KR20070103248A - 청소기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공청소기의 본체를 로봇청소기가 도킹되는 도킹 스테이션의 일부로 겸용하여 사용할 수 있으며, 로봇청소기와 도킹 스테이션의 체결력을 증가시킬 수 있는 청소기 시스템을 개시한다.

본 발명에 따른 청소기 시스템은 먼지를 흡입하는 흡입체와, 상기 흡입체에 흡입력을 발생시키는 흡입유닛이 설치된 본체와, 상기 본체에 착탈가능하게 결합되며 상기 흡입체와 본체를 연결하는 흡입관을 구비하는 진공청소기와, 바닥면의 먼지를 자동으로 청소하는 로봇청소기와, 상기 본체를 상기 로봇청소기의 도킹 스테이션으로 사용할 수 있도록 상기 본체에 착탈가능하게 결합되고, 상기 로봇청소기가 상기 본체에 도킹되었을 때 상기 로봇청소기에서 상기 본체로 먼지가 배출되는 배출통로를 형성하는 연결장치와 상기 흡입유닛을 작동시키는 제어부를 구비하는 인터페이스를 포함한다.

Description

청소기 시스템{CLEANER SYSTEM}

도 1은 청소기 시스템이 진공청소기로 사용된 경우를 도시한 도면.

도 2는 청소기 시스템이 로봇청소기 시스템으로 사용된 경우의 로봇청소기를 도시한 도면.

도 3은 청소기 시스템이 로봇청소기 시스템으로 사용된 경우의 도킹 스테이션을 도시한 도면.

도 4는 청소기 시스템이 로봇청소기 시스템으로 사용된 경우 로봇청소기가 도킹 스테이션에 도킹된 모습을 도시한 도면.

**도면의 주요부분에 대한 부호 설명**

30 본체 40: 제1흡입유닛

50: 제1집진유닛 100: 로봇청소기

115: 배출구 140: 개폐장치

145: 제한장치 200: 도킹 스테이션

300: 인터페이스 310: 연결장치

312: 연장관 320: 결합관

322: 돌출부 330: 승강장치

340: 배출통로

본 발명은 청소기 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공청소기의 본체를 로봇청소기가 도킹되는 도킹 스테이션으로 사용할 수 있도록 하는 인터페이스를 포함하는 로봇청소기 시스템에 관한 것이다.

청소기는 실내의 먼지 등을 제거하여 청결하게 하는 기구로서, 흡입유닛의 흡입력을 이용하여 먼지 등을 제거하는 진공청소기가 일반적으로 사용되며, 근래에는 자동 주행 기능을 가져 사용자가 조작할 필요없이 스스로 이동하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 제거하는 로봇청소기가 개발되고 있다.

이와 같은 로봇청소기는 실내의 특정 장소에 위치되어 로봇청소기의 충전이나 로봇청소기 내에 저장된 먼지를 비우는 기능을 담당하는 스테이션(이하 '도킹 스테이션'이라 한다)과 함께 로봇청소기 시스템을 이룬다.

이러한 로봇청소기 시스템의 한 예가 미국 공개특허 제2005/0150519호에 개시되어 있다. 개시된 로봇청소기 시스템은 로봇청소기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입유닛을 가지는 도킹 스테이션을 구비한다.

로봇청소기의 하부면에는 먼지를 흡입하기 위한 흡입구가 형성되어 있고, 로봇청소기의 측면에는 충전배터리를 충전하기 위해 도킹 스테이션과 접속하는 접속단자가 마련되어 있다. 도킹 스테이션의 하부에는 로봇청소기가 올라갈 수 있도록 경사면이 형성되어 있고, 그 경사면의 상부에는 로봇청소기로부터 먼지를 흡입하기 위한 흡입구가 형성되어 있다. 또한, 도킹 스테이션의 측면에는 로봇청소기의 접속단자와 접속하는 접속단자가 형성되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 로봇청소기 시스템은 다음과 같은 문제점을 가진다.

상기 로봇청소기는 실내의 구석진 곳은 청소를 할 수 없었다. 따라서, 실내의 구석진 곳을 청소하기 위해 사용자는 로봇청소기 시스템 외에 별도의 진공청소기를 구입하여야 했으므로 많은 비용이 소모되었다.

또한, 도킹 스테이션의 경사면에 흡입구가 형성되어 있으므로 로봇청소기는 도킹 스테이션의 경사면을 따라 올라온 상태에서 흡입구를 통해 먼지를 배출하게 되는데, 경사면에 위치한 로봇청소기는 경사면의 하측 방향으로 계속해서 힘을 받게 된다.

