기 회전 청소부(130)의 하측 및 상기 제2영역(112b)을 거쳐 상기 내부 유로(1112a)로 연결된다.

상기 상부 유로(F2, F3)는 상기 회전 청소부(130)의 상측에 형성된다. 구체적으로, 상기 상부 유로(F2, F3)는 상기 서브 유입구(151, 152)를 통해 제1영역(112a) 내에서 상기 회전 청소부(130)의 상측 및 상기 제2영역(112b)을 거쳐 상기 내부 유로(1112a)로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 상부 유로(F2, F3)는 상기 제2영역(112b)에서 상기 하부 유로(F1)와 합류될 수 있다.

상기 상부 유로(F2, F3)는 상기 하우징(110)의 일측에 형성되는 제1상부 유로(F2)와 상기 하우징(110)의 타측에 형성되는 제2상부 유로(F3)를 포함한다. 구체적으로, 상기 제1상부 유로(F2)는 상기 제1측면커버(115)에 인접한 서브 유입구(152)를 통하여 배치되고, 상기 제2상부 유로(F3)는 상기 제2측면커버(116)에 인접한 서브 유입구(151)를 통하여 배치된다.

상기 제1상부 유로(F2)를 형성하기 위하여, 상기 제1연장벽(161)에는 제1하부 홈부(161a)가 형성될 수 있고, 상기 제2연장벽(165)에는 제1상부 홈부(165a)가 형성될 수 있다.

상기 제1하부 홈부(161a)는 상기 제1연장벽(161)의 내주면, 즉 상기 회전 청소부(130)와 맞닿는 면의 일부가 함몰되어 형성된다. 또한, 상기 제1하부 홈부(161a)는 상기 회전 청소부(130)의 원주 방향을 따라 연장되어 형성될 수 있다.

상기 제1상부 홈부(165a)는 상기 제2연장벽(165)의 내주면, 즉 상기 회전 청소부(130)와 맞닿는 면의 일부가 함몰되어 형성된다. 또한, 상기 제1상부 홈부(165a)는 상기 회전 청소부(130)의 원주 방향을 따라 연장되어 형성될 수 있다.

상기 제1하부 홈부(161a)는 상기 제1상부 홈부(165a)와 서로 연결되며, 상기 제1하부 홈부(161a)와 상기 제1상부 홈부(165a)를 따라 상기 제1상부 유로(F2)가 형성된다. 한편, 상기 흡입 노즐(100)에 상기 제2연장벽(165)이 구비되지 않는 경우에는 상기 제1하부 홈부(161a) 만으로도 상기 제1상부 유로(F2)가 형성될 수 있다.

도 7에 도시된 것과 같이 상기 제1상부 유로(F2)에서 상기 챔버(112)의 내주면과 상기 회전 청소부(130)의 상측부 사이의 이격 거리는 상기 챔버(112)의 내측으로 갈수록 좁아질 수 있다. 따라서, 상기 회전 청소부(130)의 상측에서는 상기 하방 개구(111a)에 인접할수록 공기의 유속이 감소될 수 있으며, 이에 따라 상기 회전 청소부(130)의 회전에 의해 이물질이 전방으로 배출되는 현상이 억제될 수 있다.

다음으로, 상기 제2상부 유로(F3)는 제1 상부 유로(F2)와 동일하게 형성될 수 있다.

상기 제2상부 유로(F3)에서 상기 챔버(112)의 내주면과 상기 회전 청소부(130)의 상측부 사이의 이격 거리는 상기 제1상부 유로(F2)에서와 마찬가지로 상기 챔버(112)의 내측으로 갈수록 좁아질 수 있다.

상기 구획부재(160)는 상기 제1연장벽(161)과 결합하는 제3연장벽(163)을 더 포함할 수 있다. 상기 제3연장벽(163)은 상기 제1연장벽(161)의 배면에 결합되어 상기 제1연장벽(161)을 지지할 수 있다. 상기 제1연장벽(161)에 상기 제1하부 홈부(161a) 및 상기 제2하부 홈부(161b)가 형성됨으로써 상기 챔버(112)의 제1영역(112a)에 상기 제3연장벽(163)의 일부가 노출될 수 있다.

이처럼, 상기 하우징(110)에는 상기 회전 청소부(130)의 하측에 구비되는 하부 유로(F1)뿐만 아니라, 상기 회전 청소부(130)의 상측에 구비되는 제1상부 유로(F2)가 구비됨으로써 상기 구동부의 냉각이 효율적으로 이루어질 수 있으며, 상기 제2상부 유로(F3)가 구비됨으로써 상기 회전 지지부(150)의 냉각이 효율적으로 이루어질 수 있다 상기 연결배관(120)은 상기 하우징(110)과 상기 연장관(17)(도 1 참조)을 연결할 수 있다. 즉, 상기 연결배관(120)의 일측은 상기 하우징(110)과 연결되고, 상기 연결배관(120)의 타측은 상기 연장관(17)과 연결된다.

상기 연결배관(120)에는 상기 연장관(17)과의 기구적인 결합을 조작하기 위한 착탈 버튼(122)이 구비될 수 있다. 사용자는 상기 착탈 버튼(122)을 조작함으로써 상기 연결배관(120)과 상기 연장관(17)을 결합 또는 분리할 수 있다.

상기 연결배관(120)은 상기 하우징(110)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 연결배관(120)은 제1연결부재(113a)에 상하 방향으로 회전 가능하도록 힌지(hinge) 결합될 수 있다.

상기 하우징(110)에는 상기 연결배관(120)과 힌지 결합하기 위한 연결부재(113a, 113b)가 구비될 수 있다. 상기 연결부재(113a, 113b)는 상기 내부 배관(1112)을 감싸도록 형성될 수 있다. 상기 연결부재(113a, 113b)는 상기 연결배관(120)과 직접 연결되는 제1연결부재(113a) 및 제2연결부재(113b)를 포함할 수 있다. 상기 제2연결부재(113b)의 일측은 상기 제1연결부재(113a)와 결합하고 상기 제2연결부재(113b)의 타측은 상기 본체부(111)와 결합할 수 있다.

상기 제1연결부재(113a)는 상기 제2연결부재(113b)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1연결부재(113a)는 길이 방향을 축으로 하여 회전할 수 있다.

상기 흡입 노즐(100)은 상기 연결배관(120)과 상기 하우징(110)의 내부 배관(1112)을 연결하는 보조 호스(123)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 하우징(110)으로 흡입된 공기는 상기 보조 호스(123), 상기 연결배관(120) 및 상기 연장관(17)(도 1 참조)을 거쳐 상기 청소기 본체(10)(도 1 참조)로 이동할 수 있다.

상기 연결배관(120)의 회동이 가능하도록 상기 보조 호스(123)는 유연한 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1연결부재(113a)는 상기 보조 호스(123)를 보호하기 위하여 적어도 일부분을 감싸는 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 흡입 노즐(100)은 청소 시 이동을 위한 전방 바퀴(117a, 117b)를 더 포함할 수 있다. 상기 전방 바퀴(117a, 117b)는 상기 하우징(110)의 저면의 지지 부재(119)의 제1 바(150) 하면에 회전 가능하게 구비될 수 있다. 또한, 상기 전방 바퀴(117a, 117b)는 한 쌍으로 구비되어 상기 하방 개구(111a)의 양측에 각각 구비되며, 상기 하방 개구(111a)의 후방에 배치될 수 있다.

