KR20100124912A - 접이식 소형 진공청소기가 결합된 자동 청소로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본체의 범퍼부에 설치된 센서를 이용하여 청소영역과 장애물들을 감지하고, 그 청소영역을 주행하며 자동으로 청소를 하고, 원반형상의 본체 후면에 형성된 개구부에 접이식 소형진공청소기가 착탈식으로 설치되고, 바닥면에 사이드 브러시와 메인 브러시가 구성되고, 배터리 충전부가 구성됨으로서, 바닥면으로부터 본체의 높이(h)까지 슬림하게 형성하여 자동청소로봇으로 좁은 틈이나 침대 및 가구의 바닥면을 자동으로 청소할 수 있고, 청소가 불가능한 지역을 본체 착탈식으로 부착된 접이식 소형진공청소기로 분리하여 깔끔하게 청소할 수 있으며, 전력 소비율을 기존에 비해 효율적으로 향상시킨 접이식 소형 진공청소기가 결합된 자동 청소로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.

자동청소로봇, 접이식 소형 진공청소기, 사이드브러시, 배터리 충전부

Description

접이식 소형 진공청소기가 결합된 자동 청소로봇{THE ROBOT CLEANER WITH A SMALL VACCUM CLEANER TO FOLD}

본 발명은 본체의 범퍼부에 설치된 센서를 이용하여 청소영역과 장애물들을 감지하고, 그 청소영역을 주행하며 자동으로 청소를 하고, 원반형상의 본체 후면에 형성된 개구부에 접이식 소형진공청소기가 착탈식으로 설치되고, 바닥면에 사이드 브러시와 메인 브러시가 구성된 접이식 소형 진공청소기가 결합된 자동 청소로봇에 관한 것이다.

로봇청소기(robot cleaner)는 제어부의 제어에 의해 청소기에 설치된 센서를 이용하여 청소영역과 장애물들을 감지하고, 그 청소영역을 주행하며 자동으로 청소를 하며, 기기의 내부에 구비되어 있는 배터리의 전원이 소진되면 소정위치에 별도로 마련되어 있는 충전대로 이동하여 충전을 하며, 충전을 마친 다음에는 다시 청소를 하던 본래의 위치로 복귀하여 청소를 하는 기기이다.

이러한 로봇 청소기는 거리센서를 통해 청소구역내에 설치된 가구나 사무용 품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 판별하고, 이에 따라 로봇 청소기의 좌륜모터와 우륜모터를 선택적으로 구동시킴으로써 스스로 방향을 전환해 가면서 청소구역을 청소한다.

또한, 일반적인 로봇 청소기가 청소할 수 없는 벽면에 근접한 부분, 모서리의 먼지, 천으로 만들어진 소파, 침대 등의 청소를 위해 본체에서 분리할 수 있는 핸디청소기(handy cleaner) 또는 코드리스청소기(cordlesscleaner)를 포함하여 구성된 분리형 로봇 청소기가 주목받고 있다.

종래의 분리형 로봇 청소기에는, 충전을 위해 자동 충전기의 충전단자에 도킹해야 하는데, 이와 같이 자동 충전기 위에 로봇 청소기가 위치하여 충전 또는 보관 중 청소를 위하여 핸디청소기를 본체로부터 분리하거나 분리형 로봇 청소기를 운반하기 위한 핸들이 장착되어 있다.

종래기술로, 국내실용신안공보 제20-0198283호에서는 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하도록 된 주행로봇과, 이 주행로봇의 상부에 상기 주행로봇의 흡입관과 연통되게 설치되어 집진할 수 있도록 됨과 더불어 착탈가능하게 설치된 핸디청소기로 이루어지고, 주행로봇과 핸디청소기의 바닥면이 전원콘넥터와 제어신호콘넥터로 이루어진 콘넥터부와 접속되도록 안착되는 한편, 핸디청소기의 후방걸림홈에 주행로봇의 핸디청소기 걸림수단이 선택적으로 끼워져 핸디청소기를 주행로봇에 고정시킬 수 있도록 된 로봇청소기가 제시된 바 있었다.

또한, 국내특허등록공보 제10-2008-0028220호에서는 장애물을 감지하는 센서모듈, 상기 센서모듈로부터 검측된 장애물 정보를 계산하여 주행정보를 제공하는 제어모듈 및 상기 제어모듈의 주행정보에 의해 청소구역을 주행하도록 바퀴 및 서스펜션장치로 구성된 주행모듈을 구비한 본체; 상기 본체에 분리가능하게 설치되며 청소구역의 먼지 등을 흡입하는 청소모듈 및 상기 각 모듈에 전원을 공급하는 배터리모듈을 구비한 핸디청소기; 및 상기 핸디청소기가 분리된 상기 본체가 상기 서스펜션장치의 복원력에 의해 들어 올려지는 것을 방지하기 위한 본체고정장치;를 포함한 분리형 로봇 청소기가 제시된 바 있었다.

하지만, 종래의 핸디청소기가 부착된 로봇 청소기들은 핸디청소기가 일체형으로 형성되어 로봇청소기에 부착됨으로 인해, 부피가 커지고 전원소비율이 높은 문제점이 있었다.

또한, 로봇 청소기 본체의 둘레를 따라, CCD 카메라와 무선송수신용 안테나등이 돌출된 형상으로 부착되어 있어, 자동청소로봇으로 좁은 틈이나 침대 및 가구의 바닥면까지 자동으로 청소하기가 어려웠고, 특히 벽면과 바닥면이 만나는 코너 지역이나 방의 모서리 지역의 청소가 어려운 문제점이 있었다.

로봇 청소기의 브러시를 통해 청소 후 스팀기능이 없어서, 미세먼지가 공기 중으로 유포되어 실내공기가 탁해지고, 사용자가 물걸레를 통해 수동으로 일일이 청소해야 하는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 일체형으로 부착된 소형진공청소기를 접이식 구조로 변경하여 전체 기기의 부피를 줄여, 자동청소로봇으로 좁은 틈이나 침대 및 가구의 바닥면을 자동으로 청소할 수 있고, 자동청소로봇의 바닥면에 사이드 브러시와 메인브러시, 스팀부를 설치하여, 벽면과 바닥면이 만나는 코너 지역이나 방의 모서리 지역을 깔끔하게 청소할 수 있으며, 배터리 충전부를 구성하여 전력 소비율을 기존에 비해 향상시킬 수 있는 소형 수동 진공청소기가 착탈식으로 부착된 자동 청소로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 소형 수동 진공청소기가 착탈식으로 부착된 자동 청소로봇은

본체의 범퍼부에 설치된 센서를 이용하여 청소영역과 장애물들을 감지하고, 그 청소영역을 주행하며 자동으로 청소를 하는 자동 청소로봇으로 이루어지고,

상기 자동 청소로봇은 원반형상의 본체 후면에 요홈형상의 개구부가 형성되고, 그 개구부에 접이식 구조를 이루며 본체의 접속소켓에 연결되는 접이식 소형진공청소기가 설치되도록 구성됨으로서 달성된다.