상기와 같이 로봇청소기가 경사면의 하측 방향으로 계속해서 힘을 받는데 반해, 로봇청소기와 도킹 스테이션의 도킹상태를 확실하게 유지시켜 주는 장치가 마련되어 있지 않았다. 따라서, 도킹 스테이션의 경사면에 형성된 흡입구와 로봇청소기의 흡입구의 위치가 정확하게 맞지 않은 상태에서 로봇청소기로부터 먼지가 배출되어 로봇청소기로부터 배출되는 먼지는 도킹 스테이션으로 흡입되기 보다는 오히려 실내공간으로 유출되어 실내를 더럽히게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 사용자가 직접 조작하여 청소하는 진공청소기와 사용자의 조작없이 자동으로 청소 하는 로봇청소기가 도킹되는 도킹 스테이션의 일부분을 겸용으로 사용할 수 있도록 한 청소기 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 로봇청소기와 도킹 스테이션의 체결력을 증가시킴으로써, 로봇청소기에서 도킹 스테이션으로 먼지를 배출할 때 실내공간으로 먼지가 유출될 염려가 없는 청소기 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 청소기 시스템은 먼지를 흡입하는 흡입체와, 상기 흡입체에 흡입력을 발생시키는 흡입유닛이 설치된 본체와, 상기 본체에 착탈가능하게 결합되며 상기 흡입체와 본체를 연결하는 연결관을 구비하는 진공청소기와, 바닥면의 먼지를 자동으로 청소하는 로봇청소기와, 상기 본체를 상기 로봇청소기의 도킹 스테이션으로 사용할 수 있도록 상기 본체에 착탈가능하게 결합되고, 상기 로봇청소기가 상기 본체에 도킹되었을 때 상기 로봇청소기에서 상기 본체로 먼지가 배출되는 배출통로를 형성하는 연결장치와 상기 흡입유닛을 작동시키는 제어부를 구비하는 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결장치는 상기 본체에 결합되어 연장되는 연장관와 상기 연장관 내에서 승강하며 상기 로봇청소기가 상기 본체에 도킹되었을 때 상기 로봇청소기의 배출구와 결합되는 결합관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합관에는 상기 결합관의 외주면으로부터 반경방향으로 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 로봇청소기의 배출구에는 상기 결합관이 상기 로봇청소기의 배출구에 결합되었을 때 상기 돌출부의 움직임을 제한하는 제한부가 마련된 것 을 특징으로 한다.

또한, 상기 제한부는 상기 로봇청소기의 배출구의 반경방향으로 형성된 홈과 상기 홈에 삽입되는 탄성부재와 상기 탄성부재의 일단에 결합되어 탄성지지되는 볼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합관은 상기 로봇청소기가 상기 본체에 도킹되었을 때 상기 제어부의 신호를 받아 동작하는 승강장치에 의해 승강되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 승강장치는 상기 결합관에 형성된 랙과 상기 제어부의 신호에 따라 동작하는 구동장치와 상기 랙과 결합하고 상기 구동장치에 의해 구동되는 피니언을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 청소기 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 청소기 시스템이 사용자가 조작하여 청소하는 진공청소기로 사용되는 경우를 나타낸 것이다.

진공청소기는 바닥의 먼지나 이물질을 흡입하기 위한 흡입체(10)와 내부에 상기 흡입체(10)에 흡입력을 발생시키는 제1흡입유닛(40) 및 흡입체(10)로 흡입된 먼지가 집진되는 제1집진유닛(50)을 갖는 본체(30)와 제1흡입유닛(40)에서 발생시킨 흡입력이 흡입체(10)로 전달될 수 있도록 흡입체(10)와 본체(30)를 연결하는 흡입관(20)을 구비한다.

흡입관(20)은 제1흡입관(20a)과 제2흡입관(20b)으로 구성되며, 제1흡입관(20a)과 제2흡입관(20b) 사이에는 사용자가 수동으로 제1흡입유닛(40)의 흡입력 을 조작할 수 있도록 조작스위치(22)가 마련된 손잡이(21)가 설치된다. 제1흡입관(20a)은 신축성이 있는 주름관으로 형성되어 그 일단이 본체(30)에 연결되고 타단은 손잡이(21)에 연결된다. 제2흡입관(20b)은 그 일단이 흡입체(10)에 연결되고 타단은 손잡이(21)에 연결되어 사용자가 서 있는 상태에서 자유롭게 청소할 수 있도록 되어있다.

본체(30)에는 제1흡입관(20a)이 삽입될 수 있도록 삽입구(31)가 형성되고 삽입구(31)에는 단자(32)가 마련된다. 삽입구(31)에 마련된 단자(32)는 제1흡입관(20a)에 마련되며 조작스위치(22)와 회로적으로 연결된 단자(23)와 접속된다.

