KR20220002693A - 로봇 청소기 - Google Patents

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KR20220002693A
KR20220002693A KR1020217041866A KR20217041866A KR20220002693A KR 20220002693 A KR20220002693 A KR 20220002693A KR 1020217041866 A KR1020217041866 A KR 1020217041866A KR 20217041866 A KR20217041866 A KR 20217041866A KR 20220002693 A KR20220002693 A KR 20220002693A
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KR
South Korea
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restoring force
suspension
robot cleaner
providing unit
wheel
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Application number
KR1020217041866A
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English (en)
Inventor
김황
이승진
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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Abstract

본체;
상기 본체의 전방에 배치되는 전방 보조 바퀴;
상기 본체의 후방에 배치되는 후방 보조 바퀴;
상기 전방 보조 바퀴와 상기 후방 보조 바퀴의 사이에 배치되는 주 바퀴; 및
상기 주 바퀴의 높이를 상기 본체에 대해서 변화시키고, 상기 주 바퀴를 회전시켜 상기 본체를 이동시키는 주행부;를 포함하는 로봇 청소기.

Description

로봇 청소기
본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구조를 이용해서 서스펜션이 회전된 각도가 변화되더라도 로봇 청소기의 주행을 위한 접지력을 일정하게 제공할 수 있는 로봇 청소기에 관한 것이다.
로봇 청소기는 청소하고자 하는 구역 내를 스스로 주행하면서 바닥으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하는 장치이다. 다시 말해서, 상기 로봇 청소기는 일정 구역의 청소를 자동으로 수행한다. 이를 위하여, 상기 로봇 청소기에는, 청소구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 감지하는 거리 센서, 그리고 상기 로봇 청소기의 이동을 위한 좌, 우측 바퀴가 구비된다. 여기서, 상기 좌, 우측 바퀴는 각각 좌륜모터와 우륜모터에 의해 회전하도록 구성되어, 상기 좌륜모터와 우륜모터의 구동에 따라 상기 로봇 청소기가 스스로 방향 전환을 하면서 실내의 청소를 수행한다.
또한, 상기 로봇 청소기의 하부에는, 바닥에서 이물질을 흡입하는 흡입 노즐이 구비된다. 상기 흡입 노즐은, 상기 청소기 본체에 움직일 수 없도록 고정되는 노즐 케이스와 상기 노즐 케이스의 바닥에 형성되어 이물질을 흡입하는 흡입구와 상기 흡입구에 회전 가능하게 구비되어 바닥에 쌓인 먼지 등의 이물질을 상기 흡입구로 쓸어올리는 에지테이터를 포함하여 구성된다.
한국 등록특허(10-0751591)에서는 이동을 위해 구동력을 제공하는 좌륜모터와 우륜모터 외에 휠이 빠지는 경우에 스트로크 증가시키기 위한 모터를 사용하여 휠을 내린다. 이 경우 관련된 기어 모듈의 추가 구성 및 추가 센싱에 의한 제어가 필요해서 기술적으로 복잡하다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 간단한 구조를 이용해서, 서스펜션의 회전 각도가 변화되더라도 주행이 가능한 접지력을 제공할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.
본 발명은 로봇청소기의 휠이 깊은 장애물에 빠져있는 상황에서도 충분한 접지반력(수직항력)을 제공할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.
본 발명은 휠의 위치에 구애받지 않는 등반성능 제공할 수 있는 로봇 청소기를 제공한다.
본 발명에서는 로봇청소기의 주행 중 발생할 수 있는 휠 빠짐에 의한 마찰력 저하 문제를 해결하기 위해 추가 모터와 감속기를 구성하여 센싱에 의한 제어를 통한 복잡한 방법으로 문제를 해결하지 않는다. 대신에 로봇청소기의 휠이 빠진 상황에서도 일정 접지력을 유지할 수 있는 가스를 충진한 가스 스프링 또는 태엽 스프링(spiral spring)을 서스펜션에 적용하여 휠빠짐 상황에서 일정 마찰력을 유지할 수 있는 로봇 청소기를 제공한다.