상기 자동 청소로봇은 바닥면의 전방 좌·우측에 십자형상의 사이드 브러시 가 부착되어 형성되고, 바닥면의 중앙에 진공펌프를 통해 이물질을 흡입하는 메인브러시가 부착되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접이식 소형진공청소기는 전방에 좁은 틈새의 먼지를 흡입하는 먼지 흡입구가 형성되고, 그 먼지 흡입구의 후단에 층상구조를 갖는 전단부 먼지통과 후단부 먼지통이 서로 연결되어 형성되며, 전단부 먼지통과 후단부 먼지통이 서로 접하는 부위에 설치된 먼지통 게이트를 기준으로 전단부 먼지통과 후단부 먼지통이 접이식으로 나뉘어 분리되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 첫째, 접이식 소형 진공청소기가 본체의 후면에 착탈되어, 전체적으로 원반형상으로 구성할 수 있어, 돌출 부분없이, 바닥면으로부터 본체의 높이(h)까지 슬림하게 제작할 수 있고,

둘째, 바닥면의 사이드 브러시와 메인 브러시, 그리고 진공흡입구를 통해 자동청소로봇으로 좁은 틈이나 가구의 바닥면, 벽면과 바닥면이 만나는 모서리면에 있는 큰 먼지와 작은 먼지를 자동으로 청소할 수 있다.

셋째, 본체 착탈식으로 부착된 접이식 소형진공청소기를 분리하여 조립한 후, 두개의 진공팬과 두개의 진공모터를 통해 큰 힘으로 청소의 사각지역을 깔끔하게 청소할 수 있다.

넷째, 제어부의 리젼파일링(Region Filling) 알고리즘을 통해 장애물을 감지 하여 미리 회피 또는 감속 충돌시키도록 제어함으로서, 자동청소로봇의 급속충돌로 인한 기기고정이나 훼손을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기가 착탈식으로 부착된 자동청소로봇은

첫째, 일체형으로 부착된 소형진공청소기를 접이식 구조로 변경하여 전체 기기의 부피를 줄여, 자동청소로봇으로 좁은 틈이나 침대 및 가구의 바닥면을 자동으로 청소할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

둘째, 자동청소로봇의 바닥면에 사이드 브러시와 메인브러시를 설치하고, 스팀형성부를 구성하여, 벽면과 바닥면이 만나는 코너 지역이나 방의 모서리 지역을 깔끔하게 청소할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

셋째, 리젼파일링(Region Filling) 알고리즘을 통해 제어부에서, 장애물을 감지할 경우에 회피 또는 감속제어를 통한 충돌이 되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기가 착탈식으로 부착된 자동 청소로봇를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 자동 청소로봇(100)과, 자동 청소로봇에 착탈식으로 부착되는 접이식 소형진공청소기(200)로 구성된다.

먼저, 본 발명에 따른 자동 청소로봇(100)에 관해 설명한다.

상기 자동 청소로봇(100)은 본체의 범퍼부에 설치된 센서를 이용하여 청소영역과 장애물들을 감지하고, 그 청소영역을 주행하며 자동으로 청소를 하는 것으로, 이는 도 2에서 도시한 바와 같이, 본체(110), 자동 주행 제어모듈(120), 배터리 충전부(130), 주행수단(140), 청소수단(150)으로 구성된다.

상기 본체(110)는 원반형상으로 슬림하게 형성되어, 각 기기를 보호하는 역할을 하는 곳으로, 이는 후면 일측에 요홈형상의 개구부(111)가 형성되고, 그 개구부에 접이식 소형진공청소기(200)가 착탈식으로 설치되어 구성된다.

그리고, 접이식 소형진공청소기(200)가 요홈형상의 개구부(111)에 착탈식으로 부착되는 곳에 접속소켓(111a)가 구성되어, 접이식 소형진공청소기의 접속신호 및 청소구동신호를 입력받아 자동주행 제어모듈(120)의 제어부로 전달한다.

상기 본체(110)의 전단 일측에 청소 중 외압에 의한 기기의 파손을 방지하도록 고무재질로 이루어진 범퍼부(110a)가 구성되고, 그 범퍼부 내부에 자동 주행 제어모듈(120)인 주행감지센서부(121), CCD카메라(122), 레이저광송출소자(123), 송수신안테나(124), 제어부(125)가 구성된다.

상기 본체(110)의 바닥면(110b)에는 도 5에서 도시한 바와 같이, 청소 수단(150)인 사이드 브러시(151a, 151b)와 메인브러시(152)가 부착되어 구성되고, 청소 수단 일측에 주행 수단(140)인 주행방향 조절용 선행바퀴(141)와 주행보조바퀴(141a, 141b)가 구성된다.

상기 본체(110)의 바닥면 주행 수단(140) 일측에 주행수단의 회전운동을 전기에너지로 바꾸어 본체 구동용 메인배터리와 접이식 소형진공청소기 구동용 보조배터리를 동시에 충전시키는 배터리 충전부(130)가 구성된다.

상기 자동 주행 제어모듈(120)은 범퍼부에 설치된 센서를 이용하여 청소영역과 장애물들을 감지하고, 그 청소영역을 주행하며 자동으로 청소하도록 제어하는 곳으로, 이는 도 3에서 도시한 바와 같이, 주행감지센서부(121), CCD카메라(122), 레이저광송출소자(123), 송수신모듈(124), 제어부(125)로 구성된다.

상기 주행감지센서부(121)는 자동 청소로봇의 전면에 위치한 장애물을 감지하여 제어부로 장애물 감지신호를 보내는 것으로, 이는 초음파 센서(121a)와 레이져 센서(121b), 엔코더(121c), 각도측정센서(121d)로 구성된다.

초음파 센서는 레이져 센서에 비해 가격이 저렴하지만 측정할 수 있는 거리가 짧다.

이에 비해, 레이져 센서는 초음파 센서에 비해 가격이 비싸지만 정확하고, 먼 거리까지 측정할 수가 있다.

본 발명에서는 초음파센서와 레이져 센서로 혼합되어 구성된 주행감지센서부를 통해 장애물과의 충돌을 감지한다.

일예로, 본 발명에서는 장애물과의 거리가 0.5mm 미만일 경우에 충돌을 감지하고 회전을 수행한다.

