KR20040095442A - Robot cleaner system having external charging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 충전배터리를 구비하는 로봇청소기와 충전배터리를 충전시키는 외부충전장치로 구성된 로봇청소기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부충전장치의 충전단자에 안전장치를 구비한 외부충전장치를 갖는 로봇청소기 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a robot cleaner system comprising a robot cleaner having a rechargeable battery and an external charging device for charging the rechargeable battery, and more particularly, a robot having an external charging device having a safety device at a charging terminal of the external charging device. Relates to a cleaner system.
통상적으로, 로봇청소기는 사용자의 조작 없이 일정 범위의 작업영역 내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지, 이물질을 흡입하는 청소작업이나, 집안의 문이나 창문, 또는 가스밸브의 개폐 등을 확인하는 보안작업을 수행하는 장치를 말한다.In general, the robot cleaner cleans the dust and foreign substances from the floor while driving by itself within a certain range of working area without the user's operation, or security work to check the opening or closing of doors, windows or gas valves in the house. Say the device to do it.
로봇청소기는 센서를 통해 집안이나 사무실과 같은 작업영역 내에 설치된 가구, 사무용품, 벽과 같은 장애물까지의 거리를 판별하고, 판별된 정보를 이용하여 장애물과 충돌되지 않도록 주행하면서 지시된 작업을 수행한다.The robot cleaner uses sensors to determine the distance to obstacles such as furniture, office supplies, and walls installed in a work area such as a house or an office, and uses the determined information to perform the operation while driving so as not to collide with the obstacle.
이러한 로봇청소기는 구동에 필요한 전력을 공급하는 배터리가 설치되어 있는데, 배터리는 전력이 소모된 경우 충전하여 다시 사용할 수 있는 충전배터리를 사용하는 것이 일반적이다. 따라서, 로봇청소기는 필요시 충전배터리에 전력을 충전시킬 수 있도록 외부충전장치와 접속되는 단자부를 가진다.Such a robot cleaner has a battery installed to supply power for driving, and the battery generally uses a rechargeable battery that can be recharged and used again when power is consumed. Therefore, the robot cleaner has a terminal portion connected to an external charging device so as to charge the rechargeable battery when necessary.
상기 외부충전장치에는, 상기 단자부와 연결되는 전원단자와, 상기 전원단자에 전원을 공급하는 전원장치가 구비된다. 일반적으로 로봇청소기는 가정에서의 사용을 목적으로 만들어 졌기 때문에, 100~240V 사이의 상용교류전원을 연결할 수 있도록 전원장치가 구성된다.The external charging device includes a power supply terminal connected to the terminal portion, and a power supply device for supplying power to the power supply terminal. In general, since the robot cleaner is made for home use, the power supply device is configured to connect a commercial AC power supply between 100 and 240V.
그런데 종래의 외부충전장치의 전원단자는 상기 단자부와 연결되도록 외부에노출되어 있다. 이 전원단자에는 항상 전기가 흐르고 있는 상태이기 때문에 사용자의 부주의 등으로 전원단자를 만지거나 금속 등의 도전체를 접촉시킬 경우 감전사고가 발생할 수 있다. 또한, 외부충전장치가 설치되는 위치가 전기 콘센트에서 가까운 바닥면임을 감안할 때, 아동들의 장난에 쉽게 노출될 수 있기 때문에 별도의 안전장치를 설치해야하는 문제점이 있다.However, the power supply terminal of the conventional external charging device is exposed to the outside so as to be connected to the terminal portion. Since electricity is always flowing in this power supply terminal, an electric shock may occur when the power supply terminal is touched or a conductor such as a metal is touched due to user's carelessness. In addition, given that the location where the external charging device is installed is a floor near the electrical outlet, there is a problem that a separate safety device must be installed because it can be easily exposed to children's mischief.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 로봇청소기의 충전중에만 전류가 흐르도록 전원단자의 구조를 개선한 외부충전장치를 가지는 로봇청소기 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a robot cleaner system having an external charging device having an improved structure of a power supply terminal such that a current flows only during charging of the robot cleaner.