따라서, 사용자가 조작스위치(22)를 조작하면 본체(30)에 마련된 마이컴(미도시)이 조작스위치(22)로부터 신호를 받아 제1흡입유닛(40)을 동작시키게 된다.

도 2 및 도 3은 청소기 시스템이 사용자의 조작이 필요없는 로봇청소기 시스템으로 사용되는 경우를 나타낸 것이다.

로봇청소기 시스템은 자동 주행 기능을 가져 사용자가 일일이 조작하지 않아도 스스로 이동하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 제거하는 로봇청소기(100)와 로봇청소기(100) 내부에 일정 양의 먼지가 쌓이거나 충전배터리(150)를 충전해야 할 경우 복귀하는 도킹 스테이션(200)을 포함한다.

로봇청소기 시스템에서는 상기 도 1에서 설명한 진공청소기 본체(30)가 도킹 스테이션(200)의 일부를 형성하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이 로봇청소기(100)는 먼지를 흡입하기 위한 흡입구(111)가 형성된 로봇본체(110)와 흡입된 먼지를 저장하기 위해 로봇본체(110)의 내부에 설치되는 제2집진유닛(120)과 제2집진유닛(120)에 연통되어 먼지를 흡입하기 위한 흡입력을 발생시키는 제2흡입유닛(130)을 구비한다.

제2집진유닛(120)과 제2흡입유닛(130) 사이에는 제2흡입유닛(130)으로 먼지가 유입되는 것을 방지하기 위한 필터(131)가 설치된다. 도면에는 도시되지 않았지만 제2흡입유닛(130)은 동력을 발생시키는 모터와 모터의 동력을 받아 송풍력을 발생시키는 송풍팬으로 이루어지며, 로봇본체(110) 내부에는 제2집진유닛(120) 내에 쌓인 먼지의 양을 감지할 수 있도록 먼지량 감지센서가 설치된다.

로봇본체(110)의 하부에는 로봇청소기(100)가 이동하도록 한쌍의 전동바퀴(112)가 설치되는데, 한 쌍의 전동바퀴(112)는 각각을 회전시키는 구동모터(미도시)에 의해 선택적으로 구동되어 로봇청소기(100)가 직선운동 및 회전운동을 할 수 있도록 되어있다. 로봇본체(110)의 외측에는 적외선 센서나 초음파 센서 등과 같은 장애물 감지센서(113)가 설치되어 장애물을 패해 갈 수 있도록 되어 있다.

로봇청소기(100)는 청소 구역의 바닥면으로부터 먼지를 흡입하기 위해 로봇본체(110) 하부에 형성되는 흡입구(111)와 제2흡입유닛(130)에 의해 흡입된 공기를 로봇본체(110)의 외부로 토출시키기 위한 토출구(미도시)와 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200)에 도킹되었을 때 도킹 스테이션(200)으로 먼지를 배출하기 위한 배출구(115)를 가진다.

배출구(115)는 제2집진유닛(120)으로부터 연통되도록 형성되며, 이러한 배출구(115)에는 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200)에 도킹된 상태에서만 배출구(115)를 개폐하는 개폐장치(140)가 마련된다. 이와 같은 개폐장치(140)는 로봇청 소기(100)가 자동으로 청소를 할 때에는 배출구(115)를 폐쇄하여 제2흡입유닛(120)의 흡입력이 배출구(115)로 누설되는 것을 방지하고 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200)에 도킹되어 제2집진유닛(120) 내의 먼지가 제거될 때에는 개방되어 제2집진유닛(120) 내부의 먼지가 도킹 스테이션(200)으로 이동할 수 있도록 한다.

또한, 로봇청소기(100)는 그 작동에 필요한 전원을 공급하는 충전배터리(150)를 가진다. 충전배터리(150)는 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200)에 도킹되었을 때 충전될 수 있도록 로봇본체(100)의 외측으로 돌출된 접속단자(151)에 연결된다.

한편, 로봇청소기(100)가 청소하고자 하는 구역을 자율적으로 이동하며 자동 청소를 하다가 제2집진유닛(120) 내부에 일정 양의 먼지가 쌓이거나 충전배터리(150)를 충전해야 할 경우 복귀하여 도킹되는 도킹 스테이션(200)을 구비한다.

도 3에 도시된 바와 같이 도킹 스테이션(200)은 본체(30)와 본체(30)에 착탈 가능하게 결합되어 로봇청소기(100)와 본체(30)를 연계시켜주는 인터페이스(300)를 구비한다.

