KR101243419B1 - 로봇 청소기의 충전 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 청소기에 관한 것으로, 상세하게는 로봇 청소기의 충전 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 로봇 청소기의 충전 장치는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 충전 장치는 적어도 충전 배터리가 내장되는 로봇 청소기; 상기 로봇 청소기에 구비되는 금속 부재; 상기 로봇 청소기가 도킹 되어 상기 충전 배터리를 충전하는 충전대; 및 상기 충전대에 구비되어 상기 금속 부재와 자력 결합 되도록 하는 자성 부재가 포함된다.

본 발명에 따른 로봇 청소기의 충전 장치에 의하여, 로봇 청소기가 로봇 청소기 충전대의 정확한 위치에 도킹 되는 효과가 있다.

로봇 청소기, 로봇 청소기 충전대, 도킹 플레이트

Description

로봇 청소기의 충전 장치{Chargeing apparatus for robot vacuum cleaner}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기와 로봇 청소기의 충전대를 나타낸 측면도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배이스부를 나타낸 저면 부분 사시도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 도킹 보조 바퀴를 나타낸 단면도

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기 충전대를 나타낸 평면도.

도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ'따라 절개한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 로봇 청소기 18: 충전 단자 홈

19: 도킹 보조 바퀴 20: 충전 배터리

24: 금속 부재 40: 로봇 청소기 충전대

44: 전원 공급 단자 45: 도킹 플레이트

46: 도킹 보조 바퀴 안착 홈 48: 자성 부재

본 발명은 진공 청소기에 관한 것으로, 상세하게는 로봇 청소기의 충전 장치에 관한 것이다.

일반적으로 진공 청소기는 청소기 본체 내부에 장착되는 모터에 의하여 발생 되는 흡입력을 이용하여, 청소 대상으로부터 먼지 등의 이 물질이 포함된 공기를 흡입한 후에 본체 내부에 설치되는 필터링 장치를 통하여 먼지 등의 이 물질을 필터링 하고 외부로 배출하여 청소 대상을 청결하게 하는 장치이다. 이러한 진공 청소기는 사용자가 직접 조작하는지 여부에 따라 수동 청소기와 로봇 청소기로 분류된다.

로봇 청소기는 충전 가능한 배터리를 동력원으로 하여, 입력된 프로그램에 의해 청소구역을 스스로 이동하면서 청소를 수행하는 장치이다. 로봇 청소기는 본체에 설치된 센서를 통하여 벽이나 장애물로 둘러싸인 청소영역의 외곽을 주행하여 청소영역을 결정하고, 결정된 청소 영역에 대한 주행 경로를 계획한다. 그 다음으로 센서와 양측에 구비되어 독립적으로 회전되는 구동 바퀴를 통하여, 계획된 주행 경로를 주행하면서 청소 대상에 묻어 있는 먼지 등의 이물질을 흡입하여 청소한다.

이러한 로봇 청소기의 내부에 장착되는 배터리로는 다시금 충전되는 충전배터리가 사용되는 것이 일반적이다. 따라서, 로봇 청소기는 배터리가 방전되는 경우 외부에서 충전 배터리에 충전하는 로봇 청소기 충전대와 함께 시스템으로 구성된다.

그러나, 종래의 로봇 청소기가 로봇 청소기가 충전대에 도킹하는 경우, 로봇 청소기가 로봇 청소기의 충전대의 정확한 위치에 도킹 되지 않는 문제점이 있다. 그리고, 로봇 청소기의 부정확한 도킹으로 인하여, 로봇 청소기의 충전 배터리의 충전이 불확실하게 되는 문제점이 있다. 더 나아가서, 로봇 청소기의 충전단자와 로봇 청소기 충전대의 전원공급단자가 부정확하게 접속되어 스파크가 발생 되어 제품이 손상되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기된 바와 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 로봇 청소기가 로봇 청소기 충전대에 정확하게 도킹 되도록 하는 로봇 청소기의 충전 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇 청소기의 충전 장치는 적어도 충전 배터리가 내장되는 로봇 청소기; 상기 로봇 청소기에 구비되는 금속 부재; 상기 로봇 청소기가 도킹 되어 상기 충전 배터리를 충전하는 충전대; 및 상기 충전대에 구비되어 상기 금속 부재와 자력 결합 되도록 하는 자성 부재가 포함된다.