도 1은 3상 유도전원 충전단자를 구비한 로봇청소기,1 is a robot cleaner having a three-phase induction power charging terminal,
도 2는 도 1의 로봇청소기와 외부충전장치로 이루어진 로봇청소기 시스템,Figure 2 is a robot vacuum cleaner system consisting of the robot cleaner and the external charging device of Figure 1,
도 3은 상용전원 충전단자를 구비한 로봇청소기,3 is a robot cleaner having a commercial power charging terminal,
도 4는 도 3의 로봇청소기와 외부충전장치로 이루어진 로봇청소기 시스템,Figure 4 is a robot cleaner system consisting of the robot cleaner and the external charging device of Figure 3,
도 5는 외부충전장치를 분해하여 나타낸 분해사시도, 그리고,5 is an exploded perspective view showing an exploded external charging device, and,
도 6은 도 5의 평면도이다.6 is a plan view of FIG. 5.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10; 로봇청소기 56; 충전단자10; Robot cleaner 56; Charging terminal
80; 외부충전장치 81; 외부충전장치 본체80; External charging device 81; External charging device
82; 전원단자 87; 충전전원장치82; Power supply terminal 87; Charging Power Supply
100; 전원단속 유닛 110; 지지 브라켓100; A power interruption unit 110; Support bracket
120; 탄성부재 130; 마이크로 스위치120; Elastic member 130; Micro switch
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 외부충전장치를 가지는 로봇청소기 시스템은, 상용전원에 연결된 전원단자를 포함하는 외부충전장치; 충전배터리를 구비하고, 스스로 상기 전원단자에 접속하여 상기 충전배터리를 충전시키는 로봇청소기; 및 상기 외부충전장치 내부에 설치되어, 상기 로봇청소기의 충전시에만 상기 전원단자에 전원을 공급하는 전원단속 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Robot cleaner system having an external charging device according to the present invention for achieving the above object, the external charging device including a power terminal connected to a commercial power source; A robot cleaner having a rechargeable battery and connected to the power supply terminal to charge the rechargeable battery by itself; And a power control unit installed inside the external charging device and supplying power to the power supply terminal only when the robot cleaner is charged.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 전원단속 유닛은, 전원단자 지지부재; 일단은 상기 전원단자 지지부재에 결합되고, 타단은 전원단자에 결합되어 상기 전원단자를 탄력적으로 지지하는 탄성부재; 및 상기 전원단자와 전원단자 지지부재 사이에 개재되어 상기 전원단자의 위치변화에 따라 작동하는 마이크로 스위치;를 포함하는 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the power control unit, the power terminal support member; An elastic member having one end coupled to the power terminal supporting member and the other end coupled to the power terminal to elastically support the power terminal; And a micro switch interposed between the power supply terminal and the power supply terminal support member to operate according to a change in position of the power supply terminal.
그리고, 상기 전원단자 지지부재는, 상기 외부 전원장치 본체에 결합되는 지지 브라켓; 및 상기 지지 브라켓의 하부면에 설치되고, 그 상부면에 상기 마이크로 스위치의 결합을 위해 돌출 형성된 결합돌기를 포함하는 충전전원장치 케이스;를 포함하는 것이 좋다.The power terminal support member may include: a support bracket coupled to the external power supply body; And a charging power supply case installed on a lower surface of the support bracket and including a coupling protrusion protruding to couple the micro switch to the upper surface of the support bracket.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 외부충전장치를 갖는 로봇청소기 시스템의 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the robot vacuum cleaner system having an external charging device according to the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 로봇청소기 시스템은 로봇청소기와, 외부충전장치, 및 충전장치 인식표지를 구비한다.1 to 4, the robot vacuum cleaner system includes a robot cleaner, an external charging device, and a charging device identification mark.
로봇청소기(10)는 본체(11), 흡진부(16), 구동부(20), 상방 카메라(30), 전방 카메라(32), 제어부(40), 송수신부(42), 범퍼(54), 충전배터리(50) 및 충전단자(56)를 포함한다.The robot cleaner 10 includes a main body 11, a suction unit 16, a driving unit 20, an upper camera 30, a front camera 32, a control unit 40, a transmission / reception unit 42, a bumper 54, The charging battery 50 and the charging terminal 56 is included.