상기 흡입 노즐(100)은 후방 바퀴(118)를 더 포함할 수 있다. 상기 후방 바퀴(118)는 상기 하우징(110)의 저면에 회전 가능하게 구비되며 상기 전방 바퀴(117a, 117b)보다 후방에 배치될 수 있다.

한편, 상기 하우징(110)의 본체부(111)에는 상기 회전 청소부(130)를 회전시키기 위한 구동부가 결합된다. 상기 구동부의 적어도 일부는 상기 회전 청소부(130)의 일측에 삽입될 수 있다.

상기 구동부는 구동력을 발생시키기 위한 모터(도시하지 않음)를 포함한다. 상기 모터는 BLDC 모터를 포함할 수 있다. 상기 모터의 일측에는 상기 모터의 제어를 위한 PCB(printed circuit board)(도시하지 않음)가 구비될 수 있다.

상기 구동부는 상기 모터의 동력을 전달하기 위한 기어부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.

상기 구동부는 상기 기어부에 연결되는 샤프트를 더 포함하며, 상기 샤프트는 상기 회전 청소부(130)와 연결된다. 상기 샤프트는 상기 기어부를 통해 전달되는 구동력을 상기 회전 청소부(130)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 상기 회전 청소부(130)가 회전할 수 있다.

이러한 구동부는 모터의 구동을 통해 상기 회전 청소부(130)를 회전시키기 위한 제어 신호, 즉 출력 전류를 주기적으로 상기 제어부(140)로 전달한다.

이러한 흡입 노즐(100)은 전방에 버퍼로 기능하는 지지 부재(119)의 제1 바(119a)를 포함하며, 상기 제1 바(119a)에는 앞서 설명한 바와 같이 적어도 하나의 서브 유입구(151, 152)가 형성되어 있다.

도 2 내지 도 7에는 2개의 서브 유입구(151, 152)가 형성되어 있는 것으로 도시하였으나, 이와 같은 서브 유입구(151, 152)의 수효에 대하여는 한정하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 흡입 노즐(100)은 현재 청소 중인 바닥 상태를 판단하고, 상기 바닥 상태에 따라 서브 유입구(151, 152)의 개방 또는 폐쇄를 수행하는 커버(153a, 153b)부를 더 포함한다.

이하에서는 도 8a 내지 도 9b를 참고하여 본 발명의 커버(153a, 153b)부에 대하여 설명한다.

도 8a 및 도 8b는 흡입 노즐(100)의 하부 프레임의 구조를 나타내는 사시도 및 저면도의 일부를 나타내는 도면이고, 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 유입구(151, 152)의 커버(153a, 153b) 및 그의 구동 모듈을 나타내는 개념도이다.

먼저, 도 8a 및 도 8b를 참고하면, 상기 커버(153a, 153b)부는, n개의 서브 유입구(151, 152) 각각을 개방 또는 폐쇄하기 위한 n개의 커버(153a, 153b)를 포함한다.

이때, n은 2일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

n개의 커버(153a, 153b)는 상기 서브 유입구(151, 152)의 형상과 동일한 형상을 가지는 전면을 가지는 기구물로서, 도 8a 및 도 8b와 같이 ㄷ자 형상으로 절곡된 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 이와 달리 각각의 커버(153a, 153b)는 내부 부피를 가지는 육면체의 구조물로도 구현 가능하다.

도 8a와 같이 각각의 커버(153a, 153b)가 ㄷ자 형상으로 절곡되어 있는 경우, 상기 서브 유입구(151, 152)의 전면으로 노출되는 제1 면, 상기 제1 면으로부터 절곡되어 지지 부재(119)의 하면과 일직선 상을 이루는 제2 면, 그리고 상기 제2 면으로부터 절곡되어 상기 제1 면과 평행하게 배치되며 배면의 레버(180)와 구조적으로 결합하는 제3 면을 포함한다.

상기 커버(153a, 153b)는 제3면의 배면에 상기 레버(180)와 결합하는 돌기(154a, 154b)가 형성되며, 상기 돌기(154a, 154b)의 이동에 의해 상기 돌기(154a, 154b)와 상기 레버(180) 사이의 상대적인 위치에 따라 상기 커버(153a, 153b)가 상기 서브 유입구(151, 152)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.

이와 같은 커버(153a, 153b)부는 제어부(140)의 제어 명령에 따라 구동하여 상기 커버(153a, 153b)를 이동하는 모터(155)를 포함한다.

상기 모터 모터(155)는 도 8a와 같이 제1 바(119a)의 중앙 영역 내부에 수용될 수 있으며, 제1 바(119a)의 중앙 영역 내부에 수용되기 위해 소형의 모터 모터(155)일 것을 요한다.

일 예로, 폭이 10 내지 15mm 사이, 길이 20 내지 40mm인 소형의 스탠다드 모터 모터(155)일 수 있으며, 기어와 결합되는 시프트의 길이도 매우 짧게 형성될 수 있다.

이와 같은 모터 모터(155)는 토크 10N, RPM 70 내지 80 사이의 출력이 요구될 수 있으나, 구체적인 사양은 이에 한정되지 않는다.

상기 커버부는 모터 모터(155)의 시프트와 연결되어 모터 모터(155)의 동력을 전달하기 위한 기어부를 더 포함한다.

상기 기어부는 상기 모터 모터(155)의 시프트와 연결되어 회전 운동을 직선 운동으로 가변하기 위한 것으로서, 2개의 기어(156, 157)를 포함한다.

즉, 모터 모터(155)의 시프트와 연결되어 모터 모터(155)의 구동에 따라 회전하는 웜(worm) 기어(156)를 포함하며, 상기 웜 기어(156)와 치합하여 상기 웜 기어(156)의 회전 운동에 따라 x축을 따라 전진 및 후퇴를 수행하는 렉(rack) 기어(157)를 포함한다.

이와 같은 렉 기어(157)는 제1 바(119a)의 길이 방향을 따라 연장되어 있으며, 상기 웜 기어(156)의 회전에 따라 제1 바(119a)의 x축을 따라 전진하거나 후퇴한다.

커버부는 이와 같은 렉 기어(157)와 연결되어 있으며, 상기 렉 기어(157)의 전진 및 후퇴하는 직선 운동을 따라 전진 및 후퇴를 진행하면서 상기 커버(153a, 153b)를 상하 방향으로 이동시키는 레버(180)를 포함한다.

이때, 상기 레버(180)는 제1 커버(153a) 및 제2 커버(153a)를 동시에 올리거나 내리도록 일체로 형성될 수 있으나, 상기 제1 커버(153a)를 올리는 제1 레버(180) 및 상기 제2 커버(153b)를 올리는 제2 레버(180)로 분리되어 상기 렉 기어(157)에 동시에 고정될 수 있다.