엔코더는 자동청소로봇의 이동거리를 측정한다. 측정된 이동거리는 사용자가 청소공간을 지정할 때 사용된다. 사용자가 청소 공간을 지정하기 위해 좌표를 설정하게 되는데, 이때 사용하는 좌표값이 시작 위치에서 떨어져 있는 값을 나타내는 상대적이 좌표값으로 설정한다.

일예로, 좌표값을 {0,0},{0,3},{2,3},{2,0}으로 지정한다면, 2(m)×3(m)의 청소공간을 설정할 수가 있다.

각도 측정센서는 자동청소로봇이 다음의 청소 공간으로 이동할 때와 기본명령들을 수행하기 위해 자이로나 마그네틱 롬파스로 구성된다.

이로 인해, 자동청소로봇이 장애물과 충돌이 일어났을시 현재 진행방향 및 각도를 바탕으로 우측 회전과 좌측 회전을 구분하여 수행하여 충돌을 회피할 수가 있기 때문이다.

상기 CCD카메라(122)는 범퍼부 선단방향에 설치되어, 제어부의 제어에 따라 구동되어 청소구역의 주변환경을 촬영하고, 그 촬영된 영상을 제어부로 전송시키는 곳으로, 이는 후단 일측에 CCD 카메라를 소정각도로 회전시키는 카메라모터가 구성된다.

상기 레이저광송출소자(123)는 CCD카메라와 일체로 회전하도록 고정되어 있음과 동시에 CCD 카메라가 촬영하는 주변환경에 레이저광포인트를 형성하도록 전면을 향해 소정각도로 고정되어 구성된다.

상기 송수신모듈(124)은 원격지의 메인컴퓨터로부터 청소영역과 주행속도에 관한 데이터를 수신받아 제어부로 전달하고, CCD 카메라로부터 촬영된 영상신호를 제어부의 제어를 통해 원격지의 메인컴퓨터로 송신하는 곳으로, 이는 적외선 통신모듈 또는 지그비 통신모듈 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.

상기 제어부(125)는 접이식 소형진공청소기가 결합된 상태에서 접속소켓으로부터 접속신호 및 청소구동신호를 입력받아 자동 청소로봇의 전체동작을 제어하는 곳으로, 이는 접이식 소형진공청소기의 청소구동버튼으로부터 청소구동신호가 입력되면, 레이저광송출소자를 제어하여 주변환경을 향해 레이저광을 송출하도록 하고, 카메라모터를 제어하여 CCD 카메라가 소정각도로 회전시키면서 촬영하도록 제어하며, 그 촬영된 이미지를 메인컴퓨터로 송신하도록 제어한다.

그리고, 제어부에는 전방에 주행감지센서부를 통해 장애물을 감지할 경우에 회피 또는 충돌할지를 판단하고, 회피시에는 전방의 장애물로부터 일정거리까지 전진한 후 주행보조바퀴 중 좌측바퀴와 우측바퀴의 주행방향을 서로 반대로 주행하여 방향전환을 통해 장애물을 회피시키도록 제어한다.

또한, 충돌시에는 전방의 장애물로부터 일정거리까지 전진한 후 좌측바퀴와 우측바퀴의 구동속도를 감속시켜 저속으로 전방의 장애물과 충돌되도록 제어한다.

본 발명에 따른 자동청소로봇의 제어부는 주행감지센서부를 통해 장애물을 감지할 경우에 회피 또는 충돌할지를 판단하고, 주행수단의 회전모터를 제어하여 감속제어를 하도록 하기 위해 다음의 표1과 같은 6가지 명령어 세트로 구성된다.

명령어(Instruction)	구성(Description)
Forward	직선운동
RT	오른쪽 90도 회전
LT	왼쪽 90도 회전
BRT	백라이트 회전(Back trace right turn)
BLT	백레프트 회전(Back trace left turn)
Goto	다음 청소 공간의 시작 point로 이동

즉, Forward 명령어는 장애물과 충돌할 때까지 수행되고, RT 명령어는로봇의 왼쪽과 정면, LT 명령어는 로봇의 오른쪽과 정면에 장애물이 있을시 수행된다.

또한 RT 명령어와 LT 명령어는 자동청소로봇의 이동 방향에 따라 정면 충돌만 있을 시에도 수행된다.

그리고, BRT 명령어는 LT 명령어로 주행할 방향에 장애물이 있다면 장애물을 피할 때까지 되돌아간 후 RT 명령어를 수행한다.

또한, BLT 명렁어는 BRT 명령어와 반대로 RT 할 방향에 장애물이 있다면 장애물을 피할때까지 되돌아간 후 LT명령어를 수행한다.

GOTO 명령어는 청소공간을 사용자가 여러개로 지정하였을 때 청소공간의 청소가 완료된 후 다음 청소공간의 이동할 때 수행된다.

상기 배터리 충전부(130)는 바닥면의 사이드 브러시 후단에 주행수단의 회전운동을 전기에너지로 바꾸어 본체 구동용 메인배터리와 접이식 소형진공청소기 구동용 보조배터리를 동시에 충전시키는 곳으로, 이는 도 4에서 도시한 바와 같이, 로테이터부(131), 정류회로부(132), 충전회로부(133), 충전컨넥터(134)로 구성된다.

로테이터부(131)는 주행보조바퀴에 연결되어 주행보조바퀴의 회전에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 역할을 한다.

정류회로부(132)는 로테이터에서 발생된 교류전류를 직류전류로 바꾸어 주는 역할을 한다.

충전회로부(133)는 정류회로부에서 출력된 직류를 축전지에 충전시키는 역할을 한다.

충전컨넥터(134)는 제어부의 제어에 따라 충전회로부에서 충전된 축전지(133a)의 충전전압을 본체 구동용 메인배터리와 접이식 소형진공청소기 구동용 보조배터리에 공급해주는 역할을 한다.

즉, 주행보조바퀴에 연결된 주행보조바퀴의 회전에 의해 로테이터로부터 교류전류가 발생하고, 이에 정류회로에서 직류전류로의 변환이 이루어지고, 직류전류의 충전이 이루어지게 된다.

상기 주행수단(140)은 제어부의 제어를 통해 자동으로 청소영역을 주행하는 곳으로, 이는 바닥면의 선단에 주행방향 조절용 선행바퀴(141)가 형성되고, 메인브러시의 좌·우측에 본체를 지지하면서 주행방향에 따라 일정한 속도로 회전되는 주행보조바퀴(142a,142b)가 형성된다.

그리고, 상기 주행방향 조절용 선행바퀴(141)는 도 6에서 도시한 바와 같이, 선행바퀴를 360°로 회전시키는 제1회전모터(141a)가 제어부와 연결되어 구성되고, 주행보조바퀴(142a,142b)는 제어부의 제어에 따라 보조바퀴가 앞뒤로 동작되도록 제2회전모터(142a-1)와, 제3회전모터(142b-1)가 구성된다.