본 발명은 본체;와 본체를 이동 또는 회전시키는 주 바퀴; 및 상기 주 바퀴의 높이를 상기 본체에 대해서 변화시키고, 상기 주 바퀴를 회전시켜 상기 본체를 이동시키는 주행부;를 포함하는 로봇 청소기를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 본체의 전방에 배치되는 전방 보조 바퀴; 상기 본체의 후방에 배치되는 후방 보조 바퀴;를 포함하되, 주 바퀴는 상기 전방 보조 바퀴와 상기 후방 보조 바퀴의 사이에 배치된다. 전방 보조 바퀴와 후방 보조 바퀴에는 별도의 구동 장치가 연결되지 않지만, 로봇 청소기가 이동함에 따라 주 바퀴의 회전에 영향을 받아서 종속적으로 회전될 수 있다.
상기 주행부는, 상기 본체에 결합되는 하우징과, 상기 하우징에 마련된 결합공에 삽입되는 회전축을 중심으로 회전되고, 상기 주 바퀴에 결합되는 서스펜션 및 상기 하우징에 이동되지 않도록 일단이 고정되는 복원력 제공부를 포함한다.
상기 복원력 제공부는 상기 서스펜션이 상기 하우징에 대해서 회전되면 변형되어 복원력을 제공한다. 복원력은 이전의 형상 또는 형태를 유지하려는 힘을 의미할 수 있다.
상기 복원력 제공부는 변형되더라도 일정한 복원력을 제공하는 것이 가능하다.
또한 상기 복원력 제공부는 변형되더라도 상기 로봇 청소기의 무게에 대비해서 일정한 범위의 복원력을 제공하는 것이 가능하다.
상기 일정한 범위는 상기 로봇 청소기의 무게에 대비해서 45~70%인 것이 가능하다..
상기 주행부는 상기 주 바퀴를 회전시키는 구동 모터를 포함해서, 상기 구동 모터에서 회전력이 발생되면 주 바퀴가 회전된다. 주 바퀴는 로봇 청소기의 좌측과 우측에 두 개가 구비되고, 구동 모터도 좌측과 우측에 개별적으로 구비되어, 로봇 청소기가 전진 또는 후진, 좌우 방향으로 회전되는 주행이 가능하다.
상기 하우징에 대한 상기 서스펜션의 회전은 상기 복원력 제공부에서 제공하는 힘에 의해서 이루어지는 것이 가능하다.
상기 주행부는, 일단이 상기 서스펜션에 결합되고, 타단이 상기 복원력 제공부에 결합되어, 상기 복원력 제공부와 상기 서스펜션을 서로 연결하는 연결바를 포함한다.
상기 연결바는, 상기 서스펜션에 회전가능하게 결합되는 제1결합부와,
상기 복원력 제공부에 회전가능하게 결합되는 제2결합부를 포함한다.
상기 복원력 제공부는 내부에 가스가 충진되어 변위에 대한 복원력을 발생시키는 가스 스프링을 포함한다. 상기 가스 스프링은, 내부에 가스가 충진된 몸체부와, 상기 몸체부 내에서 이동하는 피스톤과, 상기 피스톤에서 연장되어, 상기 연결바에 결합되는 피스톤 로드를 포함한다.
상기 피스톤 로드가 이동하더라도 상기 복원력 제공부의 복원력이 일정하게 유지되는 것이 가능하다.
상기 복원력 제공부는 태엽 스프링을 포함하되, 상기 복원력 제공부는 상기 서스펜션에 직접 회전이 가능하게 결합되는 것이 가능하다.
상기 태엽 스프링은, 상기 서스펜션에 결합되는 연장부와, 상기 연장부가 감기는 공간을 이루는 휠을 포함하는 것이 가능하다.
상기 연장부의 위치가 변화되면 상기 서스펜션은 상기 하우징에 대해서 회전되는 것이 가능하다.
연장부의 일단이 이동되더라도, 상기 복원력 제공부에서 제공하는 복원력은 일정하게 유지되는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면 주행 중에 휠 빠짐에 의한 문제를 해결하기 위해 추가 모터와 감속기를 구비하고, 센싱에 의한 제어를 통한 복잡한 방법을 채택할 필요가 없다.
로봇청소기의 휠이 빠진 상황에서도 일정 접지력을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 휠이 깊은 장애물에 빠진 상황에서도 휠에 충분한 마찰력이 발생되어, 휠이 헛도는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 하면을 도시한 도면.
도 2는 일 실시예에 따른 본 발명의 요부를 설명한 분해 사시도.
도 3은 일 실시예의 가스 스프링을 설명한 도면.
도 4는 도 2에서 가스 스프링이 수축된 상태를 설명한 도면.