또한, 상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇 청소기의 충전 장치는 적어도 충전 배터리가 내장되는 로봇 청소기; 상기 로봇 청소기의 바닥부에 구비되 제 1 자성체; 상기 로봇 청소기가 도킹 되어 상기 충전 배터리를 충전하는 충전대; 및 상기 충전대에 구비되어 상기 제 1 자성체와 자력 결합 되도 록 하는 제 2 자성체가 포함된다.

본 발명에 따른로봇 청소기의 충전 장치에 의하여, 로봇 청소기가 로봇 청소기 충전대의 정확한 위치에 도킹 되는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기와 로봇 청소기의 충전대를 나타낸 측면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(10)는 탑 커버(12)와 배이스부(13)로 이루어지는 본체(11)와, 상기 배이스부(13)의 양측에 형성되어 상기 로봇 청소기(10)가 이동 되도록 하는 구동 바퀴(14)와, 상기 배이스부(13)의 어느 일 측에 형성되는 흡입구(15)와, 상기 배이스부(13)의 뒷부분에 형성되는 보조 바퀴(16)와 상기 배이스부(13)의 앞 부분에 형성되는 도킹 보조 바퀴(19) 및 상기 본체(11)의 테두리에 함몰되어 형성되는 충전단자 홈(18)이 포함된다.

상세히, 상기 본체(11)의 내부에는 적어도 구동모터(도면에 도시되지 않음)와, 흡입모터(도면에 도시되지 않음)와, 필터링 장치(도면에 도시되지 않음) 및 상기 로봇 청소기(10)의 동력원으로서 작용하는 충전 배터리(20)가 수용된다.

더욱 상세히, 상기 구동 모터는 상기 본체(11) 내부에 형성되어, 상기 배이스부(13) 양측에 구비되는 구동 바퀴(14)가 회전되도록 한다. 상기 구동 모터는 상 기 구동 바퀴(14)에 각각 형성되어, 상기 구동 바퀴(14)를 독립적으로 회전시킨다. 따라서, 상기 구동 바퀴(14)가 각각의 회전방향과 회전속도로 회전되어, 상기 본체(11)가 전/후진은 물론 좌/우 방향전환이동 할 수 있게 된다.

그리고, 상기 흡입구(15)는 상기 배이스부(13)의 어느 일 측에 장방형 형상으로 형성된다. 이러한 상기 흡입구(15)는 먼지가 포함된 공기가 흡입되는 통로로서 작용한다. 그리고, 상기 흡입구(15)의 상측에는 먼지 비산 장치(도면에 도시되지 않음)가 상기 흡입구(15)에 일부 노출되어 상기 본체(11) 내부에 수용된다. 상세히, 상기 먼지 비산장치는 외주 면에 메인 브러시(17)가 심어지는 회전 드럼(16)과 상기 회전 드럼(16)을 회전하는 회전 모터로 이루어진다. 이러한 상기 먼지 비산 장치는 상기 메인 브러시(17)가 심어진 상기 회전 드럼(16)을 회전하여, 피 청소면의 먼지가 털어지도록 한다.

그리고, 상기 흡입장치는 상기 먼지 비산 장치가 수용되는 공간과 일부가 연통되어 형성된다. 상세히, 상기 흡입장치는 흡입 팬(도면에 도시되지 않음)과 상기 흡입팬을 회전하는 흡입모터(도면에 도시되지 않음)로 이루어진다. 이러한 상기 흡입장치는 상기 먼지 비산 장치에 의해 털어진 먼지가 포함된 공기를 흡입하여 상기 필터링 장치로 배기한다.