따라서, 렉 기어(157)의 전진 및 후퇴에 따라 상기 제1 레버(180) 및 제2 레버(180)가 동시에 전진하거나 후퇴를 수행함으로써 제1 커버(153a)와 제2 커버(153b)는 동일한 동작으로 구동할 수 있다.

제1 레버(180) 및 제2 레버(180)는 동일한 형상을 가질 수 있으며, 각각의 레버(180)는 도 8a 및 도 8b와 같이 대응하는 커버(153a, 153b)의 돌기(154a, 154b)를 이동시키기 위한 가이드 홈(181, 182)이 형성되어 있다.

구체적으로, 하나의 커버(153a)의 제3 면에 서로 이격되어 있는 m개의 돌기(154a, 154b)가 형성될 수 있으며, 상기 m개의 돌기(154a, 154b) 각각에 대하여 레버(180)의 가이드 홈(181, 182)이 형성되어 있다.

일 예로, 도 8a와 같이 하나의 커버(153a)가 2개의 돌기(154a, 154b)를 포함하는 경우, 대응하는 레버(180)에 상기 2개의 돌기(154a, 154b) 각각을 가이드하기 위한 2개의 가이드 홈(181, 182)이 형성된다.

상기 가이드 홈(181, 182)은 상기 커버(153a)를 상하로 이동시키는 경로를 가이드하며, 상기 가이드 홈(181, 182)에 상기 돌기(154a, 154b) 각각이 결합되어 상기 가이드 홈(181, 182)을 따라 이동하여 상기 커버(153a, 153b)가 상하로 이동한다.

이를 위해 상기 각각의 가이드 홈(181, 182)은 도 9a 및 도 9b와 같이 제1 레벨(L1)로부터 시작하여 상기 제1 레벨(L1)보다 높은 위치에 있는 제2 레벨(L2)까지 연장되어 개방되어 있다. 이때, 도 9a 과 같이 제1 레벨(L1)로부터 시작되어 제2 레벨(L2)까지의 연장을 위해 제1 레벨(L1)을 유지하는 제1 패턴, 상기 제1 패턴과 연결되며 상기 제2 레벨(L2)까지 경사지는 제2 패턴 및 상기 제2 패턴과 연결되며 상기 제2 레벨(L3)을 유지하는 제3 패턴을 갖도록 절곡된 3개의 패턴으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 예로, 제1 레벨(L1)로부터 제2 레벨(L2)까지 곡선형의 굽은 형상을 갖도록 형성될 수도 있다.

이때, 하나의 레버(180)에 형성되는 두 개의 가이드 홈(181)에 대하여, 일 가이드 홈(181, 182)의 제1 레벨(L1)의 끝단과 다른 가이드 홈(182)의 제1 레벨(L1)의 끝단 사이의 거리는 상기 커버(153a)의 두 개의 돌기(154a, 154b) 사이의 거리와 일치하도록 형성된다.

따라서, 상기 커버(153a)의 두 개의 돌기(154a, 154b)가 각각의 가이드 홈(181, 182)에 결합되어 해당 가이드 홈(181, 182)을 따라 이동할 때, 상기 커버(153a, 153b)는 수평 상태를 유지하면서 수직으로 이동할 수 있다.

구체적으로, 상기 커버부의 이동은, 제어부(140)로부터의 제어 명령에 따라 모터(155)가 동작하여 모터(155)의 시프트가 회전하면, 이에 따라 시프트에 연결되는 웜 기어(156)가 특정 방향으로 회전한다. 도 9a에서 상기 웜 기어(156)가 회전하면, 상기 웜 기어(156)와 치합되어 있는 렉 기어(157)가 전방으로 진행하는 직선 운동을 수행한다.

이와 같은 렉 기어(157)의 직선 운동에 따라 렉 기어(157)에 고정되어 있는 레버(180)도 직선 운동을 함으로써 도 9b와 같이 d 만큼 왼쪽으로 전진한다.

이와 같은 렉 기어(157)와 레버(180)의 x축을 따른 전진 운동에 의해 상기 커버(153a)의 돌기(154a, 154b)가 가이드 홈(181, 182)의 왼쪽 끝단, 즉, 제1 레벨(L1)의 끝단에 위치하다가 상기 제1 패턴, 제2 패턴을 따라 제2 레벨(L2)의 제3 패턴까지 가이드 홈(181, 182)을 따라 이동하여 제3 패턴의 끝단까지 이동한다.

따라서, 상기 돌기(154a, 154b)가 제2 레벨(L2)까지 이르면, 상기 커버(153a)의 돌기(154a, 154b)의 높이가 제1 레벨(L1)에서 제2 레벨(L2)로 상승하면서, 상기 커버(153a, 153b) 전체의 높이가 레벨 차(h1)만큼 상승하게 된다.

이와 같은 높이 상승으로 상기 커버(153a)의 하방으로 상기 커버(153a)가 폐쇄하고 있는 서브 유입구(151, 152)가 개방된다.

따라서, 상기 모터(155)의 구동에 의해 상기 기어(156, 157)가 구동하여 상기 기어(156, 157)에 고정되는 레버(180)가 함께 전진하면서 상기 커버(153a, 153b)를 상부로 들어올림으로써 상기 서브 유입구(151, 152)가 개방된다.

이와 같은 커버(153a)의 이동은 복수의 커버(153a, 153b)에 대하여 동시에 동일하게 진행되어 동시에 복수의 서브 유입구(151, 152)를 개방한다.

이때, 상기 모터(155)가 반대로 회전하는 경우, 상기 웜 기어(156) 및 렉 기어(157)의 반대 운동에 의해 상기 레버(180)가 후퇴하면서 상기 커버(153a, 153b)의 돌기(154a, 154b)가 제1 레벨(L1)로 내려간다. 따라서, 상기 커버(153a, 153b)가 하방으로 이동하게 되어 상기 서브 유입구(151, 152)를 폐쇄한다.

이와 같이, 제어 명령에 따라 상기 모터(155)의 회전 방향을 제어함으로써 상기 커버(153a, 153b)를 통해 상기 서브 유입구(151, 152)를 개방하거나 폐쇄하게 된다.

이와 같은 서브 유입구(151, 152)의 개방 및 폐쇄 구동은 청소기(1)의 본체(10)에 위치하는 제어 모듈(이하에서는 기능적으로 제어부(140)로 칭한다.)의 판단에 의해 수행될 수 있다.

이하에서는, 주기적으로 바닥 상태를 판단하여 상기 서브 유입구(151, 152)를 개방하거나 폐쇄하는 제어부(140)의 제어 방법을 설명한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 커버(153a, 153b) 제어를 위한 제어모듈의 블록도이다.

도 10을 참고하면, 본 발명의 일 실시에에 따른 청소기(1)의 커버(153a, 153b)를 제어하기 위한 제어 모듈은 기능 블록으로서, 하나의 모듈 내에서 기능적으로만 구분될 수 있으나, 물리적으로 분리되어 있는 복수의 모듈로 구현 가능하다.