본체(30)는 상기에서 설명한 진공청소기의 본체를 그대로 사용한 것으로, 본체(30) 내부에 설치되어 제2집진유닛(120)의 먼지를 흡입 시에 흡입력을 발생시키는 제1흡입유닛(40)과 제2집진유닛(120)으로부터 흡입된 먼지를 집진하기 위한 제1집진유닛(50)을 가진다. 또한, 본체(30) 내부에는 로봇청소기(100)의 충전배터리(150)를 충전시키기 위한 충전장치(35)가 구비된다. 충전장치(35)의 일측에는 로봇청소기(100)가 도킹 시 로봇청소기(100)의 접속단자(151)와 접속하는 접속단 자(36)가 마련되며, 충전장치(35)의 타측에는 충전배터리(150)의 접속단자(151)와 충전장치(35)의 접속단자(36)가 접속되었음을 감지하는 접속감지장치(37)가 설치된다.

인터페이스(300)는 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200)에 도킹되었을 때 도킹된 상태를 유지시켜주는 동시에 로봇청소기(100)로부터 도킹 스테이션(200)으로 먼지가 배출되는 배출통로(340)를 형성하는 연결장치(310)와 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200)에 도킹되었을 때 제1흡입유닛(40)을 작동시키고, 후술할 결합관(320)이 승강하도록 작동시키는 제어부(350)를 구비한다.

연결장치(310)는 본체(30)의 삽입구(31)에 삽입 결합되는 결합부(311)와 로봇청소기(100)에 집진된 먼지를 흡입할 수 있도록 연장된 연장관(312)로 구성된다.

결합부(311)에는 본체(30)의 삽입구(31)에 마련된 단자(32)와 접속하며, 제어부(350)와 회로적으로 연결되는 단자(311a)가 마련되어 있다.

연장관(312)는 다시 수평으로 연장된 수평연장관(312a)와 하측으로 연장된 수직연장관(312b)로 구성된다. 수직연장관(312b)의 내부에는 상하방향으로 승강하는 결합관(320)이 설치되며, 결합관(320)의 단부에는 로봇청소기(100)의 배출구(115)에 삽입되어 연결되는 연결구(320a)가 마련되어 있다. 또한, 수직연장관(312b)의 내부에는 결합관(320)을 상하로 승강시키는 승강장치(330)가 설치되어 있다. 본 실시예에서는 승강장치(330)로 결합관(320)에 형성된 랙(331)과 제어부(350)의 신호에 따라 동작하는 구동장치(미도시)와 랙(331)과 결합하고 구동장치에 의해 구동되는 피니언(332)으로 구성하였으나 반드시 이에 한정되지 않으며 결 합관(320)을 상하로 승강시키는 구조이면 어떤 것이나 가능하다.

한편, 로봇청소기(100)가 도킹 스테이션(200)에 도킹되었을 때, 결합관(320)이 하강하여 로봇청소기(100)의 배출구(115)에 결합되었을 때 로봇청소기(100)와 도킹 스테이션(200)의 결합력을 증가시키기 위하여 결합관(320)에는 외주면으로부터 반경방향으로 돌출한 돌출부(322)가 형성되며, 로봇청소기(100)의 배출구(115)에는 상기 돌출부(322)의 움직임을 제한하는 제한부(145)가 형성된다.

제한부(145)는 배출구(140)의 반경방향으로 형성된 홈(146)과 홈(146)에 삽입되는 탄성부재(147)와 탄성부재(147)의 일단에 결합되어 탄성지지되는 볼(148)을 구비한다.

이하에서는 도 4를 참조하여 로봇청소기 시스템의 동작에 대해 설명한다.

청소가 시작되면 로봇청소기(100)는 자율적으로 이동하면서 청소하고자 하는 영역의 이물질을 제거한다. 이때, 로봇청소기(100)의 개폐장치(140)는 배출구(115)를 폐쇄하여 제2흡입유닛(130)에 의한 흡입력이 배출구(115)로 누설되는 것을 방지한다. 일정 시간이 지난 뒤, 제1집진장치(120)에 일정 이상의 먼지가 쌓이게 되면 로봇청소기(100)는 청소를 중단하고 먼지를 제거하기 위해 도킹 스테이션(200)으로 복귀한다. 로봇청소기(100)가 정해진 위치로 복귀하여 로봇청소기(100)의 접속단자(151)와 도킹 스테이션(200)의 접속단자(251)가 서로 접속하였다는 것을 접속감지장치(260)가 감지하면, 로봇청소기(100)의 개폐장치(140)는 개방된다.

