KR20090034493A - 로봇청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 종류의 먼지 등의 포집능력을 향상시킬 수 있는 구조를 구비한 로봇청소기에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 먼지를 흡입하기 위한 흡입구와, 상기 흡입구로 흡입된 먼지를 수용하기 위한 집진장치와, 상기 집진장치측으로 흡입력을 발생시키는 송풍장치와, 상기 흡입구측에 마련되어 먼지 등을 쓸거나 비산시키기 위한 회전브러쉬를 구비하고, 상기 집진장치는 먼지 등을 수용하는 복수의 포집부로 구획되고, 상기 복수의 포집부 중 어느 일부는 상기 송풍장치와 연통하지 아니하도록 한다.

Description

로봇청소기{ROBOT CLEANER}

도 1은 본 발명에 따른 로봇청소기의 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 로봇청소기의 전체적인 구성을 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇청소기에 포함되는 집진장치를 나타내는 사시도이다.

도 4는 도 3의 A-A방향의 단면도이다.

도 5는 도 3의 B-B방향의 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 본체 11 : 흡입구

11a : 가이드부 14 : 회전브러쉬

20 : 집진장치 21a,21b : 제1,2흡입부

22: 수직구획판 30 : 송풍장치

40 : 제1포집부 41 : 흡입유로

42 : 분리부재 43 : 하부포집부

43a : 제1단턱부 44 : 상부포집부

45 : 연통공 50 : 제2포집부

51 : 제2단턱부

본 발명은 로봇청소기에 관한 것으로, 특히 청소성능을 향상시킬 수 있는 구조의 로봇청소기에 관한 것이다.

청소기는 이물질을 제거하여 실내를 청결하게 하는 기구로서, 저압부의 흡입력을 이용하여 이물질을 빨아들이는 진공청소기가 일반적으로 사용된다.

근래에는 사용자의 노동력 없이 자동 주행 기능을 통해 스스로 이동하면서 실내 바닥으로부터 이물질을 제거하는 로봇청소기가 개발되고 있다.

이와 같은 로봇청소기의 일예가 대한민국공개특허공보(공개번호10-2006-27701호)에 개시되어 있다.

상기 공보에 개시된 로봇청소기는 먼지나 오물을 흡입하는 흡입구와 공기를 배출하는 배기구가 형성되어 있는 본체 케이스와, 그 본체케이스의 내측에 설치되어 흡입력을 발생시키기 위한 팬모터와, 팬모터의 전방에 설치되어 팬모터에 의해 흡입되는 먼지나 오물을 포집하기 위한 필터를 구비하는 필터 컨테이너와, 본체 케이스의 하측에 구비되어 필터 컨테이너와 연결통로로 연결되고 바닥의 먼지나 이물질을 흡입하기 위한 흡입헤드와, 그 흡입헤드의 내부에 회전 가능하게 배치되어 바닥에 부착되어있는 먼지나 이물질을 쓸어내기 위한 브러쉬와, 본체 케이스의 내부에 설치되어 배기구로 배출되는 공기 중에 포함되어 있는 오염된 공기를 정화하기 위한 공기정화필터를 포함하여 이루어진다.

이러한 로봇청소기의 청소성능에 영향을 미치는 주요인자 중 가장 큰 인자는 팬모터의 흡입력과 흡입구측에 장착된 브러쉬이다. 즉, 팬모터의 흡입력이 클수록 청소성능이 향상되며, 브러쉬를 장착하여 먼지를 비산시킨 후 흡입하는 경우 청소성능이 향상되게 된다.

그러나 로봇청소기의 경우 소파의 밑부분을 청소하기 위해 작고 낮게 구성되어야 하고 배터리 용량이 제한되어 고흡입력을 제공하는 대형의 팬모터를 장착할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 로봇청소기는 일반적인 진공청소기의 출력(대략 600W 내외)에 비해 현저히 낮은 출력(대략 100W 내외)의 팬모터를 구비하게 되고, 이를 이용함으로써 무거운 먼지를 필터측으로 포집하는데 한계가 있다.