이러한 청소기(1)의 제어 모듈은 인공지능 엔진을 포함하여 머신 러닝, 딥 러닝을 통해 더욱 정확한 제어 효율을 가질 수 있다.

이와 같은 제어 모듈은 주변의 상황을 감지하는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 센서는 청소기(1) 외부의 정보를 감지할 수 있다. 센서는 청소기(1) 주변의 사용자를 감지한다. 센서는 청소기(1) 주변의 물체를 감지할 수 있다.

센서는 청소 구역에 대한 정보를 감지할 수 있다. 센서는 주행면 상의 벽체, 가구 및 낭떠러지 등의 장애물을 감지할 수 있다. 센서는 천장에 대한 정보를 감지할 수 있다. 센서는, 주행면 상에 놓여진 물건 및/또는 외부의 상측 물체를 포함할 수 있다. 외부의 상측 물체는, 청소기(1)의 상측 방향에 배치되는 천장이나 가구의 하측면 등을 포함할 수 있다.

센서는 주변의 영상을 감지하는 영상 감지부(135)를 포함할 수 있다. 영상 감지부(135)는 청소기(1)에 대한 특정 방향으로 영상을 감지할 수 있다. 예를 들어, 영상 감지부(135)는, 청소기(1)의 전방으로 영상을 감지할 수 있다. 영상 감지부(135)는 주행구역을 촬영하는 것으로, 디지털 카메라를 포함할 수 있다. 상기 디지털 카메라는 적어도 하나의 광학렌즈와, 상기 광학렌즈를 통과한 광에 의해 상이 맺히는 다수개의 광다이오드(photodiode, 예를 들어, pixel)를 포함하여 구성된 이미지센서(예를 들어, CMOS image sensor)와, 상기 광다이오드들로부터 출력된 신호를 바탕으로 영상을 구성하는 디지털 신호 처리기(DSP: Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다. 상기 디지털 신호 처리기는 정지영상은 물론이고, 정지영상으로 구성된 프레임들로 이루어진 동영상을 생성하는 것도 가능하다.

이때, 상기 본체(10) 하부에 형성되는 배터리에 대하여, 상기 배터리 출력 전압을 검출하는 배터리 전압 감지부(131)를 더 포함한다.

배터리는 상기 흡입 모터뿐만 아니라, 청소기(1)의 작동 전반에 필요한 전원을 공급할 수 있다.

또한, 청소기(1)는 On/Off 또는 각종 명령을 입력할 수 있는 조작부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.

청소기(1)은 각종 데이터를 저장하는 저장부(145)를 포함한다. 저장부(145)에는 청소기(1)의 제어에 필요한 각종 데이터 들이 기록될 수 있다. 저장부(145)는 휘발성 또는 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있다. 상기 기록 매체는 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장한 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등을 포함할 수 있다.

저장부(145)에는 상기 커버(153a, 153b) 개폐 제어를 위한 인공지능 머신 러닝을 수행하는 엔진이 포함될 수 있으며, 이와 같은 엔진에 따라 제어부(140)가 상기 커버(153a, 153b) 개폐 제어를 구현할 수 있다.

제어 모듈은 상기 회전 청소부(130)를 회전시키는 모터의 출력 전류를 읽어들여 이를 가공하여 제어부(140)에 전달하는 모터 전류 측정부(132)를 포함한다.

송신부(170)는 청소기의 정보를 다른 청소기나 중앙 서버에 송신해줄 수 있다. 수신부(190)는 다른 청소기나 중앙 서버로부터 정보를 수신할 수 있다. 송신부(170)가 송신하는 정보 또는 수신부(190)가 수신하는 정보는 청소기의 구성 정보를 포함할 수 있다.

또한, 청소기(1)는 On/Off 또는 각종 명령을 입력 받는 입력부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있으며, 입력부는 버튼, 키 또는 터치형 디스플레이 등을 포함할 수 있다. 입력부는 음성 인식을 위한 마이크를 포함할 수 있다. 또한, 청소기(1)는 출력부(도시하지 않음)를 더 포함하여 각종 정보를 사용자에게 알릴 수 있다. 출력부는 스피커 및/또는 디스플레이를 포함할 수 있다.

청소기(1)는 각종 정보를 처리하고 판단하는 제어부(140)를 포함한다.

제어부(140)는 청소를 진행 중 상기 바닥 상태에 따른 커버(153a, 153b)의 개폐를 제어하기 위한 엔진을 구동하여 정보 처리를 수행할 수 있다.

제어부(140)는 청소기(1)을 구성하는 각종 구성들(예를 들어, 모터 전류 측정부(132), 배터리 전압 감지부(131), 영상감지부(135), 송신부(170), 수신부(190) 등)의 제어를 통해, 청소기(1)의 동작 전반을 제어할 수 있다.

본 실시예에 따른 제어방법은 제어부(140)에 의해 수행될 수 있다.

본 발명은 청소기(1)의 제어방법일 수 있으며, 상기 제어방법을 수행하는 제어부(140)를 포함하는 청소기(1)일 수도 있다. 본 발명은 상기 제어방법의 각 단계를 포함하는 컴퓨터 프로그램일 수 있고, 상기 제어방법을 컴퓨터로 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체일 수도 있다. 상기 '기록매체'는 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 의미한다. 본 발명은 하드웨어와 소프트웨어를 모두 포함하는 이동 로봇 제어 시스템일 수 있다.

이와 같은 제어부(140)는 사용자, 음성, 공간의 속성, 장애물 등 사물의 속성 중 적어도 하나를 인식하도록 학습된 소프트웨어 또는 하드웨어 형태의 인공신경망(Artificial Neural Networks: ANN)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 청소기(1)는 머신 러닝(Machine Learning), 딥러닝(Deep Learning)으로 학습된 CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), DBN(Deep Belief Network) 등 심층신경망(Deep Neural Network: DNN)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 청소기(1)의 제어부(140)에는 CNN(Convolutional Neural Network) 등 심층신경망 구조(DNN)가 탑재될 수 있다.

사용(Usage) 관련 데이터(Data)는 청소기(1)의 사용에 따라 획득되는 데이터로, 사용 이력 데이터, 센서부에서 획득된 감지 신호 등이 해당될 수 있다.

학습된 심층신경망 구조(DNN)는 인식용 입력 데이터를 입력받고, 입력 데이터에 포함된 사람, 사물, 공간의 속성을 인식하여, 그 결과를 출력할 수 있다.

또한, 상기 학습된 심층신경망 구조(DNN)는 인식용 입력 데이터를 입력받고, 청소기(1)의 사용(Usage) 관련 데이터(Data)를 분석하고 학습하여 사용 패턴, 사용 환경 등을 인식할 수 있다.

한편, 공간(space), 사물(Object), 사용(Usage) 관련 데이터(Data)는 통신부를 통하여 서버(도시하지 않음)로 전송될 수 있다.

서버는 수신한 데이터에 기초하여, 심층신경망(DNN)을 학습시킨 후, 업데이트된 심층신경망(DNN) 구조 데이터를 인공지능 청소기(1)로 전송하여 업데이트하게 할 수 있다.

