KR920010563B1

KR920010563B1 - 진공청소기의 자동주행방법

Info

Publication number: KR920010563B1
Application number: KR1019880014723A
Authority: KR
Inventors: 오기태
Original assignee: 주식회사 금성사; 최근선
Priority date: 1988-11-09
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1992-12-07
Also published as: KR900007378A

Abstract

내용 없음.

Description

진공청소기의 자동주행방법

제1도는 종래 진공청소기의 구성도.

제2도는 본 발명 진공청소기의 측면을 보인 구성도.

제3도는 본 발명 진공청소기의 전체구성을 보인 블록도.

제4도는 본 발명 진공청소기의 자동경로를 보인 작용도.

제5도는 본 발명 진공청소기의 자동주행에 있어서, 자세보정의 일예를 보인 작용도.

제6도는 본 발명 진공청소기의 자동주행에 대한 모드를 보인 표.

제7도는 본 발명 진공청소기의 자동주행에 대한 전체신호 흐름도.

제8도는 본 발명 진공청소기의 자동주행에 있어서, 전방거리 및 좌방거리 측정에 대한 신호흐름도.

제9도는 본 발명 진공청소기의 자동주행에 있어서, 자세보정에 대한 신호흐름도.

제10도는 본 발명 진공청소기의 자동주행에 있어서, 현재의 좌표계산에 대한 신호흐름도.

제11도는 본 발명 진공청소기의 자동주행에 있어서, 1회전 점검에 대한 신호흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,11 : 흡입구 2 : 연결관

3 : 조절너트 4,13 : 흡입호스

5 : 손잡이 6,16 : 전원플러그

7,12 : 연장파이프 14 : 연결공

15 : 흡입부 15A : 흡입장공

17 : 필터 18 : 탱크

19 : 좌방초음파센서송신기 20 : 좌방초음파센서수신기

21,22 : 충전지 23 : 진공흡입모터

24 : 좌바퀴 25 : 우바퀴

26 : 좌스태핑모터 27 : 우스태핑모터

28 : 전방초음파센서수신기 29 : 전방초음파센서송신기

30 : 마이콤 31,32 : 초음파센서복조기

33,37 : 초음파센서변조기 34,36 : 스태핑모터드라이버

35 : 모터드라이버 38 : 부저

39 : 스타트키이 40 : 정지키이

본 발명은 바닥의 먼지를 흡입하여 청소를 하여주는 진공청소기에 관한 것으로, 특히 초음파센서를 이용하여 장애물과 벽을 감지하여, 이의신호로 바퀴를 제어하여 자동주행을 수행하게 한 진공청소기의 자동주행 방법에 관한 것이다.

종래의 진공청소기에 있어서는 제1도에 도시한 바와같이, 사용자가 전원플러그(6)를 꼽은 상태에서 손잡이(5), 연장손잡이(7)를 쥐고 진공모터를 동작시키게 되면, 본체탱크안의 압력이 낮아지게 되어 바닥에 깔려있는 흡입구(1), 연장파이프(7), 흡입호스(4)를 순차적으로 통해 탱크내로 흡입됨에 따라 청소기능이 수행된다.

그런데 종래의 진공청소기에 있어서는 청소기능의 수행중에는 사용자가 계속 운전해 주어야 하므로 불편을 주게 되는 결함이 있었다.

본 발명은 이와같은 종래의 결함을 감안하여 초음파센서를 통해 장애물이나 벽을 감지한 후 바퀴를 제어하여 자동주행을 수행하고, 수동기능을 겸용하게 함으로써 사용자에게 편리함을 제공하도록 한 진공청소기의 자동주행방법을 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과같다.

제2도는 본 발명 진공청소기의 측면을 보인 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 진공소제기본체(42)의 저면 전방부일측에는 좌바퀴(24)가 설치되어 있고 , 그 후방측에는 캐스터(41)가 설치되어 있으며, 상기 본체(42)의 전방부일측에는 좌방, 전방과 벽사이의 거리를 측정하기 위한 좌방초음파센서송신기(19), 좌방초음파센서수신기(20), 전방초음파센서수신기(38)가 각각 부착되어 있고, 상기 본체(42)의 저면 후방부에는 본 발명 자동주행시 먼지를 흡입하게 한 흡입부(15)가 형성되어 있으며, 상기 본체(42)의 후방부에는 종래의 수동주행을 위한 통상의 흡입구(11), 연장파이프(12)가 연결된 흡입호스(13)가 착탈가능하게 설치되는 구조로 되어있다.