낮은 출력의 팬모터를 구비하는 로봇청소기에 있어서 흡입력을 강화하기 위해서는 흡입구의 단면적을 작게 하여야 하는데, 이러한 경우 부피가 크거나 다양한 형상의 먼지 포집 능력이 저하되는 문제점이 있으며, 브러쉬를 이용하여 쓸어 담기에 의한 청소성능을 향상하기 위하여 흡입구의 단면적을 크게 하면 팬모터에 의한 흡입력이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 종류의 먼지 등의 포집능력을 향상시킬 수 있는 구조를 구비한 로봇청소기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 먼지를 흡입하기 위한 흡입구와, 상기 흡입구로 흡입된 먼지를 수용하기 위한 집진장치와, 상기 집진장치측으로 흡입력을 발생시키는 송풍장치와, 상기 흡입구측에 마련되어 먼지 등을 쓸거나 비산시키기 위한 회전브러쉬를 구비하고, 상기 집진장치는 먼지 등을 수용하는 복수의 포집부로 구획되고, 상기 복수의 포집부 중 어느 일부는 상기 송풍장치와 연통하지 아니하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 포집부는 상기 송풍장치와 연통하는 제1포집부와, 상기 송풍장치와 연통하지 아니하는 제2포집부를 포함한다.

또한, 상기 제1포집부는 흡입유로를 형성하며 먼지의 무게에 따라 포집 공간을 달리하도록 상기 제1포집부를 상하로 구획하는 분리부재를 포함한다.

또한, 상기 제1,2포집부는 집진된 먼지 등이 상기 흡입구로 역류하는 것을 방지하기 위한 단턱부를 포함한다.

또한, 상기 흡입구에는 상기 회전브러쉬에 의해 쓸려지는 먼지 등을 상기 복수의 포집부로 안내하기 위한 가이드부가 마련된다.

다른 측면에서 바라본 본 발명의 로봇청소기는 본체와, 상기 본체에 마련되어 먼지 등을 흡입하는 흡입부가 형성된 집진장치와, 상기 흡입부측에 마련되어 먼지 등을 쓸거나 비산시키기 위한 회전브러쉬와, 상기 본체내에 마련되어 흡입력을 발생시키는 송풍장치를 포함하고, 상기 흡입부는 복수로 구획되며, 상기 복수의 흡입부 중 어느 일부는 상기 송풍장치의 흡입력이 미치지 아니한다.

또한, 상기 복수의 흡입부는 상기 회전브러쉬와 상기 송풍장치에 의해 먼지 등을 흡입하는 제1흡입부와, 상기 회전브러쉬만에 의해 먼지 등을 흡입하는 제2흡입부를 포함한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 로봇청소기의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 로봇청소기의 전체적인 구성을 나타내는 단면도이다.

본 발명에 따른 로봇청소기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 외관을 형성하는 본체(10)와, 본체(10)내부에 설치되어 먼지 등이 집진되는 집진장치(20)와, 집진장치(20)와 연통하여 먼지 등을 흡입하기 위한 흡입력을 발생시키는 송풍장치(30)를 포함하여 이루어진다.

외관을 형성하는 본체(10)의 하부에는 바닥으로부터 먼지 등을 흡입하는 흡입구(11)가 형성되며, 본체(10)의 상부에는 송풍장치(30)에 의해 흡입된 공기를 본체(10) 외부로 토출시키기 위한 토출구(12)와 로봇청소기가 도킹스테이션(미도시)에 도킹되었을 때 집진장치(20)에 집진된 먼지를 도킹스테이션으로 배출하기 위한 배출구(13)가 형성된다.

본체(10)의 하부에는 먼지 등의 흡입효율을 높이기 위해 바닥의 먼지나 오물 등을 쓸거나 비산시키는 회전브러쉬(14)가 마련된다.

회전브러쉬(14)는 흡입구(11)의 길이에 대응하는 길이로 형성되며 본체(10)의 하부면으로부터 일부가 노출되어 회전 가능하게 장착된다. 이를 위해 본체(10)에는 소정깊이 함몰된 호형의 안착부(15)가 형성된다.

또한, 흡입구(11)는 안착부(15)의 일측 단부와 본체(10)의 하면사이에 대략 회전브러쉬(14)의 길이정도의 소정폭으로 형성되어 회전브러쉬(14)의 동작에 의해 쓸려지거나 부유된 먼지가 흡입구(11)를 통해 집진장치(20)로 흡입되도록 한다.