흡진부(16)는 공기를 흡입하면서 대향되는 바닥의 먼지를 집진 할 수 있도록 본체(11) 상에 설치되어 있다. 이러한 흡진부(16)는 알려진 다양한 방식에 의해 구성될 수 있다. 일 예로서, 흡진부(16)는 흡입모터(미도시)와, 흡입모터의 구동에 의해 바닥과 대향되게 형성된 흡입구 또는 흡입관을 통해 흡입된 먼지를 집진하는 집진실을 구비한다.The suction part 16 is provided on the main body 11 so that the dust | floor of the floor which opposes while collecting air may be collected. Such a suction unit 16 can be configured by a variety of known methods. As an example, the dust collecting unit 16 includes a suction motor (not shown) and a dust collecting chamber for collecting dust sucked through a suction port or a suction pipe formed to face the floor by driving the suction motor.
구동부(20)는 전방의 양측에 설치된 두개의 바퀴(21a,21b)와, 후방의 양측에 설치된 두개의 바퀴(22a,22b), 후방의 두개의 바퀴(22a,22b)를 각각 회전 구동시키는 모터(23,24) 및 후방 바퀴(22a,22b)의 동력을 전방의 바퀴(21a,21b)로 전달할수 있도록 설치된 타이밍벨트(25)를 포함한다. 구동부(20)는 제어부(40)의 제어신호에 따라 각 모터(23,24)를 독립적으로 정방향 또는 역방향으로 회전 구동시킨다. 주행방향은 각 모터(23,24)의 회전수를 다르게 제어함으로써 정해진다.The drive unit 20 is a motor for rotationally driving two wheels 21a and 21b installed on both sides of the front, two wheels 22a and 22b installed on both sides of the rear and two wheels 22a and 22b at the rear, respectively. And a timing belt 25 installed to transmit power of the 23 and 24 and the rear wheels 22a and 22b to the front wheels 21a and 21b. The driver 20 independently drives the motors 23 and 24 to rotate in the forward or reverse directions according to the control signal of the controller 40. The running direction is determined by controlling the rotation speed of each motor 23, 24 differently.
전방 카메라(32)는 로봇청소기(10)의 전방 이미지를 촬상할 수 있도록 본체(11)상에 설치되며, 촬상한 이미지를 제어부(40)로 전송한다.The front camera 32 is installed on the main body 11 so as to capture the front image of the robot cleaner 10, and transmits the captured image to the controller 40.
상방 카메라(30)는 로봇청소기(10)의 상방 이미지, 즉 작업영역의 천정을 촬상할 수 있도록 본체(11)상에 설치되며 촬상한 이미지를 제어부(40)로 전송한다.The upper camera 30 is installed on the main body 11 so as to capture an upper image of the robot cleaner 10, that is, the ceiling of the work area, and transmits the captured image to the controller 40.
센서부는 충전장치 인식표지를 검출할 수 있는 인식표지 검출센서(미도시)와, 외부로 신호를 송출하고 반사된 신호를 수신할 수 있도록 본체(11)의 측면 둘레에 소정 간격으로 배치되어 있는 장애물 검출센서(14)와, 로봇청소기(10)의 주행거리를 측정할 수 있는 주행거리 검출센서(미도시)를 구비한다.The sensor unit includes a recognition mark detection sensor (not shown) capable of detecting a charging device recognition mark, and obstacles disposed at predetermined intervals around the side of the main body 11 to transmit a signal to the outside and receive the reflected signal. The detection sensor 14 and the travel distance detection sensor (not shown) which can measure the travel distance of the robot cleaner 10 are provided.
장애물 검출센서(14)는 적외선을 출사하는 적외선 발광소자(14a)와, 반사된 광을 수신하는 수광소자(14b)가 수직상으로 쌍을 이루어 본체(11) 외주면을 따라 다수가 배열되어 있다. 또 다르게는 장애물 검출센서(14)는 초음파를 출사하고, 반사된 초음파를 수신하는 초음파 센서가 적용될 수 있다. 장애물 검출센서(14)는 로봇청소기(10)로부터 장애물 또는 벽까지의 거리를 측정하는 데도 이용된다.The obstacle detecting sensor 14 is arranged along the outer circumferential surface of the main body 11 in a vertical pair of the infrared light emitting element 14a for emitting infrared light and the light receiving element 14b for receiving the reflected light. Alternatively, the obstacle detection sensor 14 may emit an ultrasonic wave, and an ultrasonic sensor for receiving the reflected ultrasonic wave may be applied. The obstacle detecting sensor 14 is also used to measure the distance from the robot cleaner 10 to an obstacle or a wall.