이에 따라, 청소기(1)가 점점 스마트하게 되며, 사용할수록 진화되는 사용자 경험(UX)을 제공할 수 있다.

제어부(140)는 흡입 노즐(100)의 동작을 제어할 수 있다.

이러한 제어부(140)는 복수의 감지 신호를 읽어 들여 그에 따라 현재 바닥 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 흡입 노즐(100)의 흡입력을 변경한다.

이와 같은 흡입력의 변경은 지지 부재(119)의 제1 바(119a)에 형성되어 있는 서브 유입구(151, 152)를 개폐함으로써 수행될 수 있다.

즉, 나무, 타일 등과 같이 표면이 매끈한 하드 플로어(hard floor)에서는 서브 유입구(151, 152)가 개방되어 부피가 큰 이물질의 흡입을 유도할 수 있다. 큰 이물질의 경우에는 흡입을 위한 공간이 충분히 확보되지 않으면, 이와 같은 큰 이물질을 흡입하지 못한 상태로 청소기(1)의 전면에서 밀고 다니는 경우가 발생하게 된다. 이때, 서브 유입구(151, 152)를 개방하는 경우, 서브 유입구(151, 152)를 통해 큰 이물질을 흡입하는 한편, 흡입 노즐(100)의 바닥면 전체가 밀착되어 있으므로 전체적인 면압을 크게 떨어뜨리지 않아 유효한 성능 저하가 발생하지 않는다.

한편, 카펫 등과 같은 소프트 플로어(soft floor)에서는 카펫 섬유에 의해 바닥면과의 밀착도가 떨어져 바닥면 전체의 면압이 매우 저하되어 있는 상태이다. 따라서 흡입력을 높여 바닥면과의 밀착도를 높이기 위해 서브 유입구(151, 152)를 닫는 것이 유리하다.

따라서, 제어부(140)는 주기적으로 현재 바닥 상태를 판단하여 이와 같은 서브 유입구(151, 152)의 개방 또는 폐쇄를 결정할 수 있다.

이와 같은 바닥 상태 판단을 위해 내장되어 있는 인공지능 심층신경망(DNN) 등을 통해 머신 러닝 또는 딥러닝을 수행하여 복수의 감지 신호 및 상태 정보에 따라 결정할 수 있으며, 이전 결과 값을 연속적으로 업데이트함으로써 정확도를 점차적으로 향상시킬 수 있다.

이러한 제어부(140)는 본체(10)의 흡입 모터의 출력 값을 수신하여 이를 흡입력정보로 수신할 수 있다. 또는 제어부(140)는 흡입 노즐(100)의 연결부(17)의 흡입 압력을 감지하여 흡입력 정보로 전송가능하다.

또한 제어부(140)는 상기 센서의 감지신호, 구체적으로는 모터 전류 측정부(132), 배터리 전압 감지부(131)의 감지 신호를 수신하고, 사용자의 제어 명령 값을 읽어들인다.

이와 같은 제어부(140)는 모터 전류 측정부(132)와 사용자의 제어 명령 값을 파라미터로 입력하여 입력된 파라미터에 대한 조건 함수를 생성할 수 있다.

이와 같은 조건 함수의 출력 값을 기초로, 인공지능 머신러닝 또는 딥러닝을 수행하여, 바닥 상태에 따른 서로 다른 모델에 각각 인가하여 흡입력 값을 출력 값으로 도출할 수 있다.

이때, 제어부(140)는 감지되는 현재 흡입력 정보에 각 바닥 상태에 따른 모델을 적용한 값과 비교함으로써 현재 바닥 상태에 대한 확률, 즉 현재 바닥 상태가 하드 플로어인지 소프트 플로어인지를 판단한다.

즉, 하드 플로어 경우를 나타내는 제1 흡입력 모델을 적용한 값과 소프트 플로어 경우를 나타내는 제2 흡입력 모델을 적용한 값을 각각 도출한 후, 현재 흡입력 정보와 해당 모델들의 출력되는 흡입력을 각각 비교함으로써 현재 바닥 상태가 하드 플로어일 확률과 소프트 플로어일 확률을 각각 연산할 수 있다.

이와 같은 각각의 확률을 비교하여 확률이 임계값 이상이고, 더 큰 확률을 가지는 쪽을 현재 바닥 상태를 정의할 수 있다.

따라서, 복수의 파라미터를 복합적으로 적용함으로써 현재 바닥 상태를 정밀하게 판단할 수 있어, 일부 일시적인 장애에 의한 회전 청소부(130)의 모터 출력 전류 값의 일시적 증가 등의 상황에서도 바닥 상태를 올바르게 판단할 수 있다.

제어부(140)는 이와 같이 결정된 바닥 상태에 따라 현재 바닥 상태가 소프트 플로어, 즉 카펫 위라고 판단되면, 커버부를 제어하여 커버부의 모터(155)를 구동함으로써 커버(153a, 153b)를 하강하고, 서브 유입구(151, 152)를 폐쇄할 수 있다.

이와 같이 서브 유입구(151, 152)를 폐쇄함으로써 흡입력이 향상되게 되며 이와 같은 흡입력 향상을 감지함으로써 동작이 정확하게 진행된 것으로 판단할 수 있다.

제어부(140)는 주기적으로 상기의 동작을 수행하면서 바닥 상태에 따라 서브 유입구(151, 152)의 개폐를 제어함으로써 흡입력을 변경 가능하다.

이하에서는 도 11 내지 도 14d를 참고하여 본 발명의 제어부(140)의 제어 동작을 설명한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 커버 제어를 설명하기 위한 순서도이고, 도 12는 도 11의 바닥 상태 판단 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 13a 및 도 13b는 도 10의 제어 방법에 따른 커버 이동을 나타내는 간략 도면이다.

먼저, 사용자가 청소기(1) 동작을 시작하면, 청소기(1)는 입력된 청소 시작 정보를 수신하고, 동작을 시작한다(S10).

즉, 현재 바닥 상태에 따른 최초 흡입력으로 청소를 시작한다(S10).

이때, 최초 흡입력은 사용자가 지정하는 흡입 레벨에 따라 흡입력이 생성될 수 있으며, 이와 같은 흡입력은 현재 바닥 상태에 따라 감소할 수 있다(S20).

즉, 상기 바닥 상태가 나무 또는 타일과 같은 하드 플로어일 때에는 사용자가 지정하는 흡입 레벨에 대하여 동일한 레벨로 유효한 흡입력 저하 없이 흡입이 진행될 수 있다. 그러나, 상기 바닥 상태가 카펫과 같은 소프트 플로어일 때에는 사용자가 지정하는 흡입 레벨에 대하여 흡입력이 하강된 레벨로 흡입이 진행될 수 있다.

이와 같은 최초 흡입력으로 흡입 노즐(100)의 청소가 진행될 수 있다.

다음으로, 제어부(140)는 주기적으로 감지 신호를 수신한다(S30).

제어부(140)는 복수의 감지 신호를 읽어들여 그에 따라 현재 바닥 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 흡입 노즐(100)의 흡입력을 변경한다.