제3도는 본 발명 진공청소기의 전체구성을 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 자동주행기능수행시에는 흡입장공(15A)을 통과한 먼지가 필터(17)를 통해 걸러져 쌓이게 하고, 수동주행기능수행시에는 상기 흡입호스(13)를 연결공(14)를 착탈하여 사용하게 한 탱크(18)와, 상기 모터 드라이브(35)를 통해 상기 탱크(18)의 공기를 순환하게 한 진공흡입모터(23)와 각각의 스태핑모터드라이버(34)(36)를 통해 좌, 우 바퀴(24)(25)를 조정하게 한 좌,우스태핑모터(26)(27)와, 좌방, 전방초음파센서송신기(19)(29)에 초음파를 인가하게한 초음파센서변조기(33)(37)와, 좌방, 전방초음파센서수신기(20)(28)로부터의 초음파를 복조하도록 초음파센서복조기(31)(32)와, 스타트키이(39), 정지키이(40), 상기 초음파센서복조기(31)(32)의 상태를 스캔하고, 부저(38), 상기 초음파센서변조기(33)(37), 스태핑모터드라이버(34)(36), 모터드라이버(35)를 구동하게 한 마이콤(30)으로 구성된 것이다.

제4도는 본 발명 진공청소기의 자동경로를 보인 작용도로서 이에 도시한 바와 같이, 진공청소기의 우회전 변화량(f0)(f0+2d)(f0+3d)(f0+5d)(f0+6d)에 따라 자동 주행하는 것을 나타낸 것이다.

제5도는 본 발명 진공청소기의 자동주행에 있어서, 자세 보정의 일 예를 보인 작용도로서 이에 도시한 바와같이, 좌벽과의 거리를 일정하게 유지시키면서 주행하는 것을 나타낸 것이다.

제6도는 본 발명 진공청소기의 자동주행에 대한 모드를 보인 표로서 이에 도시한 바와같이, 직진, 좌회전, 우회전에 따른 좌스태핑모터(26), 우스태핑모터(27)의 구동상태를 나타낸 것이다.

이와같이 구성된 본 발명을 자동주행에 대한 전체신호흐름도인 제7도에 의해 설명하면 다음과 같다.

키패드로부터 청소기의 한바퀴 돌때마다 중앙으로 옮기는 거리(△d), 청소기의 돌아야할 횟수(n*)를 읽어 들인 후 모터드라이버(35)를 통해 진공흡입모터(23)를 구동시키고, 청소기의 돈 횟수(n), 청소기의 방향(Dir), 청소기의 좌표(x,y)를 초기화함과 아울러 청소기의 좌회전하는 기준거리(s*), 청소기의 우회전하는 기준거리(f*)를 각각 시작점(s0)(f0)으로 위치시킨다.

이와같이 하여 전방거리(f) 측정추틴(PAI), 좌방거리(s) 측정루틴(PA2)을 수행하고, 좌방거리(s)가 좌회전하는 기준거리(s*)이하로 되는지를 판별하여, 이하로 되지 않으면 제6도에 도시한 바와같은 좌회전모드를 통해 90。좌회전시킨 후 방향(Dir)을 Dir-1로 감산하여, 이하로 되면 전방거리(f)가 우회전기준거리(f*)인지를 판별한다.

즉, 좌방벽이 없으면 90。좌회전을 수행한 후 방향(Dir)을 Dir-1으로 감산하고, 좌방력이 있으면 전방거리(f)가 기준거리(f*)이상인지를 판별한다.

이때 전방거리(f)가 우회전기준거리(f*)이상으로 되지 않으면 제6도에서 도시한바와 같은 우회전모드를 통해 90。우회전시킨 후 방향(Dir)을 Dir+1로 증가시키며, 이상이면 자세보정루틴(PA3)을 수행한 후 직진을 수행하고, 현재의 좌표 계산루 틴 (PA4), 한바퀴돌았는가에 대한 판단루틴(PA5)을 수행한다.