주행거리 검출센서(13)는 바퀴(21a,21b,22a,22b)의 회전수를 검출하는 회전검출센서가 적용될 수 있다. 예컨대, 회전 검출센서는 모터(23,24)의 회전수를 검출하도록 설치된 로터리 엔코더가 사용될 수 있다.The mileage detection sensor 13 may be a rotation detection sensor for detecting the rotational speed of the wheel (21a, 21b, 22a, 22b). For example, the rotation detection sensor may be a rotary encoder installed to detect the rotation speed of the motor (23, 24).
송/수신부(42)는 송신대상 데이터를 안테나를 통해 외부의 제어장치(미도시)나 사용자의 리모콘(미도시)으로 송출하고, 안테나를 통해 수신된 외부 제어장치나 리모콘의 신호를 제어부(40)로 전송한다.The transmitter / receiver 42 transmits data to be transmitted to an external controller (not shown) or a user's remote controller (not shown) through an antenna, and controls a signal of an external controller or remote controller received through the antenna. To send).
범퍼(54)는 로봇청소기 본체(11)의 외주에 설치되며, 로봇청소기(10)가 작업영역에 있는 벽과 같은 장애물과 충돌하는 경우 충격을 흡수하고 충돌신호를 제어부(40)로 출력한다. 따라서, 범퍼(54)는 로봇청소기(10)가 주행하는 바닥과 평행한 방향으로 전후운동을 할 수 있도록 탄성부재(미도시)에 의해 지지되고, 범퍼(54)가 장애물에 충돌한 경우 충돌신호를 제어부(40)로 출력하는 센서(미도시)가 부착되어 있다. 따라서, 범퍼(54)가 장애물과 충돌하면 소정의 충돌신호가 제어부(40)로 송신되어 로봇청소기(10)가 장애물을 인식하게 된다. 또한, 범퍼(54)의 전면에는 외부충전장치(80)의 전원단자(82)와 일치하는 높이에 충전단자(56)가 설치되어 있다.The bumper 54 is installed on the outer circumference of the robot cleaner main body 11, and when the robot cleaner 10 collides with an obstacle such as a wall in the work area, the bumper 54 absorbs a shock and outputs a collision signal to the controller 40. Accordingly, the bumper 54 is supported by an elastic member (not shown) so that the robot cleaner 10 can move back and forth in a direction parallel to the floor on which the robot cleaner 10 runs, and the bumper 54 collides with an obstacle when the bumper 54 collides with an obstacle. The sensor (not shown) which outputs to the control part 40 is attached. Therefore, when the bumper 54 collides with an obstacle, a predetermined collision signal is transmitted to the controller 40 so that the robot cleaner 10 recognizes the obstacle. In addition, the front of the bumper 54, the charging terminal 56 is provided at a height that matches the power terminal 82 of the external charging device (80).
충전배터리(50)는 본체(11) 상에 설치되며, 범퍼(54)에 설치된 충전단자(56)와 연결되어 있다. 따라서, 충전단자(56)가 외부충전장치(80)의 전원단자(82)와 접속되면, 상용교류전원에 의해 충전배터리(50)가 충전된다. 즉, 로봇청소기(10)가 외부충전장치(80)와 접속되면, 상용교류전원과 연결된 전원코드(86)를 통해 인입되는 전력이 상호 접속된 외부충전장치(80)의 전원단자(82)로부터 범퍼(54)의 충전단자(56)를 통해 충전배터리(50)로 공급된다.The charging battery 50 is installed on the main body 11 and is connected to the charging terminal 56 installed on the bumper 54. Therefore, when the charging terminal 56 is connected to the power supply terminal 82 of the external charging device 80, the charging battery 50 is charged by a commercial AC power supply. That is, when the robot cleaner 10 is connected to the external charging device 80, the power introduced through the power cord 86 connected to the commercial AC power is connected to the power supply terminal 82 of the external charging device 80 interconnected. It is supplied to the charging battery 50 through the charging terminal 56 of the bumper 54.