여기서, 제2회전모터(142a-1)는 제1 주행보조바퀴(142a)를 회전시키는 역할을 하고, 제3회전모터(142b-1)는 제2 주행보조바퀴(142b)를 회전시키는 역할을 한다.

상기 청소수단(150)은 제어부의 제어를 통해 청소영역을 주행하면서 청소를 하는 곳으로, 이는 바닥면의 전방 좌·우측에 십자형상의 사이드 브러시(151a,151b)가 부착되어 형성되고, 바닥면의 중앙에 진공펌프를 통해 이물질을 흡입하는 메인브러시(152)가 부착되어 형성된다.

본 발명에 따른 자동 청소로봇(100)은 청소수단으로서, 메인브러시(152) 후단에 접이식 소형진공청소기(200)의 전단부 먼지통(220)과 후단부 먼지통(230)이 서로 인접하면서 분리되어 구성된다.

전단부 먼지통(220)은 층상구조로서, 상단층에 자동 청소 로봇의 메인브러시를 통해 쓸어담은 먼지를 저장하는 제1 메인브러시 먼지통(221)이 구성되고, 하단층에 자동 청소 로봇용 제1 진공팬(222a)과 제1 진공모터(222b)를 통해 흡입된 먼지를 저장하는 제1 진공모터용 먼지통(222)이 구성된다.

후단부 먼지통(230)은 층상구조로서, 상단층에 자동 청소 로봇의 메인브러시를 통해 쓸어담은 먼지를 저장하는 제2 메인브러시 먼지통(231)이 구성되고, 하단층에 접이식 소형진공청소기용 제2 진공팬(232a)과 제2 진공모터(232b)를 통해 흡입된 먼지를 저장하는 제2 진공모터용 먼지통(232)이 구성된다.

본 발명에서는 도 10에서 도시한 바와같이, 자동 청소 로봇(100)의 개구부에 접이식 소형진공청소기(200)가 부착될 경우에 전단부 먼지통(220)에 연결된 제1 진공팬(222a)과 제1 진공모터(222b)의 구동이 멈추고, 후단부 먼지통(230)의 제2 진공팬(232a)과 제2 진공모터(232b)의 구동이 동작되어, 바닥면의 진공흡입구를 통해 흡입된 먼지를 제1 진공모터용 먼지통으로 저장되도록 구성된다.

또한, 접이식 소형진공청소기(200)가 자동 청소 로봇(100)으로 탈착되어 단독으로 사용될 경우에는 제1 진공팬(222a)과 제1 진공모터(222b), 그리고 제2 진공팬(232a)과 제2 진공모터(232b)가 모두 동작되도록 구성된다.

여기서, 제1 진공팬(222a)과 제1 진공모터(222b)와, 제2 진공팬(232a)과 제2 진공모터(232b)는 도 12에서 도시한 바와 같이, 병렬구조를 이루며 전단부 먼지통 후단(220)과 후단부 먼지통(230) 후단 내부에 나란히 형성된다.

상기 사이드 브러시(151a,151b)는 도 5에서 도시한 바와 같이, 십자형상으로 이루어져, 벽면과 바닥면이 만나는 코너지역이나 방의 모서리 지역의 청소를 위해 바닥면의 전방 좌·우측에 설치되어, 바닥의 먼지들을 메인브러시와, 진공흡입구로 이송시키는 역할을 한다.

이는 바닥의 먼지들을 메인브러시의 진공흡입부로 이송되도록 사이드브러시(151a,151b)를 고속회전시키는 제4회전모터(151a-1)와 제5회전모터(151b-1)가 각각 하나씩 연결되어 구성된다.

상기 메인브러시(152)는 바닥면의 중앙에 위치하여 바닥면에 있는 비교적 큰 먼지를 쓸어담는 곳으로, 이는 끝단이 부드러운 브러시 또는 고무부재가 형성되고, 회전축 일측에 메인브러시를 회전시키는 제6회전모터(152a)가 구성된다.

본 발명에 따른 메인브러시(152)는 도 13에서 도시한 바와 같이, 바닥면에 있는 비교적 큰 먼지를 쓸어서 접이식 소형진공청소기의 후단부 먼지통의 메인브러시 먼지통으로 이송시킨다.

메인브러시(152)는 도 13에서 도시한 바와 같이, 바닥면을 따라 후단 일측에 진공으로 바닥의 먼지가 흡입되도록 진공흡입구(153)가 구성된다.

진공흡입구(153)의 후단에는 접이식 소형진공청소기(200)의 후단부 먼지통(230)의 제1 진공흡입먼지통이 연결되어 구성된다.

또한, 본 발명에서는 청소수단(150)으로서 바닥면에 청소 후 스팀이 배출되어 물청소뿐만 아니라 살균이 되도록 스팀부(154)이 구성된다.

이는 물을 저장하는 스팀용 물 저장탱크(154a)가 본체 내부에 구성되고, 그 스팀용 물 저장탱크의 일측에 발열체로 물을 공급하는 공급파이프(154b)가 구성되며, 그 공급파이프를 통해 공급된 물을 가열하는 발열체(154c)가 구성되고, 그 발열체를 통해 가열된 물을 바닥면의 스팀배출구(154d)를 통해 배출시키도록 구성된다.

상기 스팀부가 구성됨으로서, 청소 후 바로 스팀이 배출되어 미세먼지가 공기 중으로 유포되어 실내공기가 탁해지는 것을 방지할 수 있고, 자동으로 물청소를 할 수가 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 자동 청소로봇에 착탈식으로 부착되는 접이식 소형진공청소기(200)에 관해 설명한다.

상기 접이식 소형진공청소기(200)는 자동청소로봇의 본체 후면에 형성된 요홈형상의 개구부에 설치되어, 자동청소로봇의 메인브러시로부터 쓸어담은 먼지와, 제2 진공팬과 제2 진공모터를 통해 흡입된 먼지를 저장하는 역할을 하고, 자동청소로봇에서 탈착되어 좁은 틈이나 침대 및 가구의 바닥면을 자동으로 청소하는 역할을 한다.

이는 도 14에서 도시한 바와 같이, 전방에 좁은 틈새의 먼지를 흡입하는 먼지 흡입구(210)가 형성되고, 그 먼지 흡입구(210)의 후단에 층상구조를 갖는 전단부 먼지통(220)과 후단부 먼지통(230)이 서로 연결되어 형성되며, 전단부 먼지통(220)과 후단부 먼지통(230)이 서로 접하는 부위에 설치된 먼지통 게이트(220a,230a)를 기준으로 전단부 먼지통과 후단부 먼지통이 접이식으로 나뉘어 분리되도록 구성된다.