이와 같이한 후 한바퀴회전이 완료되지 않으면 상기 전방거리(f)측정루틴부터의 과정을 반복하며, 완료되면 된횟수(n)를 n+1로 증가, 방향(Dir)의 초기화, 좌회전기준거리(s*)를 s*+d로 증가, 우회전기준거리(f*)를 f*+△d로 증가 시킨 후 돈 횟수(n)와 돌아야할 횟수(n*)가 같은 상태로 되었는지를 판별한다.

이때 n=n*로 되지 않으면 상기 전방거리(f)의 측정루틴(PA1)부터의 과정을 반복수행하며, n=n*로 되면, 상기 모터드라이버(35)를 통해 진공흡입모터(23)를 정지시킴으로써 자동주행청소가 완료된다.

여기서 전방거리(f) 측정추틴(PA1), 좌방거리(s) 측정루틴(PA2)은 제8도에 도시한 바와같이, 전방거리(f), 좌방거리(s)를 각각 초기화한 후 전방, 좌방초음파센서송신기(29)(19)를 통해 초음파신호를 각각 벽에 보내고, 각각의 전방, 좌방초음파센서수신기(28)(20)를 통해 초음파가 도달했는지를 판별하여, 도달하지 않았으면 각각의 전방거리(f), 좌방거리(s)를 f+1,s+1로 증가시킨 후 다시 판별되게 하며, 도달했으면 리턴으로 수행한다.

즉 각각의 초음파센서변조기(37)(33)를 통해 변조된 초음파가 전방초음파센서송신기(29), 좌방초음파센서송신기(19)를 통해 벽에 송출되며, 이의신호가 각각의 전방초음파센서수신기(28), 좌방초음파센서수신기(20)를 통해 수신된 후 초음파센서복조기(32)(31)를 통해 복조되어 마이콤(30)에 인가됨에 따라 각각의 전방거리(f),좌방거리(s)가 판별된다.

그리고 자세정보루틴(PA4)은 제9도에 도시한 바와 같이, 좌방거리(s)가 우회전기준거리(f*)+목표주행궤적의 허용오차(△f)로 되었는가를 판별하여, s=f*+△f인 상태로 되지 않았으면 △t=f_tx(s-f*), △t:보정이 이루어지는 시간량, f_t:실험적인 상수, s:좌방거리, f*:우회전기준거리를 계산한 후 △t시간동안 좌회전을 수행하며, s=f*+△f로 되었으면 좌방거리(s)가 f*-△f이하로 되었는지를 판별한다.

이때 f*-△f인 상태로 되지 않았으면 △t=ftx(f*-s)로 되는 보정시간양을 계산한후 △t시간 동안 우회전을 수행한다.

즉 제5도에 도시한 바와같이, 좌방거리(s)가 f*+△f이하로 되면 △t시간 동안 좌회전을 수행하고, f*-△f이상으로 되면 △t시간동안 우회전을 수행하여 자세를 보정한다.

또한, 현재의 좌표계산루틴(PA4)은 제10도에 도시한 바와 같이, 방향(Dir)이 “0”으로 되면 좌표(x)를 x+1로, 방향(Dir)이 “1”로 되면 좌표(y)를 y+1로, 방향(Dir)이 “2”로 되면 좌표(x)를 x-1로, 방향(Dir)이 “3”으로 되면 좌표 (y)를 y-1로 계산하고, 상기 방향(Dir)이 “0-3”으로 되지 않으면 좌표(x)를 x+1로 계산한 후 리턴한다.

이때 한바퀴의 회전완료루틴(PA5)은 제11도에 도시한 바와 같이, 좌표(x)가 “0”이고 방향(Dir)이 “4”로 되었는지를 판별한다.

그리고 수동으로 사용코자 할 때는 제2도에 도시한 바와 같이, 흡입구(11), 흡입호스(13)를 연결공(14)을 통해 본체(42)에 접속하여, 사용자가 연장 파이프(12)를 들고 소부분을 수동으로 사용한다.

여기서 수동모드시의 전원은 플러그(16)를 사용하고, 자동모드시에는 충전지(21)(22)를 사용한다.