배터리 충전량 검출부(52)는 충전배터리(50)의 충전량을 검출하고, 검출된 충전량이 설정된 하한 레벨에 도달하면 충전요청신호를 제어부(40)로 송출한다.The battery charge detector 52 detects the charge of the rechargeable battery 50, and transmits a charge request signal to the controller 40 when the detected charge reaches the set lower limit level.
제어부(40)는 송/수신부(42)를 통해 수신된 신호를 처리하고, 상술한 로봇청소기(10)의 각 요소들을 제어한다. 본체(11)상에 로봇청소기(10)의 기능을 설정하기 위한 다수의 키가 마련된 키입력장치(미도시)가 더 구비된 경우 제어부(40)는 키입력장치로부터 입력된 키신호를 처리한다.The controller 40 processes signals received through the transmitter / receiver 42 and controls the elements of the above-described robot cleaner 10. When a key input device (not shown) with a plurality of keys provided to set the function of the robot cleaner 10 is further provided on the main body 11, the controller 40 processes the key signal input from the key input device. .
제어부(40)는 작업을 하지 않는 경우에 로봇청소기(10)가 외부충전장치(80)와 접속된 상태로 충전배터리(50)를 충전하면서 대기할 수 있도록 각 요소를 제어한다. 이처럼 로봇청소기(10)가 작업대기시에 외부충전장치(80)와 접속된 상태로 대기하게 되면 충전배터리(50)의 충전량을 일정 범위내로 유지시킬 수 있게 된다.The controller 40 controls each element so that the robot cleaner 10 can wait while charging the rechargeable battery 50 in a state in which the robot cleaner 10 is connected to the external charging device 80 when no operation is performed. As such, when the robot cleaner 10 waits in a state of being connected with the external charging device 80 at the time of work waiting, the amount of charge of the charging battery 50 can be maintained within a predetermined range.
제어부(40)는 상방 카메라(30)를 이용하여 위치인식용 마크가 설치된 천정을 촬상하여 상방 이미지를 형성한다. 그리고, 상방 이미지를 이용하여 로봇청소기(10)의 현재 위치를 산출하고, 지시된 명령에 따라 작업경로를 작성한 후 지시된 작업을 수행한다.The controller 40 captures the ceiling on which the position recognition mark is installed by using the upper camera 30 to form an upper image. Then, the current position of the robot cleaner 10 is calculated using the upward image, the working path is created according to the instructed command, and then the indicated work is performed.
제어부(40)는 외부충전장치(80)로부터 이탈하여 지시된 작업을 수행한 후 외부충전장치(80)로의 복귀시 상방 카메라(30)에 의해 촬상된 상방 이미지와 인식표지 검출센서(15)를 이용하여 외부충전장치(80)로의 진입 및 접속을 원활하게 수행한다.The controller 40 separates the upper image captured by the upper camera 30 and the recognition mark detecting sensor 15 when the sensor 40 is separated from the external charging device 80 to perform the indicated operation and then returns to the external charging device 80. By using the access to the external charging device 80 and the connection is performed smoothly.
외부충전장치(80)는 외부충전장치 본체(81), 전원단자(82) 및 전원단자 단속유닛(100)을 포함한다. 이 외부충전장치(80)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 3상 전원을 사용할 수도 있고, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 100~240V의 상용전원을 사용하는 것도 가능하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상용전원을 사용하는 것이 좋으며, 이 경우의 외부충전장치(80)를 도 5 및 도 6과 함께 설명한다.The external charging device 80 includes an external charging device main body 81, a power supply terminal 82 and the power supply terminal intermittent unit 100. The external charging device 80 may use a three-phase power source as shown in Figs. 1 and 2, or may use a commercial power source of 100 to 240V as shown in Figs. According to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable to use a commercial power source as shown in Figs. 3 and 4, and the external charging device 80 in this case will be described with reference to Figs.