이와 같은 흡입력의 변경은 지지부재(119)의 제1 바(119a)에 형성되어 있는 서브 유입구(151, 152)를 개폐함으로써 수행될 수 있다.

이때, 주기는 사용자의 설정에 따라 변경 가능하며, 일 예로 0.5 내지 3초, 바람직하게는 1초 이내인 0.8초에 따라 감지 신호를 읽어들일 수 있다.

이때, 읽어들이는 감지 신호로는 흡입력 정보, 사용자 동작 명령 정보, 배터리 정보 및 모터 출력 전류 정보일 수 있다.

제어부(140)는 이와 같은 수신 정보를 기초로, 바닥 상태 판단을 위해 내장되어 있는 인공지능 심층신경망(DNN) 등을 통해 머신 러닝, 딥러닝을 수행하여 복수의 감지 신호 및 상태 정보에 따라 바닥 상태를 판단한다(S40).

구체적으로, 도 12를 참고하면, 제어부(140)는 먼저, 사용자의 동작 명령 정보를 수신하고, 이를 기초로 흡입 레벨에 대한 초기 정보가 세팅될 수 있다(S41).

또한, 상기 모터 전류 측정부(132), 구체적으로 회전 청소부(130)의 회전 모터의 출력 전류의 값을 읽어들인다(S42).

이와 같은 제어부(140)는 모터 전류 측정부(132)와 사용자의 제어 명령 값을 파라미터로 입력하여 입력 파라미터에 대한 조건 함수를 생성할 수 있다.

다음으로, 제어부(140)는 배터리의 출력 전압 정보를 수신하여, 배터리의 출력 전압을 변수로 각 바닥 상태 모델에 적용가능하다(S43).

또한, 제어부(140)은 현재 주기 이전의 주기에 대한 바닥 상태 판단 값을 변수로 적용하여 함께 모델링을 구현할 수 있다.

이와 같은 조건 함수의 출력 값 및 배터리의 출력 전압을 기초로, 인공지능 엔진의 머신 러닝 또는 딥러닝을 수행하여 바닥 상태에 따른 모델을 구동하여 각 모델에 따른 흡입력을 산출할 수 있다(S44, S45).

이때, 제어부(140)는 하드 플로어 모델에 대하여 각 조건 함수 및 배터리 출력 전압을 변수로 입력하여 흡입력 값을 도출한다.

또한, 제어부(140)는 소프트 플로어 모델에 대하여 각 조건 함수 및 배터리 출력 전압을 변수로 입력하여 흡입력 값을 도출한다.

즉하드 플로어일 때의 모델과, 소프트 플로어일 때의 모델은 다양한 정보및 수식에 따라 조건 함수를 적용하여 형성된 것으로서, 서로 다른 모델에 대하여 상기 조건 함수 및 배터리 출력 전압을 변수로 입력함으로써 각 모델에 대한 흡입력 값을 각각 도출할 수 있다.

이때, 각각의 모델에 적용되는 배터리 출력 전압은 각 모델의 기준값을 변동시키도록 작용가능하다. 즉, 배터리 출력 전압이 기준 레벨보다 감소한 경우, 전체 모델의 기준값을 낮춤으로써 배터리 출력 전압 강하에 따른 오류를 제거할 수 있다.

다음으로, 제어부(140)는 흡입력 정보와 각 모델에 대한 도출된 흡입력 값을 각각 비교한다(S46).

이와 같은 비교는 하드 플로어 모델에 대한 흡입력 값과 현재 흡입력 정보의 매칭 확률을 도출하고, 소프트 플로어 모델에 대한 흡입력 값과 현재 흡입력 정보의 매칭 확률을 도출함으로써 이루어질 수 있다(S47).

이와 같이 각 바닥 상태일 확률 값이 도출됨으로써, 하드 플로어일 확률과 소프트 플로어일 확률이 각각 산출된다.

다음으로, 제어부(140)는 두 확률값의 크기를 서로 비교하여 현재 바닥 상태가 소프트 플로어, 일 예로 카펫 위인지를 판단한다(S48).

다시 도 11로 돌아와 설명하면, 현재 바닥 상태에 대하여, 카펫일 때의 확률이 하드 플로어일 때의 확률보다 더 큰 경우(S50), 제어부(140)는 현재 카펫일 때의 확률 값이 임계값보다 더 큰지 여부를 추가적으로 더 판단하여 해당 확률이 유효한 값인지를 검토한다.

이에 따라, 카펫일 때의 확률이 하드 플로어일 때의 확률보다 더 크고, 임계값 이상인 경우, 현재 바닥 상태가 카펫인 것으로 정의한다.

이때, 제어부(140)는 커버부를 구동하는 모터(155)에 제어 명령을 전송하며, 모터(155)를 구동하고, 모터(155)의 구동에 따른 운동 에너지에 의해 웜 기어(156) 및 렉 기어(157)를 이동함으로써 레버(180)를 함께 이동시킨다(S60).

이와 같은 이동에 따라 앞서 설명한 바와 같이 도 13a와 같이 두 개의 서브 유입구(151, 152)가 개방된 상태에서 상기 레버(180)가 이동하면서 상기 커버(153a, 153b)를 하강시킨다.

이와 같은 커버(153a, 153b)의 하강으로 도 13b와 같이 서브 유입구(151, 152)가 폐쇄된다.

이와 같이 커버(153a, 153b)가 하강되면서, 상기 서브 유입구(151, 152)가 폐쇄되고, 흡입 면적이 하부 개구(111a)에 집중됨으로써 흡입력이 커진다.

따라서, 카펫 위를 청소하는 경우에는 흡입력을 하부로 집중시킴으로써 카펫의 섬유에 의해 밀착력이 떨어지면서 흡입력이 낮아지는 것을 보강할 수 있다.

한편, 하드 플로어의 확률이 카펫일 때의 확률보다 더 큰 경우, 하드 플로어의 확률도 임계값 이상으로 유효하다고 판단되면, 상기 커버(153a, 153b)가 올려져 있는 서브 유입구(151, 152)의 개방 상태를 유지한다(S70).

이와 같은 현재 바닥 상태를 주기적으로 판단하고 상기 서브 유입구(151, 152)의 개폐를 조절함으로써 흡입력을 제어할 수 있으며, 사용자로부터 청소 종료 명령을 수신하면, 청소기(1)의 제어부(140)는 각 모터의 구동을 중지하고, 청소를 종료한다(S80).

한편, 이전 상태가 커버(153a, 153b)가 내려져 있는 서브 유입구(151, 152)의 폐쇄 상태에서, 바닥 상태를 판단하여 바닥 상태가 하드 플로어로 변한 것으로 판단되는 경우에는, 커버(153a, 153b)를 올려 서브 유입구(151, 152)를 다시 개방하는 동작을 수행한다.

이와 같은 서브 유입구(151, 152)의 개방 동작은 도 14를 참고하여 설명할 수 있다.

도 14a 내지 도 14d는 커버(153a, 153b)부의 동작 및 구동을 나타내기 위해 상기 도 8a의 제1 바를 전면으로 절단한 도면을 나타내는 것이다.