그리고, 상기 필터링 장치는 내부에 먼지 등의 이 물질이 수거되는 집진통(도면에 도시되지 않음)과 이 물질을 거리는 필터(도면에 도시되지 않음)로 이루어진다. 이러한 상기 필터링 장치는 그 일 측이 상기 흡입장치에 연결되고, 타 측은 상기 본체(11)의 상기 탑커버(12)에 형성되는 배기구와 연결된다. 상세히, 상기 필 터링 장치는 상기 필터를 통하여 먼지가 포함된 공기를 필터링 한다. 그리고, 필터링된 후에 남게 되는 먼지는 상기 집진통에 수집되고, 먼지가 걸러진 깨끗한 공기는 상기 탑커버(12)의 상면에 형성되는 배기구를 통과하여 배기 된다.

그리고, 상기 본체(11)의 앞 부분 테두리에는 충격감지센서(21)와 거리감지센서(22)가 형성된다. 상세히, 상기 충격감지센서(21)는 상기 로봇 청소기(10)가 주행할 때 충돌되는 장애물을 감지하여, 상기 로봇 청소기(10)가 회피 주행하도록 한다. 그리고, 상기 거리 감지 센서(22)는 상기 로봇 청소기(10)의 주행 경로를 계획할 수 있도록 하고, 계획된 주행 경로를 주행할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 본체(11)의 내부에는 상기 흡입모터와, 상기 구동모터 및 상기 로봇 청소기(10)에 요구되는 전력 원으로서 작용하는 충전 배터리(20)가 수용된다.

그리고, 상기 로봇 청소기(10)의 상기 탑 커버(12) 앞 부분에는 유도 센서(23)가 형성되어, 후술 되는 로봇 청소기 충전대(40)의 적외선 송신부(41)로부터 발산되는 적외선을 감지한다. 이러한 상기 유도 센서(23)는 상기 로봇 청소기(10)가 상기 로봇 청소기의 충전대(40)로 도킹을 시도하는 경우, 정확한 도킹 위치에 도킹될 수 있도록 한다. 그리고, 상기 유도 센서(23)의 상측에는 상기 로봇 청소기의 충전대(40)와 통신하는 통신부(24)가 형성되어, 상기 로봇 청소기(10)가 상기 로봇 청소기의 충전대(40)와 통신가능하게 된다. 이러한 상기 통신부(24)는 상기 충전 배터리(20)가 방전되는 경우, 원거리에서 상기 로봇 청소기(10)가 상기 로봇 청소기의 충전대(40)의 위치를 용이하게 찾을 수 있도록 한다. 그리고, 상기 유도센서(23)의 하측에는 상기 충전 배터리(20)와 전기적으로 연결되는 충전 단자 홈(18)이 함몰되어 형성된다. 이러한 상기 충전 단자 홈(18)은 상기 로봇 청소기(10)가 상기 로봇 청소기 충전대(40)에 도킹한 경우, 상기 로봇 청소기 충전대(40)의 전원 공급 단자(43)와 접촉되어 상기 충전 배터리(20)가 충전되도록 한다.

또한, 상기 베이스부(13)에 다수개의 보조 바퀴(16)가 형성된다. 이러한 보조 바퀴(16)들은 그 설치방향이 상기 구동 바퀴(14)와 동일한 방향으로 설치되어 상기 로봇 청소기(10)의 이동과 함께 회전되어, 상기 로봇 청소기(10)의 진행방향이 원활히 바뀌도록 한다. 그리고 상기 다수개의 보조 바퀴(16) 중 상기 배이스부(13)의 앞 부분에 형성되는 적어도 하나의 도킹 보조 바퀴(19)가 포함된다.