도 5에 도시된 바와 같이, 외부충전장치 본체(81)는, 상용전원에 연결되는 전원코드(86)와, 충전전원장치(87)가 내부에 설치된 충전전원장치 케이스(87a)와, 충전전원장치(87)에서 발생되는 열을 방출하기 위한 방열수단(81a) 및 외부충전장치 케이스(81b)로 구비된다. 외부충전장치 케이스(81b)에는 전원단자(82)가 외부로 노출될 수 있도록 관통형성된 단자공(82')이 구비된다.As shown in FIG. 5, the external charging device main body 81 includes a power cord 86 connected to a commercial power source, a charging power supply device case 87a in which a charging power supply 87 is installed, and a charging power source. The heat dissipation means 81a and the external charging device case 81b for dissipating heat generated by the device 87 are provided. The external charging device case 81 b is provided with a terminal hole 82 ′ formed so that the power supply terminal 82 can be exposed to the outside.
전원단자(82)는 충전전원장치(87) 및 전원 케이블을 통해 전원코드(86)에 연결되어 있으며, 로봇청소기(10)의 충전단자(56)와 접속하여 충전배터리(50)에 전력을 공급한다. 이 전원단자(82)는 외부충전장치(80)가 사용하는 전원의 종류에 따라 형태가 결정되는데, 3상 유도전원을 사용할 경우에는 3개의 전원단자(82)가 도 2에 도시된 바와 같이 구비될 수 있으며, 가정에 주로 보급되는 상용전원에 의해 전원을 공급받을 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 전원단자(82)가 구비될 수 있다. 이 전원단자(82)에는 전원단속 유닛(100)이 연결되어 로봇청소기(10)의 충전단자(56)와 전원단자(82)가 접촉될 경우에만 전원이 공급된다.The power supply terminal 82 is connected to the power cord 86 through the charging power supply 87 and a power cable, and is connected to the charging terminal 56 of the robot cleaner 10 to supply power to the charging battery 50. do. The power terminal 82 is determined according to the type of power used by the external charging device 80, when using a three-phase induction power supply, three power terminals 82 are provided as shown in FIG. In the case where the power is supplied by commercial power that is mainly supplied to homes, two power terminals 82 may be provided as shown in FIG. 4. The power supply terminal 82 is connected to the power supply control unit 100 so that power is supplied only when the charging terminal 56 of the robot cleaner 10 and the power supply terminal 82 are in contact with each other.
전원단속 유닛(100)은, 전원단자 지지부재(110)와, 전원단자 지지부재(110)에 일단이 결합되고, 타단은 전원단자(82)에 결합되어, 이 전원단자(82)를 탄력적으로 지지하는 탄성부재(120); 및 전원단자(82)와 전원단자 지지부재(110) 사이에 개재되어 전원단자(82)의 위치변화에 따라 작동하는 마이크로 스위치(130);로 구비된다.The power interruption unit 100 has one end coupled to the power supply terminal support member 110 and the power supply terminal support member 110, and the other end is coupled to the power supply terminal 82 to flexibly connect the power supply terminal 82. Supporting elastic member 120; And a micro switch 130 interposed between the power supply terminal 82 and the power supply terminal support member 110 to operate according to the positional change of the power supply terminal 82.
전원단자 지지부재(110)는 전원단자(82)가 로봇청소기(10)의 충전단자(56)와 같은 높이를 유지하도록 지지하는 것으로, 전원단자(82)가 일정한 위치에 고정되어있도록 한다. 이 전원단자 지지부재(110)는 상기 외부 전원장치 본체(81)에 결합되는 지지 브라켓(83a); 및 상기 지지 브라켓(83a)의 하부면에 설치되고, 그 상부면에 마이크로 스위치(130)의 결합을 위해 돌출형성된 결합돌기(87b)를 포함하는 충전전원장치 케이스(87a);로 구비된다.The power terminal support member 110 supports the power terminal 82 to maintain the same height as the charging terminal 56 of the robot cleaner 10, so that the power terminal 82 is fixed at a predetermined position. The power terminal support member 110 includes a support bracket (83a) coupled to the external power supply body (81); And a charging power supply case 87a installed at a lower surface of the support bracket 83a and including a coupling protrusion 87b protruding to couple the micro switch 130 to the upper surface of the support bracket 83a.
탄성부재(120)는 코일스프링으로 마련되는 것이 바람직하다. 이 탄성부재(120)의 일단은 전원단자 지지부재(110)에 돌출형성된 제 1 지지돌기(111)에 일단이 결합되며, 타단은 전원단자(82) 내측에 돌출형성된 제 2 지지돌기(82a)에 결합되는 것이 좋다.The elastic member 120 is preferably provided with a coil spring. One end of the elastic member 120 is coupled to the first support protrusion 111 protruding from the power terminal support member 110, and the other end of the elastic member 120 protrudes into the power terminal 82. It is good to be coupled to.
