KR101562381B1 - 감지 핸들을 구비하는 로봇 진공 청소기 - Google Patents

Abstract

로봇 진공 청소기는 진공 청소기의 주변에 있는 정지 물체들과의 물리적인 접촉을 검출하기 위한 센서를 포함한다. 진공 청소기는 손(3)으로 진공 청소기를 운반하기 위한 핸들(1)을 포함한다. 핸들(1)은 핸들(1)이 진공 청소기의 본체(4)에 근접 위치되는 제 2 위치에 있을 수 있으며, 이에 의해, 센서 수단은 진공 청소기의 동작 동안 핸들(1) 상에 작용되는 힘들을 검출한다.

Description

감지 핸들을 구비하는 로봇 진공 청소기{A ROBOTIC VACUUM CLEANER COMPRISING A SENSING HANDLE}

본 발명은 진공 청소기의 주위에 있는 정지 물체와 물리적인 접촉을 검출하는 센서 수단을 구비하는 로봇 진공 청소기에 관한 것이다.

이러한 로봇 진공 청소기는 US-A-2002/0174506에 개시되어 있다. 이러한 공보는, 일상적인 가사 노동을 자동화하여, 사람들이 반복적이고 시간 소모적인 노동을 수행하는 필요성을 제거할 수 있는 기술을 포함하는 자율적인 진공 청소기를 개시한다. 진공 청소기는 진공 청소기가 방 바닥에서 여기저기를 진행하는 동안 방을 자동으로 청소할 수 있다. 이에 의해, 진공 청소기의 경로는 카메라들 또는 다른 관찰 수단에 의해 그 주위의 관찰에 근거하여 제어될 수 있다. 대안적으로, 센서 수단들은 가동성 디바이스와 방 바닥 상의 정지 물체(장애물) 사이의 물리적인 접촉을 감지하기 위하여 가동성 디바이스의 하나 이상의 측부들에 제공된다. 센서 수단은 진공 청소기의 진행 경로를 제어하기 위하여 적절한 제어 신호를 발생시킨다. US-A-2002/0174506에 개시된 진공 청소기는 진공팬과 쓰레기 수집 구획을 포함하는 메인 모듈, 및 호스에 의해 메인 모듈과 연결되는 청소 헤드 모듈의 2개의 모듈로 이루어지고, 쓰레기는 상기 호스를 통해 청소 헤드 모듈로부터 메인 모듈로 운반된다.

가동성 로봇 진공 청소기는 그 주위에 있는 정지 물체들 주위와 그 사이를 진행하는 경로를 발견하여야만 한다. 움직이는 진공 청소기가 정지 물체를 건드릴 때, 정지 물체와의 충돌이 방지되도록 그의 진행 방향이 변경되어야만 한다. 그러므로, 이러한 정지 물체와의 물리적인 접촉은 예를 들어 정지 물체로부터 멀리, 반대 방향으로 진공 청소기의 운동 방향을 적응시키기 위하여 검출된다.

일반적으로, 예를 들어 청소될 방으로 진공 청소기를 가져오기 위하여 진공 청소기가 손으로 운반될 수 있는 것이 필요하다. 그러므로, 진공 청소기는 힌지형 핸들(hinging handle)을 구비할 수 있다. 공보 US-A-2006/0137129는 핸들이 손으로 진공 청소기를 운반하기 위하여 실질적인 직립 위치에 있는 제 1 위치와 핸들이 진공 청소기의 본체에 근접하여 위치되는 제 2 위치 사이에서 선회할 수 있는 핸들을 포함하는 진공 청소기를 개시한다.

본 발명의 목적은 손으로 운반될 수 있으며, 청소될 방바닥 주위에서 진행할 때 주위에 있는 정지 물체와 물리적인 접촉을 검출하기 위한 효율적인 센서 수단을 포함하는 로봇 진공 청소기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 진공 청소기는 손으로 진공 청소기를 운반하기 위한 핸들을 포함하며, 상기 핸들은 상기 핸들이 손으로 진공 청소기를 운반하기 위하여 실질적인 직립 위치에 있는 제 1 위치와 상기 핸들이 진공 청소기의 본체에 근접하여 위치되는 제 2 위치 사이에서 선회할 수 있으며, 센서 수단은 상기 핸들이 상기 제 2 위치에 있을 때 상기 핸들 상에 작용되는 힘들을 검출할 수 있다. 이에 의해, 검출된 힘들은 진공 청소기의 진행 경로를 제어하기 위해 적절한 제어 신호로 전환될 수 있다.

상기 제 2 위치에서, 핸들은 진공 청소기가 바닥에서 주위를 진행할 때 정지 물체와 물리적인 접촉을 만들기 위해 본체의 일부 주위에서 검출 부재로서 형상화될 수 있도록 진공 청소기의 본체 외측에 도달한다. 그러므로, 이것은 이러한 물리적인 접촉을 감지하기 위한 적절한 수단이다.