또한 흡입구(11)에는 회전브러쉬(14)에 의해 쓸려지는 먼지 등을 집진장치(20)로 안내하기 위해 바닥과 인접하도록 하향으로 경사지게 형성된 가이드부(11a)를 마련한다.

가이드부(11a)는 송풍장치(30)의 흡입력만으로 집진장치(20)내로 흡입되기 어려운 비교적 무거운 먼지, 오물 등이 회전브러쉬(14)의 회전에 의해 쓸려져 직접 제1,2포집부(40,50)로 유입될 수 있도록 안내함으로써 로봇청소기의 청소효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본체(10)의 하부에는 로봇청소기가 이동하도록 한 쌍의 전동바퀴(16)가 설치되는데, 한 쌍의 전동바퀴(16)는 각각을 회전시키는 구동모터(미도시)에 의해 선택적으로 구동되어 본체(10)가 직선운동 및 회전운동을 가능하게 하여 로봇청소기가 필요한 방향으로 이동할 수 있도록 한다.

또한, 본체(10)의 내부에는 로봇청소기의 동작을 제어하기 위한 제어부(19)와, 로봇청소기의 작동에 필요한 전원을 공급하는 충전배터리(17)를 구비하고, 본체(10)의 측면에는 장애물을 피해 갈 수 있도록 적외선 센서나 초음파 센서 등과 같은 장애물 감지센서(18)가 설치된다.

이와 같은 장애물 감지센서(18)는 로봇청소기 주위에 위치하는 벽면이나 가구 등과의 거리를 측정해 이에 관한 정보를 제어부(19)에 전달하고, 제어부(19)는 전달받은 정보를 기초로 한쌍의 전동바퀴(16)의 구동을 제어하게 된다.

집진장치(20)에 흡입력을 발생시키는 송풍장치(30)는 모터(31)가 설치되는 모터부(30a)와 송풍팬(32)이 설치되는 송풍팬부(30b)를 구비하며, 동력을 발생시키는 모터(31)와 모터(31)의 동력을 받아 송풍력을 발생시키는 송풍팬(32)은 하나의 케이스(33)에 의해 둘러싸여 있다.

본 발명에 적용되는 송풍장치(30)의 송풍팬(32)은 축방향으로 공기를 흡입하여 반경방향으로 토출하는 원심팬으로 이루어져 있으며, 송풍팬(32)으로부터 토출된 공기는 모터(31)를 냉각시킨 후 모터부(30a)에 마련된 다수개의 통공(34)을 통해 반경방향으로 토출되고 최종적으로 본체(10)의 상부에 형성된 토출구(12)를 통해 본체(10) 외부로 배출된다.

본체(10)내의 송풍장치(30)의 측면에는 흡입구(11)로 흡입된 먼지를 수용하기 위한 집진장치(20)가 마련된다.

집진장치(20)는 대략 사각의 박스형상으로 형성되어 하부는 흡입구(11)와 대응하는 크기의 흡입부(21:21a,21b)가 형성되며, 상부는 송풍장치(30)와 연통되게 마련된다.

따라서 송풍장치(30) 및 회전브러쉬(14)를 구동함으로써 바닥의 먼지, 오물 등을 집진장치(20)내로 수용할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇청소기에 포함되는 집진장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A방향의 단면도이고, 도 5는 도 3의 B-B방향의 단면도이다.

집진장치(20)의 내부는 도 2,3에 도시된 바와 같이 복수의 포집부(40,50)로 구획되는데, 복수의 수직구획판(22)에 의해 송풍장치(30)와 연통되어 송풍장치(30)의 흡입력 및 회전브러쉬(14)의 회전력으로 바닥의 먼지 등을 포집하는 제1포집부(40)와, 제1포집부(40)의 양 측면에 형성되어 회전브러쉬(14)의 회전력에 의해 쓸려지는 먼지 등을 포집하는 한 쌍의 제2포집부(50)로 구획된다.

흡입부(21)는 복수의 포집부(40,50) 각각에 대응하여 제1포집부(40)의 하단에 형성된 제1흡입부(21a), 제2포집부(50)의 하단에 형성된 제2흡입부(21b)로 구획된다.

따라서 제1흡입부(21a)로 유입되는 먼지 등은 제1포집부(40)에 포집되고, 제2흡입부(21b)로 유입되는 먼지 등은 제2포집부(50)에 포집되기 때문에 제 1,2포집부(40,50)에 포집된 먼지 등은 서로 섞이지 아니하게 된다.