도 14a를 참고하면, 현재 서브 유입구(151, 152)가 커버(153a, 153b)에 의해 폐쇄되어 있는 상태로부터 시작된다.

이는 현재 바닥 상태가 카펫 등의 소프트 플로어로 판단된 것으로서, 청소기의 흡입 노즐(100)의 바닥면과의 밀착력이 낮아 흡입력을 강하게 집중하여야 하는 상태이다.

이때, 주기적인 감지 및 인공지능 엔진의 구동으로 인해, 현재 주기에서의 바닥 상태가 소프트 플로어에서 하드 플로어, 즉 나무나 타일 위로 이동한 것으로 판단되면, 상기 제어부(140)는 제어 명령을 전송하여 상기 커버부의 모터(155)를 시계방향으로(정방향으로) 회전시킨다.

이와 같은 회전에 의해 웜 기어(156)가 동일한 방향으로 회전하게 되며 상기 웜 기어(156)와 치합하고 있는 렉 기어(157)가 x축을 따라 후퇴하는 방향으로 직선 이동한다.

이때, 상기 렉 기어(157)에 고정되어 있는 레버(180)가 렉 기어(157)의 이동에 따라 함께 이동하면서 상기 레버(180)가 d 만큼의 거리를 후퇴할 수 있다.

이와 같은 레버(180)의 후퇴에 의해 상기 레버(180)의 가이드 홈(181, 182)을 따라 돌기(154a, 154b)가 위로 이동하면서 돌기(154a, 154b)와 함께 고정되어 있는 커버(153a, 153b)가 위로 올라간다.

따라서, 커버(153a, 153b)에 의해 폐쇄되어 있던 서브 유입구(151, 152)가 개방되어 큰 이물질의 흡입을 유도한다.

즉, 현재 바닥 상태가 하드 플로어, 즉 나무 또는 타일과 같이 매끈한 표면을 가지는 상태로서, 청소기의 흡입 노즐(100)의 바닥면과 밀착력이 매우 높은 상태로 판단한 것이다.

이때, 상기 서브 유입구(151, 152)의 개방으로 높은 밀착력에 영향을 미칠만한 유효한 면압 하강이 이루어지지 않으므로 상기 서브 유입구(151, 152)로부터 큰 부피의 이물질을 흡입하도록 유도한다.

이와 같이 주기적으로 현재 바닥 상태를 인공지능 엔진을 통해 머신 러닝 또는 딥 러닝을 수행하여 모델링함으로써, 바닥 상태를 정확하게 판단할 수 있으며, 그에 따라 커버(153a, 153b)의 상하 이동을 통해 서브 유입구(151, 152)의 개폐를 제어함으로써 사용자가 일일이 바닥 상태를 감지하고 그에 따라 흡입력을 향상시키거나, 서브 유입구(151, 152)의 개폐를 수동으로 조절하지 않고 자동 조절이 가능하다.

또한, 복수의 파라미터를 복합적으로 적용함으로써 현재 바닥 상태를 정밀하게 판단할 수 있어, 일부 일시적인 장애에 의한 회전 청소부(130)의 모터 출력 전류값의 일시적 증가 등의 상황에서 바닥 상태를 올바르게 판단할 수 있다.

이와 같은 인공지능 엔진을 통한 모델링을 수행함으로써, 제어부(140)는 도 15와 같은 결과를 얻을 수 있다.

도 15는 도 11에 따른 바닥 상태 판단 결과를 나타내는 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

도 15는 본 발명의 인공지능 모델링에 대하여, 하드 플로어에서 소프트 플로어로 이동하는 때의 산출 레벨을 나타낸 것이다.

이때의 x축 값으로 회전 청소부(130)의 모터 출력 전류를 하나의 변수로 나타내고 있으나, 이외에도 사용자의 입력 명령 정보, 배터리 전압 정보 및 흡입력 정보가 모두 변수로 적용되었다.

도 15와 같이, 실시예에서는 두 바닥의 종류로 실험을 구성하여 각 바닥 상태에 따른 바닥 감지 성능을 확인하였다.

종래 기술에서 임계값의 기법, 구체적으로 회전 청소부(130)의 모터 출력 전류의 값이 소정 임계값 이상인 경우, 장애물에 의해 회전 시의 토크가 크게 걸리는 것으로 출력 전류가 증가한 것으로 판단한다. 따라서, 이와 같은 경우에는 장애물이 있거나, 카펫의 섬유 등에 의해 토크가 걸린 것으로 보았다.

반면, 본 발명의 실시예에서는 인공지능 엔진을 통한 모델링을 구동함으로써 회전 청소부(130)의 모터 출력 전류뿐만 아니라, 다른 감지 신호들을 복합적으로 수득하고, 이전 결과, 즉 히스토리를 함께 검토함으로써, 회전 청소부(130)의 토크 증가만으로 바닥 상태 판단의 변화를 도출하지 않음을 볼 수 있다.

구체적으로, 회전 청소부(130)의 모터 출력 전류 값에 대하여, 하드 플로어의 영역(D_하드)에서 A 영역과 같이 회전 청소부(130)의 모터 출력 전류 값이 순간적으로 높게 올라가는 영역을 두고, 소프트 플로어의 영역(D_카펫)에서도 스트로크(Stroke)에 따라 하드 플로어 수준의 모터 출력 전류 값으로 낮아지는 영역을 B 영역으로 설정한다.

이와 같은 회전 청소부(130)의 모터 출력 전류의 값을 본 발명의 실시예에 따른 모델링 엔진에 입력하였을 때, 출력되는 산출 레벨은, 0일 때 바닥 상태를 하드 플로어로 인지하고, 1일 때는 카펫으로 인지하는 것으로 정의한다.

이와 같은 설정에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 모델링 엔진이 출력하는 산출 레벨은 하드 플로어 영역에서는 0을 가지고, 카펫 영역에서는 1을 갖는다.

즉, A 영역 및 B 영역과 같이 회전 청소부(130)의 모터 출력 전류 값이 바닥 인식 오류를 발생할 수 있는 값을 갖도록 설정되어 있는 경우에도, 다른 변수들의 조합에 따라 A 영역에서도 하드 플로어로 판단하여 흡입력을 향상시키지 않고, B 영역에서도 카펫 영역으로 판단하여 흡입력을 변화하지 않고, 계속 서브 유입구(151, 152)를 폐쇄하게 된다.

이와 같은 시뮬레이션 결과에 의해 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 엔진을 통한 모델링을 수행함으로써 다양한 상황이 발생하더라도 바닥 상태에 대한 보다 정확한 판단이 가능하여 신뢰성이 향상된다.