도 5는 도 2에서 가스 스프링이 인장된 상태를 설명한 도면.
도 6 내지 도 8은 다른 실시예에 따른 본 발명의 요부를 설명한 도면.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 하면을 도시한 도면이다. 이하 도 1을 참조해서 설명한다.
본 발명은 외관을 형성하는 본체(10), 상기 본체(10)에 마련되어 상기 본체(10)를 전후로 이동시키거나 회전이 가능하도록 회전하는 주 바퀴(40), 및 상기 본체(10)의 일 측을 지지하고 상기 주 바퀴(40)에 의한 상기 본체(10)의 회전을 보조하는 전방 보조 바퀴(20)를 구비한다.
이때 상기 주 바퀴(40)는 상기 본체(10)의 좌측 및 우측에 서로 독립적으로 구비되어, 좌측 및 우측은 서로 독립적으로 구동될 수 있다.
상기 본체(10)에는 이물질 등을 흡입하는 흡입부(14)와 상기 본체(10)가 단차를 오를 때에 상기 본체(10)를 안내하는 경사부(12)가 구비된다. 상기 경사부(12)는 상기 본체(10)의 전방 일측 하단에 형성되어, 소정 각도로 경사지도록 마련되는 부분을 의미한다.
상기 흡입부(14)는 상기 본체(10)에 구비되어 회전되면서 청소가 이루어지는 바닥면에 접촉하는 에지테이터, 상기 본체(10)에 형성되어 상기 본체(10) 내측에서 발생된 흡입력에 의해서 외부의 이물질을 흡입할 수 있는 흡입구 등을 포함할 수 있다.
상기 경사부(12)는 상기 본체(10)의 최전방에 배치되고, 그 후방에 상기 전방 보조 바퀴(20)가 마련되며, 상기 전방 보조 바퀴(20)의 후방에는 상기 주 바퀴(40)가 배치된다.
한편 상기 주 바퀴(40)의 후방에는 상기 본체(10)의 타측을 지지하도록 후방 보조 바퀴(30)가 마련될 수 있다.
상기 전방 보조 바퀴(20)와 상기 후방 보조 바퀴(30)는 상기 본체(10)에 대해 수평 방향으로 회전이 자유롭게 가능하도록 마련된다. 한편 상기 전방 보조 바퀴(20) 및 상기 후방 보조 바퀴(30)는 상기 본체(10)에 대해 높이가 고정되도록 마련된다.
한편 상기 주 바퀴(40)는 양측에 두 개의 바퀴로 구성되어 있고, 양측의 바퀴가 서로 다른 회전 속도로 회전하거나 서로 다른 회전 방향으로 회전해서 상기 본체(10)가 어느 좌측 또는 우측으로 회전이 가능하도록 한다.
특히 상기 주 바퀴(40)는 상기 전방 보조 바퀴(20)와는 달리 상기 본체(10)를 기준으로 높이가 변화되도록 마련된다.
도 2는 일 실시예에 따른 본 발명의 요부를 설명한 분해 사시도이다.
도 2에서는 주행부(100)에 대한 구성을 설명한다. 상기 주행부(100)는 상기 주 바퀴(40)의 높이를 상기 본체(10)에 대해서 변화시킬 수 있다. 또한 상기 주행부(100)는 상기 주 바퀴(40)를 회전시켜서, 상기 본체(10)가 이동 또는 좌우방향으로 턴을 시킬 수 있다.
상기 주행부(100)는, 상기 본체(10)에 결합되는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)에 회전가능하게 결합되는 서스펜션(130)을 포함한다.
이때 상기 하우징(110)에는 결합공(112)이 마련되고, 상기 서스펜션(130)에 구비된 회전축(132)은 상기 결합공(112)에 삽입되어서, 상기 결합공(112) 및 상기 회전축(132)을 중심으로 상기 서스펜션(130)이 회전될 수 있다.
한편 상기 서스펜션(130)의 일단에는 상기 주바퀴(40)이 결합된다. 상기 서스펜션(130)이 상기 하우징(110)에 대해서 회전되는 각도가 변화되더라도, 상기 주바퀴(40)는 바닥에 접지된 상태가 유지될 수 있다.