따라서 자동수행시 청소기는 전방 및 좌방의 초음파센서를 이용하여 벽의 유무 및 벽까지의 거리를 감지 함에 따라 주어진 소프트웨어로 적절한 의사결정을 내리고, 이후 좌바퀴 및 우바퀴를 각각의 스태핑모터로 제어함으로써 원하는 방향으로 직진 및 회전하게 되고, 폐구간을 완주하여, 이 폐구간을 순차적으로 외각에서부터 중심까지 주행해나간다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 자동주행모드시 청소기본체가 제한된 폐구간을 좌, 우수법을 이용하여 자동주행하면서 진공청소를 하게 되고, 또한 수동모드시 사용자가 어느 특정한 소부분을 청소하게 되므로 대단히 편리함을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

흡입호스(13)를 본체(42)에 접속하여 진공청소를 수행하게 수동식 진공청소기에 있어서, 상기 본체(42)의 저면 후방부에 흡입장공(15A)으로 된 흡입부(15)를 설치하고, 진공흡입모터(25)를 구동하게 한 모터드라이버(35)와, 각각의 좌, 우스태핑모터(26)(27)를 통해 좌,우바퀴(24)(25)를 제어하게 한 스태핑모터드라이버(34)(36)와, 각각의 좌방, 전방초음파센서송신기(19)(29)를 통해 벽에 초음파를 송신하게 한 초음파센서변조기(33)(37)와, 각각의 좌방, 우방초음파센서수신기(20)(28)를 통해 초음파를 수신하게 한 초음파센서복조기(31)(32)와, 상기 초음파센서복조기(31)(32)를 스캔하여 상기 초음파센서변조기(33)(37), 스태핑모터드라이버(34)(36), 모터드라이버(35)를 제어하게 한 마이콤(30)를 구비하여, 자동주행모드시 키패드로부터 1회전마다 중앙으로 옮기는 거리(△d), 돌아야 할 횟수(n*)를 읽어 들인 후 상기 진공흡입모터(23)를 구동하고, 돈횟수(n), 방향(Dir), 좌표(x,y), 좌회전기준거리(s*), 우회전기준거리(f*)를 초기화한 후 전방거리(f) 측정루틴(PA1), 좌방거리(s) 측정루틴(PA2)을 수행하고, 좌방거리(,s)가 좌회전기준거리(s*)이상이면 90。좌회전을 수행한 후 방향(Dir)을 Dir-1로 감소기키고 전방거리(f)가 우회전기준거리(f*)이하이면 90。우회전을 수행한 후 방향 (Dir)을 Dir+1로 증가시키며, 상기 우회전기준거리(f*)이상으로 되면 자세보정루틴(PA3)의 수행후 직진을 하고, 현재의 좌표계산루틴(PA4), 1회전완료점검루틴(PA5)을 수행한후 완료되면 돈횟수(n)와 돌아야할 횟수(n*)가 같아질때까지 상기 전방거리측정루틴(PA1)부터의 과정을 반복하며, 같아지면 상기 진공흡입모터(23)를 정지시키는 것을 특징으로 한 진공청소기의 자동주행방법.
제1항에 있어서, 전방거리(f), 좌방거리(s) 측정루틴(PA1)(PA2)은 각각의 전방거리(f), 좌방거리(s)를 초기화한 후 송신펄스를 보내고, 상기 송신펄스가 도달할때까지 상기 전방거리(f), 좌방거리(s)를 증가시키는 것을 특징으로한 진공청소기의 자동주행방법.
제1항에 있어서, 자세정보루틴(PA3)은 목표주행궤적의 허용오차를 △f 로하고, 보정되는 시간량을 △t로하고, 실험적인 상수를 ft로하여, 좌방거리(s)가 우회전기준거리(f*)+△f이하로 되면 △t=ftx(s-f*)로 계산되는 보정신간(△t)동안 좌회전을 수행하고, 좌방거리(s)가 우회전기준거리(f*)-△f이상으로 되면 △t=ftx(f*-s)로 계산되는 보정시간(△t)동안 우회전하는 것을 특징으로 한 진공청소기의 자동주행방법.
제1항에 있어서, 현재의 좌표계산루틴(PA4)은 방향(Dir)이 “0, 1, 2, 3”으로 변화 될 때마다 좌표(x,y)를 증가 및 감소시키는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 자동주행방법.
제 1 항에 있어서, 1회전 완료 점검 루틴(PA5)은 좌표(X)가 “0”으로 되고 방향(Dir)이 “4”로 되는지를 판단하는 것을 특징으로 한 진공청소기의 자동주행방법.