마이크로 스위치(130)는 충전전원장치 케이스(87a)의 상부면에 돌출형성된 결합돌기(87b)에 안착되는데, 전원단자(82)의 일단과 접촉되는 부분에 온오프 전환이 가능한 스위치 부재(131)가 돌출되어 있다. 따라서, 전원단자(82)가 탄성부재(120)의 반발력을 이기고 마이크로 스위치(130)에 접촉하게 되면, 이 스위치 부재(131)는 온(on)되어 전원단자(82)에 전원을 공급한다.The micro switch 130 is seated on the coupling protrusion 87b protruding from the upper surface of the charging power supply device case 87a, and the switch member 131 which can be switched on and off in contact with one end of the power supply terminal 82. Is protruding. Therefore, when the power supply terminal 82 overcomes the repulsive force of the elastic member 120 and contacts the micro switch 130, the switch member 131 is turned on to supply power to the power supply terminal 82.
전원코드(86)는 상용교류전원에 연결되어 있으며, 내부 변압기는 생략될 수도 있다.Power cord 86 is connected to a commercial AC power supply, the internal transformer may be omitted.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 이러한 로봇청소기 시스템에서 로봇청소기(10)가 외부충전장치(80)를 검출하여 충전동작을 수행하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of performing the charging operation by detecting the external charging device 80 by the robot cleaner 10 in the robot cleaner system will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
외부충전장치(80)를 갖는 로봇청소기 시스템을 설치한 최초 상태에서 로봇청소기(10)는 충전단자(56)가 외부충전장치(80)의 전원단자(82)에 접속된 상태로 대기하고 있다. 이때, 외부충전장치(80)는 로봇청소기(10)의 상방 카메라(30)로 작업영역의 천정에 설치된 위치인식용 마크를 감지할 수 없는 장소에 설치되어 있다. 즉, 로봇청소기(10)의 작업영역은 상방 카메라(30)로 천정의 위치인식용 마크를 검출할 수 있는 카메라영역(A)과 상방 카메라(30)로 천정의 위치인식용 마크를 검출할 수 없는 비카메라영역(B)으로 나누어 지고, 외부충전장치(80)는 비카메라영역(B)에 설치되어 있다.In the initial state in which the robot cleaner system having the external charging device 80 is installed, the robot cleaner 10 waits while the charging terminal 56 is connected to the power supply terminal 82 of the external charging device 80. At this time, the external charging device 80 is installed in a place that can not detect the position recognition mark installed on the ceiling of the work area with the upper camera 30 of the robot cleaner 10. That is, the working area of the robot cleaner 10 can detect the position recognition mark of the ceiling by the camera area A and the upper camera 30 which can detect the position recognition mark of the ceiling by the upper camera 30. The non-camera area B is divided and the external charging device 80 is provided in the non-camera area B.
로봇청소기(10)의 제어부(40)는 충전명령신호가 수신되면, 상방 카메라(30)로 현재의 상방 이미지를 촬상하여 현재의 로봇청소기(10)의 위치를 산출한다. 그후 제어부(40)는 저장된 진입위치(P1)의 좌표정보를 로딩(loading)하여 현재의 위치에서 진입위치(P1)로 가는 최적의 경로를 산출한다. 다음에 제어부(40)는 구동부(20)를 제어하여 로봇청소기(10)가 그 경로를 따라 주행하도록 한다.When the charging command signal is received, the controller 40 of the robot cleaner 10 captures a current upper image with the upper camera 30 and calculates a position of the current robot cleaner 10. Thereafter, the controller 40 loads the coordinate information of the stored entry position P1 and calculates an optimal path from the current position to the entry position P1. Next, the controller 40 controls the driving unit 20 to cause the robot cleaner 10 to travel along the path.