한편, 인터페이스(300)의 제어부(350)는 구동장치(미도시)를 작동시켜 결합관(320)을 하측으로 하강시킨다.

개폐장치(140)가 개방된 상태에서 결합관(320)이 하측으로 이동하면 결합관(320)의 돌출부(322)는 볼(148)을 홈(146)으로 삽입되는 방향으로 밀게 된다.

볼(148)이 홈(146)으로 삽입되는 방향으로 밀리면 탄성부재(147)는 탄성을 받으며 압축되고, 결합관(320)이 계속해서 하측으로 이동하여 돌출부(322)가 볼(148)의 하부에 위치하게 되면 볼(148)은 탄성부재(147)의 탄성복원력을 받아 원래 상태로 복귀하게 된다. 이와 같이 결합관(320)이 로봇청소기(100)의 배출구(115)에 삽입되어 결합되면 돌출부(322)가 볼(148)에 걸리기 때문에 결합관(320)이 배출구(115)에서 잘 빠지지 않게 되어 로봇청소기(100)와 도킹 스테이션(200) 간의 체결력은 증가된다.

또한, 결합관(320)이 배출구(115)에 삽입되면 로봇청소기(100)의 배출구(115)와 본체(30)의 삽입구(31)는 연결장치(310)에 의해 연결되어, 로봇청소기(100) 내부의 먼지가 배출되는 배출통로(340)가 형성된다. 이와 같이 배출통로(340)가 형성된 상태에서 제어부(350)는 제1흡입유닛(40)을 동작시키고, 제1흡입유닛(40)이 동작하게 되면 제2집진유닛(120) 내부의 먼지는 배출통로(340)을 통해 제1집진유닛(40) 내부로 흡입되어 제2집진유닛(120) 내부는 깔끔하게 비워지게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 사용자는 흡입관(20)을 본체(30)에 결합함으로써 사용자가 직접 조작하여 청소하는 진공청소기로 사용할 수 있으며, 인터페이스(300)를 본체(30)에 결합함으로써 로봇청소기(100)가 도킹되는 도킹 스테이션(200)으로 사용할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 청소기 시스템의 의하면 사용자가 직접 조작하는 진공청소기의 본체가 자동으로 청소하는 로봇청소기의 도킹 스테이션의 일부를 구성하도록 사용할 수 있으므로, 로봇청소기 시스템과 진공청소기를 별도로 마련해야 할 때 드는 비용을 줄일 수 있다.

또한, 로봇청소기와 도킹 스테이션 사이의 체결력을 증가시킬 수 있으므로, 로봇청소기로부터 도킹 스테이션으로 먼지가 흡입될 때 먼지가 실내공간으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (6)

1. 먼지를 흡입하는 흡입체와, 상기 흡입체에 흡입력을 발생시키는 흡입유닛이 설치된 본체와, 상기 본체에 착탈가능하게 결합되며 상기 흡입체와 본체를 연결하는 흡입관을 구비하는 진공청소기와,

   바닥면의 먼지를 자동으로 청소하는 로봇청소기와,

   상기 본체를 상기 로봇청소기의 도킹 스테이션으로 사용할 수 있도록 상기 본체에 착탈가능하게 결합되고, 상기 로봇청소기가 상기 본체에 도킹되었을 때 상기 로봇청소기에서 상기 본체로 먼지가 배출되는 배출통로를 형성하는 연결장치와 상기 흡입유닛을 작동시키는 제어부를 구비하는 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 연결장치는 상기 본체에 결합되어 연장되는 연장관와 상기 연장관 내에서 승강하며 상기 로봇청소기가 상기 본체에 도킹되었을 때 상기 로봇청소기의 배출구와 결합되는 결합관을 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기 시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 결합관에는 상기 결합관의 외주면으로부터 반경방향으로 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 로봇청소기의 배출구에는 상기 결합관이 상기 로봇청소기의 배 출구에 결합되었을 때 상기 돌출부의 움직임을 제한하는 제한부가 마련된 것을 특징으로 하는 청소기 시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제한부는 상기 로봇청소기의 배출구의 반경방향으로 형성된 홈과 상기 홈에 삽입되는 탄성부재와 상기 탄성부재의 일단에 결합되어 탄성지지되는 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기 시스템.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 결합관은 상기 로봇청소기가 상기 본체에 도킹되었을 때 상기 제어부의 신호를 받아 동작하는 승강장치에 의해 승강되는 것을 특징으로 하는 청소기 시스템.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 승강장치는 상기 결합관에 형성된 랙과 상기 제어부의 신호에 따라 동작하는 구동장치와 상기 랙과 결합하고 상기 구동장치에 의해 구동되는 피니언을 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기 시스템.

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