KR100585708B1 - 로봇 청소기의 낭떠러지 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 로봇 청소기의 낭떠러지 감지장치는 로봇 청소기의 내부에 회동가능하게 설치되는 회동바와, 그 회동바의 하면 일측에 설치되어 신호를 발신하는 발신센서와, 그 발신센서와 일정간격으로 두고 회동바의 하면 타측에 설치되어 상기 발신센서에서 발신된 신호를 수신하는 수신센서와, 상기 회동바에 인접하게 설치되어 청소기의 전진 또는 후진에 따라 회동바를 이동하는 방향으로 회동시켜서 이동방향의 낭떠러지를 감지하도록 하는 회동바 회동기구로 구성되어, 청소기가 전진할때는 회동바 회동기구에의해 회동바가 회동하여 전방 하측을 향하도록 하는 상태에서 전방의 낭떠러지를 감지하고, 후진할때는 회동바가 역방향으로 회동하며 후방 하측을 향하도록 한 상태에서 후방의 낭떠러지를 감지함으로써, 1조의 센서를 이용하여 청소기가 이동하는 전방과 후방의 낭떠러지를 모두 감지할 수 있게 되어, 부품의 절감에 따른 제조원가가 절감된다.

Description

로봇 청소기의 낭떠러지 감지장치{CLIFF SENSING APPARATUS FOR ROBOT CLEANER}

도 1은 본 발명에 따른 낭떠러지 감지장치가 구비된 로봇 청소기의 정면도.

도 2는 도 1의 종단면도.

도 3은 본 발명이 구비된 내측구성을 보인 사시도.

도 4는 본 발명의 청소기가 전진할때 낭떠러지 감지장치의 동작을 보인 종단면도.

도 5는 본 발명에서 청소기 후진할때 낭떠러지 감지장치의 동작을 보인 종단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

13 : 주바퀴 13a : 구동축

53 : 회동바 54 : 발신센서

55 : 수신센서 56 : 회동바 회동기구

60 : 핀 61 : 종동기어

62 : 종동기어측 영구자석 62' : 회동바측 영구자석

63 : 구동기어 64 : 스토핑 바

65,65' : 스토핑 돌기

본 발명은 로봇 청소기의 낭떠러지 감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1조의 센서를 이용하여 청소기가 이동하는 방향에 위치하는 낭떠러지를 모두 감지할 수 있는 로봇 청소기의 낭떠러지 감지장치에 관한 것이다.

로봇 청소기(robot cleaner)는 제어수단의 명령에 의해 센서를 이용하여 청소영역 및 장애물들을 감지하고, 그 청소구역을 주행하며 자동으로 청소를 하며, 기기의 내부에 구비되어 있는 배터리의 전원이 소진되면 소정위치에 별도로 마련되어 있는 충전대로 이동하여 충전을 하며, 충전을 마친 다음에는 다시 청소를 하던 본래의 위치로 복귀하여 청소를 하는 기기이다.

그리고, 상기와 같은 로봇 청소기의 내부에는 팬 모터와 필터가 구비되어 있고 저부에는 바닥의 먼지나 오물을 흡입하기 위한 흡입헤드가 구비되어 있으며, 그 흡입헤드의 주변에는 로봇 청소기를 주행시키기 위해 일정간격을 두고 설치되며 모터에 의해 구동되는 주바퀴와, 그 주바퀴에 의해 주행하는 청소기가 균형을 유지할 수 있도록 지지 및 회전하는 수개의 보조바퀴가 구비되어 있다.

또한, 상기와 같은 종래의 로봇 청소기의 본체 케이스 하면에는 청소기가 전진할때 전방에 있는 낭떠러지를 감지하기 위한 전방낭떠러지 감지센서와 청소기가 후진할때 후방에 있는 낭떠러지를 감지하기 위한 후방낭떠러지 감지센서가 각각 구비되어 있다.

그런데, 상기와 같은 종래 로봇 청소기에서 주행방향의 낭떠러지를 감지하기 위한 감지센서가 전방과 후방에 각각 설치되어 있어서, 부품들의 배치공간이 커지고, 부품수를 절감하여 제조원가를 절감하는데 한계가 있는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 1개의 낭떠러지 감지센서를 이용하여 청소기가 이동하는 전방과 후방의 낭떠러지를 모두 감지할 수 있도록 하는데 적합한 로봇 청소기의 낭떠러지 감지장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여

로봇 청소기의 내부에 회동가능하게 설치되는 회동바와,

그 회동바의 하면 일측에 설치되어 신호를 발신하는 발신센서와,

그 발신센서와 일정간격으로 두고 회동바의 하면 타측에 설치되어 상기 발신센서에서 발신된 신호를 수신하는 수신센서와,

상기 회동바에 인접하게 설치되어 청소기의 전진 또는 후진에 따라 회동바를 이동하는 방향으로 회동시켜서 이동방향의 낭떠러지를 감지하도록 하는 회동바 회동기구를,