이하, 상기 도킹 보조 바퀴(19)에 대하여 도면과 함께 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배이스부를 나타낸 저면 부분 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 도킹 보조 바퀴를 나타낸 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 도킹 보조 바퀴(19)는 상기 배이스부(13)의 앞 부분에 형성되는 보조 바퀴 수용부(23)에 회전가능하게 결합 된다.

상세히, 상기 도킹 보조 바퀴(19)는 내부에 자력에 의하여 끌려지는 금속 부재(24)가 형성되고, 상기 금속 부재(24)의 외주면에 플라스틱 부재(26)가 코팅되거나 인서트 사출되어 형성된다. 그리고 상기 도킹 보조 바퀴(19)의 중앙에는 회전축(25)이 회전 가능하게 관통되는 회전 홀(27)이 형성된다. 그리고, 상기 회전 홀(27)의 내주면과 상기 회전축(25)의 외주면 사이에 베어링(28)이 개입되어, 상기 도킹 보조 바퀴(19)가 원활하게 회전할 수 있도록 한다. 그리고, 상기 회전축(25)은 보조 바퀴 수용부(23)의 양측에 형성되는 회동 홀에 삽입되어, 회동 가능하게 된다.

한편, 상기 금속 부재(24)는 후술 되는 도킹 플레이트(45)에 형성되는 자성부재(48)에 의하여 이끌려지고, 상기 로봇 청소기(10)가 상기 도킹 플레이트(45)에 안착 되는 경우 고정된다. 따라서, 상기 로봇 청소기(10)는 상기 도킹 플레이트(45)에서 요동되지 않게 된다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기 충전대(40)에 대하여 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기 충전대를 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ' 따라 절개한 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면,본 발명에 따른 로봇 청소기의 충전대(40)는 내부에 외부의 교류 전원을 공급받아 직류로 정류하고 소정의 전압으로 감압하는 어뎁터(도면에 도시되지 않음)가 장착되는 충전대 본체(47) 및 상기 충전대 본체(46)의 하단에서 전방으로 연장되며, 내부에 자성부재(46)가 수용되는 도킹 플레이트(45)가 포함된다.

상세히. 상기 충전대 본체(47)의 상면에는 상기 로봇 청소기(10)와 통신하는 통신부(42)가 형성되어, 원거리에서 상기 로봇 청소기(10)가 상기 로봇 청소기의 충전대(40)로 복귀할 수 있도록 한다.

또한, 상기 충전대 본체(47)의 상부에는 두 개의 적외선 송신부(41)가 형성되어, 근거리에서 상기 로봇 청소기(10)가 상기 로봇 청소기 충전대(40)로 일직선 방향으로 진입되도록 유도한다.

또한, 상기 충전대 본체(47)의 일 측에는 외부전원공급선(51)이 연결되어 상기 어뎁터로 전원을 공급하게 된다. 상세히, 상기 어뎁터는 교류의 전원을 인가받아 정류하여 직류로 변환한다. 그리고 직류로 변환된 전원은 변압기에 의해 감압 되어, 상기 로봇 청소기(10)의 충전 배터리(20)에 충전가능한 전압으로 변환된다.

또한, 상기 충전대 본체(47)의 하부에는 전원 공급 단자(44)가 형성되는 충전단자 하우징(43a)이 형성된다. 그리고, 상기 전원 공급 단자(44)는 상기 충전대 본체(47) 내부에 형성되는 변압기의 전원공급선과 연결된다. 상세히, 상기 충전 단자 하우징(43)의 앞면이 상기 로봇 청소기(10)의 앞면과 면 접촉을 하게 된다. 그리고, 상기 전원 공급 단자(44)는 상기 로봇 청소기(10)의 상기 충전 단자 홈(18)에 삽입된다. 이렇게 되어 상기 본체(11)에 장착되는 상기 충전 배터리(20)가 충전된다.