그리고, 제2 진공모터가 설치된 외측 상단면에 눕힘형 손잡이(211)가 형성되고, 그 눕힘형 손잡이(211) 상단 일측에 접이식 소형진공청소기를 구동시키는 구동버튼(212)이 형성된다.

상기 전단부 먼지통(220)과 후단부 먼지통(230)이 서로 접하는 부위의 후단에는 힌지구조가 구성되고, 전단부 먼지통(220)의 제1 메인브러시 먼지통(221)과 후단부 먼지통(230)의 제2 메인브러시 먼지통(231)에 먼지통 게이트(220a,230a)가 설치되어 구성된다.

또한, 제1 메인브러시 먼지통(221)과 제2 메인브러시 먼지통(231)에 설치된 먼지통 게이트(220a,230a)는 탄성스프링을 통한 상하 슬라이드 구조로 이루어져, 접이식 소형진공청소기가 자동 청소로봇으로부터 착탈될 때에는 제1 메인브러시 먼지통과 제2 메인브러시 먼지통에 설치된 먼지통 게이트가 탄성스프링에 의해 슬라이드로 내려와 제1 메인브러시 먼지통과 제2 메인브러시 먼지통을 차단시키도록 구성된다.

상기 접이식 소형진공청소기(200)는 도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11에서 도시한 바와 같이, 하단부에 자동청소로봇의 접속소켓(111a)과 접속되는 접속컨넥터(111b)이 형성되고, 하단부의 양측 끝단에 힌지구조를 갖는 전단부 먼지통(220)과 후단부 먼지통(230)이 서로 접하는 부위가 떨어지지 않게 안전하게 결합되도록 스프링컨넥터(111c)와 결합소켓(111c-1)이 서로 한쌍을 이루며 형성된다.

본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기(200)는 전단부 먼지통(220)의 후단에 제1 진공팬(220a)과 제1 진공모터(220b)가 구성되고, 후단부 먼지통(230)의 후단에 제2 진공팬(230a)과 제2 진공모터(230b)가 구성되어, 자동 청소 로봇(100)의 개구부(111)에 설치될 때, 제1 진공팬(220a)과 제1 진공모터(220b), 그리고 제2 진공팬(230a)과 제2 진공모터(230b)가 서로 병렬구조를 이루며 나란히 형성된다.

또한, 접이식 소형진공청소기(200)가 자동 청소 로봇(100)으로부터 탈착되어 단독으로 사용될 때에는 전단부 먼지통(220)과 후단부 먼지통(230)이 일렬로 나란히 연결되어 구성되고, 그 전단부 먼지통(220) 후단에 형성된 제1 진공팬(220a)과 제1 진공모터(220b), 그리고, 후단부 먼지통(230) 후단에 형성된 제2 진공팬(230a)과 제2 진공모터(230b) 또한 일렬로 나란히 연결되어 구성된다.

상기 제1 진공팬(220a)과 제2 진공팬(230a)은 선단에 진공팬이나 진공모터 내부로 먼지가 유입되지 않도록 먼지흡입방지 필터가 구성된다.

본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기(200)가 자동 청소 로봇(100)의 개구부(111)에 부착될 때에는 본체(110)의 개구부 선단에 형성된 접속소켓과 끼움식으로 끼워져 부착되고, 이와는 반대로 탈착될 때에는 눕힙형 손잡이(211)를 들어 올려서 잡을 수 있도록 세우고, 자동 청소 로봇의 후방으로 잡아당겨 접속소켓과의 접속을 이탈시킨다.

이때, 접이식 소형진공청소기(200)가 자동 청소로봇(100)으로부터 착탈될 때에는 제1 메인브러시 먼지통(221)과 제2 메인브러시 먼지통(231)에 설치된 먼지통 게이트(220a,230a)가 탄성스프링에 의해 슬라이드로 내려와 제1 메인브러시 먼지통(221)과 제2 메인브러시 먼지통(231)을 차단시켜, 제1 메인브러시 먼지통(221)과 제2 메인브러시 먼지통(231)에 흡입된 먼지가 외부로 떨어지지 않게 방지한다.

다음으로, 본 발명에서는 사용자가 자동청소로봇에게 제공할 수 있는 정보들과 실제 청소공간에 대한 정보를 자동청소로봇에게 제공하는 방법으로서, 리젼파일링(Region Filling) 알고리즘으로 설계하여 자동청소로봇의 제어부에 설정하는 구성에 관해 설명한다.

또한, 리젼파일링(Region Filling) 알고리즘을 통해 제어부에서, 장애물을 감지할 경우에 회피 또는 충돌할지를 판단하고, 회피시에는 전방의 장애물로부터 일정거리까지 전진한 후 주행보조바퀴 중 좌측바퀴와 우측바퀴의 주행방향을 서로 반대로 주행하여 방향전환을 통해 장애물을 회피시키도록 제어하고, 충돌시에는 전방의 장애물로부터 일정거리까지 전진한 후 좌측바퀴와 우측바퀴의 구동속도를 감속시켜 저속으로 전방의 장애물과 충돌되도록 제어한다.

본 발명에 따른 리젼파일링(Region Filling) 알고리즘은 사용자가 로봇에게 제공하는 공간 정보를 바탕으로 이루어진다.

사용자가 로봇에게 제공할 수 있는 정보는 청소 시작위치, 분할된 청소 공간의 상대적 좌표 정보, 다음 청소공간까지 이동경로에 관한 정보이다.

이러한 정보를 통하여 하나의 청소 공간을 여러 개의 공간으로 나누어서 청소할 수 있고, 원하는 공간만을 여러 번 청소할 수도 있다.

본 발명에서는 리젼파일링(Region Filling) 알고리즘을 사용하여 완벽한 청소를 진행하기 위해 청소 공간에 대한 정보입력으로, 하나의 청소 공간을 여러 개의 공간으로 분할하여 입력하거나 또는 분할된 청소공간에 대한 이동경로 입력으로 청소공간에 대한 청소 재분배하도록 입력한다.

먼저, 본 발명에 따른 리젼파일링(Region Filling) 알고리즘은 청소 공간의 좌표값을 설정한다.

이는 사용자가 하나의 청소 공간을 여러 개의 청소공간으로 분할하였을 때 분할된 공간의 면적을 의미하는 상대적 좌표정보와 Goto 명령어를 수행할 수 있는 이동경로의 좌표값을 설정한다.

좌표값들은 자동청소로봇의 이동값의 이동거리를 이용하여 표현될 수 있다.

자동청소로봇의 이동거리는 엔코더를 통해 주행수단의 바퀴 회전수를 먼저 측정하고, 이어서 레이져 센서와 초음파센서를 통해 이동거리를 측정한다.