포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 낭떠러지 감지장치가 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 로봇 청소기의 낭떠러지 감지장치를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 낭떠러지 감지장치가 구비된 로봇 청소기의 정면도이고, 도 2는 도 1의 종단면도이며, 도 3은 본 발명이 구비된 내측구성을 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 청소기는 본체 케이스(1)의 내측에 설치되어 흡입력을 발생시키기 위한 팬 모터(2)와, 그 팬 모터(2)의 전방에 설치되어 팬 모터(2)에 의해 흡입되는 먼지나 오물을 포집하기 위한 필터(3)를 구비하는 필터 컨테이너(4)와, 상기 본체 케이스(1)의 하측에 구비되어 필터 컨테이너(4)와 연결관(5)으로 연결되고 바닥의 먼지나 이물질을 흡입하기 위한 흡입헤드(6)와, 상기 각 구성부품들의 동작을 제어하기 위한 제어수단(11) 및 상기 청소기의 이동시 이동하는 방향의 낭떠러지를 감지하기 위한 낭떠러지 감지장치(8)를 구비한다.

그리고, 상기 본체 케이스(1)의 하측에는 모터(12)에 의해 구동이 되는 한쌍의 주바퀴(13)가 일정간격을 두고 설치되어 있고, 그 주바퀴(13)의 전,후측에는 본체 케이스(1)를 지지함과 아울러 수평을 유지하는 수개의 보조바퀴(14)가 설치되어 있다.

또한, 상기 본케 케이스(1)의 내부에는 충방전이 이루어지는 배터리(21)가 설치되어 있고, 후면에는 충전단자(22)를 구비한 충전단자부(23)가 구비되어 있으며, 실내의 벽면(74)에 설치된 전원단자부(25)에는 접속단자(26)가 설치되어 있어서, 충전단자(22)가 접속단자(26)에 접속된 상태에서 본체 케이스(1)의 내부에 설치된 배터리(21)의 충전이 이루질 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 본체 케이스(1)의 전면 중앙부 내측에는 초음파를 송신하는 초음파 송신부(31)가 설치되어 있고, 그 초음파송신부(31)의 상측과 하측에는 초음파송신부(31)에서 송신된 초음파가 장애물에서 반사되는 것을 감지하기 위한 초음파수신부(32)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 전원단자부(25)의 하측에는 청소기의 본체 케이스(1)를 전원단자부(25)로 유도하기 위한 광신호를 발광하는 발광부(41)가 설치되어 있고, 상기 충전단자부(23)의 하측에는 상기 발광부(41)에서 발광되는 광신호를 수광할 수 있는 수광부(42)가 설치되어 있다.

상기 낭떠러지 감지장치(8)는 상기 본체 케이스(1)의 내측면에 형성되는 브래킷(51)의 단부에 핀(52)으로 연결되어 일정각도 회동가능하게 설치되는 회동바(53)와, 그 회동바(53)의 하면 일측에 설치되어 신호를 발신하는 발신센서(54)와, 그 발신센서(54)와 일정간격으로 두고 회동바(53)의 하면 타측에 설치되어 상기 발신센서(54)에서 발신된 신호를 수신하는 수신센서(55)와, 상기 회동바(53)에 인접하게 설치되어 청소기의 전진 또는 후진에 따라 회동바(53)를 청소기가 이동하는 방향으로 회동시켜서 이동방향의 낭떠러지를 감지하기 위한 회동바 회동기구(56)로 구성되어 있다.

상기 회동바 회동기구(56)는 상기 회동바(53)에 인접하게 설치되어 핀(60)으로 회전가능하게 고정되는 종동기어(61)와, 그 종동기어(61)와 상기 회동바(53)의 대응되는 내측면에 각각 설치되는 종동기어측 영구자석(62) 및 회동바측 영구자석(62')과, 상기 종동기어(61)에 기어결합됨과 아울러 상기 주바퀴(13)의 구동축 (13a)에 고정되는 구동기어(63) 및 상기 회동바(53)의 상측에 설치되어 회동바(53)의 회동이 소정각도 이내에서 이루어지도록 제한하는 스토핑 바(64)로 이루어져 있다.

그리고, 상기 스토핑 바(64)의 하면 양측에는 회동되어진 회동바(53)의 단부를 지지하여 고정시키는 한쌍의 스토핑 돌기(65)(65')가 설치되어 있다.

도면중 미설명 부호 71 배기구이다.