센서 수단은 핸들의 표면에 제공될 수 있지만, 바람직한 실시예에서, 센서 수단은 핸들이 상기 제 2 위치에 있을 때 핸들의 움직임을 검출할 수 있다. 이에 의해, 핸들은 제 2 위치에서 스프링들 또는 다른 탄성 수단에 의해 유지될 수 있으며, 이에 의해, 상기 스프링들 또는 다른 탄성 수단의 힘에 대해 어느 정도 움직일 수 있다. 이러한 움직임은 센서 수단에 의해 감지되어, 진공 청소기의 진행 경로를 제어하기 위한 적절한 제어 신호로 전환될 수 있다.

바람직하게, 센서 수단은 핸들이 상기 제 2 위치에 있을 때 핸들의 움직임을 검출하기 위한 마이크로 스위치들을 포함한다. 보다 바람직하게, 마이크로 스위치들은 핸들의 상이한 움직임들이 측정될 수 있는 위치에 배열되어서, 적절한 제어 신호는 핸들의 상이한 움직임들을 위해 발생될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 진공 청소기의 평면도에서, 핸들의 적어도 일부분은 진공 청소기의 나머지 부분 외부로 연장한다. 테이블, 의자, 벽, 문틀과 같은 대부분의 정지 물체들은 바닥의 수직 표면들 가까이에 있어서, 진공 청소기의 본체의 측부를 지나서 연장하는 검출 부재(평면도에서)는 진공 청소기가 정지 물체와 충돌할 때 이러한 물체들을 건드린다.

바람직한 실시예에서, 진공 청소기의 측면도에서, 핸들의 일부는 핸들이 제 2 위치에 있을 때 진공 청소기의 가장 높은 부분을 형성한다. 이에 의해, 핸들은 진행하는 진공 청소기가 너무 낮은 물체의 밑에 도달하는 경우에 아래로 눌려지게 되어서, 이러한 물체의 존재 및 위치가 검출된다.

본 발명은 또한 로봇 진공 청소기의 진행 경로를 제어하기 위한 방법에 관한 것이며, 제어 신호는 진공 청소기와 진공 청소기의 주위에 있는 정지 물체 사이의 물리적인 접촉이 상기 센서 수단에 의해 검출될 때 센서 수단에 의해 발생되며, 진공 청소기는 손으로 진공 청소기를 운반하기 위한 핸들을 포함하며, 상기 핸들은 핸들이 진공 청소기를 운반하기 위해 실질적인 직립 위치에 있는 제 1 위치와 핸들이 진공 청소기의 본체에 근접하여 위치되는 제 2 위치 사이에서 선회할 수 있으며, 상기 센서 수단은 핸들이 상기 제 2 위치에 있을 때 핸드 상에서 작용되는 힘들을 검출한다.
WO 00/36970A는 구동륜에 인접한 일측부에 제공되는 핸들을 가지는 휴대용 로봇 진공 청소기를 개시한다. 핸들은 바닥으로부터 청소기를 들어올리기 위하여 상향 돌출 위치로 스프링 편향된다. 핸들은 실질적으로 청소기의 봉입부(envelope) 내에 놓이고, 사용자에 의해 파지될 수 있도록 형성된다. 사용자가 청소기를 들어 올림으로써, 핸들은 청소기의 측부로부터 멀리 선회하고, 핸들은 청소기가 바닥으로부터 들어 올려질 때 청소기의 측부로부터 외향 돌출한다.

본 발명은 지금 로봇 진공 청소기의 실시예의 기술에 의해 더 설명되며, 4개의 도면들이 참조된다.

도 1은 운반 위치에 있는 진공 청소기를 도시한 도면.
도 2는 진공 청소기의 사시도.
도 3은 진공 청소기의 또 다른 사시도.
도 4는 센서 수단의 개략적인 단면도.

도 1 내지 도 3은 디바이스를 운반하기 위한 힌지형 핸들(1)을 포함하는 로봇 진공 청소기의 실시예를 도시한다. 진공 청소기는 디바이스의 양측부에 위치된 2개의 피동 바퀴(2)들을 포함한다(도면들은 이러한 바퀴들 중 단지 하나만을 도시한다). 또한, 진공 청소기는 진공 청소기가 어떠한 방향으로도 움직일 수 있도록 수직 축선 주위에서 회전할 수 있는 캐스터 휠(caster wheel)을 포함하며, 캐스터 휠은 진공 청소기의 하측부에 위치되고, 도면에서 보이지 않는다. 2개의 바퀴(2)들을 사전 결정된 속도로 독자적으로 구동하는 것에 의해, 진공 청소기는 그 동작 동안 임의의 원하는 가변적인 방향으로 방바닥 위에서 움직일 수 있다.