이를 통해 장애물이나 벽과의 거리를 지속적으로 떨어진 거리를 측정하여 장애물의 유·무를 먼저 판단하고, 자동청소로봇의 이동거리를 정확하게 측정한다.

그리고, 각도 측정센서를 통해 자동청소로봇이 장애물과 충돌이 일어났을시 현재 진행방향 및 각도를 바탕으로 우측 회전과 좌측 회전을 구분하여 수행하여 충돌을 회피한다.

즉, 충돌시에는 BRT 명령어와, BLT 명령어를 통해 전방의 장애물로부터 일정거리까지 전진한 후 좌측바퀴와 우측바퀴의 구동속도를 감속시켜 저속으로 전방의 장애물과 충돌되도록 제어한다.

다음으로, 본 발명에 따른 리젼파일링(Region Filling) 알고리즘은 측정된 정보 입력에 따라 청소를 수행하도록 설정한다.

일예로, 전체 면적이 6m × 3m인 청소 공간을 청소한다고 가정한다.

분할된 공간에 대한 좌표는 width를 나타내는 X축값과, height를 나타내는 Y축값을 기준으로 정해진다.

일예로, 분할된 공간에 대한 좌표값(distance, angle)은 다음의 표2와 같이 표현할 수가 있다.

지점 공간구역	X(Width)	Y(height)	End point	Goto
Rectangle 1	(2,90°)	(3,-90°)	(2,3)	(1,180°)
Rectangle 2	(-2,90°)	(1,-90°)	(2,1)	(3,180°),(2,90°)
Rectangle 3	(4,180°)	(3,-90°)	(4,3)	없음

즉, 표 2에 기재된 바와 같이, Rectangle 1의 경우는 width가 2m이고, height가 3m인 청소 공간을 설정함으로써 (0,0),(2,0),(3,0),(2,3)의 공간이 설정되고, 마지막 좌표값인(2,3)은 end point로 지정되어 분할된 공간의 작업 완료 시점을 설정한다. 이로 인해, Rectangle 1에서는 2m × 3m의 청소 공간을 청소한다.

또한, 현재 지정한 청소공간에서 지정해야 할 청소 공간이 더 존재한다면 Goto 좌표를 입력하여 다음 청소 공간까지의 시작 위치 및 시작 방향을 지정한다.

일예로, Rectangle 1의 공간 설정 후 Rectangle 2의 설정을 원한다면 Rectangle 1의 end point기점으로 Rectangle 2의 시작점을 Goto 좌표값으로 설정한다.

이러한 방식으로 사용자는 청소 공간에 대한 정보를 자동청소로봇에게 입력하게 되며, 자동청소로봇은 주행제어모듈의 제어부에서 6가지 명령어(Forward 명령어, RT 명령어, LT 명령어, BRT 명령어, BLT 명렁어, GOTO 명령어)로 제어하여 청소를 수행한다.

자동청소로봇의 전체 작업완료는 end point에 도달하였을 때 Goto 좌표값을 통하여 결정되고, 좌표값이 없다면 모든 청소가 종료된다.

이하, 본 발명에 따른 접이식 소형 진공청소기가 착탈식으로 부착된 자동 청소로봇의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.

[자동 청소 로봇의 자동 동작과정]

도 15는 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기가 착탈식으로 부착된 자동 청소로봇의 전체 동작과정을 도시한 순서도에 관한 것이다.

먼저, 송수신모듈(124)을 통해 원격지의 메인컴퓨터로부터 청소영역과 주행속도에 관한 데이터를 수신한다.

이어서, 자동청소로봇의 제어부로 자동 청소 명령이 내려지게 되면, 자동청소로봇의 배터리 상태를 체크하여, 배터리 충전부를 통해 자동청소로봇의 배터리와, 접이식 소형진공청소기의 배터리를 충전시킨다.

이어서, 자동청소로봇과 접이식 소형진공청소기의 배터리 충전이 완료되면, 제어부에서 주행방향에 따라 선행바퀴(141)와, 주행보조바퀴(142)를 일정한 속도로 회전시켜 주행시킨다.

이와 동시에, 바닥면의 사이드 브러시와 메인브러시를 회전시켜 좁은 틈이나 침대 및 가구의 바닥면, 또는 벽면과 바닥면이 만나는 코너 지역이나 방의 모서리 지역을 청소시킨다.

이어서, 주행감지센서부(121)에서 자동 청소로봇의 전면에 위치한 장애물을 감지하여 제어부로 장애물 감지신호를 보낸다.

이때, 제어부에서는 전방에 장애물을 감지할 경우에는 회피 또는 충돌을 할지를 판단하고, 회피시에는 전방의 장애물로부터 일정거리까지 전진한 후 주행보조바퀴 중 좌측바퀴와 우측바퀴의 주행방향을 서로 반대로 주행하여 방향전환을 통해 장애물을 회피시킨다.

그리고, 제어부에서는 자동청소로봇이 충돌할 경우에는 전방의 장애물로부터 일정거리까지 전진한 후 좌측바퀴와 우측바퀴의 구동속도를 감속시켜 저속으로 전방의 장애물과 충돌되도록 제어한다.

이어서, CCD카메라(122)에서 제어부의 제어에 따라 구동되어 청소구역의 주변환경을 촬영하고, 그 촬영된 영상을 제어부로 전송시킨다.

이때, 레이저광송출소자(123)에서 CCD 카메라가 촬영하는 주변환경에 레이저광포인트를 형성하여, CCD 카메라가 청소구역의 주변환경을 촬영되도록 한다.

이어서, 제어부에서 CCD 카메라로부터 촬영된 영상신호를 송수신모듈을 통해 원격지의 메인컴퓨터로 송신한다.

이러한 동작과정을 통해 본 발명에 따른 자동청소로봇이 청소영역과 장애물들을 감지하고, 그 청소영역을 주행하며 자동으로 청소를 하게 된다.

[자동 청소로봇의 청소과정]

본 발명에 따른 자동 청소로봇의 청소과정은 도 15에서 도시한 바와 같이, 자동청소로봇, 접이식 소형진공청소기, 먼지통비우기로 이루어진다.

먼저, 로봇의 좌우측 전방의 하부에 부착되어 있는 사이드브러시를 이용해서 먼지를 모은다.

이는 좌측 전방에 부착된 사이드 브러시와 우측 전방에 부착된 사이드 브러시는 본체의 안쪽 방향으로 회전하여 좌우측 전방과 로봇의 옆쪽에 있는 먼지까지 모아서 로봇의 안쪽 방향, 즉 로봇 하부의 메인브러시의 회전을 통한 진공흡입구까지 이송시킨다.

이때에 좌우측 전방에 부착된 각각의 사이드 브러시는 바닥면에 닿아 있는 형태로 먼지를 쓸어서 모아주는 역할을 한다.