상기와 같이 본 발명이 구비된 로봇 청소기(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 동작버튼을 누르면 청소기(100)가 설정된 패턴에 따라 청소영역을 주행하고, 그와 같이 청소기(100)가 청소영역을 주행할때에 팬 모터(2)가 구동이 되며 흡입력이 발생되어 그 발생되는 흡입력에 의해 바닥의 먼지나 오물이 흡입헤드(6)를 통하여 흡입된 후 연결관(5)을 통하여 필터(3)에 포집되어 진다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 청소기(100)가 실선으로 표시된 화살표방향으로 전진을 할때는 상기 주바퀴(13) 구동축(13a)의 회전에 따라 구동축(13a)에 고정되어 있는 구동기어(63)가 회전을 하고, 그 회전되는 구동기어(63)에 기어결합되어 있는 종동기어(61)가 회전을 하는데, 그와 같이 회전되는 종동기어(61)의 일측에 설치된 종동기어측 영구자석(62)이 회전되며 종동기어측 영구자석(62)과 인력이 작용하는 회동바측 영구자석(62')을 회전시키게 되어, 회전바측 영구자석(62')이 설치된 회동바(53)가 점선의 화살표로 표시된 것 같이 시계반대방향으로 회전되어 진다.

상기와 같이 시계반대방향으로 회전되는 회동바(53)는 소정각도 회동되면 스토핑 바(64)의 하면에 지지되며 회동이 억제되고, 그와 같은 상태에서 발신센서(54)의 발신신호를 수신센서(55)에서 수신하는 방법으로 하측 전방의 낭떠러지(80)를 감지하게 된다.

또한, 반대로 청소기(100)가 실선으로 표시된 화살표방향으로 후진을 할때는 상기 전진할때의 반대로 동작을 하여 도 5에서와 같이 회동바(53)가 하측 후방을 45도 방향으로 향하도록 역방향으로 회동되어지는데, 이와 같은 상태에서 발신센서(54)에서의 발신신호를 수신센서(55)에서 수신하는 방법으로 하측 후방의 낭떠러지(80')를 감지하게 된다.

그리고, 상기와 같이 청소기(100)가 이동하는 방향을 향하도록 회동되는 회동바(53)는 스토핑 바(64)의 하면에 돌출되게 형성된 스토핑 돌기(65)(65')들에 의해 소정위치에 흔들림없이 고정되어지게 된다.

즉, 상기 영구자석(62)(62') 상호간에 작용하는 자력에 의해 상기 회동바(53)의 단부는 상기 스토핑 돌기(65)의 단부를 미세하게 소성변형시키며 스토핑 바(64)의 하면에 밀착되어지며, 회동바(53)가 역방향으로 회전되지 않는 상태에서는 회동바(53)는 스토핑 돌기(65)(65')에 의해 움직이지 않도록 고정되어 지게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 로봇 청소기의 낭떠러지 감지장치는 주바퀴의 구동축 주변에 회동바를 설치하고, 그 회동바의 하면에 일정간격을 두고 발신센서와 수신센서를 설치하며, 상기 회동바에 인접하게 회동바를 회동 시키기 위한 회동바 회동기구를 구비하여, 청소기가 전진할때는 회동바 회동기구에의해 회동바가 회동하여 전방 하측을 향하도록 한 상태에서 전방의 낭떠러지를 감지하고, 후진할때는 회동바가 역방향으로 회동하며 후방 하측을 향하도록 한 상태에서 후방의 낭떠러지를 감지함으로써, 1조의 센서를 이용하여 청소기가 이동하는 전방과 후방의 낭떠러지를 모두 감지할 수 있게 되어, 부품의 절감에 따른 제조원가가 절감되는 효과가 있다.

또한, 적은 수의 센서가 설치됨에 따라 타부품의 설치공간이 확보되어지는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 로봇 청소기의 내부에 회동가능하게 설치되는 회동바와,

   그 회동바의 하면 일측에 설치되어 신호를 발신하는 발신센서와,

   그 발신센서와 일정간격으로 두고 회동바의 하면 타측에 설치되어 상기 발신센서에서 발신된 신호를 수신하는 수신센서와,

   상기 회동바에 인접하게 설치되어 청소기의 전진 또는 후진에 따라 회동바를 이동하는 방향으로 회동시켜서 이동방향의 낭떠러지를 감지하도록 하는 회동바 회동기구를,

   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 낭떠러지 감지장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회동바 회동기구는

   상기 회동바의 인접한 위치에 회전가능하게 설치되는 종동기어와,

   그 종동기어와 상기 회동바의 대응되는 내측면에 각각 설치되는 종동기어측 영구자석 및 회동바측 영구자석과,

   상기 종동기어에 기어결합됨과 아울러 상기 주바퀴의 구동축에 고정되는 구동기어 및

   상기 회동바의 상측에 설치되어 회동바의 회동이 소정각도 이내에서 이루어지도록 제한하는 스토핑 바로,

   구성된 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 낭떠러지 감지장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 스토핑 바의 하면 양측에는 회동되어진 회동바의 단부를 지지하여 고정시키는 한쌍의 스토핑 돌기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 낭떠러지 감지장치.

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