제1포집부(40)는 도 3,4에 도시된 바와 같이 송풍장치(30)의 의해 먼지 등이 흡입되는 흡입유로(41)를 형성하며 먼지 등의 무게에 따라 포집공간을 달리하도록 분리부재(42)에 의해 상,하 2단으로 형성된다.

이때 제1포집부(40)는 제1포집부(40)의 하부에 마련되어 비교적 무거운 먼지, 오물 등을 수용할 수 있는 하부포집부(43)와, 하부포집부(43)의 상측에 마련되어 상대적으로 가벼운 먼지, 오물 등을 수용 수 있는 상부포집부(44)를 포함하여 이루어진다.

하부포집부(43)는 비교적 무거운 먼지 등의 포집 공간을 형성하는 것으로 바닥면은 대략 수평을 이루도록 형성되며, 바닥면에는 하부포집부(43)에 포집된 먼지 등이 다시 흡입부(21)를 통해 외부로 배출되는 것을 방지하기 위한 소정높이의 제1 단턱부(43a)가 형성된다.

상부포집부(44)는 하부포집부(43)와 연통되어 비교적 가벼운 먼지 등을 포집하기 위한 것으로, 송풍장치(30)측으로 연통공(45)이 형성되고, 연통공(45)에는 송풍장치(30)에 의해 흡입된 공기를 정화하여 외부로 배출하기 위한 필터부(46)가 마련된다.

분리부재(42)는 후측방향으로 상향 경사지며 분리부재(42)의 일단은 상부포집부(44)에 수용된 먼지 등이 다시 하부포집부(43)로 역류되는 것을 방지하기 위한 절곡부(42a)가 상향으로 형성된다.

따라서, 송풍장치(30)의 흡입력 및 회전브러쉬(14)의 회전력에 의해 상대적으로 가벼운 먼지 등은 하부포집부(43)를 통과하여 상부포집부(44)에 포집되고, 비교적 무거운 먼지 등은 회전브러쉬(14)의 회전력에 의해 쓸려져 하부포집부(43)에 포집된다.

제2포집부(50)는 도 3,5에 도시된 바와 같이 제1포집부(40)의 양측에 수직구획판(22)에 의해 구획되는데, 제2흡입부(21b)외에는 밀폐된 형상을 유지한다.

따라서 송풍장치(30)와 연통되지 아니하기 때문에 송풍장치(30)의 흡입력에 의한 먼지의 포집이 이루어지지 아니하고 회전브러쉬(14)의 회전력만으로 비교적 무거운 먼지 등이 쓸려져 포집된다.

또한 제2포집부(50)의 바닥면은 대략 수평을 이루도록 형성되며, 바닥면에는 포집된 먼지 등이 다시 제2흡입부(21b)를 통해 외부로 배출되는 것을 방지하기 위한 소정높이의 제2단턱부(51)가 형성된다.

또한 집진장치(20)의 상부에는 커버부(23)가 마련되는데, 커버부(23)에는 배출구(13)와 연통하도록 개구부(24)가 형성되고, 개구부(24)를 개폐하는 개폐장치(25)를 구비한다. 따라서 로봇청소기가 도킹스테이션에 도킹된 상태에서 개폐장치(25)를 개방하여 개구부(24)과 배출구(13)를 통해 집진장치(20)에 수용된 먼지를 제거할 수 있게 된다.

다음은 본 발명에 따른 로봇청소기의 동작을 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

사용자가 로봇청소기를 작동시키면 송풍장치(30)와 회전브러쉬(14)가 동작하게 되는데, 회전브러쉬(14)의 동작으로 인하여 비교적 무거운 먼지 등이 제1,2흡입부(21)를 통해 각각 제1,2포집부(40,50)에 포집된다.

이때, 본체(10)의 흡입구(11)에는 가이드부(11a)가 형성되기 때문에 회전브러쉬(14)에 의해 쓸려지는 먼지, 쓰레기 등이 용이하게 제1,2포집부(40,50)로 유입될 수 있다.

또한, 송풍장치(30)의 동작으로 인하여 송풍장치(30)와 연통하는 제1포집부(40)의 제1흡입부(21a)에서는 송풍장치(30)의 흡입력과 회전브러쉬(14)의 회전력에 의해 먼지 등이 제1포집부(40)내로 유입되게 된다.