또한, 상기 충전대 본체(47)의 전방 하단에는 전방으로 소정 길이로 연장되는 도킹 플레이트(45)가 형성된다. 그리고, 상기 도킹 플레이트(45)의 상면에는 도킹 보조 바퀴 안착 홈(46)이 형성되어, 상기 로봇 청소기(10)가 상기 도킹 플레이트(45)의 상면에 위치되는 경우, 상기 로봇 청소기(10)가 선택된 위치에 정 위치 되게 한다.

상세히, 상기 도킹 플레이트(45)는 상면을 형성하는 탑 플레이트(45a)와 하 면을 형성하는 버텀 플레이트(45b)로 이루어진다. 더욱 상세히, 상기 탑 플레이트(45a)의 대략 중앙 부분에는 상기 도킹 보조 바퀴(19)의 형상에 대략 대응되어 함몰되는 도킹 보조 바퀴 안착 홈(46)이 형성된다. 그리고, 상기 도킹 보조 바퀴 안착 홈(46)의 하측에는, 상기 버텀 플레이트(45b)에서 연직 하여 연장 형성되는 리브(49)들에 의해 형성되는 자성 부재 수용부(50)가 형성된다. 그리고, 상기 자성 부재 수용부(50)에는 자력을 발생하는 상기 자성 부재(48)가 수용된다. 이러한 상기 자성 부재(48)는 상기 금속 부재(24)를 포함하는 상기 도킹 보조 바퀴(19)가 상기 도킹 보조 바퀴 안착 홈(46)에 근접하여 위치되는 경우, 상기 도킹 보조 바퀴(19)를 상기 도킹 보조 바퀴 안착 홈(46)으로 유도한다. 그리고, 상기 도킹 보조 바퀴(19)가 상기 도킹 보조 바퀴 안착 홈(46)에 안착 되는 경우 고정되도록 한다.

한편, 상기에서는 상기 금속 부재(24)와 상기 자성 부재(46)에 의하여 상기 로봇 청소기(10)가 상기 로봇 청소기의 충전대(40)에서 요동되는 것을 방지하는 것이 제시되었으나, 이에 한정되지 아니하며 상기 로봇 청소기의 배이스부(13)에 제 1 자성체를 형성하고, 상기 로봇 청소기의 충전대(40)에 제 2 자성체를 형성하여 구성할 수 있음을 밝혀둔다. 여기서, 자성체는 자석을 의미하며, 상기 제 1 자성체와 상기 제 2 자성체는 서로 당기도록 배치됨을 밝혀둔다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 충전 장치에 의하여, 로봇 청소기가 로봇 청소기 충전대의 정확한 위치에 도킹 되는 효과가 있다.

그리고, 로봇 청소기가 로봇 청소기 충전대에 정확하게 도킹 되어, 로봇 청소기의 충전 배터리의 충전에 대한 신뢰성이 향상된다.

더 나아가서, 로봇 청소기의 충전 단자 홈과 로봇 청소기 충전대의 전원공급단자가 정확하게 접속되어, 스파크 발생이 방지되어 제품이 보호된다. 그리고 사용자에게는 스파크에 의한 화상 또는 감전사고를 예방해주는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 충전 배터리 및 이동바퀴가 포함되는 로봇 청소기;

   상기 이동바퀴에 제공되며, 상기 이동바퀴의 회전중심을 형성하는 회전축;

   상기 회전축의 외측에 배치되는 금속 부재;

   상기 로봇 청소기가 도킹될 수 있는 도킹 플레이트가 구비되는 충전대; 및

   상기 도킹 플레이트에 제공되며, 상기 금속 부재와 자력 결합 되는 자성 부재가 포함되고,

   상기 도킹 플레이트에는,

   바텀 플레이트; 및

   상기 바텀 플레이트의 상측에 제공되며, 하방으로 함몰되어 상기 이동바퀴가 안착되도록 하는 안착홈을 가지는 탑 플레이트가 포함되고,

   상기 자성부재는 상기 안착홈과 상기 바텀 플레이트의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충전 장치.
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