도 1은 진공 청소기가 도면에 도시된 바와 같이 손으로 운반될 수 있도록 직립 위치에 있는 핸들(1)을 도시한다. 도 2는 로봇 진공 청소기의 동작 동안의 위치인 제 2 위치에 있는 핸들을 도시한다. 도 3은 또 다른 방향으로부터의 진공 청소기를 도시한다. 진공 청소기의 핸들(1)은 진공 청소기의 동작 동안 검출 부재로서 기능하고, 핸들은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 그의 제 2 위치에 있다. 핸들(1)이 진공 청소기의 본체(4) 외측에 도달하게 되면, 핸들(1)은 진공 청소기가 청소될 방 바닥 상에서 이리저리 이동할 때 그 환경에 있는 정지 물체와 물리적으로 접촉할 수 있다.

도 3에 있는 화살표들(5, 6, 7, 8)은 진공 청소기가 그 동작 동안 바닥 상에서 이리저리 이동할 때 정지 물체들이 핸들(1)에 충돌하는 방향을 지시한다. 진공 청소기가 너무 낮은 테이블 아래에서 진행할 때, 핸들(1)은 화살표(5)에 의해 지시된 바와 같이 아래로 눌려지게 된다. 핸들(1)의 하향 움직임은 다음에 설명되는 바와 같은 마이크로 스위치에 의해 검출되고, 이에 의해 제어 신호가 디바이스의 진행 방향을 예를 들어 반대 방향으로 변경시키도록 발생된다. 진공 청소기가 좌측(도 3에서)으로 진행할 때, 정지 물체와의 충돌은 핸들(1)을 화살표(6)에 의해 지시된 방향으로 밀게 된다. 핸들(1)의 움직임은 정지 물체를 피해갈 수 있도록 진공 청소기의 진행 방향을 변경하기 위한 적절한 제어 신호를 발생시키기 위해 하나 이상의 마이크로 스위치들에 의해 검출된다.

특히, 진공 청소기가 곡선 경로를 따라갈 때, 핸들(1)은 화살표들(7, 8)에 의해 지시된 바와 같이 정지 물체에 의해 비스듬하게 밀려질 수 있다. 이러한 정지 물체와 진공 청소기의 충돌은 핸들(1)의 움직임을 측정하는 마이크로 스위치들에 의해 검출되어서, 적절한 제어 신호가 디바이스의 진행 방향의 적응을 위해 발생된다.

도 4는 핸들(1)의 움직임을 검출하기 위한 센서 수단의 개략 단면도를 도시한다. 핸들(1)은 축(10) 상에 장착되고, 축(10)에 대해 회전할 수 있다. 축(10)은 진공 청소기의 본체(4)를 통하여 연장하며, 이에 의해, 축(10)의 두 단부들은 진공 청소기의 본체(4) 외부에 도달한다. 핸들(1)의 각 단부는 축(10)의 단부에 연결되어서, 핸들(1)과 진공 청소기의 나머지 부분 사이의 견고한 연결이 달성된다. 축(10)은 본체(4)의 일부인 부재(11)를 통해 진공 청소기의 본체(4)와 연결된다. 축(10)은 부재(11)에 대하여 좌측으로(도 4에서) 움직일 수 있지만, 나선 스프링(12)에 의해 우측 방향으로 밀린다.

핸들(1)이 도 4에 도시된 바와 같이 그의 제 2 위치에 있을 때, 핸들(1)은 스프링 장전된(sping loaded) 볼(13)에 의해 그 위치에서 유지되고, 볼(13)은 축(10)에 있는 대응 오목부와 상호작용한다. 상기 제 2 위치에서, 나선 스프링(14)이 볼(13)을 그의 오목부로 가압하므로, 핸들(1)이 상기 제 2 위치로부터 조금 벗어날 때, 나선 스프링(14)이 핸들(1)을 제 2 위치로 다시 돌아가게 하는 힘을 제공한다. 핸들(1)이 도 1에 도시된 바와 같이 직립 위치에 있을 때, 볼(13)은 축(10)의 보다 높은 측에 있는 원통 표면에 있게 된다.