1 : 청소기 100 : 흡입 노즐
140 : 제어부 145 : 저장부
131: 모터 전류 측정부 132 : 배터리 전압 감지부
135: 영상 감지부 119 : 지지 부재
151, 152: 서브 유입구 153a, 153b: 커버

Claims

내측에 흡입 모터를 구비하고, 외측에 손잡이를 구비하는 청소기 본체; 및
상기 청소기 본체와 연결되는 흡입 노즐을 포함하고,
상기 흡입 노즐은,
하방의 적어도 일부가 개구되는 하우징;
상기 하우징의 내측에 설치되고, 적어도 일부가 상기 하우징의 개구된 부분을 통해 노출되며, 회전 동작에 의해 바닥면을 청소하도록 형성되는 회전 청소부;
상기 하우징을 하방에서 지지하며, 내부가 개방되어 있으며, 전면의 일부를 개방하여 이물질을 흡입하는 적어도 하나의 서브 유입구가 형성되어 있는 지지 부재를 포함하고,
상기 청소기 본체는
인공지능 엔진을 구동하여 현재 바닥 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 서브 유입구의 개폐를 제어하여 흡입력을 조절하는 제어부를 포함하는,
청소기.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 회전 모터의 출력 전류를 수신하고, 이를 기초로 상기 인공지능 엔진을 구동하여 상기 현재 바닥 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 사용자의 조작 명령, 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터의 출력 전류를 기초로 상기 인공지능 엔진에 의해 적어도 하나의 바닥 상태에 대한 흡입력 산출 모델을 구동하여 흡입력 값을 각각 산출하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 산출 모델을 각각 포함하며,
각각의 상기 흡입력 산출 모델을 모두 구동하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 산출 모델을 각각 포함하며,
각각의 상기 흡입력 산출 모델을 모두 구동하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출하고, 현재 흡입력 정보와 산출된 흡입력 값을 대조하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어인 경우의 확률을 산출하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 소프트 플로어의 확률이 상기 하드 플로어의 확률보다 크면, 상기 서브 유입구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 각각의 상기 흡입력 산출 모델을 모두 구동하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 산출할 때, 배터리의 출력 전압을 변수로 적용하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 산출 모델을 각각 포함하며,
상기 제어부는 사용자의 조작 명령, 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터의 출력 전류를 기초로 상기 인공지능 엔진에 의해 상기 서로 다른 흡입력 산출 모델을 모두 구동하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 산출 모델을 각각 포함하며,
상기 제어부는 상기 인공지능 엔진을 구동하여 사용자의 조작 명령, 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터의 출력 전류를 기초로 조건 함수를 산출하고, 상기 조건 함수와 배터리 전압을 상기 서로 다른 흡입력 산출 모델에 각각 적용하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제9항에 있어서,
상기 제어부는 상기 배터리 전압에 따라 상기 흡입력 산출 모델의 기준값을 변경하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 지지 부재는,
상기 제어부의 제어 명령에 따라 상기 적어도 하나의 서브 유입구의 개폐를 수행하는 커버부
를 더 포함하는 청소기.
제11항에 있어서,
상기 커버부는
각각의 서브 유입구를 개방하거나 폐쇄하는 적어도 하나의 커버,
상기 제어부에 따라 구동하여 회전력을 발생하는 커버 모터,
상기 커버 모터의 회전력에 따라 이동하는 기어부,
상기 기어부의 이동에 따라 이동하면서 상기 적어도 하나의 커버를 상하로 이동하는 레버
를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제12항에 있어서,
상기 기어부는
상기 커버 모터의 회전력에 따라 회전 운동을 수행하는 제1 기어, 그리고
상기 제1 기어와 치합하여 상기 제1 기어의 회전 운동에 따라 직진 또는 후퇴하는 직선 운동을 수행하는 제2 기어
를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제12항에 있어서,
상기 커버는 상기 레버의 직선 운동에 따라 상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨 사이를 천이하는 상하 운동을 수행하는 것을 특징으로 하는 청소기.
하방의 적어도 일부가 개구되는 하우징; 상기 하우징의 내측에 설치되고, 적어도 일부가 상기 하우징의 개구된 부분을 통해 노출되며, 회전 동작에 의해 바닥면을 청소하도록 형성되는 회전 청소부를 포함하는 청소기의 제어 방법에 있어서,
상기 청소기의 복수의 감지 신호를 수득하는 단계;
인공지능 엔진을 구동하여 상기 감지 신호를 기초로 현재 바닥 상태를 판단하는 단계; 및
판단 결과에 따라 상기 하우징의 하방의 적어도 일부를 개폐하여 흡입력을 조절하는 단계
를 포함하는 청소기의 제어 방법.
제15항에 있어서,
상기 하우징은 하방의 전면부에 형성되는 적어도 하나의 서브 유입구를 포함하고,
상기 흡입력을 조절하는 단계는,
상기 서브 유입구를 개방하거나 폐쇄하도록 커버부를 제어함으로써 수행하는 것을 특징으로 하는 청소기의 제어 방법.
제15항에 있어서,
상기 하우징은 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터를 더 포함하며,
상기 바닥 상태를 판단하는 단계는, 상기 회전 모터의 출력 전류를 수신하고, 이를 기초로 상기 바닥 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 청소기의 제어 방법.
제16항에 있어서,
상기 바닥 상태를 판단하는 단계는,
사용자의 조작 명령, 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터의 출력 전류 값을 수신하는 단계,
상기 사용자의 조작 명령, 상기 회전 모터의 출력 전류 값을 기초로 적어도 하나의 바닥 상태에 대한 흡입력 산출 모델을 구동하여 흡입력 값을 각각 산출하는 단계, 및
현재 흡입력 정보를 수득하고, 현재 흡입력 정보와 산출된 흡입력 값을 대조하여 하드 플로어 및 소프트 플로어인 경우의 확률을 각각 산출하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기의 제어 방법.
제18항에 있어서,
상기 흡입력을 조절하는 단계는,
상기 소프트 플로어의 확률이 상기 하드 플로어의 확률보다 크면, 상기 커버부를 하강하여 상기 서브 유입구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 청소기의 제어 방법.
제15항에 있어서,
상기 바닥 상태를 판단하는 단계는,
상기 인공지능 엔진으로 하드 플로어 흡입력 산출 모델 및 소프트 플로어 흡입력 산출 모델을 각각 구동하여, 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출하는 것을 특징으로 하는 청소기의 제어 방법.
제15항에 있어서,
상기 바닥 상태를 판단하는 단계는,
상기 인공지능 엔진으로 각각의 상기 흡입력 산출 모델을 모두 구동하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 산출할 때, 배터리의 출력 전압을 변수로 적용하는 것을 특징으로 하는 청소기의 제어 방법.
제15항에 있어서,
상기 바닥 상태를 판단하는 단계는,
상기 인공지능 엔진을 구동하여 사용자의 조작 명령, 상기 회전 청소부를 회전하는 회전 모터의 출력 전류를 기초로 조건 함수를 산출하고, 상기 조건 함수와 배터리 전압을 상기 서로 다른 흡입력 산출 모델에 각각 적용하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출하는 것을 특징으로 하는 청소기의 제어 방법.
제22항에 있어서,
상기 바닥 상태를 판단하는 단계는,
상기 배터리 전압에 따라 상기 흡입력 산출 모델의 기준값을 변경하여 상기 하드 플로어 및 소프트 플로어에 대한 흡입력 값을 각각 산출하는 것을 특징으로 하는 청소기의 제어 방법.