다음으로, 두개의 사이드 브러시의 회전을 통해서 보내준 먼지를 메인브러시의 회전을 통해서 비교적 큰 먼지를 흡입한다.

메인브러시는 바닥을 슬어서 먼지를 자동 청소 로봇의 후방 쪽으로 보내어 주는 방향으로 회전하여 제1 메인 브러시 먼지통과 제2 메인 브러시 먼지통으로 보낸다.

이때, 메인 브러시의 솔에서 미처 떨어지지 않은 머리카락 등의 먼지들을 제거하여 메인 브러시 먼지통으로 보내기 위하여 갈고리 모양의 브러시 먼지 제거기(미도시)를 부착하여 메인 브러시가 브러시 먼지 제거기를 지나갈 때 훑어 주는 역할을 하게 된다.

메인 브러시가 먼지를 쓸어서 메인 브러시 먼지통으로 보낼 때 메인 브러시가 빗자루 역할을 하게 되고, 원호 형태의 가이드가 쓰레받기 역할을 하게 되어 먼지들을 브러지 먼지통으로 보낸다.

다음으로, 제1 진공팬과 제1 진공모터, 그리고 제2 진공팬과 제2 진공모터를 통해서 미세먼지를 흡입한다.

자동 청소 로봇의 먼지 흡입경로는 도 5에서 도시한 바와 같이, 좌측이 자동청소로봇의 정면 방향이고, 우측의 자동청소로봇의 후면 방향이 된다.

자동 청소 로봇이 주행시 하면에 있는 메인 브러시와 진공 미세먼지 흡입구는 도 13에서 도시한 바와 같이 설치된다.

제2 진공 모터의 회전에 의해 진공 미세먼지 흡입구로 흡입력이 발생되어, 미세먼지들이 진공 미세먼지 흡입구를 따라 제2 진공팬 방향으로 흡입된다.

이때, 제2 진공팬과 제2 진공모터의 진공에 의해 흡입력으로 미세먼지를 흡입하여 청소 동작을 수행하게 된다.

다음으로, 바닥면의 스팀부를 통해 고온으로 가열된 스팀을 분사시킨다.

이는 제어부의 제어를 통해 스팀부 동작신호가 입력되면, 스팀용 물 저장탱크(153a)에 저장된 물이 공급파이프를 통해 발열체로 공급되고, 발열체에서 공급된 물을 고온으로 가열하여 스팀배출구로 전달한다.

이때, 스팀배출구에서 고온으로 가열된 스팀을 2초~5초 주기로 분사시킨다.

이처럼, 본 발명에서는 자동청소로봇을 통해 진공 흡입 이전에 사이드 브러시와 메인 브러시를 통한 큰 먼지 흡입이 이루어지기 때문에 보다 적은 힘으로 미세먼지만을 흡입하도록 유도할 수 있고, 접이식 소형진공청소기를 통해 좁은 틈이나 침대 및 가구의 바닥면을 청소하기 위해 진공팬들의 회전을 통한 큰 흡입력으로 청소하도록 유도할 수 있어, 좁은 틈이나 침대 및 가구의 바닥면, 또는 벽면과 바닥면이 만나는 코너 지역이나 방의 모서리 지역을 깔끔하게 청소할 수 있고, 기존에 비해 전기 소비율을 효율적으로 향상시킬 수가 있다.

[접이식 소형 진공청소기의 동작과정]

본 발명에서는 자동 청소로봇을 사용하여 자동 청소를 수행하기 전이나 후에 자동 청소 로봇이 청소를 할 수 없는 부분, 즉 가구나 가전제품의 상단 먼지들을 청소하기 위하여 자동 청소로봇의 개구부에 부착된 접이식 소형 진공청소기를 사용한다.

먼저, 접이식 소형진공청소기가 자동 청소로봇으로부터 착탈될 때에는 제1 메인브러시 먼지통과 제2 메인브러시 먼지통에 설치된 먼지통 게이트가 탄성스프링에 의해 슬라이드로 내려와 제1 메인브러시 먼지통과 제2 메인브러시 먼지통을 차단시켜, 제1 메인브러시 먼지통과 제2 메인브러시 먼지통에 흡입된 먼지가 외부로 떨어지지 않게 방지한다.

이어서, 상기 제1 메인브러시 먼지통과 제2 메인브러시 먼지통에 설치된 먼지통 게이트의 암수의 결합바가 서로 결합되어 전단부 먼지통과 후단부 먼지통이 서로 접하는 부위가 떨어지지 않게 안전하게 결합된다.

이어서, 접이식 소형진공청소기의 동작 스위치를 켜면, 내부의 제1진공팬과 제1 진공모터, 그리고 제2 진공팬과 제2 진공모터가 구동된다.

이때 발생되는 흡입력에 의해 흡입구 게이트에도 흡입력이 생겨 먼지를 흡입하여 청소한다.

이어서, 흡입된 먼지들은 전단부 먼지통과 후단부 먼지통을 따라 흡입된다.

[먼지 비우기]

자동청소로봇으로 청소를 하여 모아진 먼지, 또는 접이식 소형진공청소기를 이용하여 청소한 먼지들을 비울 경우에는 자동청소로봇에서 접이식 소형진공청소기를 착탈시켜 분리한 후, 먼지통 게이트를 열어 제1 메인브러시 먼지통과 제2 메인브러시 먼지통에 모아진 먼지들을 비운다.

도 1은 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기가 착탈식으로 부착된 자동 청소로봇를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기가 착탈식으로 부착된 자동 청소로봇의 구성요소를 도시한 블럭도,

도 3은 본 발명에 따른 자동 주행 제어모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,

도 4는 본 발명에 따른 배터리충전부의 구성요소를 도시한 블럭도,

도 5는 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기가 착탈식으로 부착된 자동 청소로봇의 후면을 도시한 후면사시도,

도 6은 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기가 착탈식으로 부착된 자동 청소로봇의 후면을 분해한 분해사시도,

도 7은 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기가 자동청소로봇으로부터 분리되는 과정을 도시한 일실시예도,

도 8은 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기의 구성요소를 도시한 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기(200)가 자동 청소로봇(100)으로부터 착탈될 때에 제1 메인브러시 먼지통(221)과 제2 메인브러시 먼지통(231)에 설치된 먼지통 게이트(220a,230a)가 탄성스프링에 의해 슬라이드로 내려와 제1 메인브러시 먼지통(221)과 제2 메인브러시 먼지통(231)을 차단시키는 것을 도시한 제1일실시예도,