상기 주행부(100)는 상기 하우징(110)에 이동되지 않도록 일단이 고정되고, 상기 서스펜션(130)이 상기 하우징(110)에 대해서 회전되면 변형되어 복원력을 제공하는 복원력 제공부를 포함한다. 이때 상기 복원력 제공부는 내부에 가스가 충진되어서, 발생되는 변위에 따라 복원력을 발생시키는 가스스프링(200)을 포함한다. 이때 복원력은 이전의 형상 또는 형태를 유지하려는 힘이거나 초기 형상 또는 형태로 돌아가려는 힘을 의미하는 것이 가능하다.
상기 하우징(110)에 대한 상기 서스펜션(130)의 회전은 상기 복원력 제공부에서 제공하는 힘에 의해서 이루어진다.
상기 주행부(100)는 상기 주 바퀴(40)를 회전시키는 구동 모터(170)를 포함한다. 상기 주 바퀴(40)의 회전력은 상기 구동 모터(170)에 의해서 제공되는 것으로 상기 구동 모터(170)에서 회전력이 발생되면 상기 주 바퀴(40)는 회전되고, 상기 구동 모터(170)에서 회전력이 발생되지 않으면 상기 주 바퀴(40)는 회전되지 않는다. 상기 구동 모터(170)는 상기 서스펜션(130)이 상기 하우징(110)에 대해서 회전되는 운동에는 관여하지 않고, 상기 주 바퀴(40)가 회전되는 회전력만을 제공한다.
상기 서스펜션(130)은 감속기어 모듈(138)을 포함하고, 상기 주 바퀴(40)는 상기 감속기어 모듈(138)에 결합된다. 상기 구동 모터(170)도 상기 감속기어 모듈(138)에 결합되어서, 상기 구동 모터(170)에서 발생되는 정방향 또는 역방향의 회전력은 상기 감속기어 모듈(138)을 통해서 상기 주 바퀴(40)에 전달된다. 따라서 상기 구동 모터(170)에서 제공되는 회전속도 및 회전력은 상기 감속기어 모듈(138)에 의해서 변화되어서 상기 주 바퀴(40)를 회전시킬 수 있다.
상기 주행부(100)는, 일단이 상기 서스펜션(130)에 결합되고, 타단이 상기 복원력 제공부에 결합되어, 상기 복원력 제공부와 상기 서스펜션을 서로 연결하는 연결바(180)를 포함한다.
상기 연결바(180)는 길게 연장되고, 길이가 변화되지 않는 강체로 이루어진다. 상기 연결바(180)는 상기 서스펜션(130)에 회전가능하게 결합되는 제1결합부(182)와, 상기 가스 스프링(200)에 회전가능하게 결합되는 제2결합부(184)를 포함한다. 상기 제1결합부(182)와 상기 제2결합부(184)는 상기 연결바(180)의 양단에 배치되어서, 각각 부재가 삽입되어 결합될 수 있는 구멍이 형성된다.
상기 서스펜션(130)에는 상기 제1결합부(182)에 삽입되는 돌기(132)가 형성된다. 상기 돌기(132)는 상기 제1결합부(182)에 형성된 구멍에 삽입되어서, 상기 서스펜션(130)이 상기 연결바(180)에 대해서 회전이 가능하게 결합될 수 있다.
상기 가스 스프링(200)에는 상기 제2결합부(184)에 삽입되는 돌기(202)가 형성된다. 상기 돌기(202)는 상기 제2결합부(184)에 형성된 구멍에 삽입되어서, 상기 가스 스프링(200)이 상기 연결바(180)에 대해서 회전이 가능하게 결합될 수 있다.
상기 가스 스프링(200)의 일단은 상기 하우징(110)에 이동이 불가능하게 결합된다. 상기 하우징(110)에 결합된 상태에서 상기 가스 스프링(200)은 길이 방향으로만 변형이 발생될 수 있다.
상기 서스펜션(130)은 상기 구동 모터(170)가 수용되는 공간과, 상기 주 바퀴(40)가 수용되는 공간을 형성할 수 있다. 상기 서스펜션(130)은 상기 하우징(110)에 중첩되도록 배치되다가, 상기 서스펜션(130)이 회전됨에 따라 상기 서스펜션(130)의 일부가 상기 하우징(110)으로부터 벗어나도록 이동될 수 있다.
도 3은 일 실시예의 가스 스프링을 설명한 도면이다.