이때 비교적 무거운 먼지 등은 회전브러쉬(14)에 의해 쓸려져 제1포집부(40)의 하부포집부(43)에 포집되고, 상대적으로 가벼운 먼지 등은 회전브러쉬(14)에 의해 비산되어 송풍장치(30)의 흡입력에 의해 하부포집부(43)를 통과하여 상부포집부(44)에 포집된다.

따라서 제2포집부(50)는 회전브러쉬(14)의 회전력만으로 먼지 등을 포집하고, 제1포집부(40)는 회전브러쉬(14)의 회전력과 송풍장치(30)의 흡입력이 상호 작용하여 먼지 등을 포집하기 때문에 먼지 등의 청소효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1,2흡입부(21)가 본체(10)의 흡입구(11)를 구획하여 제1포집부(40)에 대응하는 제1흡입부(21a)가 본체(10)의 흡입구(11)보다 작은 단면적을 가지기 때문에 흡입력이 미치는 공간이 종래기술에 비해 작게 되어 흡입력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

따라서 종래기술과 동일한 성능을 가지는 송풍장치를 사용하는 경우에도 종래기술에 비해 강한 흡입력으로 회전브러쉬에 의해 비산된 먼지 등을 흡입할 수 있으며, 비교적 부피가 크고 무거운 먼지 등은 종래기술과 동일하게 회전브러쉬를 포집부에 쓸어담을 수 있다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 로봇청소기는 제1,2흡입부가 본체의 흡입구를 구획하며 제1흡입부가 본체의 흡입구보다 작은 단면적을 가지기 때문에 송풍장치에 의한 흡입력을 증가시킬 수 있는 동시에 제2흡입부는 회전브러쉬의 회전력에 의해 먼지 등을 쓸어 담을 수 있게 함으로써 청소성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 흡입부를 회전브러쉬와 송풍장치에 의해 먼지 등을 흡입하는 제1흡입부와, 회전브러쉬만에 의해 먼지 등을 흡입하는 제2흡입부로 구획함으로써 다양한 크기 및 종류의 먼지 등의 포집능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 먼지를 흡입하기 위한 흡입구와, 상기 흡입구로 흡입된 먼지를 수용하기 위한 집진장치와, 상기 집진장치측으로 흡입력을 발생시키는 송풍장치와, 상기 흡입구측에 마련되어 먼지 등을 쓸거나 비산시키기 위한 회전브러쉬를 구비하고,

   상기 집진장치는 먼지 등을 수용하는 복수의 포집부로 구획되고, 상기 복수의 포집부 중 어느 일부는 상기 송풍장치와 연통하지 아니하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 포집부는 수직구획판으로 구획되며 상기 송풍장치와 연통하는 제1포집부와, 상기 송풍장치와 연통하지 아니하는 제2포집부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제1포집부는 흡입유로를 형성하며 먼지의 무게에 따라 포집 공간을 달리하도록 상기 제1포집부를 상하로 구획하는 분리부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
4. 제 2항에 있어서, 상기 제1,2포집부는 집진된 먼지 등이 상기 흡입구로 역류하는 것을 방지하기 위한 단턱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
5. 제 1항에 있어서, 상기 흡입구에는 상기 회전브러쉬에 의해 쓸려지는 먼지 등을 상기 복수의 포집부로 안내하기 위한 가이드부가 마련된 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
6. 본체와, 상기 본체에 마련되어 먼지 등을 흡입하는 흡입부가 형성된 집진장치와, 상기 흡입부측에 마련되어 먼지 등을 쓸거나 비산시키기 위한 회전브러쉬와, 상기 본체내에 마련되어 흡입력을 발생시키는 송풍장치를 포함하고,

   상기 흡입부는 복수로 구획되며, 상기 복수의 흡입부 중 어느 일부는 상기 송풍장치의 흡입력이 미치지 아니하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.
7. 제 6항에 있어서, 상기 복수의 흡입부는 상기 회전브러쉬와 상기 송풍장치에 의해 먼지 등을 흡입하는 제1흡입부와, 상기 회전브러쉬만에 의해 먼지 등을 흡입하는 제2흡입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기.

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