로봇 진공 청소기가 동작 중일 때, 핸들(1)은 움직이는 진공 청소기의 주변에 있는 정지 물체들과의 물리적 접촉, 즉 충돌을 검출하기 위한 검출기로서 기능한다. 핸들 상에 힘이 작용되지 않을 때, 핸들은 나선 스프링들(12, 14)에 의해 제 2 위치에서 유지되고, 스프링(12, 14)들은 축(10)과 핸들(1)의 단부들 가까이에 존재한다. 화살표(15)에 의해[도 3에서 화살표(5)에 의해] 지시된 바와 같이, 하향력이 핸들(1) 상에 작용되는 순간에, 핸들(1)은 나선 스프링(14)의 가압력에 대항하여 시계 방향으로 축(10)에 대해 조금 회전하게 된다. 핸들(1)의 이러한 움직임은 마이크로 스위치(16)에 의해 검출되고, 마이크로 스위치(16)는 진공 청소기의 본체(4)의 하우징(17)에 부착된다. 마이크로 스위치(16)가 작동될 때, 진공 청소기의 진행 방향을 변경하기 위한 제어 신호가 발생된다.

실질적인 수평 평면에서 핸들(1)의 움직임들을 검출하기 위하여, 화살표(19)에 의해 지시된 바와 같이[도 3에서 화살표들(6, 7, 8)에 의해], 마이크로 스위치(18)는 핸들(1)의 각각의 단부에 존재한다. 마이크로 스위치(18)는 또한 진공 청소기의 본체(4)의 하우징(17)에 부착되고, 핸들(1)이 제 2 위치에 있을 때 작동된다. 화살표(19)에 의해 지시된 바와 같은 핸들(1)의 움직임은 마이크로 스위치(18)를 불활성화하고, 이에 의해, 제어 신호는 로봇 진공 청소기의 진행 방향을 변경하도록 발생된다. 핸들(1)의 각각의 단부에 있는 2개의 마이크로 스위치(18)들 중 단지 하나만 핸들(1)의 움직임을 검출하는 경우에, 핸들(1)은 비스듬하게 움직이고, 이에 의해, 적절한 제어 신호가 발생될 수 있다.

본 발명이 도면, 이전의 상세한 설명에 예시되었지만, 이러한 예시 및 설명은 일례 또는 예시적인 것으로 고려되어야 하며 제한하는 것은 아니고; 본 발명은 개시된 실시예로 한정되지 않는다. 특허청구범위에 있는 임의의 도면 부호들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 한다.

Claims (7)

1. 진공 청소기의 주위에 있는 정지 물체들과 물리적인 접촉을 검출하기 위한 센서 수단을 포함하는 로봇 진공 청소기로서,
   상기 진공 청소기는 손(3)으로 상기 진공 청소기를 운반하기 위한 핸들(1)을 포함하고, 상기 핸들(1)은 상기 핸들(1)이 상기 진공 청소기를 운반하기 위하여 실질적인 직립 위치에 있는 제 1 위치와 상기 핸들(1)이 상기 진공 청소기의 본체(4)에 근접하여 위치되는 제 2 위치 사이에서 선회할 수 있으며, 상기 센서 수단은 상기 핸들(1)이 상기 제 2 위치에 있을 때 상기 핸들(1) 상에 작용되는 힘들을 검출할 수 있는, 로봇 진공 청소기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 수단은 상기 핸들(1)이 상기 제 2 위치에 있을 대 상기 핸들(1)의 움직임을 검출할 수 있는, 로봇 진공 청소기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 센서 수단은 상기 핸들(1)의 움직임을 검출하기 위한 마이크로 스위치들(16, 18)을 포함하는, 로봇 진공 청소기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 마이크로 스위치들(16, 18)은 상기 핸들(1)의 상이한 움직임들이 측정될 수 있는 위치들에 배열되는, 로봇 진공 청소기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공 청소기를 위에서 볼 때, 상기 핸들(1)의 적어도 일부분은 상기 진공 청소기의 나머지 부분(4) 외부로 연장하는 로봇 진공 청소기.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공 청소기를 측면에서 볼 때, 상기 핸들(1)의 일부분은 상기 핸들(1)이 그의 제 2 위치에 있을 때 상기 진공 청소기의 가장 높은 부분을 형성하는, 로봇 진공 청소기.
7. 진공 청소기와 상기 진공 청소기의 주변에 있는 정지 물체 사이의 물리적인 접촉이 센서 수단에 의해 검출될 때, 제어 신호가 상기 센서 수단에 의해 발생되는, 로봇 진공 청소기의 진행 경로를 제어하기 위한 방법으로서,
   상기 진공 청소기는 손(3)으로 상기 진공 청소기를 운반하기 위한 핸들(1)을 포함하고, 상기 핸들(1)은 상기 핸들(1)이 상기 진공 청소기를 운반하기 위하여 실질적인 직립 위치에 있는 제 1 위치와 상기 핸들(1)이 상기 진공 청소기의 본체(4)에 근접하여 위치되는 제 2 위치 사이에서 선회할 수 있으며, 상기 센서 수단은 상기 핸들(1)이 상기 제 2 위치에 있을 때 상기 핸들(1) 상에 작용되는 힘들을 검출하는, 로봇 진공 청소기 진행 경로 제어 방법.

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