본 실시예에서 사용되는 가스 스프링은 다양한 형태가 적용될 수 있지만, 설명의 편의상 도 3에서 관련된 하나의 실시예를 중심으로 설명한다. 본 실시예에서는 도 3에서 설명하는 가스 스프링 외에도 다양한 형태의 가스 스프링이 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 가스 스프링(300)은 가스가 내부에 충진되는 몸체부(210)와 상기 몸체부(210)의 내부에서 이동하는 피스톤(220)을 포함한다. 상기 피스톤(220)은 상기 몸체부(210)의 내부 공간의 단면과 유사한 크기를 가지도록 형성되어, 상기 몸체부(210)의 내부에서 좌우방향으로 이동될 수 있다. 상기 몸체부(210)가 좌우 방향으로 이동되면 좌우측에 위치한 가스가 압축 또는 팽창되면서 상기 피스톤(220)의 이동 변위에 따른 복원력을 발생시킬 수 있다.
상기 피스톤(220)에는 피스톤 로드(230)가 결합되고, 상기 피스톤 로드(230)는 상기 몸체부(210)의 일측에 형성된 관통공을 관통해서, 외부로 노출된다. 상기 피스폰 로드(230)가 상기 몸체부(210)를 관통하는 부분에는 상기 피스톤 로드(230)의 이동을 가이드하면서, 상기 몸체부(210)에 충진된 가스가 상기 관통공을 통해서 누설되지 않도록 밀폐 부재 또는 가이드 부재가 구비될 수 있다.
도 3에 도시된 것처럼, 상기 피스톤(220)의 이동 거리(S1, S2)에 따라서, 상기 가스 스프링(200)에서 제공되는 복원력은 F1~F2의 범위를 유지할 수 있다. 통상적인 스프링은 탄성상수가 변위에 비례하는데, 가스 스프링(200)은 탄성 상수에 대응되는 값이 상대적으로 작아서, 복원력의 변화범위가 작아질 수 있다. 상기 피스톤 로드가 이동하더라도 상기 가스 스프링의 복원력이 일정한 범위 내에서 유지될 수 있다.
가스 스프링의 스프링상수는 비선형적이다. 가스로는 공기가 사용될 수 있다. 가스 스프링의 특성은 비선형(progressive)이다.
본 발명에서는 상기 복원력 제공부는 변형되더라도 일정한 복원력을 제공하는 것이 가능하다. 상기 복원력 제공부에서 일정한 복원력을 제공하기 때문에, 상기 서스펜션(130)이 상기 하우징(110)에 대해서 회전된 각도가 변화되더라도, 상기 주 바퀴(40)는 접지된 바닥에 대해서 일정한 마찰력을 유지할 수 있다. 따라서 주 바퀴(40)가 상기 서스펜션(130)이 깊은 곳에 빠져 있는 상태이거나 상기 주 바퀴(40)가 평탄한 바닥에 위치해 있는 상태에서, 상기 복원력 제공부가 일정한 힘을 제공해서 상기 주 바퀴(40)는 일정한 주행력을 유지할 수 있다. 상기 복원력 제공부는 정하중 복원력을 가져서, 서스펜션(130)의 회전 각도에 무관하게 주 바퀴가 바닥에 일정한 마찰을 발생시킬 수 있도록 할 수 있다.
이때 정하중 복원력은 당업자의 기술 수준에서 기재한 용어로 일정한 복원력 또는 일정한 범위의 복원력을 의미할 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 복원력 제공부는 변형되더라도 상기 로봇 청소기의 무게에 대비해서 일정한 범위의 복원력을 제공하는 것이 가능하다. 이때 상기 일정한 범위는 상기 로봇 청소기의 무게에 대비해서 45~70%인 것이 가능하다. 상기 복원력 제공부로 상기 가스 스프링을 사용하는 경우에, 상기 가스 스프링에 충진되는 가스 중류, 상기 몸체부의 내부 공간 크기, 상기 몸체부의 단면의 크기, 상기 피스톤의 단면의 크기 등을 고려해서, 상기 가스 스프링이 로봇 청소기의 무게에 대해서 일정 범위의 정하중 복원력을 제공할 수 있도록 구성할 수 있다. 상기 가스 스프링에서 로봇 청소기의 무게를 기준으로 45~70%의 복원력을 제공하면, 상기 주 바퀴는 이동이 가능할 수준으로 바닥에 마찰력을 발생시킬 수 있다.
도 4는 도 2에서 가스 스프링이 수축된 상태를 설명한 도면이고, 도 5는 도 2에서 가스 스프링이 인장된 상태를 설명한 도면이다. 도 4a는 주행부의 사시도이고, 도 4b는 주행부의 측면도이다. 도 5a는 주행부의 사시도이고, 도 5b는 주행부의 측면도이다.