여기서, 충전명령신호는 로봇청소기(10)가 지시된 작업을 완료하거나, 작업도중에 배터리 충전량 검출부(52)로부터 충전요청신호가 입력되는 경우에 생성된다. 또한, 로봇청소기(10)가 작업중에 사용자가 리모콘을 이용하여 강제로 충전명령신호를 생성시킬 수도 있다.Here, the charge command signal is generated when the robot cleaner 10 completes the operation indicated or when the charge request signal is input from the battery charge detector 52 during the operation. In addition, the robot cleaner 10 may forcibly generate a charging command signal by the user using the remote controller while the robot cleaner 10 is working.
이후, 제어부(40)는 범퍼(54)로부터 충돌신호를 수신하면, 이어서 충전단자(56)로부터 전원단자(82)와의 접촉신호가 수신되는가를 확인한다. 범퍼(54)의 충돌신호와 충전단자(56)의 접촉신호가 동시에 수신되면 제어부(40)는 충전단자(56)가 외부충전장치(80)의 전원단자(82)에 완전히 접속된 것으로 판단하고, 범퍼(54)가 어느 정도 눌릴 때까지 로봇청소기(10)를 전진시켜 접속을 완료한다.After that, when the controller 40 receives the collision signal from the bumper 54, the controller 40 checks whether the contact signal with the power terminal 82 is received from the charging terminal 56. When the collision signal of the bumper 54 and the contact signal of the charging terminal 56 are received at the same time, the controller 40 determines that the charging terminal 56 is completely connected to the power terminal 82 of the external charging device 80. The robot cleaner 10 is advanced until the bumper 54 is pressed to some extent to complete the connection.
접속이 완료되면, 충전단자(56)는 전원단자(82)를 가압하게 된다. 이 전원단자(82)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성부재(120)에 의해 탄력적으로 지지되어 있기 때문에 충전단자(56)의 가압에 의해 후방으로 위치변화 할 수 있다. 이 전원단자(82)는 마이크로 스위치(130)에 접촉할 때 까지 위치가 변화되는데, 전원단자(82)와 마이크로 스위치(130)가 접촉하면, 마이크로 스위치(130)가 온(ON)되어 충전전원장치(87)에서 전원단자(82)로 전원이 공급되기 시작된다.When the connection is complete, the charging terminal 56 pressurizes the power supply terminal 82. As shown in FIG. 5, since the power supply terminal 82 is elastically supported by the elastic member 120, the power supply terminal 82 can be rearranged by the pressurization of the charging terminal 56. The position of the power supply terminal 82 changes until it contacts the micro switch 130. When the power terminal 82 and the micro switch 130 come into contact with each other, the micro switch 130 is turned on to be charged. Power is supplied from device 87 to power terminal 82.
로봇청소기(10)의 충전이 완료되면, 제어부(40)는 프로그램된 청소동작을 다시 시작 할 수도 있으며, 외부충전장치(80)에 도킹된 상태로 대기할 수도 있다. 로봇청소기(10)와 외부충전장치(80)의 도킹이 해제되면, 전원단자(82)는 탄성부재(120)의 복원력에 의해 최초 위치로 복귀하게 된다. 전원단자(82)가 복귀하면, 마이크로 스위치(130)가 오프(OFF)되어 충전전원장치(87)에서 전원단자(82)로 공급되는 전원이 차단된다.When the charging of the robot cleaner 10 is completed, the controller 40 may restart the programmed cleaning operation or wait in a docked state in the external charging device 80. When the docking of the robot cleaner 10 and the external charging device 80 is released, the power supply terminal 82 is returned to the initial position by the restoring force of the elastic member 120. When the power supply terminal 82 returns, the micro switch 130 is turned off and the power supplied from the charging power supply device 87 to the power supply terminal 82 is cut off.
이상과 같은 본 발명에 의한 외부충전장치를 가지는 로봇청소기 시스템에 의하면, 사용자의 부주의로 발생할 수 있는 감전사고를 예방할 수 있으며, 방전에 의해 발생되는 전력손실을 감소시킬 수 있다.According to the robot cleaner system having an external charging device according to the present invention as described above, it is possible to prevent an electric shock accident that may occur inadvertently of the user, it is possible to reduce the power loss caused by the discharge.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하다는 것을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While the invention has been shown and described in connection with preferred embodiments for illustrating the principles of the invention, the invention is not limited to the construction and operation as shown and described. That is, those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that many changes and modifications can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.
Claims (3)
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