도 10은 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기(200)가 자동 청소로봇(100) 으로부터 착탈될 때에 제1 메인브러시 먼지통(221)과 제2 메인브러시 먼지통(231)에 설치된 먼지통 게이트(220a,230a)가 탄성스프링에 의해 슬라이드로 내려와 제1 메인브러시 먼지통(221)과 제2 메인브러시 먼지통(231)을 차단시키는 것을 도시한 제2일실시예도,

도 11은 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기(200)의 전단부 먼지통과 후단부먼지통이 결합된 형상을 도시한 사시도,

도 12는 본 발명에 따른 제1 진공팬(222a)과 제1 진공모터(222b)와, 제2 진공팬(232a)과 제2 진공모터(232b)가 병렬구조를 이루며 전단부 먼지통 후단(220)과 후단부 먼지통(230) 후단 내부에 나란히 형성된 것을 도시한 일실시예도,

도 13은 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기가 착탈식으로 부착된 자동 청소로봇의 바닥면에 위치한 메인브러시와 진공흡입구 부분(A)을 확대한 사시도,

도 14는 본 발명에 따른 전단부 먼지통 후단(220)과 후단부 먼지통(230) 후단 내부에 나란히 형성된 제1 진공팬(222a)과 제1 진공모터(222b) 및, 제2 진공팬(232a)과 제2 진공모터(232b)를 도시한 일실시예도,

도 15는 본 발명에 따른 접이식 소형진공청소기가 착탈식으로 부착된 자동 청소로봇의 전체 동작과정을 도시한 순서도.

※ 도면 부호의 간단한 설명 ※

110 : 본체 110a : 범퍼부

111 : 개구부 111a : 접속소켓

111b : 접속컨넥터 120 : 자동 주행 제어모듈

121 : 주행감지센서부 121a : 초음파 센서

121b : 레이져 센서 121c : 엔코더

121d : 각도측정센서 122 : CCD 카메라

123 : 레이저광송출소자 124 : 송수신안테나

130 : 배터리충전부 131 : 로테이터부

132 : 정류회로부 133 : 충전회로부

134 : 충전컨넥터 141 : 주행방향 조절용 선행바퀴

141a : 제1회전모터 142a : 제1 주행보조바퀴

142b : 제2 주행보조바퀴 142a-1 : 제2 회전모터

142b-1 : 제3 회전모터 150 : 청소수단

151a, 151b : 사이드 브러시 140 : 주행수단

152 : 메인 브러시 153 : 진공흡입구

154 : 스팀부 154a : 스팀용 물 저장탱크

154b : 공급파이프 154c : 발열체

154d : 스팀배출구 200 : 접이식 소형진공청소기

210 : 먼지흡입구 220 : 전단부 먼지통

221 : 제1메인브러시먼지통 222a : 제1 진공팬

222b : 제1 진공모터 222 :제1진공모터용먼지통

230 : 후단부 먼지통 231 : 제2메인브러시먼지통

232a : 제2진공팬 232b : 제2진공모터

232 : 제2진공모터용먼지통

A : 메인브러시와 진공흡입구를 확대한 부분

Claims (8)

1. 본체의 범퍼부에 설치된 센서를 이용하여 청소영역과 장애물들을 감지하고, 그 청소영역을 주행하며 자동으로 청소를 하도록 본체, 자동 주행 제어모듈, 주행수단, 청소수단으로 구성된 자동 청소로봇에 있어서,

   상기 자동 청소로봇은 원판형상의 본체 후면에 형성된 개구부에 접이식 구조를 이루며 본체의 접속소켓에 탈부착되는 접이식 소형진공청소기가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 접이식 소형 진공청소기가 결합된 자동 청소로봇.
2. 제1항에 있어서, 접이식 소형진공청소기는 전방에 좁은 틈새의 먼지를 흡입하는 먼지 흡입구가 형성되고, 그 먼지 흡입구의 후단에 층상구조를 갖는 전단부 먼지통과 후단부 먼지통이 서로 연결되어 형성되며, 전단부 먼지통과 후단부 먼지통이 서로 접하는 부위에 설치된 먼지통 게이트를 기준으로 전단부 먼지통과 후단부 먼지통이 접이식으로 나뉘어 분리되는 것을 특징으로 하는 접이식 소형진공청소기가 결합된 자동 청소로봇.
3. 제1항에 있어서, 접이식 소형진공청소기는 제1 진공팬과 제1 진공모터와, 제2 진공팬과 제2 진공모터가 병렬구조를 이루며 전단부 먼지통 후단과 후단부 먼지 통후단 내부에 나란히 형성되는 것을 특징으로 하는 접이식 소형진공청소기가 결합된 자동 청소로봇.
4. 제1항에 있어서, 자동 청소로봇은 바닥면의 사이드 브러시 후단에 주행수단의 회전운동을 전기에너지로 바꾸어 본체 구동용 메인배터리와 접이식 소형진공청소기 구동용 보조배터리를 동시에 충전시키는 배터리 충전부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 접이식 소형진공청소기가 결합된 자동 청소로봇.
5. 제4항에 있어서, 배터리 충전부는 주행보조바퀴에 연결되어 주행보조바퀴의 회전에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 로테이터부와, 로테이터부에서 발생된 교류전류를 직류전류로 바꾸어 주는 정류회로부와, 정류회로부에서 출력된 직류를 축전지에 충전시키는 충전회로부와, 제어부의 제어에 따라 충전회로부에서 충전된 축전지의 충전전압을 본체 구동용 메인배터리와 접이식 소형진공청소기 구동용 보조배터리에 공급해주는 충전컨넥터로 구성되는 것을 특징으로 하는 접이식 소형진공청소기가 결합된 자동 청소로봇.
6. 제1항에 있어서, 자동 청소로봇의 자동 주행 제어모듈은 제어부에 리젼파일 링(Region Filling) 알고리즘이 구성되어, 주행감지센서부를 통해 장애물이 감지될 경우에 회피 또는 충돌할지를 판단하고, 회피시에는 전방의 장애물로부터 일정거리까지 전진한 후 주행보조바퀴 중 좌측바퀴와 우측바퀴의 주행방향을 서로 반대로 주행하여 방향전환을 통해 장애물을 회피시키도록 제어하고, 충돌시에는 전방의 장애물로부터 일정거리까지 전진한 후 좌측바퀴와 우측바퀴의 구동속도를 감속시켜 저속으로 전방의 장애물과 충돌되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 접이식 소형진공청소기가 결합된 자동 청소로봇.
7. 제1항에 있어서, 청소수단은 본체 바닥면의 전방 좌·우측에 십자형상의 사이드 브러시가 설치되는 것을 특징으로 하는 접이식 소형진공청소기가 결합된 자동 청소로봇.
8. 제1항에 있어서, 청소수단은 본체 바닥면에 고온으로 가열된 스팀을 분사시키는 스팀부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 접이식 소형진공청소기가 결합된 자동 청소로봇.

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