로봇 청소기가 바닥에 굴곡이 없는 평지를 주행할 때에는 로봇 청소기의 하중으로 인해서 상기 서스펜션(130)은 상기 하우징(110)과 중첩된 부분이 많이 유지되도록, 상기 서스펜션(130)은 상기 하우징(110)의 내부 공간에 접혀져 있다. 상기 주 바퀴(40)은 바닥에 접촉한 상태에서 회전되는데, 상기 주 바퀴(40)의 회전력에 의해서 로봇 청소기는 주행을 할 수 있다.
한편 로봇 청소기가 바닥이 함몰되어 있는 장애물을 통과하는 경우에는 로봇 청소기의 하중이 상기 서스펜션(130)을 충분히 누르지 못해서, 상기 서스펜션(130)은 상기 하우징(110)에 대해서 중첩된 부분이 줄어들도록 회전된다. 이때 상기 서스펜션(130)은 상기 회전축(132)을 중심으로 반 시계 방향으로 회전(도 4 및 도 5를 기준으로 함)되면서 상기 하우징(110)으로부터 펼쳐진다.
이 경우 상기 돌기(202)가 우측으로 이동되면서, 상기 가스 스프링(200)이 신장된다. 상기 연결바(180)는 길이가 일정한 강체이기 때문에, 상기 연결바(180)는 우측으로 이동된다. 따라서 상기 연결바(180)의 상기 제1결합부(182)도 우측으로 이동되고, 상기 서스펜션(130)에 마련된 돌기(132)도 우측으로 이동된다. 이때 상기 서스펜션(130)은 상기 하우징(110)에 대해서 상기 회전축(132)을 기준으로 회전가능하게 결합되기 때문에, 상기 서스펜션(130)은 상기 하우징(110)에 대해서 회전될 수 있다.
일 실시에에 적용된 상기 가스 스프링(200)은 상기 하우징(110)에 일단이 고정된 상태이기 때문에 피스톤 로드 또는 몸체부에 마련된 상기 돌기(202)가 이동되면서, 가스 스프링이 신장되어 변위가 발생할 수 있다. 도 3에서 설명한 것처럼 본 발명의 일 실시예에서는 변위에 대해서 일정 범위 또는 일정한 복원력을 제공하기 때문에 도 4의 경우나 도 5의 경우에 무관하게, 상기 서스펜션(130)에는 일정한 또는 일정 범위의 복원력이 제공된다. 따라서 상기 주 바퀴(40)는 로봇 청소기가 주행할 수 있을 정도로 바닥에 마찰력을 가할 수 있다.
본 실시예서는 종래 기술과 달리 가스 스프링 전체가 하우징에 대해서 이동가능하도록 구성되지 않기 때문에 가스 스프링을 이동시키기 위한 구성을 구비할 필요가 없다. 또한 가스 스프링을 이동시키기 위한 시점이나 조건을 산출하기 위한 동작을 할 필요가 없기 때문에 센서 또는 제어부를 구성할 필요가 없다. 따라서 본 실시예에서는 간단한 구성을 통해서, 실제 로봇 청소기에 적용할 수 있는 기술을 도출한 것이다.
도 6 내지 도 8은 다른 실시예에 따른 본 발명의 요부를 설명한 도면이다.
다른 실시예에서는 상기 복원력 제공부가 가스 스프링이 아니라 태엽 스프링으로 구성된다는 점에 가장 큰 차이가 있다.
도 6 내지 도 8을 참조해서 설명하면, 상기 복원력 제공부는 태엽 스프링(300)을 포함한다. 상기 태엽 스프링(300)은 상기 서스펜션(130)에 직접 회전이 가능하게 결합되는 것이 가능하다. 상기 태엽 스프링(300)도 상술한 실시예의 가스 스프링과 같이 정하중 복원력을 제공할 수 있다.
상기 태엽 스프링(300)은, 상기 서스펜션(130)에 결합되는 연장부(310)와, 상기 연장부(310)가 감기는 공간을 이루는 휠(320)을 포함한다. 상기 연장부(310)의 위치가 변화되면 상기 서스펜션(130)은 상기 하우징(110)에 대해서 회전되는 것이 가능하다.
상기 연장부(310)의 일단은 상기 서스펜션(130)에 결합되어서, 상기 서스펜션(130)이 상기 하우징(110)으로부터 반 시계 방향으로 회전되면, 상기 연장부(310)가 상기 휠(320)로부터 신장된다. 따라서 상기 서스펜션(130)은 상기 하우징(110)으로부터 펼쳐지는 방식으로 동작될 수 있다.
반면에, 상기 서스펜션(130)이 상기 하우징(110)으로부터 시계 방향으로 회전되면, 상기 연장부(310)가 상기 휠(320)의 내부에 감기도록 구성되어서, 상기 서스펜션(130)은 상기 하우징(110)으로부터 접혀지는 방식으로 동작될 수 있다.
상술한 두 가지 경우와 같이 상기 연장부(310)의 일단이 이동되더라도, 상기 태엽 스프링(300)에서 제공하는 복원력은 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 서스펜션(130)이 상기 하우징(110)에 대해서 회전되는지 여부 또는 회전되는 각도에 무관하게 상기 태엽 스프링(300)에서는 복원력을 일정하게 유지할 수 있다. 따라서 상기 주 바퀴(40)가 회전될 때에 상기 주 바퀴(40)는 바닥에 대해서 주행이 가능할 정도의 마찰력을 항상 확보할 수 있다.
본 발명에서는 전자적으로 구성되는 센서와 제어부 등을 필요로 하지 않기 때문에, 로봇 청소기의 구성이 간단해질 수 있다. 또한 로봇 청소기의 주행 상황에 무관하게 주 바퀴에서 일정한 수준의 주행력을 확보할 수 있기 때문에, 로봇 청소기가 장애물을 통과할 수 있는 신뢰성이 향상될 수 있다.

Claims (15)

  1. 본체;
    상기 본체의 전방에 배치되는 전방 보조 바퀴;
    상기 본체의 후방에 배치되는 후방 보조 바퀴;
    상기 전방 보조 바퀴와 상기 후방 보조 바퀴의 사이에 배치되는 주 바퀴; 및
    상기 주 바퀴의 높이를 상기 본체에 대해서 변화시키고, 상기 주 바퀴를 회전시켜 상기 본체를 이동시키는 주행부;를 포함하고,
    상기 주행부는,
    상기 본체에 결합되는 하우징과,
    상기 하우징에 마련된 결합공에 삽입되는 회전축을 중심으로 회전되고, 상기 주 바퀴에 결합되는 서스펜션 및
    상기 하우징에 이동되지 않도록 일단이 고정되고, 상기 서스펜션이 상기 하우징에 대해서 회전되면 변형되어 복원력을 제공하는 복원력 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복원력 제공부는 변형되더라도 일정한 복원력을 제공하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복원력 제공부는 변형되더라도 상기 로봇 청소기의 무게에 대비해서 일정한 범위의 복원력을 제공하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 일정한 범위는 상기 로봇 청소기의 무게에 대비해서 45~70%인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주행부는 상기 주 바퀴를 회전시키는 구동 모터를 포함하고,
    상기 하우징에 대한 상기 서스펜션의 회전은 상기 복원력 제공부에서 제공하는 힘에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주행부는,
    일단이 상기 서스펜션에 결합되고, 타단이 상기 복원력 제공부에 결합되어, 상기 복원력 제공부와 상기 서스펜션을 서로 연결하는 연결바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결바는,
    상기 서스펜션에 회전가능하게 결합되는 제1결합부와,
    상기 복원력 제공부에 회전가능하게 결합되는 제2결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복원력 제공부는 내부에 가스가 충진되어 변위에 대한 복원력을 발생시키는 가스 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가스 스프링은,
    내부에 가스가 충진된 몸체부와,
    상기 몸체부 내에서 이동하는 피스톤과,
    상기 피스톤에서 연장되어, 상기 연결바에 결합되는 피스톤 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 피스톤 로드가 이동하더라도 상기 복원력 제공부의 복원력이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복원력 제공부는 태엽 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복원력 제공부는 상기 서스펜션에 직접 회전이 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 태엽 스프링은,
    상기 서스펜션에 결합되는 연장부와,
    상기 연장부가 감기는 공간을 이루는 휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연장부의 위치가 변화되면 상기 서스펜션은 상기 하우징에 대해서 회전되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기
  15. 제13항에 있어서,
    연장부의 일단이 이동되더라도, 상기 복원력 제공부에서 제공하는 복원력은 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
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